JPH0555016A

JPH0555016A - セラミツク配線基板のトリミング方法

Info

Publication number: JPH0555016A
Application number: JP3237188A
Authority: JP
Inventors: Kanehisa Kitsukawa; 兼久橘川; Yoshiyuki Otake; 佳幸大嶽; Takao Kojima; 孝夫小島
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-03-05
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JP3029216B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ショートすることもなく、抵抗値を大きい方
向に調整ができ、また抵抗値のバラツキが少なくなり、
更に耐熱性に優れるセラミック配線基板のトリミング方
法を提供する。【構成】セラミック基板１ａ上に形成された最上層の
白金製厚膜導電パターン２ａをレーザによりトリミング
する積層厚膜型セラミック配線基板のトリミング方法に
おいて、上記導電パターン２ａ上にはセラミック被覆層
３が形成され、該セラミック被覆層３の上から該セラミ
ック被覆層３の下層に位置する導電パターン２ａを目掛
けてレーザを照射して、該導電パターン２ａの一部を飛
散除去して抵抗を所望値に調整することを特徴とするセ
ラミック配線基板のトリミング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック配線基板の
トリミング方法に関し、更に詳しく言えば、セラミック
被覆層を設けることによりショートすることもなく、抵
抗値を大きい方向に調整が可能、即ち所望の抵抗値が得
られるセラミック配線基板のトリミング方法に関するも
のである。本発明は温度センサ（自動車用触媒等）等に
利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来自動車用触媒の温度センサにはサー
ミスタ等の半導体の温度センサが使われていた。また、
白金は高精度な抵抗値の温度依存性を有するため、多く
の温度センサに使われている。そして、白金をセラミッ
ク基板上に同時焼成体として形成したものは温度係数が
安定している、耐熱性、耐蝕性が高い等の優れた性質を
持っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
の温度センサでは、素子ごとの抵抗値の温度依存性のバ
ラツキが大きく広い温度範囲による温度測定が難しい等
の欠点があった。また白金をセラミック基板上に同時厚
膜焼成体として形成したものに関しても、抵抗値のコン
トロールが難しく、常温時での抵抗値が低い等の欠点が
ある。一般にはスパッタ等により形成された白金薄膜が
用いられその厚みを薄くすることにより、抵抗値を大き
くするなどして用いられているが耐熱性が乏しいという
問題があった。また、印刷等による厚膜方式では、印刷
時のカスレ、ニジミ等の問題からパターン巾を０．１５
ｍｍ以下にすることができず、より大きな抵抗を得るに
はパターン間距離を狭くすることが必要となった。こう
した場合、抵抗を調整するために、レーザトリミングを
実施するときに、図６に示すように、飛散した導電パタ
ーン粒子が隣接するパターン２ａ間に入り込み堆積さ
れ、ショートの原因ともなる問題もあった。

【０００４】本発明は、上記欠点を克服するものであ
り、セラミック被覆層を設けることによりショートする
こともなく、抵抗値を大きい方向に調整ができ、また抵
抗値のバラツキが少なくなり、更に耐熱性に優れるセラ
ミック配線基板のトリミング方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、セラミッ
ク配線基板のトリミング方法において、ショートを防止
し、所望の抵抗値が得られるトリミング方法について種
々検討した結果、セラミック被覆層を設けることによ
り、この欠点が解消されることを見出して、本発明を完
成するに至ったのである。即ち、本発明のセラミック配
線基板のトリミング方法は、セラミック基板上に形成さ
れた導電パターンをレーザによりトリミングするセラミ
ック配線基板のトリミング方法において、上記導電パタ
ーン上にはセラミック被覆層が形成され、該セラミック
被覆層の上から該セラミック被覆層の下層に位置する導
電パターンを目掛けてレーザを照射して、該導電パター
ンの一部を飛散除去して抵抗を所望値に調整することを
特徴とする。

【０００６】上記セラミック配線基板は、非積層型でも
よいし、薄膜導電パターンを有するものでもよいが、第
２発明に示すように、積層された厚膜導電パターンを有
する積層厚膜型セラミック配線基板であり、トリミング
する導電パターンは最上層の導電パターンであるとする
のが好ましい。この場合は、耐熱性に優れるし、高抵抗
とすることができ、且つ高機能化、小型化もできるため
である。

【０００７】

【作用】レーザによるトリミング方法において、図１に
示すように、このレーザを導電パターンの所望部分に
（例えば、図３の線５ａ−ｃ）に照射すると、局所的に
導電パターンの被照射部が高温化され、周りとの熱膨張
差によってその部分が粉砕され取り除かれる。そのた
め、所望パターンの中央にトリミング溝が形成され、導
電パターンとしては線幅が約半分で長さが約２倍の蛇行
状パターンとなるので、電流経路が細長くなり抵抗値が
上がる。レーザは短いパルス状の光で発射され、１回パ
ルスを発射するたびに抵抗値を測定し、目的の抵抗値に
なるまでトリミングが繰り返される。

【０００８】本発明においては、導電パターンの上にセ
ラミック被覆層が形成されているので、この被覆層の上
から、この下にある導電パターンの一部をレーザにより
切除することにより、トリミングをする。従って、この
導電パターンから削除される飛散粒子がこの導電パター
ン間に堆積されることがないので、隣接するパターン線
間においてショートすることもない。

【０００９】また、導電パターンが被覆層により覆われ
ているので、焼成時及びレーザ照射時において、加熱に
より白金製導電パターンが揮散することもないので、抵
抗値のバラツキも少ない。更に、レーザでトリミングす
るためには、被覆層の膜厚が２００μｍ以下、好ましく
は１００μｍ以下が好ましい。これは、２００μｍを越
えるとレーザを強く当てる必要があり、トリミング溝幅
が広くなってしまうため微調整が困難となり、またトリ
ミング時の発熱によりトリミング精度が悪くなるという
問題があるからである。

【００１０】

【実施例】以下、実施例により図２〜４に基づいて本発
明を具体的に説明する。セラミック配線基板は、以下の
ようにして製造される。尚、焼成前と焼成後にの共通部
材については便宜上、同符号を付す。

【００１１】まず、アルミナ；９２重量％、他成分（Ｍ
ｇＯ、ＳｉＯ₂、ＣａＯ）；８重量％のグリーンシート
（厚さ；０．８ｍｍ）１ａ−ｊ上に白金ペースト〔白金
ブラック２重量部：白金スポンジ１重量部、他にセラミ
ック材料（共生地）、ブチルカルビドール及び有機バイ
ンダーを含む。〕を印刷して、図１及び図２に示す所定
の厚膜パターン（厚さ；１５〜３０μｍ、２ａ、２ｂ
等）を形成する。尚、２層目以降に積層されるグリーン
シート１ｂ−ｊ上のパターン（パターン巾；０．１〜
０．２ｍｍ、２ｂ等）は蛇行状を示し、表面層のパター
ン２ａ（パターン巾；０．３〜０．４ｍｍ）は、トリミ
ングされた後に蛇行状パターンを示すものである。各、
線間隔は０．１〜０．４ｍｍである。各層間の導通は、
図３及び図４に示すように、導電パターン（白金パター
ン又は単にパターンという。）下部のスルホール４にて
行う。いずれも、パターン長は５０〜７０ｍｍである。
本実施例においては、抵抗値を大きくするため、上記各
グリーンシート１０枚（１ａ−ｊ）を積層する。尚、焼
成後の各シート抵抗が３０ｍΩ〜１００ｍΩ／□である
ものを積層することとする。この実施例は１０層である
が、目的の抵抗に合わせてもっと違う積層数でもよい。

【００１２】その後、上記表面層１ａ上に上記と同じセ
ラミックス組成物からなる被覆層（膜厚；２０〜１２０
μｍ）３を印刷又は成形されたグリーンシートを積層圧
着することにより形成する。次に、上記一体物を大気
下、３５０℃で２４時間、加熱して樹脂抜きをした後、
１６００℃で２時間の焼成を大気下にて行って、図３及
び図４に示すセラミック配線基板を製造した。図４中、
４はスルーホールメタライズを示す。ここで焼成後の白
金パターンの膜厚は１５μｍ、被覆層の膜厚は１５〜１
００μｍである。焼成後のこの配線基板の抵抗は、３０
Ω〜７００Ω／□である。

【００１３】トリミングは、被覆層３の上から、最上層
のパターン２ａにおいて図３の５に示す線〔上方（パタ
ーン根元部）から下方（パターン先端部）に向かう線〕
５ａ、５ｂ、５ｃ上に沿ってレーザを照射することによ
り行った。これにより蛇行状のパターンを形成する。こ
のトリミングをする装置は、ハイブリッドＩＣの厚膜抵
抗トリミング用のレーザトリマであり、最大パワーが５
Ｗ、最大パルスショット数が３００００回／秒である。
レーザロッドはＹＡＧで波長１μｍの赤外レーザ光を発
生する。ビーム径は５０μｍである。この装置を用い
て、パワー３Ｗ、パルスショット３０００回／秒で実際
にトリミングを行った。図３に示すようなパターンで最
大にトリミングした所、全体として約１０％の抵抗増加
を示した。更に、±５％のバラツキ範囲内にて調整する
ことができた。更に抵抗値全体を±１％のバラツキ範囲
内に調整することが可能である。

【００１４】白金パターンは、比較的安定な物質である
が、酸化雰囲気中で１０００℃以上の温度になると段々
と昇華してしまうので、実際には数μｍ以上のアルミナ
等からなるセラミック被覆を施すことにより抵抗の変化
をなくするとともに、レーザトリミング時のショートを
防止することができる。この場合、被覆層の厚さは２０
０μｍ以下でないと、汎用のレーザトリマのパワーの最
大（５Ｗ）でも切除できなくなり、逆にそれ以上のパワ
ーで切断すると素子の機械的強度にも悪影響を及ぼすこ
ととなる。以上より、本実施例においては、汎用の装置
を用いて容易に且つ精度良くトリミングをすることがで
き、また白金パターンが揮散することもないので、抵抗
のバラツキも少なく、更に隣接するパターン線間におい
てショートすることもない。

【００１５】尚、本発明においては、上記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
上記セラミック基板の形状、大きさ、その材料の種類、
グリーンシートの積層枚数、導電パターンの形状、膜
厚、パターン幅、パターン線間距離、更に、焼成後のシ
ート抵抗等は、種々選択できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明のセラミック配線基板のトリミン
グ方法によれば、容易に且つ精度良くトリミングをする
ことができ、抵抗値を大きい方向に調整することができ
る。また白金製導電パターンが揮散することもないの
で、抵抗値のバラツキも少なく、更に隣接するパターン
線間においてショートすることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明においてセラミック配線基板のトリミン
グをしている状態を示す説明断面図である。

【図２】本実施例において各グリーンシートを積層しよ
うとする状態を示す説明図である。

【図３】本実施例においてトリミングする前のセラミッ
ク配線基板の平面図である。

【図４】図３に示すセラミック配線基板のＡ−Ａ断面図
である。

【図５】本発明においてトリミング前の他のパターン形
状及びトリミング場所を説明する一部平面図である。

【図６】従来においてセラミック配線基板のトリミング
をしている状態を示す説明断面図である。

【符号の説明】

１セラミック基板（グリーンシート）２導電パターン３セラミック被覆層４スルーホールメタライズ（スルーホール）５トリミングする場所（切除する線）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック基板上に形成された白金製導
電パターンをレーザによりトリミングするセラミック配
線基板のトリミング方法において、上記導電パターン上にはセラミック被覆層が形成され、
該セラミック被覆層の上から該セラミック被覆層の下層
に位置する導電パターンを目掛けてレーザを照射して、
該導電パターンの一部を飛散除去して抵抗を所望値に調
整することを特徴とするセラミック配線基板のトリミン
グ方法。
【請求項２】上記セラミック配線基板は、積層された
厚膜導電パターンを有する積層厚膜型セラミック配線基
板であり、トリミングする導電パターンは最上層の導電
パターンである請求項１記載のセラミック配線基板のト
リミング方法。