JPH07245453A - 配線回路基板 - Google Patents

配線回路基板

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JPH07245453A
JPH07245453A JP6060130A JP6013094A JPH07245453A JP H07245453 A JPH07245453 A JP H07245453A JP 6060130 A JP6060130 A JP 6060130A JP 6013094 A JP6013094 A JP 6013094A JP H07245453 A JPH07245453 A JP H07245453A
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thin film
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film circuit
resistor
layer
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JP6060130A
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Kinji Nagata
欣司 永田
Fumio Miyagawa
文雄 宮川
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor

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  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高熱伝導性の基板表面に形成された薄膜回路
パターン上に、該薄膜回路パターンの抵抗体に用いる薄
膜回路パターン部分を除いて、導体層を積層形成してな
る配線回路パターンを備えた配線回路基板において、配
線回路パターンに高電流を流した場合に、抵抗体に用い
た薄膜回路パターン部分の端部が高温に加熱されて溶断
するのを防ぐことのできる配線回路基板を得る。 【構成】 抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分2
0aの端部をそれに連なる薄膜回路パターン20上に積
層形成した導体層30であって、抵抗体40の電極部に
用いる導体層30の端部のパターン幅より幅広く形成す
る。そして、薄膜回路パターン部分20aの端部とそれ
に連なる薄膜回路パターン20上に積層形成した導体層
30の端部との境界部分における欠陥箇所に起因して、
薄膜回路パターン部分20a端部の電気抵抗値等が高ま
るのを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高熱伝導性の基板表面
に抵抗体を有する配線回路パターンを備えた配線回路基
板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、図8と図9に示したような、
ガラスセラミック又はアルミナセラミックからなる基板
10表面に形成した薄膜回路パターン20上に導体層3
0を積層形成してなる配線回路パターン50を備えた配
線回路基板がある。
【0003】この配線回路基板においては、図8と図9
に示したように、基板10表面に形成した薄膜回路パタ
ーン20上に、該薄膜回路パターン20の抵抗体40に
用いる薄膜回路パターン部分20aを除いて、導体層3
0を積層形成している。そして、導体層30の中途部に
露出させた上記薄膜回路パターン部分20aを抵抗体4
0に用いている。そして、抵抗体40を有する配線回路
パターン50を基板10表面に形成している。
【0004】ところで、この配線回路パターン50に高
電流を流した場合には、図10に示したように、抵抗体
40に用いた薄膜回路パターン部分20aの中央部が高
温に加熱されて溶断してしまった。
【0005】そのため、近時は、基板10に窒化アルミ
ニウムセラミック等からなる高熱伝導性の絶縁基板を用
いて、その基板10表面の抵抗体40に用いた薄膜回路
パターン部分20aが発する熱を高熱伝導性の基板10
を通してその外部に効率良く迅速に放散させている。そ
して、配線回路パターン50に高電流を流しても上記抵
抗体40に用いた薄膜回路パターン部分20aの中央部
が高温に加熱されて溶断するのを防いでいる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような高熱伝導性の基板10を用いた配線回路基板の配
線回路パターン50に高電流を流した場合には、図11
に示したように、抵抗体40に用いた薄膜回路パターン
部分20aの中央部は溶断されないものの、その薄膜回
路パターン部分20aの端部が高温に加熱されて溶断し
てしまった。
【0007】これは、次の理由に基づくと推測される。
【0008】上記配線回路パターン50は、以下のよう
にして形成している。窒化アルミニウムセラミック等か
らなる基板10表面にTa2 N薄膜層又はNi−Cr合
金薄膜層等の薄膜層をスパッタリング、蒸着等により被
着していると共に、その薄膜層上にNi層とAu層とを
順次積層してなる導体シート層を積層形成している。N
i層とAu層とは、めっき又はスパッタリング、蒸着等
により形成している。次いで、薄膜回路パターン20を
形成すべき薄膜層部分上の導体シート層部分表面にレジ
ストを塗布した後、基板10をエッチング液に浸漬し
て、導体シート層をエッチング処理し、薄膜回路パター
ン20を形成すべき薄膜層部分上に薄膜回路パターン2
0上を覆う導体層30を導体シート層を用いて積層形成
している。その際には、抵抗体40に用いる薄膜層部分
直上の導体シート層部分表面にはレジストを塗布せず
に、その導体シート層部分をエッチング処理して、薄膜
回路パターン20上を覆う導体層の中途部にその直下の
薄膜層部分を露出させている。次いで、薄膜回路パター
ン20を形成する薄膜層部分上に積層形成した導体層表
面と抵抗体40に用いる薄膜層部分表面とにレジストを
一連に塗布した後、基板10をエッチング液に浸漬し
て、薄膜層をエッチング処理し、基板10表面に薄膜回
路パターン20上に導体層30を積層形成してなる配線
回路パターン50であって、導体層30の中途部に露出
させた抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分20a
の両端部をそれに連なる薄膜回路パターン20上に積層
形成した導体層30の端部にそれぞれ電気的に接続して
なる配線回路パターン50を形成している。
【0009】そのため、上記のようにして、基板10表
面に配線回路パターン50を形成した場合に、導体シー
ト層のエッチング処理用のレジストが抵抗体40に用い
る薄膜層部分直上の導体シート層部分表面にオーバーラ
ップして塗布されたり抵抗体40に用いる薄膜層部分直
上の導体シート層部分と境を接する導体層形成用の導体
シート層部分の境界箇所表面まで万遍なく塗布されなか
ったりした。そして、基板10をエッチング液に浸漬し
て、導体シート層をエッチング処理した際に、導体シー
ト層を用いて形成する導体層30の端部にエッチング液
が過度に浸入したり浸入不足となったりして、その導体
層30の端部とそれに電気的に接続された抵抗体40に
用いた薄膜回路パターン部分20aとの境界部分に欠陥
箇所が生ずるからである。そして、抵抗体40に用いた
薄膜回路パターン部分20a端部の電気抵抗値等が高ま
るからである。
【0010】そこで、本発明者らは、上記導体層30の
端部と抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分20a
の端部との境界部分における欠陥箇所に起因する薄膜回
路パターン部分20a端部の溶断を防ぐために、抵抗体
40に用いる薄膜回路パターン部分20aの端部を幅広
く形成することを試みた所、その薄膜回路パターン部分
20aの端部における溶断を防ぐことができることを発
見した。そして、この発見に基づき、上記導体層30の
端部と薄膜回路パターン部分20aの端部との境界部分
における欠陥箇所に起因する薄膜回路パターン部分20
aの端部の溶断を防ぐことのできる配線回路パターン5
0を備えた配線回路基板を開発した。
【0011】即ち、本発明は、高熱伝導性の基板表面に
形成した抵抗体に用いる薄膜回路パターン部分の端部が
高温に加熱されて溶断するのを防ぐことのできる配線回
路パターンを備えた配線回路基板を提供することを目的
としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の配線回路基板は、高熱伝導性の基板表面に
形成した薄膜回路パターン上に、該薄膜回路パターンの
抵抗体に用いる薄膜回路パターン部分を除いて、導体層
を積層形成してなる配線回路パターンを備えた配線回路
基板において、前記抵抗体に用いる薄膜回路パターン部
分の端部をそれに連なる前記薄膜回路パターン上に積層
形成した導体層の端部のパターン幅より幅広く形成した
ことを特徴としている。
【0013】本発明の配線回路基板においては、基板が
窒化アルミニウムセラミック、ダイヤモンド、シリコン
カーバイト、窒化ボロン又はベリリアセラミックからな
ることを好適としている。
【0014】それと共に、薄膜回路パターンがTa2
薄膜層又はNi−Cr合金薄膜層からなり、導体層がN
i層とAu層とを順次積層した導体層からなることを好
適としている。
【0015】
【作用】本発明の配線回路基板においては、抵抗体に用
いる薄膜回路パターン部分の端部をそれに連なる薄膜回
路パターン上に積層形成した導体層の端部のパターン幅
より幅広く形成して、薄膜回路パターン部分の端部と導
体層の端部との境界部分における欠陥箇所に起因して、
抵抗体に用いる薄膜回路パターン部分端部の電気抵抗値
等が高まるのを防いでいる。
【0016】そのため、配線回路パターンに高電流を流
した場合に、抵抗体に用いた薄膜回路パターン部分の端
部が高温に加熱されて溶断するのが防止される。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に従い説明す
る。図1ないし図3は本発明の配線回路基板の好適な実
施例を示し、図1はその平面図、図2は図1のA−A断
面図、図3は図1のB−B断面図である。以下に、この
配線回路基板を説明する。
【0018】図の配線回路基板では、基板10を高熱伝
導性の窒化アルミニウムセラミック、ダイヤモンド、シ
リコンカーバイト、窒化ボロン又はベリリアセラミック
等で形成している。
【0019】基板10表面には、図2に示したように、
薄膜回路パターン20を帯状に形成している。薄膜回路
パターン20は、Ta2 N薄膜層又はNi−Cr合金薄
膜層等からなる薄膜層で形成している。薄膜回路パター
ン20形成用の薄膜層は、基板10表面にTa2 N薄膜
層又はNi−Cr合金薄膜層等をスパッタリング、蒸着
等により形成して得ている。
【0020】抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分
20aを除いた薄膜回路パターン20上には、抵抗体4
0の電極部に用いる導体層を積層形成している。そし
て、薄膜回路パターン20上に積層形成した導体層30
の中途部に抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分2
0aを露出させている。導体層30は、基板10表面に
形成した薄膜回路パターン20形成用の上記Ta2 N薄
膜層又はNi−Cr合金薄膜層表面にNiめっき層とA
uめっき層とを順次積層形成したりNi薄膜層とAu薄
膜層とをスパッタリング、蒸着等により順次積層形成し
たりして得ている。
【0021】以上の構成は、既述従来の図8と図9に示
した配線回路基板と同様であるが、図の配線回路基板で
は、抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分20aの
両端部を、それに連なる薄膜回路パターン20上に積層
形成した導体層30であって、抵抗体40の電極部に用
いる導体層30の端部のパターン幅よりそれぞれ幅広く
形成している。具体的には、図1に示したように、薄膜
回路パターン部分20aの両端部両側をその外方にそれ
ぞれ階段状に突出させている。
【0022】図1ないし図3に示した配線回路基板は、
以上のように構成していて、この配線回路基板において
は、配線回路パターン50に高電流を流した場合に、抵
抗体40に用いた薄膜回路パターン部分20aの端部と
それに連なる薄膜回路パターン20上に積層形成した導
体層30の端部の境界部分における欠陥箇所(図示せ
ず)に起因して、抵抗体40に用いた薄膜回路パターン
部分20aの端部の電気抵抗値等が高まるのが抑えられ
て、その薄膜抵抗パターン部分20aの端部が高温に加
熱されて溶断するのが防止される。
【0023】次に、この図1ないし図3に示した配線回
路基板の配線回路パターン50の形成例を図4に示す。
この形成例では、抵抗体40に用いる薄膜回路パターン
部分20aの電気抵抗値を50Ωに設定するために、そ
の薄膜回路パターン部分20aの両端部の縦幅aとその
横幅bとを0.05mmと0.3mmとにそれぞれ形成
している。それと共に、それ以外の薄膜回路パターン部
分20aの中途部の縦幅cとその横幅dとを0.134
mmと0.2mmとにそれぞれ形成している。抵抗体4
0の電極部に用いる導体層30の端部は、そのパターン
幅eを一律に0.2mmに形成している。この形成例に
おける抵抗体40に用いた薄膜回路パターン部分20a
の電気抵抗値Rは、次式で算出される。
【0024】
【数1】 R=Rs(L/W)=50(0.134/0.2+2×
0.05/0.3)≒50.2Ω
【0025】ここで、Lは抵抗体40に用いた薄膜回路
パターン部分20aの長さを示し、Wは抵抗体40に用
いた薄膜回路パターン部分20aの幅を示している。R
sは、薄膜回路パターン部分20aのシート抵抗値を示
していて、薄膜回路パターン部分20aの抵抗率をρと
し、薄膜回路パターン部分20aの膜厚をTとすると、
Rs=ρ/T となる。
【0026】参考までに、抵抗体40に用いた薄膜回路
パターン部分20aの溶断電流値(薄膜回路パターン部
分20aが溶断する最少電流値)Iは、次式で示され
る。
【0027】
【数2】 I={(4.184×dQ)/(R×t)}1 / 2 dQ=m×Cp×dt R=ρ×L/(W×T)
【0028】ここで、mは抵抗体40に用いた薄膜回路
パターン部分20aの質量を示し、Cpは抵抗体40に
用いた薄膜回路パターン部分20aの比熱を示し、dt
は抵抗体40に用いた薄膜回路パターン部分20aの温
度上昇値を示し、Tは抵抗体40に用いた薄膜回路パタ
ーン部分20aの膜厚を示し、tは抵抗体40に用いた
薄膜回路パターン部分20aに流す電流時間を示してい
る。
【0029】これらの数1、数2の式から、抵抗体40
に用いる薄膜回路パターン部分20a各所の長さLやそ
の幅Wを大小に調整することにより、その薄膜回路パタ
ーン部分20a各所の電気抵抗値や溶断電流値をそれぞ
れ調整できることが判る。
【0030】図5、図6又は図7は本発明の配線回路基
板の他の好適な実施例を示し、詳しくはその平面図を示
している。以下に、この配線回路基板を説明する。
【0031】図5に示した配線回路基板では、抵抗体4
0に用いる薄膜回路パターン部分20aの両端部をそれ
に連なる薄膜回路パターン20上に積層形成した導体層
30であって、抵抗体40の電極部に用いる導体層30
の端部のパターン幅よりそれぞれ幅広く形成していると
共に、その抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分2
0aの両側縁をそれぞれ内側に弧状に湾曲させていて、
その薄膜回路パターン部分20aが鼓状をしている。
【0032】図6に示した配線回路基板では、抵抗体4
0に用いる薄膜回路パターン部分20aの中途部及びそ
の両端部をそれに連なる薄膜回路パターン20上に積層
形成した導体層30であって、抵抗体40の電極部に用
いる導体層30の端部のパターン幅よりそれぞれ一律に
幅広く形成していて、その薄膜回路パターン部分20a
が方形状をしている。
【0033】図7に示した配線回路基板では、抵抗体4
0に用いる薄膜回路パターン部分20aの両端部をそれ
に連なる薄膜回路パターン20上に積層形成した導体層
30であって、抵抗体40の電極部に用いる導体層30
の端部のパターン幅よりそれぞれ幅広く形成していると
共に、その抵抗体40に用いる薄膜回路パターン部分2
0aの両側縁を外側に弧状に湾曲させていて、その薄膜
回路パターン部分20aが太鼓状をしている。
【0034】その他は、前述図1ないし図3に示した配
線回路基板と同様に構成していて、その作用も前述図1
ないし図3に示した配線回路基板と同様である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の配線回路
基板によれば、抵抗体に用いた薄膜回路パターン部分の
端部とそれに連なる薄膜回路パターン上に積層形成した
導体層の端部との境界部分における欠陥箇所に起因し
て、抵抗体に用いた薄膜回路パターン部分端部の電気抵
抗値等が高まるのを防ぐことができる。そして、配線回
路パターンに高電流を流した場合に、抵抗体に用いた薄
膜回路パターン部分の端部が高温に加熱されて溶断する
のを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の配線回路基板の平面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【図4】本発明の配線回路基板の配線回路パターンの形
成例である。
【図5】本発明の配線回路基板の平面図である。
【図6】本発明の配線回路基板の平面図である。
【図7】本発明の配線回路基板の平面図である。
【図8】従来の配線回路基板の平面図である。
【図9】図8のC−C断面図である。
【図10】従来の配線回路基板の薄膜回路パターン部分
の溶断状態を示す平面図である。
【図11】従来の配線回路基板の薄膜回路パターン部分
の溶断状態を示す平面図である。
【符号の説明】
10 基板 20 薄膜回路パターン 20a 抵抗体に用いた薄膜回路パターン部分 30 導体層 40 抵抗体 50 配線回路パターン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高熱伝導性の基板表面に形成した薄膜回
    路パターン上に、該薄膜回路パターンの抵抗体に用いる
    薄膜回路パターン部分を除いて、導体層を積層形成して
    なる配線回路パターンを備えた配線回路基板において、
    前記抵抗体に用いる薄膜回路パターン部分の端部をそれ
    に連なる前記薄膜回路パターン上に積層形成した導体層
    の端部のパターン幅より幅広く形成したことを特徴とす
    る配線回路基板。
  2. 【請求項2】 基板が窒化アルミニウムセラミック、ダ
    イヤモンド、シリコンカーバイト、窒化ボロン又はベリ
    リアセラミックからなる請求項1記載の配線回路基板。
  3. 【請求項3】 薄膜回路パターンがTa2 N薄膜層又は
    Ni−Cr合金薄膜層からなり、導体層がNi層とAu
    層とを順次積層した導体層からなる請求項1又は2記載
    の配線回路基板。
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