JPH07283012A

JPH07283012A - 厚膜抵抗体エレメントの製造方法

Info

Publication number: JPH07283012A
Application number: JP6099190A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Hayakawa; 佳一郎早川; Dei Sumisu Jieromu; ディスミスジェロム; Hidehiro Yamada; 秀浩山田
Original assignee: Du Pont KK
Current assignee: Du Pont KK
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高いパターン精度を以って、且つ均一な厚み
を有する厚膜抵抗体を基板表面に形成する厚膜抵抗体エ
レメントの製造方法を提供する。【構成】導電成分と無機結合剤とを有機媒体中に分散
させて、所定のレオロジーを有した厚膜抵抗体組成物
を、絶縁性基板２上に形成された光重合性混合物のレジ
スト層をレジストパターンに従って露光硬化させ、現像
した後得られる鮮明なレリーフ像を通して適用し、その
際得られる厚膜ペーストは前記絶縁性基板２の表面にフ
ォトレジストとしての光重合性層１の厚さにほぼ一致し
た厚みを有し、現像によって除去されたレジスト画像に
囲まれたシャープな直線的な側縁によって決定された高
精度パターンに従ってパターン化された厚膜抵抗体６の
エレメントを製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は厚膜抵抗体の形成方法に
関し、抵抗体のパターン精度を上げ、よって抵抗体の膜
厚バラツキを小さくすることができる厚膜抵抗体エレメ
ントの製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】ルテニウムの酸化物またはルテニウムパイ
ロクロア酸化物とを含有する導電成分である導電性微粉
末とガラス粉末とを有機ビヒクルと共に、混練したペー
ストを用いスクリーン印刷法によって絶縁基板上に約３
０〜８０μの湿時厚さに適用し、所要の温度で焼成する
ことにより絶縁基板上に抵抗体被膜を形成し、厚膜抵抗
電子部品や厚膜ハイブリッド回路等を形成するものであ
る。

【０００３】厚膜抵抗体組成物をハイブリッドマイクロ
電子回路またはチップ抵抗等に使用する場合、電気的安
定性が高いこと、特に多様な抵抗体のパッド長（幅）の
変化に対して抵抗値温度係数（ＴＣＲ：Temperature Co
efficient of Resistance）の変動が小さいことが重要
である。近年抵抗体のサイズは、そのデバイスのデザイ
ンによって極小(例えば０.３×０.３mm)から数ミリ角の
大きさまで多様化している。ところが、Ｐｄ／Ａｇ電極
またはＡｇ電極等と組み合わせる場合、抵抗形状が小さ
くなると、印刷形状もしくは膜厚が変わってしまった
り、電極からＡｇなどが拡散してくることによって、抵
抗体厚膜の抵抗値およびＴＣＲが変動してしまう。した
がって、例えば、チップ抵抗器の製造のように一度に多
数の抵抗体を形成する時に、個々の抵抗体の抵抗値が異
なり、抵抗値のバラツキを小さくおさえることは非常に
難しい。

【０００４】また、この抵抗値バラツキをより小さくす
るためには印刷されるペーストの膜厚を管理することが
考えられる。ここで、スクリーン印刷とは、ステンレス
スチールメッシュを有するスクリーンを印刷すべき基板
との間に一定のギャップを設け載置し、硬質ゴムまたは
フルオロエラストマーによりつくられているスクイージ
ーをスクリーンのフレームに平行に移動させ、ステンシ
ルを通してペーストを基板表面に印刷するものである。
しかし、スクイージーブレードが印刷スクリーンに対し
て傾いている場合又はスクイージーがスクリーンに対し
て平行に移動しなかった場合、あるいは基板表面の平坦
さが確保できていない場合、均一な厚みのパターン化さ
れた抵抗体を形成するためのペースト膜を基板上に印刷
形成することがきわめて困難である。印圧が高い場合、
印刷形状が拡がることによって更にパターン精度が悪化
する。ペーストのレオロジーが変わる場合には、ペース
トの種類・ロット・印刷中の経時等によって印刷膜厚が
変わる。従って、スクリーン印刷によって形成された抵
抗体の膜厚およびパターン精度のバラツキの改善には限
界がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、厚膜抵抗体を形成するための新規で改良された
方法であって、高いパターン精度を以って、且つ均一な
厚みを有する厚膜抵抗体を基板表面に形成でき、その抵
抗値のバラツキを著しく抑制することができる厚膜抵抗
体エレメントの製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によると、導電成
分と無機結合剤とを有機媒体中に分散させて、所定のレ
オロジーを有した厚膜抵抗体組成物を、絶縁性基板上に
形成された光重合性混合物のレジスト層をレジストパタ
ーンに従って露光硬化させ、現像した後得られる鮮明な
レリーフ像を通して適用し、その際得られる厚膜ペース
トは前記絶縁性基板の表面に光重合性層の厚さにほぼ一
致した厚みを有し、現像によって除去されたレジスト画
像に囲まれたシャープな直線的な側縁によって決定され
た高精度パターンに従ってパターン化された厚膜抵抗体
エレメントを製造する方法が提供される。以下本発明を
さらに詳細に説明する。

【０００７】本発明に用いられる光重合性層は、ドライ
フィルム型のフォトレジストや、液状の現像可能なレジ
ストインキを用いることができる。ドライフィルム型フ
ォトレジストとしては、エチレン系不飽和単量体、熱可
塑性重合体状結合剤、活性光により活性化する付加重合
開始剤を含有し、触れると乾燥した感じであり、典型的
にはこれら成分は３成分の合計重量の１０〜４０％、４
０〜９０％および１〜１０％を構成している。これら成
分の各々は単一成分でありうるし、または組成物中で意
図されている機能を果たす複数の成分でありうる。使用
される単量体および光開始剤は通常の成分である。単量
体の例はトリメチロールプロパントリアクリレート、エ
チレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコー
ルジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ートおよびテトラエチレングリコールジアクリレートで
ある。光開始剤の例はベンゾフェノンおよびミヒラーの
ケトンおよびそれらの混合物、ヘキサアリールビイミダ
ゾールおよびロイコ染料である。

【０００８】本発明に使用しうるその他の結合剤、単量
体および光開始剤は米国特許第４,０５４,４８３号明細
書に開示されている。光重合性（光感受性）層にはまた
その他の添加剤例えば可塑剤、抑制剤および着色剤を含
有させることができる。結合剤は、結合剤重量の少なく
とも４０％が１種またはそれ以上のアクリル単位すなわ
ちアクリル酸、メタクリル酸およびそれらのエステルお
よびニトリルから導かれたものであるアクリル重合体で
ある。そのような重合体の例はポリ（メチルメタクリレ
ート）およびアクリル酸、メタクリル酸、Ｃ₂〜Ｃ₅アル
キル（メタ）アクリレート、スチレンおよびアクリロニ
トリルとの共重合体およびターポリマーである。スチレ
ン／マレイン酸無水物およびエチレン／ブタジエンおよ
びポリ（ビニルアセテート）共重合体もまた使用でき
る。

【０００９】一方、液状の現像可能なレジストインキと
しては、ポリエポキシドとエチレン性不飽和カルボン酸
の固形もしくは半固形反応生成物と、不活性無機充填材
と、光重合開始剤と、揮発性有機溶剤とを含有する光重
合性塗装用組成物、あるいは現像液として有機溶剤を使
用することがなくアルカリ水溶液で現像可能となるよう
ノボラック樹脂類をバックボーン・ポリマーとする特定
の活性エネルギー線硬化性樹脂と、光重合開始剤と、希
釈剤と熱硬化性成分とを含有してなる液状レジストイン
キ組成物がある。ドライフィルムは支持体フィルムとカ
バーフィルムの間に光重合性層をサンドイッチ状に存在
させており、カバーフィルムを除去し、光重合性層を熱
及び圧力によって基質の表面例えば誘電体基質に積層さ
せ、層を活性線照射して像様露光させ、次に支持体フィ
ルムを除去し、未露出部分を溶剤で除去することによっ
て露光したレジストを現像して、この結果、その表面に
レリーフレジスト像を形成するものである。液状レジス
トインキ組成物は、基質上にスクリーン印刷法、ロール
コーター法、あるいはカーテンコーター法などにより全
面に塗布し、活性エネルギー線を照射し、必要部分を硬
化後、希アルカリ水溶液で未露光部を溶かしさり、さら
に熱による後硬化を加えることにより、目的とするレジ
スト皮膜を形成せしめることができる。

【００１０】本発明に用いられる厚膜抵抗体組成物は、
主成分として導電成分と無機結合剤と有機媒体（ベヒク
ル）とを含有するものである。Ａ．導電成分本発明に用いられる厚膜抵抗体組成物は、導電成分とし
て、ルテニウムの酸化物またはルテニウムパイロクロア
酸化物を含有する。ルテニウムパイロクロア酸化物は、
次の一般式で表わされるＲｕ⁺⁴、Ｉｒ⁺⁴またはその混合
物（Ｍ″）の多成分化合物であるパイロクロア酸化物の
一種である。（Ｍ_xＢｉ_2-x）（Ｍ′_yＭ″_2-y）Ｏ_7-z 式中、Ｍはイットリウム、タリウム、インジウム、カド
ミウム、鉛、銅および希土類金属より成る群から選ば
れ、Ｍ′は白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアン
チモンより成る群から選ばれ、Ｍ″はルテニウム、イリ
ジウムまたはその混合物であり、ｘは０〜２であるがた
だし１価の銅に対してはｘ≦１であり、ｙは０〜０.５
であるがただしＭ′がロジウムであるかまたは白金、チ
タン、クロム、ロジウムおよびアンチモンのうちの１種
より多い場合にはｙは０〜１であり、そしてｚは０〜１
であるがただしＭが２価の鉛またはカドミウムの場合に
はこれは少なくとも約ｘ／２に等しい。これらルテニウ
ムパイロクロア酸化物は、米国特許第３５８３９３１号
明細書に詳細に記載されている。

【００１１】ルテニウムパイロクロア酸化物中好ましい
ものは、ルテン酸ビスマスＢｉ₂Ｒｕ₂Ｏ₇およびルテン
酸鉛Ｐｂ₂Ｒｕ₂Ｏ₆である。これらは、容易に純粋の形
で得られ、ガラス結合剤により悪影響を受けず、比較的
小さいＴＣＲを有しており、空気中で約１０００℃まで
加熱した場合でも安定であり、そして還元性雰囲気中で
も比較的安定だからである。より好ましいのはルテン酸
鉛Ｐｂ₂Ｒｕ₂Ｏ₆である。この他、Ｐｂ_1.5Ｂｉ_0.5Ｒｕ₂
Ｏ_6.20およびＣｄＢｉＲｕ₂Ｏ_6.5のパイロクロアも用い
ることができる。これらすべてについてｙ＝０である。
ルテニウムの酸化物またはルテニウムパイロクロア酸化
物は、有機媒体を含む組成物全体重量を基準として１０
〜５０wt％、好ましくは１２〜４０wt％の割合で用い
る。合計無機固体分を基準とすると、１４〜７５wt％、
好ましくは１７〜５７wt％である。合計無機固体分と
は、導電成分と無機結合剤との合計をいう。本発明の組
成物が導電成分と無機結合剤以外に無機添加剤を含有す
るときは、合計無機固体分とは該無機添加剤をも含めた
ものである。

【００１２】Ｂ．無機結合剤本発明に用いられる厚膜抵抗体組成物において無機結合
剤としては、一般に厚膜抵抗体組成物に用いられている
種々のガラスを用いることができる。すなわちＰｂＯを
４０〜８０wt％およびＳｉＯ₂を１０〜５０wt％含有
し、これらＰｂＯとＳｉＯ₂との合計が６０％以上であ
るガラスを用いることができ、例えば、約２３〜３４wt
％のＳｉＯ₂を含有する珪酸鉛ガラス、約２３〜３４wt
％のＳｉＯ₂、約５２〜７３wt％のＰｂＯおよび約４〜
１４wt％のＢ₂Ｏ₃を含有する硼珪酸鉛ガラスを用いるこ
とができる。本発明において無機結合剤として使用する
ことができるガラスの組成の例を第１表および第２表に
示す。第１表および第２表に挙げたガラスは通常の製造
方法で製造することができる。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】本発明において用いられる厚膜抵抗体組成
物においては、無機結合剤として、上述のガラスを用い
ることができるが、ＳｉＯ₂ ３０〜６０wt％、ＣａＯ
５〜３０wt％、Ｂ₂Ｏ₃ １〜４０wt％、ＰｂＯ０〜５０
wt％、およびＡｌ₂Ｏ₃ ０〜２０wt％を含有し且つこれ
らＳｉＯ₂、ＣａＯ、Ｂ₂Ｏ₃、ＰｂＯおよびＡｌ₂Ｏ₃の
合計がその９５wt％以上を占める第１のガラスと、Ｐｂ
Ｏが少なくとも５０wt％を占めるＰｂＯ−ＳｉＯ₂系ガ
ラスからなる第２のガラスとの混合物を用いると、より
好ましい効果を得ることができる。

【００１６】前記第１のガラスは酸化鉛を最大５０wt％
しか含まないので一般的に高軟化点ガラスである。第２
のガラスは酸化鉛を最低５０wt％含むので一般的に低軟
化点ガラスである。第１のガラスおよび第２のガラスは
それぞれ単独では厚膜抵抗体組成物のガラス結合剤とし
て使用することはできない。前者は焼結しないし、後者
はガラスがやわらかすぎて抵抗体形状がくずれてしまう
からである。そうした単独では使用不可能とされていた
ガラスを混合して使用することで、ＴＣＲの形状効果が
小さく且つオーバーコートガラスの焼成による抵抗値お
よびＴＣＲの変動も小さい厚膜抵抗体が得られる。

【００１７】第１のガラスは、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、Ｂ₂Ｏ
₃、ＰｂＯおよびＡｌ₂Ｏ₃の合計がその９５wt％以上を
占めるガラスである。ＳｉＯ₂は少なくとも３０wt％必
要である。それ未満では十分な高軟化点が得られにくい
からである。ただし６０wt％以下とする。それより多い
とＳｉが結晶化するおそれがあるからである。ＣａＯは
少なくとも５wt％必要である。ただし３０wt％以下とす
る。３０wt％を越えるとＣａが他の元素と結晶化をおこ
すおそれがあるからである。Ｂ₂Ｏ₃は少なくとも１wt％
必要である。ただし４０wt％以下とする。それより多い
とガラス化しないおそれがあるからである。ＰｂＯは５
０wt％以下でなければならない。５０wt％を越えると十
分な高軟化点が得られにくいからである。好ましくは０
〜３０wt％、より好ましくは０〜２０wt％である。Ａｌ
₂Ｏ₃は２０wt％以下でなければならない。２０wt％を越
えるとガラス化しないからである。好ましくは０〜５wt
％である。第１のガラスは、有機媒体を含む組成物全体
重量を基準として５〜３５wt％、好ましくは１０〜２５
wt％の割合で用いる。合計無機固体分を基準とすると、
７〜５０wt％、好ましくは１４〜３６wt％である。

【００１８】第２のガラスは、ＰｂＯが少なくとも５０
wt％を占めるＰｂＯ−ＳｉＯ₂系ガラスである。前記第
１のガラスはこの第２のガラスと組み合わせて用いるこ
とによって初めて抵抗体のＴＣＲの形状効果の低減を達
成することができる。第２のガラスは、ＰｂＯ５０〜
８０wt％、ＳｉＯ₂ １０〜３５wt％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜
１０wt％、Ｂ₂Ｏ₃ １〜１０wt％、ＣｕＯ１〜１０wt
％およびＺｎＯ１〜１０wt％を含有し且つこれらＰｂ
Ｏ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＣｕＯおよびＺｎＯ
がその９５wt％以上を占めるガラスであることが好まし
い。この範囲の組成の第２のガラスと前記第１のガラス
とを混合することにより、ＴＣＲの形状効果およびオー
バーコートガラスの焼成による抵抗値およびＴＣＲの変
動が小さいことに加えてさらに焼結性も向上するからで
ある。第２のガラスは、有機媒体を含む組成物全体重量
を基準として５〜４０wt％、好ましくは１０〜３５wt％
の割合で用いる。合計無機固体分を基準とすると、７〜
５７wt％、好ましくは１４〜５０wt％である。

【００１９】本発明に用いられる厚膜抵抗体組成物はガ
ラス結合剤としてさらに第３のガラスを含有することが
できる。この第３のガラスは、その軟化点が第１のガラ
スより低く第２のガラスより高くなるように調製したＰ
ｂＯ−ＳｉＯ₂系ガラスである。例えば、ＰｂＯ６５.
０wt％、ＳｉＯ₂ ３４.０wt％、およびＡｌ₂Ｏ₃１.０w
t％の組成を有するものである。第３のガラスは、有機
媒体を含む組成物全体重量を基準として０〜３０wt％、
好ましくは５〜２５wt％の割合で用いる。合計無機固体
分を基準とすると、０〜４３wt％、好ましくは７〜３６
wt％である。

【００２０】第１、第２および第３のガラスを含めて本
発明において無機結合剤として使用するガラスには、そ
れぞれ、前述した成分の他に、厚膜抵抗体の熱膨脹係数
およびガラス結合剤の熟成温度を調整するための成分を
５wt％未満含有させることができる。一般的な基体であ
る９６％アルミナセラミックは７５×１０^-7／℃の熱膨
脹係数を有しているので、厚膜抵抗体の熱膨脹係数はそ
れより低いことが好ましい。シリカ、酸化鉛及び酸化硼
素の含有量を調節することによって熱膨脹係数を調整で
きることができる。少量のリチウム、カリウムまたはナ
トリウムの酸化物の導入によっても熱膨脹係数を調整で
きることがある。酸化リチウムは約３重量％の程度まで
ガラス結合剤成分に包含させるのが有利である。約４％
までのＺｒＯ₂はアルカリ溶液中への溶解に対するガラ
スの抵抗性を強化させ、ＴｉＯ₂はガラスの酸による攻
撃に対する抵抗性を強化させるのである。ガラスがＰｂ
Ｏを含まない亜鉛アルミノ硼硅酸塩ガラスである場合に
は、Ｎａ₂Ｏを含有させることにより好ましい熱膨脹係
数範囲を得ることができる。

【００２１】無機結合剤としての第１、第２および第３
のガラスは、それぞれ、通常のガラス製造技術により製
造することができる。すなわち、所望の比率で所望の成
分またはその前駆体例えばＢ₂Ｏ₃に対するＨ₃ＢＯ₃を混
合し、そしてこの混合物を加熱して溶融物を生成させる
ことにより製造することができる。当技術分野において
周知のように、加熱は、ピーク温度まで、そして溶融物
が完全に液体となりしかも気体発生が停止するような時
間実施される。本発明においてはピーク温度は１１００
〜１５００℃、通常１２００〜１４００℃の範囲であ
る。次いで、溶融物を典型的には冷ベルト上かまたは冷
流水中に注いで冷却させることによって、急冷する。そ
の後、所望によりミル処理によって粒子サイズを低減す
ることができる。

【００２２】更に詳しくは、これらのガラスは、白金る
つぼ中で電気加熱された炭化珪素炉で約１２００〜１４
００℃において２０分〜１時間溶融させることにより製
造することができる。回転または振動ミル処理により最
終粒子サイズを１〜１０m²／ｇとすることができる。振
動ミル処理は、容器中に無機粉末とアルミナ等のシリン
ダを入れ、次いでこの容器を特定時間振動させることに
より水性媒体中で実施される。

【００２３】Ｃ．無機添加剤本発明に用いられる厚膜抵抗体組成物は、さらに、Ｚｒ
ＳｉＯ₄、金属酸化物例えばＭｎＯおよびＮｂ₂Ｏ₅等の
無機添加剤を厚膜抵抗体のレーザートリミングが必要な
場合、レーザートリミング性を向上させる目的あるいは
ＴＣＲを調整する目的のために含有することができる。
これら無機添加剤は、有機媒体を含む組成物全体重量を
基準として０〜２０wt％、合計無機固体分を基準とする
と、０〜３０wt％の割合で用いる。

【００２４】Ｄ．有機媒体これら本発明において用いられる厚膜抵抗体組成物の無
機固体分は、有機媒体中に分散させて、印刷可能な組成
物ペーストとする。有機媒体は、組成物全体重量を基準
として２０〜４０wt％、好ましくは２５〜３５wt％の割
合で用いる。

【００２５】すべての不活性液体をベヒクルとして使用
することができる。濃厚化剤および／または安定剤およ
び／またはその他の一般的添加剤を加えたかまたはこれ
らを加えていない水または種々の有機液体のいずれか一
つをベヒクルとして使用することができる。使用しうる
有機液体の例は、脂肪族アルコール、そのようなアルコ
ールのエステル例えばアセテートおよびプロピオネー
ト、テルペン例えば松根油、テルピネオールその他、溶
媒例えば松根油およびエチレングリコールモノアセテー
トのモノブチルエーテル中の樹脂例えば低級アルコール
のポリメタクリレートの溶液またはエチルセルロースの
溶液である。ベヒクルには基体への適用後の迅速な固化
を促進させるための揮発性液体を含有させることができ
るしまたはベヒクルはこれにより構成されていることも
できる。好ましいベヒクルはエチルセルロースおよびベ
ータテルピネオールをベースとするものである。本発明
で使用される抵抗体組成物は、例えば３本ロールミルに
よって製造することができ、所定の無機固体分とベヒク
ルを混合後、ロールミルによってペーストを練るもので
ある。

【００２６】図１は、本発明の厚膜抵抗体エレメントの
製造工程を説明するための厚膜抵抗回路の断面図を示
す。本発明の厚膜抵抗体エレメントの製造工程におい
て、工程Ｓ１においては、ドライフィルム１を使用した
場合ポリエチレンカバーフィルム（図示せず）を除去
し、層の厚さが約１６〜７５μｍ、好ましくは３０〜５
０μｍであるフォトレジスト層を構成する光重合性層１
を、ロールが７５°〜１２０℃に加熱されそして積層速
度が３０〜１００cm／分であるホットロール積層機を使
用してアルミナ基板等の耐熱性絶縁基板２の清浄な表面
に積層させる。この光重合性層が積層された基板である
積層エレメントを、形成されるべき抵抗体形状パターン
が透明なバックグランド上に不透明部分として現れる高
調透明像３を通して活性線照射に露光する。工程Ｓ２に
おいて露光処理後、例えば、ポリエチレンテレフタレー
トから成る支持体フィルム（図示せず）を剥離させたフ
ォトレジストフィルムの光重合性層１を公知の方法で現
像することによって不透明域に相当するレジストが溶解
し、溶解、除去されたパターン部４に後述する工程で厚
膜抵抗体組成物が充填される。厚膜抵抗ペースト充填パ
ターン部４が得られる適当な現像液としてはアルカリ水
溶液、メタノール、エタノール、メチルエチルケトン、
アセトン等である。露光は、通常行われているように、
例えば超高圧水銀灯を用いて光照射し、光重合性層は交
叉結合または二量化を形成し、硬化するものである。

【００２７】ドライフィルムの代わりに液状レジストイ
ンキ組成物を使用した抵抗体エレメントの形成工程にお
いては、フィルムの特に熱ロール積層機を用いて基板に
積層するのに対して、公知のスクリーン印刷法、ロール
コータ法あるいはカーテンコータ法などによって基板表
面に塗布する点が相違し、それ以外は上記の工程と同じ
である。

【００２８】次に、工程Ｓ３においてベヒクル含量を調
整し適当な粘度を有する厚膜抵抗体組成物５を前述の通
り印刷されるべき抵抗体形状パターン部４を構成するフ
ォトレジストフィルム枠の光重合性層１によって基板２
例えばアルミナセラミックに約１０〜３０μ好ましくは
１５〜２０μの湿時厚さに適用する。次いで工程Ｓ４に
おいて、このフィルム枠内に充填された抵抗体組成物５
のパターンを約８０〜１５０℃で約５〜１５分乾燥させ
る。同じく工程Ｓ４において、無機結合剤ならびに金属
の微細分割粒子の焼結を行わせるための焼成は約３００
〜６００℃における有機物質の焼却、約５〜１５分間続
く約８００〜９５０℃の最高温度期間、それに続く過焼
結、中間温度における望ましくない化学反応または急速
にすぎる冷却から生じうる基質の破壊を防ぐための制御
された冷却サイクルを可能ならしめる温度プロフィルを
使用して、好ましくは良好に排気されているベルトコン
ベア炉中で実施される。全焼成過程は好ましくは焼成温
度に達するまでの２０〜２５分、焼成温度における約１
０分および冷却における約２０〜２５分を有する、約１
時間の時間にわたる。その工程Ｓ４における抵抗体組成
物の焼成によって、抵抗体形状パターンを形成していた
フォトレジストフィルムの光重合性層は消失し、結果と
して所望の抵抗体層（Ｒ）６が基板１上に形成されるも
のである。

【００２９】次に工程Ｓ５において、基板２上に焼付け
られた抵抗体層（Ｒ）６に一部が重なるように６５重量
％のＡｇと５重量％のＰｄを、溶媒を含むビヒクルと無
機結合剤とを混練しペースト状にした導体ペーストを、
例えばスクリーン印刷した後、９５０℃で２０分間加熱
して上面電極層（Ｃ１電極）７を焼付け形成する。これ
によって厚膜抵抗体エレメントが得られる。チップ抵抗
器の製造の場合は、必要に応じて、更に、上面電極層に
一部が重なるように、例えば熱硬化性樹脂を用いた導電
性ペーストを塗布し、乾燥機で例えば１５０℃で３０分
間硬化させ、端面電極（Ｃ２電極）を形成する。回路の
保護のために、例えば絶縁性樹脂又は低融点のガラス粉
末のペーストを塗布又は印刷し、乾燥後焼成し、カバー
コート層を形成することも考えられる。

【００３０】以上のように本発明の製造方法は従来の製
造工程と基板上に厚膜抵抗体組成物を印刷するためにス
クリーン印刷法を用いる代わりに基板上に接着された光
重合性層を利用し、そのフォトレジストレリーフ像の抵
抗体形状パターンを形成したフィルム枠内に抵抗体組成
物を充填することによって厚膜を形成するものであり、
厚膜抵抗体エレメントの構造及び寸法特性が以下に述べ
るように大きく違ってくるものである。したがって、本
発明の製造方法によれば、基板上に高いパターン精度を
以って且つ均一な厚みを有する抵抗体であって、抵抗値
バラツキが極端に抑制されたものを製造することができ
る。

【００３１】図２には、図１に示した本発明による厚膜
抵抗体エレメントの製造方法の他の実施例を示すための
厚膜電子回路の各製造過程における断面図を示す。図２
の工程Ｓ２１ないし工程Ｓ２５は、図１に説明した工程
Ｓ１ないし工程Ｓ５とそれぞれ同じである。図１に示し
た製造方法が図２に示す製造工程と相違する点は、図２
に示す製造工程においては、引き続く工程Ｓ２１におい
て基板２上にフォトレジスト層である光重合性層１を積
層する前に、工程Ｓ２０において基板２上に導電体ペー
ストを印刷、乾燥し焼成することによって上面電極層
（Ｃ１電極）７′をあらかじめ設けることである。その
後は、工程Ｓ２１および工程Ｓ２５において、図１にお
いて説明した工程Ｓ１および工程Ｓ５と同じ処理が行わ
れる。ただし、フォトレジスト層１の厚さは、最終的に
形成される抵抗体層（Ｒ）６′の厚さ及びＣ１電極７′
の厚さを考慮し、適宜選択されるものである。

【００３２】つぎに、本発明の工程で製造した製品と従
来の工程で製造した製品との各種特性比較の具体例を以
下に示す。比較例図３に示すように、９６アルミナ基板１０の表面に重量
基準で５％のＰｄ、６５％のＡｇ及び３０％の有機バイ
ンダーを含有する厚膜銀ペーストを厚みが１０μｍ、８
×１０インチ枠のステンレススチールメッシュを有する
４００メッシュスクリーンを用いてスクリーン印刷（乾
燥膜厚が１０μｍとなるように）・乾燥し、ベルト式連
続焼成炉によって８５０℃の温度で、ピーク時間６分、
ＩＮ−ＯＵＴ時間４５分のプロファイルによって焼成
し、電極間距離０.８mmとなる一対の上面電極層２、次
に、上面電極層１２の一部に重なるように、ＲｕＯ₂を
主成分とする厚膜抵抗ペースト（例１）をスクリーン印
刷・乾燥し、ベルト式連続焼成炉により８５０℃の温度
でピーク時間６分、ＩＮ−ＯＵＴ時間４５分のプロファ
イルによって焼成し、抵抗体層１４を形成する。

【００３３】抵抗体層１４のサイズは、１.２mm×０.８
mm、上面電極層１２との重なる部分の幅が０.２mm、抵
抗体間ピッチが２.０mmである抵抗体連を、縦方向に３
２段、横方向に２５列となるように形成する。例１の組
成を次に示す。例１ＲｕＯ₂ １６％グラスＡ（第１表のNo.４）２０％グラスＢ（第２表のNo.５）２４％有機媒体４０％

【００３４】実施例デュポン社製のドライフィルム型フォトレジスト「リス
トン^R」（デュポン社の製品名）（厚膜：５０μｍ）を
「リストン^R」型式ＨＲＬ−２４熱ロール積層機を使用
して比較例と同様に図３に示されるように上面電極層７
が形成されている９６アルミナ基板１０の表面に積層す
る。

【００３５】この積層エレメントを図３に示す抵抗体連
６のパターンに応じて、「リストン^R」フィルムを溶
解、除去するべく露光オリジナルを通して、５KWの超高
圧水銀灯を用いて露光し、次いでスプレー処理機中で１
％の炭酸ナトリウム溶液で４０秒間現像し、乾燥した。
次に、比較例と同様に例１の厚膜抵抗体組成物を「リス
トン^R」フィルムによって形成されたレジストレリーフ
膜によって基板例えばアルミナセラミックに約５０μｍ
の湿時厚さに適用する。次いでこのフィルム枠内に充填
された抵抗体組成物のパターンを約８０〜１５０℃で約
５〜１５分乾燥させる。無機結合剤ならびに金属の微細
分割粒子の焼結を行わせるための焼成は約３００〜６０
０℃における有機物質の焼却、約５〜１５分間続く約８
００〜９５０℃の最高温度期間、それに続く過焼結、中
間温度における望ましくない化学反応または急速にすぎ
る冷却から生じうる基質の破壊を防ぐための制御された
冷却サイクルを可能ならしめる温度プロフィルを使用し
て、好ましくは良好に排気されているベルトコンベア炉
中で実施される。全焼成過程は好ましくは焼成温度に達
するまでの２０〜２５分、焼成温度における約１０分お
よび冷却における約２０〜２５分を有する、約１時間の
時間にわたる。

【００３６】上記実施例及び比較例について、基板上に
厚膜として形成された抵抗体のうち５例を選び、その５
×３２個の抵抗体試料の乾燥膜厚を接触式膜厚計（日本
精密（株）社製：サーフコム）を用いて測定した。その
結果を第３表及び第４表に示す。また、実施例と比較例
について、焼成後の抵抗値を上記と同様の試料について
０.０１％の精度のオートレンジ・オートバランス・デ
ィジタル・オームメーターを使用して端子パターンのプ
ローブにより実施する。具体的には、試料をチェンバー
中の端子ポストに載置し、そしてディジタル・オームメ
ーターに電気的に接続する。その結果も併せて第４表に
示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】

【表５】

【００４０】

【表６】

【００４１】

【表７】

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明の製造方法によれ
ば、導電成分と無機結合剤とを有機媒体中に分散させ
て、所定のレオロジーを有した厚膜抵抗体組成物を絶縁
性基板上に形成された光重合性混合物のレジスト層をレ
ジストパターンに従って露光硬化させ、現像した後得ら
れる鮮明なレリーフ像を通して適用し、その際得られる
厚膜ペーストは前記絶縁性基板の表面に光重合性層の厚
さにほぼ一致した厚みを有し、現像によって除去された
レジスト画像に囲まれたシャープな直線的な側縁によっ
て決定された高精度パターンに従ってパターン化された
厚膜抵抗体が製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による厚膜抵抗体エレメントの製造過程
を説明するための厚膜電子回路の断面図である。

【図２】本発明による厚膜電子回路における厚膜抵抗体
エレメントの製造方法の他の例を示す厚膜電子回路の断
面図である。

【図３】本発明による厚膜抵抗体エレメントの製造方法
と従来の方法によって形成された抵抗体個々のバラツキ
を比較、試験するためのサンプルの作製について説明し
た図である。

【符号の説明】

１フォトレジストとしての光重合性層２絶縁性基板３原画透明体６，６′ 厚膜抵抗体７，７′ 上面電極層（Ｃ１電極）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性絶縁基板の表面に抵抗体を接続す
る電極を形成するための導電材を印刷し焼成する工程
と、前記電極及び基板表面を被うよう光重合性混合物か
らなる層を形成する工程と、前記電極に一部が重なるよ
うに抵抗体を形成するために導電成分及び無機結合剤か
らなる組成物を有機媒体中に分散させた抵抗材料を印刷
すべき個所で前記光重合性層を所定パターンに応じる露
光によって硬化し、現像液で現像することによって前記
抵抗材料の印刷のための印刷パターンを形成する工程
と、前記印刷パターンを通して抵抗材料を前記電極に一
部が重なるように前記基板の表面に適用し、パターン化
された厚膜を形成する工程と、前記工程によって基板上
に適用された前記抵抗材料からなる厚膜を乾燥させる工
程と、前記工程で乾燥させた厚膜を焼成し、前記抵抗材
料中の有機媒体を揮発させ、シンタリングを行わせる工
程とを順次行うことを特徴とする厚膜抵抗体エレメント
の製造方法。
【請求項２】耐熱性絶縁基板の表面を被うように光重
合性混合物からなる層を形成する工程と、前記基板上に
抵抗体を形成するために導電成分及び無機結合剤からな
る組成物を有機媒体中に分散させた抵抗材料を印刷すべ
き個所で前記光重合性層を所定パターンに応じる露光に
よって硬化し、現像液で現像することによって前記抵抗
材料の印刷のための印刷パターンを形成する工程と、前
記印刷パターンを通して抵抗材料を前記基板の表面に適
用し、パターン化された厚膜を形成する工程と、前記工
程によって基板上に適用された前記抵抗材料からなる厚
膜を乾燥させる工程と、前記工程で乾燥させた厚膜を焼
成し、前記抵抗材料中の有機媒体を揮発させ、シンタリ
ングを行わせる工程と、前記抵抗体を接続する電極を形
成するために前記抵抗体に一部が重なるように導電材を
印刷し焼成する工程とを順次行うことを特徴とする厚膜
抵抗体エレメントの製造方法。
【請求項３】前記光重合性層がドライフィルム型のフ
ォトレジストである請求項１または請求項２記載の厚膜
抵抗体エレメントの製造方法。
【請求項４】前記光重合性層が液状の現像可能なレジ
ストインキである請求項１または請求項２記載の厚膜抵
抗体エレメントの製造方法。
【請求項５】前記光重合性層の厚さが約１６〜７５μ
ｍである請求項１乃至４記載の厚膜抵抗体エレメントの
製造方法。