JPH07320904A - 厚膜混成集積回路 - Google Patents

厚膜混成集積回路

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JPH07320904A
JPH07320904A JP6107173A JP10717394A JPH07320904A JP H07320904 A JPH07320904 A JP H07320904A JP 6107173 A JP6107173 A JP 6107173A JP 10717394 A JP10717394 A JP 10717394A JP H07320904 A JPH07320904 A JP H07320904A
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JP
Japan
Prior art keywords
thick film
film resistor
conductor
tcr
resistor
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Withdrawn
Application number
JP6107173A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinobu Mutsukawa
嘉信 六川
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
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Publication of JPH07320904A publication Critical patent/JPH07320904A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は厚膜混成集積回路、特に厚膜抵抗
体に関し、厚膜抵抗体の設計時にTCRを考慮した電極
用の導体および厚膜抵抗体の形状設計構造を有すること
により、TCRを満足することを目的とする。 【構成】 厚膜抵抗体1の両端に接続する導体2のパ
ターンに加えて、厚膜抵抗体1の中間部にも回路と導通
しない導体のパターンを設け、或いは、厚膜抵抗体1の
両端に接続する導体2との接続パターン巾を、厚膜抵抗
体1自体のパターン巾より変化させて、厚膜抵抗体1の
TCRの調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜混成集積回路(ハ
イブリッドIC)の特に厚膜抵抗体に関する。
【0002】近年、厚膜抵抗の特性の中で、抵抗温度係
数(TCR:Temperature Coefficiency Resistance)の
要求も厳しくなっており、絶対TCR又は相対TCR
等、その要求を満足させる必要がある。
【0003】
【従来の技術】図4は従来例の説明図であり、厚膜抵抗
体の一例を示す。図において、1は厚膜抵抗体、1’は
Agが拡散した領域、2は導体である。
【0004】厚膜抵抗体1には、従来、パラジウム・銀
(Pb-Ag) や酸化パラジウム・銀(PbO-Ag)等色々なものが
使われてきたが、その後、酸化ルテニウム(RuO2)系のも
のが開発され、抵抗値範囲も広く、調整も容易で、安定
性、特に耐湿性が改善されている。すなわち、アルミナ
基板又は厚膜絶縁体上にAg等の導体2を電極として、Ru
O2の厚膜抵抗体1が印刷・乾燥・焼成して形成される。
【0005】抵抗値Rは、厚膜抵抗体1の比抵抗をρ
〔Ω・cm〕、厚さをt(cm)、長さをL(cm)、
巾をW〔cm〕として、次式で表される。
【0006】
【数1】
【0007】厚膜抵抗体1の使用電力、抵抗値、シート
抵抗値、膜厚などから厚膜抵抗体1の巾(W)と長さ
(L)を決めている。従来、上記厚膜抵抗体1のTCR
の要求に対しては、TCRの変動が出来るだけ少ないよ
うに、厚膜抵抗体の材料である抵抗ペースト材料の選
択、ペーストロットの選択、導体ペースト材料の選択、
抵抗体の焼成プロファイルの選択、製品の選別などを色
々組み合わせて対処してきた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般に、厚膜抵抗の抵
抗温度係数は、抵抗体自身の材料によるTCR分と抵抗
体の電極となる導体の成分の影響による分により構成さ
れる。抵抗体自身は材料の選択により可能であり、TC
Rの要求が緩いときには、この選択で十分であった。
【0009】しかし、近年、TCRの要求が厳しくな
り、抵抗体の電極となる導体の成分の影響による分を考
慮する必要があり、従来の抵抗体材料の選択や導体成
分、或いはまた焼成プロファイルの設定等の対処方法で
は対応仕切れなくなっていた。
【0010】更に、抵抗パターン、導体パターン、両者
の接触面積等も、導体から厚膜抵抗体への拡散成分の考
慮がなされておらず、TCR変動の一因となっていた。
図4(b)に示すような厚膜抵抗体R12の抵抗値は、L
/Wが図4(a)に示す厚膜抵抗体R12の1/3倍であ
っても、その抵抗値は1/3倍にはならず、抵抗値は−
の方向にシフトする。一方、TCRは+の方にシフトし
てしまう。
【0011】これは、導体2中の銀(Ag)が熱処理中に厚
膜抵抗体1の中に拡散するため、厚膜抵抗体1の比抵抗
ρが小さくなるので、その抵抗値は小さくなり、TCR
が+に大きいAgの影響で厚膜抵抗体1のTCRは大きく
なってしまうからである。
【0012】本発明は、このため、厚膜抵抗体の設計時
にTCRを考慮した電極用の導体および厚膜抵抗体の形
状パターンを採用することにより、厚膜抵抗体のTCR
特性を満足することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図において、1は厚膜抵抗体、2は導体であ
る。
【0014】上記のように、厚膜抵抗体1はアルミナ基
板又は厚膜絶縁体上に導体2を電極として、厚膜抵抗体
1を印刷・乾燥・焼成して形成されるが、厚膜抵抗体1
の巾(W)と長さ(L)を決めた一意的な決定方法では
TCRの影響は考慮されていない。
【0015】このため、本発明では、厚膜抵抗体の設計
時にTCRを考慮した電極および抵抗体の構造により、
TCRを満足させる。すなわち、導体2からの銀等の拡
散を考慮して、厚膜抵抗体1の所望のTCRに合わせた
パターン設計を行うようにする。
【0016】抵抗値は従来例の図4に示すように長さL
が同じで、巾Wが3倍の場合に抵抗値も1/3倍となる
はずだが、導体からのTCR特性の大きいAg等の拡散に
より図4(b)に示す短い抵抗体の方が、二重斜線で示
すようなAgの拡散領域の比率が、図4(a)に示す長い
抵抗体より大きいため、その分TCRの変動が大きくな
る。
【0017】また、同じ巾と長さの比率の場合、導体と
厚膜抵抗体の接触面積の大きい方が銀の拡散量が大き
く、TCRもより大きく影響を受ける。すなわち、L/
Wの比率の他、抵抗体と導体との接触面積や接触長の影
響を考慮する必要があり、図1(a)に示すような従来
の抵抗体のパターン設計においては、図1(b)に示す
ように、抵抗巾を大きくし、しかも導体と抵抗体との接
触面積を小さくして、銀の拡散量を押さえ、抵抗体の抵
抗値の低下及びTCRの増加を防ぐようにする。
【0018】すなわち、本発明の目的は、図1(b)に
示すように、厚膜抵抗体1と該厚膜抵抗体1の両端に接
続された回路と導通する導体2のパターンと、該厚膜抵
抗体1の中間部に形成された回路と導通しない導体のパ
ターンとを有することにより、また、図2(b)に示す
ように、厚膜抵抗体1と該厚膜抵抗体1の両端に接続さ
れた、回路と導通する導体2のパターンとを有し、前記
厚膜抵抗体1の前記導体2との接続パターン巾が、該厚
膜抵抗体1自体のパターン巾よりも大きく形成されてい
ることにより、或いはまた、図3(b)に示すように、
厚膜抵抗体1と該厚膜抵抗体1の両端に接続された、回
路と導通する導体2のパターンとを有し、前記厚膜抵抗
体1の前記導体2との接続パターン巾が、該厚膜抵抗体
1自体のパターン巾よりも小さく形成されていることに
より達成される。
【0019】
【作用】上記のように、本発明では、図1に示すように
厚膜抵抗体のTCRは導体の電極材料に含まれるAg等、
TCRの大きい材料の拡散による影響を受けて、厚膜抵
抗体1の比抵抗ρが小さくなるので、その抵抗値は小さ
くなり、TCRが+に大きいAgの影響で厚膜抵抗体1の
TCRは大きくなってしまう。
【0020】このため、本発明のように、厚膜抵抗体設
計時に導体の電極材料の拡散を考慮して、厚膜抵抗体の
設計時にTCRを考慮した電極用の導体および厚膜抵抗
体の形状パターンを採用する。
【0021】すなわち、図1(b)に示すように、厚膜
抵抗体1の両端に接続する導体2のパターンに加えて、
厚膜抵抗体1の中間部にも回路と導通しない導体2のパ
ターンを設けたり、或いは、図2(b)に示すように、
厚膜抵抗体1の両端に接続する導体2との接続パターン
巾を、厚膜抵抗体1自体のパターン巾より大きく、広く
したり、また反対に、図3(b)に示すように、厚膜抵
抗体1の両端に接続する導体2との接続パターン巾を、
厚膜抵抗体1自体のパターン巾より小さく、狭くして、
導体2の材料である銀が厚膜抵抗体1へ拡散して、TC
Rを変動させる量を減らしたり、増加したりして、厚膜
抵抗体1の抵抗温度係数の調整を行い、所望のTCRを
得る事が出来る。
【0022】
【実施例】図1は本発明の原理説明図兼第1の実施例の
説明図、図2、図3は本発明の第2、第3の実施例の説
明図である。
【0023】図において、1は厚膜抵抗体、2は導体で
ある。図1により、本発明の第1の実施例を説明する。
第1の実施例において、本発明の方法により設計したパ
ターンを図1に示す。厚膜抵抗体1の抵抗値は図1
(a)に示したR1及び図1(b)に示したR2がそれ
ぞれ100kΩで、図1(c)に示したR3は33kΩ
である。
【0024】導体ペーストに銀パラジウム(AgPd)を用
い、抵抗ペーストに105 Ω/ □で且つ、TCRが0±10
0ppm/℃のルテニウム酸化物(RuO2)を用いオーバーコー
トガラスに主成分がPbO/SiO2/B2O3 からなる非晶質ガラ
スを用いる。
【0025】先ず、スクリーン印刷により導体パターン
を乾燥後の厚さが20μmの厚さになるようにスクリーン
印刷したあと、150 ℃で10〜15分乾燥し、続いて導体ペ
ーストを焼成する。
【0026】焼成は導体ペーストを印刷した基板をベル
トコンベア式の焼成炉に入れ、基板の加熱温度を上昇速
度55℃/分の割合で昇温し、ピーク温度850 ℃で10分間
焼成したあと60℃/分で徐々に温度を下げ、その間47分
間が焼成時間となる。基板を載置して搬送するベルトの
速度は110mm/分の割合で進行する。
【0027】次に、抵抗ペーストを20μmの厚さに導体
2の間に抵抗体1としてスクリーン印刷したあと、150
℃で10〜15分乾燥し、続いて抵抗ペーストを焼成する。
焼成条件は前記と同様で、上昇速度55℃/分で昇温しピ
ーク温度850 ℃で10分間焼成したあと60℃/分で徐々に
温度を下げ、その間47分間が焼成時間である。ベルト速
度も同じく110mm/分の割合で進行する。
【0028】続いて、オーバーコートペーストを、厚膜
抵抗体1と導体2を印刷した基板の全面に20μmの厚さ
に印刷する。そして、クリーンエア中、150 ℃で10〜15
分乾燥し、ピーク温度514 ℃で24分間焼成する。ベルト
速度は240mm/分と速くする。
【0029】この結果、図1に示す厚膜抵抗体R1〜R
3のパターンにおいて、TCR値はR1が−70ppm
/℃、R2が−50ppm/℃、R3が−55ppm/
℃の値が得られた。
【0030】従って、100kΩと33kΩの2本の厚
膜抵抗体を必要とし、且つ厳しいTCRが必要とされる
時にはR1の変わりにR2を使用する。これによりR3
との相対TCRを小さくすることが出来る。
【0031】次に、図2により本発明の第2の実施例を
説明する。厚膜抵抗体1ならびに導体2の製造条件は第
1の実施例と同じである。図2(a)に示す厚膜抵抗体
R4と、図2(b)に示す厚膜抵抗体R5とも、同一の
抵抗値(L/W=1/2)であるが、R5はR4に対し
て導体2と厚膜抵抗体1の接触面積を小さくしてある。
このため、R4よりもR5の方が導体の拡散の影響が小
さいために、TCRは−方向にシフトする。
【0032】続いて、図3により本発明の第3の実施例
を説明する。厚膜抵抗体1ならびに導体2の製造条件は
第1の実施例と同じである。図3(a)に示す厚膜抵抗
体R6と、図3(b)に示す厚膜抵抗体R7とも、同一
の抵抗値(L/W=1/2)であるが、R7はR6に対
して導体2と厚膜抵抗体1の接触面積を大きくしてあ
る。このため、R6よりもR7の方が導体の拡散の影響
が大きいために、TCRは+方向にシフトする。
【0033】上記の実施例のように、厚膜抵抗体1の途
中に導体2を形成したり、厚膜抵抗体1と導体2の接触
面積を加減する等の方法で厚膜抵抗体1のパターン設計
を行ない、所望のTCRを得ることができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
厚膜抵抗体の厳しいTCR要求に対して、従来からの導
体や抵抗体のペーストを使用し、従来の印刷・焼成条件
にて、厚膜抵抗体のパターン設計により、より精度良く
所望のTCRを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図
【図2】 本発明の第2の実施例の説明図
【図3】 本発明の第3の実施例の説明図
【図4】 従来例の説明図
【符号の説明】
図において 1 厚膜抵抗体 2 導体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚膜抵抗体(1) と該厚膜抵抗体(1) の両
    端に接続された回路と導通する導体(2) のパターンと、
    該厚膜抵抗体(1) の中間部に形成された回路と導通しな
    い導体のパターンとを有することを特徴とする厚膜混成
    集積回路。
  2. 【請求項2】 厚膜抵抗体(1) と該厚膜抵抗体(1) の両
    端に接続された、回路と導通する導体(2) のパターンと
    を有し、前記厚膜抵抗体(1) の前記導体(2)との接続パ
    ターン巾が、該厚膜抵抗体(1) 自体のパターン巾よりも
    大きく形成されていることを特徴とする厚膜混成集積回
    路。
  3. 【請求項3】 厚膜抵抗体(1) と該厚膜抵抗体(1) の両
    端に接続された、回路と導通する導体(2) のパターンと
    を有し、前記厚膜抵抗体(1) の前記導体(2)との接続パ
    ターン巾が、該厚膜抵抗体(1) 自体のパターン巾よりも
    小さく形成されていることを特徴とする厚膜混成集積回
    路。
JP6107173A 1994-05-20 1994-05-20 厚膜混成集積回路 Withdrawn JPH07320904A (ja)

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JP (1) JPH07320904A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019192690A (ja) * 2018-04-19 2019-10-31 富士電機株式会社 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019192690A (ja) * 2018-04-19 2019-10-31 富士電機株式会社 半導体装置

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Date Code Title Description
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Effective date: 20010731