JPS59220903A - 抵抗体の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は抵抗体の形成方法に係り、特には、所定の抵
抗値を持つ抵抗体を精度よく形成するための方法に関す
る。

Ｌ発明の技術的背景〕 印刷回路内に抵抗体を形成することはよ（知られている
。最近、このような抵抗体をレーデ光線を用いて形成す
る方法が米国特許第４．２８６，２５０号（Ｓａｃｈｅ
ｔｔｉに対して１９８１年８月２５日に発行）に記載さ
れた。

この方法は、耐熱性グラスチックで形成された絶縁基板
の所定部分上にのみレーザ光線を走査することを含む。

レーデ光線の照射された部分は炭化して所定の抵抗体パ
ターンを形成する。

しかる後、得られた抵抗体の両端にそれぞれ導電体を接
続して電気部品を得ている。

上記レーデ光線を用いた炭化技術によれば。

レーデ光線のスポットを極めて小さく調節できるので、
微小パターンの抵抗体が容易に得られ、従前の厚膜ペー
ストを印刷して抵抗体を形成する方法に比べてはるかに
都合がよい。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上記レーデ光線を用いた炭化技術によっ
ても、導電体間に所望の抵抗値を持つ抵抗体を形成する
ことは困難であった。レーザ光線は均一性に優れている
といっても、なおｌＯ％程度の照度の変動があるからで
ある。さらに、抵抗体の形成後導電体を形成すると、導
電体の位置ずれによっても抵抗値が変動してしまう。

〔発明の目的〕

したがって、この発明の目的は、レーデ光線を用いた炭
化技術を利用して、所定の抵抗値を持つ抵抗体を精度よ
く形成する方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明は、レーザ光線を用いた炭化技術に従って、あ
らかじめ、中途部分に少なくとも１つの抵抗並列部を持
つ線状抵抗体を形成した後、線状抵抗体に−ｉｎ：体を
形成し、線状抵抗体の抵抗値を測定しながら、所定の抵
抗値が得られるまで、抵抗並列部を構成する少なくとも
１つの分路をレーザ光パルスによって切断することを骨
子とする。

丁なわち、この発明によれば、まず、有様重合体材料を
主体とする表層部分をイイする基体を提供し、該表層部
分に対しでレーザ光線全走査して当該走査部分の前記有
機重合体材料を炭化することによって、中途部分に少な
くとも１つの抵抗並列部を持つ線状抵抗体を形成する。

次に、この線状抵抗体の各端部に接続して各静電体を形
成する。しかる後、前記線状抵抗体の抵抗値を測定しな
がら、前記抵抗並列部を構成する少な（とも１つの分路
を、抵抗体の抵抗値が所定の値に達するまで、レーデ光
パルスによって順次切断する。こうして所定の抵抗値金
持つ抵抗体が精度よく形成される。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一態様を図面を錠前しつつ説明する。

まず、第１Ａ図に示すように１図示しない絶縁性基板例
えばアノシミナ基板上に有機重合体材料を主体とする層
１１を均一に形成して基体ＩＯを準備する。用いる有機
重合体材料は、レーデ光線の照射によって炭化して抵抗
体に転化し得るものであれば、特に限定されない。これ
ら有機重合体材料には熱可塑性重合体、熱硬化性重合体
、さらにはそれらいずれか２種以上の組合せが含まれる
。具体例を挙げると、プリイミド、ポリ　（アミド−イ
ミド）、ポリベンゾイミダゾール、メラミンビスマレイ
ミドトリアジン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフ
ィド等である。しかしながら、形成される抵抗体の経時
安定性の点から、アクリロニトリル含有率が５重量％以
上の有機重合体材料を用いると特に好ましい。このアク
リロニトリル系有機重合体材料の例を挙げると、アクリ
ロニトリルの単独および共重合体、並びにそれらと非ア
クリロニトリル系重合体（熱硬化性および熱可塑性プラ
スチックを含む）との混合物である。

層１１は上記有機重合体材料だけで形成されていてもよ
いし、あるいは、この有機重合体材料を主成分としこれ
に加えて塗布の均一性を確保しおよび（または）抵抗値
を制御するために金属酸化物の微粒子（５０ｍｐｍ　〜
１０ｐｒｎ　）を５０重景％まで含んでいてもよい。こ
の明細書において、［有機重合体を主体とする」とはこ
のような意味で用いられている。

層１１を形成した後、これに対してレーザ光線を走査し
て走査部分における有機重合体材料を炭化することによ
って両端部を除く中途部分に少なくとも１つの抵抗並列
部を持つ線状抵抗体を形成する。第１Ａ図に示した例で
は、仁の線状抵抗体１２は格子状パターンを持っている
。

とのように有機重合体材料を炭化するレーザ光線は用い
た有機重合体材料を炭化して抵抗体に転化し得るもので
あれば、どのようなレーザからのものでもよい。しかし
ながら、大気中でまたはアルゴンレーデやルビーレーザ
等の可視光レーザが好ましく用いられる。これらレーザ
からの光線は波長が均一でかつ集光性が良いため、光エ
ネルギを特定の箇処に集中させて高工ネルギー照射が可
能であり、したがって局所的に有機重合体材料を炭化さ
せることができる。

上記レーザ光線を所定のパターンに沿って走査させるた
めには、基板１１を固定させた状態でミラーを用いてレ
ーザ光線を偏向させる方法が採用できる。あるいは、レ
ーザ光線を固定させた状態で、基板１ノをＸ−Ｙ位置決
めテーブルを用いて移動させてもない。当該技術分野で
知られているようにこのレーザ光線の走査は制御回路を
用いて自動的におこなうこともできる。

Ｘ−Ｙテーブルを用いたレーデ光線の自動走査について
は例えば米国特許第４，２８６，２５０号に開示されて
いる。また、制御装置を組み込んだレーザ発生装置は例
えば東京芝浦電気ｖＡ；７−らレーザトリマーＬＡＹ７
１１型（ＹＡＧ：Ｎｄレーザ照射装置）という商品名で
入手できる。

抵抗体１２は、その抵抗値が目標とするイ直よりも小さ
くなるように形成してお（。そのための条件は簡単な予
備実験で容易に設定できる。

抵抗体１２の抵抗値は厳密に設定する必要７１ないから
である。

こうして抵抗体１２を形成したら、その両端に接してそ
れぞれ導電体１３ａおよび１３ｂを形成する（第１Ｂ図
）。このとき、導電体１３ｍ、１３ｂは、抵抗体の端部
と重合した状態で形成することが好ましい。接続が安定
するからである。かくして、抵抗体１２の抵抗値を測定
することが可能となる。

次に、抵抗体１２の抵抗並列部を構成する分路（図示の
例では、格子を形成している全ての抵抗線部分に相当）
を一つづつ（例えば、第１Ｂ図中、（イ）、（（ロ）、
（／９・・・（））で示す部分をこの順番で）レーザ光
パルスで切断してゆく（第１Ｃ図）。

この分路の切断中、抵抗体１２の抵抗値を測定し、分路
の切断によって抵抗体の抵抗値が大きくなり、所定の値
に達した時点で切断をやめる。

この様子を第２図に示す。

第２図に示されているように、抵抗体１２および導電体
１３ｍ、１３ｂが形成された基体１０はＸ−Ｙテーブル
乏１上に設置されてｌ、ｓる。導電体１３ａおよび１３
ｂ上にそれぞれグローブを立て、これらグローブは抵抗
検出装置２２に接続しておく。この抵抗素子装置２２は
Ａ／Ｄコンバータ２４を介して中央処理装置（ＣＰＵ）
２７に接続している。レーザ装置２３はＱスイッチング
ドライバ２５に接続され、とのドライバ２５はＣＰＵ、
？　７に接続している。Ｘ−Ｙテーブル２ノはＸ−Ｙテ
ーブルドライバ２６に接続され、このドライバ２６はＣ
ＰＵ２７に接続されている。ＣＰＵ２７はＲＯＭ２　Ｂ
に接続されている。このＲＯＭ２Ｂには、初めにレーザ
装置２３で炭化形成された抵抗体１２の７９ターン情報
（座標）が゛与入力されている。

まず、形成されたままの抵抗体１２の抵抗値を抵抗検出
装置２２で検出し、その情報を〜勺コンバータ２４全介
してＣＰＵＪ７に入力する。

ＣＰＵ２７はこの抵抗値と設定目標値との差を計算し、
抵抗体１３のどの分路を切断するかを決定し、ＲＯＭ２
Ｂから座標を読み出し、これに応答してＸ−Ｙテーブル
ドライバを駆動してＸ−Ｙテーブルを所望の位置にＷ移
動させ、ついでＱスイッチングドライバを駆動させてレ
ーデ装置２３から強いレーザ光パルスを発生させる。こ
のレーデ光パルスはそれが当った表面部分の有機重合体
材料を炭化させることなく、その部分σ炭化抵抗体を瞬
時に気化し、所定の分路を切断する。一つの分路を切断
した後、再び抵抗検出素子２２で抵抗値を測定し、つい
で上記と同様の操作をおこなう、この操作を順次繰り返
すことによって所定の抵抗値を精度よく達成することが
できる。なお、第１Ｂ図に示す格子状抵抗パターンにお
いて、導電体１３ａと１３ｂを結ぶ方向の格子辺を切断
すると抵抗値は比較的大きく変化し、これと直交する方
向の格子辺の切断は微調整を目的としておこなう。

以上述べた態様では、初めに形成する抵抗体は格子状の
ツヤターンを持つものであったが、この発明はこれに限
定されるものではなく、少なくとも１つの抵抗並列部を
有するものであればどのようなツヤターンを持っていて
もよい。例えば、第３図に示すように、初めに形成され
る抵抗体３０は直角ジグザグ状の線状抵抗素子３１とこ
れに対して並列に接続された直線状抵抗素子３２からな
るもの（はしご状）でもよい。

さらに、基板は金属等導電性材料で形成されていてもよ
い。基板が導電性材料で形成されている場合は、抵抗素
子は基板に到達しない深さに形成する。また、基体全体
が有機重合体材料で形成されていてもよい。

さらにまた、以上述べた態様では抵抗値を分路の切断の
みによって調節したが、分路の切断によって抵抗値が目
標値をやや越えた場合、その時形成された抵抗体に対し
て新たに短い抵抗素子を並列に接続するように炭化形成
して抵抗値を微調整することができる。その場合は炭化
に適したｔ−デ光綜を、ＣＰＵ、？７からの指令によっ
てレーザドライバ２９を駆動してレーザ装置２３から発
生させる（第２図参照）。

実施例１ 純度９６％のアルミナ板（１５ｍ専Ｘ１５Ｆ１１７１１
Ｘｏ、ｓｍｍ）上にポリイミド樹脂層（東し■製トレニ
ース３０００）を均一に塗布し、２５０℃で硬化させて
厚さ１５μ展の？リイミド樹脂層を形成した。

次にＹＡＧ：Ｎｄレーザ照射装置（東京芝浦電気■製レ
ーデトリマーＬＡＹ−７１１型）を用いてポリイミド樹
脂層に対してレーザ光線を走査して正方格子状のパター
ンを持つ砂状抵抗体を形成した。このとき、レーザの出
力は１．２Ｗであり、連続発振状態で、８Ｑ　ｍｍ７秒
の速度で走査した。得られた抵抗体の横方向全長はｌＱ
ｍｍであり縦方向全長は８ｍｍであった。・ぐターン線
幅は約１３９ｍｍ　　であり、各格子はｌ　ｒｎｙｎ　
　四方（線の幅方向中心間の距離）であった。

ついで、導電体間隔が８ｗｎとなるようにスクリーンマ
スクを用いて銀ペースト　（藤倉化成ｌａ製ドータイト
ＸＡ−２７８）を印刷し、１５０℃で３０分間硬化させ
て上記抵抗体両端部にそれぞれ導電体を形成した。こう
して形成された２つの導電体間の抵抗値を測定したとこ
ろ２５０Ωであった。

上記抵抗値ｔ３００Ωに設定すべく、Ｑスイッチングド
ライバを駆動してレーデ照射装置から出力２Ｗ、／＃ル
ス繰り返し周波数２０００／秒パイ、トサイズ２μｍで
レーデ光パルスを照射し。

抵抗体の格子の一辺を抵抗値を測定しながら、順次切断
した。この結果３０２．５Ωの抵抗値を得ることができ
た。なお、この切断は第１Ｂ図において（イ）　、　（
Ｃ７）　、　Ｈ・・・の顔におこないに）の段階で上記
値に設定できた。

実施例２ ハイカー１０３１　　（日本ゼオン社製ブタジェン−ア
クリロニトリル共重合体、アクリロニトリル含有率３５
Ｎ量％）ｆ、メチルエチルケトンに溶解し、この溶液を
実施例１で用いたと同様のアルミナ基板上に均一に塗布
し乾燥させて厚さ１０μｍのアクリロニトリル共重合体
層を形成した。

次に、実施例１で用いたレーザ照射装置を用いてアクリ
ロニトリル層に対してレーザ光線を走査して正方格子状
のパターンを持つ綜状抵抗体を形成した。このとき、レ
ーザの出力は１．４Ｗであり、連続発振状態で、１００
ｍｍ／秒の速度で走査した。得られた抵抗体の横方向全
長は１０ｒＰｔｍであり縦方向全長は８ｒｎｍであった
。／やターン線幅は約６０μｍであり、各格子は１朋四
方（線の幅方向中心間の距離）であった。

ついで、導電体間隔が８ｍＴｎとなるようにスクリーン
マスクを用いて銀ペースト（藤倉化成株製ドータイトＸ
Ａ−２７８）を印刷し、１５０℃で３０分間硬化させて
上記抵抗体両端部にそれぞれ導電体を形成した。こうし
て形成された２つの導電体間の抵抗値を測定したところ
１２５０Ωであった。

上記抵抗値を２０００Ωに設定すべく、Ｑスイッチング
ドライバを駆動して゛レーザ照射装置から平均出力１．
２Ｗ、パルス繰り返し周波数４０００／秒、バイトサイ
ズ５μ扉でレーザ光パルスを照射し、抵抗体の格子の一
辺を抵抗値を測定しながら順次切断した。この結果２０
５５Ωの抵抗値を得ることができた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、レーザ光線を用
いた炭化技術によって抵抗体を形成するに当り、中途部
分に少なくとも１つの抵抗並列部を持つ線状抵抗体をあ
らかじめ形成しておき、ついで抵抗分路をレーデ光パル
スで切断しているので、抵抗値を増大させつつ所定の値
ニ精度よく設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第払図ないし第１Ｃ図は、この発明の一態様に従う抵抗
体の形成方法を工程順に説明するための平面図、第２図
はこの発明において用いられる抵抗分路の自動切断シス
テムを概略的に示すブロック図、第３図はこの発明の他
の態様に従って初めに形成した抵抗体を示す平面図。 １０・・・基板、１１・・・表層、１２，３０・・・抵
抗体、１３ｍ、１３ｂ＝導電体、２ｌ−Ｘ−Ｙテーブル
、２２・・・抵抗検出装置、２３・・・レーデ装置、２
５・・・Ｑスイッチングドライバ。 第１Ａ図 第１Ｂ図 第１Ｃ図 ｓ２図 ｊＩ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機重合体材料を主体とする表層部分を有する基体を提
   供し、該表層部分に対してレーデ光線を走査して当該走
   査部分の前記有機重合体材料を炭化することによって、
   中途部分に少なくとも１つの抵抗並列部を持つ線状抵抗
   体を形成し、該線状抵抗体の各端部に接続して各導電体
   を形成し、前記線状抵抗体の抵抗値を測定しながら、前
   記抵抗並列部を構成する少なくとも１つの分路を、前記
   線状抵抗体の抵抗値が所定の値に達するまで、レーザ光
   パルスによってＩｌｌ［切断することを特徴とする抵抗
   体の形成方法。