JPS5942459B2 - 混成集積回路装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は混成集積回路装置の製造方法に係り、特にセ
ラミック基板上にサーミスタ素子もしくはこれと抵抗素
子とを形成する方法の改良に関するものである。

一般に、民生用および産業用の機器に用いられる混成集
積回路装置では、そのセラミック基板上に形成された所
定パターンの厚膜配線に接続された半導体素子もしくは
感熱記録方式に用いるサーマルプリンタのヘツドの機能
的特性が周囲温度の変動に伴い変動するのを防止するた
めに、上記厚膜配線の所望の部分に、抵抗値の温度係数
が極めて大きな負の値を有するサーミスタ素子を設け、
このサーミスタ素子の抵抗値が上記周囲温度の変動に伴
い変動するのを利用して上記半導体素子もしくはサーマ
ルプリンタのヘツドの機能的特性の安定化を図る方法が
広く用いられている。

以下、混成集積回路装置のセラミツク基板上に抵抗素子
とサーミスタ素子とを混在させて形成する方法を例にと
り、その従来例を第１図に示す断面図で説明する。

先ず、９０〜９９％程度の高純度アルミナからなるセラ
ミツク基板１の主面上の一部に、銀・パラジユウを主成
分とした導体ペーストをスクリーン印刷法などにより塗
布し乾燥したのち、８００〜１０００℃の温度で２０〜
６０分間焼成して所定パターンの厚膜配線２形成する。

次に、厚膜配線２の所定部分に設けられた間げきに露出
するセラミツク基板１の露出部を含みこの露出部の両端
の厚膜配線２の一部上にガラス粉末と金属酸化物とを混
合したサーミスタペーストをスクリーン印刷法などによ
り塗布し乾燥したのち、９００〜１０００℃の温度で２
０〜６０分間焼成してサーミスタ素子３を形成する。し
かるのち、厚膜配線２の他の所定部分に設けられた間げ
きに露出するセラミツク基板１の読出部を含みこの露出
部の両端の厚膜配線２の一部上に酸化ルテニウム系の抵
抗ペーストをスクリーン印刷法などにより塗布し乾燥し
たのち、７５０〜９００℃の温度で２０〜６０分間焼成
して抵抗素子４を形成する。しかしながら、上記の方法
では、上記抵抗ペーストとサーミスタペーストとの焼成
温度が異なるので、焼成温度の高いサーミスタ素子３を
形成したのちに抵抗素子４を形成するようにしても、抵
抗素子４を形成する過程において、サーミスタ素子３が
７５０〜９００℃の高温にさらされることになる。

このために、サーミスタ素子３の焼結状態が変化するの
で、サーミスタ素子３の抵抗値が１００〜２００％も変
動するばかりではなく、その抵抗値の温度係数も数百％
変化するようになる。よつて、サーミスタ素子３の抵抗
値およびその抵抗値の温度係数を精度よく再現すること
が極めて難しく、生産性が悪いという欠点があつた。ま
た、サーミスタ素子３と抵抗素子４との焼成条件が異な
るために、製造工程が複雑になる上に、更に、サーミス
タ素子３の抵抗値の温度係数が通常数千匹／℃以上であ
ることが要求されるために、製造可能なサーミスタペー
ストのシート抵抗値の範囲が１０〜１０００Ω／口に限
定され、広い範囲の抵抗値をもつたサーミスタ素子３を
形成することができないという欠点もあつた。この発明
は、上述の欠点に鑑みてなされたもので、抵抗ペースト
の焼成過程中にこれに混入してサーミスタ特性を付与さ
せる物質を含むセラミツク基板上の一部にサーミスタ素
子もしくはこれと抵抗素子とを同一焼成温度範囲の抵抗
ペーストの塗布、乾燥、焼成により形成することによつ
て、生産性がよくかつ良好な電気的特性を有する混成集
積回路装置の製造方法を提供することを目的とする。

第２図はこの発明による混成集積回路装置の製造方法の
一実施例を説明するための断面図である。

先ず、例えばデビトロンの商品名で知られている石塚硝
子（株）のガラスセラミツク板のように、酸化リチウム
を含有するセラミツク基板１０の主面上の一部に、第１
図に示したと同様の所定パターンの厚膜配線２を形成す
る。次に、厚膜配線２の所定部分に設けられた間げきに
露出するセラミツク基板１の露出部上に結晶化ガラスペ
ーストを塗布し乾燥したのち、７５０〜１０００′Ｃの
温度で焼成して絶縁被覆５０を形成する。しかるのち、
厚膜配線２の他の所定部分に設けられた間げきに露出す
るセラミツク基板１の露出部を含みこの露出部の両端の
厚膜配線２の一部上および絶縁被覆５０上を含みこの両
端の厚膜配線２の一部上にそれぞれ酸化ビスマス系の抵
抗ペーストをスクリーン印刷法などにより塗布し乾燥し
たのち、７５０〜１０００℃の温度で２０〜６０分間焼
成して上記セラミツク基板１の露出面上にサーミスタ素
子３０を形成すると同時に、絶縁被覆５０上に抵抗素子
４０を形成する。このように、サーミスタ素子３０と抵
抗素子４０とを同時に焼成して形成する過程において、
サーミスタ素子３０では、セラミツク基板１０に含有さ
れている酸化リチウムがサーミスタ素子３０の中へ拡散
し混入するようになるため、その抵抗値の温度係数が極
めて大きな負の値となる。

一・方、抵抗素子４０では、その下面に絶縁被覆５０が
施されているので、その抵抗値がセラミツク基板１０に
含有されている酸化リチウムにより影響されるようなこ
とがない。第３図は上記実施例の方法により形成された
サーミスタ素子および抵抗素子のそれぞれの抵抗値の変
化率と周囲温度との関係の一例を示す図である。

図において、横軸は周囲温度、縦軸は抵抗値の変化率を
示し、符号Ａはサーミスタ素子の抵抗値、符号Ｂは抵抗
素子の抵抗値を示す。

第４図はこの発明による混成集積回路装置の製造方法の
他の実施例を説明するための断面図である。

第２図に示した実施例では、厚膜配線２、絶縁被覆５０
、サーミスタ素子３０、および抵抗素子４０がいずれも
セラミツク基板１０の一方の主面上に形成されていたが
、第４図に示した実施例では、スルーホール６０が設け
られた酸化リチウムを含有するセラミツク基板１１を用
いて、サーミスタ素子３０が接続される厚膜配線２０と
抵抗素子４０が接続される厚膜配線２１とをセラミツク
基板１１の上下両主面に形成し、スルーホール６０内に
導体ペーストを充填して厚膜配線２０と厚膜配線２１と
をスルーホール６０を通して接続したのち、第２図に示
した実施例と同様の方法により絶縁被覆５０、サーミス
タ素子３０および抵抗素子４０を形成したものである。

この実施例の方法でも、第２図に示した実施例の方法と
同様の効果があることは言うまでもない。

これまでの実施例において、絶縁被覆５０をセラミツク
基板１０，１１の抵抗素子４０を形成すべき部分にのみ
形成するようにしたが、サーミスタ素子３０を形成すべ
き部分を除く全てのセラミック基板１０，１１上に形成
するようにしてもよい。また、セラミツク基板１０，１
１の全面に絶縁被膜５０を形成したのち、サーミスタ素
子３０が形成される部分の絶縁被覆５０をエツチングで
除去してもよい。また、絶縁被覆５０を形成するのに結
晶化ガラスペーストを用いたが、シート抵抗の高い抵抗
ペーストを使用してもよい。また、サーミスタ素子３０
および抵抗素子４０を形成するのに酸化ビスマス系の抵
抗ペーストを用いたが、酸化ルテニウムもしくは酸化イ
リジウム系の抵抗ペーストを使用してもよい。更に、サ
ーミスタ素子３０と抵抗素子４０とを同時に印刷塗布し
乾燥したのち焼成したが、サーミスタ素子３０と抵抗素
子４０とを個別に印刷塗布し乾燥したのち、同時に焼成
するようにしてもよい。なお、これまで、酸化リチウム
を含有するセラミツク基板について述べてきたが、この
発明による方法は、これに限らず、この他の、抵抗ペー
ストの焼成過程中にこれに混入してサーミスタ特性を付
与させる物質を含有するセラミツク基板にも適用するこ
とができる。

以上、説明したように、この発明の方法によれば、主面
上に塗布された抵抗ペーストの焼成過程中にこれに混入
してサーミスタ特性を付与させる物質を含有するセラミ
ツク基板上の一部に上記抵抗ペーストを塗布し乾燥し焼
成してサーミスタ素子を形成するか、または上記セラミ
ツク基板上の一部に上記抵抗ペーストを塗布し幹燥する
とともに上記セラミツク基板上の一部に形成された絶縁
被覆上に上記抵抗ペーストもしくはこれと同一焼成温度
範囲の抵抗ペーストを塗布し乾燥したのち同時に焼成し
て上記セラミツク基板上にサーミスタ素子を形成し上記
絶縁被覆上に抵抗素子を形成するので、次のような効果
がある。

すなわち、上記セラミツタ基板上にサーミスタ素子のみ
を形成する場合には、上記基板とは別のセラミツク基板
上に上記抵抗ペーストもしくはこれと同一焼成温度範囲
の抵抗ペーストから形成する抵抗素子と同一の焼成炉で
同時に作成することができる。また、上記セラミツク基
板上にサーミスタ素子と抵抗素子とを混在して形成する
場合には、これらの素子が形成後高温にさらされること
がなく、それぞれの電気的特性が変動するようなことが
ない。よつて、製造工程の短縮を図り生産性の向上を図
り得るとともに、広い抵抗値範囲をもつたサーミスタ素
子と抵抗素子とを再現性よく作成し得るなど実用上大き
な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の混成集積回路装置の製造方法を説明する
ための断面図、第２図はこの発明による混成集積回路装
置の製造方法の一実施例を説明するための断面図、第３
図は上記実施例の方法により形成されたサーミスタ素子
および抵抗素子のそれぞれの抵抗値の変化率と周囲温度
との関係の一例を示す図、第４図はこの発明による混成
集積回路装置の製造方法の他の実施例を説明するための
断面図である。 図において、１，１０，１１はそれぞれセラミツク基板
、２，２０，２１はそれぞれ厚膜配線、３，３０はそれ
ぞれサーミスタ素子、４，４０はそれぞれ抵抗素子、５
０は絶縁被覆、６０はスルーホールを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 抵抗ペーストの焼成過程中にこれに混入してサーミ
   スタ特性を付与させる物質を含有するセラミック基板上
   の一部に上記抵抗ペーストを塗布し乾燥し焼成してサー
   ミスタ素子を形成する工程を含む混成集積回路装置の製
   造方法。 ２ セラミック基板が含有する物質に酸化リチウムを用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の混成
   集積回路装置の製造方法。 ３ 抵抗ペーストに酸化ビスマス系の抵抗ペーストを用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の混成集積回路装置の製造方法。 ４ 抵抗ペーストに酸化ルテニウム系の抵抗ペーストを
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の混成集積回路装置の製造方法。 ５ 抵抗ペーストに酸化イリジウム系の抵抗ペーストを
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の混成集積回路装置の製造方法。 ６ 抵抗ペーストの焼成過程中にこれに混入してサーミ
   スタ特性を付与させる物質を含有するセラミック基板上
   の一部に上記抵抗ペーストを塗布し乾燥するとともに上
   記セラミック基板上の他の一部に形成された絶縁被膜上
   に上記抵抗ペーストもしくはこれと同一焼成温度範囲の
   抵抗ペーストを塗布し乾燥したのち同時に焼成して上記
   セラミック基板上にサーミスタ素子を形成するとともに
   、上記絶縁被覆上に抵抗素子を形成する工程を含む混成
   集積回路装置の製造方法。 ７ セラミック基板が含有する物質に酸化リチウムを用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の混成
   集積回路装置の製造方法。 ８ 絶縁被覆に結晶化ガラスペーストを焼成して形成さ
   れた絶縁被覆を用いることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項または第７項記載の混成集積回路装置の製造方法
   。 ９ 抵抗ペーストに酸化ビスマス系の抵抗ペーストを用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第８
   項のいずれかに記載の混成集積回路装置の製造方法。 １０ 抵抗ペーストに酸化ルテニウム系の抵抗ペースト
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第６項ないし
   第８項のいずれかに記載の混成集積回路装置の製造方法
   。 １１ 抵抗ペーストに酸化イリジウム系の抵抗ペースト
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第６項ないし
   第８項のいずれかに記載の混成集積回路装置の製造方法
   。