JPS60219708A - 膜抵抗体の製造方法 - 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、膜抵抗体の製造方法に係ジ、特にその絶縁
基体上に形成された抵抗体の抵抗値を調整し得るように
したものに関する。

〔発明の技術的背景〕

周知のように、近時では、電子機器等の小形軽量化を図
るために、混成集積回路が多く使用されるようになって
きている。この混成集積回路は、一般に、絶縁基板に導
体材料及び抵抗材料を印刷してなる厚膜基板に、リード
線のないチップタイプの受動素子や能動素子を半田付け
して構成されるものである。

第１図は、このような厚膜基板の従来の製造方法を説明
するためのものである。すなわち、第１図（ａ）　Ｋ示
すような例えばアルミナ等のセラミック材料で形成され
た絶縁基板Ｊに、第１図（ｂ）に示すように、一対の配
線導体ｆ＠；ｔ、３を形成する。この配線導体Ｎ２，３
は、例えば銀−パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）粉末を含む導
体ペーストを、スクリーン印刷法を用いて印刷・焼成さ
せることにより形成されるものである。

そして、第１図（Ｃ）に示すように、上記一対の配線導
体層２，３間に、例えば酸化ルテニウＡ（ＲｕＯ２）粉
末及びガラスフリットを含む抵抗イ−スト（例えば変性
ニトリルゴム）を、スクリーン印刷法を用いて印刷・焼
成させることにより、抵抗体４を形成する。その後、第
１図（ｄ）に示すように、上記配線導体層２．３と、抵
抗体４との重なり合う部分にＹＡＧレーザを照射し、抵
抗体４を炭化させて、配線導体層２．３と抵抗体４とを
導通させる接続部５，６を形成する。

この場合、抵抗体４としては、最終的に所望の抵抗値（
以下最終抵抗値という〕を得るために、適切なシート抵
抗値を有する抵抗イーストが用いられ、形成後の抵抗値
（以下初期抵抗値という）が上記最終抵抗値以下になる
ように、その幅（Ｗ）及び長さくＬ）があらかじめ設計
されて形成されるものである。そして、その後、第１図
（、）に示すように、抵抗体４の成分であるガラスフリ
ットと導体粒子つまり上記酸化ルテニウム（ＲｕＯ□）
粉末とを飛散させ得る高出力のレーザ光を・やルス状に
抵抗体４の側部から内方に照射して幅（Ｗ′）だけ裁断
する、いわゆるトリミング工程を施し、抵抗体４０幅（
Ｗ）　ｔ−減少させ抵抗値を増加させて、上記最終抵抗
値を得るようにしている。

なお、第２図は、抵抗体４の幅（Ｗ）に対する裁断量（
Ｗ′）の割合（Ｗ’／ＷＥ：％〕）と抵抗値の変化率（
ｐ（％：］）との関係を示しているもので、抵抗体４の
幅（Ｗ）が減少する程、抵抗値が増加することがわかる
ものである。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上記のような膜抵抗体の製造方法では、
抵抗体４を形成する際に、その膜厚にばらつきが生じ易
く、上記初期抵抗値金一定にすることが極めて困難なも
のである。すなわち、上述したトリミング工程による抵
抗値の増加を見込んで最終抵抗値以下の抵抗値となるよ
うに抵抗体４の幅（Ｗ）や長さくＬ）を設計しても、ス
クリーン製版条件や印刷条件の違いによりＰＡ厚が増減
することにより、最終抵抗値に対して初期抵抗値が低下
しすぎたり、高くなってしまったりすることが多々ある
ものである。

そして、初期抵抗値が最終抵抗値よりも低下しすぎると
、必然的に上記トリミング工程による裁断量（Ｗ′）を
大きくする必要が生じるが、この裁断量（Ｗ′）を大き
くしすぎると、抵抗体４の電気的特性が劣下し、信号に
ドリフト現象が生じたり、ノイズが混入され易くなると
いう問題が生じる。また、初期抵抗値が最終抵抗値より
も高い場合には、簡単に抵抗値を減少させる手段がない
ため、このような厚膜基板は不良品として処理せざるを
得す極めて歩留りが悪く量産性に欠けるという問題を有
している。

このため、従来では厚膜基板を量産する場合に、量産前
に一旦抵抗体を試し焼きして抵抗値を確認し、これに基
づいて抵抗体の形状、スクリーン製版条件、印刷条件の
変更や、異種の抵抗イーストをブレンドする等して、初
期抵抗値を修正するようにする必要があり、作業工数が
多く製造が極めて困難になるものでおる。

〔発明の目的〕

この発明は上記事情を考慮してなされたもので、抵抗体
の抵抗値を容易−調整可能として正確な最終抵抗値を有
する抵抗体を形成することを可能とし、量産化を効果的
に促進させ得る極めて良好な膜抵抗体の製造方法を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明に係る膜抵抗体の製造方法は、絶縁
基体上に配線導体層を形成する第１の工程と、この第１
の工程の後前記配線導体層に接続される抵抗体を形成す
る第２の工程とを有してなる膜抵抗体の製造方法におい
て、前記第２の工程の後前記抵抗体に該抵抗体中の導電
粒子及びガラス成分を飛散させない程度の出力のレーザ
光を照射して前記抵抗体の抵抗値を減少させる第３の工
程と、この第３の工程の後前記抵抗体の抵抗値が所定値
に到達した状態でＩＩＩ記レーザ光の照射位置を前記抵
抗体から外す第４の工程とを具備することにより、抵抗
体の抵抗値を容易に調整可能として正確な最終抵抗値を
有する抵抗体を形成することを可能とし、量産化を効果
的に促進させ得るようにしたものでおるＱ 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。すなわち、第３図（＋Ｌ）に示すような例
えばアルミナ等のセラミック材料で形成された絶縁基板
１ノに、第３図（ｂ）に示すように、一対の配線導体層
ｚｚ、ｉｓを形成する。この配線導体層１２．１３は、
例えば銀−パラゾウム（Ａｇ／ｐａ）粉末を含む導体イ
ーストを、スクリーン印刷法を用いて印刷し、ピーク温
度８５０〔℃〕のもとて１０分間焼成することにより形
成されるものである。

そして、第３図（Ｃ）に示すように、上記一対の配線導
体層１２．１３間に、例えば酸化ルテニウム（ＲｕＯ２
）粉末及びガラスフリヴトを含む抵抗波−スト（例えば
変性二トリルデム）を、スクリーン印刷法を用いて印刷
し、ピーク温度８５０〔℃〕のもとて１０分間焼成する
ことにより、抵抗体１４を形成する。その結果、第３図
（ａ）に示すように、上記配線導体層Ｊ２．ＪＪと、抵
抗体１４との重なり合う部分にＹＡＧレーザを照射し、
抵抗体１４を炭化させて、配線導体層１２゜１３と抵抗
体１４とを導通させる接続部Ｊ５゜１６を形成する。

ここで、第３図（、）にハツチングで示すように、上記
抵抗体１４に対して、そのガラス成分と導体粒子つまジ
酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）　粒子とを飛散させない程
度の低出力のＹＡＧレーザを、配線導体層１２．１３間
を往復させるように照射していくと、レーザ照射回数に
応じて抵抗体１４の抵抗値（初期抵抗値〕を減少させる
ことができるものである。この理由は、絶縁基板ｔｉ上
に一旦焼結された抵抗体１４に、上記のような低出力の
ＹＡＧレーザを照射すると、導体粒子である酸化ルテニ
ウム（Ｒｕ　Ｏ２）粒子とガラス成分とが分離し、導体
粒子同志が互いに集結して、抵抗体１４の導体化が促進
されるようになるからである。この場合、ＹＡＧレーザ
としては、例えば出力１５（Ａ）、照射スピード３０（
ｍ／就〕の条件〒抵抗体１４の表面に照射したときが、
実験的に良好な結果を得ることができた。

ここにおいて、第４図乃至第６図はそれぞれ実験的に得
られた、ＹＡＧレーザの照射回数（Ｎ）と抵抗値（Ｒ）
との関係を示すものである。すなわち、第６図は、シー
ト抵抗値１００（Ω〕の抵抗体にＹＡＧレーザを照射し
た場合を示すもので、レーデ照射前に１２０〔Ω〕であ
った抵抗値が照射回数（Ｎ）に応じて減少し、５回照射
後には２０〔Ω〕にまで低下した。また、第７図は、シ
ート抵抗値ＬｏｃｋΩ〕の抵抗体にＹＡＧレーザを照射
した場合を示すもので、レーザ照射前に１１〔ｋΩ〕で
あった抵抗値が、５回照射後には３．５〔絵〕にまで低
下した。さらに、第８図は、シート抵抗値１００［ｋΩ
］の抵抗体について示すもので、ＹＡＧレーザ４回照射
後には３５　［ｋｎ　］　にまで抵抗値が低下した。

そして、上記のようなＹＡＧレーザ照射による抵抗体Ｊ
４の抵抗値の減少特性は、ＹＡＧレーザの照射出力や照
射スピード等を変えることにより、適宜変化させること
ができ、高範囲に渡つて抵抗体１４の抵抗値を減少させ
ることができるものである。また、抵抗体１４の膜厚に
かかわらず、抵抗値を減少させるものである。

このため、上記のような低出力ＹＡＧレーザ照射による
抵抗体１４の抵抗値減少工程と、前述したトリミング工
程（つまり抵抗値増加）とを選択的に使用することによ
り、絶縁基板１ノに印刷・焼成された抵抗体１４の初期
抵抗値が最終抵抗値より高くても低くても、抵抗体１４
の抵抗値を最終抵抗値に一致させることができるもので
ある。すなわち、第７図に示すように、抵抗体１４の初
期抵抗値が最終抵抗値（Ｒｅ　）よりも高い（Ｒ１）で
あった場合には、低出力ＹＡＧレーザ照射によって抵抗
値を減少させ最終抵抗値（Ｒｏ）に近づけることができ
、また抵抗体Ｊ４の初期抵抗値が最終抵抗値（Ｒｏ　）
よりも低い（Ｒ２）であった場合には、前記トリミング
工程によって抵抗値を増加させ最終抵抗値（Ｒｏ　）に
近づけることができるものでおり、抵抗体Ｊ４の初期抵
抗値に対する管理幅を従来に比して広くとることができ
、歩留りを向上させることができるものである。例えば
、所望の初期抵抗値を得るために、抵抗体１４の幅や長
さを厳密に規定して印刷する必要がなくなり、種々の抵
抗体１４を全て同一形状にして印刷形成してしまうこと
も可能となり、製作を極めて容易化することができるか
らである。

また、量産化に際しては、従来のように、抵抗体４の試
し焼き等の工程が一切不要になり、量産化を効果的に促
進させることができるものである。さらに、抵抗体１４
の印刷精度を向上させるために、印刷工程の最初に抵抗
体１４を印刷形成することもできる。すなわち、抵抗体
１４の形成後に、他の部分の焼成工程によって抵抗体ノ
４の抵抗値が増加しても、後から抵抗値を減少させるこ
とができるからである。

ここで、上記ＹＡＧレーザの出力は、抵抗値減少用とト
リミング工程用とで２種類必要となるが、これは例えば
ＹＡＧレーザの発生装置自体のポンピングランデを流れ
る電流値を切換えて高出力及び低出力を得るようにした
り、またトリミング工程用の高出力ＹＡＧレーザを照射
回数、照射スピード及び照射距離等を制御することにエ
リ、抵抗値減少用として使用したジすることも可能なも
のである。また、抵抗値減少用のＹＡＧレーザは、第３
図（６）に示したように、抵抗体１４に対して図中横方
向に走査させるだけでなく、斜め方向及び縦方向に走査
させるようにしてもよく、さらには横方向走査と縦方向
走査とを組み合わせて格子状やクランク状となるように
走査したジ、抵抗体１４の全面をいちどきに照射するよ
うにしてもよいものである。

次に、第８図及び第９図は、上記抵抗体Ｉ４の初期抵抗
値が最終抵抗値よりも低いか高いかに応じて、ＹＡＧレ
ーザを高出力及び低出力に切換えて抵抗体１４に照射す
るためのレーデトリミング装置とその動作のフローチャ
ートを示すものでおる。まず、キーメート１７を操作し
て演算処理回路１８を駆動させスタートさせる（ステッ
プ（Ｓｌ））。すると、抵抗体１４の抵抗値がプローブ
１９とブリツノ回蜂２０とで計測すれ（ステップ（Ｓり
）、判定回路２１によりｈらかしめ設定された最終抵抗
値よりも低いか否かが判定されて（ステップ（ＳＳ））
、その判定結果が演算処理回路１８に供給される。そし
て、計測値が最終抵抗値よりも低い（ＹＥＳ）場合、演
算処理回路１８はレーザ光源部２２の例えばクリプトン
ランプ等のＩンピングランデ２３に流れる電流を高い値
（つまりレーデ高出力に対応〕に設定するとともに、Ｑ
スイッチ２４を発振動作させる。このレーデ光源部２２
は、上記ポンピングランデＺ３及びＱスイッチ２４の外
に、ＹＡＧロッド２５．アパーチャ２６及び鏡２７．２
８等から構成されているものである。

すると、上記ＹＡＧロッド２５から、上記抵抗体１４を
裁断つ捷りレーデカッティングするのに十分な高出力の
レーデビームが発生される（ステップ（３４））。そし
て、このレーデビームが、Ｘ位置制御機構２９及びＹ位
置制御機構３０によってＸ−Ｙ方向に位置制御されて対
物レンズ３１で抵抗体１４上に集光され、ここにレーザ
カッティングが行なわれるものでおる（ステップ（ＳＳ
））。なお、上記Ｘ位置制御機構２９及びＹ位置制御機
構３０は、上記演算処理回路１８の出力が供給される制
御回路３２からの出力信号で制御されるＸ−Ｙ駆動回路
３３によってフントロールされ、レーデビームをＸ−Ｙ
方向に移動させ得るものである。

このようにして、レーデカッティングされた抵抗体１４
は、再びプローブ１９とプリウノ回路２０とによって抵
抗値計測され、判定回路２１で最終抵抗値に到達したか
否かが判定される（ステップ（Ｓｇ））。そして、最終
抵抗値に到達していない場合（Ｎｏ）には、演算処理回
路１８は再びステップ（Ｓｇ　）の処理を行なうように
なり、最終抵抗値に到達した場合（ＹＥＳ　）には、演
算処理回路１８は制御回路３２に対してレーザビームの
Ｘ−Ｙ方向の移動を停止させるように制御を施すととも
に、図示しない機械式シャッターを対物レンズ３１と抵
抗体１４との間に介在させてＹＡＧレーザが抵抗体１４
に照射されないようにして、ここにレーデカッティング
が終了されるものである（ステップ（Ｓ７））。

一方、上記ステップ（Ｓ３）で、計測値が最終抵抗値よ
りも高い（Ｎｏ）場合、演算処理回路１８は、上記ピン
ピングランデ２３に流れる電流を低い値（つまクレープ
低出力に対応）に設定するとともに、Ｑスイッチ２４を
発振動作させる。

すると、上記ＹＡＧロッド２５から低出力のレーデビー
ムが発生され（ステップ（Ｓａ））、該レーザビームが
、Ｘ位置制御機構２９．Ｙ位置制御機構３０及び対物レ
ンズ３１を介して抵抗体１４上に集光されかつ走査され
て、ここに抵抗値が減少されるものである（ステップＣ
３ｅ））−このようにして、抵抗値が減少された抵抗体
１４は、再びプローブ１９とグリッジ回路２０とによっ
て抵抗値計測され、判定回路２１で最終抵抗値に到達し
たか否かが判定される（ステップ（Ｓ＋ｏ）　）。そし
て、最終抵抗値に到達していない場合（Ｎｏ）には、演
算処理回路１８は再びステップ（Ｓ２）の処理を行なう
ようになり、最終抵抗値に到達した場合（ＹＥＳ）には
、ステ、デ（Ｓ７）つまクレープビームをシャッターで
遮光するとともにＸ−Ｙ方向の移動が停止されるように
なるものである。

したがって、上記の工うなレーデトリミング装置を用い
ることにより、抵抗体１４の抵抗値を増減させて、容易
に最終抵抗値を得ることができるようになるものでおる
。

ここで、上記レーデトリミング装置は、抵抗体１４の抵
抗値を測定し、この測定結果に基づいてＹＡＧレーザを
高出力及び低出力に自動的に切換えるもので説明したが
、これに限らず、抵抗値の測定結果に基づいて使用者が
手動でＹＡＧレーザを高出力及び低出力に切換えるよう
にしてもよいことはもちろんである。また、レーデビー
ムとしては、ＹＡＧレーザに限るものではない。

ここにおいて、上記レーデトリミング装置は、高出力及
び低出力のＹＡＧレーザを抵抗体１４に照射している状
態で、抵抗体１４の抵抗値が最終抵抗値と一致したとき
、レーデビームのＸ−Ｙ方向の移動を停止させるととも
に、対物レンズ３１と抵抗体１４との間に機械式シャッ
ターを介在させてＹＡＧレーザが抵抗体１４に照射され
ないようにしている。この場合、抵抗体１４の抵抗値が
最終抵抗値と一致したことが判定されてから実際にレー
デビームの移動が停止されるまでの時間と、一致したこ
とが判定されてから実際にシャッターが介在されるまで
の時間とでは、明らかにシャッターが介在されるまでの
時間の方が長くなるものである。このため、レーデビー
ムの移動が停止されてから、シャッターが介在されるま
での間、抵抗体１４には一点にＹＡＧレーザが照射され
ることになる。

この場合、高出力ＹＡＧレーザでレーデカッティングし
ているときには、一点にＹＡＧレーザが照射されても、
そこはすでにカッティングされた部分であるため、抵抗
体１４の抵抗値に影響はなく、何ら問題のないものでら
る。ところが、第１０図（ａ）にハツチングで示すよう
に低出力のＹＡＧレーザを抵抗体１４に照射して抵抗値
を下げているどき蝉、抵抗体１４上に照射されるＹＡＧ
レーザのビームスプツトが第１０図（ａ）中（Ｐ）点に
到達した状態で、抵抗体１４の抵抗値が最終抵抗値と一
致したとすると、シャ、ターでＹＡＧレーザが遮光され
るまで、ＹＡＧレーザがψ）点に照射され続けることに
なり、その分抵抗体１４の導体化が進み、結局シャッタ
ーで遮光されたときには抵抗体１４の抵抗値が最終抵抗
値よりも低下してしまうことになる。

そこで、第１０図（ｂ）に示すように、ＹＡＧレーザの
ビームスポットが図中ＣＰ）点に到達した状態（つまり
抵抗体１４の抵抗値が最終抵抗値と一致した状態）で、
直ちにビームスポットを図中矢印（４）で示すように抵
抗体１４外の（９）点に移動させるように前記ｘ−ｙ駆
動回路３３を制御するようにする。ここで、上記ＹＡＧ
レーザのビームスポットを（Ｐ）点から（２）点に移動
させる速さＬ１抵抗体１４をｔまとんど導体化させない
程度の速度が必要であり、実際上例えば２５０〔■／式
〕以上の速度がおればよいものである。そして、上記ビ
ームスポットを移動させるとともに、前記シャッターが
閉じられるようになるものでおる。

したがって、上記のように、低出力ＹＡＧレーザを抵抗
体１４に照射して抵抗値を減少させている状態で、抵抗
値が最終抵抗値と一致したとき、抵抗体１４をほとんど
導体化させない程度の速度でＹＡＧレーザのビームスｙ
）？−，）ヲ抵抗体１４外の位置まで移動させるように
することにエフ、抵抗体１４の抵抗値を正確に最終抵抗
値と一致させることができるとともに、抵抗体１４が局
部的に導体化されすぎることもなく、ばらつきの少ない
高精度の抵抗体１４を生成することができるものである
。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

〔発明の効果〕

したがって、以上詳述したようにこの発明によれば、抵
抗体の抵抗値を容易に調整可能として正確な最終抵抗値
を有する抵抗体を形成することを可能とし、量産化を効
果的に促進させ得る極めて良好な膜抵抗体の製造方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の膜抵抗体の製造方法を説明するための平
面図、第２図は同従来の膜抵抗体の製造方法のトリミン
グ工程を説明するための特性曲線図、第３図はこの発明
に係る膜抵抗体の製造方法の一実施例を説明するための
平面図、第４図乃至第６図はそれぞれ同実施例のレーデ
照射回数と抵抗体の抵抗値の変化とを示す特性曲線図、
第７図は同実施例の抵抗値の修正手段を説明するための
図、第８図及び第９図はそれぞれ同実施例のレーザトリ
ミング装置を示すブロック構成図及びその動作を説明す
るためのフローチャート、第１０図−同実施例の要部を
説明するための平面図でおる。 １・・・絶縁基板、２，３・・・配線導体層、４・・・
抵抗体、５，６・・・接続部、１ノ・・・絶縁基板、１
２．１３・・・配線導体層、１４・・・抵抗体、１５．
１６・・・接続部、１７・・・キーが一ド、１８・・・
演算処理回路、１９・・・プローブ、２０・・・プリツ
ノ回路、２ノ・・・判定回路、２２・・・レーザ尤源部
、２３・・・ポンピングランプ、２４・・・Ｑスイツチ
、２５…ＹＡＧ口、ド、２６・・・アパーチャ、２７．
２８・・・鏡、２９・・・Ｘ位置制御機構、３０・・・
Ｙ位置制御機構、３ノ・・・対物レンズ、３２・・・制
御回路、３３・・・Ｘ−Ｙ駆動回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１Ｗｉ （ｅ） 第４図　第５４ 館８図 第９図 第１０図 （ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基体上に配線導体層を形成する第１の工程と、この
   第１の工程の後前記配線導体層に接続される抵抗体を形
   成する第２の工程とを有してなる膜抵抗体の製造方法に
   おいて、前記第２の工程の後前記抵抗体に該抵抗体中の
   導電粒子及びガラス成分を飛散させない程度の出力のレ
   ーデ光を照射して前記抵抗体の抵抗値を減少させる第３
   の工程と、この第３の工程の後前記抵抗体の抵抗値が所
   定値に到達した状態で前記レーデ光の照射位置を前記抵
   抗体から外す第４の工程とを具備してなることを特徴と
   する膜抵抗体の製造方法。