JPS6119102A - 厚膜印刷基板の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は厚膜印刷基板の製造方法に関する。更に詳しく
いえば、本発明は新規な構造を有し、高倍率の抵抗値を
有する厚膜印刷基板の製法に関する。

従来の技術 最近の傾向として、電子機器は機能の付加と同時に、小
型化指向が一段と強まってきており、そのために高密度
実装の実現が重要な課題となっている。また、機器を小
型化する上で回路のＬＳＩ化は重要であるが、ＬＳＩの
周辺回路をも含めた回路の機能ブロック化並びにこれら
の綜合接続の小型化、軽量化が同様に重要な課題となっ
ている。

これらの課題の実現のために有効な具体的手段として、
厚膜ＩＣ技術が注目されている。

厚膜ＩＣ，例えば厚膜ハイブリッドＩＣ等を製造する際
に、回路素子としての抵抗をセラミック基板などに印刷
し、乾燥し、焼成する作業が行われ、次いで該抵抗素子
の作製後、該素子はその抵抗値にかなりのバラツキを有
しているので、その抵抗値を所定の範囲内に調整するた
めにトリミング処理される。

このトリミングは、一般に抵抗体の幅を減じるとか、そ
の有効長を変化させるなどにより、抵抗値を高くして、
所定の抵抗値を達成する方法が採用されている。

トリミング法としては、レーザ゛−ビームを用いる他、
従来から知られているサンドブラスト法、ダイヤモンド
円周方法、超音波加工法、電子ビーム加工法、陽極酸化
法等各種の方法が利用できる。

しかしながら、加工物との機械的接触がないので、汚染
、損傷が少ないばかりでなく透明パッケージ外からのト
リミングが可能である、微小な幅の加工が可能であるの
で、高密度の集積回路の抵抗をトリミングし得る、精度
、再現性が高く、経時変化の小さいトリミングが可能で
ある等の各種利点から、ＹＡＧレーザ−、ＣＯ２レーザ
ーなどのレーザートリミングが主流となっている。

トリミング法はその内容により素子トリミングと機能ト
リミングに分類され、現在では回路全体の機能を観測し
つつ、印刷抵抗を最適な抵抗値とするようにトリミング
する機能トリミングが広（利用されている。

このトリミングの際、場合によっては、予め印刷された
抵抗体の抵抗値よりもかなり大きな抵抗値に調整しなけ
ればならないような情況が生ずる。

抵抗のトリミング自体は、原理的には、トリミング前の
値から無限大までの任意の値に調整することが可能であ
るが、実際上は信頼性およびトリ【フグ精度上の問題か
ら、必然的に調整可能な抵抗値の倍率には限界がある。

即ち、高倍率の抵抗値を得るために、抵抗体の幅Ｗ（第
２図参照）の２／３以上トリミングしたり、蛇行状カッ
トを行ったりすると、精度の高い調整を達成することが
困難であったり、充分な信頼性の評価を行うことが不可
欠となってくる。

例えば、第２図に示したような抵抗体１０を、従来のト
リミング法に従って■、Ｊ、にの位置をトリミングする
場合、第４図の曲線ａに示すように、抵抗値の目標値（
６Ｒｏ）近傍での単位トリミング量に対する抵抗値増加
量が著しく増大し、精度や信頼性等が悪化する。

発明が解決しようとする問題点 前述のように、通常の抵抗トリミング法に従って厚膜印
刷抵抗のトリミングを行った場合、特にかなり大きな即
ち高倍率の抵抗値に調整したい時には、高精度での抵抗
の調整が困難であったり、充分な信頼性が得られないと
いう欠点があった。

従って、高倍率の抵抗値を有する厚膜印刷基板を開発す
ることは、今後の厚膜ＩＣ等の発展にとって極めて有意
義なことである。

そこで、本発明では上記のような高倍率の抵抗値を有す
る、高精度、高信頼度の厚膜印刷抵抗を提供するのに有
用な厚膜印刷基板の新規な製造方法を提供することを目
的とする。また、高倍率の抵抗値を有する厚膜印刷基板
を提供することも本発明の目的の１つである。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、前記の如き厚膜印刷抵抗のトリミング法
における現状に鑑みて、新たな高倍率の抵抗値を与える
厚膜印刷基板を開発すべく種々検討、研究した結果、厚
膜印刷基板における導体層の印刷パターンを特殊な形状
とし、また通常の抵抗トリミングを実施する代りに、該
特殊形状の導体を切断することが前記目的を達成する上
で極めて有効であることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明の高倍率の抵抗値を有する厚膜印刷基板の
製造方法はセラミック基板上に導体、絶縁体、抵抗体を
湿式法によって印刷し、乾燥し、焼成して得られる厚膜
基板をトリミングして該抵抗体の抵抗値を変化させる、
高倍率の抵抗値を有する厚膜印刷基板の製造方法であっ
て、その特徴は該厚膜印刷基板として前記の新規な構造
を有する厚膜印刷基板を使用し、該印刷抵抗をトリミン
グする代りに、印刷された導体部分を切断することによ
り１．前記抵抗体の抵抗値を調整することにある。

また、本発明の新規な構造を有する厚膜印刷基板は、セ
ラミック基板と、該基板上に印刷され、乾燥され、かつ
焼成された導体層、絶縁体層および抵抗体層とを具備し
、該抵抗体層を挟む該導体層の少なくとも一方が網目状
またはクワ形状となっており、その突出部が該突出部の
両側において該抵抗体層と接触していることを特徴とす
る。

本発明の方法において、前記特殊な形状の印刷パターン
は従来の公知の厚膜印刷基板の製造方法に準じて形成す
ることができる。

まず、セラミック基板はアルミナ、ベリリア等からグリ
ーンシート法もしくは粉末プレス法等に従って作製され
る。グリーンシート法は原料の例えばα−アルミナにＣ
ａ、　Ｍｇ、　Ｓｉ等の酸化物をフラックスとして添加
し、十分にボールミルした後、ビニール樹脂液等に分散
させることによりスラリーを形成し、次いで該スラリー
をドクターブレードなどの装置を用いて、シート状に形
成し、必要な加工、例えば所要の穴の形成や所定寸法へ
の成形を施した後高温で焼成することからなる。また、
粉末プレス法は加圧成形後、焼成することからなる。

更に、導体層は厚膜導体ペーストにより形成される。該
ペーストは導電路を形成する数千人〜数μｍ程度の金属
粒子と、これを基板に付着させるためのガラス粉末とを
混合し、該混合物を有機材、例えばエチルセルロース、
溶剤としてのブチルセルロース、ブチロカルピトールア
セテート、タービスオール等に分散させて得られる、ス
クリーン印刷可能な比較的粘度の高い印刷インクとして
形成される。

ここでガラス粉末としては、珪酸塩、硼酸塩、燐酸塩系
等のガラスに酸化鉛を加えて軟化点を低下させたものを
例示でき、代表的なものは硼珪酸鉛ガラスである。

また、前記金属粒子としては外的因子、即ち温度、湿度
等に対して安定なＡＬＩＳＰｄＳＡｇｓ　ｐｔ等の白金
属系のもの、あるいはＷＳＣｕ、　Ｎｉ、ＭＯ等を用い
た卑金属系のものを例示できる。これらは単体として、
混合物としてもしくは合金として使用され、金属成分の
種類、粉体の形状、粒度分布等を変えることにより、各
種の物理的、電気的性質のものを得ることができる。

更に、抵抗体層の材料としてはＲｕ系、Ｍ２Ｏ３、Ｌａ
Ｂ６等の卑金属系などが使用され、前記と同様に厚膜印
刷し得るペーストとして使用される。

また、誘電体材料としては一般に結晶化ガラスが使用さ
れ、更に市販されている各種多層化用誘電ペースト、例
えばデュポン社の＃９９５０、昭栄社のＧ−５１７２、
Ｇ−５１９４Ａ　、エンゲルハード社のＡ−２８３４等
を使用することも勿論可能である。

これら導体、誘電体、抵抗体質のペーストは基板上にス
クリーン印刷等の公知技術に従って印刷され、乾燥され
、次いで焼成されて、厚膜印刷基板とされる。

本発明の厚膜印刷基板の製造方法において、該導体部分
の切断はトリミングにより行うことが好ましく、トリミ
ング法としては既に述べたように、レーザートリミング
、サンドブラスト法、ダイヤモンド円周方法、超音波加
工法、電子ビーム加工法、陽極酸化法等が利用できる。

中でも特に、例えばＹＡＣ，レーザー、ＣＯ２レーザー
等によるレーザートリミング法を利用することが望まし
い。

更に、本発明の方法では、導体部分の切断の後、厚膜印
刷抵抗の抵抗値を微調整するために、従来の抵抗トリミ
ング法により抵抗体部分のトリミングを行うことができ
る。この場合にふいても、トリミング法としては上記の
導体部分の切断に関して述べたトリミング技術のいずれ
を使用してもよい。レーザートリミング法が最も好まし
いトリミング法である。

以下、添付図面を参照して、本発明の方法を更に詳細に
説明する。

第１図（ａ）に、本発明による厚膜印刷基板の１態様に
おける導体層と抵抗体層との関係を部分的、かつ概略的
に示した。ここで１および１°は導体層であり２は抵抗
体層である。本態様において、一方の導体層１″はクワ
形状にあり、両側が抵抗体と接触している突起部３□、
３□、３３を有している。

第１図（ａ）に示したような厚膜印刷基板の構造が、高
倍率の抵抗値を有する印刷抵抗を作製するために極めて
有用である。

本発明の方法による抵抗値の調整は、導体１゛の突出部
３１〜３３のいずれか、例えばＡ”〜Ｄ゛部のいずれか
を切断（第１図ら）にＡ′およびＢ”部を切断した例を
示す）して、抵抗値を大きく変化（１抵抗部分毎のステ
ップ状変化）させ、次いで第１図（Ｃ）に示すように、
Ａ　”〜Ｄ”部を通常の抵抗トリミングでトリミング（
Ｌ、Ｍ）して抵抗値を微調整し、抵抗体の抵抗値を目的
とする値とすることができる。

心理 本発明によれば、第１図（ａ）に示すような特殊な形状
の導体パターンを有する厚膜印刷基板を使用することに
より、−有利に高倍率の抵抗値を有する厚膜印刷抵抗体
を得ることができる。

第１図（ａ）に対する回路は第３図（ａ）に示す通りで
あり、例えば本発明の方法に従って導体のＡ”部および
Ｂ部部を切断すれば抵抗はＡからＡ十Ｂ＋Ｃ（第３図ら
）参照）に増大することになる。

従って、従来の如く高倍率の抵抗値を得るために抵抗体
の幅Ｗ（第２図参照）の２／３以上トリミングしたり、
蛇行状のカット（第２図工、ＪｌＫ）を行ったりして、
精度並びに信頼性等を犠牲にする必要がなくなる。

実施例 以下、実施例に従って本発明を更に具体的に説明する。

第１図に示した本発明の導体−抵抗体印刷パターンを有
する厚膜印刷基板と第２図に示した印刷パターンを有す
る従来の厚膜印刷基板とを使用して、夫々本発明の方法
および通常の抵抗トリミング法にしたがってトリミング
する方式の比較検討を行った。

抵抗体Δ〜Ｄおよび抵抗体１０のトリミング前の抵抗値
をＲｏとし、また目標とする抵抗値を５Ｒｏとすると、
従来の方法でトリミング（第２図１、ＪｌＫ）した場合
には、第４図の曲線ａから明らかな如く、目標値近傍で
の単位トリミング量に対する抵抗値の増加量が著しく高
く、従って目標値近傍での微調整が難しく、精度、信頼
性は悪化する。

一方、本発明の方法に従って、まず、第１図（Ｃ）に示
すように、導体部の３ケ所、即ちＡ’　、Ｂ部およびＣ
゛部を切断すると抵抗体の抵抗値はほぼ４Ｒｏとなる。

その後、通常の抵抗トリミングによりＡおよびＢ部の２
つの抵抗を夫々トリミング（ＬＳＭ）して、全体の抵抗
値が５Ｒｏとなるように調整する。このように操作する
ことにより、第４図の曲線すに示したように目標値近傍
での単位トリミング量に対する抵抗値の増加量はかなり
低く、微調整は容易となり、結果としてトリミング量が
少なくて済み、精度が向上し、信頼性も高くなる。

発明の効果 かくして、本発明に従い、厚膜印刷基板の抵抗体および
導体の印刷パターンを特殊な網目状もしくはクワ形状と
し、このような厚膜印刷基板を用いて、該基板の導体部
分をまず切断し、次いで通常の抵抗トリミングに従って
抵抗体部分をトリミングすることにより、高精度で、か
つ信頼度の高い、高倍率の抵抗値を有する厚膜印刷抵抗
体を有利に！ｌ！造することができる。

従って本発明は厚膜ＩＣ技術等において工業的に極めて
有用な発明であるといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の厚膜印刷基板の１態様における
、抵抗体および導体の印刷パターンを示す概略図であり
、第１図（ｂ）および（Ｃ）は、本発明の詳細な説明す
るための第１図（ａ）と同様な概略図であり、第２図は
従来の厚膜印刷基板における、抵抗体と導体の印刷パタ
ーンを示す概略図であり、第３図（ａ）および（ｂ）は
、夫々第１図（ａ）および（ｂ）に対応する回路図であ
り、 第４図は厚膜印刷基板の抵抗のトリミング量に対する抵
抗値の変化を示すグラフである。 （主な参照番号） ■、１°　導体層、 ２　抵抗体層、 ３０．３□、３３　導体の突出部、 １０　　抵抗体層、 １１　　導体層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック基板上に導体、絶縁体、抵抗体を湿式
   法によって印刷し、乾燥し、焼成して得られる厚膜印刷
   基板をトリミングして該抵抗体の抵抗値を変化させる、
   高倍率の抵抗値を有する厚膜印刷基板の製造方法におい
   て、 該厚膜印刷基板として、セラミック基板と該基板上に印
   刷され、乾燥され、且つ焼成された導体層、絶縁体層お
   よび抵抗体層とを具備し、該抵抗体層を挟む前記導体層
   の少なくとも一方が網目状またはクワ形状となっており
   、その突出部が該突出部の両側において該抵抗体層と接
   触している構成の厚膜印刷基板を用い、該印刷抵抗をト
   リミングする代わりに、印刷された導体部分を切断する
   ことにより、前記抵抗体の抵抗値を調節することを特徴
   とする上記厚膜印刷基板の製造方法。
2. （２）前記切断がトリミング用装置によりおこなわれる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）該トリミングがレーザートリミングであることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。
4. （４）前記導体部分の切断後、通常の抵抗トリミングに
   より抵抗値の微調整を行うことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項または第３項記載の方法。