JPS61256989A - 抵抗膜の形成方法 - Google Patents
抵抗膜の形成方法Info
- Publication number
- JPS61256989A JPS61256989A JP9781485A JP9781485A JPS61256989A JP S61256989 A JPS61256989 A JP S61256989A JP 9781485 A JP9781485 A JP 9781485A JP 9781485 A JP9781485 A JP 9781485A JP S61256989 A JPS61256989 A JP S61256989A
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- JP
- Japan
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- resin
- film
- temperature
- photoresist
- resistive film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Secondary Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はセラミックス基板上への抵抗膜の形成法に係り
、特に微細パターンを形成する抵抗膜に関するものであ
る。
、特に微細パターンを形成する抵抗膜に関するものであ
る。
近年、セラミックスの応用範囲が拡大し、多方面で利用
されている。しかしセラミックス単体での用途は限られ
るため、金属と組合せで複合化し、応用範囲を拡大して
いる。更にセラミックスと金属の複合化により新機能、
特性を生み出すことも可能である。
されている。しかしセラミックス単体での用途は限られ
るため、金属と組合せで複合化し、応用範囲を拡大して
いる。更にセラミックスと金属の複合化により新機能、
特性を生み出すことも可能である。
現在、工業的に用いられているセラミックス基板上への
抵抗膜の形成法には厚膜印刷法、真空蒸着法、スパッタ
リング法等がある。厚膜印刷法はメタライズペーストを
セラミックス基板上に印刷し、パターンを形成後焼成す
る。メタライズペーストの組成は使用目的によって違う
がＡｇ、Ｐｄ。
抵抗膜の形成法には厚膜印刷法、真空蒸着法、スパッタ
リング法等がある。厚膜印刷法はメタライズペーストを
セラミックス基板上に印刷し、パターンを形成後焼成す
る。メタライズペーストの組成は使用目的によって違う
がＡｇ、Ｐｄ。
Ｐｔ、Ａｕあるいはこれらの合金粉末が抵抗体として入
っており、この他に金属酸化物の粉末からなるガラスフ
リット、有機結合剤から構成されている。このメタライ
ズペーストによる抵抗膜は貴金属とガラスフリットから
なるため耐熱性に優れ、かつ信頼性の高い抵抗膜として
一般に知られている。しかしながら貴金属を用いている
ため価格が高いのが欠点である。また貴金属を用いない
抵抗膜にはＭｏ、Ｍｎ、Ｗ等の高融点金属あるいはその
合金やＴｉＮ、ＷＣ等の化合物などの導電性微粉末とガ
ラスフリットとを用いたものがあるが焼成温度が比較的
高かったり、メタライズペーストを作る工程がわずられ
しい等の欠点がある。また厚膜印刷の場合金属とガラス
フリット及び有機結合剤が比重の差により分離し印刷作
業性が悪くなり、微細パターンの印刷が困戴、ペースト
の流れ出しによる形くずれにより所望のパターンが得ら
れないという欠点があった。またセラミックス基板が酸
化物系の場合は適用できるが非酸化物系には適用困難と
いう欠点があった。この欠点を改良した抵抗膜形成法と
してセラミックス基板上に樹脂を塗布し、不活性雰囲気
中で加熱し、導電性の炭素膜を形成する方法（特願昭５
８−２３１３９２ ）が有効であるが、加熱途中で樹脂
が流れ出し所望のパターンに炭素膜を形成することが困
難であった。
っており、この他に金属酸化物の粉末からなるガラスフ
リット、有機結合剤から構成されている。このメタライ
ズペーストによる抵抗膜は貴金属とガラスフリットから
なるため耐熱性に優れ、かつ信頼性の高い抵抗膜として
一般に知られている。しかしながら貴金属を用いている
ため価格が高いのが欠点である。また貴金属を用いない
抵抗膜にはＭｏ、Ｍｎ、Ｗ等の高融点金属あるいはその
合金やＴｉＮ、ＷＣ等の化合物などの導電性微粉末とガ
ラスフリットとを用いたものがあるが焼成温度が比較的
高かったり、メタライズペーストを作る工程がわずられ
しい等の欠点がある。また厚膜印刷の場合金属とガラス
フリット及び有機結合剤が比重の差により分離し印刷作
業性が悪くなり、微細パターンの印刷が困戴、ペースト
の流れ出しによる形くずれにより所望のパターンが得ら
れないという欠点があった。またセラミックス基板が酸
化物系の場合は適用できるが非酸化物系には適用困難と
いう欠点があった。この欠点を改良した抵抗膜形成法と
してセラミックス基板上に樹脂を塗布し、不活性雰囲気
中で加熱し、導電性の炭素膜を形成する方法（特願昭５
８−２３１３９２ ）が有効であるが、加熱途中で樹脂
が流れ出し所望のパターンに炭素膜を形成することが困
難であった。
真空蒸着あるいはスパッタリングによる抵抗膜の形成法
もあるが、装置が高価で、密着性に問題がある。
もあるが、装置が高価で、密着性に問題がある。
本発明の目的は、酸化物系及び非酸化物系のセラミック
ス基板上にパターンくずれのしない導電性の炭素膜を形
成するにある。
ス基板上にパターンくずれのしない導電性の炭素膜を形
成するにある。
本発明はセラミックス表面に塗布した樹脂を炭素化した
抵抗膜を形成する方法で、各種セラミックス表面に比較
的低い温度で、かつ短時間に均質な抵抗膜を形成するも
のである。
抵抗膜を形成する方法で、各種セラミックス表面に比較
的低い温度で、かつ短時間に均質な抵抗膜を形成するも
のである。
更に詳しく説明すると、セラミックス表面を樹脂の均一
な厚さの膜で被覆し、比較的低温で酸化性の雰囲気中で
仮焼付を行うことが特徴である。
な厚さの膜で被覆し、比較的低温で酸化性の雰囲気中で
仮焼付を行うことが特徴である。
仮焼付の条件は大気中の場合２００〜５００℃の範囲が
好ましく、２００℃以下では時間がかかり過ぎたり、仮
焼付が完全でないために炭素膜形成時に流れ出す恐れが
ある。また５００℃以上では蒸発した樹脂が燃え出す恐
れがある。仮焼付温度を低くするために酸素を多くして
も良いが、使い易さの点で大気中が最も好ましい。最適
条件は樹脂を起し、焼けて炭化しはじめる熱分解温度を
みて決定すべきである。つまり熱分解温度の低い樹脂は
低い温度で仮焼付し、熱分解温度の高い樹脂は高い温度
で仮焼付する。本特許に用いる樹脂の熱分解温度は１８
０〜１５０℃程度の樹脂が良い。
好ましく、２００℃以下では時間がかかり過ぎたり、仮
焼付が完全でないために炭素膜形成時に流れ出す恐れが
ある。また５００℃以上では蒸発した樹脂が燃え出す恐
れがある。仮焼付温度を低くするために酸素を多くして
も良いが、使い易さの点で大気中が最も好ましい。最適
条件は樹脂を起し、焼けて炭化しはじめる熱分解温度を
みて決定すべきである。つまり熱分解温度の低い樹脂は
低い温度で仮焼付し、熱分解温度の高い樹脂は高い温度
で仮焼付する。本特許に用いる樹脂の熱分解温度は１８
０〜１５０℃程度の樹脂が良い。
仮焼付後のセラミックス基板を不活性雰囲気中又は非酸
化性雰囲気中で９００℃〜１１００℃に加熱することに
より均質な導電性炭素膜が得られる。
化性雰囲気中で９００℃〜１１００℃に加熱することに
より均質な導電性炭素膜が得られる。
樹脂の膜厚は厚すぎると仮焼付時に膜形成域外に流れ出
したり、気泡を生じて密着性を悪くするので５０μｍ以
下が好ましい。また薄すぎると樹脂の塗布むらによる膜
厚の不均一がおこるので１μｍ以上が好ましい、特に好
ましいのは１〜２０μｍである。
したり、気泡を生じて密着性を悪くするので５０μｍ以
下が好ましい。また薄すぎると樹脂の塗布むらによる膜
厚の不均一がおこるので１μｍ以上が好ましい、特に好
ましいのは１〜２０μｍである。
樹脂の性状は常温に於いて液体でも固体でも良く、液体
の場合は吹付は鳥るいは塗布により均一な膜をセラミッ
クス基板上に形成する。固体の場合はフィルムをセラミ
ックス基板上に貼りつけたり、あるいは溶剤により溶か
して液体にして使用しても良い。
の場合は吹付は鳥るいは塗布により均一な膜をセラミッ
クス基板上に形成する。固体の場合はフィルムをセラミ
ックス基板上に貼りつけたり、あるいは溶剤により溶か
して液体にして使用しても良い。
半導体装置の製造に欠かすことのできないホトエツチン
グ法におけるホトレジスト剤を使用できる。このホトエ
ツチング法を利用することにより厚膜印刷よりも更に微
細な導電性パターンを形成することができる。
グ法におけるホトレジスト剤を使用できる。このホトエ
ツチング法を利用することにより厚膜印刷よりも更に微
細な導電性パターンを形成することができる。
半導体装置の製造に欠かすことのできないホトエツチン
グ法におけるホトレジスト剤も使用できる。このホトエ
ツチング法を利用することにより厚膜印刷よりも更に微
細な導電性パターンを形成することができる。
グ法におけるホトレジスト剤も使用できる。このホトエ
ツチング法を利用することにより厚膜印刷よりも更に微
細な導電性パターンを形成することができる。
本特許に用いる樹脂は熱硬化性でも熱可塑性樹脂でも有
効で、加熱温度、加熱時間を調整することにより抵抗値
を任意に変えることができる。また樹脂の中に予め金属
酸化物、セラミックスあるいは導電性微粉末を混合して
任意に抵抗値を変えることもできる。
効で、加熱温度、加熱時間を調整することにより抵抗値
を任意に変えることができる。また樹脂の中に予め金属
酸化物、セラミックスあるいは導電性微粉末を混合して
任意に抵抗値を変えることもできる。
以下本発明の一実施例を詳細に説明する。
実施例１
３０閣×２２■ｘ２■の酸化物系セラミックスであるＡ
ｌｌ＠Ｏ＠ｐ ＺｒＯ，及び非酸化物系セラミックスで
あるＳｉＣ基板表面に熱硬化性のエポキシ樹脂をスピン
ナーを用いて、毎分３０００回皺の速度で３０秒間保持
して塗布した後、大気中で５℃／ｗｉｎの速度で４００
℃に加熱して仮焼付した。
ｌｌ＠Ｏ＠ｐ ＺｒＯ，及び非酸化物系セラミックスで
あるＳｉＣ基板表面に熱硬化性のエポキシ樹脂をスピン
ナーを用いて、毎分３０００回皺の速度で３０秒間保持
して塗布した後、大気中で５℃／ｗｉｎの速度で４００
℃に加熱して仮焼付した。
仮焼付時の樹脂の流れ出しや気泡の発生を防ぐためにも
樹脂の膜は極力薄くし、加熱速度も遅いほうがよい、仮
焼付後流量１０ （１／ｗｉｎのＡＰ＃囲気炉内で５０
”Ｃ／ ｗｉｎの速度で１０００℃まで加熱し、５分
間保持後５０℃／ｗｉｎの速度で３００℃まで冷却し、
その後大気中で常温まで冷却した。
樹脂の膜は極力薄くし、加熱速度も遅いほうがよい、仮
焼付後流量１０ （１／ｗｉｎのＡＰ＃囲気炉内で５０
”Ｃ／ ｗｉｎの速度で１０００℃まで加熱し、５分
間保持後５０℃／ｗｉｎの速度で３００℃まで冷却し、
その後大気中で常温まで冷却した。
仮焼付の状態では炭化して黒くなり、導電性はなく絶縁
体であったが、Ａｒ中で１０００℃に加熱することによ
り灰黒色となり導電性を示すようになった。得られた炭
素膜は非常に硬くナイフでも削り取れなくセラミックス
の違いによる差も認められなかった。
体であったが、Ａｒ中で１０００℃に加熱することによ
り灰黒色となり導電性を示すようになった。得られた炭
素膜は非常に硬くナイフでも削り取れなくセラミックス
の違いによる差も認められなかった。
実施例２
３０ ｍ Ｘ ２２ ｍ Ｘ ２ ｍのＡＱ２０．、Ｚ
ｒＯ，。
ｒＯ，。
ＳｉＣセラミックス基板１の表面にゴム系ホトレジスト
（粘度：１５０ＣＰ）２を実施例１と同じ条件でスピン
ナーにより塗布し、ホトエツチング法により第１図に示
すようなホトレジストパターン３を形成した。これらの
基板１を常温から流量１０ Ｑ ／ ＠ｉｎのＡｒ雰囲
気中で５℃／ｗｉｎの速度で加熱しながら表面を観察し
た６温度が上昇するに従ってホトレジスト２は軟化し、
３００℃では第２！！！に示すように基板１の表面のほ
ぼ全面に流れ出してしまった。更に温度を上げるに従っ
てホトレジスト２が蒸発し、１０００℃まで加熱する途
中でほとんど無くなってしまった。ゴム系ホトレジスト
樹脂ではこのように一貫して不活性ガス雰囲気中で熱処
理すると所望の抵抗膜は形成されないことがわかった。
（粘度：１５０ＣＰ）２を実施例１と同じ条件でスピン
ナーにより塗布し、ホトエツチング法により第１図に示
すようなホトレジストパターン３を形成した。これらの
基板１を常温から流量１０ Ｑ ／ ＠ｉｎのＡｒ雰囲
気中で５℃／ｗｉｎの速度で加熱しながら表面を観察し
た６温度が上昇するに従ってホトレジスト２は軟化し、
３００℃では第２！！！に示すように基板１の表面のほ
ぼ全面に流れ出してしまった。更に温度を上げるに従っ
てホトレジスト２が蒸発し、１０００℃まで加熱する途
中でほとんど無くなってしまった。ゴム系ホトレジスト
樹脂ではこのように一貫して不活性ガス雰囲気中で熱処
理すると所望の抵抗膜は形成されないことがわかった。
ただしエポキシ樹脂の場合は樹脂は流れ出すが抵抗膜は
形成された。
形成された。
次に基板ｌを常温から大気中で５℃／ｗｉｎの速度で加
熱しながら表面を観察した。温度が上昇するに従ってホ
トレジスト２は軟化するが、同時に炭化が始まるためホ
トレジストパターン３はそのままの状態で仮焼付できた
。大気中での仮焼付温度は５００℃が限界で、それ以上
では燃えてしまう。本実施例では仮焼付温度を４００℃
とした。
熱しながら表面を観察した。温度が上昇するに従ってホ
トレジスト２は軟化するが、同時に炭化が始まるためホ
トレジストパターン３はそのままの状態で仮焼付できた
。大気中での仮焼付温度は５００℃が限界で、それ以上
では燃えてしまう。本実施例では仮焼付温度を４００℃
とした。
仮焼付したホトレジスト２の表面は光沢のある黒色で、
テスターで測っても導電性はなかった。この基板１を流
量１０Ω／ｗｉｎのＡｒ雰囲気中で１０００℃に加熱し
た結果、灰黒色の導電性パターンが得られた。この導電
性パターンの端部５から端部６の電気抵抗をテスターに
より測定した結果１１０〜１２０Ωであった。
テスターで測っても導電性はなかった。この基板１を流
量１０Ω／ｗｉｎのＡｒ雰囲気中で１０００℃に加熱し
た結果、灰黒色の導電性パターンが得られた。この導電
性パターンの端部５から端部６の電気抵抗をテスターに
より測定した結果１１０〜１２０Ωであった。
実施例３
ＡＱ、Ｏ，基板１の表面に熱硬化性のフェノール樹脂、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂と熱可塑性の酢酸ビニ
ル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂を実施例１と同様にス
ピンナーを用いて塗布した。
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂と熱可塑性の酢酸ビニ
ル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂を実施例１と同様にス
ピンナーを用いて塗布した。
これらの基板１を大気中で加熱し、樹脂の熱分解温度以
上、５００℃以下の温度で仮焼付し、その後流量１０１
１ ／＋ｍｉｎのＡｒ１１囲気中で８５０゜９００、９
５０．１０００．１０５０℃で５分間処理して得られた
導電性膜の電気抵抗を測定した結果を第４図に示す、い
ずれの樹脂も９００℃以上の温度で処理することにより
導電性を持つようになり、処理温度により抵抗値は違う
が、樹脂の種類により抵抗値が変ることもなかった。
上、５００℃以下の温度で仮焼付し、その後流量１０１
１ ／＋ｍｉｎのＡｒ１１囲気中で８５０゜９００、９
５０．１０００．１０５０℃で５分間処理して得られた
導電性膜の電気抵抗を測定した結果を第４図に示す、い
ずれの樹脂も９００℃以上の温度で処理することにより
導電性を持つようになり、処理温度により抵抗値は違う
が、樹脂の種類により抵抗値が変ることもなかった。
本発明によれば酸化物系及び非酸化物系のセラミックス
基板の表面に任意のパターンの抵抗膜を形成できる。ま
た樹脂はほとんどの樹脂が適用可能である。
基板の表面に任意のパターンの抵抗膜を形成できる。ま
た樹脂はほとんどの樹脂が適用可能である。
更に発熱体としての応用、炭素膜形成によるぬれ性の大
幅改善効果を利用してセラミックス基板への任意の微細
パターンのメタライズにも適用できる。例えば、ホトレ
ジストにより微細パターンの抵抗膜を形成し、その上に
Ｃｕ −Ｍ ｎ等の合金膜を形成して、その融点以上に
加熱することにより微細パターンのメタライズ膜を容易
に得ることができる。
幅改善効果を利用してセラミックス基板への任意の微細
パターンのメタライズにも適用できる。例えば、ホトレ
ジストにより微細パターンの抵抗膜を形成し、その上に
Ｃｕ −Ｍ ｎ等の合金膜を形成して、その融点以上に
加熱することにより微細パターンのメタライズ膜を容易
に得ることができる。
第１図はホトエツチング法によるレジストパターン形成
状態図、第２図はセラミックス基板上のホトレジストが
流れ出した状態図、第３図は抵抗膜が形成された状態図
、第４ＶＲは処理温度と電気抵抗の関係図である。 １・・・セラミックス基板、２・・・ホトレジスト、３
・・・ホトレジストパターン、４・・・導電性パターン
、５・・・端部、６・・・端部。
状態図、第２図はセラミックス基板上のホトレジストが
流れ出した状態図、第３図は抵抗膜が形成された状態図
、第４ＶＲは処理温度と電気抵抗の関係図である。 １・・・セラミックス基板、２・・・ホトレジスト、３
・・・ホトレジストパターン、４・・・導電性パターン
、５・・・端部、６・・・端部。
Claims (1)
- １、セラミックス基板上に絶縁性樹脂を被覆し、加熱、
炭化して、抵抗膜を形成する方法に於いて、前記基板上
の樹脂を酸化性雰囲気中で加熱して、前記絶縁性樹脂を
仮焼付した後、不活性雰囲気中で９００℃以上に加熱し
て成ることを特徴とする抵抗膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9781485A JPS61256989A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 抵抗膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9781485A JPS61256989A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 抵抗膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61256989A true JPS61256989A (ja) | 1986-11-14 |
Family
ID=14202217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9781485A Pending JPS61256989A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 抵抗膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61256989A (ja) |
-
1985
- 1985-05-10 JP JP9781485A patent/JPS61256989A/ja active Pending
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