KR100908629B1 - 저항체 제조방법 - Google Patents

Abstract

저항체 제조방법이 개시된다. 절연체에 저항잉크를 토출하여 저항체를 형성하는 단계, 저항체의 저항값을 측정하는 단계를 포함하며, 측정된 저항값이 목표 저항값과 일치할 때까지 저항체를 형성하는 단계 및 측정하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 저항체 제조방법은, 미리 설정된 저항값을 가지는 저항체를 형성할 수 있다.

저항체, 잉크젯, 저항잉크, 전극

Description

저항체 제조방법{Method for manufacturing resistor}

본 발명은 저항체 제조방법에 관한 것이다.

저항을 구비한 인쇄 회로 기판 제작에 있어서, 형성된 저항체를 레이저 트리밍을 이용하여 미세 튜닝 하였다. 도 1은 종래기술에 따른 트리밍(trimming) 저항을 나타낸 평면도이다. 도 1을 참고하면, 절연체(10), 전극(12), 저항체(14)가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 트리밍 저항(14)은 실시간으로 그 저항값을 측정하면서, 저항의 일부(도 1의 A)를 레이저로 트리밍 하여 그 저항값을 튜닝 하는 방법이다.

하지만 레이저 트리밍(Laser trimming) 방식을 이용하여 튜닝 하는 경우, 필요한 저항값 보다 지나치게 많이 식각 하는 등의 공정 불량이 발생하면, PCB상에 실장된 트리밍 저항(14)을 교체해야 한다. 특히, 기판에 내장하여 사용하는 임베디드(Embedded) 저항의 경우 저항 교체가 불가능하여 공정불량 시 기판제품 자체를 폐기해야 하므로 비용문제가 발생하였다.

또한, 고비용의 레이저 트리밍 장비를 구비해야 하고, 트리밍 저항의 크기, 규격, 제품모델이 변경될 때 마다 PCB기판, SMT 마스크 등을 다시 제작해야 하는 등 비용 측면뿐만 아니라 기술적 측면으로도 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 저항성 물질을 토출하여 사용자가 원하는 저항값을 가지는 저항체 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 절연체에 저항잉크를 토출하여 저항체를 형성하는 단계, 저항체의 저항값을 측정하는 단계를 포함하며, 측정된 저항값이 목표 저항값과 일치할 때까지 저항체를 형성하는 단계 및 측정하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 저항체 제조방법이 제공된다.

여기서, 저항체를 형성하는 단계 이전에, 절연체에 도전성 잉크를 토출하여 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 저항체를 형성하는 단계는 전극 사이에 저항잉크를 토출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 저항체를 형성하는 단계 이전에, 목표 저항값을 설정하는 단계 및 목표 저항값에 상응하여 인쇄데이터를 생성하는 단계를 더 포함하며, 저항체를 형성하는 단계는 인쇄데이터에 상응하여 절연체에 저항잉크를 토출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 저항체를 형성하는 단계는 측정된 저항값이 감소하도록 저항잉크를 토출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 저항성 물질을 토출하여 사용자가 원하는 저항값을 가지는 저항체를 제조할 수 있다.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 저항체 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예는 트리밍 저항의 제조를 예로 들어 저항체 제조방법을 설명한다. 트리밍 저항은 기판이 완성된 후, 기판 전체의 저항값이 설계 시 정해진 저항값과 차이가 있는 경우, 그 저항값을 조절하기 위해 기판의 일측에 형성하는 저항체를 말한다. 물론, 본 발명에 따른 저항체 제조방법은 본 실시예에 한정됨이 없이 절연체 상에 저항체를 제조하는데 이용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항체 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항체 제조방법을 나타낸 사시도이며, 도 4 내지 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항체 제조방법을 나타낸 단면도이다. 도 2 내지 도 6을 참고하면, 절연체(100), 전극(102), 저항체(104)가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저항체(104) 제조방법은, 절연체(100)에 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성하는 단계, 저항체(104)의 저항값을 측정하는 단계를 포함하며, 측정된 저항값이 목표 저항값과 일치할 때까지 저항체(104)를 형성하는 단계 및 측정하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 저항체(104) 제조방법은, 미리 설정된 저항값을 가지는 저항체(104)를 형성할 수 있다.

저항체(104)를 제조하기 앞서, 잉크젯 시스템(미도시)을 준비할 수 있다. 잉크젯 시스템은 잉크젯 헤드, 잉크젯 헤드 구동장치, 제어부를 포함할 수 있다.

저항체(104)를 제조하기 위해, 저항체(104)의 목표 저항값을 설정한다. (S100) 사용자가 필요한 목표 저항값을 잉크젯 시스템의 제어부에 입력하여 저항체(104)의 목표 저항값을 설정한다. 저항체(104)는 예를 들어 트리밍 저항일 수 있다.

다음으로, 목표 저항값에 상응하는 인쇄데이터를 생성한다. (S200) 인쇄데이터는 길이(l)와 폭(w)으로 규정되는 완성된 저항체(104)의 이미지 데이터를 말한다. 저항값은 다음과 같은 수식에 의해 정해진다.

R=p(l/S)

여기서, R은 저항값, p는 비저항, l은 길이, S는 단면적을 의미한다. 비저항값은 저항잉크에 포함된 저항재료에 따라 결정될 수 있을 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 저항잉크를 단층으로 토출하여 저항체(104)를 형성한다고 가정할 때 저항체(104)의 두께(t)는 정해질 수 있다. 따라서, 단면적(S)은 두께(t)와 폭(w)의 곱으로 결정되므로, 저항값은 저항체(104)의 길이(l)와 폭(w)을 조절하여 결정될 수 있을 것이다.

물론, 경우에 따라 여러 겹으로 저항잉크를 반복 토출하여 저항체의 두께(t)도 조절할 수 있을 것이다.

예를 들어, 저항값은 저항체(104)의 길이(l)에 비례하고, 폭(w)에 반비례하는 관계를 가지게 된다. 결국, 이미지 데이터는 목표 저항값에 따라, 저항체(104)의 길이(l)와 폭(w)을 포함하는 데이터일 수 있다. 제어부는 목표 저항값에 따라 저항체(104)의 길이와 폭을 결정하여 인쇄데이터를 생성할 수 있다. 본 실시예에서, 목표 저항값이 R1이라고 가정하고, 그에 상응하는 인쇄데이터는 폭과 길이가 각각 w1, l1이라고 가정한다.

다음으로, 도전성 잉크를 토출하여 전극(102)을 형성한다. (S300) 절연체(100)에 전극(102)이 형성되어 있지 않은 경우에 본 단계는 선택적으로 수행될 수 있다. 도전성 잉크는 금속 미립자를 포함하는 금속잉크일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전극(102)은 형성할 저항체(104)의 폭과 길이를 고려하여 이격되게 형성할 수 있다. 전극(102)은 잉크젯 방식을 이용하여 절연 체(100)에 도전성 잉크를 토출한 후, 도전성 잉크를 소결시키는 단계를 포함할 수 있다. 소결시키는 단계는 도전성 잉크의 소결 특성에 따라 그 조건이 달라질 수 있고, 경우에 따라서는 토출과 동시에 진행될 수 있다.

한편, 전극(102)은 도 6에 도시된 바와 같이, 저항체(104)와 동일한 크기의 폭으로 형성될 수도 있으나, 경우에 따라서는 저항체(104)의 폭보다 좀 더 크게 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 양 전극 사이의 간격은 저항체의 길이(l)를 고려하여 다소간의 여유가 있도록 형성할 수 있다.

다음으로 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성하다. (S400) 저항체(104)를 형성하는 단계는 상술한 인쇄데이터에 상응하여 절연체(100)에 저항잉크를 토출하여 수행될 수 있다. 저항잉크는 Ni-Cr, Ta, Ta₂N, Cr-SiO 등의 저항재료를 포함하며, 잉크젯 헤드로 토출이 가능한 액상형태의 잉크를 말한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 잉크젯 방식으로 저항잉크를 전극(102) 사이에 저항잉크를 순차적으로 토출하여 저항체(104)를 형성할 수 있다. 상술한 인쇄데이터를 생성하는 단계에서 폭과 길이가 각각 w1, l1이라고 산정하였고, 그에 상응하는 절연체(100) 상의 영역에 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성할 수 있다.

한편, 절연체(100)에 저항잉크를 토출한 후, 저항잉크를 소결시키는 단계를 포함할 수 있다. 소결하는 단계는 저항잉크의 소결 특성에 따라 그 조건이 달라질 수 있고, 경우에 따라서는 토출과 동시에 진행될 수 있다.

다음으로, 저항체(104)의 저항값을 측정한다. (S500) 저항값의 측정은 양 전극(102)에 직류전원을 인가하여 저항체(104)의 저항을 측정할 수 있다. 저항값을 측정하는 단계는 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성하는 단계와 동시에 진행될 수 있다. 즉, 저항값이 측정되고 있는 상태에서 저항잉크를 토출하여 저항값을 측정한다고 볼 수도 있다.

다음으로, 측정된 저항값과 목표 저항값이 일치 여부를 판단하여, 측정된 저항값이 목표 저항값과 일치할 때까지 저항체(104)를 형성하는 단계 및 측정하는 단계를 반복 수행할 수 있다. (S600) 이는 잉크젯 시스템의 제어부에서 수행될 수 있다.

최초 저항체(104)가 형성되어 있기 전에는 양 전극(102) 사이가 단락되어 있어, 측정되는 저항값은 무한대일 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 저항잉크를 토출하여 양 전극(102)이 전기적으로 연결되면, 전류가 흘러 임의의 저항값이 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 인쇄데이터에 따라 그에 해당하는 영역(w1, l1으로 규정되는 영역)에 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성해 감에 따라, 길이(l1)가 일정한 상태에서, 폭(w)이 증가하게 된다. 결국, 일정한 길이의 저항체(104)가 단면적만 증가하여 측정되는 저항값은 계속적으로 감소하게 될 것이다.

상술한 바와 같이, 인쇄데이터에 따라 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성함과 동시에 그 저항값을 측정하여, 목표 저항값(R1)에 도달할 때까지 저항 체(104)의 형성과 저항값의 측정을 반복 수행할 수 있다.

목표 저항값과 측정된 저항값이 일치하게 되면, 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성하는 단계와 저항값을 측정하는 단계는 중단될 수 있고, 저항체(104) 제조는 종료하게 된다. (S700)

인쇄데이터에 의해 정해 전 영역에 저항잉크가 토출되어 형성되는 저항체(104)의 저항값은 목표 저항값과 얼마간의 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 인쇄데이터에 의해 정해진 영역에 모두 저항잉크를 토출하기 전에 목표 저항값(R1)에 도달할 수 있다.

이 경우에는 인쇄데이터에 의해 정해진 영역에 모두 저항잉크를 토출하기 전이라도, 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성하는 단계와 측정하는 단계를 중단하고 작업을 종료할 수 있다.

그와는 반대로, 인쇄데이터에 의해 정해진 영역에 모두 저항잉크를 토출해도 목표 저항값보다 큰 저항값이 측정될 수 있다. 이 때는 저항체(104)의 폭(w)이 증가하도록 저항잉크를 더 토출하거나, 저항체(104)의 두께(t)가 증가하도록 저항잉크를 더 토출하는 등의 저항체(104)의 단면적(S)이 증가하도록 저항잉크를 더 토출하여 목표 저항값에 도달하도록 할 수 있을 것이다.

물론 이런 경우를 대비하여, 인쇄데이터를 생성하는 단계에서, 최초 산정된 저항체(104)의 폭과 길이에 일정 정도의 보정치를 더하여 인쇄데이터를 생성할 수 있을 것이다.

한편, 측정된 저항값이 목표 저항값 보다 작아진 경우라면, 저항체(104)의 저항을 증가시키는 방향, 즉 저항체(104)의 길이를 증가시키는 방향으로 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성할 수도 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 잉크젯 방식을 이용하여 절연체(100)에 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성함과 동시에 그 저항값을 측정하여, 목표 저항값에 도달하면 작업을 종료함으로써, 사용자가 원하는 저항값을 가지는 저항체(104)를 형성할 수 있을 것이다.

또한, 저항잉크를 토출하여 저항체(104)를 형성하는 가운데 저항값의 오차가 발생하더라도, 저항체(104)의 저항을 증가 또는 감소시키는 방향으로 저항잉크를 토출하여, 이미 제조된 저항체(104)를 훼손하거나, 기판을 파기함이 없이 저항체(104)를 형성할 수 있을 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 트리밍 저항을 나타낸 평면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항체 제조방법을 나타낸 순서도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항체 제조방법을 나타낸 사시도.

도 4 내지 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항체 제조방법을 나타낸 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 절연체 102 : 전극

104 : 저항체

Claims (4)

1. 저항체의 목표 저항값을 설정하는 단계;

   상기 목표 저항값에 상응하여 인쇄데이터를 생성하는 단계;

   상기 인쇄데이터에 상응하여 절연체에 저항잉크를 토출하여 상기 저항체를 형성하는 단계; 및

   상기 저항체의 저항값을 측정하는 단계를 포함하며,

   상기 측정된 저항값이 목표 저항값과 일치할 때까지, 상기 저항체를 형성하는 단계 및 상기 측정하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 저항체 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저항체를 형성하는 단계 이전에,

   상기 절연체에 도전성 잉크를 토출하여 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며,

   상기 저항체를 형성하는 단계는

   상기 전극 사이에 저항잉크를 토출하는 것을 특징으로 하는 저항체 제조방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 저항체를 형성하는 단계는

   상기 측정된 저항값이 감소하도록 상기 저항잉크를 토출하는 것을 특징으로 저항체 제조방법.

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