KR100986708B1 - Curable paste for thick film resistor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경화성 수지, 전도성 필러, 및 납 내열성 및 저항온도계수를 동시에 향상시키는 무기 첨가제를 포함하여 이루어진 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공한다.The present invention provides a curable thick film resistor paste comprising a curable resin, a conductive filler, and an inorganic additive that simultaneously improves lead heat resistance and resistance temperature coefficient.

후막 저항체 페이스트, 저항 특성 Thick Film Resistor Paste, Resistance Characteristics

Description

경화성 후막 저항체용 페이스트{CURABLE PASTE FOR THICK FILM RESISTOR}Curable thick film resistor paste {CURABLE PASTE FOR THICK FILM RESISTOR}

본 발명은 경화성 후막 저항체용 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 저항체에 관한 것이다.The present invention relates to a curable thick film resistor paste and a resistor produced using the same.

최근 이동통신기기, 위성방송수신기기, 컴퓨터 등의 소형화에 따라 그것들에 사용되는 전자부품에 대해서도, 소형화, 복합화, 고기능화, 고정밀화가 진행되고 있으며, 전자회로 부품 내부 기판 배선 패턴에 대해서도 고밀도화 및 신호전송의 고속화에 대한 대응이 요구되고 있다. 이러한 고밀도화 요구에 따라 최근 세 가지 기본 수동부품인 저항(R), 코일(L), 캐패시터(C)들을 아예 PCB 내부에 내장하는 임베디드 PCB 기술에 대한 관심이 증대되고 있다. 이 기술은 수동부품을 내장하여 기판의 크기를 줄일 수 있고, 같은 크기의 기판일 경우 IC의 수를 더 많이 실장할 수 있다. 특히, 수동부품이 PCB에 내장됨으로써 노이즈, 신호처리 지연 등과 같은 좋지 않은 현상이 줄어들어 통신기기, 디지털 가전, 이동통신 단말기 등과 같은 전자정보 통신 서비스 융합형 단말기의 고속화, 초소형화, 다기능화가 가능해진다.With the miniaturization of mobile communication devices, satellite broadcasting receivers, and computers, miniaturization, complexation, high functionality, and high precision have been progressed for electronic components used in them. To cope with the increase in speed is required. In response to the demand for higher density, there is a growing interest in embedded PCB technology in which three basic passive components, resistors (R), coils (L), and capacitors (C), are embedded inside the PCB. This technology reduces the size of the board by embedding passive components, and allows more ICs to be mounted on boards of the same size. In particular, since passive components are embedded in the PCB, undesirable phenomena such as noise and signal processing delays are reduced, thereby enabling high speed, miniaturization, and multifunction of electronic information communication service convergence terminals such as communication devices, digital home appliances, and mobile communication terminals.

임베디드 저항(embedded resistor) 기술은 임베디드 PCB의 핵심기술의 하나로 이를 구현하기 위하여 박막형, 도금형, 고온소성세라믹 후막형, 저온경화 폴리머 후막형 등 여러 가지 방법이 고안되어 상용화되어 가고 있다. 이중 저온경화 폴리머 후막형 저항은 기판 상에 구현이 간편한 장점이 있어 양산화에 유리할 것으로 기대되어 많은 기판 제조사들이 연구개발을 진행 중이다. Embedded resistor technology is one of the core technologies of embedded PCB, and various methods such as thin film type, plating type, high temperature fired ceramic thick film type, and low temperature hardened polymer thick film type have been devised and commercialized. The low temperature curing polymer thick film type resistor is expected to be advantageous for mass production because it has the advantage of being easy to implement on a substrate, and many substrate manufacturers are conducting research and development.

저온경화 폴리머 후막저항은 스크린 인쇄법을 이용하여 폴리머 저항 페이스트를 동박이 패터닝되어 있는 PCB 기판 상에 형성하고, 이를 건조한 후 150℃~200℃ 정도의 온도에서 열경화시키는 방법으로 간단히 구현할 수 있다. 먼저 동박이 부착되어 있는 FR-4 등의 PCB 기판을 이용하여 포토리소그라피 등의 방법으로 회로 및 저항체 전극을 형성하고, 전극 위에 폴리머 후막 저항 페이스트를 인쇄하고, 이를 건조 및 열처리하여 열경화시키고, 보호막 층을 인쇄하여 다시 경화시키는 방법으로 후막 저항체를 형성하는 공정이다. 저항치를 조절하기 위하여 경화 후 laser trimming 공정이 추가되는 경우가 대부분이다. 저항체가 형성된 기판 위에 또 다른 PCB 기판을 얹고 압착하면 저온열경화된 후막 저항체가 내장된 PCB가 만들어진다.Low temperature curing polymer thick film resistance can be easily implemented by forming a polymer resistance paste on a PCB substrate patterned with copper foil using a screen printing method, drying it, and then thermosetting at a temperature of about 150 ° C to 200 ° C. First, circuit and resistor electrodes are formed by using a PCB substrate, such as FR-4 having copper foil, by photolithography or the like, a polymer thick film resist paste is printed on the electrodes, dried and heat treated, and thermally cured, and a protective film. It is a process of forming a thick-film resistor by printing a layer and hardening again. The laser trimming process is often added after curing to adjust the resistance. Placing another PCB substrate on the substrate on which the resistor is formed and compressing it creates a PCB having a low temperature thermosetting thick film resistor.

종래의 기술로 형성되는 폴리머 후막 저항의 일반적인 특성은 넓은 범위의 저항값의 구현이 가능하여 설계의 자유도를 높일 수 있는 장점을 가지는 반면, 온도에 대한 저항체의 특성값 변화가 크고, 저항값의 허용편차가 크다는 단점이 있다. 저항값의 편차를 줄이기 위하여 최종적으로 레이저를 이용하여 트리밍을 실시하는 것이 보통인데, 초기 편차가 너무 크면 트리밍에 의해서도 완벽하게 목표값을 맞추기가 쉽지 않기 때문에 초기 편차를 최소화할 수 있는 방법이 요구된다. The general characteristics of the polymer thick film resistor formed by the prior art have the advantage of allowing a wide range of resistance values to be implemented, thereby increasing the degree of freedom in design, while allowing a large change in the characteristic value of the resistor with respect to temperature and allowing the resistance value. There is a disadvantage that the deviation is large. In order to reduce the deviation of the resistance value, it is common to finally perform the trimming using a laser. If the initial deviation is too large, it is not easy to perfectly set the target value even by trimming, so a method of minimizing the initial deviation is required. .

이러한 요구에 따라 두 개의 분리된 원형 전극을 이용하여 저항체의 형상변화의 영향을 제어하는 방법이나, 포토리지스트를 이용하여 리소그라피 방법으로 캐비티를 형성하여 XY 방향의 dimension을 유지시키는 방법 등을 제안한 바 있다. 또한, 전극층에 캐비티를 형성하고 채운 후, 이차 전극 도금층을 형성하고 리소그라피 법으로 패터닝하는 방법을 통하여 저항체의 형상을 균일하게 유지시키는 방법도 제안된 바 있다. According to these requirements, we proposed a method of controlling the effect of the shape change of the resistor by using two separate circular electrodes, or a method of maintaining a dimension in the XY direction by forming a cavity by a lithography method using a photoresist. have. Also, after forming and filling the cavity in the electrode layer, a method of maintaining the shape of the resistor uniformly has been proposed by forming the secondary electrode plating layer and patterning by lithography.

그러나 상기 제안된 방법들은 분리된 원형전극을 회로와 연결하기 위해 별도의 작업이 요구되거나, 캐비티 형성을 위하여 PR 처리, 도금 및 포토에칭 등의 복잡한 공정단계를 가진 리소그라피 방법을 사용하는 단점이 있다. 또한 여러 가지 용매 및 화학용액을 사용해야 하므로 공정관리에도 어려움이 있다.However, the proposed methods require a separate work to connect the separated circular electrode to the circuit, or use a lithography method having a complicated process step such as PR treatment, plating, and photoetching to form a cavity. In addition, there are difficulties in process control because various solvents and chemical solutions must be used.

그 외에도 후막저항체의 패터닝 방법에 있어서 노광과 현상 방법을 이용하여 저항체의 형상의 정밀도를 높여서 허용편차를 줄이기 위한 방법이나 감광성 페이스트의 도포 방법의 하나인 롤 코팅에 대하여 더욱 개량하고 보완하는 방법으로 저항치의 허용편차를 더욱 줄이는 방법이 제안된 바 있다.In addition, in the patterning method of the thick film resistor, the resistance value can be further improved and supplemented by the method of reducing the tolerance by increasing the accuracy of the shape of the resistor using the exposure and development methods or the roll coating, which is one of the methods of applying the photosensitive paste. Has been proposed to further reduce the tolerance.

그러나, 저항체의 또 다른 특성항목인 납 내열성과 저항온도계수의 향상에 대해서는 고려된 바 없으며, 후막저항체로서의 기능을 적절히 발휘하기 위해서는 양호한 납 내열성과 저항온도계수가 확보되어야 한다. However, the improvement of lead heat resistance and resistance temperature coefficient, which is another characteristic of the resistor, has not been considered, and in order to properly function as a thick film resistor, good lead heat resistance and resistance temperature coefficient should be secured.

폴리머 후막저항체는 저온에서 경화되기 때문에 고온소성형과 달리 폴리머가 저항체에 그대로 잔존하기 때문에 납 내열성이나 저항온도계수의 조절이 어려운 단점을 가지고 있으며 기술적 장벽이 되고 있다.Since polymer thick film resistors are cured at low temperatures, unlike polymers of high temperature firing, polymers remain in the resistors, making it difficult to control lead heat resistance and resistance temperature coefficients.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 것으로서, 포토솔더레지스트(PSR) 등의 경화성 수지와 전도성 필러를 이용하여 저항페이스트를 제조하되, 특히 후막저항체의 납 내열성과 저항온도계수를 동시에 향상시킬 수 있는 무기 첨가제를 필수적 구성으로 함유한 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.  The present invention is to solve the above problems, to produce a resist paste using a curable resin, such as photosolder resist (PSR) and a conductive filler, in particular can improve the lead heat resistance and resistance temperature coefficient of the thick film resistor at the same time It is an object to provide a curable thick film resistor paste containing an inorganic additive as an essential configuration.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, As a means for achieving the above object,

본 발명은 경화성 수지, 전도성 필러, 및 상기 전도성 필러 100 중량 대비 10~50 중량비로 첨가되어 납 내열성 및 저항온도계수를 동시에 향상시키는 무기 첨가제를 포함하여 이루어진 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공한다.The present invention provides a curable thick film resistor paste comprising a curable resin, a conductive filler, and an inorganic additive added at a weight ratio of 10 to 50 weight percent based on 100 weights of the conductive filler to improve lead heat resistance and resistance temperature coefficient at the same time.

또한, 상기 무기 첨가제로는 SiO2, NiCr, Si 중에서 적어도 하나 이상 선택 되어 사용되는 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공한다.In addition, the inorganic additive provides a curable thick film resistor paste, characterized in that at least one selected from SiO 2 , NiCr, Si is used.

또한, 상기 무기첨가제는 전도성 필러 100 중량 대비 20~40 중량비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공한다.In addition, the inorganic additive provides a curable thick film resistor paste, which is added in a weight ratio of 20 to 40 to 100 weight of the conductive filler.

또한, 상기 전도성 필러로는 카본블랙, 그라파이트 등 카본류 중에서 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공한다.In addition, the conductive filler provides a curable thick film resistor paste, characterized in that at least one selected from carbon, such as carbon black, graphite.

본 발명은 또한, 상기 경화성 후막 저항체용 페이스트를 도포하고 경화시켜 형성된 저항체로서, TCR(저항온도계수)이 -200 ~ 150 ppm/℃ 범위내인 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공한다.The present invention also provides a curable thick film resistor paste, wherein the curable thick film resistor paste is coated and cured, wherein the TCR (resistance temperature coefficient) is in the range of -200 to 150 ppm / ° C.

또한, 상기 저항체는 납 내열성 평가후 저항 변화가 ±5% 이내인 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제공한다.In addition, the resistor provides a curable thick film resistor paste, characterized in that the resistance change after the lead heat resistance evaluation is within ± 5%.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 구체적 일례이므로 비록 단정적, 한정적인 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following description is a specific example of the present invention, but is not intended to limit the scope of the rights defined by the claims, even if there is an assertive, limited expression.

본 발명의 일실시예에 따른 경화성 후막 저항체용 페이스트는 경화성 수지, 전도성 필러, 및 상기 전도성 필러 100 중량 대비 10~50 중량비로 첨가되어 납 내열성 및 저항온도계수를 동시에 향상시키는 무기 첨가제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The curable thick film resistor paste according to an embodiment of the present invention is made of a curable resin, a conductive filler, and an inorganic additive added at a ratio of 10 to 50 by weight based on 100 weight of the conductive filler to simultaneously improve lead heat resistance and resistance temperature coefficient. It is characterized by.

상기 경화성 수지는 제한되지 않으며 후막 저항체용 페이스트에 사용되는 경화성 수지는 제한되지 않고 사용될 수 있다. 바람직하기로는 감광성을 갖고 있어 노광에 의한 패턴 형성이 용이하고 패턴 형성 후 열에 의해 2차 경화될 수 있는 경화성 수지가 좋다. The curable resin is not limited and the curable resin used in the thick film resistor paste may be used without limitation. Preferably, a curable resin having photosensitivity, which is easy to form a pattern by exposure, and which can be secondary cured by heat after pattern formation is preferable.

바람직하기로는 감광성 및 알칼리 현상성을 갖는 PSR(Photo Solder Resist)를 들 수 있다. 특히 PSR의 경우 정확한 이유는 규명되지 않았으나 경화시 후술하는 무기첨가제와 유기적 구성을 이루어 납 내열성 및 저항온도계수를 더욱 현저히 향상시키는 것을 알 수 있었다. PSR은 시중에 유통되어 쉽게 얻을 수 있고 잘 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다. Preferred is PSR (Photo Solder Resist) having photosensitivity and alkali developability. In particular, in the case of PSR, the exact reason was not identified, but it was found that the organic composition with the inorganic additive to be described later during curing further improved lead heat resistance and resistance temperature coefficient. PSRs are commercially available and easily obtained and are well known, and thus detailed descriptions are omitted.

상기 경화성 수지의 열경화를 위하여 열경화제 또는 열경화조제를 더하여 사용할 수 있으며, 제한되지 않는다.In order to thermoset the curable resin, a thermosetting agent or a thermosetting aid may be added and used.

상기 전도성 필러는 전도성을 제공할 수 있는 필러라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 카본블랙, 그라파이트 등의 카본류 중 적어도 하나 이상 사용되는 것이 좋다. 특별히 저항값을 더욱 낮추려 할 경우에는 나노 은 분말을 병행하여 사용할 수 있다. 즉, 저항값을 더욱 낮추려 할 경우 나노 은 분말의 함량을 더욱 높임으로써 실현될 수 있다.The conductive filler may be used without limitation as long as the filler can provide conductivity, and preferably at least one or more of carbons such as carbon black and graphite may be used. In particular, when further lowering the resistance value, nano silver powder may be used in parallel. That is, when the resistance value is to be further lowered, it may be realized by further increasing the content of the nano silver powder.

상기 카본블랙으로는 특히 오일 흡수율이 100~200cc/100g 범위인 카본블랙이 좋은데, 너무 낮은 것은 원하는 수준의 전도성을 구현하기 어렵고, 너무 큰 것은 높은 점도 때문에 페이스트 제조가 어려워진다. 그라파이트는 입경이 비교적 큰 판상의 필러로서 카본블랙만으로는 페이스트의 점도를 낮출 수 없어 저저항의 구현이 어려운 경우 혼합되는 것이 좋다. 나노 은 분말은 평균입경이 100~300㎚ 범위인 것을 사용하는 것이 좋은데, 너무 작으면 페이스트 내 균일 분산이 어렵고 너무 크면 향후 카본 페이스트와의 혼합시 저항값을 낮추는데 효과적이지 못하다.The carbon black is particularly preferably carbon black having an oil absorption rate in the range of 100 to 200 cc / 100 g. Too low is difficult to realize a desired level of conductivity, and too large is difficult to prepare a paste due to high viscosity. Graphite is a plate-shaped filler having a relatively large particle diameter, and carbon black alone may not reduce the viscosity of the paste, and thus, it is preferable to mix the graphite when it is difficult to realize low resistance. Nano silver powder is preferably used in the average particle diameter range of 100 ~ 300nm, too small is difficult to uniformly disperse in the paste, if too large it is not effective to lower the resistance value when mixing with the carbon paste in the future.

본 발명은 납 내열성 및 저항온도계수를 동시에 향상시키는 무기 첨가제가 필수로 사용되는 것이 특징이다. 상기 무기 첨가제의 함량에 대해 고심하던 중 전도성 필러의 함량과 밀접한 관련이 있음을 알게 되었다. 즉, 후술하는 실시예에서 보듯이 상기 전도성 필러 100 중량 대비 10~50 중량비로 첨가되는 것이 납 내열성 및 저항온도계수를 동시에 향상시키는 임계적 의의를 갖는 것을 발견하였다. 상기 범위를 벗어나는 경우 납내열성 및 저항온도계수 중 어느 하나 또는 두가지 모두 급격히 나빠졌다. 특히 바람직한 범위는 전도성 필러 100 중량 대비 20~40 중량비로 첨가되는 것이었다. The present invention is characterized in that an inorganic additive for improving lead heat resistance and resistance temperature coefficient at the same time is essential. While struggling with the content of the inorganic additive, it was found that the content is closely related to the content of the conductive filler. That is, as shown in the examples to be described later it was found that the addition of 10 to 50 weight ratio to the weight of the conductive filler 100 has a critical significance to improve the lead heat resistance and resistance temperature coefficient at the same time. Outside the above range, either or both of the lead heat resistance and the resistance temperature coefficient deteriorated sharply. Particularly preferred range was to be added in a 20 to 40 weight ratio to 100 weight of the conductive filler.

무기 첨가제로는 SiO2, NiCr, Si 중에서 적어도 하나 이상 선택되어 사용되 는 것이 현저한 효과를 나타내었다. 이외에도 graphite, TiO2, Ag(구형, 또는 flake형) 등을 테스트한 결과 사용 가능성은 있으나 효과가 만족스럽지는 않았다. 그렇지만 본 발명의 권리범위에서 제외하는 것은 아니다.As the inorganic additive, at least one selected from SiO 2 , NiCr, and Si had a significant effect. In addition, as a result of testing graphite, TiO 2 , Ag (spherical, or flake type), there is a possibility of use, but the effect was not satisfactory. However, it is not excluded from the scope of the present invention.

또한, 용제가 더 사용될 수 있으며 상기 용제는 일반적인 경화성 페이스트에 사용되는 용제를 사용할 수 있으며 제한되지 않는다. 유기 용제가 더 바람직하며, 락톤 등의 케톤류를 사용하는 것이 좋다. In addition, a solvent may be further used, and the solvent may be a solvent used in a general curable paste, and is not limited. An organic solvent is more preferable, and it is preferable to use ketones, such as a lactone.

이하에서는 일례를 들어 PSR을 이용하여 후막 저항 페이스트를 제조하는 방법에 대해 간략히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a thick film resistive paste using PSR, for example, will be briefly described.

후막 저항 페이스트를 제조하기 위해서는 적절한 전도성 필러를 혼합해야 한다. 폴리머 저항체용 전도성 필러로는 카본블랙, 그라파이트(흑연) 등 카본류 중 한 가지 또는 두 가지 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 2액형의 PSR을 사용하는 경우 먼저 주제와 경화제를 적정 비율로 혼합한 후 여기에 전도성 필러의 적절한 분산을 위하여 분산제를 넣고 다시 혼합한다. 이후 전도성 필러를 투입하고 혼합한 후 3 roll mill을 이용하여 페이스트화한다. 이후 균일성을 높이기 위하여 고속 믹서로 재차 혼합하여 페이스트 제조를 완료한다. 1액형 PSR을 이용하는 경우에도 유사한 방법으로 페이스트를 제조할 수 있다. 전도성 필러는 PSR의 현상성을 유지할 수 있는 한계까지 넣을 수 있다. 그 후 저항소재의 납 내열성과 저항온도계수를 향 상시키는 무기 첨가제를 첨가하고 다시 3 roll milling하여 경화성 후막 저항체용 페이스트를 제조한다.Proper conductive fillers must be mixed to prepare the thick film resist paste. As the conductive filler for the polymer resistor, one or a mixture of two or more carbons such as carbon black and graphite (graphite) may be used. In the case of using a two-part PSR, firstly, the main agent and the curing agent are mixed in an appropriate ratio, and then mixed with the dispersant for proper dispersion of the conductive filler. After the conductive filler is added and mixed, it is pasted using a 3 roll mill. Thereafter, in order to increase the uniformity, the mixture is mixed again with a high speed mixer to complete the paste preparation. In the case of using a one-part PSR, a paste can be prepared in a similar manner. Conductive fillers can be pushed to the limit of maintaining the developability of the PSR. After that, an inorganic additive that improves the lead heat resistance and resistance temperature coefficient of the resistive material is added and 3 roll milled to prepare a curable thick film resistor paste.

도 1a 내지 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 저항체로서, 내장형 폴리머 후막저항체의 형성방법을 나타내는 도면이다. 먼저 동박이 형성되어 있는 기판을 준비한다. 이 기판은 현재 PCB 기판에 적용되는 에폭시 기판, 또는 FR-4 기판, 또는 세라믹-고분자 복합체로 형성되는 하이브리드 기판 등이 사용가능하다. 기판 상 동박을 통상적인 리소그라피 방법을 이용하여 회로 및 전극을 패터닝한다. 여기에 본 발명에 따른 저항 페이스트를 도포한다. 도포방법은 스크린인쇄, 스핀코팅, 롤 코팅 등 다양한 방법이 이용될 수 있으나, 두께 편차를 최소화하기 위하여 롤 코팅을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 롤 코팅을 이용할 경우 두께 편차를 더욱 최소화하기 위하여 2~3회 반복도포하며, 반복 도포시는 90도 내지 180도 기판을 회전하여 롤러에 투입하는 것이 바람직하다. 도포 후 약 80℃의 온도에서 10~20분 건조함으로써 pre-cure한다. 저항 패턴이 형성되어 있는 크롬 마스크와 자외선 노광 장치를 이용하여 pre-cure된 저항체막에 잠재적인 저항패턴을 노광한다. 노광된 기판을 스핀 또는 스프레이 현상기를 이용하여 알칼리 수용액과 반응시켜 저항 패턴이 형성되게 한다. 여기서 노광이 이루어진 부분은 광경화되어 남게 되고 마스크에 의해 가려져 경화되지 않은 부분은 현상액과의 반응에 의해 기판으로부터 제거된다. 현상액으로는 Na2CO3 수용액이 사용될 수 있다. 현상 후 초순수로 세정한 후 에어건 등으로 물기를 제거하고 오븐에 넣어 잔여 습기를 제거한다. 이후 150~200℃의 온도에서 post-cure시킴으로써 포토 패터닝된 후막 저항체 형성을 완료한다. 이후 저항체가 형성된 기판 위에 또 다른 PCB 기판을 얹고 압착하거나 보호막을 씌우면 저온열경화된 폴리머 후막 저항체가 내장된 PCB 구조물이 만들어진다.1A to 1F illustrate a method of forming an embedded polymer thick film resistor as a resistor according to an embodiment of the present invention. First, the board | substrate with which copper foil is formed is prepared. The substrate may be an epoxy substrate currently applied to a PCB substrate, a FR-4 substrate, or a hybrid substrate formed of a ceramic-polymer composite. The copper foil on the substrate is patterned using a conventional lithography method to pattern the circuit and the electrodes. The resist paste according to the present invention is applied thereto. As the coating method, various methods such as screen printing, spin coating, and roll coating may be used, but it is most preferable to use roll coating to minimize thickness variation. In the case of using a roll coating, the coating is repeated two or three times in order to further minimize the thickness variation, and when the coating is repeatedly applied, it is preferable to rotate the substrate by rotating the substrate 90 to 180 degrees. After application, pre-cure by drying at a temperature of about 80 ℃ for 10-20 minutes. Potential resistance patterns are exposed to the pre-cure resistive film using a chrome mask and an ultraviolet exposure apparatus in which the resistance patterns are formed. The exposed substrate is reacted with an aqueous alkali solution using a spin or spray developer to form a resistance pattern. Here, the exposed portion remains photocured and is masked by the mask to remove the uncured portion from the substrate by reaction with the developer. Na 2 CO 3 aqueous solution may be used as the developer. After development, it is washed with ultrapure water, and then dried with an air gun and put in an oven to remove residual moisture. After the photo-patterned thick film resistor is completed by post-cure at a temperature of 150 ~ 200 ℃. Subsequently, another PCB substrate is placed on the substrate on which the resistor is formed, pressed, or covered with a protective film, thereby forming a PCB structure having a low temperature thermosetting polymer thick film resistor.

전술한 경화형 후막 저항체용 페이스트를 이용하여 도포, 경화되어 제조된 저항체를 TCR(저항온도계수) 및 납내열성을 측정한 결과, 대부분 TCR이 -200 ~ 150 ppm/℃ 범위내이고, 납 내열성 평가후 저항 변화가 ±5% 이내로서, 매우 훌륭한 저항 특성을 갖는 저항체임을 알 수 있었다. As a result of measuring the resistance temperature coefficient (TCR) and the lead heat resistance of the resistor manufactured by applying and curing using the above-described curable thick film resistor paste, most of TCR was in the range of -200 to 150 ppm / ℃, and after evaluation of lead heat resistance As the resistance change was within ± 5%, it was found that the resistor had very excellent resistance characteristics.

상기의 구성적 특징을 갖는 본 발명에 따른 경화성 후막 저항체용 페이스트는 후막저항체의 납 내열성과 저항온도계수를 동시에 향상시킬 수 있는 무기 첨가제를 필수적 구성으로 함유하여 저항체의 저항특성을 우수하게 하는 현저한 효과를 제공한다.  The curable thick film resistor paste according to the present invention having the above constitutive features contains an inorganic additive which can improve lead heat resistance and resistance temperature coefficient of the thick film resistor at the same time as a remarkable effect of excellent resistance characteristics of the resistor. To provide.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

10K 조성 페이스트의 TCR 및 내열성을 향상시키기 위하여 modifying filler를 도입하는 실험을 수행하였다. 전도성 필러는 Vulcan XC72R(Cabot 사), PSR은 PSR-4000 KT33R06(주제)와 CA-40 KT33R06(경화제) (Taiyo Ink 사, 주제:경화제=4:1 혼합)를, 분산제로는 BYK-9076, 점도조절을 위한 추가 용제로는 Butyl Carbitol Acetate (BCA)를 사용하였다. PSR 20g, XC72R 1g, BYK-9076 0.4g을 기본 혼합조성으로 하여 실험을 진행하였다. 1차적으로 테스트된 필러는 graphite, NiCr metal alloy, SiO2(quartz) 분말이었다. Graphite는 Timcal사의 KS-6를, NiCr은 Cerac사의 N-1091(Ni/Cr=80/20, 97% pure), SiO2 분말은 고순도화학의 시약을 이용하였다. 카본블랙 1g에 대하여 0.1, 0.3, 0.5g을 각각 투입하여 필러 종류별, 첨가량별 특성을 평가한 결과는 표 1과 같다. 여기서 시트저항은 multileter를 이용하여 측정하였고, hot TCR은 25~125℃ 온도범위에서의 저항값의 변화를 측정하여 계산된 값이다. 납 내열성은 260℃ 납조에서 10초간 플로팅(floating)한 후 저항값을 측정하고 플로팅 전후 변화율을 계산하는 방법으로 평가되었다. Experiments were conducted to introduce modifying filler to improve TCR and heat resistance of 10K composition paste. Conductive fillers are Vulcan XC72R (Cabot), PSR is PSR-4000 KT33R06 (topic) and CA-40 KT33R06 (curing agent) (Taiyo Ink, subject: curing agent = 4: 1 mixture), BYK-9076, Butyl Carbitol Acetate (BCA) was used as an additional solvent for viscosity control. The experiment was conducted using 20 g PSR, 1 g XC72R, and 0.4 g BYK-9076 as the basic composition. Primary fillers tested were graphite, NiCr metal alloy, and SiO 2 (quartz) powder. Graphite used KS-6 from Timcal, NiCr used N-1091 (Ni / Cr = 80/20, 97% pure) from Cerac, and SiO 2 powder using high purity chemical reagents. Table 1 shows the results of evaluating the characteristics of the fillers and the amount of the fillers by adding 0.1, 0.3, and 0.5 g of carbon black to 1 g, respectively. Here, sheet resistance is measured using multileter, and hot TCR is calculated by measuring the change of resistance value in the temperature range of 25 ~ 125 ℃. The lead heat resistance was evaluated by measuring resistance and calculating the rate of change before and after floating in a 260 ° C lead bath for 10 seconds.

표 1에 따르면 그라파이트를 첨가시는 첨가량에 따른 시트저항의 변화가 심하고, 납 내열성 평가 후 변화율이 상대적으로 좋지 않았다. NiCr과 SiO2는 향상된 특성을 나타내었고 특히 첨가량이 0.3g일 때가 납내열성 및 저항온도계수 모두 적합한 것으로 나타났다.According to Table 1, when the graphite is added, the sheet resistance is severely changed according to the addition amount, and the change rate is relatively poor after the evaluation of lead heat resistance. NiCr and SiO 2 showed improved properties, especially when the addition amount was 0.3g. Both lead heat resistance and resistance temperature coefficient were found to be suitable.

<표 1> TABLE 1

시트저항(㏀/sq)Sheet resistance (㏀ / sq) Hot TCR (ppm/℃)Hot TCR (ppm / ℃) △R after solder float (%)△ R after solder float (%) 9.689.68 -148.1-148.1 -4.08-4.08 GraphiteGraphite 0.10.1 8.008.00 -203.6-203.6 3.68~6.093.68 ~ 6.09 0.30.3 5.595.59 -124.2-124.2 3.83~4.143.83-4.14 0.50.5 4.864.86 -87.4-87.4 4.52~6.664.52 ~ 6.66 NiCrNiCr 0.10.1 10.7310.73 130.72130.72 -1.06-1.06 0.30.3 8.698.69 84.7584.75 -2.47-2.47 0.50.5 10.0910.09 123.46123.46 -2.85-2.85 SiO2SiO2 0.10.1 9.809.80 -80.00-80.00 -2.75-2.75 0.30.3 8.998.99 -86.96-86.96 -2.72-2.72 0.50.5 9.909.90 78.1378.13 -5.62-5.62

<실시예 2><Example 2>

추가로 테스트된 modifying filler 들은 TiO2, Si, Ag(구형), Ag(flake) 등이었다. TiO2, Si은 고순도화학의 시약을 이용하였고, Ag 분말들은 (주)창성의 제품을 이용하였다. 앞서 방법과 동일하게 카본블랙 1g에 대하여 0.1, 0.3, 0.5g을 각각 투입하여 필러 종류별, 첨가량별 특성을 평가한 결과는 아래의 표 2와 같다.Further modified fillers tested were TiO 2 , Si, Ag (spherical) and Ag (flake). TiO 2 and Si were used as reagents of high purity chemistry, and Ag powders were used as products of Changsung Co., Ltd. In the same manner as described above, 0.1, 0.3, and 0.5 g of carbon black were added to each of the fillers, and the results of evaluation of the characteristics of the fillers and the amount of the additives are shown in Table 2 below.

평가 결과 Si을 0.3~0.5g 투입하였을 때의 TCR 및 납 내열성의 특성이 상대적으로 나았다. As a result of the evaluation, the characteristics of TCR and lead heat resistance of 0.3 to 0.5 g of Si were relatively good.

<표 2> TABLE 2

시트저항(㏀/sq)Sheet resistance (㏀ / sq) Hot TCR (ppm/℃)Hot TCR (ppm / ℃) △R after solder float (%)△ R after solder float (%) 9.689.68 -148.1-148.1 -4.08-4.08 TiO2TiO2 0.10.1 20.1220.12 -252.4-252.4 4.724.72 0.30.3 17.1717.17 -181.6-181.6 4.234.23 0.50.5 20.2820.28 -142.1-142.1 3.543.54 SiSi 0.10.1 9.959.95 -183.1-183.1 2.342.34 0.30.3 10.8010.80 -121.8-121.8 2.152.15 0.50.5 9.589.58 -127.0-127.0 1.241.24 Ag(구형)Ag (spherical) 0.10.1 14.1214.12 -221.7-221.7 3.033.03 0.30.3 11.3911.39 -199.4-199.4 2.722.72 0.50.5 16.9316.93 -121.3-121.3 3.233.23 Ag(flake)Ag (flake) 0.10.1 12.3112.31 -252.6-252.6 2.352.35 0.30.3 12.9712.97 -220.7-220.7 1.401.40 0.50.5 12.9512.95 -246.8-246.8 0.580.58

종합적으로, 전도성 필러 100 중량 대비 10~50 중량범위내가 좋으며 이를 벗어나는 경우 TCR 및 납 내열성 중 어느 하나 또는 두 가지 모두 효과가 현저히 떨어지는 것으로 파악되었고, 특히, 전도성 필러 100 중량 대비 20~40 중량범위내가 최적 수치를 보였다. Overall, it is well within the range of 10 to 50 by weight based on the weight of the conductive filler 100, and when it is out of this, it is found that the effect of either or both of TCR and lead heat resistance is remarkably inferior, in particular, within the range of 20 to 40 weight by weight of the conductive filler 100 Optimum value was shown.

또한, 실시예 1, 2의 결과를 종합적으로 고려하면 TCR 및 납 내열성 두가지 모두의 특성을 현저히 향상시키는 무기 첨가제는 SiO2, NiCr, Si 등 세 가지로 압축할 수 있다.In addition, considering the results of Examples 1 and 2 as a whole, the inorganic additives that significantly improve the properties of both TCR and lead heat resistance can be compressed into three kinds: SiO 2 , NiCr, and Si.

도 1a 내지 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 저항체로서, 내장형 폴리머 후막저항체의 형성방법을 나타내는 도면이다. 1A to 1F illustrate a method of forming an embedded polymer thick film resistor as a resistor according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 기판 111,112 : 동박100: substrate 111112: copper foil

120,121 : 경화성 후막 저항용 페이스트 122 : 저항 패턴120,121: curable thick film resistance paste 122: resistance pattern

130 : 보호막 150 : 현상액130: protective film 150: developer

200 : 마스크200: mask

Claims (6)

감광성 포토솔더레지스트(Photo Solder Resist:PSR) 수지, 전도성 필러, 및 상기 전도성 필러 100 중량 대비 20~40 중량비로 첨가되어 납 내열성 및 저항온도계수를 동시에 향상시키는 무기 첨가제를 포함하여 이루어지고, It includes a photosensitive photo solder resist (PSR) resin, a conductive filler, and an inorganic additive added at a 20 to 40 weight ratio based on 100 weight of the conductive filler to improve lead heat resistance and resistance temperature coefficient at the same time. 상기 무기 첨가제는 Si 인 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트.The inorganic additive is a curable thick film resistor paste, characterized in that Si. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 전도성 필러로는 카본블랙, 그라파이트 등 카본류 중에서 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트.The curable thick film resistor paste of claim 1, wherein the conductive filler is selected from at least one of carbons such as carbon black and graphite. 제1항 또는 제4항의 경화성 후막 저항체용 페이스트를 도포하고 경화시켜 형성된 저항체로서, TCR(저항온도계수)이 -200 ~ 150 ppm/℃ 범위내인 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트.A resistor formed by applying and curing the curable thick film resistor paste according to claim 1 or 4, wherein the TCR (resistance temperature coefficient) is in the range of -200 to 150 ppm / ° C. 제5항에 있어서, 상기 저항체는 납 내열성 평가후 저항 변화가 ±5% 이내인 것을 특징으로 하는 경화성 후막 저항체용 페이스트.6. The curable thick film resistor paste of claim 5, wherein the resistance has a resistance change within ± 5% after lead heat resistance evaluation.
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