KR20220010523A - 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

방법은, 티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩(302)하여, 개질된 탄소계 잉크(210)를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 개질된 탄소계 잉크를 구조체(104, 106, 108) 상으로 인쇄(304)하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화(306)시키는 단계를 추가로 포함한다. 또한, 이 방법은 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리(308)하여 후막 저항기(102)를 형성하는 단계를 포함한다. 탄소계 잉크와 블렌딩된 유전체 물질의 양은 개질된 탄소계 잉크의 약 15 중량%를 초과하지 않는다. 개질된 탄소계 잉크는 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖는다. 후막 저항기는 퓨징 없이 최대 약 200 mA의 전류를 처리하고/하거나, 퓨징 없이 최대 약 1.0 W의 전력을 처리하도록 구성될 수 있다.

Description

맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기 및 제조방법
본 개시 내용은 일반적으로 저항기(resistor) 및 저항기를 제조하기 위한 기술에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은 맞춤형 저항(customizable resistance)을 갖는 후막 저항기(thick film resistor) 및 제조방법에 관한 것이다.
저항기는 수많은 전자 장치 및 기타 장치에서 다양한 방식으로 사용되며, 수년에 걸쳐 다양한 유형의 저항기가 개발되었다. "표면 실장(surface mount)" 저항기는 일반적으로 인쇄 회로 기판 또는 기타 기판의 표면 상에 장착되는 전기 단자를 갖는 저항기를 나타낸다. "박막(thin film)" 저항기는 일반적으로 세라믹 베이스 또는 기타 기판 상으로 저항 물질의 얇은 층을 적층함으로써 형성된 저항기를 나타낸다. "후막(thick film)" 저항기는 일반적으로 인쇄 회로 기판 또는 기타 기판 상으로 저항 물질의 두꺼운 페이스트를 적층함으로써 형성된 저항기를 나타낸다.
표면 실장 저항기는 일반적으로 저(low)-프로파일 또는 저가 장치가 아니며, 표면 실장 저항기를 사용하면 회로 또는 장치에서 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)와 기생 인덕턴스(parasitic inductance)가 생성될 수 있다. 후막 저항기는 종종 박막 저항기보다 고전류 또는 고전력 애플리케이션에서 사용하기에 더 적합하다. 불행히도, 후막 저항기는 특정 유형의 기판에 부착하기 어려울 수 있다. 또한, 후막 저항기는 여전히 제한된 전류 및 전력 처리 기능을 가질 수 있으므로, 특정 고전류 또는 고전력 애플리케이션에서 사용하지 못할 수 있다. 또한, 박막 저항기에 비해 후막 저항기의 기하학적 구조(따라서, 저항)를 제어하는 것이 종종 더 어렵다. 후막 저항을 형성하는데 사용되는 후막 재료는 일반적으로 경화 후 점도가 높고 수축률이 높아 기하학적 구조 제어가 어렵다. 또한, 후막 저항기의 제조 기술에는 종종 최대 500 ℃, 700 ℃, 850 ℃ 또는 그 이상의 온도를 포함할 수 있는 소결 또는 기타 고온 작업을 포함한다. 이러한 온도는 다른 전기 부품을 손상시켜, 다양한 응용 분야에 이러한 제조 기술을 사용하는 것을 방해할 수 있다.
본 개시 내용은 맞춤형 저항(customizable resistance)을 갖는 후막 저항기(thick film resistor) 및 제조방법을 제공한다.
제1 양태에서, 방법은 티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하여 개질된 탄소계 잉크를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은, 상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 또한, 이 방법은, 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여, 후막 저항기를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 탄소계 잉크와 블렌딩된 유전체 물질의 양은 개질된 탄소계 잉크의 약 15 중량%를 초과하지 않는다. 상기 개질된 탄소계 잉크는 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖는다.
제2 양태에서, 방법은 유전체 물질과 블렌딩된 탄소계 후막 재료를 포함하는 개질된 탄소계 후막 재료를 얻는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은, 상기 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 구조체 상에 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 또한, 이 방법은 경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 탄소계 후막 재료과 블렌딩된 유전체 물질의 양은 개질된 탄소계 후막 재료의 약 15 중량%를 초과하지 않는다.
제3 양태에서, 장치는, (i) 티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하여 개질된 탄소계 잉크를 형성하는 단계, (ii) 상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계, (iii) 상기 구조체 상에 인쇄된 변성 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계, 및 (iv) 경화된 인쇄된 변성 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계에 의해 제조된 후막 저항기를 포함한다. 탄소계 잉크와 블렌딩된 유전체 물질의 양은 개질된 탄소계 잉크의 약 15 중량%를 초과하지 않는다. 개질된 탄소계 잉크는 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖는다.
제4 양태에서, 방법은 티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하여 개질된 탄소계 잉크를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은, 상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 또한, 이 방법은 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계를 포함한다. 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하면, 개질된 탄소계 잉크가 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖게 된다.
제5 양태에서, 방법은 유전체 물질과 블렌딩된 탄소계 후막 재료를 포함하는 개질된 탄소계 후막 재료를 얻는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은, 상기 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 상기 구조체 상에 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 또한, 이 방법은 경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계를 포함한다. 탄소계 후막 재료와 블렌딩된 유전체 물질은 개질된 탄소계 후막 재료가 탄소계 후막 재료의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖도록 한다.
제6 양태에서, 장치는 (i) 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계 - 개질된 탄소계 잉크는 탄소계 잉크는 탄소계 잉크와 블렌딩된 티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 포함함 -; (ii) 상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계; 및 (iii) 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계;에 의해 제조되는 후막 저항기를 포함한다. 탄소계 잉크와 블렌딩된 유전체 물질은 개질된 탄소계 잉크가 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖도록 한다.
다른 기술적 특징은 하기 도면, 설명 및 청구범위로부터 당업자에게 용이하게 명백해질 수 있다.
본 개시 내용의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부 도면과 함께 취해진 다음 설명을 참조한다. 여기서:
도 1a 및 도 1b는 본 개시 내용에 따른 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기를 갖는 예시적인 회로를 도시한다.
도 2는 본 개시 내용에 따른 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기를 형성하기 위한 예시적인 작업 흐름을 도시한다.
도 3은 본 개시 내용에 따른 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기를 형성하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
후술하는 도 1a 내지 도 3, 및 이 특허 문서에서 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된 다양한 양태는 단지 예시를 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 당업자는, 본 발명의 원리가 적절하게 배열된 임의의 유형의 장치 또는 시스템에서 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
앞서 언급한 바와 같이, 후막 저항기는 종종 박막 저항기 및 표면 실장 저항기보다 사용하기에 더 바람직하거나 더 적합하지만, 후막 저항기는 많은 단점을 겪을 수 있다. 예를 들면, 후막 저항기는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 기타 유형의 기판으로 형성된 기판과 같은 특정 유형의 기판에 부착하기 어려울 수 있으며, 전류 및 전력 처리 기능이 제한적일 수 있다. 또한, 후막 저항기를 형성하는데 사용되는 후막 재료는 일반적으로 경화 후 점도가 높고 수축률이 높기 때문에, 후막 저항기의 기하학적 구조 제어(따라서, 저항 제어)가 어렵다. 또한, 후막 저항기의 제조 기술에는 종종 다른 구성 요소를 손상시킬 수 있는 소결 또는 기타 고온 작업의 성능이 포함된다.
본 개시 내용은 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기를 인쇄하거나 그렇지 않으면 형성하기 위한 다양한 기술을 설명한다. 하기에서 더 자세히 기술하는 바와 같이, 탄소 기반 잉크, 페이스트 또는 기타 후막 재료는 유전체 물질(일반적으로 "개질제(modifier)"라고 함)를 후막 재료에 추가하여 개질된 후막 재료를 생성할 수 있다. 유전체 물질의 예시적인 유형은 바륨 티타네이트(BT), 스트론튬 티타네이트(ST), 또는 바륨 스트론튬 티타네이트(BST)와 같은 적어도 하나의 티타네이트를 포함한다. 탄소계 후막 재료에 첨가되는 개질제의 양은 개질된 후막 재료의 목적하는 저항에 기초할 수 있다. 그 후, 개질된 후막 재료는 인쇄 회로 기판 또는 다른 기판 또는 구조체 상으로 인쇄되거나 그렇지 않으면 적층될 수 있고, 경화되고 처리되어 후막 저항기를 형성할 수 있다.
탄소계 후막 재료에 첨가되는 개질제의 양은 후막 재료를 사용하여 얻을 수 있는 저항을 변화시킨다. 이것은 필요에 따라 후막 재료를 사용하여 형성된 후막 저항기의 저항을 제어하거나 맞춤화할 수 있게 한다. 그러나, 탄소계 후막 재료에 첨가되는 개질제의 양은 비교적 적을 수 있다(예를 들면, 약 15 중량% 이하). 이를 통해 탄소 기반 후막 재료가 적절한 전도성 탄소 입자를 유지하여 상당한 전류 및 전력 처리 기능을 달성하는 동시에 상당히 높은 저항(후막 재료 자체의 저항과 비교하여)을 달성할 수 있다.
이러한 방식으로, 후막 저항기는 표면 실장 저항기보다 물리적 프로파일이 낮고 기생 커패시턴스 및 인덕턴스가 적으면서, 박막 저항기보다 더 높은 전류 또는 전력을 처리할 수 있도록 제조될 수 있다. 또한, 개질된 후막 재료의 표면 에너지가 상대적으로 낮기 때문에, 후막 재료는 많은 기판(PTFE 기판 포함)에 잘 접착될 수 있다. 또한, 이러한 접근 방식은 후막 재료의 기하학적 구조와 저항률 모두의 개선된 제어를 허용한다. 예를 들면, 경화되지 않은 개질된 후막 재료의 점도는 일반적인 후막 재료에 비해 더 낮을 수 있으며, 이는 더 높은 두께에서 개질된 후막 재료의 적층에서 개선된 제어를 허용한다. 또한, 후막 저항기는 상당히 낮은 온도(예를 들면, 250 ℃ 미만)에서 경화되는 동시에 반복 가능하고 안정적인 성능을 달성할 수 있다. 전반적으로, 이것은 후막 저항기가 적어도 하나의 목적하는 기하학적 구조를 갖도록 제조될 수 있게 하며, 저항이 필요에 따라 조정될 수 있게 하며, 이는 적층 온도를 견디는 방식으로 다양한 기판 유형 및 맞춤형 시트 저항을 사용하여 발생하는 동시에 일반적인 저항성 잉크(종종 500 ℃ 초과)의 고온 경화를 필요로하지 않는다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시 내용에 따른 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기(102)를 갖는 예시적인 회로(100)를 도시한다. 특히, 도 1a는 후막 저항기(102)를 갖는 회로(100)의 일부분의 단면도를 도시하고, 도 1b는 후막 저항기(102)를 갖는 회로(100)의 일부분의 평면도를 도시한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 회로(100)는 후막 저항기(102)를 사용하여 2개의 전도성 트레이스(104 및 106)를 함께 전기적으로 결합하며, 여기서 후막 저항기(102) 및 전도성 트레이스(104 및 106)는 기판(108) 위에 위치된다. 전도성 트레이스(104, 106)는 전기 신호가 후막 저항기(102)로 및 후막 저항기(102)로부터 흐를 수 있는 임의의 적합한 전도성 경로를 나타낸다. 전도성 트레이스(104, 106)는 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 전도성 트레이스(104, 106)는 하나 이상의 전도성 금속 또는 다른 재료를 사용하여 형성된 구리 트레이스 또는 다른 전기 트레이스를 나타낼 수 있다. 또한, 전도성 트레이스(104, 106)는 전도성 재료를 적층 및 에칭하는 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 전도성 트레이스(104, 106) 각각은 임의의 적절한 크기, 형상 및 치수를 가질 수 있다. 도 1a 및 도 1b의 후막 저항기(102)와 전도성 트레이스(104 및 106)의 상대 위치는 단지 예시를 위한 것이며, 필요하거나 목적하는 대로 변경할 수 있음을 유의한다. 예를 들면, 전도성 트레이스(104, 106)는 후막 저항기(102) 위에 형성될 수 있다.
기판(108)은 전기적 구성요소 및 전기적 경로가 그 안에 또는 그 위에 형성될 수 있는 임의의 적합한 구조를 나타낸다. 예를 들면, 기판(108)은 강성 인쇄 회로 기판, 연성 회로 기판, 또는 전기 구성요소를 연결하는 전도성 트레이스 또는 다른 전도성 경로를 운반하는데 사용되는 임의의 다른 적절한 베이스 또는 구조를 나타낼 수 있다. 기판(108)은 면 종이, 직조된 유리 섬유, 또는 직조된 유리 및 에폭시 수지, 탄소, 금속, 알루미나 또는 기타 세라믹, 또는 PTFE, 폴리이미드, 폴리에스테르, 또는 기타 폴리머와 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 기판(108)은 단일 층의 재료를 사용하거나, 적층되거나 다른 방식으로 함께 결합되는 재료의 다중 층을 사용하는 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 기판(108)은 임의의 적절한 크기, 형상 및 치수를 가질 수 있다.
후막 저항기(102)는 기판(108) 위에(및 이 실시예에서는 전도성 트레이스(104, 106) 위에) 후막 재료를 적층함으로써 형성된다. 일단 적층되면, 후막 재료는 경화되고, 그 후 후막 저항기(102)를 형성하기 위해 필요에 따라 추가로 처리될 수 있다. 일부 양태에서, 후막 재료는 적층 제조 공정에서 3차원(3D) 프린터 또는 다른 적층 시스템을 사용하는 것과 같이 인쇄를 통해 적층될 수 있다. 회로 또는 장치의 다른 구성 요소에 따라, 적층 제조 공정을 사용하여 전체 회로 또는 장치를 형성할 수 있다. 그러나, 스크린 인쇄, 분무, 침지 또는 코팅과 같이, 후막 재료를 적층하여 후막 저항기(102)를 형성하는데 임의의 다른 적절한 기술이 사용될 수 있음을 유의한다.
하기에 더 자세히 기술하는 바와 같이, 후막 저항기(102)를 형성하는데 사용되는 후막 재료는 유전체 물질(일반적으로 "개질제"라고 함)과 혼합되거나 그렇지 않으면 혼입되는 탄소계 잉크와 같은 탄소계 후막 재료이다. 탄소계 잉크(APPLIED INK SOLUTIONS의 C-200 탄소 저항성 잉크와 같은)와 같은 후막 저항기(102)를 형성하기 위해, 임의의 적합한 유형의 탄소계 잉크 또는 다른 후막 재료가 사용될 수 있다. 또한, 임의의 적합한 유전체 물질이 개질제로서 사용될 수 있고, 티타네이트와 같은 탄소계 후막 재료에 혼입될 수 있다. 예시적인 티타네이트는 바륨 티타네이트(BT), 스트론튬 티타네이트(ST), 및 바륨 스트론튬 티타네이트(BST)를 포함한다.
탄소계 후막 재료에 포함된 유전체 물질은 개질된 후막 재료의 저항을 변경하며, 저항의 변경은 후막 재료에 포함된 유전체 물질의 양에 기초할 수 있다. 이것은 탄소계 후막 재료에 혼입된 유전체 물질의 양에 기초하여 후막 저항기(102)의 저항을 맞춤화할 수 있게 한다. 일부 양태에서, 탄소계 후막 재료에 혼입된 유전체 물질의 양은 비교적 적을 수 있지만, 여전히 개질된 탄소계 후막 재료를 사용하여 얻어질 수 있는 전체 저항에 큰 영향을 미친다. 특정 양태에서, 예를 들면 개질된 탄소계 잉크 또는 기타 개질된 후막 재료는 유전체 물질의 최대 약 15%(중량 기준)를 함유할 수 있고, 유전체 물질의 상이한 중량 백분율을 사용하여 상이한 수정된 후막 재료의 저항을 얻을 수 있다.
이 특정 예에서, 후막 저항기(102)는 (위에서 또는 아래에서 보았을 때) 일반적으로 직사각형 모양으로 도시되어 있다. 그러나, 개질된 후막 재료는 인쇄되거나 또는 그렇지 않으면 광범위한 기하학적 구조로 적층될 수 있으며, 이는 후막 저항기(102)가 특정 응용에 대해 임의의 적합한 크기 및 형상을 갖도록 형성될 수 있게 한다. 또한, 개질된 후막 재료는 인쇄되거나 평면 또는 비평면 형상으로 적층될 수 있다. 비평면 형상의 예시적인 유형은 피라미드형, 원통형 또는 직사각형 프리즘, 뿐만 아니라 곡선형 또는 기타 비평면형 기판 상에 적층된 일반적으로 2차원 패턴을 포함할 수 있다. 개질된 후막 재료의 저항을 사용자 정의하고, 개질된 후막 재료가 적층되는 형상을 사용자 정의시킴으로써, 이 접근 방식은 후막 저항기를 다양한 애플리케이션을 위한 넓은 범위의 저항 및 형성으로 제작할 수 있는 고도로 조정 가능한 해결 방안을 제공한다.
또한, 후막 저항기는 후막 저항기의 전류 및 전력 처리 능력에 부정적인 영향을 미치지 않으면서, 높은 시트 저항을 달성하도록 제조될 수 있다. 이는 후막 저항기(102)의 벌크가 탄소계 잉크 또는 다른 후막 재료의 전도성 탄소 또는 다른 전도성 재료에 의해 형성되기 때문에 발생할 수 있다(후막 재료가 비교적 소량의 유전체 물질을 포함할 수 있기 때문에). 이는 퓨징(fusing) 없이 최대 약 200 mA의 전류 및/또는 최대 약 0.5 W 또는 약 1.0 W의 전력을 포함하는 애플리케이션과 같은 고전류 또는 고전력 애플리케이션에서 후막 저항기(102)의 사용을 허용한다.
개질된 후막 재료는 건식 제조 공정을 사용하여 후막 저항기의 제조를 허용한다. 물론, 임의의 다른 적절한 제조 공정은 개질된 후막 재료를 사용하여 후막 저항기를 형성할 수 있다. 또한, 하나 이상의 후막 저항기(102)가 다양한 유형의 기판(PTFE 기반 기판 포함) 상에 형성될 수 있고, 각각의 후막 저항기(102)는 표면 실장 저항기에 비해 더 작은 기생 커패시턴스 및 인덕턴스 효과를 가질 수 있음에 유의한다. 또한, 후막 저항기(102)는 실온에서 안정할 수 있고, 고온에서 안정할 수 있다는 점에 유의한다(기판(108)에 따라). 이는 후막 저항기(102)의 저항이 실온 및 가능하게는 더 높은 온도에서 시간이 지남에 따라 사실상 일정하게 유지될 수 있음을 의미한다.
개질된 후막 재료가 적층되고 경화되면(이는 하기에 기술되는 바와 같이 비교적 낮은 온도에서 발생할 수 있음), 후막 저항기(102)의 저항을 조정하거나 그렇지 않으면 후막 저항기(102)의 제조를 완료하기 위해 추가 작업이 수행될 수 있다. 예를 들면, 트리밍 작업은 후막 저항기(102)의 형상 및 그에 따른 저항을 변경하기 위해 수행될 수 있다. 또한, 이러한 구성요소를 보호하거나 후막 저항기(102) 및 전도성 트레이스(104) 및 전도성 트레이스(104 및 106) 위에 다른 전기 구성요소 또는 전기 경로를 형성하기 위해, 물질의 추가 층이 후막 저항기(102) 및 전도성 트레이스(104 및 106) 위에 적층될 수 있다.
일부 양태에서, 후막 저항기(102)는 표준 기구에 의해 또는 산업 관행에 의해 확립된 표준 치수를 갖도록 제조될 수 있다. 특정 예로서, 후막 저항기(102)는 표준 표면 실장 장치(SMD) 저항기 크기에 의해 정의된 치수를 갖도록 제조될 수 있다. 여기서, 예를 들면, "0402" 저항기 크기는 약 0.04인치 또는 1.0밀리미터의 길이, 약 0.02인치 또는 0.5밀리미터의 너비, 약 0.014인치 또는 0.35밀리미터의 높이인 저항기를 나타낼 수 있다. "0805" 저항기 크기는 길이가 약 0.08인치 또는 2.0밀리미터, 너비가 약 0.05인치 또는 1.2밀리미터, 높이가 약 0.018인치 또는 0.45밀리미터인 저항기를 나타낼 수 있다. 물론, 후막 저항기(102)는 임의의 다른 적절한 표준 또는 비표준 크기 및 형상을 갖도록 제조될 수 있다.
도 1a 및 1b가 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기(102)를 갖는 회로(100)의 일 예를 도시하지만, 도 1a 및 1b에 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 후막 저항기(102)는 임의의 다른 적절한 크기, 형상 및 치수를 가질 수 있다. 또한, 후막 저항기(102)는 임의의 다른 적절한 방식으로 사용될 수 있다. 또한, 회로(100)는 임의의 적절한 위치 또는 배열에 임의의 적절한 수의 후막 저항기(102)를 포함할 수 있고, 회로(100) 내의 상이한 후막 저항기(102)는 상이한 크기, 형상 또는 치수를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
도 2는 본 개시 내용에 따른 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기를 형성하기 위한 예시적인 작업 흐름(200)을 도시한다. 설명의 편의를 위해, 도 2에 도시된 작업 흐름(200)은 도 1에 도시된 예시적인 회로(100)의 후막 저항기(102)를 제조하는데 사용되는 것으로 기술된다. 그러나, 도 2에 도시된 작업 흐름(200)은 임의의 적절한 회로, 장치 또는 시스템에서 임의의 적절한 후막 저항기 또는 저항기를 제조하는데 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 작업 흐름(200)은 혼합 작업(202), 적층 작업(204), 및 경화 작업(206)을 포함한다. 혼합 작업(202)에서, 믹서(208)는 일반적으로 탄소계 잉크 또는 다른 탄소계 후막 재료를 티타네이트 또는 다른 유전체 물질과 혼합하도록 작동된다. 이는 개질된 탄소계 후막 재료(예를 들면, 개질된 탄소계 잉크 또는 페이스트)가 후막 재료의 전도성 재료 내에 티타네이트 또는 기타 유전체 물질의 실질적으로 균일한 분포를 갖도록 하는데 도움이 된다. 믹서(208)는 원심 믹서와 같은 탄소계 후막 재료와 유전체 물질을 혼합하도록 구성된 임의의 적절한 구조를 나타낸다.
혼합 작업(202) 동안, 탄소계 잉크 또는 다른 탄소계 후막 재료에 첨가되는 유전체 물질의 양은 제조될 하나 이상의 후막 저항기(102)의 목적하는 저항에 기초하여 변경할 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 탄소계 후막 재료에 첨가되는 유전체 물질의 양은 결합된 전도성 및 유전체 물질의 총 중량의 약 15% 이하와 같이 비교적 적은 양으로 제한될 수 있다. 탄소계 잉크 또는 기타 탄소계 후막 재료에 티타네이트와 같은 유전체 물질을 비교적 소량 사용하더라도, 탄소계 후막 재료의 저항을 크게 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 약 5 중량%의 바륨 스트론튬 티타네이트를 탄소 기반 잉크(예를 들면, C-200 탄소 저항성 잉크)에 첨가하면 탄소 기반 잉크의 저항이 260% 이상 증가할 수 있다. 따라서, 소량의 티타네이트 또는 기타 유전체 물질은 개질된 탄소계 후막 재료의 저항을 빠르게 증가시킬 수 있으며, 이는 제조된 후막 저항기(102)의 퓨징 전류가 개질된 후막 재료에서 유전체 물질의 존재에도 불구하고 높게 유지되도록 허용한다. 특정 양태에서, 유전체 물질은 탄소계 후막 재료의 저항률을 적어도 2배로 할 수 있다.
적층 작업(204)에서, 개질된 후막 재료(210)(혼합 작업(202)에 의해 생성된)는 기판 또는 다른 구조체 상으로 적층된다. 이 예에서, 프린터(212)는 개질된 후막 재료(210)를 후막 저항기(102)가 없는 도 1a 및 1b의 회로(100)를 나타내는 구조체(100') 상으로 적층한다. 물론, 프린터(212)는 개질된 후막 재료(210)를 임의의 다른 적절한 회로 또는 다른 구조체 상으로 적층할 수 있다. 프린터(212)는 3D 프린터와 같은 하나 이상의 후막 저항기(102)를 형성하기 위해 하나 이상의 구조체 상으로 후막 재료(210)를 인쇄하도록 구성된 임의의 적합한 구조를 나타낸다. 특정 예로서, 적층 작업(204)은 NORDSON CORP로부터의 고정밀 분배 시스템을 사용하여 구현될 수 있다. 그러나, 적층 작업(204)은 스크린 인쇄 또는 분무 장비와 같은 후막 재료(210)를 적층하기 위해 임의의 다른 적절한 장비를 사용할 수 있음을 유의한다.
개질된 후막 재료(210)를 구조체 상으로 적층할 때, 후막 재료(210)는 임의의 적절한 방식으로 적층될 수 있다. 일부 양태에서, 예를 들면 후막 재료(210)는 형성되는 후막 저항기(102)의 중심으로부터 "S" 패턴 채우기를 사용하여 프린터(212) 또는 다른 장치에 의해 적층될 수 있으며, 여기서 패턴의 폭은 형성되는 후막 저항기(102)의 크기에 따라 달라진다. 이러한 유형의 적층 패턴은 적층된 후막 재료(210)의 시작 에지에서 큰 립(lip)의 형성을 감소 또는 방지하는데 도움이 될 수 있다. 그러나, 개질된 후막 재료(210)는 임의의 다른 적절한 방식으로 적층될 수 있다는 점에 유의한다.
경화 작업(206)에서, 구조체(100') 상으로 적층된 개질된 후막 재료(210)가 경화된다. 이 예에서, 히터(214)는 후막 재료(210)를 경화시키기 위해 구조체(100') 및 구조체(100') 상의 후막 재료(210)를 가열하기 위해 경화 작업(206) 동안 사용된다. 경화 작업(206)의 온도 및 경화 작업(206)에 필요한 시간은 개질된 후막 재료(210)의 조성 및 적층된 후막 재료(210)의 형상 또는 두께와 같은 다수의 요인에 기초하여 달라질 수 있다. 일반적으로, 경화 작업(206)의 온도는 약 250 ℃ 이하 또는 약 200 ℃ 이하일 수 있다. 특정 예로서, 경화 작업(206)은 구조체(100') 및 후막 재료(210)를 약 5시간 동안 약 70 ℃의 온도로 또는 약 30분 동안 약 160 ℃의 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 비교적 낮은 온도에서 개질된 후막 재료(210)를 경화하는 능력은, 표준 소결 작업 또는 다른 고온 작업(이는 종종 500 ℃, 700 ℃, 850 ℃ 또는 그 이상의 온도를 포함할 수 있음)에서 사용되는 증가된 온도를 견딜 수 없는 구조체(100')에서 다양한 플라스틱 기판(108) 또는 기타 구성요소 또는 재료의 사용을 가능하게 한다. 따라서, 작업 흐름(200)은 고온 소결 작업을 요구하지 않고 높은 시트 저항을 갖는 후막 저항기(102)의 제조를 가능하게 한다.
이상적으로, 개질된 후막 재료(210)를 생성하도록 혼합 작업(202) 동안 탄소계 잉크 또는 다른 탄소계 후막 재료에 첨가된 유전체 물질은 열안정적이다. 예를 들면, 바륨 스트론튬 티타네이트와 같은 티타네이트는 열에 안정한 화합물이며, 이는 화합물이 구성 요소로 분해되지 않음을 의미한다(적어도 후막 저항기(102)의 제조 및 사용 동안 개질된 후막 재료(210)에 의해 경험되는 온도 범위 내). 베이스(개질되지 않은) 탄소계 잉크 또는 기타 탄소계 후막 재료가 그 자체로 열에 안정하다고 가정하면, 개질된 후막 재료(210)는 더 높은 저항을 가지며 또한 열에 안정하다. 히터(214)는 후막 재료(210)를 경화시키기 위해 적층된 후막 재료(210)의 온도를 증가시키도록 구성된 임의의 적합한 구조를 나타낸다. 예를 들면, 더 큰 제조 설정 또는 다른 설정에서, 히터(214)는 대형 오븐을 나타낼 수 있다. 더 작은 설정에서, 히터(214)는 더 작은 오븐 또는 심지어 핫 플레이트와 같은 장치를 나타낼 수 있다.
경화 작업(206)이 완료되면, (필요한 경우) 후막 저항기(102)의 제조를 완료하거나 후막 저항기(102)를 포함하는 회로, 장치 또는 시스템의 제조를 완료하기 위해 임의의 추가 처리 작업(216)이 수행될 수 있다. 예를 들면, 후막 저항기(102)는 목적하는 형상 또는 최종 저항값을 갖도록 에칭될 수 있다. 일부 양태에서, 예를 들면 후막 저항기(102)는 약 60 ℃에서 약 30초 내지 몇 분 동안 플루오로-에칭 배스에 배치될 수 있다. 또한, 후막 저항기(102) 또는 다른 구성요소는, 예를 들면 이소프로필 알코올 또는 메탄올을 사용함으로써 세정될 수 있다. 또한, 후막 저항기(102)의 저항에 대한 후속 변경을 방지하는데 도움이 되도록 제조가 완료되면, 일정량의 전력(약 0.25 W 내지 약 0.5 W)이 후막 저항기(102)에 인가될 수 있다.
도 2의 작업 흐름(200) 동안의 어떤 지점에서, 전도성 트레이스(104, 106)의 노출된 표면의 산화를 감소 또는 방지하기 위해 하나 이상의 단계가 취해질 필요가 있을 수 있다. 예를 들면, 구리 트레이스가 회로(100)에서 전도성 트레이스(104 및 106)로서 사용될 때, 구리 산화물은 전도성 트레이스(104 및 106)의 노출된 표면 상에 형성될 수 있다. 구리 산화물은 비교적 낮은 온도에서 형성될 수 있고, 전도성 트레이스(104 및 106) 상에 구리 산화물의 존재는 전도성 트레이스(104 및 106)와 형성될 후막 저항기(102) 사이에 전기 절연성 계면의 형성을 초래할 수 있다. 전도성 트레이스(104 및 106) 상의 산화물 또는 다른 절연 재료의 형성을 감소 또는 방지하기 위해 다양한 기술이 여기에서 사용될 수 있다. 예로서, 무전해 니켈(electroless nickel)/침지 금(immersion gold)(ENIG) 표면 도금이 전도성 트레이스(104 및 106) 상에 사용될 수 있거나, 밀봉제(encapsulant)/에폭시/실런트(sealant)가 산소 흡수를 방지하기 위해 전도성 트레이스(104 및 106) 상에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 그래핀은 본질적으로 탄소 원자의 2차원 배열이고 산화물 성장을 감소 또는 방지할 수 있기 때문에, 그래핀 기반 잉크는 유전체 물질과 혼합되어 개질된 후막 재료(210)를 형성할 수 있다. 또 다른 예로서, 소듐 보로하이드라이드는 산화물의 형성을 감소 또는 방지하기 위해 개질된 후막 재료(210)에 첨가될 수 있다. 또 다른 예로서, 후막 저항기(102)는 진공 오븐 또는 다른 무산소 환경에서 경화되거나 베이킹될 수 있다. 경화/베이킹은 일반적으로 후막 저항기(102)를 제조할 때 고려될 수 있는 후막 저항기(102)의 저항에 작지만 예측 가능한 변화를 야기한다는 점에 유의해야 한다. 물론, 전도성 트레이스(104 및 106) 상의 산화물 형성을 억제 또는 회피하기 위해 임의의 다른 적절한 재료 선택 또는 기술이 사용될 수 있다.
이러한 방식으로 제조된 후막 저항기(102)는 표준 후막 저항기에 비해 다양한 이점을 가질 수 있다. 예를 들면, 티타네이트 또는 다른 유전체 물질이 후막 재료과 혼합되도록 함으로써, 개질된 후막 재료(210)의 저항 또는 전도도가 적층 전에 정밀하게 제어될 수 있다. 또한, 개질된 후막 재료(210)는 더 균일한 조성을 가질 수 있어, 후막 저항기(102)의 더 일관된 제조를 가능하게 한다. 또한, 개질된 후막 재료(210)에서 티타네이트 또는 다른 유전체 물질의 양을 줄이거나 최소화함으로써, 후막 저항기(102)에서 높은 퓨징 전류를 유지하면서, 온도에 걸쳐 후막 저항기(102)의 높은 안정성을 유지하면서, 더 높은 시트 저항을 얻을 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 예를 들면 일부 양태에서, 후막 저항기(102)는 퓨징 없이 최대 약 200 mA의 전류 및/또는 최대 약 0.5 W 또는 약 1.0 W의 전력을 처리할 수 있다. 또한, 일부 양태에서, 후막 저항기(102)는 다른 후막 저항기에 비해 감소되거나 최소의 공극률을 가질 수 있다. 이는 변화하는 조건(예를 들면, 습도 또는 열 조건의 변화) 하에서 후막 저항기(102)의 개선된 또는 최대 안정성을 제공하는데 도움이 될 수 있다. 마지막으로, 후막 저항기(102)는 실온에서 사실상 안정적인 저항을 가질 수 있으며, 이는 후막 저항기(102)의 저항이 실온에서 시간이 지남에 따라 사실상 일정하게 유지되는 것을 의미한다.
도 2에 도시된 작업 흐름(200)은 많은 상황에서 유용할 수 있다. 예를 들면, 작업 흐름(200)은 다양한 회로, 장치 또는 시스템에서 후막 저항기(102)를 제조하기 위해 대규모 제조 설정에서 사용될 수 있다. 특정 예로서, 작업 흐름(200)은 3D 프린터 또는 다른 장치가 다양한 구조의 다양한 구성의 후막 저항기(102)를 제조하는 대규모 적층 제조 공정을 지원하는데 사용될 수 있다. 다른 예로서, 작업 흐름(200)은 연구 및 개발 시설, 실험실, 또는 후막 저항기(102)를 포함하는 수많은 프로토타입 또는 테스트 장치를 제조하기 위한 다른 위치에서 사용될 수 있다. 후막 저항기(102)의 변형 가능한 저항 및 유연한 기하학적 구조는 후막 저항기(102)가 많은 상이한 설계에 신속하게 통합될 수 있게 한다.
도 2가 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기(102)를 형성하기 위한 작업 흐름(200)의 일례를 도시하지만, 도 2에 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 혼합, 적층 및 경화 작업(202, 204, 206)에 사용되는 것으로 표시된 특정 장비는 예시일 뿐이다. 작업(202, 204 및 206)을 각각 수행하는데 임의의 적절한 장비가 사용될 수 있다. 또한, 다양한 추가 작업(216)은 후막 저항기(102)를 제조하기 위해 필요하거나 목적하는 대로 수행될 수 있으며, 추가 작업(216)은 (무엇보다도) 후막 저항기(102) 및/또는 또는 후막 저항기(102)가 형성되는 구조체(100')의 재료를 제조하는데 사용되는 재료에 기초하여 변경될 수 있다.
도 3은 본 개시 내용에 따른 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기를 형성하기 위한 예시적인 방법(300)을 도시한다. 설명의 편의를 위해, 도 3에 도시된 방법(300)은 도 2에 도시된 작업 흐름(200)에 포함된 장비를 사용하여 도 1에 도시된 예시적인 회로(100)의 후막 저항기(102)를 제조하는데 사용되는 것으로 기술된다. 그러나, 도 3에 도시된 방법(300)은 임의의 적절한 회로, 장치 또는 시스템에서 임의의 적절한 후막 저항기를 형성하는데 사용될 수 있고, 다양한 작업을 위한 임의의 적절한 장비의 사용을 수반할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 후막 재료는 단계(302)에서 개질된 후막 재료를 형성하기 위해 유전체 물질과 블렌딩된다. 이는, 예를 들면 탄소계 잉크 또는 다른 탄소계 후막 재료를 바륨 티타네이트, 스트론튬 티타네이트, 바륨 스트론튬 티타네이트, 또는 기타 유전체 물질과 블렌딩하는 것을 포함할 수 있다. 블렌딩은 탄소계 전도성 재료 내에서 유전체 물질의 적절한 분포를 보장하도록 설계된 믹서(208)를 사용하여 발생할 수 있다. 탄소계 잉크 또는 다른 탄소계 후막 재료에 첨가되는 유전체 물질의 양은 생성되는 개질된 후막 재료(210)의 목적하는 저항에 기초할 수 있다. 일부 양태에서, 예를 들면 탄소계 잉크 또는 다른 탄소계 후막 재료에 첨가되는 유전체 물질의 양은 개질된 후막 재료(210)의 최대 약 5% 내지 약 15%로 제한될 수 있다.
개질된 후막 재료는 단계(304)에서 목적하는 기하학적 구조로 구조체 상으로 적층된다. 이는, 예를 들면 프린터(212) 또는 다른 적층 시스템을 사용하여 구조체(100')의 전도성 트레이스(104, 106) 상으로 개질된 탄소계 후막 재료를 적층하는 것을 포함할 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 제조되는 후막 저항기(102)의 기하학적 구조는 목적하는 애플리케이션 및 제조되는 후막 저항기(102)를 위한 이용 가능한 공간에 기초하여 필요에 따라 달라질 수 있다. 개질된 후막 재료(210)가 후막 저항기(102)의 제조 동안 기하학적 구조로 적층되는 것으로 여기에서 기술되지만, 이 단계는 다중 후막 저항기(102)의 제조 동안 여러 영역(동일한 기하학적 구조 또는 다른 기하학적 구조)에서 개질된 후막 재료의 적층을 포함할 수 있다. 또한, 이 단계는 개질된 후막 재료(210)가 후막 저항기(102)를 형성하도록 다층으로 적층되는 경우, 동일한 후막 저항기(102)에 대해 반복적으로 발생할 수 있다는 점에 유의한다.
적층된 후막 재료는 단계(306)에서 (상대적으로) 저온 환경에서 구조체 상에서 경화된다. 이는, 예를 들면 적층된 후막 재료(210)를 갖는 구조체(100')를 히터(214) 내로 배치하는 것을 포함할 수 있다. 경화는 적층된 후막 재료(210)를 강화하거나 경화시키며, 이상적으로는 적층된 후막 재료(210)의 대부분 또는 전부가 구조체(100') 상에서 목적하는 형상으로 유지된다. 경화 온도 및 경화 시간의 예는 앞서 제공되며, 일반적으로 온도가 약 250 ℃를 초과하지 않는다. 상기 언급된 바와 같이, 이는 고온 소결 작업 또는 온도가 500 ℃, 700 ℃ 또는 850 ℃를 쉽게 초과할 수 있는 기타 고온 작업을 포함하는 다른 공정보다 훨씬 낮다. 적층된 후막 재료(210)를 더 낮은 온도에서 경화시키는 능력은 표준 소결 작업 또는 다른 고온 작업에서 사용되는 증가된 온도를 견딜 수 없는 플라스틱 또는 다른 물질의 사용을 가능하게 한다.
후막 저항기를 형성하기 위한 임의의 추가 처리 작업이 단계(308)에서 수행된다. 이는, 예를 들면 적층된 후막 재료(210)를 에칭하여, 후막 저항기(102)에 대해 최종 목적하는 저항값이 얻어지도록 하는 것을 포함할 수 있다. 이는 또한 후막 저항기(102) 또는 구조체(100')의 다른 구성요소를 세정하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 이것은 후막 저항기(102)의 저항에 대한 후속적인 변화(이는 "번인(burn-in)" 공정으로 언급될 수 있는 공정에서 발생함)를 방지하는 것을 돕기 위해 후막 저항기(102)에 걸쳐 전력(약 0.25 W 내지 약 0.5 W와 같은)을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
단계(310)에서 목적하는 구조의 제작이 완료된다. 이것은, 예를 들면 후막 저항기(102) 및 전도성 트레이스(104 및 106) 위에 재료 또는 추가 전기 구성요소의 하나 이상의 보호 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 또한 전도성 트레이스(104, 106)를 다른 회로 구성요소에 전기적으로 결합하여 후막 저항기(102)를 더 큰 회로에 통합시키는 것을 포함할 수 있다. 물론, 후막 저항기(102)는 임의의 적합한 방식으로 사용될 수 있고, 여기서 수행되는 작업은 후막 저항기(102)가 어떻게 사용되는지에 따라 광범위하게 달라질 수 있다.
도 3이 맞춤형 저항을 갖는 후막 저항기를 형성하기 위한 방법(300)의 일례를 도시하지만, 도 3에 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 일련의 단계로 표시되지만, 도 3의 다양한 단계는 중첩되거나, 병렬로 발생하거나, 다른 순서로 발생하거나, 여러 번 발생할 수 있다. 또한, 전체 공정에서 특정 결과를 얻기 위해 방법(300)의 임의의 지점에서 다양한 추가 작업이 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 다양한 기술을 사용하는 것과 같이, 전도성 트레이스(104 및 106) 상의 산화물 형성을 감소 또는 방지하는 것을 돕기 위해 공정 동안의 어떤 지점에서 하나 이상의 작업이 발생할 수 있다.
이 특허 문서 전체에 사용된 특정 단어 및 구문의 정의를 설명하는 것이 유리할 수 있다. "포함하다(include)" 및 "포함하다(comprise)" 및 그 파생어는 제한 없이 포함됨을 의미한다. "또는(or)"이라는 용어는 포괄적이며, 및/또는(and/or)을 의미한다. "~와 관련된(associated with)"이라는 문구 및 그 파생어는 포함하는, 그 안에 포함되는, 와 상호 연결되는, 함유하는, 그 안에 함유되는, ~에 또는 ~와 함께 연결되는, ~에 또는 ~와 결합되는, ~와 연락 가능한, ~와 협력되는, 끼워진, 병치된, ~에 근접한, ~에 또는 ~와 묶이, 가지고, ~의 속성을 가지고, ~에 또는 ~와 관계를 맺다 등을 의미할 수 있다. 항목 목록과 함께 사용될 때, "적어도 하나의(at least one of)"라는 문구는 나열된 항목 중 하나 이상을 서로 다른 조합으로 사용할 수 있으며, 목록에서 하나의 항목만 필요할 수 있음을 의미한다. 예를 들면, "하기 조합들: A, B, C, A 및 B, A 및 C, B 및 C, 및 A 및 B 및 C 중 어느 것을 포함한다.
본 출원의 설명은 임의의 특정 요소, 단계 또는 기능이 청구 범위에 포함되어야 하는 필수 또는 중요한 요소임을 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. 특허된 주제의 범위는 허용된 청구 범위에 의해서만 정의된다. 또한, "~의 수단(means for)" 또는 "~의 단계(step for)"라는 정확한 단어가 기능을 식별하는 문구 후에 특정 청구항에서 명시적으로 사용되지 않는 한, 첨부된 청구항 또는 청구항 요소와 관련하여 35 USC § 112(f)를 인용한 청구항은 없다. 청구항 내에서 (이에 제한되지 않지만) "메커니즘(mechanism)", "모듈", "장치", "유닛", "구성요소", "요소", "멤버", "장치", "기계", "시스템", "공정" 또는 "컨트롤러"와 같은 용어는 관련 기술 분야의 숙련자에게 알려진 구조를 지칭하는 것으로 이해 및 의도되며, 청구범위 자체의 기능에 의해 추가로 수정되거나 향상되며, 35 USC § 112(f)를 인용하려는 의도가 아니다.
본 개시 내용은 특정 양태 및 일반적으로 관련된 방법을 기술했지만, 이들 양태 및 방법의 변경 및 순열은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 예시적인 양태에 대한 상기 설명은 본 개시 내용을 정의하거나 제한하지 않는다. 하기 청구범위에 의해 정의된 바와 같이, 본 개시 내용의 정신 및 범위를 벗어나지 않고, 다른 변경, 대체 및 변경이 또한 가능하다.

Claims (40)

  1. 방법으로서, 상기 방법은,
    티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하여, 개질된 탄소계 잉크를 형성하는 단계;
    상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계;
    상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계; 및
    경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여, 후막 저항기를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 탄소계 잉크와 블렌딩된 유전체 물질의 양은 개질된 탄소계 잉크의 약 15 중량%를 초과하지 않으며;
    상기 개질된 탄소계 잉크는 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 2배인 저항률을 갖는 것인, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 물질은 바륨 티타네이트, 스트론튬 티타네이트, 및 바륨 스트론튬 티타네이트 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계는, 인쇄된 개질된 탄소계 잉크가 다수의 전도성 트레이스를 연결하도록, 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄된 개질된 탄소계 잉크는 약 160 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화되는 것인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 에칭하여 목적하는 저항값을 얻는 것을 포함하는 것인, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 약 0.25 W 내지 약 0.5 W의 전력을 후막 저항기에 인가하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후막 저항기는,
    퓨징(fusing) 없이 약 200 mA까지의 전류를 처리함; 및
    퓨징 없이 약 1.0 W까지의 전력을 처리함; 중 적어도 하나를 하도록 구성되는 것인, 방법.
  8. 방법으로서, 상기 방법은,
    유전체 물질과 블렌딩된 탄소계 후막 재료를 포함하는 개질된 탄소계 후막 재료를 얻는 단계;
    상기 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 단계;
    상기 구조체 상에 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계; 및
    경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 처리하여, 후막 저항기를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 탄소계 후막 재료와 블렌딩된 유전체 물질의 양은 개질된 탄소계 후막 재료의 약 15 중량%를 초과하지 않는 것인, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 개질된 탄소계 후막 재료는 탄소계 후막 재료의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖는 것인, 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유전체 물질이 티타네이트를 포함하는 것인, 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 단계는, 적층된 개질된 탄소계 후막 재료가 다수의 전도성 트레이스를 연결하도록, 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 구조체 상에 적층된 개질된 탄소계 후막 재료는 약 160 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화되는 것인, 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 목적하는 저항값을 얻기 위해 경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 에칭하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 경화된 적층된 개질 탄소계 후막 재료를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 약 0.25 W 내지 약 0.5 W의 전력을 후막 저항기에 인가하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 후막 저항기는,
    퓨징(fusing) 없이 약 200 mA까지의 전류를 처리함; 및
    퓨징 없이 약 1.0 W까지의 전력을 처리함; 중 적어도 하나를 하도록 구성되는 것인, 방법.
  16. 장치로서, 상기 장치는,
    티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하여, 개질된 탄소계 잉크를 형성하는 단계;
    상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계;
    상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계; 및
    경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계;에 의해 제조된 후막 저항기를 포함하고,
    상기 탄소계 잉크와 블렌딩된 유전체 물질의 양은 개질된 탄소계 잉크의 약 15 중량%를 초과하지 않으며;
    상기 개질된 탄소계 잉크는 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 2배인 저항률을 갖는 것인, 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 유전체 물질은 바륨 티타네이트, 스트론튬 티타네이트, 및 바륨 스트론튬 티타네이트 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 후막 저항기는 구조체의 다수의 전도성 트레이스를 전기적으로 연결하는 것인, 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 후막 저항기는 퓨징 없이 최대 약 200 mA의 전류를 처리하도록 구성되는 것인, 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 후막 저항기는 퓨징 없이 최대 약 1.0 W의 전력을 처리하도록 구성되는 것인, 장치.
  21. 방법으로서, 상기 방법은,
    티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하여, 개질된 탄소계 잉크를 형성하는 단계;
    상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계;
    상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계; 및
    경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여, 후막 저항기를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 유전체 물질을 탄소계 잉크와 블렌딩하는 단계는 개질된 탄소계 잉크가 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖도록 하는 것인, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 유전체 물질은 티타네이트를 포함하는 것인, 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계는, 인쇄된 개질된 탄소계 잉크가 다수의 전도성 트레이스를 연결하도록, 개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 인쇄된 개질된 탄소계 잉크가 약 160 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화되는 것인, 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 에칭하여 목적하는 저항값을 얻는 것을 포함하는 것인, 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 약 0.25 W 내지 약 0.5 W의 전력을 후막 저항기에 인가하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 후막 저항기는
    퓨징(fusing) 없이 약 200 mA까지의 전류를 처리함; 및
    퓨징 없이 약 1.0 W까지의 전력을 처리함; 중 적어도 하나를 하도록 구성되는 것인, 방법.
  28. 방법으로서, 상기 방법은,
    유전체 물질과 블렌딩된 탄소계 후막 재료를 포함하는 개질된 탄소계 후막 재료를 얻는 단계;
    상기 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 단계;
    상기 구조체 상에 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계; 및
    경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 탄소계 후막 재료와 블렌딩된 유전체 물질은 개질된 탄소계 후막 재료가 탄소계 후막 재료의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖도록 하는 것인, 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 탄소계 후막 재료와 블렌딩된 유전체 물질의 양이 개질된 탄소계 후막 재료의 약 5 중량% 내지 약 15 중량%를 초과하지 않는 것인, 방법.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 유전체 물질은 바륨 티타네이트, 스트론튬 티타네이트, 및 바륨 스트론튬 티타네이트 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 단계, 적층된 개질된 탄소계 후막 재료가 다수의 전도성 트레이스를 연결하도록, 개질된 탄소계 후막 재료를 구조체 상으로 적층하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 적층된 개질된 탄소계 후막 재료가 약 160 ℃를 초과하지 않는 온도에서 구조체 상에서 경화되는 것인, 방법.
  33. 제28항에 있어서,
    상기 경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 목적하는 저항값을 얻기 위해 경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 에칭하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  34. 제28항에 있어서,
    상기 경화된 적층된 개질된 탄소계 후막 재료를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계는 약 0.25 W 내지 약 0.5 W의 전력을 후막 저항기에 인가하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  35. 제28항에 있어서,
    상기 후막 저항기는
    퓨징(fusing) 없이 약 200 mA까지의 전류를 처리함; 및
    퓨징 없이 약 1.0 W까지의 전력을 처리함; 중 적어도 하나를 하도록 구성되는 것인, 방법.
  36. 장치로서, 상기 장치는,
    개질된 탄소계 잉크를 구조체 상으로 인쇄하는 단계 - 상기 개질된 탄소계 잉크는 탄소계 잉크와 블렌딩된 티타네이트를 포함하는 유전체 물질을 포함함 -;
    상기 구조체 상에 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 약 250 ℃를 초과하지 않는 온도에서 경화시키는 단계; 및
    경화된 인쇄된 개질된 탄소계 잉크를 처리하여 후막 저항기를 형성하는 단계;에 의해 제조된 후막 저항기를 포함하고,
    상기 탄소계 잉크와 블렌딩된 유전체 물질은 개질된 탄소계 잉크가 탄소계 잉크의 저항률의 적어도 두 배인 저항률을 갖도록 하는 것인, 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 유전체 물질은 티타네이트를 포함하는 것인, 장치.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 후막 저항기는 구조체의 다수의 전도성 트레이스를 전기적으로 연결하는 것인, 장치.
  39. 제36항에 있어서,
    상기 후막 저항기는 퓨징 없이 최대 약 200 mA의 전류를 처리하도록 구성되는 것인, 장치.
  40. 제36항에 있어서,
    상기 후막 저항기는 퓨징 없이 최대 약 1.0 W의 전력을 처리하도록 구성되는 것인, 장치.
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