WO2016170900A1 - 抵抗器の製造方法、抵抗器、および、電子デバイス - Google Patents

抵抗器の製造方法、抵抗器、および、電子デバイス Download PDF

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明彦 半谷
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スタンレー電気株式会社
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    • H05K2203/1131—Sintering, i.e. fusing of metal particles to achieve or improve electrical conductivity

Definitions

  • the present invention relates to a resistor having a resistor film on a substrate.
  • Fixed resistors include a chip-type resistor in which a resistor film and electrodes are mounted on the surface of a substrate, a lead-wire resistor in which a resistor film is coated on the surface of a cylindrical substrate, and lead wires are connected to both ends thereof.
  • a carbon film or a metal film is used as the resistor film.
  • a technical field called printed electronics in which a circuit pattern is formed by printing, is being actively studied in order to facilitate the manufacturing process and reduce the cost of manufacturing equipment.
  • a non-conductive film containing copper nanoparticles is deposited by an inkjet printer or the like, and the formed film is irradiated with light from above to fuse the copper particles to form a conductive circuit. Techniques to do this are disclosed.
  • the resistance value of the resistor film is adjusted by trimming the resistor film as described above. Trimming can increase the resistance value but cannot decrease the resistance value. Therefore, it is necessary to form a large resistor film in advance so that the resistance value can be kept within a desired range by trimming, which hinders miniaturization of the resistor.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a fixed resistor that can be adjusted by increasing or decreasing the resistance value of a resistor film.
  • a solution in which conductive nano-sized particles having a particle size of less than 1 ⁇ m and an insulating material are dispersed, or conductive nano-sized particles coated with an insulating material layer are dispersed are dispersed.
  • a second step of forming a resistor film which is a conductive nano-sized particle layer of the pattern is a conductive nano-sized particle layer of the pattern.
  • FIGS. 4A to 4C are top views showing manufacturing steps of the resistor according to the first embodiment.
  • FIGS. Explanatory drawing which shows the thickness of the resistor film manufactured in 2nd Embodiment.
  • A) Explanatory drawing which shows that the resistive film 140 is formed by light irradiation to the film
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing that the resistor film 140 is formed only in a part of the film and the resistor film 40 spreads in the thickness direction by additional irradiation of light.
  • FIGS. are top views showing a network-like resistor film 140 according to a third embodiment.
  • FIGS. (A) Top view, (b) AA sectional view, (c) BB sectional view of an electronic device manufactured in the sixth embodiment.
  • a film containing conductive particles covered with an insulating material layer is formed, and a part of this film is irradiated with light to form a conductive particle layer, which is used as a resistor film.
  • the resistance value of the resistor film is measured. If the resistance value is larger than the desired value, additional irradiation with light is performed to expand the conductive particle layer, and an additional resistor film is formed. On the other hand, if it is smaller than the desired value, the light is irradiated to perform trimming. Thereby, adjustment of the resistance value of a resistor film can be increased / decreased, and the resistor film of a desired value can be formed. This will be specifically described below.
  • a substrate 10 on which a pair of circuit patterns (electrodes) 50 are formed in advance is prepared.
  • a solution in which conductive nano-sized particles having a particle size (for example, average particle size) of 1 ⁇ m or less (hereinafter referred to as conductive nanoparticles) and an insulating material are dispersed in a solvent or a layer of the insulating material As shown in FIG. 1B, a solution in which the conductive nanoparticles coated with (1) are dispersed at least in a solvent is applied in a desired shape in the region 20 on the surface of the substrate 10. It is desirable that the applied solution has a smooth surface on the substrate 10 to form a coating film (film 141) as shown in FIG. The end of the film 141 is overlapped with the end of the circuit pattern 50. If necessary, the film 141 is heated and dried. Conductive nanoparticles are dispersed in the film 141, and the periphery of the conductive nanoparticles is covered with an insulating material. The film 141 in this state is entirely nonconductive.
  • the film 141 is irradiated with light in a desired pattern, and the conductive nanoparticles are sintered by the light to form a conductive nanosize particle layer (resistor film) having a desired pattern. 140).
  • the resistor film 140 In order to form the resistor film 140 that is continuous with the circuit pattern 50, it is desirable to irradiate the light to the region overlapping the circuit pattern 50.
  • the conductive nanoparticles are melted at a temperature lower than the melting point of the bulk of the material constituting the particles.
  • the insulating material layer around the conductive nanoparticles is evaporated or softened by light irradiation.
  • the melted conductive nanoparticles are fused directly with the adjacent particles, or are fused with the adjacent particles through the softened insulating material layer.
  • the conductive nanoparticles can be sintered together, and the light-irradiated region becomes the electrically conductive resistor film 140.
  • the resistor film 140 is formed as shown in FIGS. 1 (e) and 2 (a).
  • the electroconductive nanoparticle after light irradiation has couple
  • the region of the film 141 that is not irradiated with light remains non-conductive because sintering does not occur.
  • the resistance value of the formed resistor film 140 is measured.
  • the resistance value is obtained by supplying a current from the power source to the resistor film 140 and measuring the current value.
  • the step of FIG. 1F When the measured resistance value is larger than the desired resistance value range, in the step of FIG. 1F, light is additionally applied to the unsintered film 141 in contact with the edge of the resistor film 140, and the light is irradiated.
  • the conductive nanoparticles in the irradiated region are sintered to change to electrical conductivity.
  • the shape of the resistor film 140 can be expanded as shown in FIG. 2B, and the resistance value can be reduced. Therefore, the resistance value can be reduced in accordance with the area and shape of the region additionally irradiated with light, and the resistance value of the resistor film 140 can be adjusted to fall within a desired resistance value range.
  • the resistor film 140 in the irradiated portion (trimming portion) 43 is removed as in 2 (c), and the resistor film 140 is trimmed.
  • the amount of irradiation light is adjusted to an intensity at which the resistor film 140 disappears or is removed. Accordingly, the resistance value can be increased according to the trimmed area and shape, and the resistance value of the resistor film 140 can be adjusted to fall within a desired resistance value range.
  • the nonconductive film 141 may be removed after the resistance value is adjusted.
  • the film 141 can be removed by dissolving in an organic solvent or the like.
  • a resistor including the substrate 10 including the pair of circuit patterns 50 and the resistor film 140 that connects the circuit patterns 50 is manufactured by the manufacturing method described above. Can do.
  • a part or all of the resistor film 140 is constituted by a layer containing conductive nanoparticles having a particle size of less than 1 ⁇ m.
  • the resistor film 140 can be formed to have a thickness of about 10 nm to 10 ⁇ m, for example, a thickness of 1 ⁇ m or more.
  • the electric resistance value of the resistor film 140 can be formed to be 10 ⁇ 4 ⁇ / cm 2 or less, for example.
  • the thickness of the circuit pattern 50 is larger than the thickness of the resistor film 140 as shown in FIG.
  • any material can be used for the substrate 10 as long as it can support the resistor film 140 and the circuit pattern 50, has at least an insulating surface, and can withstand light irradiation when the resistor film 140 is formed.
  • a material may be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • glass epoxy substrate a glass epoxy substrate
  • paper phenol substrate a paper phenol substrate
  • flexible printed substrate a ceramic substrate
  • a glass substrate a metal substrate whose surface is covered with an insulating layer, and the like
  • the substrate 10 of the present embodiment can be a film-like substrate.
  • the material of the substrate 10 it is also possible to use a substrate that transmits the light irradiated in the steps of FIGS. 1D and 1F. In this case, light is emitted in the steps of FIGS. 1D and 1F.
  • the resistor film 140 or the film 141 can be irradiated through the substrate 10 from the back side of the substrate 10.
  • the conductive nanoparticles constituting the resistor film 140 As a material for the conductive nanoparticles constituting the resistor film 140, one or more of conductive metals and conductive metal oxides such as Ag, Cu, Au, Pd, ITO, Pt, and Fe may be used. it can.
  • the conductive nanoparticles in an unsintered state include conductive particles having a particle size (for example, an average particle size) of 0.01 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • the insulating material contained in the film 141 and covering the conductive nanoparticles include resins such as styrene resin, epoxy resin, silicone resin, and acrylic resin, and SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2, and the like.
  • resins such as styrene resin, epoxy resin, silicone resin, and acrylic resin, and SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2, and the like.
  • inorganic materials and organic and inorganic hybrid materials can be used.
  • the thickness of the insulating material layer covering the conductive nanoparticles in the film 141 is preferably about 1 nm to 10000 nm. If the insulating material layer is too thin, the voltage resistance of the non-conductive film 141 is lowered.
  • the thickness of the film 141 formed in the step of FIG. 1C can be formed to about 10 nm to 10 ⁇ m.
  • the wavelength absorbed by the conductive nanoparticles contained in the film 141 is selected and used.
  • Irradiation light may be any of ultraviolet, visible, and infrared light.
  • visible light 400 to 600 nm can be used.
  • the intensity of light is such that the insulating material layer evaporates or softens, and the conductive nanoparticles are fused and bonded. Set to strength.
  • the irradiation intensity is set in consideration of the material and particle size of the conductive nanoparticles in the film 141 and the material and thickness of the insulating material layer covering the conductive nanoparticles. Further, in the step of FIG. 1F, when the resistor film 140 is trimmed, light having an intensity capable of evaporating or removing the sintered conductive particles is irradiated.
  • a method of irradiating light through a mask having an opening of a predetermined pattern can be used. It is also possible to irradiate only a predetermined pattern by using a light beam condensed to an irradiation diameter smaller than the predetermined pattern and causing the light beam to scan a predetermined pattern on the film 141.
  • a conventional method can be used as a method for forming the circuit pattern 50 on the substrate 10.
  • a method of patterning a desired shape by etching after forming a metal thin film on the substrate 10 can be used.
  • the conductive particles are sintered by applying only heat or heat and pressure. It is also possible to form the circuit pattern 50.
  • the resistor film 140 having a desired pattern can be directly formed by irradiating light after forming the film 141 on the substrate 10. Further, by additionally irradiating light, it is possible not only to increase the resistance value but also to decrease the resistance value. Therefore, the adjustment of the resistance value is easy, and the required resistance value can be easily realized with high accuracy.
  • the manufacturing process is easier and the time required for the manufacture is compared with the conventional manufacturing method in which the resistance value of the resistor film is kept within a predetermined range by trimming. Can be shortened.
  • the manufacturing method of the present embodiment does not require the resistor film to be formed larger, thereby reducing the size of the resistor. Can do.
  • a solution for forming the coating film (film 141) of this embodiment a solution in which conductive nanoparticles having a particle size of 1 ⁇ m or less and an insulating material are dispersed in a solvent, or an insulating material
  • conductive micro-sized particles conductive micro-particles having a particle size (for example, an average particle size) of 1 ⁇ m or more are included in these solutions. Called particles).
  • the conductive microparticles can be sintered at a lower temperature than the bulk by light irradiation, starting from the conductive nanoparticles.
  • the material of the conductive microparticle can be the same as that of the conductive nanoparticle. That is, according to the target resistance value and the thickness of the resistor film, the conductive microparticles can be arbitrarily contained in the solution for forming the coating film 141.
  • the resistor film is formed in a state where a part of the particle shape of the conductive microparticles and the conductive nanoparticles remains.
  • Insulating materials dispersed together with conductive nanoparticles and conductive microparticles, or insulating materials covering conductive nanoparticles and conductive microparticles are light beams that sinter conductive nanoparticles and conductive microparticles. Although it evaporates at the time of irradiation, it may not be completely evaporated and may be partially left in the resistance film. Since a part of the insulating material remains in the resistance film, the resistance value is increased accordingly. That is, the resistance value is adjusted by adjusting the residual amount of the insulating material dispersed together with the conductive nanoparticles and conductive microparticles, or the insulating material covering the conductive nanoparticles and conductive microparticles in the resistive film. Can be adjusted.
  • a resistance value adjusting member in addition to conductive nanoparticles and conductive microparticles, as a resistance value adjusting member, powders and particles composed of indium oxide, copper oxide, silver oxide, Cr, C, etc. are dispersed in a solution, and the resistance value is reduced. Can be adjusted. By dispersing these powders and particles, the resistor film 140 becomes a state in which these powders and particles are interposed in the sintered conductive nanoparticles and conductive microparticles, and the conductive films are partially conductive. The resistance value of the resistor film 140 can be increased as compared with the non-dispersed one that inhibits the sintering of the microparticles. As these powders and particles, those of nano size and micro size can be used.
  • the steps of the manufacturing method of the second embodiment are basically the same as those in FIGS. 1A to 1F of the first embodiment, but light is irradiated in the step of FIG.
  • the conductive nanoparticle is sintered on the film 141 to form the conductive resistor film 140
  • the entire film 141 in the thickness direction is sintered in the first embodiment (FIG. 3).
  • the amount of light irradiating the film 141 in FIG. 3 is set to be weak at least in some regions, and the resistor films 140a and 140b in FIG. 3 and FIGS. 4B and 4C are used. Only a part of the film 141 in the thickness direction is sintered.
  • the resistor film 140 (140a, 140b) having a thin film thickness in at least a partial region in the main plane direction is formed.
  • the resistor film 140a shown in FIG. is formed by irradiating light from the lower surface side of the film 141 through the light-transmitting substrate 10 and sintering only a partial region on the lower surface side of the film 141. .
  • the resistance value of the resistor film 140 can be adjusted without changing the shape of the resistor film 140a in the main plane direction. Therefore, the entire region in the main plane direction of the film 141 to be applied first can be made the resistor film 140, and the resistance value can be adjusted. Therefore, it is not necessary to form the film 141 larger, and a smaller resistor can be manufactured. Further, since the resistance value can be adjusted without changing the shape of the resistor film 140a in the main plane direction, the light irradiation pattern in the step of FIG. 1D and the step of FIG. It is also possible to make the light irradiation pattern the same pattern, and in this case, the manufacturing process becomes easier.
  • the resistor films 140a and 140b are trimmed, as in the process of FIG. 1F of the first embodiment, for example, irradiation with a large amount of light is performed.
  • the resistor film 140b may be partially evaporated or removed.
  • Each process of the manufacturing method of the third embodiment is basically the same as that of FIGS. 1A to 1F of the first embodiment, but the film 141 is irradiated with light in the process of FIG.
  • the conductive resistor film 140 is formed by sintering, light is irradiated in a mesh shape (lattice shape) in the main plane direction of the film 141.
  • a resistor film 140 having at least a part of a mesh shape is formed as shown in FIGS.
  • a light beam having a narrow irradiation diameter may be formed by scanning in a mesh pattern (lattice pattern), or light shaped into a mesh pattern may be irradiated.
  • the circuit pattern 50 of the first embodiment is formed by light irradiation.
  • part or all of the circuit pattern 50 is configured by a layer obtained by sintering conductive particles.
  • conductive particles conductive nanoparticles having a particle size (for example, average particle size) of less than 1 ⁇ m and conductive microsize particles (for example, conductive microparticles) having a particle size (for example, average particle size) of 1 ⁇ m or more are referred to. ) are preferably used in combination.
  • the conductive particles are irradiated with light, the conductive nanoparticles are first melted and bonded to the surrounding conductive microparticles.
  • the conductive microparticles can be sintered at a lower temperature than the bulk by light irradiation, starting from the conductive nanoparticles.
  • a layer having a large thickness can be formed relatively easily, and the circuit pattern 50 can be formed by sintering by light irradiation.
  • the material of the conductive nanoparticles and the conductive microparticles the same materials as the conductive nanoparticles described in the first embodiment can be used.
  • the circuit pattern 50 includes conductive particles having a particle size (for example, an average particle size) of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the width of the circuit pattern 50 can be 10 ⁇ m or more, and can be formed to about 100 ⁇ m, for example.
  • the circuit pattern 50 can be formed to a thickness of about 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example, about 20 ⁇ m.
  • the electric resistance value of the circuit pattern 50 is preferably 10 ⁇ 4 ⁇ / cm 2 or less, and particularly preferably a low resistance of the order of 10 ⁇ 6 ⁇ / cm 2 or less.
  • the substrate 10 is prepared.
  • a solution in which conductive nanoparticles, conductive microparticles, and an insulating material are dispersed in a solvent, or conductive nanoparticles and conductive microparticles coated with a layer of an insulating material are dispersed in the solvent are dispersed in the solvent.
  • a solvent an organic solvent or water can be used.
  • the above solution is applied in a desired shape to a region on the surface of the substrate 10 where the circuit pattern 50 is to be formed.
  • the applied solution forms a coating film. If necessary, the coating is heated and dried. In the coating film, conductive nanoparticles and conductive microparticles are dispersed, and the periphery of each particle is covered with an insulating material. Therefore, in this state, the coating film is non-conductive.
  • the wavelength of light applied to the coating film is selected by selecting the wavelength absorbed by the conductive nanoparticles and conductive microparticles contained in the coating film.
  • the shape of the circuit pattern 50 to be irradiated with light can be formed by a mask having a predetermined opening. It is also possible to irradiate only the region of the circuit pattern 50 by using a light beam condensed to an irradiation diameter smaller than the wiring width of the circuit pattern 50 and scanning the light beam.
  • the area of the coating film not irradiated with light remains non-conductive because sintering does not occur.
  • region of the nonelectroconductive coating film which is not sintered may remain or may be removed in a later step.
  • the method of forming a coating film in a wider range than the region to be the circuit pattern 50 and irradiating only the region to be the circuit pattern 50 has been described.
  • a solution in which conductive particles are dispersed may be printed in the shape of the pattern 50 to form a coating film.
  • the circuit pattern 50 can be formed by irradiating the entire coating film formed by printing with light.
  • the resistor film 140 is formed by performing the manufacturing process of the first embodiment to manufacture the resistor.
  • the circuit pattern 50 is formed on the substrate 10 and then the manufacturing method of the first embodiment is performed.
  • the circuit pattern 50 and the circuit pattern 50 according to the fourth embodiment are used. After forming the coating film, the process up to FIG. 1C of the manufacturing method of the first embodiment is performed without performing light irradiation, and the film 141 to be the resistor film 140 is formed.
  • the circuit pattern 50 and the resistor film 140 are photo-sintered continuously or simultaneously.
  • the region that becomes the circuit pattern 50 is irradiated with light having a wavelength that is absorbed by the conductive particles of the coating film of the circuit pattern 50, and the conductive nanoparticles of the membrane 141 are absorbed in the region that becomes the resistor film 140. Irradiate light of wavelength. Further, the intensity of the irradiated light is also adjusted to an intensity capable of causing the circuit pattern 50 and the resistor film 140 to be sintered.
  • the manufacturing method of the first embodiment is performed to complete the resistor.
  • the light irradiation process in the entire manufacturing process can be performed at a time, so that the manufacturing efficiency is improved.
  • the order of forming the coating film of the circuit pattern 50 and the formation of the film 141 of the resistor film 140 are switched, and after forming the film 141 of the resistor film 140, the coating film of the circuit pattern 50 is formed. Also good. Thereafter, light irradiation of both circuit patterns is performed continuously or simultaneously.
  • the circuit pattern 50 may be formed after the resistor film 140 is formed by switching the order of the circuit pattern 50 forming process and the resistor film 140 forming process.
  • the electronic device of FIG. 6 includes a substrate 10 provided with second circuit patterns 50a and 50b (hereinafter also referred to as second circuit pattern 50), and an electronic component 30 and an electronic component 30 mounted on the substrate 10 in series. And a resistor 240 connected by the second circuit pattern 50.
  • the resistor 240 is a resistor having the structure of the first embodiment, and acts as a protective resistor that prevents an excessive current from flowing through the electronic component 30.
  • a part 50 a of the second circuit pattern 50 is mounted on one surface of the substrate 10, and the other portion 50 b is mounted on the other surface of the substrate 10.
  • the second circuit pattern 50 a and the second circuit pattern 50 b partially overlap in the main plane direction of the substrate 10, and a through hole 70 is formed in the overlapping portion of the substrate 10.
  • the conductor 52 is filled. Thereby, the second circuit pattern 50 a on one surface of the substrate 10 and the second circuit pattern 50 b on the other surface are connected in the thickness direction of the substrate 10 by the conductor 52 in the through hole 70.
  • the electronic component 30 is disposed in a region 20 provided on the substrate 10.
  • a first circuit pattern 40 that is electrically connected to the electronic component 30 is disposed in the region 20.
  • the second circuit pattern 50 a is connected to the first circuit pattern 40 at the peripheral edge of the region 20.
  • the second circuit pattern 50 a is connected to a power source 60 disposed outside the region 20 and supplies current to the first circuit pattern 40.
  • the resistor 240 includes a resistor film 140.
  • the resistor film 140 is disposed in a gap provided in the middle of the second circuit pattern 50 and connects the second circuit patterns 50 on both sides of the gap.
  • a non-conductive film 141 is provided around the resistor film 140. Note that the film 141 may be removed.
  • the first circuit pattern 40 is partially or entirely constituted by a layer obtained by sintering conductive nanoparticles having a particle size of less than 1 ⁇ m.
  • the first circuit patterns 40 are arranged in at least one pair in the region 20 for mounting the electronic component 30 and are connected to the second circuit patterns 50 (50a, 50b) on both sides of the region 20, respectively.
  • a non-conductive layer 41 is disposed between the pair of first circuit patterns 40.
  • the electronic component 30 is directly flip-chip mounted on the pair of first circuit patterns 40.
  • the nonconductive layer 41 is disposed between the first circuit patterns 40.
  • the nonconductive layer 41 does not necessarily have to be disposed and has been removed. May be.
  • the thickness of the second circuit pattern 50 (50a, 50b) is larger than the thickness of the first circuit pattern 40 as shown in FIG. Since the first circuit pattern 40 is formed by sintering conductive nanoparticles, it is difficult to form the first circuit pattern 40 thick. When the first circuit pattern 40 is extended to the power source 60, the first circuit pattern 40 is thin. The electrical resistance of 40 is increased. Therefore, it becomes difficult to supply a large current to the electronic component 30. In the present embodiment, the first circuit pattern 40 is formed only in the region 20 on which the electronic component 30 is mounted, which requires fine wiring, and the outside of the region 20 is configured by the thick second circuit pattern 50. Compared with the case where the first circuit pattern 40 is formed up to the power source 60, the electric resistance is lowered and a large current can be supplied to the electronic component 30.
  • a part or all of the second circuit pattern 50 can be configured by a layer obtained by sintering conductive particles by light irradiation as in the fourth embodiment.
  • the power source 60 is mounted on the substrate 10, but the power source 60 is not necessarily arranged on the substrate 10.
  • a connector may be disposed on the substrate 10 instead of the power supply 60.
  • a power supply not mounted on the substrate 10 can be connected to the connector via a cable or the like.
  • the connector is connected to the second circuit pattern 50. It is also possible to use a power generation device such as a solar battery as the power source 60.
  • the substrate 10 may be curved as shown in FIGS. 6B and 6C.
  • the first circuit pattern 40 and the second circuit pattern 50 are arranged along the curved surface of the substrate 10.
  • the resistor film 140, the first circuit pattern 40, and the second circuit pattern 50 can be formed by applying a film containing conductive particles and sintering it by light irradiation. By bending the substrate 10 before the sintering step, the resistor film 140 and the first and second circuit patterns 40 and 50 on the curved substrate 10 are easily formed without disconnection or thinning. be able to.
  • the resistance film 140 expands and contracts to change the resistance value of the resistance film, thereby reducing the role as a protection circuit.
  • a desired resistance value can be obtained.
  • the material of the substrate 10 can be the same as that of the first embodiment.
  • the same particles as those for forming the resistor film 40 described in the first embodiment can be used.
  • the second circuit pattern 50 is formed by sintering conductive particles, the same particles as in the fourth embodiment can be used.
  • Any electronic component 30 may be used.
  • a light emitting element LED, LD
  • a light receiving element for example, a light receiving element, an integrated circuit, and a display element (liquid crystal display, plasma display, EL display, etc.) are used. be able to.
  • FIG. 6 only one electronic component 30 is mounted on the substrate 10, but it is of course possible to provide two or more regions 20 and mount two or more electronic components 30.
  • the second circuit pattern 50 is formed so that the plurality of electronic components 30 are connected in a desired circuit pattern such as series or parallel.
  • FIGS. 7A to 7E show a process of forming the through hole 70 and the second circuit pattern 50 in the substrate 10, and FIGS. 8A to 8 G show the first in the region 20 on the substrate 10. The process of forming the circuit pattern 40 and mounting the electronic component 30 is shown.
  • the resistor film 140, the conductor 52 of the through hole 70, and the second circuit pattern 50 are formed by a layer containing conductive nanoparticles and conductive microparticles, and a part of the first circuit pattern 40 or All will be described as a method for manufacturing an electronic device constituted by a layer containing conductive nanoparticles having a particle size of less than 1 ⁇ m.
  • a transparent substrate is prepared as the substrate 10.
  • the film 51 for forming the second circuit pattern and the film 141 for forming the resistor film 140 are simultaneously formed on one surface of the substrate 10 (FIGS. 7A and 7B). Note that the film 141 is not shown in FIG. 7).
  • FIG. 7C-1 light is irradiated to a predetermined position from the surface opposite to the film 51 of the substrate 10, and a through hole (through hole) 70 is opened in the substrate 10 by the light 101. .
  • a part of the film 51 flows into the through hole 70 and fills the through hole 70 (FIG. 7C-2).
  • the film 51 is more easily filled in the through-hole 70 in the liquid state that is not dried, it is preferable to form the through-hole 70 without drying after the solution application.
  • the light 103 that irradiates the film 51 that has flowed into the through hole 70 is irradiated with a lower intensity than the light 101 that is irradiated when the through hole 70 is formed.
  • the conductive nanoparticles constituting the films 51, 141 are melted at a temperature lower than the melting point of the bulk of the material constituting the particles, and an insulating material layer around the conductive nanoparticles. Evaporates or softens when irradiated with light. Since the molten conductive nanoparticles are bonded to the surrounding conductive microparticles, the conductive microparticles can be sintered at a lower temperature than the bulk by light irradiation starting from the conductive nanoparticles.
  • the conductive nanoparticle and the conductive microparticle in the region irradiated with the light 102 and the like can be sintered to form the resistor film 140 and the second circuit pattern 50a.
  • the conductive nanoparticles 52 and the conductive microparticles of the film 51 in the through hole 70 can be sintered by the light 103 to form the conductor 52 filling the through hole 70.
  • the regions of the films 51 and 141 that are not irradiated with the light 102 and 103 remain non-conductive because sintering does not occur. Note that the regions of the nonconductive film 51 and the film 141 that are not sintered may be left as they are or may be removed.
  • the resistance value of the resistor film 140 is adjusted by performing the steps of FIGS. 2B and 2C described in the first embodiment.
  • a film 51 is formed on the other surface of the substrate 10 by the same process as in FIGS. 7A and 7B, and the film is irradiated with light 102 to be sintered, and the second circuit pattern 50b is formed on the substrate.
  • 10 is formed on the other surface of FIG. 10 (FIG. 7C-4).
  • the second circuit pattern 50b is formed so as to cover the position of the through hole 70, whereby the second circuit pattern 50a on one surface and the second circuit pattern 50b on the other surface are electrically connected to each other in the through hole 70. They can be joined by the body 52.
  • the conductor 52 formed from one surface side of the substrate 10 does not fill the entire inside of the through hole 70, the other surface side of the substrate 10 is processed in the step of FIG.
  • the conductor 52 that finally fills the entire through hole 70 can be formed.
  • the second circuit patterns 50a and 50b can be formed by patterning into the shape of the second circuit patterns 50a and 50b in FIG. 6 by etching.
  • a solution in which conductive nanoparticles and the insulating material are dispersed in a solvent, or a layer of the insulating material is used.
  • a solution in which the coated conductive nanoparticles are dispersed in a solvent is prepared.
  • the above solution is applied to the region 20 of the substrate 10 (FIG. 8A) provided with the second circuit pattern 50 (50a, 50b) formed by the above process (FIG. 8B). As shown in FIG. 8C, the applied solution has a smooth surface on the substrate 10 to form a coating film (film 41). The end of the film 41 is overlapped with the end of the second circuit pattern 50. If necessary, the film 41 is heated and dried. Conductive nanoparticles are dispersed in the film 41, and the periphery of the conductive nanoparticles is covered with an insulating material.
  • the electronic component 30 is mounted in alignment with a predetermined position of the film 41, and the electrode 31 of the electronic component 30 is brought into close contact with the film 41 as shown in FIG.
  • the film 41 is irradiated with light from the back side of the substrate to the shape of the first circuit pattern 40 in FIG. 6A, and the conductive nanoparticles are sintered by the light. .
  • a pair of first circuit patterns 40 are formed in the region 20 as shown in FIG.
  • the light irradiating the film 41 is irradiated from the back side of the substrate 10, but the light irradiating the above-described films 51 and 141 may be from the front side or the back side of the substrate.
  • the wavelength of the irradiating light is a wavelength that is absorbed by the conductive nanoparticles contained in the film 41 and is used by selecting a wavelength that is less absorbed by the substrate 10.
  • Irradiation light may be any of ultraviolet, visible, and infrared light.
  • visible light 400 to 600 nm can be used.
  • the irradiation pattern of light applied to the film 41 includes a region where the electrode 31 of the electronic component of the film 41 is in contact. Since the position of the electrode 31 of the mounted electronic component can be confirmed and the irradiation pattern can be determined using the position of the electrode 31 as a reference, the positional deviation between the circuit pattern and the electronic component can be suppressed.
  • the light is also applied to a region that overlaps the second circuit pattern 50. By light irradiation, the conductive nanoparticles are melted at a temperature lower than the melting point of the bulk of the material constituting the particles.
  • the insulating material layer around the conductive nanoparticles is evaporated or softened by light irradiation. Therefore, the molten conductive nanoparticles are fused directly with the adjacent particles, or are fused with the adjacent particles through the softened insulating material layer. Thereby, electroconductive nanoparticles can be sintered and the area
  • the electroconductive nanoparticle after light irradiation has couple
  • the unsintered film 41 may be removed.
  • a fine first circuit pattern 40 having a desired pattern can be formed by a simple process of coating and light irradiation.
  • the conductive nanoparticles are melted at the time of sintering, they can be bonded to the electrode 31 of the electronic component 30 to fix the first circuit pattern 40 and the electrode 31. That is, the electrode 31 is directly bonded to the first circuit pattern 40 without using bumps or the like. Since this manufacturing method performs light irradiation with the electronic component 30 mounted, the light irradiation can be performed with a pattern based on the position of the electrode 31 after mounting. Therefore, the bonding between the electrode 31 of the electronic component 30 and the first circuit pattern 40 is reliably obtained with high accuracy.
  • the film 41 may be formed using a printing method.
  • a printing method inkjet printing, flexographic printing, gravure offset printing, or the like can be used.
  • the first circuit pattern 40 can be formed by irradiating the entire film 41 formed by printing with light and sintering.
  • the films 51 and 141 formed in the steps of FIGS. 7A, 7B, 8A, and 8B can be similarly formed by printing.
  • light is irradiated from the back side of the film 41 using a light-transmitting substrate.
  • light is irradiated from the upper surface of the film 41 using a non-transparent substrate as the substrate 10.
  • bumps 42, solder balls or the like are mounted on the first circuit pattern as necessary, and the electronic component 30 is connected to the electrode 31.
  • the first circuit pattern 40 is mounted so as to align with the first circuit pattern 40.
  • the bumps are aligned so that the positions of the bumps coincide with the positions of the electrodes 31 of the electronic component 30.
  • heating or ultrasonic waves are applied to connect the electrode 31 of the electronic component 30 to the first circuit pattern 40 and fix the electronic component 30.
  • the film 141 that forms the resistor 240 is formed of the same coating solution as the film 51 that forms the second circuit pattern 50.
  • the film 141 that forms the resistor 240 is configured. It is also possible to use a coating liquid having a different composition from the coating liquid for the film 51 for forming the second circuit pattern 50 by further including an insulating material in the coating liquid. Thereby, the resistance value of the film 141 constituting the resistor 240 can be easily adjusted.
  • the film 141 for forming the resistor 240 is formed with the same coating liquid as the film 41 for forming the first circuit pattern 40, or the coating liquid for forming the first circuit pattern 40 further contains an insulating material. It is also possible to form the coating liquids with different blending, such as by using.
  • the present embodiment it is possible to manufacture an electronic device by mounting various electronic components on the substrate 10 with high density and mounting them in a small number of manufacturing processes. Moreover, since the circuit pattern can be easily changed by light irradiation, it is possible to easily cope with a design change.
  • a method for manufacturing an electronic device including a through hole charged with a conductor as follows is also provided. That is, in the first step, in a solution in which conductive nano-sized particles having a particle size of less than 1 ⁇ m, conductive micro-sized particles having a particle size of 1 ⁇ m or more, and an insulating material are dispersed, or an insulating material layer A solution in which conductive nano-sized particles coated and conductive micro-sized particles are dispersed is applied to a surface of a substrate in a desired shape, and the conductive nano-sized particles coated with the insulating material and the conductive material are coated. A film containing conductive microsize particles is formed.
  • the through hole is filled with the conductor.
  • light is irradiated to a predetermined position from a surface opposite to the film of the substrate, a through hole is formed in the substrate with the light, and a part of the film is caused to flow into the through hole.
  • a conductor is formed by sintering the conductive nano-sized particles and the conductive micro-sized particles of the film in the through hole by light irradiation with the 2-1 step of filling the through hole with the film.
  • a step 2-2 is formed by sintering the conductive nano-sized particles and the conductive micro-sized particles of the film in the through hole by light irradiation with the 2-1 step of filling the through hole with the film.
  • a method for manufacturing a circuit board having a curved substrate is also provided as follows. That is, in the first step, a solution in which conductive nano-sized particles having a particle diameter of less than 1 ⁇ m and an insulating material are dispersed, or a solution in which the conductive nano-sized particles coated with an insulating material layer are dispersed. Then, it is applied to the substrate surface in a desired shape to form a film containing the conductive nano-sized particles coated with the insulating material.
  • the film is irradiated with light in a predetermined pattern, and the conductive nanosize particles are sintered by the light to form a first circuit pattern that is a conductive nanosize particle layer of the predetermined pattern.
  • a step of bending the substrate is further performed before the first step or after the first step and before the second step.
  • any device can be applied as long as the electronic component is mounted on a substrate.
  • the present invention can be applied to an instrument panel (instrument display panel) of a car or a display unit of a game machine.
  • the substrate can be curved, it can be applied to wearable electronic devices (glasses, watches, displays, medical devices, etc.) and curved displays.

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Abstract

抵抗体膜の抵抗値を増減させて調整することができる抵抗器の製造方法を提供する。　導電性ナノサイズ粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性ナノサイズ粒子が分散された溶液を、基板１０表面に所望の形状で塗布し、膜141を形成する（図1(a)～(c)）。膜141の一部に光を照射して粒子を焼結し、抵抗体膜140を形成する（図1(d),(e))。抵抗体膜の抵抗値を計測する。計測した抵抗値が所望の抵抗値の範囲より大きい場合には、抵抗体膜140の縁部に光を照射して粒子を焼結し、抵抗体膜140を広げる(図1(f))。

Description

抵抗器の製造方法、抵抗器、および、電子デバイス
　本発明は、基板上に抵抗体膜を備えた抵抗器に関する。
　固定抵抗器は、基板の表面に抵抗体膜と電極を実装したチップ型抵抗器や、円筒型の基体表面に抵抗体膜を被覆し、その両端にリード線を接続したリード線型抵抗器等が知られている。抵抗体膜としては、炭素被膜や金属皮膜が用いられる。これら抵抗器の製造工程では、抵抗体膜を印刷工程および焼成工程等により形成した後、抵抗体膜の抵抗値の調整のために、レーザー光等で抵抗体膜の一部をトリミングして、電流経路を狭くする工程が行われる。
　一方、回路パターンの製造方法としては、製造プロセスを容易にし、製造装置コストを抑えるために、印刷により回路パターンを形成するプリンテッドエレクトロニクスという技術分野が盛んに研究されている。例えば、特許文献１には、銅ナノ粒子を含む非導電性フィルムをインクジェットプリンタ等により堆積させ、形成したフィルムに上方から光を照射することにより、銅粒子を融合させ、導電性の回路を形成する技術が開示されている。
特開２０１４－１１６３１５号公報
　従来の固定抵抗器の製造方法では、上述のように抵抗体膜の抵抗値の調整を抵抗体膜のトリミングによって行う。トリミングは、抵抗値を増加させることはできるが、抵抗値を低下させることはできない。そのため、トリミングで抵抗値を所望の範囲内におさめることができるように、予め抵抗体膜を大きめに形成しておく必要があり、抵抗器の小型化の妨げになる。
　本発明の目的は、抵抗体膜の抵抗値を増減させて調整することができる固定抵抗器の製造方法を提供することにある。
　本発明は上記目的を達成するために、粒径が１μｍ未満である導電性ナノサイズ粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性ナノサイズ粒子が分散された溶液を、基板表面に所望の形状で塗布し、膜を形成する第１工程と、膜の一部に所定のパターンで光を照射し、光によって導電性ナノサイズ粒子を焼結し、所定のパターンの導電性ナノサイズ粒子層である抵抗体膜を形成する第２工程とを有する。
　本発明によれば、固定抵抗器の製造工程において、抵抗体膜の抵抗値を増大させる調整のみならず、抵抗値を低減させる調整を行うことが可能である。
（ａ）～（ｆ）第１の実施形態の抵抗器の製造工程を示す断面図。 （ａ）～（ｃ）第１の実施形態の抵抗器の製造工程を示す上面図。 第２の実施形態で製造される抵抗体膜の厚さを示す説明図。 （ａ）第１の実施形態の膜１４１への光照射により抵抗体膜１４０が形成されることを示す説明図、（ｂ）および（ｃ）第２の実施形態の、膜１４１の厚さ方向の一部分にのみ抵抗体膜１４０が形成され、光の追加照射により抵抗体膜４０が厚さ方向に広がることを示す説明図。 （ａ）～（ｃ）第３の実施形態の網目状の抵抗体膜１４０を示す上面図。 第６の実施形態で製造される電子デバイスの（ａ）上面図、（ｂ）Ａ－Ａ断面図、（ｃ）Ｂ－Ｂ断面図。 （ａ）～（ｅ）第６の実施形態の電子デバイスの製造工程を示す断面図。 （ａ）～（ｇ）第６の実施形態の電子デバイスの製造工程を示す断面図。
　本発明の一実施形態の抵抗器の製造方法について説明する。
　＜第１の実施形態＞
　第１の実施形態の抵抗器の製造方法を図１（ａ）～（ｆ）および図２（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。
　本実施形態では、絶縁材料層で被覆された導電性粒子を含有する膜を形成し、この膜の一部に光を照射して導電性粒子層を形成し、これを抵抗体膜とする。抵抗体膜の抵抗値を測定し、所望の値より大きければ、光を追加照射して導電性粒子層を広げ、抵抗体膜を追加形成する。一方、所望の値よりも小さければ光を照射してトリミングする。これにより、抵抗体膜の抵抗値の調整を増減させ、所望の値の抵抗体膜を形成することができる。以下、具体的に説明する。
　まず、図１（ａ）のように、一対の回路パターン（電極）５０が予め形成された基板１０を用意する。
　つぎに、粒径（例えば平均粒子径）１μｍ以下の導電性ナノサイズ粒子（以下、導電性ナノ粒子と呼ぶ）と、絶縁材料とが、溶媒に少なくとも分散された溶液、もしくは、絶縁材料の層で被覆された導電性ナノ粒子が溶媒に少なくとも分散された溶液を、図１（ｂ）のように、基板１０表面の領域２０内に所望の形状で塗布する。塗布された溶液は、図１（ｃ）のように、基板１０上で表面が平滑になり、塗膜（膜１４１）を形成することが望ましい。膜１４１の端部は、回路パターン５０の端部と重なるようにする。必要に応じて膜１４１を加熱し、乾燥させる。膜１４１内には、導電性ナノ粒子が分散され、導電性ナノ粒子の周囲は絶縁材料で覆われた状態である。この状態の膜１４１は、全体が非導電性である。
　つぎに、図１（ｄ）のように、膜１４１に所望のパターンで光を照射し、光によって導電性ナノ粒子を焼結して、所望のパターンの導電性ナノサイズ粒子層（抵抗体膜１４０）を形成する。光は、回路パターン５０と連続した抵抗体膜１４０を形成するため、回路パターン５０と重なる領域にも照射することが望ましい。光照射により、導電性ナノ粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融する。導電性ナノ粒子の周囲の絶縁材料層は、光照射により蒸発するかもしくは軟化する。そのため、溶融した導電性ナノ粒子は、隣接する粒子と直接融合するか、もしくは、軟化した絶縁材料層を突き破って隣接する粒子と融合する。これにより、導電性ナノ粒子同士を焼結することができ、光照射した領域が、電気導電性の抵抗体膜１４０となる。これにより、図１（ｅ）および図２（ａ）のように抵抗体膜１４０を形成する。なお、光照射後の導電性ナノ粒子は、粒子同士が結合しているが、ある程度粒子形状を保っている。つまり、導電性ナノサイズ粒子層には、導電性ナノ粒子の粒子形状の一部が残っている。光を照射していない膜１４１の領域は、焼結が生じないため、非導電性のままである。
　つぎに、形成した抵抗体膜１４０の抵抗値を計測する。例えば、抵抗体膜１４０に電源から電流を供給し、電流値を計測することにより抵抗値を求める。
　計測した抵抗値が、所望の抵抗値の範囲よりも大きい場合、図１（ｆ）の工程において、抵抗体膜１４０の縁に接触する未焼結の膜１４１に光を追加照射し、光を照射された領域の導電性ナノ粒子を焼結して電気導電性に変化させる。これにより、図２（ｂ）のように抵抗体膜１４０の形状を広げることができ、抵抗値を低下させることができる。よって、光を追加照射した領域の面積および形状に応じて、抵抗値を低下させることができ、抵抗体膜１４０の抵抗値が所望の抵抗値範囲に入るように調整することができる。
　一方、計測した抵抗値が所望の抵抗値の範囲よりも小さい場合、図１（ｆ）の工程において、抵抗値を増加させるために、抵抗体膜１４０の一部に例えば光を照射し、図２（ｃ）のように照射した部分（トリミング部）４３の抵抗体膜１４０を除去し、抵抗体膜１４０をトリミングする。照射光量は、抵抗体膜１４０が消失または除去する強度に調整する。これにより、トリミングした面積及び形状に応じて、抵抗値を増大させることができ、抵抗体膜１４０の抵抗値が所望の抵抗値範囲に入るように調整することができる。
　なお、上記工程によって抵抗体膜１４０の抵抗値が所望の抵抗値範囲に入らなかった場合には、図１（ｄ）または図１（ｆ）の工程のいずれかをさらに行うことも可能である。
　なお、非導電性の膜１４１は、抵抗値の調整後に除去してもよい。例えば、有機溶媒等に溶解することにより、膜１４１を除去することが可能である。
　上記製造方法により、図２（ａ）、（ｂ）のように、一対の回路パターン５０を備えた基板１０と、回路パターン５０を接続する抵抗体膜１４０とを備えた抵抗器を製造することができる。この抵抗器は、抵抗体膜１４０の一部または全部が、粒径が１μｍ未満である導電性ナノ粒子を含んだ層によって構成されている。
　抵抗体膜１４０の厚みは、１０ｎｍ～１０μｍ程度に形成することが可能であり、例えば１μｍ以上の厚さに設定する。また、抵抗体膜１４０の電気抵抗値は、例えば、１０－4Ω/ｃｍ2以下に形成することができる。回路パターン５０の厚さは、図１（ｅ）のように、抵抗体膜１４０の厚さよりも大きい。
　基板１０の材質としては、抵抗体膜１４０および回路パターン５０を支持することができ、少なくとも表面が絶縁性であり、抵抗体膜１４０の形成時の光照射に耐えることができるものであればどのような材質であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、フレキシブルプリント基板、セラミック基板、ガラス基板、表面を絶縁層で被覆した金属基板などを用いることができる。また、本実施形態の基板１０は、フィルム状のものを用いることも可能である。
　基板１０の材質として、図１（ｄ）、（ｆ）の工程で照射する光を透過する基板を用いることも可能である、この場合、図１（ｄ）、（ｆ）の工程において光を基板１０の裏面側から基板１０を透過させて抵抗体膜１４０または膜１４１に照射することができる。
　抵抗体膜１４０を構成する導電性ナノ粒子の材料としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。未焼結の状態の導電性ナノ粒子は、粒径（例えば平均粒子径）が０．０１μｍ～１μｍの導電性粒子を含んでいる。
　膜１４１に少なくとも含有され、導電性ナノ粒子を被覆する絶縁材料としては、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、および、アクリル樹脂などの樹脂、ならびに、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの無機材料、また有機と無機のハイブリット材料のうちの１以上を用いることができる。また、膜１４１において導電性ナノ粒子を被覆する絶縁材料層の厚みは、１ｎｍ～１００００ｎｍ程度であることが好ましい。絶縁材料層が薄すぎると、非導電性の膜１４１の耐電圧性が低下する。
　図１（ｃ）の工程で形成する膜１４１の厚さは、１０ｎｍ～１０μｍ程度に形成することができる。
　照射する光の波長は、膜１４１に含まれる導電性ナノ粒子に吸収される波長を選択して用いる。照射する光は、紫外、可視、赤外いずれの光であってもよい。例えば導電性ナノ粒子として、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いた場合、４００～６００ｎｍの可視光を用いることができる。光の強度は、図１（ｄ），（ｆ）の工程において導電性ナノ粒子を焼結する場合には、絶縁材料層が蒸発もしくは軟化し、導電性ナノ粒子同士が融合して結合する照射強度に設定する。具体的には、膜１４１における導電性ナノ粒子の材質および粒径、導電性ナノ粒子を被覆する絶縁材料層の材質および厚さを考慮して、照射強度を設定する。また、図１（ｆ）の工程において、抵抗体膜１４０をトリミングする場合には、焼結された導電性粒子を蒸発または除去することができる強度の光を照射する。
　所定のパターンに光を照射するため、所定のパターンの開口を有するマスクを通して光を照射する方法を用いることができる。また、所定のパターンよりも小さい照射径に集光した光ビームを用い、光ビームを膜１４１上で所定のパターンに走査させることにより、所定のパターンのみに光を照射することも可能である。
　なお、基板１０に回路パターン５０を形成する方法としては従来の方法を用いることができる。例えば、金属薄膜を基板１０上に形成した後、エッチングにより所望の形状パターニングする方法を用いることができる。また、導電性粒子が分散された溶液を基板１０上に印刷することにより、回路パターン５０の形状の塗膜を形成した後、熱のみもしくは熱と圧力をかけて導電性粒子を焼結して回路パターン５０を形成することも可能である。
　上述してきたように、本実施形態では、基板１０上の膜１４１を形成した後で、光を照射することにより、所望のパターンの抵抗体膜１４０を直接形成することができる。そして、光を追加照射することにより、抵抗値を増大させることができるだけでなく、抵抗値を低下させることが可能である。よって、抵抗値の調整が容易であり、必要とされる抵抗値を容易に精度よく実現できる。また、抵抗体膜を印刷および焼結により形成した後、トリミングで抵抗体膜の抵抗値を所定の範囲内におさめる従来の製造方法と比較して、製造工程が容易であり、製造に要する時間を短縮することができる。さらに、抵抗体膜のトリミングのみで抵抗値を調整する従来の製造方法と比較して、本実施形態の製造方法は、抵抗体膜を大きめに形成する必要がないため抵抗器を小型化することができる。
　上述してきたように、本実施形態の塗膜（膜１４１）を形成するための溶液として、粒径１μｍ以下の導電性ナノ粒子と、絶縁材料とが溶媒に分散された溶液、もしくは、絶縁材料の層で被覆された導電性ナノ粒子が溶媒に分散された溶液を用いることを説明したが、これら溶液には、粒径（例えば平均粒子径）１μｍ以上の導電性マイクロサイズ粒子（導電性マイクロ粒子と呼ぶ）を含有することができる。これにより、導電性粒子に光を照射した場合に、導電性ナノ粒子が先に溶融して周囲の導電性マイクロ粒子と結合する。よって、導電性ナノ粒子を起点として、導電性マイクロ粒子を光照射によってバルクよりも低温で焼結することができる。導電性マイクロ粒子と導電性ナノ粒子とを含有することにより、厚さの大きい層を比較的容易に形成できる。導電性マイクロ粒子の材質は、導電性ナノ粒子と同様のものを用いることができる。つまり、目標とする抵抗値、抵抗体膜の厚みに応じて、塗膜１４１を形成用の溶液に導電性マイクロ粒子を任意に含有させることができる。塗膜１４１を形成用の溶液に導電性マイクロ粒子を含有させた場合、抵抗体膜は、導電性マイクロ粒子と導電性ナノ粒子の粒子形状の一部が残る状態で形成されている。
　また、導電性ナノ粒子や導電性マイクロ粒子と共に分散される絶縁材料、あるいは、導電性ナノ粒子や導電性マイクロ粒子を被覆する絶縁材料は、導電性ナノ粒子および導電性マイクロ粒子を焼結させる光照射時に、蒸発するが、完全に蒸発させず、部分的に抵抗膜中に残してもよい。絶縁材料の一部が抵抗膜中に残ることにより、その分抵抗値は大きいものとなる。つまり、導電性ナノ粒子や導電性マイクロ粒子と共に分散される絶縁材料、あるいは、導電性ナノ粒子や導電性マイクロ粒子を被覆する絶縁材料の、抵抗膜中への残留量を調整して、抵抗値を調整することができる。
　また、導電性ナノ粒子や導電性マイクロ粒子と共に、抵抗値調整部材として、酸化インジウム、酸化銅、酸化銀、Ｃｒ、Ｃなどから構成される粉体や粒子を溶液に分散して、抵抗値を調整することができる。これら粉体や粒子を分散することにより抵抗体膜１４０は焼結した導電性ナノ粒子や導電性マイクロ粒子中にこれら粉体、粒子が介在する状態となり、部分的に導電性ナノ粒子や導電性マイクロ粒子の焼結を阻害して、分散しないものと比較して抵抗体膜１４０の抵抗値を大きくすることができる。これら粉体や粒子として、ナノサイズ、マイクロサイズのものを用いることができる。
　＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態の抵抗器の製造方法について図３、図４を用いて説明する。
　第２の実施形態の製造方法の各工程は、第１の実施形態の図１（ａ）～（ｆ）と基本的には同様であるが、図１（ｄ）の工程で光を照射して膜１４１に導電性ナノ粒子を焼結して導電性の抵抗体膜１４０を形成する際に、第１の実施形態では、膜１４１の厚さ方向の全体を焼結していた（図３の抵抗体膜１４０および図４（ａ）参照）。第２の実施形態では、図３の膜１４１に照射する光量を少なくとも一部領域については弱めに設定し、図３の抵抗体膜１４０ａ，１４０ｂおよび図４（ｂ）、（ｃ）のように、膜１４１の厚み方向の一部分のみを焼結する。これにより、主平面方向について少なくも一部領域の膜厚が薄い抵抗体膜１４０（１４０ａ、１４０ｂ）を形成する。
　図３の抵抗体膜１４０ａは、膜１４１の上面側から光を照射し、膜１４１の上面側の一部領域のみを焼結して形成したものである。一方、図３の抵抗体膜１４０ｂは、光透過性の基板１０を通して、膜１４１の下面側から光を照射し、膜１４１の下面側の一部領域のみを焼結して形成したものである。
　このように、照射光量を弱めに設定して、膜１４１の厚み方向の一部領域のみを焼結して抵抗体膜１４０ａ、１４０ｂを形成することにより、図１（ｆ）の工程で光を追加照射して抵抗体膜１４０の形状を広げる場合、例えば図４（ｂ）、（ｃ）のように、厚み方向についての抵抗体膜１４０ａに連続する膜１４１の部分１４０ｃをさらに焼結して抵抗体膜１４０ｂを厚くすることができる。また、図４（ｃ）のように、さらに光を照射して部分１４０ｄを焼結して、３段階に抵抗体膜１４０ｂを厚くすることも可能である。
　これにより、主平面方向については抵抗体膜１４０ａの形状を変化させず、抵抗体膜１４０の抵抗値の調整が可能である。よって、最初に塗布する膜１４１の主平面方向の全領域を抵抗体膜１４０にすることも可能であり、抵抗値の調整もできる。したがって、膜１４１を大きめに形成する必要がなく、より小型な抵抗器を製造できる。また、主平面方向については、抵抗体膜１４０ａの形状を変化させることなく抵抗値の調整が可能であるため、図１（ｄ）の工程の光の照射パターンと、図１（ｆ）の工程の光の照射パターンを同じパターンにすることも可能であり、その場合は、製造工程がより容易になる。
　なお、図１（ｆ）の工程において、抵抗体膜１４０ａ、１４０ｂをトリミングする場合は、第１の実施形態の図１（ｆ）の工程と同様に、例えば、光量の大きな光を照射して、抵抗体膜１４０ｂを部分的に蒸発または除去すればよい。
　他の工程は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
　＜第３の実施形態＞
　第３の実施形態の抵抗器の製造方法について図５を用いて説明する。
　第３の実施形態の製造方法の各工程は、第１の実施形態の図１（ａ）～（ｆ）と基本的には同様であるが、図１（ｄ）の工程で膜１４１に光を照射して焼結して導電性の抵抗体膜１４０を形成する際に、膜１４１の主平面方向について網目状（格子状）に光を照射する。これにより、図５（ａ）～（ｃ）のように少なくとも一部が網目状の抵抗体膜１４０を形成する。照射方法としては、照射径を細く絞った光ビームを網目状（格子状）に走査して形成してもよいし、網目状の照射パターンに成型した光を照射してもよい。
　図１（ｆ）の工程で、網目状の抵抗体膜１４０を広げる場合には、照射径を細く絞った光ビームを照射して、網目（格子）の線を１本加えるかもしくは、図５（ｃ）のように、網目（格子）の内側領域に光を照射して導電性領域に変化させる。これにより、抵抗体膜１４０の抵抗値を低下させることができる。よって、精密に抵抗値を制御することが可能になる。
　他の工程は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
　＜第４実施形態＞
　第４の実施形態では、第１の実施形態の回路パターン５０を光照射により形成する。
　第４の実施形態では、回路パターン５０の一部または全部を、導電性粒子を焼結した層によって構成する。この場合、導電性粒子としては、粒径（例えば平均粒子径）が１μｍ未満の導電性ナノ粒子と、粒径（例えば平均粒子径）１μｍ以上の導電性マイクロサイズ粒子（導電性マイクロ粒子と呼ぶ）とを混合して用いることが好ましい。これにより、導電性粒子に光を照射した場合に、導電性ナノ粒子が先に溶融して周囲の導電性マイクロ粒子と結合する。よって、導電性ナノ粒子を起点として、導電性マイクロ粒子を光照射によってバルクよりも低温で焼結することができる。導電性マイクロ粒子と導電性ナノ粒子とを混合して用いることにより、厚さの大きい層を比較的容易に形成でき、しかも、光照射により焼結して、回路パターン５０を形成することができる。導電性ナノ粒子および導電性マイクロ粒子の材質は、第１の実施形態で説明した導電性ナノ粒子と同様のものを用いることができる。
　回路パターン５０は、粒径（例えば平均粒子径）１μｍ～１００μｍの導電性粒子を含んでいる。回路パターン５０の幅は、１０μｍ以上にすることができ、例えば１００μｍ程度に形成することが可能である。回路パターン５０の厚みは、１μｍ～１００μｍ程度、例えば２０μｍ程度に形成することが可能である。また、回路パターン５０の電気抵抗値は、１０－4Ω/ｃｍ2以下であることが望ましく、特に、１０－６Ω/ｃｍ2オーダー以下の低抵抗であることが望ましい。
　製造方法について説明する。まず、基板１０を用意する。
　つぎに、導電性ナノ粒子と、導電性マイクロ粒子と、絶縁材料とが溶媒に分散された溶液、もしくは、絶縁材料の層で被覆された、導電性ナノ粒子および導電性マイクロ粒子が溶媒に分散された溶液を用意する。溶媒としては、有機溶媒や水を用いることができる。
　上記溶液を、基板１０表面の、回路パターン５０を形成すべき領域に所望の形状で塗布する。塗布された溶液は、塗膜を形成する。必要に応じて塗膜を加熱し、乾燥させる。塗膜内には、導電性ナノ粒子と導電性マイクロ粒子とが分散され、各粒子の周囲は絶縁材料で覆われた状態である。よって、この状態では塗膜は非導電性である。
　つぎに、塗膜に、回路パターン５０の形状に光を照射する。光によって導電性ナノ粒子が導電性マイクロ粒子よりも低温で溶融し、隣接する導電性ナノ粒子および導電性マイクロ粒子と融合する。このように、ナノ粒子を起点として焼結が生じるため、バルクよりも低温焼結が可能である。また、塗膜の厚み方向の所望の範囲のみに焼結を生じさせることも可能である。これにより、所望の形状の回路パターン５０を形成することができる。
　塗膜に照射する光の波長は、塗膜に含まれる導電性ナノ粒子および導電性マイクロ粒子に吸収される波長を選択して用いる。光を照射する回路パターン５０の形状は、所定の開口を有するマスクにより形成することができる。また、回路パターン５０の配線幅よりも小さい照射径に集光した光ビームを用い、光ビームを走査させることにより、回路パターン５０の領域のみに光を照射することも可能である。
　光を照射していない塗膜の領域は、焼結が生じないため、非導電性のまま残る。なお、焼結されない非導電性の塗膜の領域は、残存させたままでもよいし、後の工程で除去してもよい。
　また、上述した製造方法では、回路パターン５０となる領域よりも広い範囲に塗膜を形成し、回路パターン５０となる領域のみに光を照射する方法を説明したが、印刷手法を用いて、回路パターン５０の形状に、導電粒子が分散された溶液を印刷して塗膜を形成してもよい。この場合、印刷により形成した塗膜の全体に光を照射することにより、回路パターン５０を形成することができる。
　上記工程により、回路パターン５０を形成した後、第１の実施形態の製造工程を行って抵抗体膜１４０を形成し、抵抗器を製造する。
　＜第５の実施形態＞
　第４の実施形態では、基板１０上に回路パターン５０を形成した後で、第１の実施形態の製造方法を行ったが、第５の実施形態では、第４の実施形態により回路パターン５０となる塗膜までを形成した後、光照射を行わないまま、第１の実施形態の製造方法の図１（ｃ）までを行って、抵抗体膜１４０となる膜１４１までを形成する。
　そして、回路パターン５０と抵抗体膜１４０の光焼結を連続して、または同時に行う。ただし、回路パターン５０となる領域には、回路パターン５０の塗膜の導電性粒子が吸収する波長の光を照射し、抵抗体膜１４０となる領域には膜１４１の導電性ナノ粒子が吸収する波長の光を照射する。また、照射する光の強度も、回路パターン５０および抵抗体膜１４０のそれぞれに焼結を生じさせることができる強度に調整する。
　その後、第１の実施形態の製造方法を行って抵抗器を完成させる。
　このように、回路パターン５０と抵抗体膜１４０の光照射により焼結を連続または同時に行うことにより、全体の製造工程における光照射の工程を一度に行うことができるため、製造効率が向上する。
　本実施形態において、回路パターン５０の塗膜形成と、抵抗体膜１４０の膜１４１の形成の順番を入れ替え、抵抗体膜１４０の膜１４１を形成した後、回路パターン５０の塗膜を形成してもよい。その後、両回路パターンの光照射を連続または同時に行う。
　また、第４の実施形態の製造方法において、回路パターン５０の形成工程と、抵抗体膜１４０の形成工程の順番を入れ替え、抵抗体膜１４０の形成後に、回路パターン５０を形成してもよい。
　＜第６の実施形態＞
　本発明の第６の実施形態として、第１の実施形態の抵抗器を用いた電子デバイスについて図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。
　図６の電子デバイスは、第２回路パターン５０ａ、５０ｂ（以下、第２回路パターン５０とも呼ぶ）を備えた基板１０と、基板１０上に搭載された、電子部品３０および電子部品３０に直列に第２回路パターン５０によって接続された抵抗器２４０とを含む。抵抗器２４０は、第１の実施形態の構造の抵抗器であり、電子部品３０に過大な電流が流れるのを防止する保護抵抗として作用する。
　第２回路パターン５０のうち一部５０ａは、基板１０の一方の面に搭載され、他の部分５０ｂは、基板１０の他方の面に搭載されている。第２回路パターン５０ａと第２回路パターン５０ｂは、基板１０の主平面方向において、一部で重なり合っており、重なり合っている部分の基板１０には、スルーホール７０が形成され、スルーホール７０には導電体５２が充填されている。これにより、基板１０の一方の面の第２回路パターン５０ａと他方の面の第２回路パターン５０ｂは、スルーホール７０内の導電体５２により基板１０の厚み方向に接続されている。
　電子部品３０は、基板１０に設けられた領域２０内に配置されている。領域２０内には電子部品３０と電気的に接続される第１回路パターン４０が配置されている。第２回路パターン５０ａは、領域２０の周縁部で第１回路パターン４０に接続されている。第２回路パターン５０ａは、領域２０の外側に配置された電源６０に接続され、第１回路パターン４０に電流を供給する。
　抵抗器２４０は、抵抗体膜１４０を含む。抵抗体膜１４０は、第２回路パターン５０の途中に設けられた間隙に配置され、間隙の両脇の第２回路パターン５０を接続する。抵抗体膜１４０の周囲には、非導電性の膜１４１が備えられている。なお、膜１４１は、除去されていてもよい。
　第１回路パターン４０は、一部または全部が、粒径が１μｍ未満である導電性ナノ粒子を焼結した層によって構成されている。第１回路パターン４０は、電子部品３０を搭載するための領域２０内に少なくとも一対配置され、領域２０の両脇の第２回路パターン５０（５０ａ，５０ｂ）とそれぞれ接続されている。一対の第１回路パターン４０の間には、非導電性層４１が配置されている。電子部品３０は、一対の第１回路パターン４０に、直接フリップチップ実装されている。図６（ａ），（ｂ）では、第１回路パターン４０の間に非導電性層４１が配置されているが、非導電性層４１は、必ずしも配置されていなくてもよく、除去されていてもよい。
　第２回路パターン５０（５０ａ，５０ｂ）の厚さは、図６（ｂ）のように、第１回路パターン４０の厚さよりも厚い。第１回路パターン４０は、導電性ナノ粒子を焼結して形成しているため、厚く形成することが難しく、第１回路パターン４０を電源６０まで延長して形成した場合、薄い第１回路パターン４０の電気抵抗が大きくなる。そのため、電子部品３０に大きな電流を供給することは難しくなる。本実施形態では、微細な配線が必要な、電子部品３０を搭載する領域２０内のみを第１回路パターン４０で形成し、領域２０の外側は厚膜の第２回路パターン５０によって構成することにより、第１回路パターン４０を電源６０まで形成した場合と比較して電気抵抗を低下させて電子部品３０への大きな電流の供給を可能にする。
　また、第２回路パターン５０の一部または全部を、第４の実施形態のように、導電性粒子を光照射によって焼結した層によって構成することも可能である。
　なお、図６では、電源６０を基板１０上に搭載しているが、電源６０は必ずしも基板１０上に配置されていなくてもよい。例えば、基板１０に電源６０の代わりにコネクタを配置してもよい。この場合、基板１０に搭載されていない電源をケーブル等を介してコネクタに接続することができる。コネクタは、第２回路パターン５０に接続される。また、電源６０として太陽電池等の発電装置を用いることも可能である。
　基板１０は、図６（ｂ）、（ｃ）のように、湾曲した形状にすることも可能である。この場合、第１回路パターン４０および第２回路パターン５０は、湾曲した基板１０の表面に沿って配置されている。本実施形態では、抵抗体膜１４０、第１回路パターン４０および第２回路パターン５０を、導電性の粒子を含む膜を塗布して、それを光照射によって焼結させて形成することができるため、焼結工程よりも前に基板１０を湾曲させることにより、湾曲した基板１０上の抵抗体膜１４０や第１および第２回路パターン４０，５０を断線や線細りさせることなく、容易に形成することができる。
　特に、抵抗体膜１４０は、焼結工程後に湾曲工程を実施すると、伸縮することで抵抗膜の抵抗値が変化してしまい、保護回路としての役割が低減するが、湾曲工程後に焼結工程を実施することにより、所望の抵抗値をえることができる。
　基板１０の材質は、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。第１回路パターン４０を構成する導電性ナノ粒子の材質及びサイズとしては、第１の実施形態で説明した、抵抗体膜４０を形成するための粒子と同様のものを用いることができる。第２回路パターン５０を導電性粒子を焼結して形成する場合は、第４の実施形態と同様の粒子を用いることができる。
　電子部品３０としては、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、発光素子（ＬＥＤ，ＬＤ）、受光素子、集積回路、表示素子（液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等）を用いることができる。また、図６では、基板１０上に、電子部品３０を一つのみ搭載しているが、２以上の領域２０を設け、２以上の電子部品３０を搭載することももちろん可能である。この場合、第２回路パターン５０は、複数の電子部品３０を直列や並列等の所望の回路パターンで接続するように形成する。
　つぎに、図６の電子デバイスの製造方法について、図７および図８を用いて説明する。図７（ａ）～（ｅ）は、基板１０にスルーホール７０と第２回路パターン５０を形成する工程を示し、図８（ａ）～（ｇ）は、基板１０上の領域２０に第１回路パターン４０を形成し、電子部品３０を搭載する工程を示している。
　以下において、抵抗体膜１４０、スルーホール７０の導電体５２、第２回路パターン５０は、導電性ナノ粒子と導電性マイクロ粒子とを含んだ層によって形成され、第１回路パターン４０の一部または全部は、粒径が１μｍ未満である導電性ナノ粒子を含んだ層によって構成された電子デバイスの製造方法として説明する。
　まず、基板１０として透明基板を用意する。導電性ナノ粒子と、導電性マイクロ粒子と、絶縁材料とが溶媒に分散された溶液、もしくは、絶縁材料の層で被覆された導電性ナノ粒子および導電性マイクロ粒子が溶媒に分散された溶液を、基板１０の一方の面に塗布して、第２回路パターンを形成するための膜５１と、抵抗体膜１４０を形成するための膜１４１とを同時に形成する（図７（ａ），（ｂ）、なお、図７には膜１４１は図示していない）。
　次に、図７（ｃ－１）のように、基板１０の膜５１とは逆側の面から所定の位置に光を照射し、光１０１によって基板１０にスルーホール（貫通孔）７０をあける。スルーホール７０が形成されることにより、膜５１の一部はスルーホール７０内に流入し、スルーホール７０を充填する（図７（ｃ－２））。このとき、膜５１は、乾燥していない液体状態の方がスルーホール７０に容易に充填されるため、溶液塗布後に乾燥させないままスルーホール７０を形成することが好ましい。
　膜５１、１４１に対して、図６の第２回路パターン５０ａおよび抵抗体膜１４０を形成すべき領域、ならびに、スルーホール７０内に、それぞれ光１０２、１０３を照射する（図７（ｃ－２））。スルーホール７０内に流入した膜５１に照射する光１０３は、スルーホール７０の形成時に照射する光１０１より強度を弱めて照射する。
　光１０２，１０３等の照射により、膜５１、１４１を構成する導電性ナノ粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融し、導電性ナノ粒子の周囲の絶縁材料層は、光照射により蒸発するかもしくは軟化する。溶融した導電性ナノ粒子は、周囲の導電性マイクロ粒子と結合するため、導電性ナノ粒子を起点として、導電性マイクロ粒子を光照射によってバルクよりも低温で焼結することができる。これにより、光１０２等が照射された領域の導電性ナノ粒子と導電性マイクロ粒子とを焼結して抵抗体膜１４０および第２回路パターン５０ａを形成することができる。また、スルーホール７０内の膜５１の導電性ナノ粒子と導電性マイクロ粒子とを光１０３により焼結して、スルーホール７０内を充填する導電体５２を形成することできる。
　光１０２、１０３等を照射していない膜５１、１４１の領域は、焼結が生じないため、非導電性のまま残る。なお、焼結されない非導電性の膜５１、膜１４１の領域は、残存させたままでもよいし、除去してもよい。
　次に、抵抗体膜１４０については、この後、第１の実施形態で説明した図２（ｂ）、（ｃ）の工程を行って、抵抗値の調整を行う。
　続いて、基板１０の他方の面に、図７（ａ），（ｂ）と同様の工程を行って膜５１を形成し、光１０２を照射して焼結し、第２回路パターン５０ｂを基板１０の他方の面に形成する（図７（ｃ－４））。このとき第２回路パターン５０ｂをスルーホール７０の位置を覆うように形成することにより、一方の面の第２回路パターン５０ａと、他方の面の第２回路パターン５０ｂとをスルーホール７０内の導電体５２により結合することができる。また、基板１０の一方の面側から形成した導電体５２がスルーホール７０の内部の全体を充填していない場合には、図７（ｃ－４）の工程で、基板１０の他方の面側からスルーホール７０上に膜５１を形成することにより、最終的にスルーホール７０内を全て満たす導電体５２を形成することができる。
　なお、第２回路パターン５０ａ，５０ｂの形成方法としては従来の方法を用いることもできる。例えば、金属薄膜を基板１０上に形成した後、エッチングにより図６の第２回路パターン５０ａ、５０ｂの形状にパターニングすることにより第２回路パターン５０ａ，５０ｂを形成することができる。
　つぎに、第１回路パターン４０を形成するため、第１の実施形態で説明したように、導電性ナノ粒子と、上記絶縁材料とが溶媒に分散された溶液、もしくは、上記絶縁材料の層で被覆された上記導電性ナノ粒子が溶媒に分散された溶液を用意する。
　上記工程により形成された、第２回路パターン５０（５０ａ，５０ｂ）を備えた基板１０（図８（ａ））の領域２０内に、上記溶液を塗布する（図８（ｂ））。塗布された溶液は、図８（ｃ）のように、基板１０上で表面が平滑になり、塗膜（膜４１）を形成する。膜４１の端部は第２回路パターン５０の端部と重なるようにする。必要に応じて膜４１を加熱し、乾燥させる。膜４１内には、導電性ナノ粒子が分散され、導電性ナノ粒子の周囲は絶縁材料で覆われた状態である。
　続いて、図８（ｄ）のように、電子部品３０を膜４１の所定の位置に位置合わせして搭載し、図８（ｅ）のように、電子部品３０の電極３１を膜４１に密着させる。
　つぎに、図８（ｆ）のように、基板の裏面側から膜４１に、図６（ａ）の第１回路パターン４０の形状に光を照射し、光によって導電性ナノ粒子を焼結する。これにより、領域２０には、図８（ｇ）のように一対の第１回路パターン４０を形成する。膜４１に照射する光は、基板１０の裏面側から照射するが、上述の膜５１、１４１に照射する光は、基板の表面側からでも裏面側からでもよい。
　照射する光の波長は、膜４１に含まれる導電性ナノ粒子に吸収される波長であって、基板１０での吸収が少ない波長を選択して用いる。照射する光は、紫外、可視、赤外いずれの光であってもよい。例えば導電性ナノ粒子として、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いた場合、４００～６００ｎｍの可視光を用いることができる。
　膜４１に照射する光の照射パターンは、膜４１の電子部品の電極３１が当接された領域を含む。搭載された電子部品の電極３１の位置を確認し、その電極３１の位置を基準として照射パターンを決定することができるため、回路パターンと電子部品との位置ずれを抑制することができる。光は、第２回路パターン５０と連続した第１回路パターン４０を形成するため、第２回路パターン５０と重なる領域にも照射する。光照射により、導電性ナノ粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融する。導電性ナノ粒子の周囲の絶縁材料層は、光照射により蒸発するかもしくは軟化する。そのため、溶融した導電性ナノ粒子は、隣接する粒子と直接融合するか、もしくは、軟化した絶縁材料層と突き破って隣接する粒子と融合する。これにより、導電性ナノ粒子同士を焼結することができ、光照射した領域が、電気導電性の第１回路パターン４０となる。なお、光照射後の導電性ナノ粒子は、粒子同士が結合しているが、ある程度粒子形状を保っている。
　この後、未焼結の膜４１を除去してもよい。
　以上の工程により、所望のパターンの微細な第１回路パターン４０を、塗布と光照射という簡単な工程で形成できる。
　また、導電性ナノ粒子は、焼結時に溶融するため、電子部品３０の電極３１と結合し、第１回路パターン４０と電極３１とを固着することができる。すなわち、電極３１はバンプ等を用いることなく、第１回路パターン４０と直接接合される。この製造方法は、電子部品３０を搭載した状態で光照射を行うため、搭載後の電極３１の位置を基準としたパターンで光照射を行うことができる。そのため電子部品３０の電極３１と第１回路パターン４０との接合は確実に高い精度で得られる。
　なお、図８（ｂ）の工程において、導電性ナノ粒子と絶縁材料とが溶媒に分散された溶液、もしくは、絶縁材料の層で被覆された上記導電性ナノ粒子が溶媒に分散された溶液を基板１０上に塗布する際に、印刷手法を用いて膜４１を形成してもよい。印刷手法としては、インクジェット印刷やフレキソ印刷、グラビアオフセット印刷等を用いることができる。この場合、図８（ｄ）の工程では、印刷により形成した膜４１の全体に光を照射して焼結して、第１回路パターン４０を形成することができる。また、図７（ａ），（ｂ）、図８（ａ），（ｂ）の工程で形成する膜５１，１４１についても、同様に印刷により形成することが可能である。
　基板１０を図６（ｂ）、（ｃ）のように湾曲させる場合には、最初の光照射工程（図７（ｃ－２））の前までに基板１０を湾曲させておくことが望ましい。これにより、抵抗体膜１４０および第１回路パターン４０の断線や線細りを防ぐことができる。
　なお、第６の実施形態では、光透過性の基板を用いて、膜４１の裏面側から光を照射したが、基板１０として非透過性の基板を用いて、膜４１の上面から光を照射することもできる。その場合においては、膜４１に光照射して第１回路パターン４０を形成後に、第１回路パターン上にバンプ４２や半田ボール等を必要に応じて搭載し、電子部品３０を、その電極３１が第１回路パターン４０上に一致するように位置合わせして搭載する。バンプ等を配置した場合には、バンプの位置が電子部品３０の電極３１の位置と一致するように位置合わせする。その後、加熱または超音波を照射して、電子部品３０の電極３１を第１回路パターン４０とを接続し、電子部品３０を固定する。
　なお、第６の実施形態では、抵抗体器２４０を形成する膜１４１は、第２回路パターン５０を形成する膜５１と同じ塗布液で形成したが、抵抗体器２４０を形成する膜１４１を構成する塗布液に、絶縁性材料をさらに含有させる等して第２回路パターン５０を形成する膜５１の塗布液とは異なる配合の塗布液を用いることも可能である。これにより、抵抗体器２４０を構成する膜１４１の抵抗値を容易に調整することが可能になる。また、抵抗体器２４０を形成する膜１４１を、第１回路パターン４０を形成する膜４１と同じ塗布液で形成することや、第１回路パターン４０を形成する塗布液に絶縁性材料をさらに含有させる等、異なる配合の塗布液で形成することも可能である。
　本実施形態によれば、種々の電子部品を高密度に基板１０に搭載しつつ、少ない製造工程で一括して実装して、電子デバイスを製造できる。しかも、光照射により、回路パターンを容易に変更できるため、設計変更にも容易に対応することができる。
　また、上述のように本実施形態によれば、以下のように導電体で充電されたスルーホールを備えた電子デバイスの製造方法も提供される。すなわち、第１工程で、粒径が１μｍ未満である導電性ナノサイズ粒子と、粒径が１μｍ以上である導電性マイクロサイズ粒子と、絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層でそれぞれ被覆された導電性ナノサイズ粒子および前記導電性マイクロサイズ粒子が分散された溶液を、基板の表面に所望の形状で塗布し、前記絶縁材料で被覆された前記導電性ナノサイズ粒子と前記導電性マイクロサイズ粒子を含む膜を形成する。第２の工程で、前記貫通孔内を前記導電体で充填する。上記第２工程は、前記基板の前記膜とは逆側の面から所定の位置に光を照射し、前記光によって基板に貫通孔をあけ、前記貫通孔に前記膜の一部を流入させて前記貫通孔を前記膜で充填する第２－１工程と、光照射により、前記貫通孔内の前記膜の導電性ナノサイズ粒子と導電性マイクロサイズ粒子とを焼結して導電体を形成する第２－２工程とを有するようにする。
　また、上述のように本実施の形態によれば、以下のように、湾曲した基板を有する回路基板の製造方法も提供される。すなわち、第１工程で、粒径が１μｍ未満である導電性ナノサイズ粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された前記導電性ナノサイズ粒子が分散された溶液を、基板表面に所望の形状で塗布し、前記絶縁材料で被覆された前記導電性ナノサイズ粒子を含む膜を形成する。第２工程で、前記膜に所定のパターンで光を照射し、前記光によって導電性ナノサイズ粒子を焼結し、前記所定のパターンの導電性ナノサイズ粒子層である第１回路パターンを形成する。前記第１工程の前、もしくは、前記第１工程の後であって第２工程の前に、前記基板を湾曲させる工程をさらに行う。
　本実施形態の電子デバイスは、電子部品を基板に搭載したデバイスであればどのようなものでも適用可能である。例えば、自動車のインストルメント・パネル（計器表示盤）やゲーム機の表示部等に適用できる。また、基板を湾曲させることができるため、ウエアラブル（体に装着可能な）な電子デバイス（メガネ、時計、ディスプレイ、医療機器等）や、湾曲したディスプレイに適用可能である。
１０・・・基板、２０・・・電子部品搭載のための領域、３０・・・電子部品、４０・・・第１回路パターン、４１・・・膜、４２・・・バンプ、５０・・・第２回路パターン、６０・・・電源、１４０・・・抵抗体膜、１４１・・・膜、２４０・・・抵抗体器

 

Claims (13)

  1. 　粒径が１μｍ未満である導電性ナノサイズ粒子と絶縁材料とが少なくとも分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された前記導電性ナノサイズ粒子が少なくとも分散された溶液を、基板表面に所望の形状で塗布し、膜を形成する第１工程と、
    　前記膜の一部に所定のパターンで光を照射し、前記光によって導電性ナノサイズ粒子を焼結し、前記所定のパターンの導電性粒子層である抵抗体膜を形成する第２工程とを有することを特徴とする抵抗器の製造方法。
  2. 　請求項１に記載の抵抗器の製造方法であって、
    前記抵抗体膜の抵抗値を計測する第３工程と、
    　前記計測した抵抗値が所望の抵抗値の範囲より大きい場合には、前記膜に光を照射して前記導電性ナノサイズ粒子を焼結して、前記抵抗体膜を追加形成し、
    　前記計測した抵抗値が所望の抵抗値の範囲より小さい場合には、前記抵抗体膜に光を照射して、前記抵抗体膜をトリミングする、第４工程とを有することを特徴とする抵抗器の製造方法。
  3. 　請求項１または２に記載の抵抗器の製造方法であって、
    前記第１工程において、前記溶液には導電性マイクロサイズ粒子が含有され、前記導電性粒子層には、導電性マイクロサイズ粒子が含まれることを特徴とする抵抗器の製造方法。
  4. 　請求項１または２に記載の抵抗器の製造方法であって、
    　前記第１工程において、前記溶液は、酸化インジウム、酸化銅、酸化銀、Ｃｒ、Ｃの少なくともいずれかの抵抗値調整部材を含有し、前記抵抗体膜に前記抵抗値調整部材が含有されることを特徴とする抵抗器の製造方法。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか１項に記載の抵抗器の製造方法であって、
    　前記第２工程において前記光によって前記導電性ナノサイズ粒子を焼結する際に、前記膜の厚さ方向について一部のみの前記導電性ナノサイズ粒子を焼結することにより、少なくとも一部の領域の膜厚が前記膜の厚さよりも小さい前記抵抗体膜を形成することを特徴とする抵抗器の製造方法。
  6. 　請求項２に記載の抵抗器の製造方法であって、前記第４工程は、前記抵抗体膜の、膜厚が前記膜の厚さより薄い領域に光を照射して、前記抵抗体膜を厚さ方向に広げることを特徴とする抵抗器の製造方法。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか１項に記載の抵抗器の製造方法であって、
    　前記第２工程では、前記膜の少なくとも一部領域に、前記膜の主平面方向について網目状に前記光を照射し、少なくとも一部が網目状の前記抵抗体膜を形成することを特徴とする抵抗器の製造方法。
  8. 　請求項１ないし７のいずれか１項に記載の抵抗器の製造方法であって、
    　前記基板表面に、前記抵抗体膜と連続する、回路パターンを形成する第５工程をさらに有し、
    　前記回路パターンは、前記抵抗体膜より厚い膜厚で形成されることを特徴とする抵抗器の製造方法。
  9. 　請求項８に記載の抵抗器の製造方法であって、
    　前記第５工程は、粒径が１μｍ未満である導電性ナノサイズ粒子と、粒径が１μｍ以上である導電性マイクロサイズ粒子と、絶縁材料とが少なくとも分散された溶液、もしくは、絶縁材料層でそれぞれ被覆された前記導電性ナノサイズ粒子および前記導電性マイクロサイズ粒子が少なくとも分散された溶液を、少なくとも前記膜と端部が接続するように前記基板の表面に所望の形状で塗布し、前記絶縁材料で被覆された前記導電性ナノサイズ粒子と前記導電性マイクロサイズ粒子の第２の膜を形成する第５－１工程と、
    　前記第２の膜に所定のパターンで光を照射して、前記光によって導電性ナノサイズ粒子と導電性マイクロサイズ粒子とを焼結し、前記回路パターンを形成する第５－２工程とを有することを特徴とする抵抗器の製造方法。
  10. 　基板と、前記基板に設けられた、抵抗体膜とを有し、
    　前記抵抗体膜の一部または全部は、粒径が１μｍ未満である導電性ナノサイズ粒子を焼結した層によって構成されていることを特徴とする抵抗器。
  11. 　請求項１０に記載の抵抗器であって、前記抵抗体膜は、前記導電性ナノサイズ粒子を焼結した層に連続する非導電性層を含み、前記非導電性層は、絶縁膜で被覆された導電性ナノサイズ粒子を含有することを含むことを特徴とする抵抗器。
  12. 　請求項１０または１１に記載の抵抗器であって、前記抵抗体膜の前記導電性ナノサイズ粒子を焼結した層は、厚み方向について、所定のパターンで形成されていることを特徴とする抵抗器。
  13. 　基板と、前記基板に設けられた、電子部品を搭載するための領域と、前記領域内に配置され、前記電子部品と電気的に接続される第１回路パターンと、前記第１回路パターンに接続されて、前記領域の外側から前記第１回路パターンに電流を供給する第２回路パターンと、前記第２回路パターンの途中に配置された抵抗器と、前記領域に搭載され、前記第１回路パターンに接続された電子部品とを有し、
    　前記抵抗器は、抵抗体膜を含み、
    　前記抵抗体膜および前記第１回路パターンはそれぞれ、一部または全部は、粒径が１μｍ未満である導電性ナノサイズ粒子を焼結した層によって構成され、
    　前記第２回路パターンは、前記抵抗体膜および前記第１回路パターンよりも厚さが大きいことを特徴とする電子デバイス。
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