WO2018062373A1 - 抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置 - Google Patents

抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018062373A1
WO2018062373A1 PCT/JP2017/035182 JP2017035182W WO2018062373A1 WO 2018062373 A1 WO2018062373 A1 WO 2018062373A1 JP 2017035182 W JP2017035182 W JP 2017035182W WO 2018062373 A1 WO2018062373 A1 WO 2018062373A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resistor
copper
circuit board
region
powder
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/035182
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
翔大 高吉
嘉雄 大橋
丈幸 荒井
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=61762824&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2018062373(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to CN201780058711.6A priority Critical patent/CN109791823B/zh
Priority to EP17856322.7A priority patent/EP3506324B1/en
Priority to JP2018512443A priority patent/JP6393012B2/ja
Priority to US16/337,505 priority patent/US10923252B2/en
Publication of WO2018062373A1 publication Critical patent/WO2018062373A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/003—Thick film resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/002—Inhomogeneous material in general
    • H01B3/004—Inhomogeneous material in general with conductive additives or conductive layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/06526—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/06566—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of borides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/06—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material including means to minimise changes in resistance with changes in temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/167—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/282—Applying non-metallic protective coatings for inhibiting the corrosion of the circuit, e.g. for preserving the solderability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06593—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the temporary binder
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107—Using laser light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/288—Removal of non-metallic coatings, e.g. for repairing

Definitions

  • the present disclosure relates to a resistor, a circuit board including the resistor, and an electronic device.
  • the circuit board may include a resistor for preventing an excessive current from flowing.
  • Patent Document 1 discloses a semiconductor light emitting device having a resistance in which a resistance value corresponds to the luminous intensity of the light emitting element in order to control a current flowing through the light emitting element.
  • the resistor according to the present disclosure contains copper particles having a total content of copper, nickel and lanthanum boride of 40% by mass or more and a particle size of 2.5 ⁇ m or more.
  • a circuit board includes a base, the resistor located on the base, a metal layer, and a glass layer located on the resistor.
  • An electronic device of the present disclosure includes the circuit board and an electronic component positioned on the metal layer of the circuit board.
  • the resistor is made of a resistor paste in which various components are mixed in order to obtain an arbitrary resistance value, and is applied by baking on a substrate.
  • the resistance of the present disclosure is easy to adjust the resistance value by laser trimming.
  • the resistor according to the present disclosure will be described in detail.
  • the resistor according to the present disclosure contains copper particles having a total content of copper, nickel and lanthanum boride of 40% by mass or more and a particle size of 2.5 ⁇ m or more.
  • a copper particle is a particle
  • the resistance value can be easily adjusted by laser trimming.
  • the reason why the resistance value can be easily adjusted by laser trimming is because it has the above composition and contains copper particles having a particle size of 2.5 ⁇ m or more. Specifically, when a resistor is irradiated with a laser, copper particles having a particle size of 2.5 ⁇ m or more are likely to be crushed, so that laser trimming can be easily performed.
  • the resistor according to the present disclosure may contain an inorganic component in addition to copper, nickel, and lanthanum boride.
  • the inorganic component include glass having a softening point of 400 ° C. or higher and 750 ° C. or lower.
  • silicon oxide (SiO 2 ) as a main component and any of barium oxide (BaO), zinc oxide (ZnO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), boron oxide (B 2 O 3 ), etc.
  • Examples include glass.
  • the resistance value of the resistor can be increased, and when the resistor is formed on the substrate, the substrate and the resistor are formed. Adhesiveness can be improved.
  • alumina Al 2 O 3
  • titania TiO 2
  • silica may contain a (SiO 2) or the like. Since such a component has a high melting point and is not easily reduced, deformation of the resistor can be suppressed even when the resistor reaches a high temperature.
  • the resistor of this indication is 40 mass% or more and 70 mass% or less of the total content of copper, nickel, and lanthanum boride among 100 mass% of all the components which comprise a resistor, and the remainder is an inorganic component. It may be. If such a configuration is satisfied, the laser trimming can be performed more easily because the hardness becomes easy to perform laser trimming.
  • the components constituting the resistor can be confirmed by measuring the resistor using an X-ray diffractometer (XRD) and comparing the obtained result with a JCPDS card.
  • XRD X-ray diffractometer
  • the crystal particles are copper particles.
  • the resistor contains copper and nickel.
  • the resistor may be regarded as containing lanthanum boride.
  • the image analysis software “A Image-kun” (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.) The image analysis is performed by applying the particle analysis method of Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.).
  • the particle size of a copper particle can be confirmed by this particle analysis. That is, it can be confirmed by this particle analysis whether or not copper particles having a particle size of 2.5 ⁇ m or more exist.
  • the area ratio occupied by copper particles having a particle size of 2.5 ⁇ m or more may be 2 area% or more and 10 area% or less. If such a configuration is satisfied, the trimming variation of the resistor according to the present disclosure is reduced, so that laser trimming is further facilitated.
  • the area ratio of the copper particles having a particle diameter of 2.5 ⁇ m or more in the resistor is the same as the method for confirming the presence of the copper particles having a particle diameter of 2.5 ⁇ m or more.
  • the image analysis may be performed by applying the particle analysis method of ".”
  • the resistor according to the present disclosure may have a void, and the area ratio occupied by the void may be 12 area% or more and 35 area% or less. If such a configuration is satisfied, the resistor of the present disclosure can be further easily laser trimmed.
  • FIG. 1 shows an example in which the resistor 1 is provided between the metal layer 3a and the metal layer 3b, whereby the current flowing through the metal layer 3 can be adjusted.
  • the glass layer 4 has shown the example located also on a part of metal layer 3, and the base
  • the material constituting the substrate 2 may be any material as long as it is an insulator, but if it is ceramic, it has excellent mechanical strength and heat dissipation.
  • the ceramic aluminum oxide ceramics, zirconium oxide ceramics, composite ceramics of aluminum oxide and zirconium oxide, silicon nitride ceramics, aluminum nitride ceramics, silicon carbide ceramics, mullite ceramics, or the like may be used. it can.
  • the substrate 2 is made of an aluminum oxide ceramic, the processing is relatively easy while having the mechanical strength required for the circuit board 10. Further, if the substrate 1 is made of silicon nitride ceramics or aluminum nitride ceramics, the heat dissipation is particularly excellent.
  • the metal layer 3 a metal layer whose main component is at least one of copper, silver and aluminum can be used.
  • the main component of the metal layer 3 is copper, it is preferable because electric resistivity is low and heat dissipation is high.
  • the main component in the metal layer 3 is a component contained in 60% by mass or more of a total of 100% by mass of all components constituting the metal layer 3.
  • the glass layer 4 includes R 2 O—B 2 O 3 —SiO 2 (R: alkali metal element), SiO 2 —Bi 2 O 3 —B 2 O 3 and R 2 O—SiO 2 —B. It is preferable that the main component is any one of 2 O 3 -Bi 2 O 3 systems.
  • the glass layer 4 may contain titanium oxide or zirconium oxide in order to improve the reflectance of the glass layer 4 with respect to visible light.
  • the base 2 side is defined as the first region
  • the glass layer 4 side is defined as the second region.
  • the area ratio occupied by the voids in may be greater than the area ratio occupied by the voids in the second region. If such a configuration is satisfied, when the resistor 1 is subjected to laser trimming in the state of the circuit board 10, if the resistor 1 is irradiated with laser from the glass layer 4 side, the second region of the resistor 1 is obtained. In this case, laser energy is easily absorbed, and laser trimming is facilitated.
  • the area ratio occupied by the gap in the first region is 4 area% or more than the area ratio occupied by the gap in the second area, laser trimming is further facilitated.
  • the electronic device 20 according to the present disclosure illustrated in FIG. 2 includes the circuit board 10 according to the present disclosure. Specifically, in addition to the resistor 1, the substrate 2, the metal layer 3 and the glass layer 4, an electronic component 5 located on the metal layer 3 is provided. 2 shows an example in which the electronic component 5 is located on the metal layer 3c, and the electronic component 5 and the metal layer 3a are electrically connected by a bonding wire.
  • examples of the electronic component 5 include a light emitting diode (LED) element, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) element, an intelligent power module (IPM) element, and a metal oxide field effect transistor (MOSFET) element.
  • LED light emitting diode
  • IPM intelligent power module
  • MOSFET metal oxide field effect transistor
  • Semiconductor elements such as freewheeling diode (FWD) element, giant transistor (GTR) element, Schottky barrier diode (SBD), heating element for sublimation type thermal printer head or thermal inkjet printer head, Peltier element, etc. Can be used.
  • an aluminum nitride ceramic or an aluminum oxide ceramic is prepared as the substrate 2 by a known molding method and firing method.
  • barium oxide (BaO) or zirconium oxide (ZrO 2 ) may be included in order to improve the reflectance of the substrate 2 with respect to visible light.
  • substrate 2 is 0.15 mm or more and 1.5 mm or less, for example.
  • the resistor paste is a combination of a conductive powder, an inorganic powder, and an organic vehicle.
  • the organic vehicle plays a role of increasing the fluidity of the resistor paste.
  • the conductive powder is made of copper powder, nickel powder and lanthanum boride powder.
  • a copper nickel alloy powder may be used instead of the copper powder and the nickel powder.
  • the average particle diameter is 0.2 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less, so that the copper powder is appropriately aggregated during sintering while maintaining the printability of the resistor paste.
  • the copper particle which has a particle size of 2.5 micrometers or more at the time of baking can be formed.
  • the inorganic powder contains silicon oxide (SiO 2 ) as a main component and contains barium oxide (BaO), zinc oxide (ZnO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and boron oxide (B 2 O 3 ). Glass may be used. In addition to the glass, alumina (Al 2 O 3 ), titania (TiO 2 ), and silica (SiO 2 ) may be used.
  • the organic vehicle is a mixture of an organic binder and an organic solvent.
  • a polyacrylic acid ester may be used from the viewpoint of thermal decomposability.
  • the resistor paste is prepared by weighing each powder (conductive powder, inorganic powder, organic vehicle) so that the total amount of copper, nickel and lanthanum boride is 40% by mass or more in the resistor 1 after firing.
  • the conductive powder is preferably 40 parts by mass or more and 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the conductive powder and the inorganic powder.
  • an organic vehicle is added so that it may become 20 to 30 mass parts with respect to 100 mass parts in total of electrically conductive powder and inorganic powder.
  • the obtained resistor paste is screen-printed in a desired area on the substrate 2 and dried and degreased at a temperature of 70 ° C. or higher and 130 ° C. or lower.
  • the organic vehicle can be present to some extent in the screen-printed resistor paste, and the inside of the resistor 1 when volatilized during firing.
  • a void can be formed in the surface.
  • heat treatment is performed by holding the screen-printed resistor paste in a nitrogen atmosphere at a maximum temperature of 800 ° C. to 960 ° C. for 7 minutes to 20 minutes.
  • the higher the firing temperature and the longer the firing time the more copper particles having a particle size of 2.5 ⁇ m or more can be precipitated.
  • the resistor 1 of the present disclosure is obtained by adjusting the resistance value by laser trimming.
  • Laser trimming may be performed by using a laser with an output of 1 to 10 W and a frequency of 1 to 5 kHz and setting an arbitrary target resistance value under trimming conditions of a trimming speed of 10 to 50 mm / sec.
  • first resistor paste and second resistor paste two types of resistor pastes with different amounts of organic vehicle were prepared.
  • first resistor paste and second resistor paste two types of resistor pastes with different amounts of organic vehicle were prepared.
  • the first resistor was applied to the substrate 2 with the first resistor paste.
  • the second resistor is formed on the first resistor with the second resistor paste, the resistor 1 composed of the first resistor and the second resistor having different area ratios occupied by the gaps is obtained. be able to.
  • the metal layer 3 is formed on the base 2 on which the resistor 1 described above is formed, and thereafter, the desired regions of the resistor 1, the base 2 and the metal layer 3 are covered. It can be obtained by forming the glass layer 4.
  • the laser trimming described above may be performed after the glass layer 4 is formed.
  • the metal layer 3 can be obtained by screen printing on the substrate 2 using a known metal paste mainly composed of copper and then firing in a nitrogen atmosphere.
  • the thickness of the metal layer 3 is preferably 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less, for example. And in order to make the thickness of the metal layer 3 into a desired thickness, screen printing, drying and heat treatment may be repeated, or heat treatment may be performed collectively after performing the steps up to screen printing and drying a plurality of times.
  • the surface of the metal layer 3 may be partially subjected to plating treatment.
  • the type of plating may be any known plating, and examples include gold plating, silver plating, nickel-gold plating, nickel-palladium-gold plating, and the like.
  • the glass layer 4 is composed of R 2 O—B 2 O 3 —SiO 2 (R: alkali metal element), SiO 2 —Bi 2 O 3 —B 2 O 3 , R 2 O—SiO 2 —B 2.
  • a glass paste prepared by mixing a glass powder mainly composed of any of O 3 -Bi 2 O 3 and an organic vehicle is prepared and printed so as to cover desired regions of the resistor 1, the substrate 2, and the metal layer 3 And can be formed by drying, degreasing and firing.
  • the thickness of the glass layer 4 may be 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the glass paste may contain titanium oxide or zirconium oxide.
  • circuit board 10 of the present disclosure if the resistor 1 and the metal layer 3 are formed by the above-described method using the base body 2 on which the division grooves are formed and then divided, a large number of circuit boards 10 are obtained. Can be produced efficiently.
  • the electronic device 20 of the present disclosure can be obtained by mounting the electronic component 5 on the metal layer 3 not covered with the glass layer 4 in the circuit board 10 described above.
  • Samples with different presence / absence of copper particles having a particle size of 2.5 ⁇ m or more, area ratio occupied by copper particles having a particle size of 2.5 ⁇ m or more, and area ratio occupied by voids are prepared, and the resistance value is adjusted by laser trimming. Ease was evaluated.
  • a substrate made of an aluminum oxide ceramic was prepared by a known forming method and firing method.
  • a mixed powder composed of copper powder, nickel powder and lanthanum boride powder having an average particle size of 0.3 ⁇ m was prepared as a conductive powder.
  • this mixed powder was mix
  • blended so that it might become copper powder: nickel powder: lanthanum boride powder 42: 28: 30 as mass ratio.
  • SiO 2 —ZnO—B 2 O 3 -based glass and alumina containing silicon oxide as a main component and containing zinc oxide and boron oxide were prepared.
  • a resistor paste was prepared to form a resistor.
  • mixed powder, SiO 2 —ZnO—B 2 O 3 glass and alumina are blended in a mass ratio of 50:25:25, and 25 parts of the organic vehicle is added to 100 parts by mass in total. It was prepared by adding part by mass.
  • the organic vehicle used was a mixture of polyacrylate as an organic binder and terpineol as an organic solvent.
  • the obtained resistor paste was screen-printed so that ten square patterns of 1 mm ⁇ 1 mm having a thickness of 24 ⁇ m were arranged in a desired region of the substrate, and held at the temperature shown in Table 1 for 10 minutes. , Dried and degreased. Thereafter, heat treatment was performed by holding the sample at the maximum temperature shown in Table 1 for 15 minutes under a nitrogen atmosphere. 1 to 12 were obtained.
  • the resistor of each sample was cut, and the cut surface was polished with CP.
  • the copper particle was identified by irradiating X-ray
  • the location of the copper particle was colored.
  • image analysis was performed by applying a technique called particle analysis of the image analysis software “A image-kun” using a photograph in which the location of the copper particles was colored.
  • particle analysis the brightness of crystal grains was “bright”, the binarization method was “automatic”, and the shading was “present”.
  • grain analysis the presence or absence of the copper particle which has a particle size of 2.5 micrometers or more was confirmed, and the area ratio which the copper particle which has a particle diameter of 2.5 micrometers or more occupied was calculated.
  • the area ratio occupied by the voids in each sample was calculated by the same method as described above, using photographs colored with voids.
  • a CV value of less than 0.5% is evaluated as A, 0.5% or more and less than 0.8% is evaluated as B, 0.8% or more and less than 1.0% is evaluated as C, 1.0% or more was rated as D.
  • the evaluation value A is the easiest to adjust the resistance value by laser trimming
  • the evaluation value D is the most difficult to adjust the resistance value by laser trimming.
  • sample no. 1 is D evaluation, while sample No. 2 to 12 were C evaluation or higher. From this result, the resistor containing copper, nickel and lanthanum boride in a total amount of 40 mass% or more and further containing copper particles having a particle diameter of 2.5 ⁇ m or more is adjusted in resistance value by laser trimming. It turns out that it is easy to do.
  • Sample No. 3-6 and 9-11 were above B rating. From this result, it is easier to adjust the resistance value by laser trimming if the area ratio occupied by copper particles having a particle diameter of 2.5 ⁇ m or more is 2 area% or more and 10 area% or less. I understood.
  • sample no. 9 to 10 were A evaluations. From this result, it was found that if the resistor has an area ratio of 12 area% or more and 35 area% or less, it is very easy to adjust the resistance value by laser trimming.
  • the resistor When the resistor is divided into two equal parts in the thickness direction, when the base side is the first region and the glass layer side is the second region, samples having different area ratios occupied by the voids in the first region and the second region are prepared, The ease of adjustment of the resistance value was evaluated by laser trimming.
  • sample No. 1 of Example 1 was adjusted except that the amount of organic vehicle added was adjusted to the value shown in Table 2 with respect to 100 parts by mass of the conductive powder and inorganic powder.
  • a first resistor paste and a second resistor paste were prepared.
  • the first resistor paste was screen printed so that ten square patterns of 1 mm ⁇ 1 mm having a thickness of 12 ⁇ m were arranged in a desired region of the substrate. Under the same conditions as in No. 2, drying, degreasing, and heat treatment were performed to obtain a first resistor.
  • the second resistor paste was screen-printed on the first resistor so that the thickness was 12 ⁇ m. Under the same conditions as in No. 2, drying, degreasing, and heat treatment were performed to obtain a second resistor.
  • a combination of the first resistor and the second resistor is a resistor.
  • a glass layer was formed on the substrate and the resistor using a glass paste so that only a portion of the resistor necessary for the resistance value measurement described later is exposed.
  • R 2 O—B 2 O 3 —SiO 2 (R: alkali metal element) glass powder was prepared.
  • titanium oxide powder was prepared.
  • the titanium oxide powder was weighed so as to be 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass powder.
  • an organic vehicle was prepared, and a glass paste was prepared by weighing and mixing glass powder, titanium oxide powder, and organic vehicle in desired amounts.
  • the blending amount at this time was 70 parts by mass in total of the glass powder and the titanium oxide powder, and the remainder was an organic vehicle.
  • the obtained glass paste was printed so that the thickness of the fired glass layer was 16 ⁇ m, dried, degreased and fired to form a glass layer. 13-17 were obtained. Here, each sample No. obtained by such a method is obtained. In the resistors 13 to 17, the first resistor is the first region of the resistor, and the second resistor is the second region of the resistor.
  • the ratio of the area occupied by the voids in each of the first region and the second region was calculated by the same method as in Example 1 using a photograph in which the voids of the resistor were colored.
  • Sample No. 16 and 17 were more than A evaluation. From this result, it is very easy to adjust the resistance value by laser trimming if the area ratio occupied by the gap in the first region is 4 area% or more than the area ratio occupied by the gap in the second region. I understood it.
  • Resistor 2 Base 3: Metal layer 4: Glass layer 5: Electronic component 10: Circuit board 20: Electronic device

Abstract

本開示の抵抗体は、銅、ニッケルおよび硼化ランタンの合計の含有量が４０質量％以上であり、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子を含有している。また、本開示の回路基板は、基体と、該基体上に位置する、上記抵抗体と、金属層と、該抵抗体上に位置するガラス層と、を備える。また、本開示の電子装置は、上記回路基板と、該回路基板の前記金属層上に位置する電子部品とを備える。

Description

抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置
　本開示は、抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置に関する。
　半導体素子、発熱素子、ペルチェ素子等の各種電子部品が回路基板上に搭載された電子装置が知られている。ここで、この回路基板は、過剰な電流を流さないための抵抗体を備えている場合がある。
　例えば、特許文献１には、発光素子に流れる電流を制御するために抵抗値を発光素子の光度に対応させた抵抗を有する半導体発光装置が開示されている。
特開２００７－２９４５４７号公報
　本開示の抵抗体は、銅、ニッケルおよび硼化ランタンの合計の含有量が４０質量％以上であり、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子を含有している。
　本開示の回路基板は、基体と、該基体上に位置する、上記抵抗体と、金属層と、該抵抗体上に位置するガラス層と、を備える。
　本開示の電子装置は、上記回路基板と、該回路基板の前記金属層上に位置する電子部品とを備える。
本開示の抵抗体を備える回路基板の一例を示す断面図である。 本開示の回路基板を備える電子装置の一例を示す断面図である。
　抵抗体は、任意の抵抗値とするために、様々な成分を混ぜ合わせた抵抗体ペーストが用いられ、基体上に塗布した後に焼成することで形成される。
　近年では、電子装置の小型化や薄型化、電子部品の高集積化に伴い、抵抗体の小型化や薄型化、抵抗体形状の複雑化が求められている。しかしながら、小型、薄型、複雑形状の抵抗体を形成すると、抵抗体の抵抗値にばらつきが生じやすくなる。
　抵抗値にばらつきが生じた抵抗体は、レーザによって抵抗体に切り込みを入れるレーザトリミングにより、抵抗値が均一な抵抗体にできることが知られている。近年では、レーザトリミングを行なうことが増えてきていることから、レーザトリミングにより抵抗値の調整がしやすい抵抗体が求められている。
　本開示の抵抗体は、レーザトリミングによる抵抗値の調整がしやすい。以下に、本開示の抵抗体について詳細に説明する。
　本開示の抵抗体は、銅、ニッケルおよび硼化ランタンの合計の含有量が４０質量％以上であり、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子を含有する。ここで、銅粒子とは、銅粒子を構成する全成分１００質量％のうち、銅を７０質量％以上含有している粒子のことである。
　そして、本開示の抵抗体は、このような構成を満足していることで、レーザトリミングによって抵抗値を容易に調整することができる。ここで、レーザトリミングによって抵抗値を容易に調整することができるのは、上記組成であるとともに、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子を含有していることによる。具体的には、レーザを抵抗体に照射した際に、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子は脱粒しやすいことから、レーザトリミングを容易に行なうことができる。
　また、本開示の抵抗体は、銅、ニッケルおよび硼化ランタン以外に、無機成分を含有していてもよい。ここで、無機成分とは、例えば、軟化点が４００℃以上７５０℃以下であるガラスが挙げられる。具体的には、酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分とし、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）等のいずれかを含んだガラスが挙げられる。このように、銅、ニッケルおよび硼化ランタン以外に、上記ガラスを含有しているときには、抵抗体の抵抗値を上げることができるとともに、基体上に抵抗体を形成する際に、基体と抵抗体との接着性を高めることができる。
　また、無機成分として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）等を含有してもよい。このような成分は、融点が高く、容易に還元されないことから、抵抗体が高温になっても、抵抗体の変形を抑制できる。
　そして、本開示の抵抗体は、抵抗体を構成する全成分１００質量％のうち、銅、ニッケルおよび硼化ランタンの合計の含有量が４０質量％以上７０質量％以下であり、残部が無機成分であってもよい。このような構成を満足するならば、レーザトリミングしやすい硬さとなることから、レーザトリミングをより容易に行なうことができる。
　また、銅およびニッケルと、硼化ランタンとの質量比としては、銅およびニッケル：硼化ランタン＝６０～７５：２５～４０であってもよい。このような構成を満足するならば、抵抗体が硬くなりにくくなり、レーザトリミングをさらに容易に行なうことができるものとなる。さらに、銅とニッケルとの質量比としては、銅：ニッケル＝５０～７０：３０～５０であってもよい。このような構成を満足するならば、抵抗体がさらに硬くなりにくくなる。
　ここで、抵抗体を構成する成分は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて抵抗体を測定し、得られた結果をＪＣＰＤＳカードと照合することにより確認することができる。
　または、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に付設のエネルギー分散型分析装置（ＥＤＳ）を用いて確認することができる。具体的には、抵抗体を切断し、この切断面をクロスセクションポリッシャー（ＣＰ）にて研磨した断面を観察面とする。そして、ＳＥＭを用いて１０００倍以上１００００倍以下の倍率で観察面を観察し、観察面において確認される結晶粒子および結晶粒子以外の部分に、ＳＥＭに付設のＥＤＳを用いてＸ線を照射する。そして、結晶粒子において、銅の存在が検出され、半定量分析により、銅の含有量が７０質量％以上であれば、その結晶粒子は銅粒子である。また、結晶粒子以外の部分において、銅とニッケルとが検出されれば、抵抗体は銅とニッケルとを含有していると言える。さらに、結晶粒子以外の部分において、硼素とランタンとが同時に検出されれば、抵抗体は硼化ランタンを含有しているとみなしてよい。
　そして、銅粒子の存在が確認されたならば、ＳＥＭを用いて上述の観察面を撮影する。そして、撮影した写真において、銅粒子の箇所を色付けする。次に、銅粒子の箇所を色付けした写真を用いて、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製、なお、以降に画像解析ソフト「Ａ像くん」と記した場合、旭化成エンジニアリング（株）製の画像解析ソフトを示すものとする。）の粒子解析という手法を適用して画像解析を行なう。なお、「Ａ像くん」の解析条件としては、例えば結晶粒子の明度を「明」、２値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とすればよい。そして、この粒子解析によって、銅粒子の粒径を確認することができる。すなわち、この粒子解析により、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子が存在するか否かを確認することができる。
　また、抵抗体における、銅、ニッケルおよび硼化ランタンのそれぞれの含有量は、以下の方法で算出すればよい。まず、上述したＸＲＤを用いた方法により、抵抗体に、銅、ニッケルおよび硼化ランタンが含有されていることを確認する。なお、以下では、硼化ランタンの化学式がＬａＢ６である場合で説明する。次に、ＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて、抵抗体に含有される、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ランタン（Ｌａ）、硼素（Ｂ）の定量分析を行なうことで、銅、ニッケルおよび硼化ランタン（ＬａＢ６）の含有量を算出することができる。
　また、本開示の抵抗体において、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子が占める面積比率が２面積％以上１０面積％以下であってもよい。このような構成を満足するならば、本開示の抵抗体は、トリミングのばらつきが小さくなることから、レーザトリミングがさらに容易となる。
　ここで、抵抗体における、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子が占める面積比率は、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子の存在を確認した方法と同様に、画像解析ソフト「Ａ像くん」の粒子解析という手法を適用して画像解析することで、算出すればよい。
　また、本開示の抵抗体は、空隙を有し、この空隙が占める面積比率が１２面積％以上３５面積％以下であってもよい。このような構成を満足するならば、本開示の抵抗体は、レーザトリミングがさらに容易となる。
　ここで、抵抗体における、空隙が占める面積比率を算出するには、空隙を色付けした写真を用いて、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子が占める面積比率を算出した同様の方法を行なえばよい。
　次に、本開示の回路基板１０について、図１を用いて説明する。図１に示す本開示の回路基板１０は、基体２と、基体２上に位置する本開示の抵抗体１と、金属層３と、抵抗体１上に位置するガラス層４と、を備えるものである。図１においては、金属層３ａと金属層３ｂとの間に抵抗体１を備えている例を示しており、これにより金属層３を流れる電流を調整することができる。また、ガラス層４は、金属層３の一部および基体２上にも位置している例を示している。
　ここで、基体２を構成する材料は、絶縁体であればどのようなものでも構わないが、セラミックスであれば、優れた機械的強度と放熱性とを兼ね備える。ここで、セラミックスとしては、酸化アルミニウム質セラミックス、酸化ジルコニウム質セラミックス、酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムとの複合セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックス、炭化珪素質セラミックスまたはムライト質セラミックス等を用いることができる。なお、基体２が酸化アルミニウム質セラミックスからなるならば、回路基板１０に求められる機械的強度を有しながらも、加工が比較的容易である。また、基体１が窒化珪素質セラミックスまたは窒化アルミニウム質セラミックスからなるならば、特に放熱性に優れる。
　また、金属層３としては、主成分が銅、銀およびアルミニウムの少なくとも１つであるものを用いることができる。特に、金属層３の主成分が銅であれば、電気抵抗率が低く放熱性が高いことから好ましい。ここで、金属層３における主成分とは、金属層３を構成する全成分の合計１００質量％のうち、６０質量％以上含有する成分のことである。
　また、ガラス層４としては、Ｒ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系（Ｒ：アルカリ金属元素）、ＳｉＯ２－Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ－ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－Ｂｉ２Ｏ３系のいずれかを主成分とするものがよい。なお、ガラス層４は、ガラス層４の可視光に対する反射率を向上させるために酸化チタンや酸化ジルコニウムを含有していても構わない。
　また、本開示の回路基板１０における抵抗体１を、抵抗体１を厚み方向に２等分した際の基体２側を第１領域、ガラス層４側を第２領域としたとき、第１領域における空隙が占める面積比率が、第２領域における空隙が占める面積比率よりも多くてもよい。このような構成を満足するならば、回路基板１０となった状態で抵抗体１のレーザトリミングを行なう際に、ガラス層４側から抵抗体１にレーザを照射すると、抵抗体１の第２領域においてレーザのエネルギーが吸収されやすくなり、レーザトリミングが容易となる。
　この際、第１領域における空隙が占める面積比率が、第２領域における空隙が占める面積比率よりも４面積％以上多いならば、レーザトリミングがさらに容易となる。
　ここで、抵抗体１の第１領域および第２領域における空隙が占める面積比率を算出するには、空隙を色付けした写真を用いて、第１領域および第２領域のそれぞれにおいて、２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子が占める面積比率を算出した同様の方法を行なえばよい。
　次に、本開示の電子装置２０について、図２を用いて説明する。図２に示す本開示の電子装置２０は、本開示の回路基板１０を備える。具体的には、抵抗体１、基体２、金属層３およびガラス層４に加え、金属層３上に位置する電子部品５を備える。なお、図２においては、電子部品５が金属層３ｃ上に位置しており、さらに電子部品５と金属層３ａとがボンディングワイヤにより、電気的に接続されている例を示している。
　ここで、電子部品５としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）素子、インテリジェント・パワー・モジュール（ＩＰＭ）素子、金属酸化膜型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）素子、フリーホイーリングダイオード（ＦＷＤ）素子、ジャイアント・トランジスタ（ＧＴＲ）素子、ショットキー・バリア・ダイオード（ＳＢＤ）等の半導体素子、昇華型サーマルプリンタヘッドまたはサーマルインクジェットプリンタヘッド用の発熱素子、ペルチェ素子等を用いることができる。
　以下、本開示の抵抗体１の製造方法の一例について説明する。ここでは、セラミックスからなる基体２上に抵抗体１を形成する方法を例に挙げ説明する。
　まず、基体２として、公知の成形方法および焼成方法により、例えば、窒化アルミニウム質セラミックスや酸化アルミニウム質セラミックスを準備する。なお、酸化アルミニウム質セラミックスの形成にあたっては、基体２の可視光に対する反射率を向上させるべく、酸化バリウム（ＢａＯ）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を含ませてもよい。また、基体２の厚みは、例えば、０．１５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。
　次に、抵抗体１を形成するために抵抗体ペーストを準備する。ここで、抵抗体ペーストは、導電粉末と、無機粉末と、有機ビヒクルとの組み合わせからなる。なお、有機ビヒクルは、抵抗体ペーストの流動性を高める役割を果たす。
　そして、導電粉末は、銅粉末、ニッケル粉末および硼化ランタン粉末からなる。ここで、導電粉末としては、質量比として、銅粉末およびニッケル粉末：硼化ランタン粉末＝６０～７５：２５～４０となるように配合すればよい。また、導電粉末としては、質量比として、銅粉末：ニッケル粉末＝５０～７０：３０～５０となるように配合してもよい。なお、銅粉末およびニッケル粉末の代わりに、銅ニッケル合金粉末を用いてもよい。
　そして、銅粉末または銅ニッケル合金粉末として、平均粒径が０．２μｍ以上０．５μｍ以下のものを用いることで、抵抗体ペーストの印刷性を保ちつつ、焼結時に適度に銅粉末同士が凝集しやくなることで、焼成時に２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子を形成することができる。
　また、無機粉末としては、酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分として、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を含んだガラスを用いればよい。また、上記ガラス以外に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）を用いてもよい。
　また、有機ビヒクルは、有機バインダと有機溶剤とを混ぜ合わせたものである。有機バインダとしては、熱分解性の観点から、ポリアクリル酸エステルを用いてもよい。有機溶剤としては、ペーストの流動性の観点から、テルピネオールやアルキルセロソルブアセテート類を用いてもよい。なお、有機ビヒクルにおける有機バインダと有機溶剤との質量比は、有機バインダ：有機溶剤＝１５～４０：６０～８５となるようにすればよい。
　そして、抵抗体ペーストは、焼成後の抵抗体１において、銅、ニッケルおよび硼化ランタンを合計が４０質量％以上となるように、各粉末（導電粉末、無機粉末、有機ビヒクル）を秤量し調合する。具体的には、導電粉末および無機粉末の合計１００質量部に対し、導電粉末が４０質量部以上７０質量部以下となるようにするのがよい。さらに、無機粉末は、質量比として、上記ガラス：アルミナ、チタニアおよびシリカの合計量＝２０：８０～８０：２０となるようにするのがよい。また、有機ビヒクルは、導電粉末および無機粉末の合計１００質量部に対し、２０質量部以上３０質量部以下となるように添加する。
　そして、得られた抵抗体ペーストを、基体２における所望領域にスクリーン印刷し、７０℃以上１３０℃以下の温度で乾燥、脱脂を行なう。ここで、８０℃以上１００℃以下の温度で乾燥、脱脂を行うことで、スクリーン印刷した抵抗体ペーストの内部に有機ビヒクルをある程度存在させることができ、焼成時に揮発した際に抵抗体１の内部に空隙を形成することができる。
　次に、スクリーン印刷した抵抗体ペーストを、窒素雰囲気下で８００℃以上９６０℃以下の最高温度で７分以上２０分以下保持して熱処理を行なう。ここで、焼成温度が高いほど、また、焼成時間が長いほど、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子をより多く析出できる。
　そして、熱処理後、レーザトリミングによる抵抗値の調整を行なうことで、本開示の抵抗体１を得る。レーザトリミングは、出力１～１０Ｗ、周波数１～５ｋＨｚのレーザを用い、トリミング速度１０～５０ｍｍ／ｓｅｃのトリミング条件で、任意の目標抵抗値を設定し行なえばよい。
　なお、有機ビヒクルの添加量を異ならせた２種類の抵抗体ペースト（第１抵抗体ペースト、第２抵抗体ペースト）を準備し、まず基体２上に第１抵抗体ペーストで第１抵抗体を形成した後、第１抵抗体上に第２抵抗体ペーストで第２抵抗体を形成すれば、空隙が占める面積比率が異なる第１抵抗体および第２抵抗体から構成される抵抗体１を得ることができる。
　次に、本開示の回路基板１０については、上述した抵抗体１を形成した基体２上に金属層３を形成し、その後、抵抗体１、基体２および金属層３の所望領域を覆うようにガラス層４を形成することにより得ることができる。なお、上述したレーザトリミングは、ガラス層４を形成した後に行なってもよい。
　金属層３は、公知の銅を主成分とする金属ペーストを用いて、基体２にスクリーン印刷した後、窒素雰囲気にて焼成することによって得ることができる。なお、金属層３の厚みは、例えば、５μｍ以上２５μｍ以下であるのがよい。そして、金属層３の厚みを所望の厚みとするには、スクリーン印刷、乾燥および熱処理を繰り返したり、スクリーン印刷および乾燥までの工程を複数回行なった後に一括して熱処理したりすればよい。
　また、金属層３の表面には、部分的にめっき処理を行なってもよい。このようにめっき処理を行なうことによって、電子部品４やボンディングワイヤ等との密着がしやすくなり、酸化による金属層３の腐蝕を抑制することができる。なお、めっきの種類としては公知のめっきであればよく、例えば、金めっき、銀めっき、ニッケル－金めっきまたはニッケル－パラジウム－金めっき等が挙げられる。
　また、ガラス層４は、Ｒ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系（Ｒ：アルカリ金属元素）、ＳｉＯ２－Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ－ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－Ｂｉ２Ｏ３系のいずれかを主成分とするガラス粉末と有機ビヒクルとを混ぜ合わせたガラスペーストを準備し、抵抗体１、基体２および金属層３の所望領域を覆うように印刷し、乾燥、脱脂、焼成を行うことによって形成することができる。なお、ガラス層４の厚みは、１０μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。また、ガラスペーストには、酸化チタンや酸化ジルコニウムを含有させてもよい。
　また、本開示の回路基板１０の作製において、分割溝が形成された基体２を用いて、上述した方法により抵抗体１および金属層３を形成し、その後分割すれば、多数個の回路基板１０を効率よく作製可能である。
　次に、本開示の電子装置２０については、上述した回路基板１０において、ガラス層４に覆われていない金属層３上に電子部品５を搭載することにより得ることができる。
　以下、本開示の実施例を具体的に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
　２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子の有無、２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子が占める面積比率および空隙が占める面積比率が異なる試料を作成し、レーザトリミングにより抵抗値の調整しやすさを評価した。
　まず、公知の成形方法および焼成方法により、酸化アルミニウム質セラミックスからなる基体を準備した。
　次に、導電粉末として、平均粒径が０．３μｍの銅粉末、ニッケル粉末および硼化ランタン粉末からなる混合粉末を準備した。なお、この混合粉末は、質量比として、銅粉末：ニッケル粉末：硼化ランタン粉末＝４２：２８：３０となるように配合した。
　また、無機粉末として、酸化珪素を主成分とし、酸化亜鉛および酸化ホウ素を含んだ、ＳｉＯ２－ＺｎＯ－Ｂ２Ｏ３系ガラスとアルミナとを準備した。
　次に、抵抗体を形成するために抵抗体ペーストを準備した。抵抗体ペーストは、混合粉末、ＳｉＯ２－ＺｎＯ－Ｂ２Ｏ３系ガラスおよびアルミナを、質量比で５０：２５：２５となるように配合し、これら合計１００質量部に対し、有機ビヒクルを２５質量部添加することで作製した。
　ここで、有機ビヒクルは、有機バインダとしてのポリアクリル酸エステルと有機溶剤としてのテルピネオールを混ぜ合わせたものを用いた。なお、有機バインダと有機溶剤との質量比は、有機バインダ：有機溶剤＝３０：７０となるようにした。
　そして、得られた抵抗体ペーストを、基体における所望領域に、厚みが２４μｍであり、１ｍｍ×１ｍｍの正方形パターンが１０個配置されるようにスクリーン印刷し、表１に示す温度で１０分間保持し、乾燥、脱脂をした。その後、窒素雰囲気下で表１に示す最高温度で１５分間保持して熱処理を行ない、試料Ｎо．１～１２を得た。
　次に、各試料において、２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子の有無の確認および２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子が占める面積比率の算出を、以下の方法で行なった。まず、各試料の抵抗体を切断し、この切断面をＣＰにて研磨した。そして、この研磨した断面において確認される結晶粒子に対して、ＳＥＭに付設のＥＤＳを用いてＸ線を照射することで、銅粒子を特定した。次に、ＳＥＭを用いて上述の断面を撮影した写真において、銅粒子の箇所を色付けした。そして、銅粒子の箇所を色付けした写真を用いて、画像解析ソフト「Ａ像くん」の粒子解析という手法を適用して画像解析を行なった。ここで、「Ａ像くん」の解析条件としては、結晶粒子の明度を「明」、２値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とした。そして、この粒子解析によって、２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子の有無の確認および２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子が占める面積比率の算出を行なった。
　また、各試料における、空隙が占める面積比率を、空隙を色付けした写真を用いて、上述した方法と同様の方法で行ない算出した。
　次に、各試料における抵抗体のレーザトリミングにより抵抗値の調整しやすさを、以下の方法を行なうことで評価した。まず、出力３Ｗ、周波数５ｋＨｚのレーザを用い、トリミング速度３０ｍｍ／ｓｅｃのトリミング条件で、２０Ω／ｓｑを目標抵抗値として設定し、各試料の１０個の抵抗体に対して、レーザトリミングを行なった。そして、レーザトリミング後の１０個の抵抗体の抵抗値を測定し、その標準偏差をσ、平均値をＡとし、ＣＶ＝（σ／Ａ）×１００％の値を求めた。そして、ＣＶの値が０．５％未満であるものをＡ評価、０．５％以上０．８％未満のものをＢ評価、０．８％以上１．０％未満のものをＣ評価、１．０％以上のものをＤ評価とした。ここで、Ａ評価のものが、レーザトリミングによる抵抗値の調整が最もしやすいものと言え、Ｄ評価のものが、レーザトリミングによる抵抗値の調整が最もしにくいものと言える。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、試料Ｎｏ．１はＤ評価であるのに対し、試料Ｎｏ．２～１２はＣ評価以上であった。この結果より、銅、ニッケルおよび硼化ランタンを合計で４０質量％以上含有し、さらに、２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子を含有している抵抗体は、レーザトリミングによる抵抗値の調整がしやすいものであることがわかった。
　また、試料Ｎｏ．３～６および９～１１は、Ｂ評価以上であった。この結果より、２．５μｍ以上の粒径を有する銅粒子が占める面積比率は２面積％以上１０面積％以下である抵抗体ならば、レーザトリミングによる抵抗値の調整がよりしやすいものとなることがわかった。
　さらに、試料Ｎｏ．９～１０は、Ａ評価であった。この結果より、空隙が占める面積比率は１２面積％以上３５面積％以下である抵抗体ならば、レーザトリミングによる抵抗値の調整が非常にしやすいものとなることがわかった。
　抵抗体を厚み方向に２等分し、基体側を第１領域、ガラス層側を第２領域としたとき、第１領域と第２領域とで空隙が占める面積比率が異なる試料を作成し、レーザトリミングにより抵抗値の調整しやすさを評価した。
　まず、導電粉末および無機粉末の合計１００質量部に対する、有機ビヒクルの添加量が表２に示す値になるように調節したこと以外は、実施例１の試料Ｎｏ．２と同じように、第１抵抗体ペーストおよび第２抵抗体ペーストをそれぞれ作製した。
　次に、第１抵抗体ペーストを、基体における所望領域に、厚みが１２μｍであり、１ｍｍ×１ｍｍの正方形パターンが１０個配置されるようにスクリーン印刷し、実施例１の試料Ｎｏ．２と同じ条件で、乾燥、脱脂、熱処理を行ない、第１抵抗体を得た。次に、第２抵抗体ペーストを、厚みが１２μｍとなるように、第１抵抗体上にスクリーン印刷し、実施例１の試料Ｎｏ．２と同じ条件で、乾燥、脱脂、熱処理を行ない、第２抵抗体を得た。ここで、第１抵抗体および第２抵抗体を合わせたものが抵抗体である。次に、後述する抵抗値の測定に必要な部分の抵抗体のみが露出するように、基体および抵抗体上に、ガラスペーストを用いてガラス層を形成した。
　まず、Ｒ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系（Ｒ：アルカリ金属元素）のガラス粉末を準備した。また、酸化チタン粉末を準備した。ここで、酸化チタン粉末を、ガラス粉末１００質量部に対して１５質量部となるように秤量した。
　次に、有機ビヒクルを準備し、ガラス粉末、酸化チタン粉末、有機ビヒクルを所望量秤量して混合することにより、ガラスペーストを作製した。このときの配合量としては、ガラス粉末および酸化チタン粉末の合計で７０質量部とし、残部を有機ビヒクルとした。
　そして、得られたガラスペーストを、焼成後のガラス層の厚みが１６μｍとなるように印刷し、乾燥、脱脂、焼成することでガラス層を形成し、各試料Ｎｏ．１３～１７を得た。ここで、このような方法で得られた各試料Ｎｏ．１３～１７の抵抗体においては、第１抵抗体が抵抗体の第１領域となり、第２抵抗体が抵抗体の第２領域となる。
　次に、各試料において、抵抗体の空隙を色付けした写真を用いて、実施例１と同様の方法により、第１領域および第２領域のそれぞれにおける空隙が占める面積比率を算出した。
　次に、ガラス層側からレーザを照射したこと以外は、実施例１と同様に、各試料における抵抗体のレーザトリミングにより抵抗値の調整しやすさを評価した。
　結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、試料Ｎｏ．１５～１７はＢ評価以上であった。この結果より、第１領域において空隙が占める面積比率が、第２領域において空隙が占める面積比率よりも多い抵抗体ならば、レーザトリミングによる抵抗値の調整がよりしやすいものであることがわかった。
　また、試料Ｎｏ．１６、１７は、Ａ評価以上であった。この結果より、第１領域において空隙が占める面積比率が、第２領域において空隙が占める面積比率よりも４面積％以上多い抵抗体ならば、レーザトリミングによる抵抗値の調整が非常にしやすいものとなることがわかった。
　１：抵抗体
　２：基体
　３：金属層 
　４：ガラス層
　５：電子部品
　１０：回路基板
　２０：電子装置

Claims (7)

  1. 　銅、ニッケルおよび硼化ランタンの合計の含有量が４０質量％以上であり、粒径が２．５μｍ以上の銅粒子を含有している抵抗体。
  2. 　粒径が２．５μｍ以上の前記銅粒子が占める面積比率が、２面積％以上１０面積％以下である請求項１に記載の抵抗体。
  3. 　空隙を有し、該空隙が占める面積比率が、１２面積％以上３５面積％以下である請求項１または請求項２に記載の抵抗体。
  4. 　基体と、
    　該基体上に位置する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の抵抗体と、
    　金属層と、
    　該抵抗体上に位置するガラス層と、を備える回路基板。
  5. 　前記抵抗体は、該抵抗体を厚み方向に２等分した際の前記基体側を第１領域、前記ガラス層側を第２領域としたとき、
    　前記第１領域における前記空隙が占める面積比率が、前記第２領域における前記空隙が占める面積比率よりも多い請求項４に記載の回路基板。
  6. 　前記第１領域における前記空隙が占める面積比率が、前記第２領域における前記空隙が占める面積比率よりも４面積％以上多い請求項５に記載の回路基板。
  7. 　請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の回路基板と、該回路基板の前記金属層上に位置する電子部品とを備える電子装置。
PCT/JP2017/035182 2016-09-29 2017-09-28 抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置 WO2018062373A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780058711.6A CN109791823B (zh) 2016-09-29 2017-09-28 电阻器、具备该电阻器的电路基板和电子装置
EP17856322.7A EP3506324B1 (en) 2016-09-29 2017-09-28 Resistor, circuit board provided with same, and electronic device
JP2018512443A JP6393012B2 (ja) 2016-09-29 2017-09-28 抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置
US16/337,505 US10923252B2 (en) 2016-09-29 2017-09-28 Resistor, circuit board, and electronic device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-191555 2016-09-29
JP2016191555 2016-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018062373A1 true WO2018062373A1 (ja) 2018-04-05

Family

ID=61762824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/035182 WO2018062373A1 (ja) 2016-09-29 2017-09-28 抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10923252B2 (ja)
EP (1) EP3506324B1 (ja)
JP (1) JP6393012B2 (ja)
CN (1) CN109791823B (ja)
WO (1) WO2018062373A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7277355B2 (ja) 2019-01-29 2023-05-18 三ツ星ベルト株式会社 抵抗体ペーストならびに抵抗体およびその製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200100367A1 (en) * 2018-09-25 2020-03-26 Antaya Technologies Corporation Object sensor including deposited heater
CN110942840A (zh) * 2019-12-13 2020-03-31 新昌中国计量大学企业创新研究院有限公司 用于氮化铝衬底的无铅铜导体浆料

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000174433A (ja) * 1998-12-04 2000-06-23 Denso Corp 配線基板の製造方法
JP2007123301A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Kamaya Denki Kk 超小形チップ抵抗器及び超小形チップ抵抗器用抵抗体ペースト。
JP2007294547A (ja) 2006-04-21 2007-11-08 Sharp Corp 半導体発光装置
JP2010225627A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Mitsuboshi Belting Ltd 抵抗体膜の製造方法、抵抗体膜、及び抵抗器
WO2013088957A1 (ja) * 2011-12-16 2013-06-20 Tdk株式会社 抵抗体内蔵多層ガラスセラミック基板
JP2015046567A (ja) * 2013-07-31 2015-03-12 三ツ星ベルト株式会社 抵抗体ペースト及びその製造方法並びに抵抗体及びその用途

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059701A (ja) 1983-08-22 1985-04-06 イー・アイ・デユポン・ド・ネモアース・アンド・コンパニー ６硼化物抵抗体組成物
JPH03274703A (ja) 1990-03-26 1991-12-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 抵抗被膜形成用組成物
JPH04206504A (ja) 1990-11-30 1992-07-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 厚膜抵抗体組成物およびその製法
JPH10107207A (ja) * 1996-09-30 1998-04-24 Denso Corp 厚膜回路基板及びその製造方法
JP3225854B2 (ja) * 1996-10-02 2001-11-05 株式会社デンソー 厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法
JP2000223821A (ja) * 1999-01-27 2000-08-11 Kyocera Corp セラミック配線基板
JP2001284741A (ja) * 2000-04-03 2001-10-12 Noritake Co Ltd 厚膜回路基板の擦れ防止マーク
JP2005174958A (ja) * 2003-12-05 2005-06-30 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミック回路基板の製造方法およびセラミック回路基板
JP2006073280A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Ngk Spark Plug Co Ltd メタライズ組成物及びセラミック配線基板
JP5159080B2 (ja) 2005-12-02 2013-03-06 昭栄化学工業株式会社 オーバーコート用ガラスペースト及び厚膜抵抗素子
CA2675033A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 Basf Se Method for producing structured electrically conductive surfaces
JP2009283597A (ja) * 2008-05-21 2009-12-03 Murata Mfg Co Ltd 積層電子部品およびその製造方法
CN101605433B (zh) * 2009-06-26 2012-05-09 上海美维电子有限公司 一种印刷电路板中隐埋电阻的加工方法
KR20120108966A (ko) * 2009-08-27 2012-10-05 란다 랩스 (2012) 리미티드 발전 장치와 발전 방법 및 발전 장치 제조 방법
KR101892750B1 (ko) * 2011-12-19 2018-08-29 삼성전기주식회사 칩 저항 부품 및 그의 제조 방법
EP2905313B1 (en) * 2012-10-03 2017-05-03 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Metal particle dispersion, article and sintered film using metal particle dispersion, and method for producing sintered film

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000174433A (ja) * 1998-12-04 2000-06-23 Denso Corp 配線基板の製造方法
JP2007123301A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Kamaya Denki Kk 超小形チップ抵抗器及び超小形チップ抵抗器用抵抗体ペースト。
JP2007294547A (ja) 2006-04-21 2007-11-08 Sharp Corp 半導体発光装置
JP2010225627A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Mitsuboshi Belting Ltd 抵抗体膜の製造方法、抵抗体膜、及び抵抗器
WO2013088957A1 (ja) * 2011-12-16 2013-06-20 Tdk株式会社 抵抗体内蔵多層ガラスセラミック基板
JP2015046567A (ja) * 2013-07-31 2015-03-12 三ツ星ベルト株式会社 抵抗体ペースト及びその製造方法並びに抵抗体及びその用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3506324A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7277355B2 (ja) 2019-01-29 2023-05-18 三ツ星ベルト株式会社 抵抗体ペーストならびに抵抗体およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109791823A (zh) 2019-05-21
US20190279793A1 (en) 2019-09-12
JP6393012B2 (ja) 2018-09-19
CN109791823B (zh) 2021-02-23
US10923252B2 (en) 2021-02-16
EP3506324B1 (en) 2021-05-19
JPWO2018062373A1 (ja) 2018-09-27
EP3506324A1 (en) 2019-07-03
EP3506324A4 (en) 2019-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2720520B1 (en) Circuit board and electronic device provided with same
US9161444B2 (en) Circuit board and electronic apparatus provided with the same
DE112012005758B4 (de) Gebondetes Bauelement und Halbleitermodul
WO2013122126A1 (ja) はんだ接合構造、パワーモジュール、ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びそれらの製造方法、並びにはんだ下地層形成用ペースト
WO2016009963A1 (ja) 電子部品およびその製造方法
JP6393012B2 (ja) 抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置
KR102225427B1 (ko) 파워 모듈용 기판 및 그 제조 방법, 파워 모듈
KR20100021663A (ko) 금속 코어 기판용 절연 페이스트 및 전자 소자
KR20170063544A (ko) Ag 하지층이 형성된 파워 모듈용 기판 및 파워 모듈
JP5806030B2 (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
JP6114001B2 (ja) 導電性ペーストおよび回路基板ならびに電子装置
JP7221798B2 (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
JP6122561B2 (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
CN111052879B (zh) 电路基板及具备该电路基板的电子装置
JP5743916B2 (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
JP7257867B2 (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
WO2022014411A1 (ja) 発光素子用基板
JP2018170506A (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
JP2014168053A (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
TW202231398A (zh) 氧化銅糊料及電子零件之製造方法
JP2842926B2 (ja) セラミック用メタライズ構造物
CN117794881A (zh) 陶瓷烧结体、陶瓷基板、安装用基板、电子设备及陶瓷烧结体的制造方法
JP2004165274A (ja) 低温焼成セラミック回路基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018512443

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17856322

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017856322

Country of ref document: EP

Effective date: 20190325

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE