JP4395980B2

JP4395980B2 - 厚膜抵抗体印刷基板の製造方法

Info

Publication number: JP4395980B2
Application number: JP2000111905A
Authority: JP
Inventors: 孝正奥村; 文義中村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2001291603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板表面に形成された厚膜抵抗体の表面に、オーバーコートガラスと樹脂被膜とを重ねて形成した厚膜抵抗体印刷の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特開平１０−１５４８６８号公報（図４参照）に示すように、セラミック基板１の表面に印刷・焼成した厚膜抵抗体２の耐湿性を向上させるために、厚膜抵抗体２とその電極パターン８の表面にオーバーコートガラス３を印刷・焼成し、更に、このオーバーコートガラス３の表面に樹脂被膜４を形成することが提案されている。
【０００３】
一般に、焼成後の厚膜抵抗体２は、抵抗値がばらついているため、焼成後に、厚膜抵抗体２をレーザトリミング等でトリミングして抵抗値を調整する必要がある。しかし、このトリミング時に、厚膜抵抗体２は、レーザの熱で生じる熱歪によってマイクロクラックが発生しやすく、更に、このマイクロクラックが経時的に進行して抵抗値が経時変化（ドリフト）しやすい。従って、厚膜抵抗体２の信頼性を高めるには、マイクロクラックの発生・進行を抑えて抵抗値の経時変化をできるだけ小さくする必要がある。
【０００４】
そこで、図５及び図６（ａ）に示すように、トリミング工程前に、厚膜抵抗体２の表面にオーバーコートガラス３を印刷・焼成する。その後、図６（ｂ）に示すように、オーバーコートガラス３の上から厚膜抵抗体２をレーザトリミングして抵抗値を調整する。このトリミング終了後に、オーバーコートガラス３の表面に紫外線硬化型の樹脂を印刷し、これに紫外線を照射して硬化させて樹脂被膜４を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の製造方法では、オーバーコートガラス３の上から厚膜抵抗体２をレーザトリミングした後に、該オーバーコートガラス３の表面に紫外線硬化型の樹脂被膜４を印刷して硬化させるようにしているが、図６（ｂ）に示すように、レーザトリミング時にトリミング溝５から飛散した微小なミスト（微粒子）６がオーバーコートガラス３の表面のトリミング溝５の周辺に付着する。このため、トリミング終了後に、オーバーコートガラス３上にスクリーンマスクをセットして樹脂を印刷すると、スクリーンマスクの下面にミスト６が付着してスクリーンマスクが目詰りする。このため、図６（ｃ）に示すように、オーバーコートガラス３の表面のトリミング溝５の周辺のミスト６が付着した部分に樹脂を印刷するのが困難となり、その結果、樹脂被膜４にピンホール７が出来てしまい、耐湿性が低下するという欠点があった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、トリミング後の厚膜抵抗体の表面を、ピンホールのない樹脂被膜によって完全に覆うことができて耐湿性を向上することができ、電気的特性の安定した信頼性の高い厚膜抵抗体を形成することができる厚膜抵抗体印刷基板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の厚膜抵抗体印刷基板の製造方法は、請求項１のように、基板表面に厚膜抵抗体を形成する工程と、前記厚膜抵抗体の表面にオーバーコートガラスを形成する工程と、前記オーバーコートガラスの表面に樹脂被膜を形成する工程と、前記厚膜抵抗体の抵抗値を調整するために前記樹脂被膜の上から厚膜抵抗体をトリミングして、前記樹脂被膜、前記オーバーコートガラス及び前記厚膜抵抗体を貫通する抵抗値調整用のトリミング溝を形成する工程と、トリミング後に前記トリミング溝に絶縁性の樹脂を充填する工程とを順に実行するようにしている。
【０００８】
この製造方法によれば、トリミング前に、オーバーコートガラスの表面に樹脂被膜を形成するので、トリミング時に発生するミストの影響を全く受けずに、樹脂被膜を形成することができ、トリミング溝の周辺の樹脂被膜にトリミング時のミストによるピンホールが全く発生しない。また、トリミング後に、トリミング溝に絶縁性の樹脂を充填するので、厚膜抵抗体をオーバーコートガラス、樹脂被膜、充填樹脂によって完全に封止することができ、耐湿性、信頼性を向上することができる。
【０００９】
この場合、樹脂被膜と充填樹脂は、紫外線硬化型の樹脂（感光性樹脂）を用いて形成すると良い。一般に、紫外線硬化型の樹脂は、ガラスペーストを印刷・焼成したオーバーコートガラスと比較して、湿気の遮断性が高く、優れた耐湿性が得られると共に、熱硬化型樹脂と比較して、樹脂の硬化処理が容易であり、生産性も向上できる。しかも、紫外線硬化型の樹脂は、加熱する必要がないため、樹脂の硬化時に基板表面の導体パターンの酸化が発生しない。ちなみに、熱硬化型樹脂では、硬化時に例えば３０〜５０分程度、１２０〜１５０℃程度で加熱する必要があるため、樹脂の加熱硬化時に基板表面の導体パターンの酸化が発生して導体パターンの電気的特性が変化してしまう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。まず、図３（ｂ）に基づいて、本実施形態の製造方法で製造した厚膜抵抗体印刷基板の構造を説明する。セラミック基板１１は、８００℃〜１０００℃で焼成する低温焼成セラミック基板、又は、１６００℃前後で焼成するアルミナ基板、ＡｌＮ基板等、いずれのセラミック基板であっても良く、また、多層基板、単層基板のいずれであっても良い。このセラミック基板１１の表面には、厚膜抵抗体１２を接続するための電極パターン１３が印刷・焼成されている。本実施形態では、電極パターン１３は、Ｃｕ導体ペーストで形成されているが、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａｇ／Ｐｔ等のＡｇ系導体やＡｕ系導体等の他の低融点金属ペーストを用いても良い。
【００１１】
更に、セラミック基板１１の表面には、電極パターン１３に跨がって厚膜抵抗体１２が印刷・焼成されている。この厚膜抵抗体１２は、ＲｕＯ2 系やＳｎＯ2系等の厚膜抵抗体ペーストで形成されている。この厚膜抵抗体１２と電極パターン１３の表面には、オーバーコートガラス１４が印刷・焼成され、厚膜抵抗体１２と電極パターン１３の表面がオーバーコートガラス１４で覆われている。
【００１２】
更に、オーバーコートガラス１４の表面には、絶縁性の樹脂被膜１５がオーバーコートガラス１４の表面全体又は少なくとも厚膜抵抗体１２全体を覆うように形成されている。この樹脂被膜１５は、紫外線硬化型の樹脂（感光性樹脂）を用いて形成されている。そして、樹脂被膜１５、オーバーコートガラス１４及び厚膜抵抗体１２には、これら三者を貫通するトリミング溝１６がレーザトリミング等のトリミングによって形成され、このトリミング溝１６によって厚膜抵抗体１２の抵抗値が調整されている。そして、このトリミング溝１６には、樹脂被膜１５と同じ紫外線硬化型の樹脂（感光性樹脂）がスクリーン印刷によって充填され、この充填樹脂１７によってトリミング溝１６が封止されている。
【００１３】
次に、上記構成の厚膜抵抗体印刷基板の製造方法を図１乃至図３を用いて説明する。ここで、図１は、厚膜抵抗体１２の印刷・焼成工程から最終工程までの各工程を示す工程フローチャートであり、図２及び図３は、各工程の作業内容を示す縦断面図である。
【００１４】
厚膜抵抗体１２を印刷する前に、予め、セラミック基板１１の表面に電極パターン１３をスクリーン印刷して焼成しておく。尚、セラミック基板１１の焼成後に電極パターン１３を後付けで印刷・焼成しても良いが、セラミック基板１１が低温焼成セラミック基板である場合には、セラミック基板１１と電極パターン１３等の表層導体パターンとを同時焼成するようにしても良い。この際、電極パターン１３としてＣｕ導体を用いる場合は、酸化防止のために還元雰囲気（窒素ガス）中で焼成する必要があるが、Ａｇ系導体やＡｕ系導体を用いた場合には、酸化雰囲気（空気）中で焼成することが可能である。
【００１５】
電極パターン１３の焼成後、図２（ａ）に示すように、セラミック基板１１の表面にＲｕＯ2 系やＳｎＯ2 系等の厚膜抵抗体１２のペーストを電極パターン１３に跨がってスクリーン印刷し、これを焼成する。この際、厚膜抵抗体１２の焼成温度は、セラミック基板１１の焼成温度よりも僅かに低い温度に設定することが好ましいが、セラミック基板１１の焼成温度とほぼ同じ温度で厚膜抵抗体１２を焼成しても良い。
【００１６】
この後、図２（ｂ）に示すように、厚膜抵抗体１２及び電極パターン１３の表面に、オーバーコートガラス１４のペーストをスクリーン印刷し、これを厚膜抵抗体１２の焼成温度よりも低い温度（例えば６００〜７００℃）で焼成する。オーバーコートガラス１４のペーストは、硼珪酸ガラス等のガラス粉末に有機バインダと溶剤を加えて混練したものである。尚、厚膜抵抗体１２とオーバーコートガラス１４は、同時焼成するようにしても良い。
【００１７】
オバーコートガラス１４の焼成後、図２（ｃ）に示すように、オーバーコートガラス１４の表面に、紫外線硬化型の絶縁性樹脂（感光性樹脂）のペーストを用いて樹脂被膜１５をスクリーン印刷する。使用する紫外線硬化型の絶縁性樹脂は、例えば感光性エポキシ樹脂を用いれば良い。尚、樹脂被膜１５の印刷範囲はオーバーコートガラス１４の表面全体であっても良いが、厚膜抵抗体１２全体を覆うだけの部分的な印刷であっても良い。樹脂被膜１５の印刷後、樹脂被膜１５に紫外線を照射して硬化させる。
【００１８】
樹被膜１５の硬化後、図３（ａ）に示すように、厚膜抵抗体１２の抵抗値を調整するために、樹脂被膜１５の上から厚膜抵抗体１２をレーザトリミング等でトリミングして、樹脂被膜１５、オーバーコートガラス１４及び厚膜抵抗体１２を貫通する抵抗値調整用のトリミング溝１６を形成する。
【００１９】
トミング後、図３（ｂ）に示すように、トリミング溝１６に、厚膜抵抗体１２と同じ紫外線硬化型の絶縁性樹脂（感光性樹脂）をスクリーン印刷により充填し、この充填樹脂１７でトリミング溝１６を封止する。そして、最後に、この充填樹脂１７に紫外線を照射して硬化させる。これにより、厚膜抵抗体印刷基板が完成する。
【００２０】
以上説明した本実施形態の厚膜抵抗体印刷基板の製造方法によれば、トリミング前に、オーバーコートガラス１４の表面に樹脂被膜１５を形成するので、トリミング時に発生するミストの影響を全く受けずに、樹脂被膜１５を形成することができ、トリミング溝１６の周辺の樹脂被膜１５にトリミング時のミストによるピンホールが全く発生しない。また、トリミング後に、トリミング溝１６を充填樹脂１７で穴埋めするので、厚膜抵抗体１２をオーバーコートガラス１４、樹脂被膜１５、充填樹脂１７によって完全に封止することができ、耐湿性、信頼性を向上することができる。
【００２１】
本発明者らは、本実施形態の製造方法による樹脂被膜１５のピンホール発生防止効果を評価するために、本実施形態の製造方法（図１乃至図３と従来の製造方法（図５及び図６）で、それぞれ、樹脂被膜とオーバーコートガラスで覆われた厚膜抵抗体を１０００箇所ずつ形成してトリミングし、トリミング溝周辺の樹脂被膜に発生したピンホールの発生数を測定したところ、従来の製造方法では、１０００箇所のサンプルの全てにピンホールが発生し、ピンホール発生率が１００％であった。これに対し、本実施形態の製造方法では、１０００箇所のサンプル中にピンホールが発生したサンプルは皆無であり、ピンホール発生率が０％であった。この試験結果からも、本実施形態の製造方法による優れたピンホール発生防止効果が確認された。
【００２２】
また、本実施形態では、樹脂被膜１５と充填樹脂１７を紫外線硬化型の樹脂（感光性樹脂）を用いて形成するようにしたので、熱硬化型の樹脂と比較して、樹脂の硬化処理が容易であり、生産性も向上できる。しかも、紫外線硬化型の樹脂は、加熱する必要がないため、樹脂の硬化時に基板表面の導体パターンの酸化が発生しないという利点もある。
【００２３】
尚、樹脂被膜１５と充填樹脂１７は、異なる樹脂で形成しても良い。また、樹脂被膜１５と充填樹脂１７を形成する樹脂は、紫外線照射と加熱を併用するタイプの樹脂を用いても良く、この場合でも、熱硬化型樹脂と比べて、加熱温度が低く、加熱時間も短時間で良いため、基板表面の導体パターンの酸化を抑制することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の厚膜抵抗体印刷基板の製造方法によれば、トリミング前に、オーバーコートガラスの表面に樹脂被膜を形成して、この樹脂被膜の上から厚膜抵抗体をトリミングした後に、トリミング溝を絶縁性の樹脂で穴埋めすることができるので、トリミング後の厚膜抵抗体の表面をピンホールのない樹脂被膜によって完全に覆うことができて耐湿性を向上することができ、電気的特性の安定した信頼性の高い厚膜抵抗体を形成することができる。
【００２５】
しかも、樹脂被膜と充填樹脂を紫外線硬化型の樹脂（感光性樹脂）を用いて形成するようにしたので、熱硬化型の樹脂と比較して、樹脂の硬化処理が容易で、生産性を向上できると共に、樹脂の硬化時に基板表面の導体パターンの酸化が発生せず、導体パターンの特性を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における厚膜抵抗体印刷基板の製造工程を示す工程フローチャート
【図２】（ａ）は厚膜抵抗体印刷・焼成工程の作業内容を示す縦断面図、（ｂ）はオーバーコートガラス印刷・焼成工程の作業内容を示す縦断面図、（ｃ）は樹脂被膜印刷・硬化工程の作業内容を示す縦断面図
【図３】（ａ）はトリミング工程の作業内容を示す縦断面図、（ｂ）はトリミング溝への樹脂の充填工程の作業内容を示す縦断面図
【図４】従来の厚膜抵抗体印刷基板の構造を説明する縦断面図
【図５】従来の厚膜抵抗体印刷基板の製造工程を示す工程フローチャート
【図６】従来の厚膜抵抗体印刷基板の製造工程を説明するための図であり、（ａ）はオーバーコートガラス印刷・焼成工程の作業内容を示す縦断面図、（ｂ）はトリミング工程の作業内容を示す縦断面図、（ｃ）は樹脂被膜印刷・硬化工程の作業内容を示す縦断面図
【符号の説明】
１１…セラミック基板、１２…厚膜抵抗体、１３…電極パターン、１４…オーバーコートガラス、１５…樹脂被膜、１６…トリミング溝、１７…充填樹脂。

Claims

基板表面に厚膜抵抗体を形成する工程と、前記厚膜抵抗体の表面にオーバーコートガラスを形成する工程と、前記オーバーコートガラスの表面に樹脂被膜を形成する工程と、前記厚膜抵抗体の抵抗値を調整するために前記樹脂被膜の上から前記厚膜抵抗体をトリミングして、前記樹脂被膜、前記オーバーコートガラス及び前記厚膜抵抗体を貫通する抵抗値調整用のトリミング溝を形成する工程と、トリミング後に前記トリミング溝に絶縁性の樹脂を充填する工程とを順に実行することを特徴とする厚膜抵抗体印刷基板の製造方法。
前記樹脂被膜と前記トリミング溝の充填樹脂は、紫外線硬化型の樹脂を用いて形成することを特徴とする請求項１に記載の厚膜抵抗体印刷基板の製造方法。