JPH027596A - 膜素子を内層した配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 抵抗、コンデンサ等の膜素子を内装した配線基板に関し
、 印刷・焼成を主工程として厚膜回路を内層した配線基板
を形成する場合に、特に、印刷・焼成等の工程中に膜抵
抗素子が酸化、還元等による損傷を受けないようにする
ことを目的とし、 金属基材にホーロー層を形成し、該ホーロー層上に無機
質厚膜導体パターン及び該パターンに接続する所望の厚
膜回路素子を印刷・焼成してなる配線基板上に、絶縁樹
脂層を形成すると共に該絶縁樹脂層を介してビアホール
等で所望により前記導体パターンと該絶縁樹脂層の上に
形成した表面層配線パターンとを接続したことを特徴と
する、膜素子を内層した配線基板を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子回路の配線基板に関し、特に抵抗、コンデ
ンサ等の膜素子を内層した配線基板に関する。

抵抗、コンデンサ等の膜素子を配線基板の内部に形成し
て、配線基板を多層化する場合に、印刷・焼成等の工程
で膜素子が損傷を受けず、かつ低、コストで実現でき、
用途に応じて融通性のある配線基板が要望される。

〔従来の技術〕

従来、配線基板内に個別部品である膜素子（抵抗、コン
デンサ等）を構成する場合に、信頼度が高く、産業用、
民生用として広く採用されている方法として、第５図に
示すように、セラミック基板、ホーロー基板等の無ａ質
の絶縁基板１１上に銅（Ｃｕ）　、銀パラジウム（Ａｇ
−Ｐｄ）、銀プラチナ（Ａｇ−ＰＬ）の粉末とガラス質
粉末等よりなる導体ペーストを印刷・焼成し、無機成分
の焼結又は溶融により厚膜導体パターン１２を形成し、
この厚膜導体パターン１２の所望の位置に酸化ルテニウ
ム（Ｒｕｓｔ）粉末とガラス質粉末等よりなる抵抗ペー
ス）１３を焼成して無機質の膜抵抗素子を形成し、レー
ザー照射等のトリミングによりこの抵抗ペースト（膜抵
抗素子）１３の抵抗値の調整を行うものである。

また、この配線基板の多層化にあたっては、第６図に示
すように、導体ペースト１２と絶縁体ペースト１４を交
互に印刷・焼成し、接続ビア１５を設けることにより導
体パターン１２と表面層配線パターン１６とが接続され
、多層配線が行われる。しかしながら、膜抵抗素子１３
上に回路パターン１６を設けて膜抵抗素子１３を配線基
板の内層に形成することは絶縁体ペース１−１４、接続
ビア１５、表面層配線パターンを構成する無機質ペース
トの焼成は膜抵抗素子１３と同程度温度の焼成温度であ
る為に膜抵抗素子１３が酸化或いは還元により変質しな
いよう焼成工程上の考慮が必要で、また抵抗トリミング
上も困難である。

また、膜抵抗素子として、産業用としては信頼度上不十
分とされている、炭素粉末を樹脂成分の加熱・硬化によ
り成膜するポリマー厚膜抵抗ペーストは、配線導体であ
る炭素粉末が絶縁体と共にポリマーの加熱重合により形
成されたものであるため、後工程での加熱条件及び膜抵
抗素子はサンドプラス、レーザー等のトリミングによっ
て抵抗値の調整を行う必要があり、抵抗膜素子の配線基
板内層化は困難である。

また、後工程で焼成加熱条件が厳しくない方法とし感光
性ポリマーを無機質配線基板上に塗布し、無機質配線基
板の絶縁層とし、この感光性ポリマーにホトエツチング
法でビア接続用の穴を設け、その上に無電解メツキ積み
上げ法或いはホトエツチング法等により所望の配線パタ
ーンを形成する方法が、特に、デジタル高速信号の回路
において、絶縁層の低誘電率化の目的で発案されている
。しかし、この方法は感光性ポリマー、ホトレジスト、
導体のエツチング、塗布或いはメツキの繰り返し工程で
あり、メタライズ、ホトエツチングを主工程とする薄膜
ハイブリッド基板と、印刷・焼成を主工程とする厚膜ハ
イブリッド基板とのコスト比較で公知のように感光性ポ
リマーを用いる方法は、工程が複雑でコスト高となる。

また、主としてアルミナ等のセラミックからなる無機質
配線基板は、硬脆材料である為、曲げ、衝撃に弱く、大
型の基板は得にくい。更に配線基板の付加価値向上の為
、基板を折り曲げて筐体としての構造的用途を持たせた
い等、配線基板の多機能化かつ低コスト化の要求が、特
に携帯用電子機器に多くなる状況がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明の第１の課題は、印刷・焼成を主工程と
してＷ−膜回路を内層した配線基板を形成する場合に、
特に、印刷・焼成等の工程中に膜抵抗素子が酸化、還元
等による損傷を受けないようにした配線基板を提供する
ことである。

本発明の第２の課題は、上記に加え、更に配線基板を例
えば筐体等の構造物の一部として使用可能なように融通
性のある配線基板を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

第１の課題を解決する手段として、本発明によれば、金
属基材にホーロー層を形成し、該ホーロー層上に無機質
厚膜導体パターン及び該パターンに接続する所望の厚膜
回路素子を印刷・焼成してなる配線基板上に、絶縁樹脂
層を形成すると共に該絶縁樹脂層を介してビアホール等
で所望により前記導体パターンと該絶縁樹脂層の上に形
成した表面層配線パターンとを接続したことを特徴とす
る、膜素子を内層した配線基板が提供される。

また、第２の課題を解決する手段として、金属基材にホ
ーロー層を区分し互いに間隔をあけて印刷・焼成し、ホ
ーロー層上に無ａ質厚膜回路を形成し、区分された各ホ
ーロー層上の前記厚膜回路を覆うように絶縁樹脂層を形
成し、絶縁樹脂層に形成した配線パターンにより、区分
された各ホーロー層上の前記厚膜回路間を相互に接続し
たことを特徴とする、膜素子を内層した配線基板が提供
される。

〔作°用〕

本発明の第１の手段によれば、無機質の焼結成いは溶融
により形成される厚膜回路構成と、樹脂の重合・硬化に
より形成されるポリマー厚膜回路構成は、焼成あるいは
重合時の加熱温度あるいは厚膜回路の耐熱性が大きく隔
たり、無機質の厚膜回路形成後、その上にポリマー厚膜
回路を形成してもその重合温度により無ａｌｊｔ厚膜回
路、なかんず（膜抵抗素子が酸化、還元による損傷を受
けことはない、従って、印刷・焼成を主工程とした、低
コストで製造可能な、配線基板の内層に回路素子を埋設
した多層配線基板を提供することができる。

また、本発明の第２の手段によれば、ホーロー層を避け
た部分、即ち複数のホーロー層の間隔部分で配線基板を
折り曲げることにより、構造的要素を持たせ筐体の一部
等としての使用が可能となる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の配線基板の第１実施例であり、鉄又は
アルミニウム等の金属基材１上にガラス質のホーローＮ
２を所望により印刷・焼成したホーロー層基板に大型集
積回路（ＬＳＩ）　９及びチップ部品１０を搭載・実装
した配線基板の実施例である。

第２図は本発明の配線基板の第２実施例であり、金属基
材１上に相互に間隔をあけて区分してガラス質のホーロ
ー層２．２′を形成し、これらのホーロー層２．２′間
をポリマー樹脂層からなる配線パターン７で接続すると
共に、上記ホーロー層２．２′間で折り曲げた配線基板
の実施例である。

第３図は金属基材１の両面に配線回路を構成し、スルー
ホール３１にて相互に接続した実施例である。

第４図は第１図の実施例にかかる配線基板の製造工程を
示す、第４図において、１は金属基材、例えば板厚が１
．２〜２宵ｌの低炭素鋼で、この基材１上の所望位置に
印刷によりガラス基材よりなるホーローペースト２　（
２’　）を印刷し、溶着させる（ａ）。その後、厚膜導
体ペースト、例えば銀パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）とガラ
スフリントとを混合したペーストを塗布し、所望の厚膜
回路パターン或いは電極３を印刷・焼成する（ｂ）。次
工程で厚膜回路パターン３に接続する所望の位置に厚膜
抵抗ペースト（例えばＲｕ５ｔ）を印刷・焼成し、圧膜
抵抗素子４を形成する（ｃ）。次工程で、厚膜回路パタ
ーン３の多層接続を行う為のビアホール５をｒＪ−膜回
路パターン３上に印刷・焼成する（ｄ）。

次工程で厚膜抵抗素子４をレーザ等でトリミングし、所
望の抵抗値に調整する。次工程で絶縁樹脂材料６を配線
基板全面に印刷・重合しくｅ）、更に次工程でポリマー
導体ペーストを印刷・重合し、所望の回路パターン７を
成形し、更にその上の所望の位置にハンダレジストペー
スト８を印刷・重合する（ｆ）。回路パターン７を形成
する際は、この回路パターン７がビアホール５を介して
内層の厚膜回路パターン３に接続させる。

なお、ホーローペースト２、厚膜導体（回路パターン）
３、厚膜抵抗ペースト（抵抗素子）４の焼成温度は、素
材により大きく異なるが約５００〜１０００℃の範囲で
ある。一方、ポリマー材料（絶縁樹脂材料６、回路パタ
ーン７）の重合温度は約１５０〜２５０℃の範囲であり
、厚膜抵抗素子４が配線基板に内層化されても、多層化
工程、即ちポリマー材料の重合の工程で充分基えうる程
度の低い温度範囲である。

また、第１図において、多層化した配線基板の表面回路
パターン７に接続するように大型集積回路（ＬＳＩ）　
９やチップ部品１０をハンダペースト上に載せリフロー
ハンダ付けすることにより、固定・実装される。また、
もう一方のホーロー層２゛上にも前記と同様に、厚膜導
体（回路パターン）３、厚膜抵抗ペースト（抵抗素子）
４が印刷・焼成され、かつポリマー材料（絶縁樹脂材料
６、回路パターン７）が重合される。ホーロー層２．２
”間の領域は、絶縁樹脂材料６、回路パターン７、及び
所望によりハンダレジストペースト８が延びており、一
方のホーローＮ２上の膜素子４と他方のホーローＮ２゛
上の膜素子４とが表面層の回路パターン７を介して互い
に接続されている。

第２図に示した実施例は、前述のように、第１図に示し
た配線基板のホーローＮ２．２”間の領域２１を折り曲
げたものである。このように、ホーロー基板では、厚膜
回路焼成後、基板を折り曲げることは困難であるが、ポ
リマー基板では可能であり、第２図の実施例が可能とな
る。なお、大型集積回路（ＬＳＩ）　９やチップ部品ｌ
Ｏ等に過度のストレスをかけることがなければ、これら
の部品の搭載の前後を問わず折り曲げ可能である。また
、ホーロー層２．２゛の大きさを所望に限定するなら基
材ｌの金属とガラス質のホーロー層２との膨張率差によ
り生ずる熱応力を許容範囲内に押さえることができる。

このことにより、基材金属ｌとしてアルミニウム等の軽
金属を用いることが可能となる。

第３図は、前述のように、金属基材１の両面に配線回路
を構成し、スルーホール３１にて相互に接続した実施例
である。即ち、金属基材１の上面には、第１図の実施例
と同様の方法で多層化した回路を構成し、一方、金属基
材ｌの下面は、内層に抵抗素子等の厚膜素子を形成する
ことなく、絶縁樹脂材料６上に回路パターン７°を形成
し、大型集積回路（ＬＳＩ）　９やチップ部品１０等を
搭載したものである。上面のホーロー層２．２゛間の領
域には上下面を貫通するスルーホール３１が形成され、
このスルーホール内の導体部分７”を介して上下の回路
パターン７．７”が互いに接続されている。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、配線基板の内
層に信頼度の勝れた無機質の膜抵抗素子を構成すること
ができ、高密度の部品実装、配線パターンが可能となる
。

また、ホーロー基板を用いた場合、基板折り曲げ部をポ
リマー質で構成することで、配線が接続されたホーロー
の折り曲げ基板が可能となる。ホーロー基板の基材に軽
量のアルミニウム等を用いることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の膜素子を内層した配線基板の第１実施
例の断面図、第２図は基板を折り曲げた本発明の配線基
板の第２実施例の断面図、第３図は基板の上下面をスル
ーホールで接続した本発明の配線基板の第３実施例の断
面図、第４図は第１図の実施例の配線基板の製造工程を
示す図、第５図及び第６図は従来の配線基板を説明する
ための断面図である。 １・・・金属基材、 ２・・・ホーロー層、 ３・・・回路パターン、 （厚膜導体ペースト） ４・・・厚膜抵抗素子、 ５・・・ビアホール、 ６・・・絶縁材料、 ７・・・回路パターン、 （ポリマー専体ペースト） ・・・ハンダレジストパターン、 ・・・大型集積回路（ＬＳＩ）、 Ｏ・・・チップ部品、 ｌ・・・折り曲げ部、 ｌ・・・スルーホール。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．金属基材（１）にホーロー層（２）を形成し、該ホ
   ーロー層上に無機質厚膜導体パターン（３）及び該パタ
   ーンに接続する所望の厚膜回路素子（４）を印刷・焼成
   してなる配線基板上に、絶縁樹脂層（６）を形成すると
   共に該絶縁樹脂層を介してビアホール（５）等で所望に
   より前記導体パターン（３）と該絶縁樹脂層の上に形成
   した表面層配線パターン（７）とを接続したことを特徴
   とする、膜素子を内層した配線基板。
2. ２．金属基材（１）にホーロー層（２、２’）を区分し
   互いに間隔をあけて印刷・焼成し、ホーロー層上に無機
   質厚膜回路（３，４）を形成し、区分された各ホーロー
   層（２、２’）上の前記厚膜回路を覆うように絶縁樹脂
   層（６）を形成し、絶縁樹脂層に形成した配線パターン
   （７）により、区分された各ホーロー層上の前記厚膜回
   路（３，４）間を相互に接続したことを特徴とする、膜
   素子を内層した配線基板。