JPH0312958A - トリマブルチップ低抗器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、基板に実装した状態で抵抗体のトリミングを
行って抵抗値を調整するトリマブルチップ抵抗器に関す
る。

［従来の技術］ 近年、電子部品は、それを用いた製品の品質の安定化、
生産性の向上ならびに小型軽量化か要求される中で、デ
ツプ部品として有用度が益々高まりつつある。

ハイブリット１０回路の中で調整用として使用されてい
る半固定抵抗器はその形状の大きさ、長期安定性からみ
て部品の高密度実装化及び高信頼性への対応で不満があ
り、半固定抵抗をチップ抵抗器に置き換え、ハイブリッ
トＩＣを組み立て、実際の動作状態でもって、チップ抵
抗のレーザー・トリミングを行ない、回路の特性を調整
する方式が採用されはじめている。

［発明が解決しようとする課題］ 」１記の方式で用いられるチップ抵抗器としては厚膜や
薄膜のものがあるが、厚膜のチップ抵抗器はトリミンク
後の抵抗値変化が大きく、高精度を要求される回路への
適用には問題がある。一方、薄膜のチップ抵抗器はトリ
ミングによる精度がよく、かつ、トリミング後の抵抗値
変化も小さく高精度のファンクショナル・トリミングが
可能であるが、抵抗体を環境（特に湿気）から保護する
ために、トリミングした後、抵抗体の表面に樹脂をコー
トするなどの保護手段を講じる必要があり生産効率の」
−で問題があった。

［課題を解決するたｙ）の手段］ 」二記の問題を解決するための鋭意研究の結果、アルミ
ナ基板に形成した金属薄膜抵抗体の保護膜として、ＹＡ
Ｇ・レーザー光をよく透過させる酸化ケイ素膜を形成し
、この保護膜の」−から金属薄膜抵抗体をレーザー・ｌ
・リミングするに際し、保護膜を金属薄膜抵抗体の膜厚
に応じた厚さとし、かつ、出力調節したＹ　Ａ、　Ｇ・
レーザー光を照射することにより、保護膜を損傷させる
ことなく金属薄膜抵抗体を所望の抵抗値にトリミングで
きることが判明した。

ついては、レーザー光線を吸収して高温になった金属薄
膜抵抗体が基板や酸化ケイ素膜に含まれる酸素によって
酸化された絶縁体に変化するものと推察される。

このようなトリミング機構から、本発明の抵抗器に使用
される、金属薄膜抵抗体の膜厚に応じた保護膜における
膜厚の選択は本発明の構成上重要となる。

すなわち、金属薄膜抵抗体を保護膜の損傷なしにトリミ
ングするには、金属薄膜抵抗体の膜厚が２００人〜３０
０人程度の場合には、保護膜の膜厚は３〜５μ屑程度で
よいが、金属薄膜抵抗体の膜厚が１０００人程度０よう
に厚くなると、保護膜の膜厚を２５〜３０μｍにするこ
とが必要である。

その理由は、レーザー光を保護膜の」二から照射すると
保護膜はレーザー光線を吸収しないので、そのまま保護
膜を透過して金属薄膜抵抗体に達した後、吸収され発熱
するが、この際の発熱量は金属薄膜抵抗体の膜厚が厚い
ほど大きく、発生した前にも述べたように、近年、素子
を含む回路の機能をモニターしながら、少数の素子をト
リミングするいわゆるファンクショナル・トリミングの
実用化が進められている。

一般に金属薄膜抵抗体はレーザー・トリミングにおいて
安定性がよく、トリミンク精度は比較的容易に測定器の
精度に達し、高精度のトリミングが可能であるが、トリ
ミング後は、使用環境による抵抗素子の特性変化を抑制
するために保護膜が不可欠である。

本発明のようにアルミナ基板」二に直接、金属薄膜抵抗
体と酸化ケイ素系の保護膜を組み合わせた構成にし、か
つ、金属薄膜抵抗体の膜厚に応じて保護膜の膜厚を増大
ずれば、ＹＡＧ・レーザー光線を用いて精度のよいトリ
ミングが可能であるばかりでなく、トリミング時に保護
膜を損傷することがないので、トリミング後も何らの保
護手段を講じる必要がない。

」二記のように構成された抵抗器の金属薄膜抵抗体をレ
ーザー光線によってトリミングする機構に熱は基板や保
護膜に伝わり、その結果、保護膜の温度が」１昇し、保
護膜の溶融により破壊に至る。

保護膜の膜厚を金属薄膜抵抗体の膜厚に応じて厚くする
のは、上記の発熱に対して保護膜がその溶融温度以」二
になるのを防止するためであり、すべての薄膜抵抗体の
膜厚に対して十分厚い保護膜を使用するのが安全である
。しかしながら、製造上の経済性の観点からは、保護膜
の膜厚は金属薄膜抵抗体の膜厚に応じて必要な最小限に
留めるのが望ましい。

保護膜の材料としては、トリミングに使用するレーザー
光線を透過させ、保護膜としての機能を有するものなら
ば特に制限はない。例えば、酸化ケイ素のほか、酸化リ
ンや酸化ホウ素を含む酸化ケイ素膜、ゲルマニューム・
ケイ素混合酸化物膜なども用いることができる。これら
の膜は、化学量論的に酸素の飽和したものが本発明の目
的に合うが、例えば酸化ケイ素の場合、ケイ素比率の大
きい保護膜は通常少し着色しており、ＹＡＧ・レーザー
光線を吸収するためレーザー出力を調節し＝６ ても保護膜が損傷し、トリミング後の保護性能が不完全
になる。

本発明のもう一つの構成としては、酸化ケイ素のような
無機系の保護膜に更に有機系の保護膜を積層形成するこ
とである。

すなわち、有機膜として、ＹＡＧ・レーザー光透過性の
フォトレジストを用い、これを酸化ケイ素膜の上に重ね
ることにより、レーザー・トリミング時の酸化ケイ素保
護膜の温度上昇を、有機膜の溶融、蒸発などによる吸熱
作用によって軽減できる効果があり、さらには、実質的
には抵抗体の保護膜が二層になるので両者の膜に個々に
存在するかも知れないピンホールによる膜欠陥を相補う
ことができ、抵抗素子の信頼性を向上させる効果を持た
せることができる。

さらに、」−記の有機膜は、本発明のトリマブルチップ
抵抗器を製造する上で、酸化ケイ素膜の工・ノヂング用
レジストとして使用できるので、酸化ケイ素膜をエツチ
ングした後、有機膜に対するレジスト除去工程を経るこ
となく、そのまま電極用ノ＼ンダメッキして製品にする
ことができ、製造工程の簡略化の上でもメリットがある
。

このような目的に使用できるレジストとしては、例えば
、露光によって現像液に不溶となり、また、現像後の加
熱によってさらに膜強度が増加するようなネガタイプの
フォトレジストがある。また、別の方法として、ＹＡＧ
・レーザー光を透過させる有機高分子膜を印刷などの手
段を用いて形成してもよい。

本発明に使用される基板材料はアルミナのほか、ガラス
、ポルステライトなどを用いることができるが、レーザ
ー光線を良く透過させる飼料で基板として安定に使用で
きるものであれば特に制限はない。

金属薄膜抵抗体はスパッタリングや通常の真空蒸着でア
ルミナ基板上に形成され、次に保護膜を比較的低温（金
属薄膜抵抗体や電極に悪影響のない温度）で着膜が可能
なプラズマ・ＣＶＤ法によって形成することができる。

［実施例］ 以下に、本発明を実施例に基づき説明する。

実施例１ 第１図は本発明の実施例１を示している。

アルミナ基板１−」二に金属薄膜抵抗体２としてニクロ
ム合金を約２００人の厚さにスパッタ蒸着し、次いで電
極４として銅薄膜を金属薄膜抵抗体２」二に積層した。

そして金属薄膜抵抗体２に対する電極４とするために、
両端の所定部を残して金属薄膜抵抗体２上の電極４をエ
ツチングにより除去して金属薄膜抵抗体２の表面を露出
させた。次に金属薄膜抵抗体２及び電極４の全面にプラ
ズマ・ＣＶＤ法によって酸化ケイ素膜を厚さ約３１ｔｍ
堆積し、金属薄膜抵抗体２の保護膜３とした。次いで、
ポジタイプのフォトレジストを３μｍの厚さに塗布し、
露光、現像した後、電極４の部分」二の保護膜３を緩衝
弗酸液でエツチングして除去した。

フォトレジストをアセトンで溶解除去した後、最後に、
露出した電極４の面」二にハンダ５をコーティングして
本発明におけるレーザー・トリミング実施用抵抗器（第
１図）とした。

トリミング実施用抵抗器をＹＡＧ・レーザー・トリマー
（レーザー光のビーム径　５０μ屑）にセ・ソトし、レ
ーザーの出力を０．０５Ｗ〜０６３Ｗの範囲で調節して
トリミングを行なった結果、０．０５Ｗでは不十分でト
リミング部分に金属薄膜抵抗体２が薄く残ったが、保護
膜３に損傷は認められなかった。一方、０，３Ｗではト
リミンク部分の金属薄膜抵抗体２と共に、その」二の保
護膜３も溶融して損傷しているものもあった。

０．１５ｗ〜０．２５Ｗの範囲では保護膜３に損傷は認
められずに金属薄膜抵抗体２のみがレーザー照射によっ
て光透過性に変化し、光学顕微鏡下でセラミック基板の
下から光を透かしてトリミングパターンを確認すること
ができた。

電子線マイクロアナライザーにより、前記のトリミング
パターンの部分を分析した結果、ＹＡＧ・レーザーを照
射していない部分とほぼ同しヘルの、金属薄膜抵抗体２
の成分であるニッケル、クロムが検出された。このこと
から、金属薄膜抵抗体２がアルミナ基板ｌと酸化ケイ素
の保護膜３の間で絶縁体として存在することが確認され
た。

また、トリミンク精度はいずれも目的抵抗値に対し０．
０５％以下であった。

本発明の特徴である保護膜３を損傷することなく、金属
薄膜抵抗体２をトリミングできるＹＡＧ・レーザーの出
力０．１５〜０．２５Ｗの範囲のものについて保護膜３
の防湿効果を試験した結果、湿気の侵入による金属薄膜
抵抗体２の腐食などの変化は認められなかった。さらに
、金属薄膜抵抗体２の直流抵抗値その他の特性」二の変
化も認められなかった。

実施例２ 第２図は１、本発明の実施例２を示している。

アルミナ基板ｌ」−に金属薄膜抵抗体２としてニクロム
合金を１０００人の厚さにスパッタ蒸着し、次いで電極
４として銅薄膜をその」二に積層した後、所定部に電極
４を残して金属薄膜抵抗体２上の電極４をエツチングに
より除去して金属薄膜抵抗体２の表面を露出させた。

次に、この金属薄膜抵抗体２および電極４の表１ その結果は第１表に示したように、保護膜３の膜厚２５
μ肩では、５７１ｘの場合に比へて保護膜３の損傷しな
いレーザー出力範囲が拡大し、膜厚を増加した効果が認
められた。また、保護膜３の損傷のなかった試料につい
て保護膜３の防湿効果を試験した結果、湿気の侵入によ
る金属薄膜抵抗体２の腐食や特性」二の変化は見られな
かった。

第１表 実施例３ アルミナ基板１上に金属薄膜抵抗体２としてニクロム合
金を５００人の厚さにスパッタ蒸着し、次いで電極４と
して銅薄膜をその」−に積層した後、面全面にプラズマ
・ＣＶＤ法によって酸化ケイ素膜を厚さ約５μｍおよび
２５μｍの２水準に堆積し、金属薄膜抵抗体２の保護膜
３とした。

次いで、有機膜６としてネガタイプのフォトレジスト（
ＯＭＲ−８３東京応化（株））を３μｍの厚さに塗布し
、露光、現像した後、電極４上の保護膜３を緩衝弗酸液
でエツチングして除去した。最後に、有機膜６を残した
まま十分水洗した後、露出した電極４上にハンダ５をコ
ーティングして本発明におけるレーザー・トリミング実
施用抵抗器（第２図）とした。

実施例１と同様にトリミング試験を実施したところ、ト
リミングした試料抵抗器の表面の有機膜６はトリミング
部分を中心にして溶融・蒸発して薄くなっているのが観
察されたが、有機膜６の炭化現象は全く見られなかった
。

本実施例では、」二記のように金属薄膜抵抗体２を１０
００人スパッタ蒸着して、その上の保護膜３の膜厚を２
水準（５μｍ１２５μｍ）としてトリミング部分の保護
膜３の損傷程度を比較した。

２ 電極４の所定部を残して金属薄膜抵抗体２」二の電極４
をエツチングにより除去して金属薄膜抵抗体２の表面を
露出させた。次に、この金属薄膜抵抗体２および電極４
の表面全面に、プラズマ・ＣＶＤ法によって酸化ケイ素
膜を厚さ約５μｍ堆積し、金属薄膜抵抗体２の保護膜３
とした。

次いで、有機膜６としてネガタイプのフォトレジスト（
ＯＭＲ−８３・東京応化（株））を３μＭの厚さに塗布
し、露光、現象した後、電極４上の保護膜３を緩衝弗酸
液でエツチングして除去した。有機膜６をレジスト除去
液で溶解除去して保護膜３を露出させた後、電極４上に
ハンダ５をコーティングしたもの（保護膜３のみの１層
構成）と前記有機膜６を残したまま十分水洗した後、露
出した電極４上にハンダ５をコーティングしたもの（保
護膜３＋有機膜６の２層構成）との２種類を本発明にお
けるレーザー・トリミング実施用抵抗器とした（第１図
、第２図）。

実施例１と同様にトリミング試験を実施した結果、第２
表に示したように保護膜３の上に有機膜＝１４ ６を重ねた方が保護膜３のみの場合に比べて、保護膜３
の損傷しないレーザー出力の範囲が拡大し、有機膜６を
保護膜３に重ねた効果が認められた。

また、保護膜３の損傷のなかった試料について保護膜３
の防湿効果を試験した結果、湿気の侵入による金属薄膜
抵抗体２の腐食や特性」−の変化は見られなかった。

第２表 ［発明の効果］ 以」二説明したように本発明によれば、レーザー光によ
る金属薄膜抵抗体のトリミングで損傷の恐れのない保護
膜を金属薄膜抵抗体上に形成したので、高精度のトリミ
ングが行えると同時に、トリミング後の金属薄膜抵抗体
に対する保護が不要となり、製造工程が簡略化される。

又、保護膜の」―に更に有機系の膜を形成すれば、保護
膜の損傷しないレーザー出力の範囲が拡大するので、金
属薄膜抵抗体へのトリミングが容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトリミング抵抗器の構成を示す断面図
、第２図は本発明のトリミング抵抗器の別構成を示　す
断面図である。 Ｉ　・アルミナ基板、２・・金属薄膜抵抗体、３・保護
膜、４　電極、 ５　・ハンダ、６・有機膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成した金属薄膜抵抗体に対しレーザー
   光照射によるトリミングを行い所望の抵抗値に調整する
   トリマブルチップ抵抗器であって、前記金属薄膜抵抗体
   上に、レーザー光照射で損傷の恐れのない保護膜を形成
   したことを特徴とするトリマブルチップ抵抗器。
2. （２）前上保護膜が厚さ３μｍ〜３０μｍの酸化ケイ素
   膜からなる請求項（１）記載のトリマブルチップ抵抗器
   。
3. （３）上記保護膜が酸化ケイ素膜と有機膜の二層からな
   る請求項（１）記載のトリマブルチップ抵抗器。
4. （４）上記基板がアルミナ基板である請求項（１）ない
   し（３）のいずれかに記載のトリマブルチップ抵抗器。