JPH0334452A - 非酸化物系セラミツクス上に設けた抵抗体を有する回路基板と同回路基板が組込まれた電子装置及びこれらの製法 - 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〕 本発明は非酸化物系セラミックス上に設けた抵抗体を有
する回路基板と同回路基板が組込まれた電子装置及びこ
れらの製法に関する。

〔従来の技術〕

非酸化物系セラミックス、例えば、窒化アルミニウムや
炭化シリコンは、近年の焼結技術や精製技術の向上に伴
って、電子部品用基板材料として注目に値する好ましい
物性が付与されるに至っている。ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ
、ｏｎ　Ｃ，Ｉｌ、Ｔ、、ＣＩＩＴ　−８、Ｎａ　２．
２４７−２５２頁（１９８５年）における“ＡｌＮ５ｕ
ｂｓｔｒａｔｅｓ　ｗｉｔｈ　Ｈｉｇｈ　Ｔｈｅｒｍａ
ｌ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ”アイ　イ　イ　イ　ト
ランザクションズ　オンシイ、エイチ、エム、ティ３．
シイ　エイチ　エム　ティー８　　ＡＱＮ　　サブスト
レイト　ウィズハイ　サーマル　コンダクテイビテイと
題する論文では、高密度、高純度に精製された窒化アル
ミニウム粉を加圧焼結して、熱伝導率１６０Ｗ／ｍ・Ｋ
（室温）、電気抵抗率５Ｘ１０１３Ω・備（室温）、Ｊ
電率８．９　　（ＩＭＨｚ）、屈曲強度５０ｋｇ／ｍｚ
、熱膨張係数４．３　Ｘ　１０″″６／℃　（室温−４
００℃）なる性質を付与したことを開示している。また
、特公昭５８−１５９５３号公報では、ベリリヤ添付し
た炭化シリコンの加圧焼結体に熱伝導率０．２５ｃａｌ
／ｍｍ−ｓ　・’ＣＣ以上低抵抗率１０７Ω０以上（室
温）、熱膨張係数４　Ｘ　１０””／℃以下なる性質を
付与した電気的装置用基板を開示している。

上記先行技術例から、窒化アルミニウムや炭化シリコン
をはじめとする非酸化物系セラミックス焼結体は、それ
らの持つ種々の特徴を活かすことにより、電子装置の性
能向上に資することが期待される。非酸化物系セラミッ
クス応用の有力な分野の一つとしてハイブリッドＩＣが
あり、この回路形成に必要な厚膜組成物の開発が進めら
れている。ハイブリッドＩＣ用基板には１回路の構成上
導体配線とともに抵抗体が形成されていることが第一に
必須である。例えば、特開昭６２−２１６３０１号公報
に、導電性粉末と、無機結合剤と、有機ビヒクルと、所
望により金属酸化物添加剤とからなる抵抗組成物におい
て、無機結合剤が結晶性ガラスフリットである組成物、
特開昭６３−１３６６０１号公報に、窒化アルミニウム
基板上に多孔質の抵抗被膜を設けてなる厚膜抵抗体が開
示されている。Ｐｒｏｃ。

５ｔｈ　　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　　Ｍｉｃｒｏ
ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ＰＰ、
　ｌ　３７−１４↓（１９８８）における“Ｔｅｃｈｎ
ｉｃａｌ　ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ　ｆｏｒ　ａ　ｔｈｉ
ｃｋ　ｆｉｌｍｒｅｓｉｓｔｏｒ　　ｆｏｒ　　ａｌｕ
ｍｉｎｕｍ　　ｎ１ｔｒｉｄｅ　　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｓｗｉｔｈ　ｄｅｖｉｔｒｉｆｉａｂｌｅ　５ｏｌｄｅ
ｒ　ｇｌａｓｓ”プロセス第５回　インターナショナル
　マイクロエレクトロニックス　コンフエレンス、ＰＰ
、１３７−↓４１　テクニカル　プログレセス　フォー
　アシイック　フィルム　レジスター　フォー　アルミ
ニウム　ナイトライド　サブストレイツ　ウィズ　デビ
イ１−リファイアプル　ソイダー　ガラスと題する論文
において、ＳｉＳ１０２（１０−１６％）　　　８２０
３（１９２６ｗｔ％）　　　ＺｎＯ（６０−７０ｗｔ％
）系ガラスをガラスフリットとして用いた窒化アルミニ
ウム用Ｒｕ○２系厚膜抵抗体を開示している。これらの
材料開発により、所望の抵抗体が得られるにいたってい
る。

第二に、抵抗体の対抗値を高速かつ高精度に調整するた
めには、レーザトリミングが必須である。

しかしながら、特開昭６２−１３６８９７号公報に記載
されているように、窒化アルミニウムに１２Ｗ／パルス
のＹＡＧレーザを照射すると、金属ＡＱの析出による低
抵抗化が観測され、そして、特開昭６１−２４５５７号
公報に記載されているように、レーザを照射による炭化
珪素セラミックスの低抵抗化がｔｅｌ　ａｌ！Ｉされて
いる。これらの現象は、抵抗値の高精度制御を目的とす
るトリミングを困難にするため好ましくない。トリミン
グの目的を達成するためには、レーザ照射によって（ａ
）抵抗体の所定部は完全に切断されそして（ｂ）照射部
のセラミックス基板は電気絶縁性の劣化を生じないこと
が必要条件になる。この点の解決策として、特開昭６３
−１３１５０１号公報に、窒化アルミニラ１５上の厚膜
抵抗体のトリミングに際し、レーザ照射と同時に６００
〜１０００℃の熱空気を吹付けて、窒化アルミニウム露
出表面をアルミナ化した回路基板が表示され、そして、
特開昭６１−２９５２８７号公報に。

炭化珪素上の抵抗体のトリミングに際し、レーザ照射と
同時に抵抗値を増大させるときは酸化性ガス（酸素）そ
して抵抗値を減少させるときは非酸化性ガス（窒素）を
吹付ける方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記先行技術側特開昭６３−１３１５０１号公報および
特開昭６１−２９５２８７　壮公報は抵抗値調整の点で
は優れた技術である。しかし、これらの先行技術では、
（１）レーザ照射と同時に何等かの気体を吹付けること
が必須であり、このための機構を備えた特別なトリミン
グ設備を必要とする。また、（ＩＩ）作業効率の点では
従来のアルミナ基板上の抵抗体トリミングと設備の共用
を図り得ることが望ましいが、特別なトリミング設備を
必要とする上記先行技術ではこれが困難である。このよ
うな背景が、優れた非酸化物系セラミックス及び抵抗体
材料が出現しつつあるにもかかわらず、厚膜回路製品が
実用に至らない大きな要因になっている。

したがって、本発明は上記した在来技術の欠点を補い、
特別な機構を備えたトリミング設備を必要とせず、従来
のアルミナ基板上の抵抗体トリミングと設備の共用を図
り得る、非酸化物系セラミックス上に設けた抵抗体を有
する回路基板と同回路基板が組込まれた電子装置、及び
これらの製法を提偶することを目的とする。

本発明の他の目的は、抵抗値調整を容易ならしめ、かつ
良好な抵抗値安定性を示す抵抗体を有する、回路基板と
同回路基板が組込まれた電子装置、及びこれらの製法を
提４Ｊ（することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を克服するために、次の手段をとる。

本発明の非酸化物系セラミックス上に設けた抵抗体を有
する回路基板は、非酸化物系セラミックス上に設けられ
抵抗値調整のために除去された部分を有する抵抗体と、
抵抗体の除去によって露出した上記非酸化物系セラミッ
クス部とを有し、上記露出部のリーク電流が印加電圧に
一次的に比例することを基本とする。

本発明の回路基板が組込まれた電子装置は、非酸化物系
セラミックス上に設けられ抵抗値調整のために除去され
た部分を有する抵抗体と、抵抗体の除去によって露出し
た上記非酸化物系セラミックス部とを有し、上記露出部
のリーク電流が印加電圧に一次的に比例するようになさ
れた上記回路、！！板が、電気信号をスイッチング又は
増幅又は変換する回路に組込まれたことを基本とする。

本発明の非酸化物系セラミックス上に設けた抵抗体を有
する回路基板及び同回路基板が組込まれた電子装置の製
法は、非酸化物系セラミックス上に設けられた抵抗体に
レーザ照射して抵抗値を調整する際、被照射体表面にお
ける入射レーザ照射エネルギが４１０Ｗ／＋ｕｍ”以上
９２０Ｗ／ｌｌＮｌ２以下、又は上記非酸化物系セラミ
ックス表面に到達したレーザビームの実質的エネルギが
５１０Ｗ／　１ｌｆｌ　２以下に調整されることを基本
とする。

〔作用〕

発明者らは、種々検討を重ねた結果１次のような実験事
実を見出した。

（１）抵抗値調整のためにレーザ照射された部分は、抵
抗体の除去によって露出した非酸化物系セラミックス部
を有する。この際、露出部の電流−電圧特性がオームの
法則に従う場合は、同部の電気的劣化は生じないが、同
部の電流−電圧特性はオームの法則に従わない場合は、
電気絶縁性が逐次劣化することを見出した。このメカニ
ズムは現在のところ不明である。しかし、実用的見地か
らは、前者のような状況が保存されることが望ましい。

また、このような状況が保存されている場合は、同部の
抵抗値は非酸化物系セラミックス母体より高々二指の範
囲内の増加にとどまることを見出した。

本発明の製法において、非酸化物系セラミックス上に設
けられた抵抗体にレーザ照射して抵抗値を調整する際、
被照射体表面における入射レーザビームエネルギが４１
０　Ｗ／　ｔａｎ２以上９２０Ｗ／ｍｍ”以下、又は非
酸化物系セラミックス表面に到達したレーザビームの実
質的エネルギが５　Ｌ　ＯＷ／１ｍ２以下に調整される
が、これは上記エネルギ範囲を選択することにより、非
酸化物系セラミックス露出部の電流−電圧特性がオーム
の法則に従う、即ち被照射部のリーク電流が印加電圧に
一次比例するようにさせるためである。

非酸化物系セラミックスが空気中又は酸化性雰聞気下で
レーザ照射されると、照射部では上記セラミックスを構
成する金属の酸化物（例えば、Ａ　Ｑ　２０ａ、５ｉ０
２等）　が生成されるのに伴って。

上記金属の単体（ＡＱ、Ｓｉ等）セラミックスを構成す
る非金属の酸化物（ＮＯ２，ＣＯ２等）、そして上記非
金属の単体（Ｎｉ、Ｃ等）も生成される。上記金属酸化
物は安定な物質であって、絶縁性の低下は生じないが、
これらに上記金属の単体（ＡＱ、Ｓｉ等）や非金属の単
体くＣ等）が固溶した場合は絶縁性の低下を生じる。固
溶物質の量は主としてレーザ照射エネルギによって制御
され。

したがって照射部の絶縁性も制御される。エネルギ範囲
を選択することにより、適正な絶縁性の保存が可能であ
る。

〔実施例〕

次に実施例により本発明を更に詳細に説明する。

第一実施例ではパワー素子とそれを制御するための制御
回路を同一基板に搭載した回路基板と、その回路を応用
した電子装置、即ち、イグナイタモジュール装置、そし
てその電子装置を応用した配電器装置、さらに、これら
の製法について説明する。

第１図は抵抗体を形成した回路基板１０である。

パワー素子搭載部用金属層（銀−パラジウム、Ｊグさ１
３μｍ）領域１０１とパワー素子制御回路形成用の配線
金属層（銀−パラジウム、同１３μＩｎ）領域１１１を
窒化アルミニウム焼結体基板ｌｏ。

上に設け、配線金属層１１１の所望部に抵抗体↓１３Ａ
　（１００−７５０Ω）を配している。領域↓ｏ１には
パワー素子としてのトランジスタチップ（５Ｘ５ＤＩＩ
Ｉ＋、５Ｗ、１５Ａ）↓ｏ３がｐｂ−５ｗｔ％５ｎ−１
，５ｗｔ％Ａｇはんだ１ｏ４（図示省略）により６個並
列に搭載されている。配線金属層領域１１１及び抵抗体
１１３Ａ上の所要部にはオーバコートガラス１１３Ｂ（
図示省略）が設けられ、そしてチップコンデンサ１１３
ｃ及びミニモールドトランジスタ１１３ｄがＰｂ−５ｗ
ｔ％５ｎ−１，５ｗｔ％Ａｇはんだ１１４（図示省１１
１８）により設けられている。金属層領域１０１と１１
１との間及びトランジスタチップ１０３と金属層領域１
１１との間はアルミニウム細線（直径３５０μｍ）１０
５により接続されている。窒化アルミニウム基板１００
の素子が搭載されない面のほぼ全面にも金属層（銀−パ
ラジウム、厚さ１３μｍ）１２１が設けられ、トランジ
スタチップ１０３が搭載される部分にほぼ対応する領域
を除く部分にガラス１２３　（ガラス１１３Ｂと同質）
が設けられている。金属層領域１０１．↓１１、金属層
↓２１や抵抗体１１３Ａは、厚膜ペース１−の印刷後８
５０℃、ｌｏｕ＋ｉｎの空気中焼成によって得られ、オ
ーバコートガラス１１３Ｂ、１２３は６００℃、１０ｍ
１ｎの空気中焼成によって得られた。なお、用いた基板
１００は、ｖｌｉ量のＹ２Ｏ３粉末とともに窒化アルミ
ニウム粉末を１７００　’Ｃで常圧焼結して得た、焼結
体（厚さ０．８ｎｍ、熱伝導率１７０Ｗ／ｍ−に、抵抗
率１０１３Ω’Ｏ１１以上）である。

抵抗体１１３Ａは、所望の抵抗値に調整されている。こ
の際、抵抗体１１３Ａは、オーバコートガラス１１３Ｂ
を介してレーザ照射（ＹＡＧ、出力１．０Ｗ　、空気中
、Ｑスイッチ周波数３　ｋ　Ｈｚ　。

走査速度１０　ｍｕ　／　ｓｅｅ、ビーム径５０μｍ）
された。

この結果、抵抗値は目標値に対して±０．３％の範囲に
調整された。

第２図（、）及び（ｂ）は抵抗体１１３Ａのそれぞれ一
５５〜１５０℃の温度サイクル試験（１０００回）及び
１５０℃の高温放置試験（↓０ＯＯｈ）による抵抗値の
推移を示す例である。いずれの試験でも、抵抗値は初期
値の±０．５％以内で実用上問題ない安定性を有してい
る。また、抵抗体１１３Ａに間欠通電により定格の７倍
の電力を繰返し印加したが、９００００回の間欠通電に
よっても抵抗値の変化は±０．５％以内で実用上の問題
は見出されなかった。更に、第３図（Ｃ）は８０℃、９
０％ＲＨの高温高湿試験（１０００ｈ）による抵抗体１
１３Ａの抵抗値推移を示す例である。この試験では、抵
抗値は試験後でも±０．５％以内の変動に留まっており
、実用上の問題は見出されない。このように優れた安定
性が得られたのは、レーザ照射によって露出した窒化ア
ルミニウム焼結体表面が良好な電気絶縁性をもつことに
基づく。

第３図（ａ）において、２００は電子装置としての自動
車エンジン制御用イグナイタモジュール装置であり、回
路基板１０はアルミニウムにニッケルめっきを施したパ
ッケージ２０１にはんだ（Ｐｂ−６０ｗｔ％５ｎ）２０
２を介して搭載されている。このはんだ付けはフラツク
スとともにはんだのシートを介装して、２４０℃のベル
ト炉を通して実施した。次いで、パッケージ２０１内に
シリコーン樹脂（図示を省略）を充填、硬化せしめた後
、キャップ２０３を取付けて第３図（ｂ）の回路構成を
有するモジュール装置２００を完成させた。

同装置２００のトランジスタチップ１０３−パッケージ
２０１間の熱抵抗は０．９℃／Ｗと低い値が得られた。

また、同装置２００に一５５〜１５０℃の温度サイクル
を２０００回そして間欠通電によってトランジスタチッ
プ１０３に５０〜１２５℃の温度サイクルを９００００
回それぞれ印加したが、熱抵抗の変化は見られなかった
。更に、トランジスタチップ１０３とその制御回路が同
一基板１００上に近接して設けられており、パワー素子
部と制御回路が個別の基板に設けられた従来の装置に比
へ、約３７５と小型化されたモジュール装置が得られた
。なお、モジュール装置２００は他の回路装置とともに
ハウジングに取付けられ、第１表に示す仕様を保証でき
る配電器装置が完成された。

項　　　目 定格電圧 性能保証電圧範囲 動作電圧範囲 性能保証温度範囲 保存温度範囲 最大コイル電流 動作回転数範囲 設置極性 第　　１　　表 保証値 ２Ｖ ６〜１６Ｖ ４〜２４．　Ｖ −４０〜１２０℃ 一５０〜↓　３０℃ ０Ａ ２０〜４０００（配電器）ｒｐｎ＋ 第４図（ａ） は同装置の出力電圧及び入力電流 と配電器回転数の関係を示す。本実施例で得た配電器装
置（曲線Ａ）は、パワー素子部と制御回路が個別の基板
に設けられた従来のモジュール装置を組み込んだ配電器
装置（曲線ｎ）に比べ、出力電圧は全回転数範囲で、し
かも、小さい入力電流のもとで高い値を得ている。また
、アイドル回転域では、従来の装置より小さい入力電流
のもとで高い出力電圧が得られている。これより、本実
施例配電器装置では、低速回転域では消費電力を抑制し
高速ｆｉｊ＋転域では十分なコイル遮断電流を得ること
が可能なことを示している。第４図（ｂ）は同装置の閉
路率と配電器回転数の関係を示す。この閉路率制御は、
低速回転域では消費電力を抑制し高速回転域では十分な
コイル遮断電流を得るのに重要な因子である。同図はバ
ッテリ電圧をパラメータとした場合であるが、電源電圧
の変動に対しても閉路率制御が最適になされていること
を示している。なお、配電器装置はその取付部温度が８
０℃になるエンジンルーム内に搭載されたが、閉路率制
御は良好になされた。

次に、第二実施例としてのパワー素子とそれを制御する
ための制御回路を同一基板に搭載した回路基板と、その
回路を応用した電子装置、即ち高周波電圧増幅回路装置
、そしてその電子装置を応用した高精細テレビジョン装
置について説明する。

第５図はパワー素子とその制御回路を同一基板上に搭載
することを可能にした回路基板の要部断面図である。同
図に示すように、回路基板１０はパワー素子搭載部用金
ｒｙｔ層（銀−パラジウム、厚さ↓３μｍ）領域１０１
とパワー素子制御回路形成用の金属層（銀−パラジウム
、同１３μｍ）領域１１１を窒化アルミニラ１１焼結体
基板１．０　ＯＪ二に搭載している。領域１０１にはパ
ワー素子としての電界効果型トランジスタチップ（２Ｘ
２＋ｍ＋。

５ｗ、１５Ａ）１０３がＰｂ−５ｗｔ％５ｎ−１，５ｗ
ｔ％ＡｇはんだＩＯ４（図示を省略）により搭載され、
領域１↓１には抵抗体１１３Ａ、オーバコートガラス１
１３Ｂが厚膜ペーストの印刷、焼成により設けられ、そ
してチップコンデンサ１１３Ｃやダイオードチップ１１
３ｄがＰｂ−５ｗｔ％５ｎ−１，５ｗｔ％Ａｇはんだ１
１４（図示を省略）により設けられている。金属層領域
１０１と１１１との間及びトランジスタチップ１０３と
金属層領域１１１との間は金細線（直径３５μｍ）１０
５により接続されている。窒化アルミニウム焼結体基板
１００の素子が搭載されない面のほぼ全面にも金属層（
銀−パラジウム、厚さ１３μｍ）　１２１が設けられ、
トランジスタチップ１０３が搭載される部分にほぼ対応
する領域を除く部分にガラス１２３（ガラス１１３Ｂと
同質）が設けられている。

抵抗体１１３Ａは、第一実施例と同様に所望の抵抗値に
調整されている。この際、抵抗体１１３Ａは、オーバコ
ートガラス１１Ｂを介してレーザ照射（ＹＡＧ、出力１
．６Ｗ　、仝気中、Ｑスイッチ周波数３ｋＨｚ、走査速
度１０　＋ａｍ／ｓｅｅ　、ビーム径５０μｍ）された
。この結果、抵抗値は目標値に対して±０．３％の範囲
に調整された。

抵抗体１１３Ａに第一実施例と同様の温度サイクル試験
（ｌ　ＯＯ０回）、高温放湿試験（１０００ｈ　）　。

高温高湿試験（ｌｏｏｏｈ）、そして間欠通電試験（９
００００回）を施した。いずれの試験でも、抵抗値は初
期値の１０．５％以内で実用」二問題ない安定性を有し
ていた。

回路基板ＩＯは、第一実施例と同様に、アルミニウムに
ニッケルめっきを施したパッケージ２０１にはんだ（Ｐ
ｂ−６０ｗｔ％５ｎ）２０２を介して搭載した。このは
んだ付けはフラツクスとともにはんだのシートを介装し
て、２４０　’Ｃのベル；・炉を通して実施した。次い
で、パッケージ２０１内にシリコーン樹脂を充填、硬化
せしめた後、キャップ２０３を取付けて高周波電圧増幅
回路装置２００を完成させた。第６図は装置２００の入
力電圧波形及び出力電圧波形である。これより明らかな
ように、出力電圧は３５Ｖと入力電圧の０．７■に対し
て５０倍の値が得られ、そして出力電圧波形も立上り及
び立下りとも０．２ｎｓ　　以下の時定数を示している
。即ち、装置２００は２５０ＭＨｚ帯の高周波電圧制御
用として、十分実用呵能である。装置２００がこのよう
な高速信号に追随できる理由に、トランジスタチップ１
０３とその周辺回路間及び制御回路配線の電気的連酪路
を可及的に短縮したこととともに、熱的及び電気的スト
レスに対する抵抗値安定性の阻害要因が取除かれた点が
挙げられる。

高周波電圧増幅回路装置２００は、最終的に画素２００
０Ｘ２０００のテレビジョン装置に組込まれた。この結
果、装置２００は画像表示の高精細化に有効なことが確
認された。

第三実施例では第一実施例と同様にして回路基板１０及
びこれを用いたイグナイタモジュール装置２００を完成
させた。この除用いた非酸化物系セラミックス基板は、
窒化硼素セラミックス、炭化珪素セラミックス、そして
窒化珪素セラミックスである。回路基板１０上の抵抗体
１１３Ａは、第一実施例と同様にして、オーバコートガ
ラス１１３Ｂを介したレーザ照射（ＹＡＧ、出力１．Ｏ
Ｗ、空気中、Ｑスイッチ周波数３ｋＨｚ、走査速度１０
ｗ／ｓｅｃ＋ビーム径５０μｍ）が施された。

この結果、抵抗値は目標値に対して±０．３％の範囲に
調整された。回路基板１０を用いたイグナイタモジュー
ル装置１！２００及びイグナイタモジュール装置２００
を搭載した配電器装置も、第一実施例と同様の性能を示
した。

第四実施例では、第一実施例と同様にして作成した回路
基板ｌＯを用いて、オーバコートガラス１１３Ｂを介し
た抵抗体１１３Ａへのレーザ照射（ＹＡＧ、空気中、Ｑ
スイッチ周波数３ｋＨｚ。

走査速度１０　ｍ／ｓｅｅ、ビーム径５０μｍ）を施し
た。この際、レーザビームは、抵抗体１１３Ａが完全に
切断されるように、シングルカットモードで走査した。

レーザ出力は０．６〜２．ＯＷの範囲で調整した。また
、用いた非酸化物系セラミックス基板は、窒化アルミニ
ウムセラミックス、窒化硼素セラミックス、炭化珪素セ
ラミックス、そして窒化珪素セラミックスである。

第７図は、レーザ出力と抵抗体１１３Ａの両端に配位さ
れた金属層領域１１１間のリーク電流の関係を示す。ま
ず、窒化アルミニウムセラミックスの場合を説明する。

リーク電流は、０．８〜１．８Ｗの範囲では１Ｏ−１０
Ａ　台で、極めて良い絶縁性を示している。しかし、こ
の範囲を外れると、リーク電流は増大し、絶縁性は低下
する。例えば、０．６Ｗの照射では約１Ｏ−４Ａ、そし
て２．ＯＷでは約１０”−３Ａと大きくなる。絶縁性の
低下する理由は、前者の場合は、オーバコートガラス１
１３Ｂによってレーザ出力が減衰され、抵抗体１１３Ａ
の切断に必要なエネルギが十分供給されむいため、抵抗
体領域が切断されずに残ることによる。また、後者の場
合は、供給エネルギが過大であって、抵抗体１１３Ａの
切断自体は完全になされるが、窒化アルミニウム焼結体
基板１００白体の溶融及び化学的変質を伴い、電気絶縁
性を害する遊離ＡＱを生成することによる。これらの中
間にある０、８〜１．８Ｗの範囲では、抵抗体１１３Ａ
の切断が完全になされ、そして遊＠ＡＱの生成が抑制さ
れるため、絶縁性の劣化を生じない。

非酸化物系セラミックス基板が窒化アルミニウム以外の
場合も、同様の傾向を示している。このような傾向を生
じる理由は、基本的に窒化アルミニウムの場合と同様で
ある。即ち、供給エネルギが過大な場合は、基板自体の
溶融及び化学的変質を伴い、窒化硼素の場合は遊離硼素
の生成、炭化珪素の場合は遊離珪素及び遊離炭素の生成
、そして窒化珪素の場合は遊離珪素の生成により絶縁性
の低下を生じる。０．８〜１．８Ｗの範囲では、抵抗体
１１３Ａの切断が完全になされ、そして遊離物質の生成
が抑制されるため、絶縁性の劣化を生じない。ただし、
０．８〜１．８Ｗの範囲で示すリーク電流の値は、非酸
化物系セラミックス基板の種類によって異なるが、これ
は基板自体の電気的性質、即ち、出発原料、添加剤、焼
結プロセス等に大きく依存するもので１本発明の基本を
左右するものではない、なお、０．８〜１．８Ｗの範囲
は、被照射体表面、即ち、オーバコートガラス１１３Ｂ
表面における入射レーザビームエネルギが４１０Ｗ／−
２以上９２０Ｗ１０ｎ２以下であることに相当する。

次に、非酸化物系セラミックス基板、即ち窒化アルミニ
ウム、窒化硼素、炭化珪素、そして窒化珪素に直接レー
ザ照射（ＹＡＧ、空気中、Ｑスイッチ周波数３ｋＨｚ、
走査速度１ｏａｎ／ｓｅｃ、ビーム径５０μｍ）した試
料を作製した。この際。

レーザビームは、長さ１５ｍ、ピッチ０．５ｎｎの照射
ラインが２０本形形成れるように走査した。

その後、照射ライン上に薄膜電極（Ｃｒ−Ｃｕ。

１．８Ｘ２２ｍ、電極間隔１．５ａｍ）を設けた。レー
ザ出力は０．６〜２．ＯＷの範囲で調整した。

第８図は、レーザ出力と薄膜電極間のリーク電流の関係
である。まず、窒化アルミニウムセラミックスの場合を
説明する。リーク電流は、高出力側の１Ｏ−２Ａ台から
低出力側の■０−１１Ａ台まで１．２Ｗを境にして大幅
に変化している。低出力側の１０−”Ａ台は窒化アルミ
ニウムセラミックス自体のリーク電流値と同等で、低出
力の照射のもとでは極めて良い絶縁性が維持される。し
かし、１．４Ｗを越えるとリーク電流は増大し、絶縁性
は低下する。絶縁性の低下する理由は、直接照射状態の
もとでは供給エネルギが過大であって、窒化アルミニウ
ム焼結体基板１００自体の溶融及び化学的変質を伴い、
電気絶縁性を害する遊離ＡＱを生成することによる。分
析の結果では、変質物質の大半が非結晶質のＡ（ｌｚｏ
ａであり、これに遊離ＡＱが含有されていた。第７図と
第８図とでは、リーク電流変化の傾向は必ずしも一致し
ていない。

前者の場合は、オーバコートガラス１１３Ｂや抵抗体１
（３Ａによってレーザエネルギが減衰され、基板自体に
照射されるレーザの実効的出力は約ＩＷを下回る。この
不一致性はこのような事情によるものである。基板に到
達するレーザビームの実効的出力は、第７図における↓
、８Ｗ前後と第８図における１、０Ｗ前後とに対応する
。これは、非酸化物系セラミックス表面に到達したレー
ザビームのエネルギに換算すると５１ＯＷ／ｆｆｌ１１
２に相当する。

非酸化物系セラミックス基板が窒化アルミニウム以外の
場合も、同様の傾向を示している。このような傾向を生
じる理由は、基本的に窒化アルミニウムの場合と同様で
ある。即ち、供給エネルギが過大な場合は、基板自体の
溶融及び化学的変質を伴い、窒化硼素の場合は酸化硼素
とともに遊離硼素、炭化珪素の場合は酸化珪素とともに
遊離珪素及び遊離炭素、そして窒化珪素の場合は酸化珪
素とともに遊離珪素をそれぞれ生成し、これにより絶縁
性の低下を生じる。１．０Ｗ以下の範囲では、遊離物質
の生成が抑制されるため、絶縁性の劣化を生じない。た
だし、この範囲におけるり−り電流値は、非酸化物系セ
ラミックス基板の種類によって異なるが、これは基板自
体の電気的性質、即ち出発原料、添加剤、焼結プロセス
等に大きく依存するものである。したがって、基板に到
達するレーザビームの実効的出力が、１．８Ｗ前後（第
７図）と１．０Ｗ前後（第８図）とに対応することは、
窒化アルミニウムの場合と同様である。

本発明において、非酸化物系セラミックス基板のレーザ
照射を受けた部分のリーク電流は、印加電圧に一次比例
する。しかし、本発明の範囲を外れる場合、例えば、過
大なエネルギが供給されそして絶縁性が損ねられた場合
は、リーク電流は印加電圧に比例するが、その指数は上
を越える。第９図は、基板に、直接、レーザ照射した場
合の、レーザ出力と指数の関係である。まず、窒化アル
ミニウム基板の場合を説明する。レーザ出力１．０Ｗ以
下では、指数は１程度を示すが、高出力照射による場合
の指数は３程度を示している。非酸化物系セラミックス
基板が窒化アルミニウム以外の場合も、同様の傾向を示
している。このような傾向を生ずる理由は、基本的に窒
化アルミニウムの場合と同様である。指数の増大は、基
板の溶融及び化学的変質に伴う遊離物質の生成と深い因
果関係にある。したがって、上述の結果は、基板の絶縁
性を維持するためには、照射ビームの実効的エネルギが
１．ＯＷ　　（５Ｌ　ＯＷ／ｍｍ”　）を越えないよう
にすることが重要なことを示唆する。

本発明において、抵抗体はオーバコートガラスを被覆さ
れたものであることに限定されない。このような場合で
あっても、基板に到達する照射ビームノエネルギが１．
０Ｗ　　（５１０Ｗ／ｎｍ”　）　ヲ越えないようにす
る、本発明の基本は変らない。

本発明において、レーザ照射される際の雰囲気が空気中
であることに限定はされない。例えば、雰囲気が酸素、
窒素、不活性ガス（Ａｒ、Ｎｅ。

Ｋ　ｒ、Ｘｅ、ＣＯ２等）、水蒸気の群から選択された
少なくとも一種からなる場合、又は被照射体に空気を含
む群から選択され少なくとも一種の気体を意図的に吹き
付けた場合であっても、本発明の効果を享受できる。

本発明において、トリミ°ングに用いるビームはＹＡＧ
レーザ（波長：　１．０６μｍ）に限定されない。例え
ば、炭酸ガスレーザ（波長：↓０．６μｍ）。

ルビーレーザ（波長：０，６９μｍ）＋　ガラスレーザ
（波長：１．０６μｍ）、アレキサンドライトレーザ（
波長：　０．７５μｍ）、Ａｒイオンレーザ（波長：　
０．４５μｍ）、エキシマレーザ（波長二０．１９　ｐ
ｍ−０，’７８　μｍ）等によることも可能である。こ
の際、非酸化物系セラミックス表面に到達したレーザビ
ームのエネルギが５１０Ｗ１０ｎ２を越えないように配
慮する必要がある。

実施例では、トリミングされるべき抵抗体が厚膜抵抗体
である場合について説明した。しかし、本水明はこれの
みに限定されるものではない。例えば、抵抗体がＣｒ−
ＡＱ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ−８ｉ、酸化タンタルの如き薄
膜抵抗体であってもよく、その製法が蒸着法、スパッタ
リング法。

（ケミカル　ベイパー　デポズション（ＣｍｉｃａｌＶ
ａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、イオンブレーテ
ィング法等による場合であってもよい。また、薄膜抵抗
体が酸化珪素をはじめとする安定な物質で表面を保護さ
れている場合にも、本発明を適用できる。これらの場合
も、非酸化物系セラミックス表面に到達したレーザビー
ムのエネルギが５１０Ｗ／１ｍ＋２を越えむいように配
慮する必要がある。

実施例ではＲｕ　Ｏ２を導電性物質とした抵抗組成物を
説明したが、本発明はこれのみに限定されない。Ｒｕ０
ｚに代わる導電性物質としては、ルテニウム以外の金属
酸化物（ＩｒＯ２，ＲｈＯ２゜ＮｂｚＯｓ等）、ルテニ
ウムを含むパイロクロア型多成分酸化物（ＬａＲｕ○ｓ
、　Ｃａ　Ｒｕ　Ｏａ＋Ｓ　ｒＲｕｂｓ、Ｂ　ａＲｕＯ
ａ、Ｂ　１ｚＲｕｚｏ７゜Ｐｂ２Ｒｕｚｏｅ、ＰｂｚＲ
ｕｚｏｓ、６＋ＴＱ２Ｒｕ２０７゜Ｃａ　ｏ、５Ｓ　ｒ
ｏ、ａＲｕ　Ｏａ等）、ルテニウムを含まないパイロク
ロア型多成分酸化物（Ｂ　ｉ　２Ｒｈ　ｚｏｓ、ａ。

ＰｂｚＲｈ２０ｚ、Ｐｂｚｌ　ｒｚＯｅ、５．Ｐｂｚｏ
ｓｚＯｚ。

ＴＱ２Ｉ　ｒｚｏ７＋　ＴＱｚＲｈｚ０７．Ｔ１２２０
８２０７等）、金属六硼化物（ｓ　ｃ　ｌ　Ｙ　Ｉ　Ｌ
　ａ　＋　ｃ　ｅ　＋Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｈ、Ｄｙ。

Ｈｏ、Ｅ　ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの六硼化物）、酸化錫
、金属珪化物等が挙げられる。また、ＲｕＯ２を含む上
記導電性物質を必要１こ応じて任意に組合わせることは
可能である。したがって、回路基板１０及び電子装置２
００は、その電気回路において導電性物質を含有した抵
抗体を用いていることに何等の支障もない。

本発明回路基板や電子装置において、非酸化物系セラミ
ックス基板は、それぞれ窒化アルミニウム、窒化硼素、
炭化珪素、そして、窒化珪素を主成分とする場合のみに
限定されない。例えば、本発明では（↓）上記抵抗組成
物が焼成される部分が窒化アルミニウム、窒化硼素、炭
化珪素、そして窒化珪素の群から選択された少なくとも
一種からなる場合、（２）窒化アルミニウム、窒化硼素
。

炭化珪素、そして窒化珪素の群から選択された少なくと
も一種と、酸化アルミニウム、酸化ベリリウムの群から
選択された少なくとも一種とが複合化された場合、そし
て（３）窒化アルミニウム。

窒化硼素、炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、そ
して酸化ベリリウムの群から選択された二種以上の物質
から構成された場合でも、非酸化物系セラミックス基板
の範囲に含まれる。

本発明回路基板や電子装置は、パワー素子とその制御回
路用素子とが同一基板上に搭載されてその効果は最大限
に発揮される。しかし、本発明はこの場合にのみ限定さ
れるものではなく、パワー素子が搭載されなくてもよい
。

本発明における電子装置は、例えば第一実施例における
イグナイタモジュール装置２００や第二実施例における
高周波電圧増幅回路装置２００に限定されるものではな
く、例えば、第一実施例における配電器装置や第二実施
例におけるテレビジョン装置も本発明電子装置の範囲に
含まれる。

上述の実施例では詳述していないが、本発明によれば在
来のトリミング装置（特別の機構を備えない）の転用が
可能で、レーザ出力の調整のみで抵抗値調整ができる。

また、アルミナ基板適用の在来厚膜製品と同様のプロセ
スを踏襲できる。これらの点に基づいて、大きい経済効
率がもたらされることは言うまでもない。

また、本発明によれば、抵抗値調整を容易ならしめ、か
つ良好な抵抗値安定性を示す抵抗体を有する、非酸化物
系セラミックス回路基板と同回路基板が組込まれた電子
装置、及びこれらの製法を提供できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、在来のトリミング装置の転用が可能で
、レーザ出力の調整のみで抵抗値調整ができる。また、
アルミナ基板適用の在来厚膜製品と同様のプロセスを踏
襲できる。これらの点に基づいて、大きい経済効率がも
たらされる。更に、抵抗値調整を容易ならしめ、かつ良
好な抵抗値安定性を示す抵抗体を有する、非酸イし物系
セラミックス回路基板と同回路基板が組込まれた電子装
置。

及び、これらの製法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明の一実施例の抵抗体を形成した回路基板
の斜視図、第２図は抵抗体の温度サイクル試験の結果を
示す特性図、第３図は自動車エンジン制御用イグナイタ
モジュール装置の正面図（ａ）および回路図（ｂ）、第
４図は出力電圧。 入力電流および閉路率特性図、第５図はパワー素子の正
面図、第６図は装置２００の入力端子波形及び出力電圧
波形図、第７図、第８図はレーザ出力に対するリーク電
流特性図、第９図はレーザ出力に対する指数の特性図で
ある。 ■０・・・回路基板、１００・・窒化アルミニラ１１焼
結体基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非酸化物系セラミックス上に設けられ、レーザ照射
   により抵抗値を調整された抵抗体を有する回路基板であ
   つて、上記レーザ照射された部分のリーク電流が同部に
   印加された電圧に一次比例することを特徴とする非酸化
   物系セラミックス上に設けた抵抗体を有する回路基板。 ２、請求項１において、上記抵抗体が厚膜又は薄膜から
   なることを特徴とする非酸化物系セラミックス上に設け
   た抵抗体を有する回路基板。 ３、請求項１又は２において、上記抵抗体が無機質物質
   からなることを特徴とする非酸化物系セラミックス上に
   設けた抵抗体を有する回路基板。 ４、請求項１ないし３において、上記抵抗体上に絶縁物
   が被覆されていることを特徴とする非酸化物系セラミッ
   クス上に設けた抵抗体を有する回路基板。 ５、請求項１ないし４において、上記抵抗体が設けられ
   た非酸化物系セラミックスが窒化アルミニウム、炭化珪
   素、窒化硼素、窒化珪素の群から選択された少なくとも
   １種を主成分とすることを特徴とする非酸化物系セラミ
   ックス上に設けた抵抗体を有する回路基板。 ６、請求項１ないし４において、上記抵抗体が設けられ
   た非酸化物系セラミックスが（１）窒化アルミニウム、
   炭化珪素、窒化硼素、そして窒化珪素の群から選択され
   た少なくとも１種、又は（２）窒化アルミニウム、炭化
   珪素、窒化硼素、そして窒化珪素の群から選択された少
   なくとも１種と、酸化アルミニウム、酸化ベリリウムの
   群から選択された少なくとも１種との複合体、又は（３
   ）窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化硼素、窒化珪素、
   酸化アルミニウム、そして酸化ベリリウムの群から選択
   された２種以上の物質から構成されることを特徴とする
   非酸化物系セラミックス上に設けた抵抗体を有する回路
   基板。 ７、非酸化物系セラミックス上に設けられ、レーザ照射
   により抵抗値を調整された抵抗体を有する回路基板であ
   つて、上記レーザ照射部のリーク電流が同部に印加され
   た電圧に１次比例するようにした回路基板が、周波数５
   ０ＭＨｚ以上又は１ｍｍ＾２当りの消費電力が０．２Ｗ
   以上である半導体素子を有する電気回路に組込まれたこ
   とを特徴とする電子装置。 ８、請求項７において、上記電気回路が自動車用エンジ
   ンの回転数制御又はディスプレイ装置の電気信号増幅を
   する回路であることを特徴とする電子装置。 ９、非酸化物系セラミックス上に設けられた抵抗体の抵
   抗値を、レーザ照射により調整することを含む回路基板
   又は同回路基板を電気回路に組込んだ電子装置の製法に
   おいて、レーザビームの上記非酸化物系セラミックス表
   面における照射エネルギが５１０Ｗ／ｍｍ＾２を越えな
   いようにすることを特徴とする回路基板又は同回路基板
   を電気回路に組込んだ電子装置の製法。 １０、請求項９において、上記抵抗体が厚膜抵抗体であ
   り、同抵抗体上にガラスからなる表面被覆層を有する構
   成体に、４１０Ｗ／ｍｍ＾２以上９２０Ｗ／ｍｍ＾２以
   下の入射エネルギを有するレーザビームを照射すること
   を特徴とする回路基板又は同回路基板を電気回路に組込
   んだ電子装置の製法。 １１、請求項９又は１０において、被照射部が空気、酸
   素、窒素、不活性ガス（Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、及び
   ＣＯ＿２）、水蒸気の群から選択された少なくとも一種
   からなる気体にさらされることを特徴とする回路基板又
   は同回路基板を電気回路に組込んだ電子装置の製法。