JPH0740631B2 - 厚膜回路基板の製造方法 - Google Patents
厚膜回路基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH0740631B2 JPH0740631B2 JP62014696A JP1469687A JPH0740631B2 JP H0740631 B2 JPH0740631 B2 JP H0740631B2 JP 62014696 A JP62014696 A JP 62014696A JP 1469687 A JP1469687 A JP 1469687A JP H0740631 B2 JPH0740631 B2 JP H0740631B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- film
- circuit board
- thick film
- silicide
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、IC、チップ部品などの電子部品の実装を高密
度に低コストに行う厚膜回路基板の製造方法に関するも
のである。
度に低コストに行う厚膜回路基板の製造方法に関するも
のである。
従来の技術 近年、各種電子機器の小型化や多機能化が年を追って進
んできているが、この中で回路部品の高密度実装技術は
重要な役割を演じてきている。特に、IC、LSIの発達に
伴う抵抗器、コンデンサ等のチップ化や厚膜化そして、
配線基板の多層化などによる小型化、高密度化には目を
見張るものがある。さらに、ある回路ブロックを、厚膜
状の抵抗と配線導体を形成した厚膜回路基板上に他のチ
ップ状態の受動部品を搭載するいわゆる厚膜ハイブリッ
ドICへと移行してきている。
んできているが、この中で回路部品の高密度実装技術は
重要な役割を演じてきている。特に、IC、LSIの発達に
伴う抵抗器、コンデンサ等のチップ化や厚膜化そして、
配線基板の多層化などによる小型化、高密度化には目を
見張るものがある。さらに、ある回路ブロックを、厚膜
状の抵抗と配線導体を形成した厚膜回路基板上に他のチ
ップ状態の受動部品を搭載するいわゆる厚膜ハイブリッ
ドICへと移行してきている。
この厚膜ハイブリッドICは、抵抗体が厚膜状であるた
め、抵抗トリミングによる調整が容易な事と、セラミッ
ク材料を用いるため高信頼性である事などから、広く普
及してきている。
め、抵抗トリミングによる調整が容易な事と、セラミッ
ク材料を用いるため高信頼性である事などから、広く普
及してきている。
以下図面を参照しながら、上述した従来の厚膜回路基板
の製造方法の一例について述べる。
の製造方法の一例について述べる。
第３図は従来の厚膜回路基板の断面図を示すものであ
る。同図において、10はセラミック基板、20は貴金属導
体膜、30はRuO2系グレーズ抵抗膜を示す。従来の厚膜回
路基板は、焼結されたアルミナ基板10上に、Au,Ag,Pd,P
tなどの貴金属を主成分とするペーストをスクリーン印
刷し、乾燥後に850℃前後の温度の空気中で焼成して貴
金属系の導体膜20を得た後、RuO2−ガラスからなるペー
ストを前記導体膜と接触するようにスクリーン印刷し、
乾燥後に空気中750〜900℃の温度で焼成してRuO2系のグ
レーズ抵抗膜30を設けて得られるのが一般的である。上
記のようにして得られた厚膜回路基板は、すべて空気中
で焼成できるという手軽さと、抵抗体特性も優れたもの
が得られておるため広く実用に供されている。（例え
ば、「厚膜IC化技術」日本マイクロエレクトロニクス協
会編、工業調査会発行）。
る。同図において、10はセラミック基板、20は貴金属導
体膜、30はRuO2系グレーズ抵抗膜を示す。従来の厚膜回
路基板は、焼結されたアルミナ基板10上に、Au,Ag,Pd,P
tなどの貴金属を主成分とするペーストをスクリーン印
刷し、乾燥後に850℃前後の温度の空気中で焼成して貴
金属系の導体膜20を得た後、RuO2−ガラスからなるペー
ストを前記導体膜と接触するようにスクリーン印刷し、
乾燥後に空気中750〜900℃の温度で焼成してRuO2系のグ
レーズ抵抗膜30を設けて得られるのが一般的である。上
記のようにして得られた厚膜回路基板は、すべて空気中
で焼成できるという手軽さと、抵抗体特性も優れたもの
が得られておるため広く実用に供されている。（例え
ば、「厚膜IC化技術」日本マイクロエレクトロニクス協
会編、工業調査会発行）。
しかし、反面では、導体材料、抵抗材料共に高価で価格
変動の大きい貴金属材料を用いているため、いくら製造
の合理化をはかったとしても非常に高価な回路基板にな
るという問題点を有していた。そこで、両者とも貴金属
材料を用いないつまり低コストで価格変動も少ない卑金
属材料のみからなる導体材料と抵抗材料を用いた構成の
ものが提案されている。
変動の大きい貴金属材料を用いているため、いくら製造
の合理化をはかったとしても非常に高価な回路基板にな
るという問題点を有していた。そこで、両者とも貴金属
材料を用いないつまり低コストで価格変動も少ない卑金
属材料のみからなる導体材料と抵抗材料を用いた構成の
ものが提案されている。
〔例えば、プロシーディングス オブ ザ フォース
インターナショナル マイクロエレクトロニクス カン
ファレンス アイ エム シー 1986 コーベ，アイエ
ス エッチ エム ジャパン発行;267〜271P（Proceedi
ngs of the 4th International Microelectronics conf
erence INC 1986 Kobe,ISHM Japan発行;267〜271P）〕 これは、Cuなどの卑金属導体を予めセラミック基板10に
メタライズして導体膜20とし、その後、珪化物−ガラス
系グレーズ抵抗ペーストを前記のメタライズ導体膜と接
触する様に印刷し、乾燥後、850℃〜1000℃の非酸化性
雰囲気中の高温で焼付けてグレーズ抵抗体を得るもので
ある。確かに、この構成では、電極、抵抗材料共に卑
金属を用いるため安価であり、Cuなどの卑金属は半田
付けが容易でしかもマイグレーションしにくいなどの優
れた点を有しており、また、抵抗体としての諸特性はRu
O2系のそれと同等の優れた特性を有している。
インターナショナル マイクロエレクトロニクス カン
ファレンス アイ エム シー 1986 コーベ，アイエ
ス エッチ エム ジャパン発行;267〜271P（Proceedi
ngs of the 4th International Microelectronics conf
erence INC 1986 Kobe,ISHM Japan発行;267〜271P）〕 これは、Cuなどの卑金属導体を予めセラミック基板10に
メタライズして導体膜20とし、その後、珪化物−ガラス
系グレーズ抵抗ペーストを前記のメタライズ導体膜と接
触する様に印刷し、乾燥後、850℃〜1000℃の非酸化性
雰囲気中の高温で焼付けてグレーズ抵抗体を得るもので
ある。確かに、この構成では、電極、抵抗材料共に卑
金属を用いるため安価であり、Cuなどの卑金属は半田
付けが容易でしかもマイグレーションしにくいなどの優
れた点を有しており、また、抵抗体としての諸特性はRu
O2系のそれと同等の優れた特性を有している。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の構成においては、抵抗は基本特性
面では満足できるものの、抵抗値の初期バラツキが大き
いため実用上大きな不安を残している。特に、同じ面積
抵抗（Rs）の抵抗膜でありながら抵抗膜のたて・よこ比
（アスペクト比）によってRsが異なり、抵抗値を設計す
る上で大きな障害となっている。これは、抵抗膜をＸ線
などで解析したところ、焼成時に電極と抵抗体の界面で
不要な反応が生じ、この反応層の抵抗変化によってバラ
ツキが発生するものと推測される。
面では満足できるものの、抵抗値の初期バラツキが大き
いため実用上大きな不安を残している。特に、同じ面積
抵抗（Rs）の抵抗膜でありながら抵抗膜のたて・よこ比
（アスペクト比）によってRsが異なり、抵抗値を設計す
る上で大きな障害となっている。これは、抵抗膜をＸ線
などで解析したところ、焼成時に電極と抵抗体の界面で
不要な反応が生じ、この反応層の抵抗変化によってバラ
ツキが発生するものと推測される。
このように、従来の珪化物−ガラス系グレーズ抵抗は初
期抵抗の不安定さからなかなか実用に供されないのが実
状であった。
期抵抗の不安定さからなかなか実用に供されないのが実
状であった。
本発明は、上記問題点に鑑み、使用する材料は卑金属材
料であるため安価で、安定な抵抗特性を有したグレーズ
抵抗と優れた導体膜とを有する高信頼性の厚膜回路基板
の製造方法を提供するものである。
料であるため安価で、安定な抵抗特性を有したグレーズ
抵抗と優れた導体膜とを有する高信頼性の厚膜回路基板
の製造方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の厚膜回路基板の製
造方法は、絶縁性磁器基板上に、珪化物−ガラス系グレ
ーズ抵抗膜を非酸化性雰囲気中の高温で焼成した後、前
記抵抗膜に接触する卑金属材料からなる導体膜を抵抗膜
の焼成温度より低い温度の非酸化性雰囲気中で焼成する
という構成を備えたものである。
造方法は、絶縁性磁器基板上に、珪化物−ガラス系グレ
ーズ抵抗膜を非酸化性雰囲気中の高温で焼成した後、前
記抵抗膜に接触する卑金属材料からなる導体膜を抵抗膜
の焼成温度より低い温度の非酸化性雰囲気中で焼成する
という構成を備えたものである。
作用 本発明の方法によれば、抵抗膜を予め形成してあるため
に、抵抗体中の導体成分である珪化物をガラスがおおっ
た状態となり、さらに、抵抗膜中のガラスが結晶化して
いるため、電極焼成段階において、卑金属とガラスある
いは、卑金属と珪化物の化学反応を抑えることができ
る。このため、電極焼成後の抵抗膜と電極膜との界面に
反応層が生成されず、膜形状依存性のない抵抗膜を有す
る厚膜回路基板を提供できるものである。
に、抵抗体中の導体成分である珪化物をガラスがおおっ
た状態となり、さらに、抵抗膜中のガラスが結晶化して
いるため、電極焼成段階において、卑金属とガラスある
いは、卑金属と珪化物の化学反応を抑えることができ
る。このため、電極焼成後の抵抗膜と電極膜との界面に
反応層が生成されず、膜形状依存性のない抵抗膜を有す
る厚膜回路基板を提供できるものである。
実施例 以下本発明の一実施例の厚膜回路基板の製造方法につい
て、図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実
施例における厚膜回路基板の断面図を示すものである。
第１図において、10はセラミック基板、40は卑金属導
体、50は珪化物−ガラス系グレーズ抵抗膜を示す。
て、図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実
施例における厚膜回路基板の断面図を示すものである。
第１図において、10はセラミック基板、40は卑金属導
体、50は珪化物−ガラス系グレーズ抵抗膜を示す。
３種類の珪化物組成を有する珪化物粉体を特開昭56−15
3702号公報に示す手順で得た。この珪化物粉体に、BaO,
B2O3,MgO,CaO,SiO2からなるガラスフリットと、アクリ
ル系バインダをテレピン油に10％溶解したビヒクルとを
加え、よく混練して珪化物−ガラス系グレーズ抵抗ペー
ストとした。この時、珪化物粉体とガラスフリットとの
合計量に対する珪化物粉体を５〜50重量％になるように
した。また、ペースト作製時に用いる有機バインダーと
しては、非酸化性雰囲気で焼き付けするため、熱分解性
のアクリル系バインダーが望ましい。以上の様にして作
製した抵抗ペーストを、アルミナ純度が96％の焼結体で
あるセラミック基板10上にスクリーン印刷し、120℃で1
0分間乾燥した後、最高温度が850〜1000℃で、N2のみ
か、またはH2とN2の混合ガスの非酸化性雰囲気に保たれ
た連続ベルト炉に通して焼成し、珪化物−ガラス系グレ
ーズ抵抗膜50を形成した。この時、焼付温度は、ガラス
組成と導体材料の組合せによって異なる。
3702号公報に示す手順で得た。この珪化物粉体に、BaO,
B2O3,MgO,CaO,SiO2からなるガラスフリットと、アクリ
ル系バインダをテレピン油に10％溶解したビヒクルとを
加え、よく混練して珪化物−ガラス系グレーズ抵抗ペー
ストとした。この時、珪化物粉体とガラスフリットとの
合計量に対する珪化物粉体を５〜50重量％になるように
した。また、ペースト作製時に用いる有機バインダーと
しては、非酸化性雰囲気で焼き付けするため、熱分解性
のアクリル系バインダーが望ましい。以上の様にして作
製した抵抗ペーストを、アルミナ純度が96％の焼結体で
あるセラミック基板10上にスクリーン印刷し、120℃で1
0分間乾燥した後、最高温度が850〜1000℃で、N2のみ
か、またはH2とN2の混合ガスの非酸化性雰囲気に保たれ
た連続ベルト炉に通して焼成し、珪化物−ガラス系グレ
ーズ抵抗膜50を形成した。この時、焼付温度は、ガラス
組成と導体材料の組合せによって異なる。
次に、導体材料としてCuを主成分としたペーストを抵抗
膜50に接触するようにスクリーン印刷し、120℃で10分
間乾燥した後、最高温度が850〜950℃（ただし、抵抗焼
成よりも低い温度）で、N2のみか、またはH2とN2混合ガ
スの非酸化性雰囲気に保たれた連続ベルト炉に通して焼
成しCuの導体膜40を形成した。この時の電極間距離
（Ｌ）は0.5〜10mmで0.5mmおきに異なっており、また抵
抗体幅は1mmで一定とした。
膜50に接触するようにスクリーン印刷し、120℃で10分
間乾燥した後、最高温度が850〜950℃（ただし、抵抗焼
成よりも低い温度）で、N2のみか、またはH2とN2混合ガ
スの非酸化性雰囲気に保たれた連続ベルト炉に通して焼
成しCuの導体膜40を形成した。この時の電極間距離
（Ｌ）は0.5〜10mmで0.5mmおきに異なっており、また抵
抗体幅は1mmで一定とした。
このようにして得られた厚膜回路基板のグレーズ抵抗の
面積抵抗Rs（Ω／□）Rs＝Ro/L、25℃と125℃における
抵抗の温度変化率TCR（ppm/℃）、電流ノイズ（dB）、1
50mW/mm2の負荷を５秒間印加した時の抵抗変化率ΔＲ
（％）についてそれぞれ調べた。また、電極界面のRsへ
の影響を明らかにするために、Ｌ＝10mmのときの面積抵
抗R10とＬ＝0.5mmの時の面積抵抗R0.5の比（AR）をとっ
て調べた。
面積抵抗Rs（Ω／□）Rs＝Ro/L、25℃と125℃における
抵抗の温度変化率TCR（ppm/℃）、電流ノイズ（dB）、1
50mW/mm2の負荷を５秒間印加した時の抵抗変化率ΔＲ
（％）についてそれぞれ調べた。また、電極界面のRsへ
の影響を明らかにするために、Ｌ＝10mmのときの面積抵
抗R10とＬ＝0.5mmの時の面積抵抗R0.5の比（AR）をとっ
て調べた。
（AR）＝R10／R0.5 第１表に実施例で得られた抵抗体の材料組成と代表的抵
抗体特性であるRs,TCR,N,ΔR,ARを示す。同表から、珪
化物組成の違いによらず、抵抗値の形状依存性が極めて
少ないことがわかる。
抗体特性であるRs,TCR,N,ΔR,ARを示す。同表から、珪
化物組成の違いによらず、抵抗値の形状依存性が極めて
少ないことがわかる。
比較例 本発明の効果を明らかにするために、従来の方法、すな
わち卑金属電極形成後に、珪化物−ガラス系グレーズ抵
抗体を形成する方法で得られた厚膜回路基板の抵抗の代
表的特性を実施例の代表的特性と共に第２表に示し両者
を比較する。
わち卑金属電極形成後に、珪化物−ガラス系グレーズ抵
抗体を形成する方法で得られた厚膜回路基板の抵抗の代
表的特性を実施例の代表的特性と共に第２表に示し両者
を比較する。
第２表の比較例との比較から、本発明の製造方法によっ
て、優れた抵抗体特性を有する厚膜回路基板が得られる
事がわかる。とりわけ、電極との反応が少なく、膜形状
依存性の小さい（ARが１に近い）抵抗の形成が可能とな
る。さらに、第２図には、電極間距離（Ｌ）と面積抵抗
Rsとの関係を、実施例（ａ）と比較例（ｂ）の代表的な
ものについて示した。第２図から、本発明の製造方法に
より形成した抵抗は膜形状依存性が全くない事がわか
る。さらに、第１表から、本発明の製造方法のなかで、
抵抗体としては、珪化物−ガラス系のグレーズ抵抗体で
あればよく珪化物の種類によって、その効果が著しく変
わらない事がわかる。
て、優れた抵抗体特性を有する厚膜回路基板が得られる
事がわかる。とりわけ、電極との反応が少なく、膜形状
依存性の小さい（ARが１に近い）抵抗の形成が可能とな
る。さらに、第２図には、電極間距離（Ｌ）と面積抵抗
Rsとの関係を、実施例（ａ）と比較例（ｂ）の代表的な
ものについて示した。第２図から、本発明の製造方法に
より形成した抵抗は膜形状依存性が全くない事がわか
る。さらに、第１表から、本発明の製造方法のなかで、
抵抗体としては、珪化物−ガラス系のグレーズ抵抗体で
あればよく珪化物の種類によって、その効果が著しく変
わらない事がわかる。
なお、本実施例ではグレーズ抵抗体のガラス成分として
硼珪酸バリウム系のものを用いたが、非酸化性雰囲気の
高温で安定な抵抗膜を形成できるものであればこれに限
らない。
硼珪酸バリウム系のものを用いたが、非酸化性雰囲気の
高温で安定な抵抗膜を形成できるものであればこれに限
らない。
発明の効果 以上のように本発明の製造方法は、絶縁性磁器基板上
に、珪化物−ガラス系グレーズ抵抗膜を非酸化性雰囲気
中の高温で焼成した後、前記抵抗膜に接触する卑金属材
料からなる導体膜を抵抗膜の焼成温度より低い温度の非
酸化性雰囲気中で焼成することにより、高信頼性で膜形
状依存性の小さい抵抗体と、優れた導体膜を有する厚膜
回路基板を提供することができる。
に、珪化物−ガラス系グレーズ抵抗膜を非酸化性雰囲気
中の高温で焼成した後、前記抵抗膜に接触する卑金属材
料からなる導体膜を抵抗膜の焼成温度より低い温度の非
酸化性雰囲気中で焼成することにより、高信頼性で膜形
状依存性の小さい抵抗体と、優れた導体膜を有する厚膜
回路基板を提供することができる。
さらに、導体膜としてCuの持っている導体抵抗の低さ、
半田付け性の良さ、耐マイグレーション性の良さ、低コ
ストを充分に生かせるものであり、工業上極めて効果的
な発明である。
半田付け性の良さ、耐マイグレーション性の良さ、低コ
ストを充分に生かせるものであり、工業上極めて効果的
な発明である。
第１図は本発明の実施例における厚膜回路基板の断面
図、第２図は電極間距離Ｌと面積抵抗Rsとの関係を示す
特性図、第３図は従来の厚膜回路基板の断面図である。 10……セラミック基板、20……導体膜、30……グレーズ
抵抗膜、40……卑金属導体膜、50……珪化物−ガラス系
グレーズ抵抗膜。
図、第２図は電極間距離Ｌと面積抵抗Rsとの関係を示す
特性図、第３図は従来の厚膜回路基板の断面図である。 10……セラミック基板、20……導体膜、30……グレーズ
抵抗膜、40……卑金属導体膜、50……珪化物−ガラス系
グレーズ抵抗膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−27658（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁性磁器基板上に、珪化物−ガラス系グ
レーズ抵抗膜を非酸化性雰囲気中の高温で焼成した後、
前記抵抗膜に接触する卑金属材料からなる導体膜を抵抗
膜の焼成温度より低い温度の非酸化性雰囲気中で焼成す
ることを特徴とする厚膜回路基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014696A JPH0740631B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 厚膜回路基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014696A JPH0740631B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 厚膜回路基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63181496A JPS63181496A (ja) | 1988-07-26 |
| JPH0740631B2 true JPH0740631B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=11868350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62014696A Expired - Lifetime JPH0740631B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 厚膜回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740631B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2777206B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1998-07-16 | 住友金属鉱山株式会社 | 厚膜抵抗器の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP62014696A patent/JPH0740631B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63181496A (ja) | 1988-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4464420A (en) | Ceramic multilayer circuit board and a process for manufacturing the same | |
| JPH0728128B2 (ja) | セラミック多層配線基板とその製造方法 | |
| US6436316B2 (en) | Conductive paste and printed wiring board using the same | |
| JP4623921B2 (ja) | 抵抗組成物および抵抗器 | |
| JP2004119692A (ja) | 抵抗体組成物および抵抗器 | |
| JP2986539B2 (ja) | 厚膜抵抗組成物 | |
| JPH0740631B2 (ja) | 厚膜回路基板の製造方法 | |
| JPH0650703B2 (ja) | ペースト組成物および積層セラミックコンデンサの製造方法 | |
| JPH0797447B2 (ja) | メタライズ組成物 | |
| JP2004119561A (ja) | 抵抗体ペーストおよび抵抗器 | |
| JP2531023B2 (ja) | 導電性ペ―スト | |
| JP2760035B2 (ja) | 厚膜回路基板 | |
| JPH0537160A (ja) | 多層セラミツク回路基板 | |
| JP3567774B2 (ja) | 抵抗材料、これを用いた抵抗ペーストおよび抵抗体、ならびにセラミック多層基板 | |
| JPS6025294A (ja) | 回路基板の製造方法 | |
| JPH04354101A (ja) | ガラスフリット、抵抗体ペーストおよび配線基板 | |
| JP2992958B2 (ja) | 低温焼成多層配線基板用導体ペースト | |
| JPS63301405A (ja) | 低温焼成型導電性ペ−スト及び回路基板の製造方法 | |
| JPH0368485B2 (ja) | ||
| JPS63181497A (ja) | 厚膜回路基板の製造方法 | |
| JPS6263488A (ja) | 厚膜基板の製造方法 | |
| JPS63213312A (ja) | グレ−ズ抵抗材料 | |
| JPH0213479B2 (ja) | ||
| JPH0666165B2 (ja) | 珪化物抵抗材料 | |
| JPS63276804A (ja) | 導電ペ−スト組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |