JPS63241902A - 印刷抵抗基板の製造方法 - 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、印刷抵抗基板の製造方法に関し、特に印刷抵
抗基板の製造過程における印刷抵抗体の抵抗値変化や抵
抗値バラツキを防止するようにした印刷抵抗基板の製造
方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、スクリーン印刷技術等により抵抗体を形成し
てなる印刷抵抗基板を製造するに際し、耐半田保護層と
各層との密着力を確保するための熱処理工程を印刷抵抗
体の抵抗値調整工程の前に行うことにより、 抵抗値調整後の製造過程における抵抗値変化や抵抗値バ
ラツキを解消しようとするものである。

〔従来の技術〕

一般に、印刷抵抗基板を構成する印刷抵抗体上には、該
印刷抵抗体を半田デイツプ工程における熱から保護する
ために耐半田保護層層が形成されている。

すなわち上記耐半田保Ａｌｌは、例えば光硬化型インキ
あるいは熱硬化型インキ等で形成され、印刷抵抗基板の
製造工程中で行われる半田ディツプの際に発生する熱に
よる印刷抵抗体の抵抗４ｒＬ変化を防止するために設け
られている。

従来′、この種の印刷抵抗基板を製造するには、基板上
に絶縁層を介して電極を形成し、この上に例えばカーボ
ンペースト等の抵抗体材料を印刷形成し、しかる後に該
抵抗体ｔこトリミング加工を施して所定の抵抗値に調整
する。最後に、抵抗値調整を行った抵抗体を覆うように
耐半田保護層を印刷形成した後、熱処理を施して該保護
層を硬化させるとともに各層間の密着力を確保すること
により印刷抵抗基板を作成していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来では、抵抗値調整のためのトリミング加
工を行った後、耐半田保護層を形成し熱処理を施してい
た。

ここで、例えば耐半田保護層として熱硬化型インキを使
用した場合には、印刷抵抗基板を温度１００〜１５０°
Ｃで１０〜３０分程度熱処理して保護層を硬化しており
、光硬化型インキを用いる場合には、例えば紫外線を照
射して硬化した後各層間の密着力向上のために１００〜
１５０°Ｃで１０〜３０分程度熱処理している。

したがって、この熱処理工程において、上記印刷抵抗体
に所謂熱履歴が生し、この結果抵抗値変化や抵抗値バラ
ツキが発生するという問題があった。すなわち、従来の
製法では、既に精度良く調整した抵抗値が最後の熱処理
によって変化するという大きな問題を抱えている。

−ｉに、完成品の抵抗値がトリミング加工直後の抵抗値
の±５％以内の許容差であれば実用上支障が＄いとされ
ているが、上述の製法ではこの許容差が±１０％程度と
大きくなり、製造歩留りや印刷抵抗基板の信頼性の低下
の大きな原因となっている。

そこで本発明は、上述の従来の実情に濫みて提案された
ものであって、印刷抵抗体の抵抗値調整後の抵抗値変化
やバラツキが極めて小さく、製造歩留りや信頼性の優れ
た印刷抵抗基板の製造方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明の印刷抵抗基板の
製造方法は、基板に電極を含む回路パターンを形成し、
次に上記電極と接続するように印刷抵抗体を形成し、次
いで上記印刷抵抗体を被覆する如く第１の保護層を形成
し熱処理を施した後、上記印刷抵抗体の抵抗値調整を行
い、その後第２の保３Ｉ層を形成することを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明では、印刷抵抗体を形成後、第１の保護層を印刷
形成し熱処理を施して各層間の密着力を確保し、しかる
後に抵抗値調整を行っているので、この熱処理工程にお
いて抵抗値が変化したり、あるいは抵抗値にバラツキが
発生することはない。

また、半田デイツプ工程の熱から印刷抵抗体を保護する
ために最後に第２の保護層を形成しているので、この半
田工程で抵抗値が変化することはない。

〔実施例〕

以下、本発明を通用した印刷抵抗基板の製造方法をその
工程順序に従って示す図面を参照しながら説明する。

本発明により印刷抵抗基板を製造するには、先ず、第１
図に示すように、基板（１）上に導体膜（２）を形成し
、その上に所望の回路パターンが得られるようにパター
ンレジストを塗布し〔本実施例では導体膜（２）が３個
所等間隔で残存するような形状〕、塗膜を形成した後、
例えば１００Ｗ、　　４　ｍ／Ｍｉｎの水銀ランプを３
灯使用して上記レジストを硬化させる。続いて、ＦｅＣ
ｊ２ｔ、　ＣｕＣｆｆ１□等のエノチンダ液を用いて導
体膜（２）にエツチング処理を施して所定の形状にパタ
ーニングする。その後、ＮａＯＨ水溶液によって残存レ
ジスト膜を剥離し所望パターンの導体膜（２）を有する
基板（１）を作成する。

ここで、上記基板（１）としては、例えば紙基材フェノ
ール樹脂積層板、祇基材エポキシ樹脂積層板、ガラス布
基材エポキシ樹脂積層板、ＣＥＭ材。

セラミック基板等が挙げられる。

次に、第２図に示すように、左右両端位置の導体膜（２
）　、　（２）の一部（２ａ）　、　（２ｂ）　と中心
位置の導体膜（２）の全部を覆うようにアンダーコート
層と称される絶縁層（３）を印刷形成する。

上記アンダーコートｉ　（３）は、所謂ソルダーレジス
トを通常の印刷技術によって形成するもので、印刷され
たソルダーレジストは１０〜３０分間、１３０〜１５０
°Ｃの熱を加えることによって硬化する。

次いで、第３図に示すように、上記導体膜のうち、例え
ば両端に位置する導体膜（２）　、　（２）上に電Ｆｆ
ｘ　（４）　、　（４）を形成する。この結果、これら
電極（４）　、　（４）は左右両端位置の導体膜（２）
　、　（２）　と導通されたことになる。

上記雪掻（４）としては、導電性ペーストが好適であり
、本実施例ではＡｇペーストを用い、これを印刷形成し
た後、１０〜３０分間、１３０〜１５０　’Ｃの温度で
加熱硬化した。

その後、第４図に示すように、上記電Ｊｍ（４）、（４
）間にアンダーコー）　１　（３）を被覆するように抵
抗体（５）を形成する。上記抵抗体（５）としては、例
えばカーボンペーストが好適で、この形成方法としては
、スクリーン印刷等の印刷技術で塗布した後、３０〜６
０分間、１５０〜１８０°Ｃの温度で加熱硬化すること
により形成できる。

なお、第３図に示す電極形成工程と、第４図に示す抵抗
体形成工程とを前後させ、抵抗体を形成した後、電極を
形成するようにしてもよい。

続いて、第５図に示すように、上記基板（１）上に積層
形成された導体層（２）、アンダーコート層（３）、電
極（４）、抵抗体（５）を覆うように第１の保護層（６
）を塗布し、熱処理を施して硬化する。

この第１の保護層（６）は、特に各層との密着力の確保
、及び後述の抵抗値調整工程時における抵抗体（５）の
損傷を防止する目的のものである。そして、この第１の
保護膜（６）の膜厚ｌは、５〜２０μｍ程度に設定する
ことが好ましい。すなわち、上記膜厚ｌが５μｍ以下で
はこの保３Ｉ７！！（６）による上述の効果が薄れ好ま
しくない。逆に、上記膜厚２を２０μｍ以上にすると、
上述の抵抗値調整を例えばレーザー光線にて行った場合
、トリミングにかなりの時間を必要とし、大きなレーザ
ーパワーを要するとともに、このトリミング時に熱が抵
抗体（５）中に拡散し抵抗値変動の原因となり好ましく
ない。

ここで、上記第１の保８ｉ層（６）は、熱収縮による収
縮残存応力が２００〜９００　ｋｇ／ｃｆｆｌの範囲内
の材料が好適である。この収縮残存応力が９００　ｋｇ
／ｃｆｆ１以上では、半田ディツプを行った場合、印刷
１抵抗体（５）が受ける応力が大きくなり、抵抗値変化
が顕著となるので好ましくない。

かかる要件を満足する第１の保護層（６）としては、例
えばクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を主体とする
ベースレジンとアクリレート系希釈モノマーを主成分と
する有機被膜が好適である。

上記有機被膜のベースレジンとして使用されるクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂は、ａ械的塗膜強度を向上
させるために用いられるもので、次式で表される。

（但し、上記式中Ｒは水素又は−価の炭化水素基等を表
すものであり、ｎは整数を表す。）上記クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂の分子量は３０００〜１００００
程度であることが好ましい。

また、上記有機被膜のベースレジンは、上記クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂にエポキシ変性ウレタンアク
リレートを加えたものでもよい。

上記エポキシ変性ウレタンアクリレートは、光硬化樹脂
であって、半田デイツプ後の印刷抵抗体の熱収縮が少な
く抵抗値変動を少なくするために用いられるもので、次
式で表される。

この場合、エポキシ変性ウレタンアクリレートの分子量
は２０００〜３０００程度であることが好ましい。

上述のエポキシ変性ウレタンアクリレート及びタレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂は、基本的には、エポキシ
変性ウレタンアクリレート：クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂−１：ｌの配合比で使用することが好ましい
。しかし、印刷抵抗基板の信頬性向上のために必要とさ
れる塗膜硬度は、４Ｈ〜９１−１の範囲内にあることが
要求される。そこで、上記エポキシ変性ウレタンアクリ
レート及びタレゾールノボラック型エポキシ樹脂の硬化
後の塗膜硬度条件の観点からは、エポキシ変性ウレタン
アクリレート：クレゾールノボラック型エポキシ樹脂＝
７：３以上であることが好ましい。したがって、塗膜強
度だけを考えるとタレゾールノボラック型エポキシ樹脂
のみをヘースレジンとして有機被膜材料としてもよい。

さらに、上記有機被膜材料の光硬化条件、収縮応力の観
点からは、エポキシ変性ウレタンアクリレート：クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂−７：３〜６：４の範囲
であることが好ましい。

上記有機被膜材料は、特性の向上、粘度調整等の点から
、上述のタレゾールノボラック型エポキシ樹脂を主成分
としエポキシ変性ウレタンアクリレートを併用してなる
ベースレジン中に、希釈モノマーと、必要に応じて重合
開始剤と、フィラーと、消泡剤とを添加する。この場合
、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を２０〜１００
重量部、エポキシ変性ウレタンアクリレートを０〜１０
０重量部、希釈モノマーを４０〜８０重量部、重合開始
剤を１〜３重量部、フィラーを１０〜２０重量部、消泡
剤を０．５〜２重量部とすることが好ましい。

上記希釈モノマーとしては、例えば２−ヒドロキシアル
キルアクリレート、２−ヒドロキシアルキルメタアクリ
レート、エチレングリコールジアクリレート、エチレン
グリコールジメタクリレート、１．６−ヘキサンジオー
ルジアクリレート、　１．６−ヘキサンジオールジアク
リレート、ネオペンチレンゲリコールジアクリレート、
ネオペンチレンゲリコールジメタクリレート　トリエチ
レングリコールジアクリレート、トリエチレングリコー
ルジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート
及びその他の不飽和ポリエステルアクリレート、不飽和
ポリエステルメタクリレート（分子量１００〜１０００
）が挙げられる。

上記重合開始剤は、有機被膜を硬化させるべく重合を開
始するために加えられるもので、例えばベンゾインエー
テル、イソブロビルヘンゾインエーテル、ベンゾインエ
チルエーテル５ベンゾインメチルエーテル、α−アクリ
ルオキシムエーテル。

ペンジルケタール。ヒドロキシシクロへキシルフェニル
ケトン、アセトン誘導体、ヘンシル、ベンゾフェノン、
メチル−〇−ベンゾインベンゾエート、チオイサントン
８Ｒ４体等が挙げられる。

上記フィラーとしては、例えば微粒炭酸カルシウム、ン
リカ、シランカッブリ・ング剤コーティングタルク、タ
ルク、ＭｇＯ，アルミナ、雪母、ヘンゾグアナミン樹脂
球状微粉体、架橋ポリスチレンビーズ等が挙げられる。

上記消泡剤としては、例えばアクリル系、シリコン系、
ハロゲン系の消泡剤が挙げられる。

上述の組成からなる耐半田保護材料は、光硬化型樹脂と
して使用され、光硬化の方法としては、紫外線による硬
化を行う。その際には、例えば８０〜１００Ｗのメタル
ハライドランプ若しくは水銀ランプを２灯〜３灯、６ｍ
／Ｍｉｎ以上、温度７０〜）０°Ｃの条件で使用するこ
とができる。

あるいは、上記第１の保護！（６）として、エポキシ系
樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてもよい。但し、この場合
にも、熱硬化後の収縮残存応力が２００〜９００　ｋｇ
／ｃｒ？ｌの範囲内の材料を用い、この膜厚は５〜２０
μｍとする。例えば、エポキシ系の熱硬化型樹脂の収縮
残存応力は２０００〜５０００ｋｇ／ｃ＋ｌと大きくこ
のままでは使用できないが、希釈することにより使用可
能となる。

以上のようにして印刷抵抗体（５）を第１の保護層（Ｇ
）で被覆した後、この抵抗体（５）の砥抗値を調整する
ために、第６図に示すように、中央に位置する導体膜（
２）パターン上に形成された印刷抵抗体（５）の一部（
５ａ）を切断し、所定の抵抗値となるように調整する。

この抵抗値調整手段としては、レーザー光線による所謂
レーザートリミング法や、サンドブラスト等の機械的手
段による方法があるが、加工の信頼性や周辺部材の損傷
等の観点からはレーザートリミングが好適である。

このように本発明では、印刷抵抗体（５）を第１の保護
Ｎ（６）で被覆し、該保護層（６）と各層間の密着性を
確保するための熱処理を権した後に、抵抗値調整を行っ
ているので、この熱処理工程における抵抗値変化が解消
される。同時に、保護層（６）の密着力も確保されるの
で、機械的強度も確保される。

最後に、半田ディツプの際の熱から上記印刷抵抗体（５
）を確実に保護するため、第７図に示すように、上記第
１の保護ＩＪ（６）を覆うように第２の保護層（７）を
所定の膜厚となようにスクリーン印刷の手法で形成し、
しかる後に上記保護層（７）硬化させて印刷抵抗基板を
完成する。

ここで、上記第２の保護層（７）としては、先の第１の
保護層（１）に使用したタレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂を主体とするヘースレジンとアクリレート系希釈
上ツマ−とを主成分とする樹脂等の光硬化型樹脂を用い
る。しかも、この第２の保護層（７）は、一度に塗布硬
化させるのではなく、２〜３段階に分けて形成すること
がより好ましい。

このように本発明では、第２の保１層（７）に光硬化型
樹脂を用いているので、該保護層（７）に光を照射する
だけで硬化できる。したがって、得られる印刷抵抗基板
における印刷抵抗体（５）は抵抗値調整後の抵抗値と略
同等に制御される。すなわち、本発明を適用した印刷抵
抗基板においては、抵抗値変化が所定の抵抗値許容範囲
内（±５％）に制御できるので、印刷抵抗基板の信頼性
及び製造歩留りは大幅に向上する。

また、上記第２の保護層（７）の収縮応力は、上記第１
の保護層（６）がクッションとなるために、抵抗体（５
）に直接作用することはない、したがって、この第２の
保護層（７）の収縮応力にて抵抗体（５）の抵抗値が大
きく変化する心配はない。

さらに、印刷抵抗体（５）は第１の保８ｉ層（６）にて
覆われ、かつ該保護Ｎ（６）には熱処理が施され各層と
の密着性が確保されているでいるので、得られる印刷抵
抗基板の機械的強度は従来と同程度となる。

本発明者等は、上述の工程を経て作成される印刷抵抗基
板について、抵抗値の変化及びバラツキについて調べた
。

すなわち、第１の保３［（６）及び第２の保護膜（７）
として、以下に示す組成物を混合したものを用いた。

エポキシ変性ウレタンアクリレート　　６０重量部クレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂　５０重量部希釈七ノ
　マー　：　トリエチレングリコールノアクリレート　
　　　２２ｆｆｉＢｔ部重合開始剤：ベンゾインエーテ
ル　　２．３重量部フ　ィ　マー　：゛　シランカフブ
リング剤コーティンクタ１シク　　　　　１３ｆｆｉＢ
ｔ部消泡剤　　　　　　　　　　　　　　　１重重部そ
して、第１の保護層（６）を印刷・硬化し、印刷抵抗体
の抵抗値調整をした後の抵抗値のバラツキ及び完成した
第２の保ｉ１層（７）を形成した後の抵抗値のバラツキ
を調べた。結果を、それぞれ第８図（Ａ）及び第８図（
Ｂ）に示す。なお、測定個数はそれぞれ７０００個とし
た。

この第８図（Ａ）及び第８図（Ｂ）から明らかなように
、本発明を適用することにより、得られる印刷抵抗基板
の抵抗値のバラツキは、±２％以内に制御できることが
確認された。比較のために、従来の製法で作成した印刷
抵抗基板についても抵抗値変化を調べたところ、抵抗値
の調整後に熱処理を施した後の抵抗値はＯ〜−６％程度
のバラツキがあり、さらに完成品においては、±１０％
程度のバラツキがあった。

したがって、本発明を適用することにより抵抗値の変化
やバラツキが大幅に改善され、製造歩留りや信頼性に優
れた印刷抵抗基板が提供されることがわかった。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明印刷抵抗体を
形成後、第１の保護層を印刷形成し熱処理を施して各層
間の密着力を確保し、しかる後に抵抗値調整を行ってい
るので、この熱処理工程において抵抗値が変化したり、
あるいは抵抗値がバラツキが発生することがない。した
がって、製造歩留りや信頼性に優れた印刷抵抗基板が得
られる。

また、半田デイツプ工程の熱から印刷抵抗体を保護する
ために最終工程で第２の保護層を形成しているので、半
田ディツプにより抵抗値が変化することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明を通用した印刷抵抗基板の
製造方法の一例をその工程順に従って示すもので、第１
図はパターンエソチング工程を示す断面図、第２図はア
ンダーコート層形成工程を示す断面図、第３図は電極印
刷工程を示す断面図、第４図は印刷抵抗体の印刷工程を
示す断面図、第５図は第１の保護層形成工程を示す断面
口、第６図は抵抗値調整工程を示す平面図、第７図は第
２の保３１ｉ形成工程を示す断面図である。 第８図（Ａ）及び第８図（Ｂ）は本発明により作成され
た印刷抵抗基板における抵抗値のバラツキの測定結果を
示す特性図であり、第８図（Ａ）は抵抗値調整後の測定
結果を、第８図（Ｂ）は完成した印刷抵抗基板の測定結
果をそれぞれ示す。 １・・−・・・基板 ２・・・・・導体膜 ３・・・・・アンダーコートｉ ４・・・・・電極 ５・・・・・印刷抵抗体 ６・・・・・第１の保護層 ７・・・・・第２の保３ｉ珊 第１図 第３図 第５図 第２図 第４図 第６図 第７図 第８図　　　　　　　第９図 手続補正書（方式） ％式％ ■、下件の表示 昭和６２年　特許側　第７５０９８号 ２、発明の名称 印刷抵抗基板のＭ漬方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称　（２
１８）　　ソ　ニ　−　株　式　会　社代表者大賀典雄 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門二丁目６番４−号笛１
１森ビル１１階　狙（５０８）８２６Ｇ　＆＋５昭和６
２年６月３日（発送日；昭和６２年６月３０日）６、補
正の対象 ７、補正の内容 （１）明細書、第１８頁第４行目から第５行目に［第８
図（Ａ）及び第８図（Ｂ）に示す。」とある記載を「第
８図及び第９図に示す。Ｊと補正する。 （２）同書、第１８頁第７行目から第８行目に「この第
８図（Ａ）及び第８図ＣＢ）から明らかなように、」と
ある記載を「この第８図及び第９図から明らかなように
、」と補正する。 （３）同書、第２０頁第４行目から第８行目にかけて「
第８５　（Ａ）　　・・・それぞれ示す。」とある記載
を下記の通り補正する。 記 「第８図及び第９図は本発明により作成された印刷抵抗
基板における抵抗値のバラツキの測定結果を示す特性図
であり、第８図は抵抗値調整後の測定結果を、第９図は
完成した印刷抵抗基板の一１１定結果をそれぞれ示す。 」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板に電極を含む回路パターンを形成し、 次に上記電極と接続するように印刷抵抗体を形成し、 次いで上記印刷抵抗体を被覆する如く第１の保護層を形
   成し熱処理を施した後、 上記印刷抵抗体の抵抗値調整を行い、 その後第２の保護層を形成することを特徴とする印刷抵
   抗基板の製造方法。