(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板の両面に電気回路を設けたセラミックス回路基板において、上記電気回路は上記基板上での焼成により形成された第１組成群の抵抗体と第２組成群の抵抗体とを含み、上記第１組成群と第２組成群とは近接配置された状態では上記焼成時に雰囲気との反応を介して少なくとも一方が他方に対して実質的な組成変動を誘起させ得る関係を有し、上記第１組成群の抵抗体は上記セラミックス基板の一方の面のみに、上記第２組成群の抵抗体は上記セラミックス基板の他方の面のみに、それぞれ形成されていることを特徴とするセラミックス回路基板。
【請求項２】
上記第１組成群の抵抗体がＬａＢ６  系抵抗体であり、上記第２組成群の抵抗体がＳｎＯ２  系抵抗体であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス回路基板。
【請求項３】
上記電気回路が、Ｃｕ系材料から成る導体部分を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックス回路基板。
【請求項４】
セラミックス基板の両面に電気回路を有し、上記電気回路が上記基板上での焼成により形成された第１組成群の抵抗体と第２組成群の抵抗体とを含み、上記第１組成群と第２組成群とが近接配置された状態では上記焼成時に雰囲気との反応を介して少なくとも一方が他方に対して実質的な組成変動を誘起させ得る関係を有するセラミックス回路基板の製造方法において、上記第１組成群の抵抗体の前駆体を上記セラミックス基板の一方の面に、上記第２組成群の抵抗体の前駆体を上記セラミックス基板の他方の面に、それぞれ形成した後、これら両面の前駆体を同一工程で焼成することにより、上記第１および第２組成群の抵抗体をそれぞれ上記セラミックス基板の一方および他方の面に形成することを特徴とするセラミックス回路基板の製造方法。
【請求項５】
上記第１組成群の抵抗体をＬａＢ６  系抵抗体で形成し、上記第２組成群の抵抗体をＳｎＯ２  系抵抗体で形成することを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
上記電気回路の導体の少なくとも一部をＣｕ系材料で形成することを特徴とする請求項４または５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子回路基板として用いられるセラミックス回路基板に関し、特に２つの異なる組成群の抵抗体を電気回路内に含むセラミックス回路基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、セラミックス回路基板の導体を形成する厚膜材料は、Ａｇ・Ｐｄ（銀・パラジウム）で代表される銀系材料から銅系材料に移行しつつある。それに伴い、抵抗体についても新しい材料の開発が進められており、これまで用いられていたＲｕＯ２  （酸化ルテニウム）系に代わって、低抵抗用のＬａＢ６  （硼化ランタン）系と高抵抗用のＳｎＯ２  （酸化錫）系とが一般的な抵抗体材料として普及してきた。
【０００３】
しかし、ＬａＢ６  系とＳｎＯ２  系の材料をそれぞれ印刷・乾燥した後、同一工程で焼成を行うと、焼成時にＬａＢ６  系材料が焼成雰囲気との反応を介してＳｎＯ２  系材料の組成に影響を及ぼし、得られたＳｎＯ２  系抵抗体の抵抗値が設計値に対して許容範囲を大きく超えて変動してしまう（設計値の３倍程度になることもある）。
【０００４】
従来は、これを回避するために、ＬａＢ６  系抵抗体とＳｎＯ２  系抵抗体の形成位置を離していた。
しかしこの方法は、各抵抗体の配置が制限され設計上の制約が大きいばかりでなく、実装密度を高めることもできないという欠点があった。
【０００５】
このような欠点を解消するための方法として、先ずＬａＢ６  系材料を印刷・乾燥し、焼成まで行ってＬａＢ６  系抵抗体を形成し、次にＳｎＯ２  系材料を印刷・乾燥し、焼成してＳｎＯ２  系抵抗体を形成する２回焼成方法が提案されている。これは、先に焼成したＬａＢ６  系抵抗体は、次に行うＳｎＯ２  系材料の焼成時に放出される物質による実質的な影響が比較的少なく、抵抗値の変動が許容範囲内に収まることを利用したものである。
【０００６】
しかし上記の方法では、焼成工程を別個に２回行う必要があるため、製造コストの上昇が避けられないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、抵抗体の配置の制限による設計上の制約がなく、高い実装密度が得られ、且つ焼成回数を増加させる必要が無い、２つの異なる組成群の抵抗体を電気回路内に含むセラミックス回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のセラミックス回路基板は、セラミックス基板の両面に電気回路を設けたセラミックス回路基板において、上記電気回路は上記基板上での焼成により形成された第１組成群の抵抗体と第２組成群の抵抗体とを含み、上記第１組成群と第２組成群とは近接配置された状態では上記焼成時に雰囲気との反応を介して少なくとも一方が他方に対して実質的な組成変動を誘起させ得る関係を有し、上記第１組成群の抵抗体は上記セラミックス基板の一方の面のみに、上記第２組成群の抵抗体は上記セラミックス基板の他方の面のみに、それぞれ形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、上記セラミックス回路基板を製造する本発明の方法は、セラミックス基板の両面に電気回路を有し、上記電気回路が上記基板上での焼成により形成された第１組成群の抵抗体と第２組成群の抵抗体とを含み、上記第１組成群と第２組成群とが近接配置された状態では上記焼成時に雰囲気との反応を介して少なくとも一方が他方に対して実質的な組成変動を誘起させ得る関係を有するセラミックス回路基板の製造方法において、上記第１組成群の抵抗体の前駆体を上記セラミックス基板の一方の面に、上記第２組成群の抵抗体の前駆体を上記セラミックス基板の他方の面に、それぞれ形成した後、これら両面の前駆体を同一工程で焼成することにより、上記第１および第２組成群の抵抗体をそれぞれ上記セラミックス基板の一方および他方の面に形成することを特徴とする。
【００１０】
ここで、「実質的な組成変動」とは、抵抗体の抵抗値が設計値あるいは仕様値に対して許容範囲を超えた変動をする程度の組成変動を言う。
【００１１】
また、「Ｃｕ系」、「Ｗ系」、および「Ｍｏ系」は、それぞれＡｇおよびＡｇ合金、ＣｕおよびＣｕ合金、ＷおよびＷ合金、およびＭｏおよびＭｏ合金を含む。
【００１２】
【作用】
本発明においては、第１組成群と第２組成群とが近接配置状態では雰囲気との焼成反応を介して少なくとも一方が他方に対して実質的な組成変動を誘起させ得る関係にあっても、第１組成群の抵抗体はセラミックス基板の一方の面に、第２組成群の抵抗体はセラミックス基板の他方の面に、それぞれ焼成により形成されるので、近接配置されることがなく、焼成時の放出物質により実質的な組成変動が誘起されることがない。
【００１３】
抵抗体の焼成時には、抵抗体中のバインダーを燃焼させるために若干の酸素を必要とするので、焼成炉内に一定量の酸素を供給する。ところで、ＬａＢ６  系抵抗体は還元作用が強いため、抵抗体焼成時にＬａＢ６  系抵抗体周辺では焼成雰囲気中の酸素濃度が低下する。酸素濃度はＬａＢ６  抵抗体から離れるにしたがって回復（上昇）し、十分離れた位置では所定の酸素濃度になっている。このように焼成炉内の位置によってに酸素濃度が変動していることにより、焼成時にＳｎＯ２  系材料の組成が変動し、形成されるＳｎＯ２  系抵抗体の抵抗値が著しく変動してしまう。これは、ＳｎＯ２  系抵抗体が酸素濃度の低下に伴い抵抗値が急激に上昇する性質があるためである。
【００１４】
そのため、ＬａＢ６  系抵抗体から十分に遠く離れた位置に形成されたＳｎＯ２  系抵抗体は上記酸素濃度が所定値になっているため設計値どおりの抵抗値を示すが、ＬａＢ６  系抵抗体の近傍に形成されたＳｎＯ２  系抵抗体は上記酸素濃度の低下により抵抗値が設計値に対して著しく高くなる。
【００１５】
本発明においては、これら組成の異なる抵抗体をそれぞれセラミックス基板の反対側の面に形成することにより、ＬａＢ６  系抵抗体による雰囲気変動が基板によって遮られ、基板の裏側にあるＳｎＯ２  系抵抗体はその影響を受けることがなく、所定の組成で形成され、設計値どおりの抵抗値が得られる。
以下に、添付図面を参照して、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００１６】
【実施例】
〔実施例１〕
図１に示すように、高温焼成アルミナ積層基板１（２５．５ｍｍ×２５．４ｍｍ×０．８ｍｍ）の両面にＣｕ導体電極２と抵抗体３を設けたセラミックス回路基板を作製した。その手順は以下のとおりであった。
【００１７】
まず、基板１の一方の面（Ａ面）にＣｕペースト（Ｄｕｐｏｎｔ社製  ９９２２）を、図２に示したパターンでスクリーン印刷し、これを大気中にて１２０℃の雰囲気中で１０分間乾燥することにより、乾燥膜厚２５μｍのＣｕ系抵抗体材料の塗膜を形成した。
【００１８】
同様にして、基板１の他方の面（Ｂ面）に同一パターンの塗膜を形成した。
その後、焼成炉内で窒素雰囲気中で９００℃にて１０分間の焼成を行い、Ｃｕ電極２を形成した。
【００１９】
ここで、上記Ｃｕ電極の代わりにＷ系またはＭｏ系の導体材料で電極を形成してもよいし、Ｗ系またはＭｏ系の導体材料の上にＣｕ系またはＮｉ系の導体材料をめっきした電極としてもよい。
【００２０】
上記と同様にして基板を４０枚準備し、２０枚ずつのＩ群とＩＩ群に分け、それぞれの群毎に基板上に下記のようにして２通りの配置の仕方でＬａＢ６  系およびＳｎＯ２  系の抵抗体を形成した。
【００２１】
〔Ｉ群〕
基板のＡ面については、Ｃｕ電極パターン２の上から、ＬａＢ６  系抵抗体材料のペースト（Ｄｕｐｏｎｔ社製  ＱＰ６０１、１０Ω／□）を１ｍｍ×１ｍｍおよび４ｍｍ×４ｍｍの寸法で図３（Ａ）に示す位置にスクリーン印刷した後、大気中１２０℃で１０分間乾燥して、乾燥膜厚２５μｍのＬａＢ６  系抵抗体材料塗膜３−ａを形成した。
【００２２】
基板のＢ面については、Ｃｕ電極パターン２の上から、ＳｎＯ２  系抵抗体材料のペースト（Ｄｕｐｏｎｔ社製  ＱＰ６１６、１ＭΩ／□）を１ｍｍ×１ｍｍおよび４ｍｍ×４ｍｍの寸法で図３（Ａ）に示す位置にスクリーン印刷した後、大気中１２０℃で１０分間乾燥して、乾燥膜厚２５μｍのＳｎＯ２  系抵抗体材料塗膜３−ｂを形成した。
【００２３】
このようにした基板を焼成炉内で窒素雰囲気中で９００℃にて１０分間焼成して、基板１のＡ面とＢ面にそれぞれＬａＢ６  系抵抗体とＳｎＯ２  系抵抗体を形成した。
【００２４】
〔ＩＩ群〕
基板のＡ面について、Ｃｕ電極パターン２の上から、ＬａＢ６  系抵抗体材料のペースト（Ｄｕｐｏｎｔ社製  ＱＰ６０１、１０Ω／□）を１ｍｍ×１ｍｍおよび４ｍｍ×４ｍｍの寸法で図４（Ａ）に３−ａで示した位置にスクリーン印刷した後、大気中１２０℃で１０分間乾燥して、乾燥膜厚２５μｍのＬａＢ６  系抵抗体材料塗膜３−ａを形成した。
【００２５】
更に基板Ａ面について、Ｃｕ電極パターン２の上から、ＳｎＯ２  系抵抗体材料のペースト（Ｄｕｐｏｎｔ社製  ＱＰ６１６、１ＭΩ／□）を１ｍｍ×１ｍｍおよび４ｍｍ×４ｍｍの寸法で図４（Ａ）に３−ｂで示した位置にスクリーン印刷した後、大気中１２０℃で１０分間乾燥して、乾燥膜厚２５μｍのＳｎＯ２  系抵抗体材料塗膜３−ｂを形成した。
【００２６】
基板のＢ面についても、同様の手順により、ＬａＢ６  系抵抗体材料塗膜３−ａおよびＳｎＯ２  系抵抗体材料塗膜３−ｂを形成した。
【００２７】
このようにした基板を焼成炉内で窒素雰囲気中で９００℃にて１０分間焼成して、基板１のＡ面とＢ面にそれぞれＬａＢ６  系抵抗体とＳｎＯ２  系抵抗体を形成した。
【００２８】
以上の手順により作製したＩ群およびＩＩ群の試料各２０個についてＳｎＯ２  系抵抗体の抵抗値を測定した（抵抗形状１ｍｍ×１ｍｍ）。測定結果を表１にまとめて示す。これにより以下のことが明示される。
【００２９】
本発明によりＬａＢ６  系抵抗体とＳｎＯ２  系抵抗体をそれぞれ基板の反対側の面に形成したＩ群の試料では、ＳｎＯ２  系抵抗体の抵抗値が設計値１ＭΩに近い１．０３８ＭΩ（平均値）が得られている。ばらつきも５．１％と小さい。
【００３０】
これに対して、比較のためＬａＢ６  系抵抗体とＳｎＯ２  系抵抗体を基板の同じ側の面に形成したＩＩ群の試料では、ＳｎＯ２  系抵抗体の抵抗値が設計値１ＭΩにのほぼ３．５倍に相当する３．５３４ＭΩという極めて高い値になっている。
またばらつきも３３．５％と非常に大きい。
【００３１】
以上、ＬａＢ６  系抵抗体とＳｎＯ２  系抵抗体を形成したセラミックス回路基板について本発明を説明したが、本発明はこれに限定する必要はなく、焼成時の雰囲気との反応を介して少なくとも一方が他方に対して組成変動を誘起する影響を及ぼす関係がある２種の組成群の抵抗体を用いる場合であれば本発明を同様に適用できることは勿論である。
【００３２】
【表１】
0003564776.tif 000002
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、抵抗体の配置の制限による設計上の制約がなく、実装密度の向上が可能で、且つ焼成回数の増加を増加させる必要の無い、２つの異なる組成群の抵抗体を電気回路内に含むセラミックス回路基板およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、セラミックス基板の両面に電気回路を設けたセラミックス回路基板を示す断面図である。
【図２】図２は、図１のセラミックス回路基板の両面に導体部分として形成したＣｕ電極のパターンを示す斜視図である。
【図３】図３は、図２のＣｕ電極パターンの上から、基板の一方の面（Ａ）についてはＬａＢ６  系抵抗体を他方の面（Ｂ）についてはＳｎＯ２  系抵抗体を形成した本発明によるセラミックス回路基板を示す斜視図である。
【図４】図４は、図２のＣｕ電極パターンの上から、基板のどちらの面についても同様にＬａＢ６  系およびＳｎＯ２  系の抵抗体を両方とも形成した比較例のセラミックス回路基板を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…セラミックス基板（高温焼成アルミナ基板）
２…Ｃｕ導体部（電極）
３−ａ…ＬａＢ６  系抵抗体
３−ｂ…ＳｎＯ２  系抵抗体
【図１】
0003564776.tif 000003
【図２】
0003564776.tif 000004
【図３】
0003564776.tif 000005
【図４】
0003564776.tif 000006