(57)【要約】【課題】  電子機器の小型化、高密度化、高性能化が進み、電子機器内に組み込まれる配線回路版も小型化、高密度化、高速化の要求が高まっている。このような要求を満たすべく配線回路板において抵抗体の絶縁基材からの吸湿による抵抗値の変動の少ない基板内蔵抵抗素子を提供する。【解決手段】  配線回路板に内蔵して用いられる抵抗体素子において、導電性物質および樹脂を含有する抵抗ペーストからなる抵抗体と絶縁基材との間に水蒸気バリア層を備え、その水蒸気バリア層の抵抗体下の抵抗値が抵抗体の抵抗値の１００倍以上であり、抵抗体の表面をオーバーコートで覆うことにより、抵抗値の変動の少ない基板内蔵抵抗素子を得ることができた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線回路板に内蔵して用いられる抵抗素子において、導電性物質及び樹脂を含有する抵抗ペーストからなる抵抗体と絶縁基材との間に水蒸気バリア層を備えたことを特徴とする抵抗素子。
【請求項２】
前記水蒸気バリア層において前記抵抗体と重なり合っている部分の抵抗値が前記抵抗体の抵抗値の１００倍以上であることを特徴とする請求項１記載の抵抗素子。
【請求項３】
前記水蒸気バリア層が無電解めっき法で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗素子。
【請求項４】
前記抵抗体の表面がオーバーコートで覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の抵抗素子。
【請求項５】
前記オーバーコート層が無機材料であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の抵抗素子。
【請求項６】
前記導電性物質がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の抵抗素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の抵抗素子を内蔵した配線回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線回路板内に組み込まれる基板内蔵抵抗体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、高密度化、高性能化が進んでいる。そして、電子機器内に組み込まれる配線回路板も小型化、高密度化、高速化の要求が高まっており、それらの要求を満たした配線回路板が求められている。
【０００３】
従来、配線回路板には半導体チップ、抵抗体、キャパシタ、インダクタ等の部品を表面実装し、実装する部品を小型化することで配線回路板の小型化、高密度化対応を図っている。
【０００４】
しかしながら、表面実装だけでは限界があり、さらなる部品実装密度の向上が求められ、抵抗体、キャパシタ、インダクタ等の部品を内蔵した部品内蔵の配線回路板の開発が進められている。
【０００５】
配線回路板の内部に抵抗体を形成する手法として、絶縁基材上に銅配線により電極を形成し、その電極間にカーボンフィラーと樹脂を混合してなる抵抗ペーストを印刷・焼成し形成する手法が、特許文献１に報告されている。
【０００６】
しかしながら、従来の抵抗ペーストの素子においては、絶縁樹脂基材の表面に樹脂を含む抵抗ペーストにより抵抗素子を形成し、各種トリミングにより設計値±１％以内に調整するにも関らず、その後、抵抗体を構成する樹脂の吸湿により抵抗値が増加する問題があった。
【０００７】
そこで、抵抗体の吸湿による抵抗値変動を抑える方法として抵抗体を絶縁材料でコーティングする手法が特許文献２および３に報告されている。
【０００８】
しかしながら、エポキシ樹脂等によるコーティングでは、コーティング材料自体が有機材料であり吸湿するため、防湿の効果は不十分である。コーティング材料にＳｉＯ２などの無機材料を使用した場合は、抵抗体表面からの吸湿を抑えることが可能である。
【０００９】
しかしながら、吸湿は抵抗体の表面からのみでなく素子の形成されている絶縁基材、すなわち下面からも起こるため、表面のオーバーコートのみでは抵抗値が変動してしまう問題があった。
【特許文献１】特許第２８３５４５１号公報
【特許文献２】特開平０２−３０９６９２号公報
【特許文献３】特開平１１−４０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、吸湿による抵抗値の変動の小さい基板内蔵抵抗素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は配線回路板に内蔵して用いられる抵抗体素子において、導電性物質及び樹脂を含有する抵抗ペーストからなる抵抗体と絶縁基板との間に水蒸気バリア層を備えたことを特徴とする抵抗素子とした。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記水蒸気バリア層において前記抵抗体と重なり合っている部分の抵抗値が前記抵抗体の抵抗値の１００倍以上であることを特徴とする請求項１記載の抵抗素子とした。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記水蒸気バリア層が無電解めっき法で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗素子とした。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前記抵抗体の表面がオーバーコートで覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の抵抗素子とした。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記オーバーコート層が無機材料であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の抵抗素子とした。
【００１６】
請求項６に係る発明は、前記導電性物質がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の抵抗素子とした。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６記載の抵抗素子を内蔵した配線回路板とした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明において水蒸気バリア層を絶縁基材と抵抗体の間に設けることによって、抵抗体の基板からの吸湿を防ぐことができた。また、水蒸気バリア層とオーバーコート層で抵抗体の上下を挟むことによって抵抗体全体の吸湿を抑えることができ、抵抗素子の抵抗値の上昇のない信頼性の高い配線基板を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
図１は本発明の抵抗体、金属酸化膜、オーバーコート及び電極で構成される抵抗素子を有する基板の一例を示す断面図である。絶縁基材１１上に銅配線３２があり、銅配線３２の間に銀ペースト５１がある。この銀ペースト５１の間に抵抗体５２があり、抵抗体５２の下には水蒸気バリア層２１、抵抗体５２の上にはオーバーコート層２２がある。水蒸気バリア層２１とオーバーコート層２２は、少なくとも抵抗体５２を覆っていればよい。抵抗体５２の上下には任意の数の配線層を形成することが可能である。なお、本発明では絶縁基材が樹脂である場合に、その効果が顕著となる。
【００２１】
本発明における水蒸気バリア層２１としては、前記抵抗体５２と重なり合っている部分の抵抗値が前記抵抗体５２の抵抗値の１００倍以上であれば特に限定されるものではない。水蒸気バリア層の抵抗体下の抵抗値が抵抗体の抵抗値と比較して１００倍以上であれば、設計された抵抗体の抵抗値に影響は与えない。水蒸気バリア層としては具体的には金属酸化物といった金属化合物、ＳｉＯ２等のセラミック膜が挙げられる。これら水蒸気バリア層の形成方法としては特に制限されるべきものではなく、従来公知の各種薄膜形成技術、塗装・塗膜形成技術等を適宜利用することができるものである。薄膜形成技術としては真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法といった物理的競う成長法（ＰＶＤ）や化学的気相成長法（ＣＶＤ）といった真空中でおこなう方法とスピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、スプレーコート法やめっき法などの大気中で行なう方法が挙げられる。なお、水蒸気バリア層の膜厚は０．０２μｍ以上が好ましい。０．０２μｍ以下の場合は十分な水蒸気バリア性能を得ることができない。水蒸気バリア層の膜厚およびコスト面を考慮すると、無電解めっき法を用いて水蒸気バリア層を形成する方法が好適である。めっき液にはニッケル・リン系が好ましく、具体的にはニッケル・リン・鉄、ニッケル・リン・タングステン、ニッケル・リン・モリブデン、ニッケル・リン・レニウム・ニッケル・リン・クロムを用いることができる。
【００２２】
導電性物質を有する樹脂ペーストからなる抵抗体５２において導電性物質としてはアセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、グラファイト等の安価なカーボンブラックが好ましい。また、樹脂成分としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、特にこれに限定されるものではない。また、導電性フィラーの他に印刷性や安定性を高めるため、無機フィラーが添加されていてもよい。また、抵抗体の形成方法としては各種印刷法が挙げられるが、中でもスクリーン印刷が好適である。
【００２３】
オーバーコート層２２としては、水蒸気透過率が低く、絶縁性の高い材料が好ましく、ポリシラザン系、特に低温、例えば２６０℃以下で硬化可能なポリシラザン系材料が好ましい。また、オーバーコート形成方法としては各種薄膜形成技術、各種塗装・塗膜形成技術を適宜利用することができる。
【００２４】
次に本発明の抵抗体内蔵配線回路板の製造方法について説明する。図２に本発明の抵抗素子内蔵配線回路板の製造方法の一例として第一の実施形態を示す。
【００２５】
まず、絶縁基材１１の片面に適切な前処理をし無電解ニッケル・リン・鉄合金めっきをおこない、過硫酸アンモニウム水溶液でソフトエッチングし十分に高抵抗となる様、膜厚を調整することにより水蒸気バリア層２１を形成する（図２（ａ）参照）。
続いて、適切な前処理を行い無電解銅めっきにより薄膜導体層を形成する（図示せず）。この薄膜導体層を陰極とし電解銅めっきにより導体層３１を形成する（図２（ｂ）参照）。導体層３１上に、ドライフィルムを貼り合わせる等の方法で感光層（レジスト）を形成し、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン４１を形成する（図２（ｃ）参照）。次に、レジストパターン４１をマスクにして、導体層３１をエッチング処理し、レジストパターン４１を専用の剥離液で除去して、絶縁基材１１上に銅配線３２を形成する（図２（ｄ）参照）。
【００２６】
その後抵抗素子を形成する部分以外に再度レジストパターン４２を形成し（図２（ｅ）参照）、抵抗素子部に銅を選択的にエッチングする液（アルカリエッチング液）を使用して抵抗体部分の銅を除去する（図２（ｆ）参照）。
【００２７】
この抵抗体部に銅電極３３間をつなぐように抵抗ペーストをスクリーン印刷・焼成し抵抗体５２を形成する。このとき抵抗ペーストと銅電極との間の接触抵抗を小さくするため銀ペースト５１または銀めっきを挟むのが望ましい（図２（ｇ）（ｈ）参照）。このように形成した抵抗体の表面にオーバーコート層２２をコーティングする。これらの工程で本発明の基板内蔵抵抗素子６０を形成することができる（図２（ｉ）参照）。さらに、この上に絶縁樹脂１２を積層し、レザー加工による穴あけなど通常のプリント配線基板の多層化工程を行うことで、本発明の抵抗素子内蔵配線回路板１００を得ることができる（図２（ｊ）参照）。
【００２８】
図３に本発明の抵抗体内蔵配線回路板の製造方法の一例として第二の実施形態を示す。まず、絶縁基材１１と導体層３１からなる銅貼積層板１３（図３（ａ）参照）上に、ドライフィルムを貼り合わせる等の方法で感光層（レジスト）を形成し、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン４１を形成する。（図３（ｂ）参照）  次に、レジストパターン４１をマスクにして、導体層３１をエッチング処理し、レジストパターン４１を専用の剥離液で除去して、絶縁基材１１上に銅配線３２および銅電極３３を形成する。（図３（ｃ）参照）
【００２９】
その後、抵抗素子を形成する部分以外に再度レジストパターン４２を形成し（図３（ｄ）参照）、水蒸気バリア層２１を形成する。（図３（ｅ）参照）  レジストパターン４２を専用の剥離液で除去する。（図３（ｆ）参照）
【００３０】
抵抗体部に銅電極３３間をつなぐように抵抗ペースト５２をスクリーン印刷・焼成し抵抗素子を形成する。このとき抵抗体と銅電極との間の接触抵抗を小さくするため銀ペースト５１または銀めっきを挟むのが望ましい。（図３（ｇ）（ｈ）参照）このように形成した抵抗素子の表面にＳｉＯ２などの無機絶縁膜２２をコーティングする。これらの工程で本発明の基板内蔵抵抗素子６０を形成することができる。（図３（ｉ）参照）さらに、この上に絶縁樹脂１２を積層し、レザー加工による穴あけなど通常のプリント配線基板の多層化工程を行うことで、本発明の抵抗素子内蔵配線回路板１００を得ることができる。（図３（ｊ）参照）
【実施例】
【００３１】
以下、実施例について詳細に説明する。まず、絶縁基材をコンディショニングクリーナー（奥野製薬工業製：ＯＰＣ−３８０コンディクリーンＭ）で洗浄し、触媒付与（奥野製薬工業製：ＯＰＣ−８０キャタリスト）、活性化処理（奥野製薬工業製：ＯＰＣ−５５５アクセレーターＭ）の前処理を施した。次に、無電解ニッケル・リン・鉄合金めっき液で０．３μｍほどめっきした。搭載する抵抗体の設計値に対してめっき膜の抵抗値が十分高くなる様、５ｇ／Ｌ過硫酸アンモニウム水溶液にて２０分間ディップエッチングし、無電解ニッケル・リン・鉄合金めっきの膜厚を０．２μｍに調整した。このようにして水蒸気バリア層を形成した。次に、無電解銅めっき（シプレイ・ファーイースト  ＣＵＰＯＳＩＴ）により薄膜導体層を形成する。このとき無電解銅めっき厚は１μｍ程度あればよい。この薄膜導体層を陰極とし２Ａ／ｄｍ２で３０分間、電解銅めっきを行い銅厚が１５μｍとなるよう調整した。続いて厚さ１５μｍの日立化成製ドライフィルムレジストＲＹ−３２１５をラミネータを用いて１１０℃、３ｋｇ／ｃｍでラミネートコーティングを行った。露光量５５ｍＪの条件で露光し、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像を行うことでレジストパターンを形成した。次に、レジストパターンをマスクにして塩化第二鉄液を用いて銅をエッチング処理した後、レジストパターンを５％水酸化ナトリウム水溶液により除去することで配線層を形成した。再度、フォトリソグラフィ工程によって露光、現像を行うことで抵抗体以外の部分をレジストでマスクし、抵抗体部分の銅をアルカリエッチング液で除去した。続いて、銀ペーストを銅配線に重なるようにスクリーン印刷し、１５０℃で３０分間硬化させた。カーボン粒子を含みエポキシ樹脂をバインダーとする抵抗ペーストをその端部が銀ペースト電極に重なるようにスクリーン印刷し、２００℃で２時間硬化させた。レーザートリミングにより抵抗値を調整後、さらに、抵抗体上にクラリアント製ポリシラザン材料を定量塗工機により滴下し１５０℃で１時間硬化させた。このようにして本発明の基板内蔵用抵抗素子を形成した。
【００３２】
抵抗素子形成後、抵抗素子間の抵抗値は１００．９ｋΩであった。その後、抵抗素子内臓基板を温度８５゜Ｃ、湿度８５％の試験室中に１００時間放置し、再度、抵抗素子間の抵抗値を測定したところ、１０４．９ｋΩであった。
【００３３】
（比較例１）
水蒸気バリア層形成工程を除き、実施例１と同様に基板内蔵用抵抗素子を形成した。抵抗素子形成後、抵抗素子間の抵抗値は１００．３ｋΩであった。その後、抵抗素子内臓基板を温度８５゜Ｃ、湿度８５％の試験室中に１００時間放置し、再度、抵抗素子間の抵抗値を測定したところ、１１２．３ｋΩであった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の基板内蔵抵抗体の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｊ）は本発明の第１実施形態に示す基板内蔵抵抗体の製造工程の一部を示す模式断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｊ）は本発明の第２実施形態に示す基板内蔵抵抗体の製造工程の一部を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１…絶縁基材
１２…絶縁樹脂
１３…銅貼積層板
２１…水蒸気バリア層
２２…オーバーコート層
３１…導体層
３２…銅配線
３３…銅電極
４１…レジストパターン
４２…レジストパターン
５１…銀ペースト
５２…抵抗体
６０…基板内蔵抵抗素子
１００…抵抗素子内蔵配線回路板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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