(57)【要約】【課題】  櫛側電極の櫛歯部自体やその接続部でレーザトリミングにより切断しても飛散物による短絡を抑制することができる薄膜サーミスタ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  絶縁性基材２と、絶縁性基材に形成されたサーミスタ膜３と、サーミスタ膜上に対向して形成された一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂとを備え、一対の櫛形電極の一方が、複数の一方側櫛歯部５Ａと、複数の一方側櫛歯部の基端が接続された一方側基端接続部６Ａとを有し、一対の櫛形電極の他方が、複数の他方側櫛歯部５Ｂと、他方側櫛歯部の基端が接続された他方側基端接続部６Ｂとを有し、一方側櫛歯部が、他方側櫛歯部よりも短いと共に、一方側櫛歯部と他方側基端接続部との距離Ｌ１が、他方側櫛歯部と前方側基端接続部との距離Ｌ２より長く、他方側櫛歯部の基端部又は他方側基端接続部の一部がトリミング用切断部Ｃとされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材と、
前記絶縁性基材上に形成されたサーミスタ膜と、
前記サーミスタ膜上に互いに対向してパターン形成された一対の櫛形電極とを備え、
一対の前記櫛形電極のうち一方が、前記対向する方向に延在する複数の一方側櫛歯部と、複数の前記一方側櫛歯部の基端が接続された一方側基端接続部とを有し、
一対の前記櫛形電極のうち他方が、前記対向する方向に延在する複数の他方側櫛歯部と、複数の前記他方側櫛歯部の基端が接続された他方側基端接続部とを有し、
複数の前記一方側櫛歯部と複数の前記他方側櫛歯部とが、１本毎に交互に並んで配され、
前記一方側櫛歯部が、前記他方側櫛歯部よりも短いと共に、前記一方側櫛歯部と前記他方側基端接続部との距離が、前記他方側櫛歯部と前記一方側基端接続部との距離より長く設定され、
少なくとも一つの前記他方側櫛歯部の基端部又は前記他方側基端接続部の一部が、切断されたトリミング用切断部とされていることを特徴とする薄膜サーミスタ。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜サーミスタにおいて、
前記他方側基端接続部が、前記サーミスタ膜の外側に配され、
前記トリミング用切断部も、前記サーミスタ膜の外側に配されていることを特徴とする薄膜サーミスタ。
【請求項３】
絶縁性基材上にサーミスタ膜を形成する薄膜形成工程と、
前記サーミスタ膜上に一対の櫛形電極を互いに対向させてパターン形成する櫛形電極形成工程と、
一対の前記櫛形電極間の抵抗値を調整する抵抗調整工程と、を有し、
一対の前記櫛形電極のうち一方が、前記対向する方向に延在する複数の一方側櫛歯部と、複数の前記一方側櫛歯部の基端が接続された一方側基端接続部とを有し、
一対の前記櫛形電極のうち他方が、前記対向する方向に延在する複数の他方側櫛歯部と、複数の前記他方側櫛歯部の基端が接続された他方側基端接続部とを有し、
複数の前記一方側櫛歯部と複数の前記他方側櫛歯部とが、１本毎に交互に並んで配され、
前記一方側櫛歯部が、前記他方側櫛歯部よりも短いと共に、前記一方側櫛歯部と前記他方側基端接続部との距離が、前記他方側櫛歯部と前記一方側基端接続部との距離より長く設定され、
前記抵抗調整工程において、少なくとも一つの前記他方側櫛歯部の基端部又は前記他方側基端接続部の一部をレーザ光で切断することを特徴とする薄膜サーミスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば赤外線検出センサに用いられる薄膜サーミスタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線検出センサ等に用いられる薄膜サーミスタにおいて、抵抗値歩留まりを良くするために、レーザトリミングを行う方法が知られている。例えば、特許文献１には、抵抗値調整を行うために櫛形電極の外側にトリミング用の切断部を設けたサーミスタ素子が提案されている。また、特許文献２には、引出電極から延設された抵抗値調整用金属パターンにトリミング用切断部を設けた薄膜サーミスタが提案されている。
このように抵抗値調整手段として、従来、薄膜サーミスタに抵抗値調整用の電極をレーザトリミングにより切断して抵抗値を調整する方法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５７０５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上記特許文献１及び２の技術では、櫛形電極の櫛歯部自体を切断せず、櫛形電極の外側に設けたトリミング用の切断部で抵抗値調整を行うため、抵抗値の微調整しか行うことができないという不都合があった。
また、上記櫛形電極の櫛歯部自体を切断する場合、レーザトリミングで飛び散った飛散物が一対の櫛形電極間を短絡させてしまうおそれがあった。この飛散物は、櫛形電極を構成するＡｕ等の金属や下地であるサーミスタ膜の材料であり、トリミング用切断部の周囲に飛散して付着する。
例えば、図５の（ａ）に示すように、絶縁性基材２上に形成されたサーミスタ膜３上に互いに対向してパターン形成された一対の櫛形電極１０４を備えた薄膜サーミスタ１００において、一対の櫛形電極１０４の櫛歯部１０５を基端部で切断して抵抗値調整を行う場合、図５の（ｂ）に示すように、トリミング用切断部Ｃに近接する櫛歯部１０５とこれに対向する基端接続部１０６との間に飛散物が付着し、一対の櫛形電極１０４が短絡して通電してしまう場合があった。なお、図中において、飛散物が飛散しやすい範囲を二点鎖線で囲んで示している。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、櫛側電極の櫛歯部自体やその接続部でレーザトリミングにより切断しても飛散物による短絡を抑制することができる薄膜サーミスタ及びその製造方法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】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る薄膜サーミスタは、絶縁性基材と、前記絶縁性基材上に形成されたサーミスタ膜と、前記サーミスタ膜上に互いに対向してパターン形成された一対の櫛形電極とを備え、一対の前記櫛形電極のうち一方が、前記対向する方向に延在する複数の一方側櫛歯部と、複数の前記一方側櫛歯部の基端が接続された一方側基端接続部とを有し、一対の前記櫛形電極のうち他方が、前記対向する方向に延在する複数の他方側櫛歯部と、複数の前記他方側櫛歯部の基端が接続された他方側基端接続部とを有し、複数の前記一方側櫛歯部と複数の前記他方側櫛歯部とが、１本毎に交互に並んで配され、前記一方側櫛歯部が、前記他方側櫛歯部よりも短いと共に、前記一方側櫛歯部と前記他方側基端接続部との距離が、前記他方側櫛歯部と前記一方側基端接続部との距離より長く設定され、少なくとも一つの前記他方側櫛歯部の基端部又は前記他方側基端接続部の一部が、切断されたトリミング用切断部とされていることを特徴とする。
【０００７】
この薄膜サーミスタでは、一方側櫛歯部が、他方側櫛歯部よりも短く、少なくとも一つの他方側櫛歯部の基端部又は他方側基端接続部の一部が、切断されたトリミング用切断部とされているので、レーザトリミングで切断を行って飛散物が周囲に飛び散っても、一方側櫛歯部と他方側基端接続部との距離が、他方側櫛歯部と一方側基端接続部との距離より長く延びていることで、電極間の短絡を抑制することができる。
【０００８】
第２の発明に係る薄膜サーミスタは、第１の発明において、前記他方側基端接続部が、前記サーミスタ膜の外側に配され、前記トリミング用切断部も、前記サーミスタ膜の外側に配されていることを特徴とする。
すなわち、この薄膜サーミスタでは、他方側基端接続部が、サーミスタ膜の外側に配され、トリミング用切断部も、サーミスタ膜の外側に配されているので、レーザトリミングで切断を行っても下地にサーミスタ膜が無いため、サーミスタ膜の材料が飛散することが無く、より短絡を抑制することができる。
【０００９】
第３の発明に係る薄膜サーミスタの製造方法は、絶縁性基材上にサーミスタ膜を形成する薄膜形成工程と、前記サーミスタ膜上に一対の櫛形電極を互いに対向させてパターン形成する櫛形電極形成工程と、一対の前記櫛形電極間の抵抗値を調整する抵抗調整工程とを有し、一対の前記櫛形電極のうち一方が、前記対向する方向に延在する複数の一方側櫛歯部と、複数の前記一方側櫛歯部の基端が接続された一方側基端接続部とを有し、一対の前記櫛形電極のうち他方が、前記対向する方向に延在する複数の他方側櫛歯部と、複数の前記他方側櫛歯部の基端が接続された他方側基端接続部とを有し、複数の前記一方側櫛歯部と複数の前記他方側櫛歯部とが、１本毎に交互に並んで配され、前記一方側櫛歯部が、前記他方側櫛歯部よりも短いと共に、前記一方側櫛歯部と前記他方側基端接続部との距離が、前記他方側櫛歯部と前記一方側基端接続部との距離より長く設定され、前記抵抗調整工程において、少なくとも一つの前記他方側櫛歯部の基端部又は前記他方側基端接続部の一部をレーザ光で切断することを特徴とする。
すなわち、この薄膜サーミスタの製造方法では、抵抗調整工程において、上記設定の他方側櫛歯部の基端部又は他方側基端接続部の一部をレーザ光で切断するので、切断時に飛散物が周囲に飛び散っても、一方側櫛歯部と他方側基端接続部との電極間距離が長くなっていることで、電極間の短絡を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る薄膜サーミスタ及びその製造方法によれば、一方側櫛歯部が、他方側櫛歯部よりも短く、少なくとも一つの他方側櫛歯部の基端部又は他方側基端接続部の一部が、切断されたトリミング用切断部とされるので、レーザトリミングで切断を行って飛散物が周囲に飛び散っても、一方側櫛歯部と他方側基端接続部との距離が、他方側櫛歯部と一方側基端接続部との距離より長く延びていることで、電極間の短絡を抑制することができる。
したがって、本発明の薄膜サーミスタでは、櫛形電極の櫛歯部自体又はその接続部を切断しても、飛散物による短絡を抑制でき、抵抗値を大きく調整することが可能になり、高い信頼性を有して抵抗調整済みの製品を作製可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る薄膜サーミスタ及びその製造方法の第１実施形態において、レーザトリミング後の平面図（ａ）及び要部の拡大平面図（ｂ）である。
【図２】第１実施形態において、製造方法を工程順に示す平面図である。
【図３】本発明に係る薄膜サーミスタ及びその製造方法の第２実施形態において、櫛歯部の基端部をレーザトリミングした状態を示す平面図（ａ）及び要部の拡大平面図（ｂ）である。
【図４】第２実施形態において、基端接続部をレーザトリミングした状態を示す平面図（ａ）及び要部の拡大平面図（ｂ）である。
【図５】本発明に係る薄膜サーミスタ及びその製造方法の従来例において、レーザトリミング後の平面図（ａ）及び要部の拡大平面図（ｂ）である。概略的な断面による説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る薄膜サーミスタ及びその製造方法における第１実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。
【００１３】
本実施形態の薄膜サーミスタ１は、図１に示すように、絶縁性基材２と、絶縁性基材２上に形成されたサーミスタ膜３と、サーミスタ膜３上に互いに対向してパターン形成された一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂとを備えている。
一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂのうち一方（櫛形電極４Ａ）が、前記対向する方向に延在する複数の一方側櫛歯部５Ａと、複数の一方側櫛歯部５Ａの基端が接続された一方側基端接続部６Ａとを有している。
【００１４】
一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂのうち他方（櫛形電極４Ｂ）が、前記対向する方向に延在する複数の他方側櫛歯部５Ｂと、複数の他方側櫛歯部５Ｂの基端が接続された他方側基端接続部６Ｂとを有している。
上記一方側基端接続部６Ａと他方側基端接続部６Ｂとは、サーミスタ膜３の両端辺上に配されている。
【００１５】
複数の一方側櫛歯部５Ａと複数の他方側櫛歯部５Ｂとは、１本毎に交互に並んで配されている。
また、一方側櫛歯部５Ａは、他方側櫛歯部５Ｂよりも短いと共に、一方側櫛歯部５Ａと他方側基端接続部６Ｂとの距離Ｌ１が、他方側櫛歯部５Ｂと一方側基端接続部６Ａとの距離Ｌ２より長く設定されている。すなわち、一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂは、互いに非対称な櫛歯部を有している。
【００１６】
さらに、少なくとも一つの他方側櫛歯部５Ｂの基端部又は他方側基端接続部６Ｂの一部が、切断されたトリミング用切断部Ｃとされている。
本実施形態では、例えば図１に示すように、図中右側の３つの他方側櫛歯部５Ｂの基端部がトリミング用切断部Ｃとされ、これらの部分で他方側櫛歯部５Ｂが切断されている。
なお、一方側櫛歯部５Ａと他方側基端接続部６Ｂとの距離Ｌ２は、トリミング用切断部Ｃでレーザトリミングされた際に飛散物が飛散する範囲よりも長く設定することが好ましい。
【００１７】
上記絶縁性基材２は、種々の絶縁性材料で形成された基材が採用可能であるが、例えば長方形とされた絶縁性フィルムが採用される。絶縁性フィルムは、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで形成されている。なお、絶縁性フィルムとしては、他にＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート，ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート，ＬＣＰ：液晶ポリマー等でも作製できる。
【００１８】
上記サーミスタ膜３は、フレキシブル性を有したサーミスタ膜であって、例えばＭ−Ａｌ−Ｎ膜（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示す）である。
すなわち、サーミスタ膜３は、一般式：ＭｘＡｌｙＮｚ（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示す。０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９８、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。なお、これらの膜については、フレキシブル性と良好なサーミスタ特性とが確認されている。なお、サーミスタ膜３には、サーミスタ特性を大きく変えない範囲内において、酸素が含まれていてもよい。
【００１９】
なお、本実施形態では、特にＴｉ−Ａｌ−Ｎのサーミスタ材料で矩形状に形成されたサーミスタ膜３を採用している。すなわち、サーミスタ膜３は、一般式：ＴｉｘＡｌｙＮｚ（０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９５、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。
【００２０】
上記一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂは、例えば膜厚５〜１００ｎｍのＣｒ又はＮｉＣｒの接合層と、該接合層上にＡｕ等の貴金属で膜厚５０〜１０００ｎｍ形成された電極層とを有している。
なお、図１では図示していないが、一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂに接続され外部配線と接続するための一対のパターン配線を絶縁性基材２上にパターン形成しても構わない。
【００２１】
本実施形態の薄膜サーミスタ１の製造方法は、絶縁性基材２上にサーミスタ膜３を形成する薄膜形成工程と、サーミスタ膜３上に一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂを互いに対向させてパターン形成する櫛形電極形成工程と、一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂ間の抵抗値を調整する抵抗調整工程とを有している。
また、上記抵抗調整工程において、少なくとも一つの他方側櫛歯部５Ｂの基端部又は他方側基端接続部６Ｂの一部をレーザ光で切断する。
【００２２】
より具体的な製造方法の例としては、厚さ７５μｍのポリイミドフィルムの絶縁性基材２上（一方の面上）に、Ｔｉ−Ａｌ合金スパッタリングターゲットを用い、窒素含有雰囲気中で反応性スパッタ法にて、ＴｉｘＡｌｙＮｚ（ｘ＝０．０９、ｙ＝０．４３、ｚ＝０．４８）のサーミスタ膜を膜厚２００ｎｍで形成する。その時のスパッタ条件は、到達真空度５×１０−６Ｐａ、スパッタガス圧０．４Ｐａ、ターゲット投入電力（出力）２００Ｗで、Ａｒガス＋窒素ガスの混合ガス雰囲気下において、窒素ガス分率を２０％で作製する。
【００２３】
成膜したサーミスタ膜の上にレジスト液をスピンコーターで塗布した後、１１０℃で１分３０秒プリベークを行い、露光装置で感光後、現像液で不要部分を除去し、さらに１５０℃で５分のポストベークにてパターニングを行う。その後、不要なＴｉｘＡｌｙＮｚのサーミスタ膜を市販のＴｉエッチャントでウェットエッチングを行い、図２の（ａ）に示すように、レジスト剥離にて所望の形状のサーミスタ膜３にする。
【００２４】
次に、サーミスタ膜３上に、スパッタ法にて、Ｃｒ層を膜厚２０ｎｍ形成する。さらに、このＣｒ層上に、スパッタ法にてＡｕ層を膜厚２００ｎｍ形成する。
次に、成膜したＡｕ層の上にレジスト液をスピンコーターで塗布した後、１１０℃で１分３０秒プリベークを行い、露光装置で感光後、現像液で不要部分を除去し、１５０℃で５分のポストベークにてパターニングを行う。その後、不要な電極部分を市販のＡｕエッチャント及びＣｒエッチャントの順番でウェットエッチングを行い、図２の（ｂ）に示すように、レジスト剥離にて所望の一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂを形成する。
【００２５】
なお、一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂ及びサーミスタ膜３を覆うようにして、スクリーン印刷でポリイミド樹脂を絶縁性基材２上に塗布し、絶縁性保護膜を形成しても構わない。
また、複数の薄膜サーミスタを同時に作製する場合、絶縁性基材２の大判シートに複数のサーミスタ膜３及び一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂを上述のように形成した後に、大判シートから各薄膜サーミスタ１に切断する。
【００２６】
次に、上記抵抗調整工程では、予め一対の櫛形電極４Ａ，４Ｂ間の抵抗値を測定し、所定の抵抗値と異なる場合、少なくとも一つの他方側櫛歯部５Ｂの基端部又は他方側基端接続部６Ｂの一部にＹＡＧレーザ光を照射し、その部分を切断することで、トリミング用切断部Ｃを形成する。これによって、少なくとも一つの他方側櫛歯部５Ｂが櫛形電極４Ａ，４Ｂから分離され、抵抗値の調整が行われることで、本実施形態の薄膜サーミスタ１が作製される。
【００２７】
このように本実施形態の薄膜サーミスタ１及びその製造方法では、一方側櫛歯部５Ａが、他方側櫛歯部５Ｂよりも短く、少なくとも一つの他方側櫛歯部５Ｂの基端部又は他方側基端接続部６Ｂの一部が、レーザ光で切断され、トリミング用切断部Ｃとされているので、切断時に飛散物が周囲に飛び散っても、図１に示すように、一方側櫛歯部５Ａと他方側基端接続部６Ｂとの距離Ｌ１が、他方側櫛歯部５Ｂと一方側基端接続部６Ａとの距離Ｌ２より長く延びていることで、電極間の短絡を抑制することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る薄膜サーミスタ及びその製造方法の第２実施形態について、図３及び図４を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、他方側櫛歯部５Ｂの基端部及び他方側基端接続部６Ｂがサーミスタ膜３上に形成されているのに対し、第２実施形態の薄膜サーミスタ２１Ａ，２１Ｂでは、図３及び図４に示すように、一対の櫛形電極２４Ａ，２４Ｂのうち櫛形電極２４Ｂの他方側基端接続部２６Ｂが、サーミスタ膜３の外側に配され、トリミング用切断部Ｃも、サーミスタ膜３の外側に配されている点である。
【００３０】
すなわち、第２実施形態では、トリミング用切断部Ｃとなる他方側櫛歯部２５Ｂの基端部及び他方側基端接続部２６Ｂが、図３及び図４の図中においてサーミスタ膜３よりも下側にずれてサーミスタ膜３から外れている。また、一方側基端接続部２６Ａに接続された一方側櫛歯部２５Ａの先端は、サーミスタ膜３の端辺位置に配されている。
【００３１】
なお、図３では、図中右側３本の他方側櫛歯部２５Ｂの基端部を切断してトリミング用切断部Ｃとし、抵抗値を調整した薄膜サーミスタ２１Ａとしている。
また、図４では、図中右側３本の他方側櫛歯部２５Ｂを切り離すように他方側基端接続部２６Ｂを途中で切断してトリミング用切断部Ｃとし、抵抗値を調整した薄膜サーミスタ２１Ｂとしている。したがって、図４に記載の薄膜サーミスタ２１Ｂでは、他方側基端接続部６Ｂの１カ所を切断するだけで、３本の他方側櫛歯部２５Ｂを電気的に切り離すことができ、飛散物の総量を低減することができる。
【００３２】
このように第２実施形態の薄膜サーミスタ２１Ａ，２１Ｂ及びその製造方法では、他方側基端接続部２６Ｂが、サーミスタ膜３の外側に配され、トリミング用切断部Ｃも、サーミスタ膜３の外側に配されているので、レーザトリミングで切断を行っても下地にサーミスタ膜３が無いため、サーミスタ膜３の材料が飛散することが無く、より短絡を抑制することができる。
【００３３】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１，２１Ａ，２１Ｂ…薄膜サーミスタ、２…絶縁性基材、３…サーミスタ膜、４Ａ，４Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ…櫛形電極、５Ａ，２５Ａ…一方側櫛歯部、５Ｂ，２５Ｂ…他方側櫛歯部、６Ａ，２６Ａ…一方側基端接続部、６Ｂ，２６Ｂ…他方側基端接続部、Ｃ…トリミング用切断部、Ｌ１…一方側櫛歯部と他方側基端接続部との距離、Ｌ２…他方側櫛歯部と一方側基端接続部との距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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