(57)【要約】【課題】電気素子の諸特性を安定化し得る電気素子を提供する。【解決手段】対となる電極２間に電気素子特性決定部材３が配されてなる電気素子の製造方法において、電気素子特性決定部材３に対し気体中での放電を駆動力とする表面物質の除去を施すことで、当該電気素子の特性値を調整する過程を経ることを特徴とする。また前記気体中での放電を駆動力とする表面物質の除去に代え、電子線の照射による表面物質の除去とすることができる。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対となる電極間に電気素子特性決定部材が配されてなる電気素子の製造方法において、電気素子特性決定部材に対し気体中での放電を駆動力とする表面物質の除去を施すことで、当該電気素子の特性値を調整する過程を経ることを特徴とする電気素子の製造方法。
【請求項２】
対となる電極間に電気素子特性決定部材が配されてなる電気素子の製造方法において、電気素子特性決定部材に対し電子線の照射による表面物質の除去を施すことで、当該電気素子の特性値を調整する過程を経ることを特徴とする電気素子の製造方法。
【請求項３】
電気素子が抵抗素子であり、電気素子特性決定部材が抵抗体であること、又は電気素子がコンデンサであり、電気素子特性決定部材が誘電体及び電極であることを特徴とする請求項１又は２記載の電気素子の製造方法
【請求項４】
気体中の放電を駆動力とする表面物質の除去手段が、プラズマ処理であることを特徴とする請求項１記載の電気素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１￣４のいずれかに記載の電気素子の製造方法により得られた電気素子が内部に含まれるよう、且つ表面の回路パターンと当該電気素子とが電気接続されることを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気素子の製造方法、及び当該電気子を含む回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気素子はスクリーン印刷、又はスパッタリングにより、目的より低い特性値を有する電気素子を印刷、又は蒸着させることで形成される。形成された電気素子が抵抗素子である場合は、目的の抵抗値とするため、トリミング工程で、レーザを抵抗体に照射してカット溝を形成し、電流流路を狭めることで目的の抵抗値に調整していた（特開平１１−３０７３２２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では抵抗体へのカット溝の形成に際し、抵抗体の局部的な蒸発、その後の急冷の過程を経ることからカット溝付近にクラックが生じる。かかるクラックの存在は、抵抗素子の諸特性、特に温度特性や耐応力特性を不安定にする。
【０００４】
そこで本発明が解決しようとする課題は、電気素子の諸特性を安定化し得る電気素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の電気素子の製造法は、図１に示すように、対となる電極２間に電気素子特性決定部材３が配されてなる電気素子の製造方法において、電気素子特性決定部材３に対し気体中での放電を駆動力とする表面物質の除去を施すことで、当該電気素子の特性値を調整する過程を経ることを特徴とする。また前記気体中での放電を駆動力とする表面物質の除去に代え、電子線の照射による表面物質の除去とすることができる。
【０００６】
上記電気素子は基板上に形成された対となる電極２間に配された抵抗、または、コンデンサ等である。また、上記電気素子特性決定部材３は、例えば電気素子が抵抗素子である場合には、抵抗体３’が該当し、また電気素子がコンデンサである場合は、誘電体及び電極２が該当する。当該電気素子の形成は、スクリーン印刷等の厚膜形成、その他蒸着等の薄膜形成等による。
【０００７】
以下、上記気体中での放電を駆動力とする表面物質の除去について図１を参照しながら説明する。放電により不活性ガスをプラズマ化することで、プラズマ化した不活性ガスは高運動エネルギー粒子５となり電気素子特性決定部材３表面に高速で衝突する。すると当該表面を構成する物質７（電気素子特性決定部材３を構成する物質の中性子や原子単体又は集合体、若しくは原子等の結合状態物）が叩き出され、電気素子特性決定部材３表面が剥離される。そのため、電気素子特性決定部材３にカット溝を形成することなく電気素子特性値を調整することができ、上述のクラックが発生を避けることができる。
【０００８】
従って電気素子の諸特性を安定化し得ることとなり、上記本発明が解決しようとする課題を解決できる。また従来は、最大限必要なカット溝の幅及び長さをある程度考慮して、抵抗体等の電気素子特性決定部材外形寸法を必要以上に大きく確保していたが、本発明によればそのような考慮を必要としないことから、電気素子の小型化が可能となる。また、銅等からなる回路パターンが形成された絶縁基板面に電気素子が形成される場合には、従来カット溝が当該回路パターンを切断する不具合が従来は起こり得た。しかし、本発明を実施することによりその不具合は発生し得ないこととなった。またその場合において、当該カット溝が存在しないことから、本来基板の有する耐久性を維持することが可能となる。更に、本発明によれば電気素子特性決定部材３表面の剥離が、原子レベルで可能となり精度の高い特性値調整を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
電気素子が内層化される絶縁基板の製造を例に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。
【００１０】
まず、ガラス繊維混入エポキシ系樹脂からなる絶縁基板１面に銅箔を貼付し、公知の技術であるエッチング処理することにより図１に示す対となる電極２を複数組形成する。
【００１１】
次に上記対となる電極２間のそれぞれに図１に示す、外形寸法が縦３ｍｍ、横１ｍｍの抵抗体３’（カーボンレジン系材料）を最大膜厚３０μｍ以上４０μｍ以下でスクリーン印刷形成する。
【００１２】
そして抵抗体３’を加熱硬化し、後述する抵抗値調整前の抵抗素子が完成する。かかる抵抗素子は、現段階ではその抵抗値が目的とする抵抗値の１００％以下、６５％以上であることが確認された。
【００１３】
続いて、図２に示す横方向に対して矢印８方向にスライド可能なアルミナセラミックからなるマスク４を基板表面に取り付け、真空槽内に基板を固定する。次いで５０ｍＴｏｒｒとなるまで真空槽内の大気を排出する。
【００１４】
次に、不活性ガス（例えばアルゴンガス）を真空槽内に導入する。そしてアルゴンガスをプラズマ化させる程度まで真空槽内の電極を用い放電させると、アルゴンガスがイオン化し、高運動エネルギー粒子５となる。そして、図１に示す抵抗体３’表面に高運動エネルギー粒子５が衝突することにより抵抗体３’表面のカーボンレジン表面を構成する物質７（中性子、原子、及びそれらの集合体並びにそれらの結合状態における集合体等）が放出される。これを繰り返すことで抵抗体３’表面物質が剥離する。
【００１５】
また、抵抗素子の抵抗値を測定できるように、抵抗体３’表面のみが露出する位置にあるマスク４面（図２）の裏に図示しないプローブを固定し、電気素子の電極２に接触させ抵抗値を測定できるようにする。かかる測定を行いながら上記抵抗体３’表面物質を剥離させ、目的となる抵抗値に達した時に当該剥離を終了させることで、抵抗素子の抵抗値調整ができる。以上で本発明の電気素子（抵抗素子）の製造方法の実施が完結する。
【００１６】
上記抵抗素子の抵抗値の調整が完了すると、図２に示すようにマスク４を矢印方向にスライドし、隣の抵抗体３’の表面物質の剥離及びその抵抗素子の抵抗値調整を同様に行う。このように順次マスク４をスライドさせて、全ての抵抗素子の抵抗値の調整が終了したら、絶縁基板１表面に取り付けたマスク４を取り除き、真空槽から絶縁基板１を取り出す。
【００１７】
このようにして得られた絶縁基板１の、抵抗素子を有する面に図３に示すように第２の絶縁基板１’を積み重ね、厚み方向に加熱・加圧し積層することで電気素子が内層化された回路基板を得ることができる。ここで第２の絶縁基板１’は絶縁基板１と基本的に同材質からなる。また第２の絶縁基板１’は絶縁基板１の抵抗素子と接するのとは反対側の面に、絶縁基板１の電極２を形成するのと同手法によるパターニング９が形成されている。また第２の絶縁基板１’はスルーホール８を有しており、当該スルーホール８内壁面及びその近傍の絶縁基板１’両面は無電解銅めっきが施されている。そのため当該スルーホール８と絶縁基板１の電極２とは、電気的な接続が接触・圧接によりなされている。更にスルーホール８の近傍の絶縁基板１’面のうち、パターニング９が存在する面の無電解銅めっきとパターニング９とが電気的に接続状態にある。
【００１８】
図３に示す絶縁基板１面と第２の絶縁基板１’面とに挟まれた（内層化された）抵抗素子と、上記回路基板表面のパターニング９とは、電気接続された状態にある。従ってこのようにして得られた回路基板は、本発明の回路基板である。このような回路基板は、表面実装部品に相当する機能を内層化された抵抗素子が担うことができるため、表面実装部品点数の低減を図ることができる利点がある。また表面実装部品点数の低減に付随して、回路基板面積を小さくできる利点がある。
【００１９】
上記内層化の際には抵抗素子が、絶縁基板１面と第２の絶縁基板１’面とに挟まれた状態で各々の絶縁基板厚み方向に加熱しながら加圧する過程を経る。かかる過程において、従来ではカット溝の存在により抵抗素子形状が変化し易く、それに伴い当該抵抗素子の抵抗値が変化し、前工程段階の抵抗値調整の実効性を十分には確保し得ない場合があった。しかし本例の抵抗素子は従来のようなカット溝を有しないため、前工程段階の抵抗値調整の実効性を確保し易い利点がある。
【００２０】
本例では図３に示す２層基板の層間に電気素子を内層化した場合を示しているが、これに限定されることなく４層、８層、１６層基板等の多層基板においても本発明の適用ができることは言うまでもない。
【００２１】
本例では、上記内層化される電気素子を抵抗素子のみとしたが、抵抗素子に代えて、または抵抗素子と共にコンデンサとすることができることは言うまでもない。また、インダクタ素子等の他の電気素子を内層化させることができることも言うまでもない。更に、単位絶縁基板に内層化される電気素子の数に限定が無いことも言うまでもない。
【００２２】
本例では絶縁基板１及び第２の絶縁基板１’材料にガラス繊維混入エポキシ系樹脂を用いているが、これに限定されない。例えばセラミックを絶縁基板材料として用いることができる。セラミックを絶縁基板材料とした場合の上記内層化は、絶縁基板１面と第２の絶縁基板１’面とを公知のエポキシ樹脂系モールド材等で固定することで実現できる。
【００２３】
本例における抵抗体３’はカーボンレジン系だったが、酸化ルテニウム系、金属皮膜系をその用途等に応じ選択することができる。また、電極２として銅箔を用いたが、銀系メタルグレーズなどの導電ペーストの硬化物を用いることができる。
【００２４】
また、本例における抵抗体３’は、量産性に優れる厚膜技術であるスクリーン印刷により形成したが、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等の薄膜技術でも形成することができる。また、抵抗体３’の膜厚を３０μｍ以上４０μｍ以下としたが抵抗体３’の材料、又は印刷条件の変更によって膜厚の範囲を変更することができる。また、本例では抵抗体３’の外形寸法を縦３ｍｍ、横１ｍｍとしたが、その用途等に応じ、それよりも大きく、又は小さくすることができる。
【００２５】
また、本例における電気素子は抵抗素子としたが、コンデンサ等、他の電気素子とすることができる。電気素子をコンデンサとした場合、その全体形状は上記本例における抵抗素子の製造方法により得ることができる全体形状と同一とすることができる。かかる形状は、特に電気素子を上記内層化する場合に電気素子形状変化に伴う電気素子特性が変化しにくい点で有利である。またかかる形状は、単純な形状であることから製造が容易である利点がある。
【００２６】
また、本例では真空状態として５０ｍＴｏｒｒとしていたが、電気素子の品質により真空度を変化させることができる。
【００２７】
また、本例における不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウムやネオンなどの他の不活性ガスを用いることができる。
【００２８】
また、本例では横方向連続して存在する抵抗素子のうち１つの抵抗体３’表面のみが露出するための開口部を有するマスク４を用い、局部的な抵抗体３’表面の除去を行ったが、その他の手法、例えば電子線の狭小領域への照射によることもできる。
【００２９】
また、本発明の抵抗素子は電気素子を内層化させた回路板の他、あらゆる抵抗素子の応用分野に用いることができる。例えばチップ抵抗器等のチップ部品やパーソナルコンピュータの応力センサ型ポインティングディバイスに用いられる歪ゲージとしての抵抗素子として用いることができる。応力センサ用歪に本発明の抵抗素子を用いる利点は、カット溝及びクラックを有さないことにより、繰り返しの応力分布に耐えることができる点である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明により、電気素子の諸特性を安定化し得る電気素子を提供することができた。ここでいう電気素子の諸特性には抵抗値や温度特性が含まれる。また、電気素子が抵抗素子である場合には、外形寸法を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる、電気素子特性値を調整する様子の一例を示す断面図である。
【図２】本発明にかかる、電気素子特性値を調整する様子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の回路基板の一実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１．絶縁基板
１’．第２の絶縁基板
２．電極
３．電気素子特性決定部材
３’．抵抗体
４．マスク
５．高運動エネルギー粒子
７．表面を構成する物質
８．スルーホール
９．パターニング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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