(57)【要約】【課題】抵抗素子電極９と抵抗体１０からなる、プリント配線基板に内蔵される抵抗素子の製造方法であって、基板１１に内蔵する抵抗素子の抵抗値ならびに緒特性を均一化するとともに、従来の設備を用いて安価に配線の酸化を起こすことなく抵抗体１０の硬化を行う抵抗素子の製造方法及びそのためのプンリト配線基板加熱用治具を提供する。【解決手段】少なくとも熱硬化性樹脂を含む抵抗ペーストにより基板１１上に抵抗体パターン１０を形成する工程と、前記抵抗体パターン１０及び基板１１を覆う熱良導性治具２０を、前記抵抗体パターン１０を形成した基板１１の上下面に配置して過熱し、当該抵抗体パターン１０を熱硬化して抵抗体とする工程と、を具備することを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗素子電極と抵抗体からなる、プリント配線基板に内蔵される抵抗素子の製造方法であって、
少なくとも熱硬化性樹脂を含む抵抗ペーストにより基板上に抵抗体パターンを形成する工程と、
前記抵抗体パターン及び基板を覆う熱良導性治具を、前記抵抗体パターンを形成した基板の上下面に配置して過熱し、当該抵抗体パターンを熱硬化して抵抗体とする工程と、
を具備することを特徴とする抵抗素子の製造方法。
【請求項２】
抵抗素子電極と抵抗体からなる、プリント配線基板に内蔵される抵抗素子の製造方法であって、
少なくとも熱硬化性樹脂を含む抵抗ペーストにより、配線パターン及び抵抗素子電極を具備する基板上に抵抗体パターンを形成する工程と、
前記抵抗体パターン及び基板を覆う熱良導性治具を、前記抵抗体パターンを形成した基板の上下面に配置し、当該抵抗体パターンの形成された基板及び熱良導性治具を不活性ガスを導入した熱良導性密閉容器中に封入し過熱して、当該抵抗体パターンを熱硬化して抵抗体とする工程と、
を具備することを特徴とする抵抗素子の製造方法。
【請求項３】
前記熱良導性治具は貫通孔が設けられている凹部と、前記基板を保持する平坦部分を有し、前記基板上に設けられた抵抗体パターンは当該熱良導性治具に触れず、当該凹部に対応する位置に配置されて過熱されることを特徴とする請求項１または２記載の抵抗素子の製造方法。
【請求項４】
熱良導性材料からなり、貫通孔が設けられている凹部と、平坦部分を有することを特徴としたプリント配線基板加熱用治具。
【請求項５】
請求項４に記載のプリント配線基板加熱用治具を用いて、請求項１〜３いずれか１項記載の抵抗素子の製造方法により製造された抵抗素子を具備することを特徴とするプリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板に内蔵される抵抗素子の製造方法ならびにそれに用いるプリント配線基板加熱用治具に関し、特にプリント基板の絶縁基板上へ一対の電極とその間に配置された抵抗体からなる抵抗素子の製造方法に係るものであり、従来の方法より、抵抗体の抵抗値にバラツキがなく、特性の安定した抵抗素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やデジタルカメラなどの機器の小型化と軽量化が進むにつれて、プリント配線板に実装する素子においては、素子の小型化や素子同士の間隔の削減といった従来の実装技術では対応が難しくなり、これら素子をプリント配線板内に内蔵した多層プリント配線基板への期待が高まっている。受動素子（キャパシタ、抵抗、インダクタ）は既存のチップ素子を埋め込めば機器メーカーが必要とする特性を比較的容易に満たすことができるが、素子を内蔵した基板が厚くなってしまうという問題点がある。薄い部品や薄膜素子で十分に特性を満たすことができる方法の開発などが急がれている。
【０００３】
プリント配線板内部に抵抗素子を作りこむ方法としては、銅箔上に金属薄膜で抵抗層を形成する方法、絶縁基板上にめっきで形成する方法、抵抗性の厚膜ポリマーを印刷する方法などがある。抵抗値、精度、形状、価格などから用途に応じて形成方法を選択していく必要がある。
【０００４】
本発明では、厚膜ポリマーを印刷して抵抗体を形成する方法についての発明である。
【０００５】
以下に公知の文献を示す。
【特許文献１】特願２００２−２８０６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カーボンペーストを抵抗体にした抵抗素子は、一般に印刷によって配線電極上にカーボンペーストインクを印刷して形成するが、印刷後のインクの硬化の状態が不十分であったり、硬化ムラがあると基板内の面内であっても抵抗値の不均一化が発生したり、抵抗体の吸湿性や温度特性に差が発生し、同じ抵抗素子であっても特性の異なる素子ができてしまうという問題があった。また、基板の表裏に抵抗素子を形成した場合に、同様に硬化の状態で表裏の抵抗素子に差が発生してしまう。
【０００７】
図２は、従来の抵抗素子の製造工程で、抵抗体を塗布した後、治具に設置した基板を断面で見た説明図、図３は、斜視で見た説明図である。従来の抵抗素子の形成方法では、基板１１の両面に配線電極９間に抵抗体となるペーストインク１０を塗布、形成した場合、図２，図３のように基板１１の裏面のペーストインク１０が接触しないように抵抗体１０が形成された部分の板をくり貫いた治具１９によって浮かせた状態で図４のように水平にオーブン３０に入れて加熱していた。図４は、基板をラックに設置し、さらにラックをオープンに設置した状態を斜視で見た説明図である。図に示すように、治具１９がラック４０に接触している。また、治具１９を用いないと、加熱時に基板１１が軟化して反りが発生してしまう。
【０００８】
このため、裏面に金属製の治具１９を配置すると基板１１の表裏で温度差が発生し、表
裏で抵抗体１０の抵抗値に差が生じてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、次の製造方法を採ることで問題を解決している。
【００１０】
本発明の請求項１の発明は、抵抗素子電極と抵抗体からなる、プリント配線基板に内蔵される抵抗素子の製造方法であって、少なくとも熱硬化性樹脂を含む抵抗ペーストにより基板上に抵抗体パターンを形成する工程と、前記抵抗体パターン及び基板を覆う熱良導性治具を、前記抵抗体パターンを形成した基板の上下面に配置して過熱し、当該抵抗体パターンを熱硬化して抵抗体とする工程と、を具備することを特徴とする抵抗素子の製造方法としたものである。
【００１１】
このような構成であるので、本発明の抵抗素子の製造方法では、基板及び抵抗体パターンに均一に熱を加えることができるため、熱硬化性樹脂を含む抵抗体パターンの硬化が均一に進行する。
【００１２】
本発明の請求項２の発明は、抵抗素子電極と抵抗体からなる、プリント配線基板に内蔵される抵抗素子の製造方法であって、少なくとも熱硬化性樹脂を含む抵抗ペーストにより、配線パターン及び抵抗素子電極を具備する基板上に抵抗体パターンを形成する工程と、前記抵抗体パターン及び基板を覆う熱良導性治具を、前記抵抗体パターンを形成した基板の上下面に配置し、当該抵抗体パターンの形成された基板及び熱良導性治具を不活性ガスを導入した熱良導性密閉容器中に封入し過熱して、当該抵抗体パターンを熱硬化して抵抗体とする工程と、を具備することを特徴とする抵抗素子の製造方法としたものである。
【００１３】
このような構成であるので、本発明の抵抗素子の製造方法では、基板及び抵抗体パターンに均一に熱を加えることができるため、熱硬化性樹脂を含む抵抗体パターンの硬化が均一に進行する。さらに、不活性ガス雰囲気下で加熱を行なうため、配線パターン等導電性部品の酸化を防止することが出来る。
【００１４】
本発明の請求項３の発明は、前記熱良導性治具は貫通孔が設けられている凹部と、前記基板を保持する平坦部分を有し、前記基板上に設けられた抵抗体パターンは当該熱良導性治具に触れず、当該凹部に対応する位置に配置されて過熱されることを特徴とする請求項１または２記載の抵抗素子の製造方法としたものである。
【００１５】
このような治具を用いることで、本発明の抵抗素子の製造方法では、基板の温度分布を均一にし、抵抗体の硬化ムラをなくすことができる。また、貫通孔を設けることで、硬化時にインクから排出される溶剤成分を排出できるため、効率良く硬化を促進できる。
【００１６】
本発明の請求項４の発明は、熱良導性材料からなり、貫通孔が設けられている凹部と、平坦部分を有することを特徴としたプリント配線基板加熱用治具としたものである。
【００１７】
このような構成であるため、本発明のプリント配線基板加熱用治具では、本治具を用いてプリント配線基板に内蔵される抵抗素子を製造する場合、抵抗素子の基板の温度分布を均一にし、抵抗体の硬化ムラをなくすことができる。また、貫通孔を設けることで、硬化時にインクから排出される溶剤成分を排出できるため、効率良く硬化を促進できる。
【００１８】
本発明の請求項５の発明は、請求項４に記載のプリント配線基板加熱用治具を用いて、請求項１〜３いずれか１項記載の抵抗素子の製造方法により製造された抵抗素子を具備することを特徴とするプリント配線基板としたものである。
【００１９】
このような構成であるため、本発明のプリント配線基板では、均一に硬化された抵抗素子を具備するプリント配線基板とすることが出来る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上のような構成および作用を有するから、基板に内蔵する抵抗素子の抵抗値ならびに緒特性を均一化するとともに、従来の設備を用いて安価に配線の酸化を起こすことなく抵抗体の硬化を行う抵抗素子の製造方法及びそのためのプンリト配線基板加熱用治具とすることができる。さらに、これによって基板面内ならびに表裏の抵抗値に差が少なくなり、基板の収率が向上し、少ない設備投資で抵抗素子を基板内部に内蔵できることから、コストメリットの高い配線基板を形成することができる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るプリント配線基板を図１ならびに図５〜図７を使って説明する。
【００２２】
本発明の抵抗素子の製造方法は、抵抗素子電極と抵抗体からなるプリント配線基板に内蔵される抵抗素子の製造方法であって、少なくとも熱硬化性樹脂を含む抵抗ペーストにより基板上に抵抗体パターンを形成し、前記抵抗体パターン及び基板を覆う熱良導性治具を、前記抵抗体パターンを形成した基板の上下面に配置して過熱し、当該抵抗体パターンを熱硬化して抵抗体とする。
【００２３】
具体的に例示すれば、熱硬化型のエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂とカーボンフィラーを含んだインク（抵抗ペースト）を使用できる。図５は、本発明に係る配線基板で、インク（抵抗ペースト）を塗布した後、治具に設置した基板を断面で見た説明図、図６は、斜視で見た説明図である。上記のインク１０を配線電極９の形成された配線基板１１上に塗布して抵抗素子を形成する場合に、塗布したインクを硬化させる時に図５ならびに図６に示すように、基板１１の両面に、例えば金属製の熱良導性治具２０を両面に配置し、その状態で加熱することで基板１１の温度分布を均一にし、抵抗体１０であるカーボンを含む熱硬化型の樹脂が均一に硬化されるようにする。
【００２４】
抵抗体のインクの塗布は、スクリーン印刷で行う方法が簡単である。両面に銅箔を有した絶縁基板をフォトリソグラフィ工程とエッチングによって配線ならびに抵抗素子の電極パターンを形成する。次ぎにスクリーン印刷によって配線電極を接続するように抵抗体インクを印刷し、８０℃程度で数分間の仮ベークを行った後に基板裏面の配線電極上にも同じように抵抗体インクを印刷する。この時、仮ベークする際は、加熱によって先に仮ベークを行った抵抗体も軟化してしまうため、図２のように裏面に治具を置いた状態で一枚ずつ仮ベークするか、図４のようにラックに入れた水平の状態で、ベークする。
【００２５】
図１は、本発明のプリント配線基板加熱用治具の一例を示した説明図で、（ａ）は断面、及び斜視で見た説明図（ｂ）は、全体を斜視で見た説明図（ｃ）は、平面で見た説明図である。また図７は、本発明に係るプリント配線基板を加熱用治具に配置したものをラックに置いた状態を斜視で示した説明図である。
【００２６】
上記の仮ベーク後に、図１のような金属製の治具２０を用いて、図５ならびに図６のように基板１１の両面を治具２０で挟み図７のようにラック４０に基板１１を治具２０で挟んだ状態で収めていく。従来は、治具が片面しかないため、垂直でのベークが不可能であったが、本発明の方法では垂直でも基板１１に反りが発生することはない。この状態で、不活性ガスを導入した熱良導性密閉容器中に封入し過熱して、当該抵抗体パターンを熱硬化して抵抗体とすることで基板の表裏に抵抗値の差がない抵抗素子を形成することができる。例示すれば、窒素パージオーブンに入れ１８０℃，２時間の加熱を行い、熱硬化樹脂を用いた抵抗体を完全硬化させることで基板の表裏に抵抗値の差がない抵抗素子を形成す
ることができる。
【実施例１】
【００２７】
以下、実施例について図１ならびに図５〜図７を用いて詳細に説明する。
【００２８】
基板の両面に１８μｍの銅箔を有した０．６ｍｍ厚のＢＴレジン基板を使用し、配線パターンならびに抵抗体の電極を形成するために、配線基板上に１５μｍ厚のドライフィルムレジスト（ＲＹ３３１５：日立化成工業製）を１１０℃，０．３ＭＰａ，０．５ｍ／ｓｅｃの条件でラミネートした。ドライフィルム上にマスクを載せてＵＶ露光機で６０ｍＪ／ｃｍ2の光量を照射し、配線パターンイメージを焼き付けた。露光後、炭酸ソーダ１％溶液で現像し、レジストパターンを形成した後に塩化第二鉄液を用いたエッチングによってレジストパターンがない部分の銅箔を除去した。ドライフィルムを５％の苛性ソーダ溶液で除去し、配線パターンと電極パターンを有した配線基板１１を形成した。
【００２９】
配線基板１１の抵抗素子の配線電極９に熱硬化形のフェノール樹脂とカーボンフィラーを混合した抵抗体インクをスクリーン印刷で印刷した。抵抗体インク１０が配線電極９をつなぐように印刷することで熱硬化後に抵抗体となる。配線基板１１の片面に抵抗体インク１０を印刷した後、印刷した抵抗体インクが上面になるようにして基板をそのままオーブンで仮ベークのために加熱した。加熱条件は、８０℃で１０分間加熱した。加熱後に、基板の裏面側にも同様に抵抗体インクをスクリーン印刷で印刷した。この印刷後に、仮ベークを行うがこのまま同様に加熱すると基板下側の仮ベーク済みの抵抗体１０が完全硬化されていないため、軟化してオーブンなどに触れた部分の抵抗体が変形などを起こしてしまう。このため、図２，図３のように従来のような治具１９で裏面の抵抗体１０を浮かして加熱した。８０℃程度の加熱では、配線基板１１は変形しないため、従来の治具で加熱しても問題はない。
【００３０】
仮ベーク後に、本ベークを行い抵抗体１０を完全に硬化させた。加熱に使用する治具は、図１のような構造を持っており、厚さ０．５ｍｍのステンレス板をエッチングによって抵抗体が位置する部分の厚みを１００〜２００μｍの厚みまで薄くした。フォトリソグラフィ工程と片面からのエッチングによって形成した。次に、薄くなった部分に通気孔２１を同じようにエッチングによって形成した。通気孔のサイズは、直径１００μｍから２００μｍの円形でよい。通気孔２１の密度は、開口率が５０％以上になるように設計した。開口率が低いと、抵抗体インク１０に含まれる溶剤成分が抜けきらずに抵抗値のバラツキが発生する可能性がある。通気孔と窪みの設計は、基板の抵抗体の位置や基板の面付けなどで変更した。
【００３１】
両面に抵抗体を印刷した配線基板を図５と図６のように治具２０に挟み、図７のようにラック４０に収めていった。ラックの溝は、基板と治具を入れた状態ですき間がないように設計しておいた。ラックに入れた基板の間隔は、狭過ぎても空気の対流を妨げるため、１０ｍｍ以上の間隔で空けておいた。これらの配線基板１１と治具２０を窒素パージオーブンに入れて、１８０℃，２時間の加熱を行うことで基板の表裏でムラのない硬化状態を作り出すことができた。窒素パージオーブンの窒素量は、酸素濃度が２０％以下になるように設定すると、配線基板１１の銅配線が酸化せずに次の工程に流すことが可能である。
【００３２】
本発明の治具と形成方法を用いて抵抗素子を形成することで、基板の表裏の抵抗素子の抵抗値の差が５％以内で形成することが可能となった。
【実施例２】
【００３３】
以下、実施例について図８〜図１０を用いて詳細に説明する。
【００３４】
実施例１と同様に配線基板の両面に抵抗体１０をスクリーン印刷し、両面の仮ベークが終わった後に治具２０に配線基板１１を挟んでラックに収納した。その後、実施例１では窒素パージオーブンでベークを行っていたが、ここでは図８のように金属製のボックス５０に入れ、図９のように窒素を封入できる配管５２を有した金属製の蓋５１で覆った。そして従来の大気オーブン３０に図１０のような状態で収め、大気オーブン内に窒素パージされた空間を作り出した。この方法で加熱することで、従来のオーブンでも少量の窒素流量で基板の酸化を防いで抵抗体の硬化が行えた。金属製のボックス５０は、重量と熱伝導を考えて、チタン製の物を使用した。ボックス内に封入された窒素は、蓋５１とボックス５０のすき間から流れ出すため、抵抗体インク１０から排出される溶剤も効率良く吐き出すことが可能である。
【００３５】
この方法を用いることで、従来のオーブンを用いても配線基板の酸化が起きず、実施例１と同様に抵抗素子を形成することができた。また、従来設備に金属製のボックス５０と蓋５１を追加しただけであるため、過大な設備投資もなくてコストメリットの高い部品内蔵基板を提供することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の配線回路基板内蔵用抵抗素子の形成方法は、配線回路基板上に実装されている実装部品を基板内部に内蔵しようというものである。実装部品を基板内部に取り込むことで、実装エリアにスペースが生まれより高機能な部品を実装することが可能となる。また、従来の基板サイズも小さくすることが可能となり、電子機器の軽薄短小化を促進する原動力ともなる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のプリント配線基板加熱用治具の一例を示した説明図で、（ａ）は断面、及び斜視で見た説明図（ｂ）は、全体を斜視で見た説明図（ｃ）は、平面で見た説明図である。
【図２】従来の抵抗素子の製造工程で、抵抗体を塗布した後、治具に設置した基板を断面で見た説明図である。
【図３】従来の抵抗素子の製造工程で、抵抗体を塗布した後、治具に設置した基板を斜視で見た説明図である。
【図４】基板をラックに設置し、さらにラックをオープンに設置した状態を斜視で見た説明図である。
【図５】本発明に係る配線基板で、インクを塗布した後治具に設置した基板を断面で見た説明図である。
【図６】本発明に係る配線基板で、インクを塗布した後治具に設置した基板を斜視で見た説明図である。
【図７】本発明に係るプリント配線基板を加熱用治具に配置したものをラックに置いた状態を斜視で示した説明図である。
【図８】本発明に係る一実施例のプリント配線基板を、加熱用治具に配置しラックに置いたものを、金属製ボックスに収納した状態を斜視で示した説明図である。
【図９】本発明に係る一実施例のプリント配線基板を収納した金属製ボックスに、蓋を覆った状態を斜視で示した説明図である。
【図１０】本発明に係る一実施例のプリント配線基板を収納した金属製ボックスに蓋を覆ったものを、大気オーブンに収めた状態を断面及び斜視で示した説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
９    ・・・・・・・・・  配線電極
１０・・・・・・・・・  抵抗体，抵抗体インク
１１・・・・・・・・・  配線基板
１９・・・・・・・・・  加熱用治具
２０・・・・・・・・・  熱良導性治具
３０・・・・・・・・・  オーブン
４０・・・・・・・・・  ラック
５０・・・・・・・・・  金属製ボックス
５１・・・・・・・・・  金属製の蓋
５２・・・・・・・・・  窒素配管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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