JP2002367806A - Resistor paste and method of manufacturing thick film resistor using the same - Google Patents
Resistor paste and method of manufacturing thick film resistor using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗体ペースト及
びこの抵抗体ペーストを用いた厚膜抵抗体の製造方法に
関する。The present invention relates to a resistor paste and a method of manufacturing a thick film resistor using the resistor paste.
【０００２】[0002]
【従来の技術】抵抗体ペーストは、一般に、抵抗値を調
整するため及び結合性を与えるためのガラス材料と、導
電性材料と、ビヒクルとから主として構成されており、
これを基板上に印刷した後、焼結することによって厚膜
抵抗体が形成される。2. Description of the Related Art In general, a resistor paste is mainly composed of a glass material for adjusting a resistance value and providing a bonding property, a conductive material, and a vehicle.
After printing this on a substrate, sintering forms a thick film resistor.
【０００３】通常、この種の抵抗体ペーストにおいて
は、導電性材料とガラス材料との含有比を変えること、
及び／又は金属酸化物を多種添加すること等によって、
そのシート抵抗値、ＴＣＲ（抵抗値の温度係数）特性、
ＳＴＯＬ（短時間過負荷電圧による抵抗値変化）特性等
の電気的特性を制御している。Usually, in this type of resistor paste, changing the content ratio between the conductive material and the glass material,
And / or by adding various kinds of metal oxides,
Its sheet resistance, TCR (temperature coefficient of resistance) characteristics,
It controls electrical characteristics such as STOL (resistance change due to short-time overload voltage) characteristics.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電気的特性制御方法によると、シート抵抗
値、ＴＣＲ特性及びＳＴＯＬ特性を共に満足させること
がかなり難しく、導電性材料とガラス材料との含有比を
微妙に変えたり、添加する金属酸化物の種類を変える、
増やす、量を変える等の煩雑な調整が必要であった。ま
た、多種の金属酸化物添加剤を用いるとこれを均一に混
合することが難しくなり、その結果、製造が困難とな
る、製品によっては特性にばらつきが生じる等の不都合
があった。However, according to such a conventional electric characteristic control method, it is very difficult to satisfy both the sheet resistance value, the TCR characteristic, and the STOL characteristic. Subtly change the content ratio, change the type of metal oxide to be added,
Complicated adjustment such as increasing or changing the amount was necessary. In addition, when various kinds of metal oxide additives are used, it is difficult to mix them uniformly, and as a result, there are inconveniences such as difficulty in production and variation in characteristics depending on products.
【０００５】特に、特開平８−２４３３４２号公報で提
案されているような抵抗体ペーストにおいては、そのシ
ート抵抗値を高抵抗値、例えば１０ｋΩ／□以上、とし
た場合、ＴＣＲ特性及びＳＴＯＬ特性が著しく悪化する
という問題を有していた。このため、金属酸化物等の種
々の調整剤を多数かつ多量に添加して特性向上を図るこ
とが行われているが、充分に満足できる特性を容易に得
ることは極めて難しかった。In particular, in a resistor paste proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-243342, when the sheet resistance value is set to a high resistance value, for example, 10 kΩ / □ or more, the TCR characteristics and the STOL characteristics are reduced. There was a problem that it deteriorated remarkably. For this reason, various regulators such as metal oxides have been added in large and large amounts to improve the characteristics, but it has been extremely difficult to easily obtain sufficiently satisfactory characteristics.
【０００６】従って本発明の目的は、シート抵抗値、Ｔ
ＣＲ特性及びＳＴＯＬ特性を共に満足させることが容易
に行え、かつこれら電気的特性のばらつきが小さい抵抗
体ペースト及びこの抵抗体ペーストを用いた厚膜抵抗体
の製造方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a sheet resistance value, T
An object of the present invention is to provide a resistor paste that can easily satisfy both the CR characteristics and the STOL characteristics and that has small variations in the electrical characteristics, and a method for manufacturing a thick-film resistor using the resistor paste.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ガラス
組成物と、導電性材料と、抵抗体ペーストの焼結時に印
加される温度において気化する粉体と、ビヒクルとを含
有する抵抗体ペーストが提供される。さらに本発明によ
れば、この抵抗体ペーストを所望の形状にパターニング
し、焼結して上述の粉体を気化させる厚膜抵抗体の製造
方法が提供される。According to the present invention, there is provided a resistor comprising a glass composition, a conductive material, a powder which is vaporized at a temperature applied during sintering of a resistor paste, and a vehicle. A paste is provided. Further, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a thick-film resistor in which the resistor paste is patterned into a desired shape and sintered to vaporize the powder.
【０００８】焼結により粉体が気化しその部分が空洞と
なるため、その粉体の添加量に応じてシート抵抗値を自
由に調整することが可能となる。しかもその場合、導電
性材料とガラス材料との含有比を変えることが不要であ
り、金属酸化物の添加量及び種類も変えることが不要で
ある。従って、ＴＣＲ特性及びＳＴＯＬ特性を満足させ
た状態で、シート抵抗値のみを自在に制御することがで
きる。即ち、簡単な処理で、シート抵抗値、ＴＣＲ特性
及びＳＴＯＬ特性を共に満足させることができる。その
結果、製造が容易となりかつ製品毎に電気的特性がばら
ついて不安定となるような不都合が生じない。Since the powder is vaporized by sintering and the portion becomes hollow, the sheet resistance can be freely adjusted according to the amount of the powder added. Moreover, in that case, it is unnecessary to change the content ratio between the conductive material and the glass material, and it is unnecessary to change the amount and type of the metal oxide. Therefore, only the sheet resistance value can be freely controlled while satisfying the TCR characteristic and the STOL characteristic. That is, the sheet resistance, the TCR characteristic, and the STOL characteristic can all be satisfied with a simple process. As a result, it is easy to manufacture and there is no inconvenience that the electrical characteristics vary from product to product and become unstable.
【０００９】粉体は、カーボンであることが好ましい。Preferably, the powder is carbon.
【００１０】ガラス組成物が、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２の
１種以上を主成分とするガラス組成物であることが好ま
しい。It is preferable that the glass composition is a glass composition containing at least one of B 2 O 3 and SiO 2 as a main component.
【００１１】ガラス組成物が、酸化カルシウム、酸化ス
トロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化
リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リン、
酸化銅、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸
化ビスマス及び酸化鉛の１種以上を含有していることも
好ましい。[0011] The glass composition comprises calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide, phosphorus oxide,
It is also preferable to contain one or more of copper oxide, vanadium oxide, zinc oxide, manganese oxide, bismuth oxide and lead oxide.
【００１２】導電性材料が、ＲｕＯ２又はＲｕの複合酸
化物であることが好ましい。この場合、Ｒｕの複合酸化
物が、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７、ＣｄＢｉＲｕ２Ｏ７、ＮｄＢ
ｉＲｕ２Ｏ７、ＢｉＩｎＲｕ２Ｏ７、Ｂｉ２ＩｒＲｕＯ
７、ＧｄＢｉＲｕ３Ｏ７、ＢａＲｕＯ３、ＢａＲｕ
Ｏ４、ＳｒＲｕＯ３、ＣａＲｕＯ３、Ｃｏ２ＲｕＯ４、
ＬａＲｕＯ３、ＬｉＲｕＯ３又はＰｂ２Ｒｕ２Ｏ６であ
ることがより好ましい。Preferably, the conductive material is RuO 2 or a composite oxide of Ru. In this case, the composite oxide of Ru is Bi 2 Ru 2 O 7 , CdBiRu 2 O 7 , NdB
iRu 2 O 7 , BiInRu 2 O 7 , Bi 2 IrRuO
7 , GdBiRu 3 O 7 , BaRuO 3 , BaRu
O 4 , SrRuO 3 , CaRuO 3 , Co 2 RuO 4 ,
More preferably, it is LaRuO 3 , LiRuO 3 or Pb 2 Ru 2 O 6 .
【００１３】導電性材料が、ＳｎＯ２、ＬａＢ６、Ｐｄ
−Ａｇ合金、Ｐｄ、ＣｏＣｒＯ４、ＮｉＣｒＯ４、Ｓｉ
Ｃ、ＴａＣ、ＣａＢ６、ＢａＢ６、ＳｒＢ６、ＹＢ６、
ＴａＮ、Ｔａ２Ｎ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＳｉ２、ＶＳ
ｉ２、ＣｒＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＷＣ又は
ＷＳｉ２であることも好ましい。The conductive material is SnO 2 , LaB 6 , Pd
-Ag alloy, Pd, CoCrO 4 , NiCrO 4 , Si
C, TaC, CaB 6 , BaB 6 , SrB 6 , YB 6 ,
TaN, Ta 2 N, Ta 2 O 5 , TiSi 2 , VS
i 2, CrSi 2, TaSi 2 , MoSi 2, also preferably a WC or WSi 2.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態におけ
る厚膜抵抗体構造を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a thick-film resistor structure according to an embodiment of the present invention.
【００１５】同図において、１０及び１１は基板上に印
刷し焼結することによって形成された導体からなる電
極、１２はこの基板及び電極の両端部上に抵抗体ペース
トを印刷し焼結して形成された厚膜抵抗体、１２ａは焼
結により粉体が気化してこの厚膜抵抗体１２内に形成さ
れた多数の空洞をそれぞれ示している。In FIG. 1, reference numerals 10 and 11 denote electrodes made of a conductor formed by printing and sintering on a substrate, and reference numeral 12 denotes a resistor paste printed and sintered on both ends of the substrate and the electrodes. The formed thick-film resistor 12a indicates a number of cavities formed in the thick-film resistor 12 when the powder is vaporized by sintering.
【００１６】本実施形態において、抵抗体ペーストは、
ガラスフリットと、導電粒子と、金属酸化物としてのＷ
Ｏ３と、焼結により気化する粉体としてのカーボンと、
これらを媒体中に分散させているビヒクルとから生成さ
れる。In this embodiment, the resistor paste is
Glass frit, conductive particles, and W as metal oxide
O 3 , carbon as a powder which is vaporized by sintering,
These are formed from a vehicle in which these are dispersed in a medium.
【００１７】ガラスフリットは、特にその組成に制限は
ないが、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２の１種以上を主成分とす
るガラスであることが好ましい。鉛は含まれていてもい
なくても良いが環境への配慮から、含まれていないこと
が好ましい。The glass frit is not particularly limited in its composition, but is preferably a glass containing at least one of B 2 O 3 and SiO 2 as a main component. Lead may or may not be contained, but it is preferable that lead is not contained in consideration of the environment.
【００１８】このガラスは、珪酸ガラス、硼珪酸ガラ
ス、珪酸カルシウムガラス、硼酸カルシウムガラス、硼
珪酸カルシウムガラス、珪酸ストロンチウムガラス、硼
酸ストロンチウムガラス、硼珪酸ストロンチウムガラ
ス、珪酸バリウムガラス、硼酸バリウムガラス、硼珪酸
バリウムガラス、珪酸マグネシウムガラス、硼酸マグネ
シウムガラス、硼珪酸マグネシウムガラス、珪酸リチウ
ムガラス、硼酸リチウムガラス、硼珪酸リチウムガラ
ス、珪酸ナトリウムガラス、硼酸ナトリウムガラス、硼
珪酸ナトリウムガラス、珪酸カリウムガラス、硼酸カリ
ウムガラス、硼珪酸カリウムガラス、珪酸リンガラス、
硼酸リンガラス、硼珪酸リンガラス、珪酸銅ガラス、硼
酸銅ガラス、硼珪酸銅ガラス、珪酸バナジウムガラス、
硼酸バナジウムガラス、硼珪酸バナジウムガラス、珪酸
亜鉛ガラス、硼酸亜鉛ガラス、硼珪酸亜鉛ガラス、珪酸
マンガンガラス、硼酸マンガンガラス、硼珪酸マンガン
ガラス、珪酸ビスマスガラス、硼酸ビスマスガラス又は
硼珪酸ビスマスガラスである。また、これらガラスを混
合して使用しても良い。The glass may be silicate glass, borosilicate glass, calcium silicate glass, calcium borate glass, calcium borosilicate glass, strontium silicate glass, strontium borate glass, strontium borosilicate glass, barium silicate glass, barium borate glass, borosilicate glass. Barium glass, magnesium silicate glass, magnesium borate glass, magnesium borosilicate glass, lithium silicate glass, lithium borate glass, lithium borosilicate glass, sodium silicate glass, sodium borate glass, sodium borosilicate glass, potassium silicate glass, potassium borate glass, Potassium borosilicate glass, phosphorus silicate glass,
Phosphorous borate glass, phosphorous borosilicate glass, copper silicate glass, copper borate glass, copper borosilicate glass, vanadium silicate glass,
Vanadium borate glass, vanadium borosilicate glass, zinc silicate glass, zinc borate glass, zinc borosilicate glass, manganese silicate glass, manganese borate glass, manganese borosilicate glass, bismuth silicate glass, bismuth borate glass, or bismuth borosilicate glass. Further, these glasses may be mixed and used.
【００１９】この組成のガラスフリットは、焼成前は非
晶質であり、焼成によって結晶化しても良い。The glass frit having this composition is amorphous before firing, and may be crystallized by firing.
【００２０】このガラスフリットの平均粒径は、特に制
限はないが、スクリーン印刷性を考慮すれば、約５μｍ
以下が好ましい。The average particle size of the glass frit is not particularly limited, but is about 5 μm in consideration of screen printability.
The following is preferred.
【００２１】導電粒子は、本実施形態では特にその組成
に制限はない。例えば、ＲｕＯ２、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７、
ＣｄＢｉＲｕ２Ｏ７、ＮｄＢｉＲｕ２Ｏ７、ＢｉＩｎＲ
ｕ２Ｏ７、Ｂｉ２ＩｒＲｕＯ７、ＧｄＢｉＲｕ３Ｏ７、
ＢａＲｕＯ３、ＢａＲｕＯ４、ＳｒＲｕＯ３、ＣａＲｕ
Ｏ３、Ｃｏ２ＲｕＯ４、ＬａＲｕＯ３、ＬｉＲｕＯ３、
Ｐｂ２Ｒｕ２Ｏ６、ＳｎＯ２、ＬａＢ６、Ｐｄ−Ａｇ合
金、Ｐｄ、ＣｏＣｒＯ ４、ＮｉＣｒＯ４、ＳｉＣ、Ｔａ
Ｃ、ＣａＢ６、ＢａＢ６、ＳｒＢ６、ＹＢ６、ＴａＮ、
Ｔａ２Ｎ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＳｉ２、ＶＳｉ２、ＣｒＳ
ｉ２、ＴａＳｉ ２、ＭｏＳｉ２、ＷＣ又はＷＳｉ２や他
の導電性化合物、若しくは各種合金を用いることができ
る。特に、ＲｕＯ２及びＲｕの複合酸化物の１種以上を
主成分とするものが好ましい。鉛は含まれていてもいな
くても良いが環境への配慮から、含まれていないことが
好ましい。In the present embodiment, the conductive particles have a particular composition.
There are no restrictions. For example, RuO2, Bi2Ru2O7,
CdBiRu2O7, NdBiRu2O7, BiInR
u2O7, Bi2IrRuO7, GdBiRu3O7,
BaRuO3, BaRuO4, SrRuO3, CaRu
O3, Co2RuO4, LaRuO3, LiRuO3,
Pb2Ru2O6, SnO2, LaB6, Pd-Ag
Gold, Pd, CoCrO 4, NiCrO4, SiC, Ta
C, CaB6, BaB6, SrB6, YB6, TaN,
Ta2N, Ta2O5, TiSi2, VSi2, CrS
i2, TaSi 2, MoSi2, WC or WSi2And others
Conductive compounds or various alloys can be used
You. In particular, RuO2And at least one compound oxide of Ru
Those having a main component are preferred. Lead may not be contained
May be omitted, but may not be included due to environmental considerations
preferable.
【００２２】導電粒子の平均粒径は、０．０５〜１．０
μｍ程度であることがペースト中での粒子の分散を良好
にして抵抗体ペーストの流動性を良好にする点及びノイ
ズ特性の点で望ましい。The average particle size of the conductive particles is 0.05 to 1.0.
It is desirable that the particle size is about μm in terms of improving the dispersion of the particles in the paste to improve the fluidity of the resistor paste and the noise characteristics.
【００２３】焼結により気化する粉体として、本実施形
態ではカーボンを用いているが、焼結により気化するそ
の他の粉体、例えばポリアミド樹脂又はポリメチルメタ
クリレート樹脂を用いることも可能である。In the present embodiment, carbon is used as the powder that evaporates by sintering, but other powder that evaporates by sintering, for example, a polyamide resin or a polymethyl methacrylate resin can also be used.
【００２４】金属酸化物の形態で含有させるＷは、抵抗
体ペーストにおける最終的な形態がＷＯ３となるもので
あればいかなるものであっても良く、例えば、Ｗ、Ｗ
Ｏ、ＷＯ２、ＷＯ３、ＷＣ及びＷ２Ｃの１種以上であっ
て良い。また、ＷＯ３をガラス作成時に添加し、ガラス
成分とすることでも同様な効果を得ることができる。[0024] W to be contained in the form of metal oxides, the final form of the resistor paste may be any as long as it becomes WO 3, for example, W, W
O, WO 2 , WO 3 , WC, and one or more of W 2 C may be used. Further, the same effect can be obtained by adding WO 3 at the time of producing glass to make it a glass component.
【００２５】ＷＯ３を含有することによって、ＴＣＲ特
性を大幅に改善することができる。その結果、製造が容
易でありかつ電気的特性に製品毎のばらつきがなくなり
安定する。このＷＯ３の含有量については特に制限がな
い。By containing WO 3 , the TCR characteristics can be greatly improved. As a result, manufacture is easy, and there is no variation in electrical characteristics among products, and the product is stable. There is no particular restriction on the content of the WO 3.
【００２６】ＷＯ３の添加のみでも充分なＴＣＲ特性を
得ることができるが、必要に応じて遷移金属群の元素か
らなる酸化物、典型金属群の元素からなる酸化物等の各
種金属酸化物をＴＣＲ調整のため、ＳＴＯＬ調整のため
又はその他の目的で添加しても良い。また、ＷＯ３に代
えて他の金属酸化物を添加しても良いし、金属酸化物を
全く添加しなくても良い。Although sufficient TCR characteristics can be obtained only by adding WO 3 , various metal oxides such as an oxide composed of an element of the transition metal group and an oxide composed of an element of the typical metal group can be obtained, if necessary. It may be added for TCR adjustment, STOL adjustment or for other purposes. Further, another metal oxide may be added instead of WO 3 , or no metal oxide may be added at all.
【００２７】ビヒクルとしては、エチルセルロース、ポ
リビニルブチラール、メタクリル樹脂、ブチルメタアク
リレート等のバインダと、ターピネオール、ブチルカル
ビトール、ブチルカルビトールアセテート、アセテー
ト、トルエン、アルコール、キシレン等の溶剤とが用い
られるが、その他各種の分散剤、活性剤、可塑剤等が用
途に応じて適宜選択される。As the vehicle, a binder such as ethyl cellulose, polyvinyl butyral, methacrylic resin, and butyl methacrylate, and a solvent such as terpineol, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, acetate, toluene, alcohol, and xylene are used. Other various dispersants, activators, plasticizers and the like are appropriately selected according to the application.
【００２８】抵抗体ペーストは、導電粒子粉末とガラス
粉末と金属酸化物とカーボンとを、ビヒクルと共に秤量
し混合及び混練して得られる。The resistor paste is obtained by weighing conductive particles, glass powder, metal oxides and carbon together with a vehicle, mixing and kneading.
【００２９】基板上に厚膜抵抗体構造を形成するには、
その基板上に抵抗体ペーストをスクリーン印刷し、８５
０℃程度の温度で約１０分程度焼結すれば良い。この焼
結の過程において、昇温していくと、まず３００℃程度
でバインダの分解が完了し、６００℃程度でガラスが流
動化し（ガラス組成によって温度は異なる）、カーボン
の分解が開始される。そして、８００〜８５０℃程度で
カーボンの揮発が生じる。ただし、その温度はカーボン
の種類によって異なる。To form a thick-film resistor structure on a substrate,
A resistor paste is screen-printed on the substrate, and 85
Sintering may be performed at a temperature of about 0 ° C. for about 10 minutes. In this sintering process, when the temperature is increased, the decomposition of the binder is completed at about 300 ° C., the glass fluidizes at about 600 ° C. (the temperature varies depending on the glass composition), and the decomposition of carbon starts. . Then, carbon is volatilized at about 800 to 850 ° C. However, the temperature differs depending on the type of carbon.
【００３０】このように、カーボンが揮発、即ち気化す
ると、その部分に空洞が形成される。この空洞のトータ
ルの体積に応じて厚膜抵抗体のシート抵抗が制御され
る。導電性材料とガラス材料との含有比を変える必要が
なく、しかも金属酸化物の添加量及び種類も変えること
も不要であるため、ＴＣＲ特性及びＳＴＯＬ特性を満足
させた状態で、シート抵抗値のみをカーボン量に応じて
自在に制御することができる。As described above, when the carbon is volatilized, that is, vaporized, a cavity is formed at that portion. The sheet resistance of the thick film resistor is controlled according to the total volume of the cavity. It is not necessary to change the content ratio between the conductive material and the glass material, and it is not necessary to change the amount and type of the metal oxide. Therefore, only the sheet resistance value is satisfied while satisfying the TCR characteristics and the STOL characteristics. Can be freely controlled according to the amount of carbon.
【００３１】基板は、アルミナ基板、ＡｌＮ基板、その
他の単層基板、複合基板であっても良いし、多層基板で
あっても良い。厚膜抵抗体は、多層基板の外部のみなら
ず内部に形成しても良い。The substrate may be an alumina substrate, an AlN substrate, another single-layer substrate, a composite substrate, or a multilayer substrate. The thick film resistor may be formed not only outside but also inside the multilayer substrate.
【００３２】[0032]
【実施例】以下具体的な実施例により本発明をより詳細
に説明する。The present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
【００３３】実施例１ 導電性材料とガラス材料と金属酸化物との体積％の比率
を２０：７２：８と一定に保ち、カーボンの体積％を変
えた場合の抵抗体ペースト試料をそれぞれ作成し、これ
らをアルミナ基板上に焼き付けて厚膜抵抗体を作成して
電気的特性を測定した。[0033]Example 1 Volume% ratio of conductive material, glass material and metal oxide
Is kept constant at 20: 72: 8, and the volume% of carbon is changed.
Make a resistor paste sample for each
Baking them on an alumina substrate to create a thick film resistor
The electrical characteristics were measured.
【００３４】導電性材料としてはＢｉ２Ｒｕ２Ｏ７を用
いた。ガラス材料としてはＺｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｏ系
のガラス組成物を用いた。金属酸化物としてはＷＯ３を
用いた。カーボンとしては日本カーボン株式会社製のＩ
ＣＢ−５１０を用いた。Bi 2 Ru 2 O 7 was used as the conductive material. As a glass material, a Zn-B-Si-Mn-O-based glass composition was used. WO 3 was used as the metal oxide. As carbon, I manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.
CB-510 was used.
【００３５】導電性材料の作成 Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７となるように所定量のＢｉ２Ｏ３粉末
とＲｕＯ２粉末とを秤量し、ボールミルで混合して乾燥
した。この混合によって得られた粉を、３００℃／ｈｒ
の速度で９００℃まで昇温しその温度を１０時間保持し
た後に３００℃／ｈｒの速度で室温（２５℃）まで冷却
することによって、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７化合物の粉末を得
た。Preparation of Conductive Material A predetermined amount of Bi 2 O 3 powder and RuO 2 powder were weighed so that Bi 2 Ru 2 O 7 was obtained, mixed with a ball mill and dried. The powder obtained by this mixing is heated at 300 ° C./hr
The temperature was raised to 900 ° C. at a rate of 10 ° C., the temperature was maintained for 10 hours, and then cooled to room temperature (25 ° C.) at a rate of 300 ° C./hr to obtain a Bi 2 Ru 2 O 7 compound powder.
【００３６】ガラス材料の作成 ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯの粉末を所定量秤
量し、ボールミルで混合して乾燥した。この混合によっ
て得られた粉を、３００℃／ｈｒの速度で１５００℃ま
で昇温しその温度を１時間保持した後に水中投下するこ
とによって急冷し、ガラス化した。得られたガラス化物
をボールミルで粉砕し、ガラス粉末を得た。Preparation of Glass Material A predetermined amount of ZnO, B 2 O 3 , SiO 2 , MnO powder was weighed, mixed with a ball mill and dried. The powder obtained by this mixing was heated to 1500 ° C. at a rate of 300 ° C./hr, kept at that temperature for 1 hour, and then rapidly cooled by dropping in water to vitrify. The obtained vitrified product was pulverized with a ball mill to obtain a glass powder.
【００３７】抵抗体ペーストの作成 上述のごとく作成したＢｉ２Ｒｕ２Ｏ７化合物の粉末
と、ガラス粉末と、ＷＯ ３粉末と、カーボンと、樹脂が
エチルセルロース、溶剤がターピネオールでなる有機ビ
ヒクルとを各組成となるように秤量し、らいかい器で混
合し、さらに３本ロールミルで混練することにより、抵
抗体ペーストを得た。Preparation of Resistor Paste Bi prepared as described above2Ru2O7Compound powder
And glass powder and WO 3Powder, carbon and resin
Ethylcellulose, organic solvent whose solvent is terpineol
Weigh with the vehicle to obtain each composition, and mix with a grinder.
And kneading with a three-roll mill,
An antibody paste was obtained.
【００３８】厚膜抵抗体の作成及び電気的特性測定 ９６％純度のアルミナ基板上に、Ａｇ−Ｐｄ導体ペース
トを所定形状にスクリーン印刷して乾燥させた。Ａｇ−
Ｐｄ導体ペーストにおけるＡｇは８５重量％、Ｐｄは１
５重量％であった。このアルミナ基板を、ベルト炉に入
れ、投入から排出まで１時間のパターンで焼き付けし
た。焼き付け温度は８５０℃、その温度の保持時間は１
０分とした。Preparation of Thick Film Resistor and Measurement of Electrical Characteristics An Ag-Pd conductor paste was screen-printed in a predetermined shape on a 96% pure alumina substrate and dried. Ag-
Ag in the Pd conductor paste was 85% by weight, and Pd was 1%.
It was 5% by weight. The alumina substrate was placed in a belt furnace and baked in a pattern of one hour from charging to discharging. The baking temperature is 850 ° C, and the holding time at that temperature is 1
0 minutes.
【００３９】このようにして導体が形成されたアルミナ
基板上に前述のごとく作成した抵抗体ペーストを所定形
状にスクリーン印刷して乾燥させた。次いで、導体焼付
けと同じ条件で抵抗体ペーストを焼き付け、厚膜抵抗体
を得た。The resistor paste prepared as described above was screen-printed in a predetermined shape on the alumina substrate on which the conductor was formed and dried. Next, the resistor paste was baked under the same conditions as the conductor baking to obtain a thick film resistor.
【００４０】この厚膜抵抗体の電気的特性、即ちシート
抵抗、ＴＣＲ特性及びＳＴＯＬ特性を測定した。ＴＣＲ
は、２５℃から−５５℃への抵抗値変化に関するコール
ドＴＣＲと、２５℃から１２５℃への抵抗値変化に関す
るホットＴＣＲとを測定した。The electrical characteristics of this thick film resistor, that is, sheet resistance, TCR characteristics and STOL characteristics were measured. TCR
Measured the cold TCR for the change in resistance from 25 ° C. to −55 ° C. and the hot TCR for the change in resistance from 25 ° C. to 125 ° C.
【００４１】その測定結果を表１に示す。なお、表１に
記載したＴＣＲ値は、コールドＴＣＲの絶対値とホット
ＴＣＲの絶対値とのうちの大きい方の値である。また、
各組成における試料数は１０である。Table 1 shows the measurement results. The TCR value described in Table 1 is the larger of the absolute value of the cold TCR and the absolute value of the hot TCR. Also,
The number of samples for each composition is 10.
【００４２】[0042]
【表１】 [Table 1]
【００４３】表１より、導電性材料とガラス材料との体
積％の比率を一定に保ち、かつＷＯ ３を含有しているた
め、鉛フリーの抵抗体ペーストであっても、試料１〜５
については、ＴＣＲ値及びＳＴＯＬ値がほぼ所望の範囲
となっている。ただし、カーボンを含有しない試料１
は、シート抵抗値が低い。しかしながら、試料２〜４に
示すように、カーボンを含有させ、その体積％を調整す
ることにより、ＴＣＲ値及びＳＴＯＬ値を所望の値に保
ちつつ、シート抵抗値をかなり高い値まで制御できるこ
とが分かる。試料６は、カーボンの含有量が多すぎるた
め、シート抵抗値が測定可能レンジを越えたものであ
る。From Table 1, it can be seen that the body of the conductive material and the glass material
Product ratio is kept constant, and WO 3Contains
Therefore, even if it is a lead-free resistor paste, samples 1 to 5
, The TCR value and STOL value are almost in the desired range.
It has become. However, sample 1 containing no carbon
Has a low sheet resistance. However, samples 2-4
As shown, carbon is contained and its volume percentage is adjusted.
As a result, the TCR value and the STOL value are maintained at desired values.
Control the sheet resistance to a fairly high value.
I understand. Sample 6 had too much carbon content.
The sheet resistance exceeds the measurable range.
You.
【００４４】実施例２ 導電性材料としてＣａＲｕＯ３を用い、金属酸化物を添
加しない場合である。ガラス材料としてはＺｎ−Ｂ−Ｓ
ｉ−Ｍｎ−Ｏ系のガラス組成物を用いた。カーボンとし
ては日本カーボン株式会社製のＩＣＢ−５１０を用い
た。[0044]Example 2 CaRuO as conductive material3With metal oxide
This is the case when it is not added. The glass material is Zn-BS
An i-Mn-O-based glass composition was used. As carbon
Using ICB-510 made by Nippon Carbon Co., Ltd.
Was.
【００４５】抵抗体ペースト及び厚膜抵抗体の作成方
法、電気的特性の測定方法は実施例１の場合とほぼ同様
である。その測定結果を表２に示す。The method for forming the resistor paste and the thick film resistor and the method for measuring the electrical characteristics are almost the same as those in the first embodiment. Table 2 shows the measurement results.
【００４６】[0046]
【表２】 [Table 2]
【００４７】表２より、導電性材料とガラス材料との体
積％の比率を一定に保っているため、鉛フリーの抵抗体
ペーストであっても、試料７〜１１については、ＴＣＲ
値及びＳＴＯＬ値がほぼ所望の範囲となっている。カー
ボンを含有しない試料７はシート抵抗値が低いが、試料
８〜１１に示すように、カーボンを含有させ、その体積
％を調整することにより、ＴＣＲ値及びＳＴＯＬ値を所
望の値に保ちつつ、シート抵抗値をかなり高い値まで制
御できることが分かる。試料１２は、カーボンの含有量
が多すぎるため、シート抵抗値が測定可能レンジを越え
たものである。As can be seen from Table 2, since the ratio of the volume percentage of the conductive material to the glass material is kept constant, even for lead-free resistor pastes, samples 7 to 11 have a TCR
Values and STOL values are in substantially desired ranges. Sample 7 containing no carbon has a low sheet resistance value. However, as shown in Samples 8 to 11, by containing carbon and adjusting its volume%, the TCR value and the STOL value are maintained at desired values. It can be seen that the sheet resistance can be controlled to a considerably high value. In Sample 12, the sheet resistance exceeded the measurable range because the content of carbon was too large.
【００４８】実施例３ ガラス材料としてＢｉ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系のガラス組成物
を用い、金属酸化物を添加しない場合である。導電性材
料としてはＢｉ２Ｒｕ２Ｏ７を用いた。カーボンとして
は日本カーボン株式会社製のＩＣＢ−５１０を用いた。[0048]Example 3 Bi-B-Si-O based glass composition as glass material
And no metal oxide is added. Conductive material
The fee is Bi2Ru2O7Was used. As carbon
Used was ICB-510 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.
【００４９】抵抗体ペースト及び厚膜抵抗体の作成方
法、電気的特性の測定方法は実施例１の場合とほぼ同様
である。その測定結果を表３に示す。The method for forming the resistor paste and the thick film resistor and the method for measuring the electrical characteristics are almost the same as those in the first embodiment. Table 3 shows the measurement results.
【００５０】[0050]
【表３】 [Table 3]
【００５１】表３より、導電性材料とガラス材料との体
積％の比率を一定に保っているため、鉛フリーの抵抗体
ペーストであっても、試料１３〜１７については、ＴＣ
Ｒ値及びＳＴＯＬ値がほぼ所望の範囲となっている。カ
ーボンを含有しない試料１３はシート抵抗値が低いが、
試料１４〜１７に示すように、カーボンを含有させ、そ
の体積％を調整することにより、ＴＣＲ値及びＳＴＯＬ
値を所望の値に保ちつつ、シート抵抗値を制御できるこ
とが分かる。試料１８は、カーボンの含有量が多すぎる
ため、シート抵抗値が測定可能レンジを越えたものであ
る。As can be seen from Table 3, since the ratio of the volume% of the conductive material to the glass material is kept constant, the samples 13 to 17 have the TC
The R value and the STOL value are almost in desired ranges. Sample 13 containing no carbon has a low sheet resistance,
As shown in Samples 14 to 17, by containing carbon and adjusting the volume%, the TCR value and STOL
It can be seen that the sheet resistance can be controlled while maintaining the desired value. In Sample 18, the sheet resistance exceeded the measurable range because the carbon content was too large.
【００５２】実施例４ 導電性材料としてＣａＲｕＯ３を用い、金属酸化物を添
加しない場合である。ガラス材料としてはＺｎ−Ｂ−Ｓ
ｉ−Ｍｎ−Ｏ系のガラス組成物を用いた。カーボンとし
ては電気化学工業株式会社製の粒状カーボンを用いた。[0052]Example 4 CaRuO as conductive material3With metal oxide
This is the case when it is not added. The glass material is Zn-BS
An i-Mn-O-based glass composition was used. As carbon
The granular carbon manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. was used.
【００５３】抵抗体ペースト及び厚膜抵抗体の作成方
法、電気的特性の測定方法は実施例１の場合とほぼ同様
である。その測定結果を表４に示す。The method for forming the resistor paste and the thick film resistor and the method for measuring the electrical characteristics are almost the same as those in the first embodiment. Table 4 shows the measurement results.
【００５４】[0054]
【表４】 [Table 4]
【００５５】表４より、導電性材料とガラス材料との体
積％の比率を一定に保っているため、鉛フリーの抵抗体
ペーストであっても、試料１９〜２４については、ＴＣ
Ｒ値及びＳＴＯＬ値がほぼ所望の範囲となっている。カ
ーボンを含有しない試料１９はシート抵抗値が低いが、
試料２０〜２４に示すように、カーボンを含有させ、そ
の体積％を調整することにより、ＴＣＲ値及びＳＴＯＬ
値を所望の値に保ちつつ、シート抵抗値をかなり高い値
まで制御できることが分かる。試料２５は、カーボンの
含有量が多すぎるため、シート抵抗値が測定可能レンジ
を越えたものである。As can be seen from Table 4, since the ratio of the volume percentage of the conductive material to the glass material is kept constant, the samples 19 to 24 have the TC
The R value and the STOL value are almost in desired ranges. Sample 19 containing no carbon has a low sheet resistance,
As shown in Samples 20 to 24, the TCR value and STOL were adjusted by adding carbon and adjusting the volume%.
It can be seen that the sheet resistance can be controlled to a considerably high value while maintaining the desired value. Sample 25 has a sheet resistance value beyond the measurable range because the content of carbon is too large.
【００５６】実施例５ ガラス材料として鉛を含有するＰｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系の
ガラス組成物を用い、導電性材料としてＲｕＯ２を用
い、金属酸化物を添加しない場合である。カーボンとし
ては日本カーボン株式会社製のＩＣＢ−５１０を用い
た。[0056]Example 5 Pb-B-Si-O system containing lead as a glass material
Using a glass composition, RuO as a conductive material2For
No metal oxide is added. As carbon
Using ICB-510 made by Nippon Carbon Co., Ltd.
Was.
【００５７】抵抗体ペースト及び厚膜抵抗体の作成方
法、電気的特性の測定方法は実施例１の場合とほぼ同様
である。その測定結果を表５に示す。The method for preparing the resistor paste and the thick film resistor and the method for measuring the electrical characteristics are almost the same as those in the first embodiment. Table 5 shows the measurement results.
【００５８】[0058]
【表５】 [Table 5]
【００５９】表５より、導電性材料とガラス材料との体
積％の比率を一定に保っているため、試料２６〜３０に
ついては、ＴＣＲ値及びＳＴＯＬ値がほぼ所望の範囲と
なっている。カーボンを含有しない試料２６はシート抵
抗値が低いが、試料２７〜３０に示すように、カーボン
を含有させ、その体積％を調整することにより、ＴＣＲ
値及びＳＴＯＬ値を所望の値に保ちつつ、シート抵抗値
を制御できることが分かる。試料３１は、カーボンの含
有量が多すぎるため、シート抵抗値が測定可能レンジを
越えたものである。As shown in Table 5, the TCR value and the STOL value of the samples 26 to 30 are almost in the desired ranges because the ratio of the volume percentage of the conductive material to the glass material is kept constant. The sample 26 containing no carbon has a low sheet resistance value. However, as shown in samples 27 to 30, carbon is contained and the volume percentage is adjusted to obtain a TCR.
It can be seen that the sheet resistance can be controlled while keeping the values and STOL at desired values. Sample 31 has a sheet resistance value exceeding the measurable range because the content of carbon is too large.
【００６０】以上述べた実施形態及び実施例は全て本発
明を例示的に示すものであって限定的に示すものではな
く、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施す
ることができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲
及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。The embodiments and examples described above all illustrate the present invention by way of example and not by way of limitation, and the present invention can be embodied in other various modifications and alterations. . Therefore, the scope of the present invention is defined only by the appended claims and their equivalents.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、焼結により粉体が気化しその部分が空洞となるた
め、その粉体の添加量に応じてシート抵抗値を自由に調
整することが可能となる。しかもその場合、導電性材料
とガラス材料との含有比を変えることが不要であり、金
属酸化物の添加量及び種類も変えることが不要である。
従って、ＴＣＲ特性及びＳＴＯＬ特性を満足させた状態
で、シート抵抗値のみを自在に制御することができる。
即ち、簡単な処理で、シート抵抗値、ＴＣＲ特性及びＳ
ＴＯＬ特性を共に満足させることができる。その結果、
製造が容易となりかつ製品毎に電気的特性がばらついて
不安定となるような不都合が生じない。As described above in detail, according to the present invention, since the powder is vaporized by sintering and the portion becomes hollow, the sheet resistance value can be freely adjusted according to the amount of the powder added. It is possible to do. Moreover, in that case, it is unnecessary to change the content ratio between the conductive material and the glass material, and it is unnecessary to change the amount and type of the metal oxide.
Therefore, only the sheet resistance value can be freely controlled while satisfying the TCR characteristic and the STOL characteristic.
That is, the sheet resistance, TCR characteristics and S
Both TOL characteristics can be satisfied. as a result,
It is easy to manufacture and there is no inconvenience that the electrical characteristics vary from product to product and become unstable.
【図１】本発明の一実施形態における厚膜抵抗体構造を
示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a thick-film resistor structure according to an embodiment of the present invention.
１０、１１ 電極 １２ 厚膜抵抗体 １２ａ 空洞 10, 11 electrode 12 thick film resistor 12a cavity
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 1/16 Ｈ０５Ｋ 1/16 Ｃ 3/12 ６１０ 3/12 ６１０Ｇ Ｆターム(参考） 4E351 AA06 AA07 AA09 BB31 BB35 CC11 CC14 CC22 DD20 DD32 DD37 DD47 DD48 EE02 EE03 EE09 EE10 EE11 GG06 GG16 5E032 BA07 BB01 CC06 5E033 AA23 AA25 AA27 AA28 AA29 AA32 BC01 BD01 5E343 AA02 AA22 AA23 BB47 BB59 BB63 BB72 BB74 BB77 DD02 GG01 GG06 GG13 5G301 DA03 DA11 DA18 DA21 DA22 DA23 DA24 DA25 DA34 DA36 DA37 DD01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05K 1/16 H05K 1/16 C 3/12 610 3/12 610G F-term (Reference) 4E351 AA06 AA07 AA09 BB31 BB35 CC11 CC14 CC22 DD20 DD32 DD37 DD47 DD48 EE02 EE03 EE09 EE10 EE11 GG06 GG16 5E032 BA07 BB01 CC06 5E033 AA23 AA25 AA27 AA28 AA29 AA32 BC01 DA01 5E343 AA02 AA22 AA23 BB47 BB59 BB59 BB59 BB59 BB59 BB59 BB59 BB58 DA24 DA25 DA34 DA36 DA37 DD01
Claims (8)
抗体ペーストの焼結時に印加される温度において気化す
る粉体と、ビヒクルとを含有することを特徴とする抵抗
体ペースト。1. A resistor paste comprising a glass composition, a conductive material, a powder which vaporizes at a temperature applied during sintering of the resistor paste, and a vehicle.
とする請求項１に記載の抵抗体ペースト。2. The resistor paste according to claim 1, wherein the powder is carbon.
Ｏ２の１種以上を主成分とするガラス組成物であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗体ペースト。3. The method according to claim 2 , wherein the glass composition is B 2 O 3 and Si.
3. The resistor paste according to claim 1, wherein the resistor paste is a glass composition containing at least one of O 2 as a main component. 4.
酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウ
ム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸
化リン、酸化銅、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化マン
ガン、酸化ビスマス及び酸化鉛の１種以上を含有してい
ることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記
載の抵抗体ペースト。4. The method according to claim 1, wherein the glass composition comprises calcium oxide,
It contains one or more of strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide, phosphorus oxide, copper oxide, vanadium oxide, zinc oxide, manganese oxide, bismuth oxide and lead oxide. The resistor paste according to any one of claims 1 to 3.
複合酸化物であることを特徴とする請求項１から４のい
ずれか１項に記載の抵抗体ペースト。5. The resistor paste according to claim 1, wherein the conductive material is a composite oxide of RuO 2 or Ru.
Ｏ７、ＣｄＢｉＲｕ ２Ｏ７、ＮｄＢｉＲｕ２Ｏ７、Ｂｉ
ＩｎＲｕ２Ｏ７、Ｂｉ２ＩｒＲｕＯ７、ＧｄＢｉＲｕ３
Ｏ７、ＢａＲｕＯ３、ＢａＲｕＯ４、ＳｒＲｕＯ３、Ｃ
ａＲｕＯ３、Ｃｏ２ＲｕＯ４、ＬａＲｕＯ３、ＬｉＲｕ
Ｏ３又はＰｂ２Ｒｕ２Ｏ６であることを特徴とする請求
項５に記載の抵抗体ペースト。6. The composite oxide of Ru is Bi2Ru2
O7, CdBiRu 2O7, NdBiRu2O7, Bi
InRu2O7, Bi2IrRuO7, GdBiRu3
O7, BaRuO3, BaRuO4, SrRuO3, C
aRuO3, Co2RuO4, LaRuO3, LiRu
O3Or Pb2Ru2O6Claims characterized in that
Item 6. A resistor paste according to item 5.
Ｂ６、Ｐｄ−Ａｇ合金、Ｐｄ、ＣｏＣｒＯ４、ＮｉＣｒ
Ｏ４、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＣａＢ６、ＢａＢ６、Ｓｒ
Ｂ６、ＹＢ６、ＴａＮ、Ｔａ２Ｎ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＳ
ｉ２、ＶＳｉ２、ＣｒＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＭｏＳ
ｉ２、ＷＣ又はＷＳｉ２であることを特徴とする請求項
１から４のいずれか１項に記載の抵抗体ペースト。7. The conductive material is SnO 2 , La
B 6 , Pd-Ag alloy, Pd, CoCrO 4 , NiCr
O 4 , SiC, TaC, CaB 6 , BaB 6 , Sr
B 6 , YB 6 , TaN, Ta 2 N, Ta 2 O 5 , TiS
i 2, VSi 2, CrSi 2 , TaSi 2, MoS
i 2, WC or resistive paste according to claim 1, any one of 4, which is a WSi 2.
抵抗体ペーストを所望の形状にパターニングし、焼結し
て前記粉体を気化させることを特徴とする抵抗体ペース
トを用いた厚膜抵抗体の製造方法。8. The resistor paste according to claim 1, wherein the resistor paste is patterned into a desired shape, and the powder is vaporized by sintering. A method for manufacturing a thick film resistor.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001169403A JP2002367806A (en) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Resistor paste and method of manufacturing thick film resistor using the same |
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Publications (1)
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|---|---|
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