JP5503132B2 - Resistor paste and resistor - Google Patents
Resistor paste and resistor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5503132B2 JP5503132B2 JP2008278265A JP2008278265A JP5503132B2 JP 5503132 B2 JP5503132 B2 JP 5503132B2 JP 2008278265 A JP2008278265 A JP 2008278265A JP 2008278265 A JP2008278265 A JP 2008278265A JP 5503132 B2 JP5503132 B2 JP 5503132B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- conductive metal
- metal powder
- mass
- paste
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
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て作製した抵抗器に関するものである。 The present invention relates to a resistor paste and a resistor manufactured using the resistor paste.
各種電子機器の電子回路や電源回路において、電流検出用の抵抗器が用いられている。そして電気・電子機器の小型化、高機能化に伴なって、抵抗体ペーストをセラミックなどの耐熱基板の上に印刷し、これを焼成して形成される厚膜型チップ抵抗器のニーズが高まっている。このような電流検出用の抵抗器に求められる特性は、抵抗値が低いことと、ＴＣＲ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：抵抗値温度係数）が低いことである。 Resistors for current detection are used in electronic circuits and power supply circuits of various electronic devices. As electric and electronic devices become smaller and more functional, there is an increasing need for thick film chip resistors that are formed by printing resistor paste on a heat-resistant substrate such as ceramic and firing it. ing. The characteristics required for such a current detection resistor are a low resistance value and a low TCR (Temperature Coefficient of Resistance).
このような特性を実現するために、特許文献１では、銅粉とニッケル粉の混合粉またはＣｕ−Ｎｉ合金粉からなる導電性金属粉末を含有する抵抗体ペーストが提案されている。この抵抗体ペーストを用いて作製した抵抗体は、１００μΩ・ｃｍ以下の抵抗率と、±１００ｐｐｍ／℃以下のＴＣＲを有する。しかし、銅とニッケルを主成分とする抵抗体は、電極や回路配線に使用される銅に対する熱起電力が大きく、例えば低ＴＣＲが得られる銅とニッケルの配合比において４０μＶ／℃以上であり、その影響によって電流検出において誤差が発生するおそれがあるという問題がある。 In order to realize such characteristics, Patent Document 1 proposes a resistor paste containing conductive metal powder made of mixed powder of copper powder and nickel powder or Cu-Ni alloy powder. A resistor manufactured using this resistor paste has a resistivity of 100 μΩ · cm or less and a TCR of ± 100 ppm / ° C. or less. However, the resistor mainly composed of copper and nickel has a large thermoelectromotive force with respect to copper used for electrodes and circuit wiring, and is, for example, 40 μV / ° C. or more in the compounding ratio of copper and nickel to obtain a low TCR. There is a problem that an error may occur in current detection due to the influence.
一方、抵抗率が１００μΩ・ｃｍ以下、ＴＣＲが±１００ｐｐｍ／℃以下で、かつ銅に対する熱起電力が２μＶ／℃程度の電流検出用抵抗器に適する抵抗体材料として、マンガニンと呼ばれる銅／マンガン／ニッケル合金、無ニッケルマンガニンと呼ばれる銅／マンガン／アルミニウム合金が知られている（非特許文献１）。 On the other hand, as a resistor material suitable for a current detection resistor having a resistivity of 100 μΩ · cm or less, a TCR of ± 100 ppm / ° C. or less, and a thermoelectromotive force of about 2 μV / ° C., copper / manganese / A copper / manganese / aluminum alloy called nickel alloy or nickel-free manganin is known (Non-Patent Document 1).
しかし合金からチップ抵抗器を製造することは工程が煩雑でコストが高く、小型化も困難である。そこで、これらの合金と同様の構成比の金属粉末と、ガラス粉末、有機ビヒクルからなる抵抗体ペーストが特許文献２や特許文献３で提案されている。特許文献２や特許文献３の抵抗体ペーストをセラミックス基板に塗布して焼成することによって作製される抵抗膜は、ＴＣＲが１００ｐｐｍ／℃以下、抵抗率が２００μｍΩ・ｃｍ以下、対銅熱起電力が２μＶ／℃以下である。 However, manufacturing a chip resistor from an alloy is complicated, expensive, and difficult to downsize. Therefore, Patent Document 2 and Patent Document 3 propose a resistor paste made of a metal powder having the same composition ratio as these alloys, a glass powder, and an organic vehicle. The resistance film produced by applying and baking the resistor paste of Patent Document 2 or Patent Document 3 on a ceramic substrate has a TCR of 100 ppm / ° C. or less, a resistivity of 200 μmΩ · cm or less, and a thermoelectric power against copper. 2 μV / ° C. or less.
しかし特許文献２や特許文献３の抵抗体ペーストを焼成して得られる抵抗膜の抵抗率は、同種の合金で形成されるものより高く、低抵抗材料としては不十分であるという問題がある。また本出願人の追試によれば、焼成後の抵抗膜の焼結状況が悪く、抵抗膜と基板との密着性が低いなど、良好な性能を有する抵抗器を得ることが難しいという問題もある。さらに、ガラス粉末は焼成条件によって金属成分中や焼結粒子界面への拡散挙動が異なるため、安定した抵抗値特性を得ることが難しいという問題もある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、銅−マンガン系の低抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力を維持しながら、高い密着性や高い抵抗値安定性を得ることができる抵抗体ペースト及び抵抗器を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and can maintain high adhesion and high resistance value stability while maintaining the low resistivity, low TCR, and low thermoelectromotive force of the copper-manganese system. It aims at providing a body paste and a resistor.
本発明に係る抵抗体ペーストは、導電性金属粉末として銅及びマンガンを少なくとも含有するペーストであって、前記導電性金属粉末の総量を１００質量部として、前記マンガンが８〜３０質量部であり、無機系接合剤として、ホウケイ酸鉛系ガラス、ホウケイ酸亜鉛系ガラス、ホウケイ酸カルシウム系ガラス、ホウケイ酸バリウムカルシウム系ガラス、ホウケイ酸ビスマス系ガラス、ホウケイ酸マグネシウム系ガラス、又はシリカ系ガラスのいずれかからなるガラス粉及び酸化銅粉を実質的に含まないことを特徴とするものである。 The resistor paste according to the present invention is a paste containing at least copper and manganese as a conductive metal powder, and the total amount of the conductive metal powder is 100 parts by mass, and the manganese is 8 to 30 parts by mass, As inorganic bonding agent, any of lead borosilicate glass, zinc borosilicate glass, calcium borosilicate glass, barium calcium borosilicate glass, bismuth borosilicate glass, magnesium borosilicate glass, or silica glass The glass powder and copper oxide powder which consist of these are substantially not included.
このように、ペースト中にガラス粉末などの無機系接合剤を含まないことにより、マンガンの焼結阻害要素が排除されると共に、マンガンが銅と合金化することによって融点が低下し、焼結が円滑に進行するものであり、これにより、純合金に匹敵する低電気抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力、安定した抵抗値特性の抵抗膜を得ることができるものである。また基板への濡れ性が向上することによる抵抗膜とセラミックス基板との界面での成分の拡散及び反応の促進、及び物理的アンカー効果により、基板への高い密着力を得ることができるものである。 Thus, by not including an inorganic bonding agent such as glass powder in the paste, the sintering-inhibiting elements of manganese are eliminated, and the melting point of manganese is lowered by the alloying of manganese with copper. Thus, it is possible to obtain a resistance film having a low electrical resistivity, a low TCR, a low thermoelectromotive force, and a stable resistance characteristic comparable to a pure alloy. Moreover, high adhesion to the substrate can be obtained by the diffusion of components at the interface between the resistance film and the ceramic substrate due to improved wettability to the substrate and the promotion of reaction, and the physical anchor effect. .
また本発明は、前記導電性金属粉末は、中心粒径が異なる２種以上の導電性金属粉末の混合物であり、前記混合物全量に対して、中心粒径が０．８μｍ以下の導電性金属粉末を５質量％以上４０質量％以下含有することを特徴とするものである。 In the present invention, the conductive metal powder is a mixture of two or more types of conductive metal powders having different center particle sizes, and the conductive metal powder has a center particle size of 0.8 μm or less with respect to the total amount of the mixture. Is contained in an amount of 5% by mass or more and 40% by mass or less.
導電性金属粉末の粒径と含有比率をこのように規定することによって、導電性金属粉末間及び導電性金属粉末と基板の間の接触面積が増大し、良好な抵抗体性能を得ることができると共に、基板への密着力をさらに向上することができるものである。 By defining the particle size and content ratio of the conductive metal powder in this way, the contact area between the conductive metal powder and between the conductive metal powder and the substrate is increased, and good resistor performance can be obtained. At the same time, the adhesion to the substrate can be further improved.
また本発明は、ニッケル、鉄、アルミニウムから選ばれる少なくとも１種の導電性金属粉末をさらに含有することを特徴とするものである。 The present invention is further characterized by further containing at least one conductive metal powder selected from nickel, iron, and aluminum.
銅−マンガン系にこれらニッケル、鉄、アルミニウムを添加することによって、低抵抗値を保持しながらＴＣＲを一層低減することができるものである。 By adding these nickel, iron, and aluminum to a copper-manganese system, the TCR can be further reduced while maintaining a low resistance value.
また本発明において、前記導電性金属粉末の総量を１００質量部とすると、前記銅が７０〜９０質量部であることを特徴とするものである。 Moreover, in this invention, when the total amount of the said electroconductive metal powder is 100 mass parts, the said copper is 70-90 mass parts, It is characterized by the above-mentioned.
導電性金属粉末の含有組成比率をこのように設定することによって、低ＴＣＲ、低抵抗値、低熱起電力の総てをより確実に達成することができるものである。 By setting the content ratio of the conductive metal powder in this way, all of the low TCR, the low resistance value, and the low thermoelectromotive force can be achieved more reliably.
また本発明に係る抵抗器は、上記の抵抗体ペーストを、絶縁性基板の表面に塗布すると共に焼成して抵抗膜が形成されていることを特徴とするものであり、低抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力を有し、また高い密着性や抵抗値安定性を有する抵抗膜を備えた抵抗器を得ることができるものである。
また本発明は、塗布して焼成した後の抵抗膜の体積抵抗率が、２０〜２００μΩ・ｃｍであることを特徴とするものである。
A resistor according to the present invention is characterized in that a resistor film is formed by applying the resistor paste to the surface of an insulating substrate and firing the resistor paste, and has a low resistivity and a low TCR. Thus, it is possible to obtain a resistor having a resistance film having a low thermoelectromotive force and having high adhesion and resistance value stability.
Further, the present invention is characterized in that the volume resistivity of the resistive film after being applied and baked is 20 to 200 μΩ · cm.
抵抗率がこの範囲であることによって、５０ｍΩ以下、さらには１０ｍΩ以下の低抵抗抵抗器を容易に得ることができるものであり、また本発明の抵抗体ペーストを用いることによって、この範囲の抵抗率を容易に得ることができるものである。 When the resistivity is within this range, a low resistance resistor of 50 mΩ or less, further 10 mΩ or less can be easily obtained, and the resistivity within this range can be obtained by using the resistor paste of the present invention. Can be easily obtained.
本発明によれば、ペースト中にガラス粉末などの無機系接合剤を含まないことにより、マンガンの焼結阻害要素が排除されると共に、マンガンが銅と合金化することによって融点が低下し、焼結が円滑に進行するものであり、これにより、純合金に匹敵する低電気抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力、安定した抵抗値特性の抵抗膜を得ることができるものである。また基板への濡れ性が向上することによるペースト−基板間の成分の相互拡散及び反応の促進、及び物理的アンカー効果により、基板への高い密着力を得ることができるものである。そして、低抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力を有し、また高い密着性や抵抗値安定性を有する抵抗膜を備えた抵抗器を得ることができるものである。 According to the present invention, the absence of an inorganic bonding agent such as glass powder in the paste eliminates manganese sintering-inhibiting elements, and the alloying of manganese with copper lowers the melting point and causes firing. As a result, it is possible to obtain a resistance film having a low electrical resistivity, a low TCR, a low thermoelectromotive force, and a stable resistance value comparable to those of a pure alloy. Moreover, high adhesion to the substrate can be obtained by the mutual diffusion of the components between the paste and the substrate due to the improvement of the wettability to the substrate, the promotion of the reaction, and the physical anchor effect. A resistor having a resistance film having a low resistivity, a low TCR, a low thermoelectromotive force, and having high adhesion and resistance value stability can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明の抵抗体ペーストは、導電性金属粉末として銅及びマンガンを少なくとも含有するものである。銅−マンガン系合金、特にマンガニン合金は既述の非特許文献１において知られるように、低抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力を有するものであり、本発明の抵抗体ペーストにおいても、このように導電性金属粉末として銅とマンガンを含有することによって、低抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力を有する抵抗体を形成することができるものである。 The resistor paste of the present invention contains at least copper and manganese as the conductive metal powder. The copper-manganese alloy, particularly the manganin alloy has a low resistivity, a low TCR, and a low thermoelectromotive force as known in the aforementioned Non-Patent Document 1, and this is also the case with the resistor paste of the present invention. By containing copper and manganese as the conductive metal powder, a resistor having a low resistivity, a low TCR, and a low thermoelectromotive force can be formed.
この導電性金属粉末としては、銅とマンガン以外の金属を併用することも可能であり、例えばニッケル、鉄、アルミニウムなどを使用することができる。ニッケル、鉄、アルミニウムなどから１種を選択して添加する他、複数種を選択して添加することもできる。このように導電性金属粉末として銅とマンガン以外にニッケル、鉄、アルミニウムを併用することによって、低抵抗値を維持しながら、ＴＣＲを低減することができるものである。ニッケル、鉄、アルミニウムのなかでも、ニッケルが最も好ましい。 As this electroconductive metal powder, it is also possible to use metals other than copper and manganese, for example, nickel, iron, aluminum, etc. can be used. In addition to selecting one type from nickel, iron, aluminum, etc., a plurality of types can be selected and added. Thus, by using nickel, iron, and aluminum in addition to copper and manganese as the conductive metal powder, the TCR can be reduced while maintaining a low resistance value. Of nickel, iron, and aluminum, nickel is most preferable.
導電性金属粉末の粒径は特に限定されるものではないが、ペーストをスクリーン印刷する場合には、０．１〜２０μｍの範囲が印刷に適しているために好ましい。 The particle size of the conductive metal powder is not particularly limited, but when the paste is screen-printed, the range of 0.1 to 20 μm is preferable because it is suitable for printing.
また、中心粒径が０．８μｍ以下の微細導電性金属粉末を、導電性金属粉末全量の５質量％以上４０質量％以下含有することが好ましい。この微細導電性金属粉末の粒径は、０．５μｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、中心粒径はレーザー回折散乱粒度分布計を用いて測定した値である。 Moreover, it is preferable to contain the fine electroconductive metal powder whose center particle diameter is 0.8 micrometer or less 5 to 40 mass% of the whole amount of electroconductive metal powder. The particle size of the fine conductive metal powder is more preferably 0.5 μm or less. Here, the central particle diameter is a value measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution meter.
導電性金属粉末の中心粒径と含有比率がこのような範囲であることによって、ペーストを基板の表面に塗布し、これを焼成して抵抗膜を作製するにあたって、導電性金属粉末間及び導電性金属粉末と基板の間の接触面積が増大し、合金化が促進されて良好な抵抗体性能を有する抵抗膜を得ることができると共に、基板との化学反応及び基板に対するアンカー効果で抵抗膜の密着力を大きく向上することができるものである。中心粒径が０．８μｍ以下の微細な導電性金属粉末の含有量が４０質量％を超えると、ペーストの粘度が高くなって、印刷などの塗布性が低下するおそれがある。中心粒径の下限は特に制限はないが、微細粒子の入手コストを考慮すると、０．０５μｍ以上であることがより好ましい。また導電性金属粉末は粒径が異なる２種以上の組み合わせであってもよい。 When the center particle size and content ratio of the conductive metal powder are within such a range, the paste is applied to the surface of the substrate and fired to produce a resistance film. The contact area between the metal powder and the substrate is increased, and alloying is promoted to obtain a resistance film having good resistor performance, and the resistance film adheres due to the chemical reaction with the substrate and the anchor effect on the substrate. The power can be greatly improved. If the content of the fine conductive metal powder having a center particle size of 0.8 μm or less exceeds 40% by mass, the viscosity of the paste becomes high and the applicability such as printing may be deteriorated. The lower limit of the center particle size is not particularly limited, but is more preferably 0.05 μm or more in consideration of the cost for obtaining fine particles. The conductive metal powder may be a combination of two or more kinds having different particle sizes.
導電性金属粉末の含有比率は、特に限定されるものではないが、導電性金属粉末の総量を１００質量部とすると、銅が７０〜９０質量部、マンガンが５〜３０質量部、残量がニッケル、鉄、アルミニウムから少なくとも１種選ばれる金属であることが好ましい。ニッケル、鉄、アルミニウムから少なくとも１種選ばれる金属の含有量は、１〜２０質量部の範囲であることがさらに好ましい。導電性金属粉末の含有比率をこの範囲に調整することによって、低ＴＣＲ、低抵抗値、低熱起電力の総てをより確実に達成することができるものである。 The content ratio of the conductive metal powder is not particularly limited, but when the total amount of the conductive metal powder is 100 parts by mass, copper is 70 to 90 parts by mass, manganese is 5 to 30 parts by mass, and the remaining amount is A metal selected from at least one of nickel, iron, and aluminum is preferable. The content of at least one metal selected from nickel, iron, and aluminum is more preferably in the range of 1 to 20 parts by mass. By adjusting the content ratio of the conductive metal powder within this range, all of the low TCR, the low resistance value, and the low thermoelectromotive force can be achieved more reliably.
抵抗体ペーストは、上記の導電性金属粉末と有機ビヒクルとを主成分として形成されるものである。そして従来から一般に使用されている抵抗体ペーストにはさらに無機系接合剤が配合されているが、本発明に係る抵抗体ペーストにはこのような無機系接合剤は実質的に含まれないものである。 The resistor paste is formed using the above conductive metal powder and an organic vehicle as main components. And generally in the resistive paste being used more inorganic bonding agent is blended conventionally, such inorganic bonding agent in the resistive paste according to the present invention is one that is not substantially contained is there.
ここで、無機系接合剤とは、ペーストを基板の表面に塗布・焼成して抵抗膜を作製する際に、抵抗膜と基板との間の密着力の向上に寄与する物質をいうものであり、具体的には、ホウケイ酸鉛系ガラス、ホウケイ酸亜鉛系ガラス、ホウケイ酸カルシウム系ガラス、ホウケイ酸バリウムカルシウム系ガラス、ホウケイ酸ビスマス系ガラス、ホウケイ酸マグネシウム系ガラスなどのガラス粉や、酸化銅粉などである。ガラスは、主に高温焼成時の溶融流動により抵抗膜と基板の界面に偏析し、抵抗膜と基板を物理的に接合するものである。また酸化銅は、導電性金属粉末と基板との化学反応を促進して化学結合を形成させることによって、抵抗膜と基板の密着力を向上させるものである。 Here, the inorganic bonding agent, when the paste is applied and baked on the surface of the substrate to produce a resistive film, which refers to a substance contributing to the improvement of adhesion between the resistor film and the substrate Specifically, glass powder such as lead borosilicate glass, zinc borosilicate glass, calcium borosilicate glass, barium calcium borosilicate glass, bismuth borosilicate glass, magnesium borosilicate glass, and copper oxide Such as powder. Glass segregates at the interface between the resistance film and the substrate mainly due to melt flow during high-temperature firing, and physically bonds the resistance film and the substrate. Copper oxide improves the adhesion between the resistive film and the substrate by promoting chemical reaction between the conductive metal powder and the substrate to form a chemical bond.
これらの無機系接合剤を構成する金属元素の多くはマンガンより貴な元素であり、導電性金属粉末のマンガンと高温下で接触すると、窒素雰囲気中においても、マンガンが酸化されると共に無機系接合剤（ガラス）中の金属酸化物が還元される。このように酸化されたマンガンは焼結性を著しく低下させると共に、マンガンが酸化されることによって焼結体の成分は所期の合金比率から乖離することになるので、純合金であれば期待される抵抗値やＴＣＲなどの特性が得られなくなるおそれがある。また還元による無機系接合剤の変質により、接合剤としての機能が失われてしまうことになる。これらによって、導電性金属粉末の焼結が十分に進行せず、抵抗膜の緻密性が低くなり、基板との接合力も低くなって密着性が低下し、さらに抵抗値安定性も低くなる。 Many of the metal elements constituting these inorganic bonding agent is a noble element from manganese, upon contact with manganese and high temperature of the conductive metal powder, even in a nitrogen atmosphere, inorganic contact with manganese is oxidized The metal oxide in the mixture (glass) is reduced. Oxidized manganese significantly lowers the sinterability, and the oxidation of manganese causes the components of the sintered body to deviate from the desired alloy ratio. There is a risk that characteristics such as resistance value and TCR may not be obtained. Also the deterioration of the inorganic contact material mixture by reduction, so that the function of the junction agent is lost. As a result, the sintering of the conductive metal powder does not proceed sufficiently, the resistance film becomes less dense, the bonding force with the substrate is lowered, the adhesion is lowered, and the resistance value stability is also lowered.
一方、本発明に係るペーストには、このような無機系接合剤は実質的に含有されていないので、マンガンの焼結阻害要素が排除され、マンガンが銅と所期の合金比率で合金化することによって融点が低下し、焼結が円滑に進行するものである。これにより、純合金に匹敵する低電気抵抗率、低ＴＣＲ、低熱起電力、安定した抵抗値特性の抵抗膜を得ることができるものである。また基板への濡れ性が向上することによるペースト−基板間の成分の相互拡散及び反応（ペースト中に少量存在する酸化銅や酸化マンガンとセラミックス基板の酸化物との相互拡散及び反応）の促進、及び物理的アンカー効果により、無機系接合剤を含有していなくとも、基板への高い密着力を得ることができるものである。尚、本発明において「無機系接合剤を実質的に含まない」とは、無機系接合剤を全く含まない場合は勿論、悪影響を及ぼさない程度に無機系接合剤を微量に含有することは許容されるということを意味するものであり、例えば導電性金属粉末に対して０．５質量％程度以下の無機系接合剤を含んでいてもよいものである。 On the other hand, the paste according to the present invention, since such inorganic bonding agent is not substantially contained, it is eliminated sintering inhibiting element of manganese, manganese alloyed at the desired alloy ratio and copper As a result, the melting point is lowered, and the sintering proceeds smoothly. As a result, it is possible to obtain a resistive film having a low electrical resistivity, a low TCR, a low thermoelectromotive force, and a stable resistance value characteristic comparable to a pure alloy. Also, the interdiffusion and reaction of components between the paste and the substrate due to improved wettability to the substrate (acceleration of mutual diffusion and reaction between copper oxide and manganese oxide present in a small amount in the paste and the oxide of the ceramic substrate), and by physical anchoring effect, even without containing inorganic bonding agent, in which it is possible to obtain a high adhesion to the substrate. In the present invention, “substantially free of an inorganic bonding agent” means that, in the case of not containing any inorganic bonding agent, it is permissible to contain a small amount of an inorganic bonding agent to such an extent that it does not adversely affect. For example, it may contain an inorganic bonding agent of about 0.5% by mass or less with respect to the conductive metal powder.
また有機ビヒクルとしては、有機バインダーを有機溶剤に溶解したものを用いることができる。有機バインダーとしては特に限定されるものではないが、焼成過程で容易に焼失させられ且つ灰分の少ない有機化合物、例えば、ポリブチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル類、ニトロセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース、ブチルセルロース等のセルロース類、ポリオキシメチレン等のポリエーテル類、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のポリビニル類などを使用することができるものであり、これらは１種を単独で用いる他、２種類以上を混合して用いることもできる。 Moreover, as an organic vehicle, what melt | dissolved the organic binder in the organic solvent can be used. The organic binder is not particularly limited, but is an organic compound that is easily burned off during the baking process and has a low ash content, for example, acrylics such as polybutyl methacrylate and polymethyl methacrylate, nitrocellulose, ethyl cellulose, cellulose acetate, Celluloses such as butyl cellulose, polyethers such as polyoxymethylene, polyvinyls such as polybutadiene and polyisoprene can be used, and these are used alone or in combination of two or more. It can also be used.
有機溶剤としては、特に限定されるものではないが、抵抗体ペーストに適度な粘性を与え且つ抵抗体ペーストを基板に塗布した後に乾燥処理によって容易に揮発させられる有機化合物、例えばカルビトール、カルビトールアセテート、テレピネオール、メタクレゾール、ジメチルイミダゾール、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルホルムアミド、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコール、パラキシレン、乳酸エチル、イソホロン等の高沸点の有機溶剤を使用することができるものであり、これらは１種を単独で用いる他、２種類以上を混合して用いることもできる。 Although it does not specifically limit as an organic solvent, The organic compound which gives moderate viscosity to a resistor paste, and is easily volatilized by a drying process after apply | coating a resistor paste to a board | substrate, for example, carbitol, carbitol High boiling organic solvents such as acetate, terpineol, metacresol, dimethylimidazole, dimethylimidazolidinone, dimethylformamide, diacetone alcohol, triethylene glycol, paraxylene, ethyl lactate, isophorone can be used, These may be used alone or in combination of two or more.
上記の導電性金属粉末、有機ビヒクル、さらに必要に応じて、表面活性剤、酸化防止剤などを配合し、これらを混合することによって、抵抗体ペーストを調製することができるものである。各材料の配合割合は特に制限されるものではないが、導電性金属粉末１００質量部に対して、有機バインダー１〜２０質量部、有機溶剤５〜２０質量部の範囲に設定するのが好ましい。 A resistor paste can be prepared by blending the conductive metal powder, the organic vehicle, and, if necessary, a surfactant, an antioxidant and the like, and mixing them. The blending ratio of each material is not particularly limited, but is preferably set in the range of 1 to 20 parts by mass of the organic binder and 5 to 20 parts by mass of the organic solvent with respect to 100 parts by mass of the conductive metal powder.
上記のように調製される抵抗体ペーストを基板の表面に塗布し、これを焼成して抵抗膜を形成することによって、電流検出用抵抗器などの抵抗器を作製することができるものである。基板としては、電気絶縁性を有し、抵抗体ペーストを塗布した後に焼成する高温に耐えるものであれば特に限定されない。例えば、セラミックス基板、ガラス基板、シリコーン基板などの耐熱性基板が挙げられる。セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニア、ベリリア、ムライト、ホルステライト、コーディライト、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等の酸化物系セラミックス、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等の非酸化物系セラミックス等を挙げることができるが、これらの中でも、アルミナは機械的特性、電気特性、コストなどに優れているので、特に好ましい。
本発明の抵抗体ペーストを用いて抵抗器を製造する際の抵抗体ペーストの塗布方法及び製造される抵抗器の構成、形状、サイズは特に限定するものではなく、従来公知な技術、方法（例えば特開平１０−１９９７０５号公報に記載の方法）を使用すればよい。抵抗体ペーストをセラミックス基板に印刷した後、それを１００℃で溶媒を乾燥した後、窒素などの非活性雰囲気下で焼成して抵抗体膜を形成させる。抵抗体膜の焼成条件は特に限定されるものではないが、ピーク温度は７００〜１０００℃、より好ましくは８００〜９５０℃、ピーク温度保持時間は１０〜３０分間に設定するのが好ましい。ピーク温度が７００℃より低いと焼結が不十分であったり、抵抗膜と基板間の密着力が低下したりする恐れがある。一方、１０００℃以上になると過焼結になり、一部の金属が溶融し、不均一な抵抗膜になる恐れがある。
By applying the resistor paste prepared as described above to the surface of the substrate and firing it to form a resistive film, a resistor such as a current detecting resistor can be produced. The substrate is not particularly limited as long as it has electrical insulation and can withstand the high temperature of baking after applying the resistor paste. For example, a heat resistant substrate such as a ceramic substrate, a glass substrate, or a silicone substrate can be used. Ceramics include alumina, zirconia, beryllia, mullite, holsterite, cordierite, oxide ceramics such as lead titanate, barium titanate, lead zirconate titanate, and non-oxidized silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, etc. Among these, alumina is particularly preferable because alumina is excellent in mechanical properties, electrical properties, cost, and the like.
There are no particular limitations on the method of applying the resistor paste and the configuration, shape, and size of the resistor to be manufactured when the resistor is manufactured using the resistor paste of the present invention. The method described in JP-A-10-199705 may be used. After the resistor paste is printed on the ceramic substrate, the solvent is dried at 100 ° C. and then fired in an inert atmosphere such as nitrogen to form a resistor film. The firing conditions of the resistor film are not particularly limited, but the peak temperature is preferably set to 700 to 1000 ° C, more preferably 800 to 950 ° C, and the peak temperature holding time is set to 10 to 30 minutes. If the peak temperature is lower than 700 ° C., the sintering may be insufficient, or the adhesion between the resistance film and the substrate may be reduced. On the other hand, when the temperature is 1000 ° C. or higher, oversintering occurs, and some metals may melt, resulting in a nonuniform resistance film.
低抵抗抵抗器の製造に適する抵抗膜としては、体積抵抗率が２０〜２００μΩ・ｃｍの範囲であることが好ましい。抵抗膜の体積抵抗率がこの範囲にあると、抵抗値が５０ｍΩ以下、特に１０ｍΩ以下の低抵抗チップ抵抗器を容易に製造することができるものであり、本発明の抵抗体ペーストを用いることによって、このような低抵抗率を容易に得ることができるものである。 As a resistance film suitable for the manufacture of a low resistance resistor, the volume resistivity is preferably in the range of 20 to 200 μΩ · cm. When the volume resistivity of the resistance film is within this range, a low resistance chip resistor having a resistance value of 50 mΩ or less, particularly 10 mΩ or less can be easily manufactured. By using the resistor paste of the present invention, Such a low resistivity can be easily obtained.
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
タピオネールとカルビトールの質量比１：１の混合溶媒にアクリル樹脂を３０質量％濃度に溶解して有機ビヒクルを調製した。そして表１の配合に従って導電性金属粉末を混合し、これに有機ビヒクル、さらに必要に応じて無機系接合剤を添加した。そしてこの混合物を自動乳鉢で２０分間攪拌混合した後、３本ロールで５回混練することによって、実施例１〜８及び比較例１〜７の抵抗体ペーストを調製した。 An organic vehicle was prepared by dissolving an acrylic resin at a concentration of 30% by mass in a mixed solvent having a mass ratio of 1: 1 of tapione and carbitol. And according to the mixing | blending of Table 1, electroconductive metal powder was mixed, the organic vehicle and the inorganic type bonding agent were further added to this as needed. The mixture was stirred and mixed in an automatic mortar for 20 minutes, and then kneaded five times with three rolls to prepare resistor pastes of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7.
そしてこの抵抗体ペーストを９６％アルミナ基板の上に所定のパターンにスクリーン印刷した。次に、この印刷基板を１００℃の送風乾燥機で２０分間乾燥して溶媒を除去した後、連続焼成炉に投入し、窒素雰囲気下でピーク温度９００℃にて１０分間保持する条件で焼成することによって、実施例１〜８及び比較例１〜７の抵抗膜を作製した。 This resistor paste was screen printed in a predetermined pattern on a 96% alumina substrate. Next, after drying this printed board for 20 minutes with a 100 ° C. blower dryer to remove the solvent, it is put into a continuous firing furnace and fired in a nitrogen atmosphere at a peak temperature of 900 ° C. for 10 minutes. Thus, the resistive films of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7 were produced.
このようにして得られた抵抗膜について、外観、密着力、体積抵抗率を次の方法で評価した。結果を表１に示す。
（外観）
焼成抵抗体膜表面を１０倍の実体顕微鏡で観察し、合金化の不十分に由来する色のムラ、マンガンの酸化による黒色大粒子の存在、金属の溶融による凹みなどが顕著である場合は「×」、散見される場合は「△」、殆ど見られない場合は「○」と評価した。
The appearance, adhesion, and volume resistivity of the resistive film thus obtained were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.
(appearance)
When the surface of the fired resistor film is observed with a 10-fold stereo microscope, color unevenness resulting from insufficient alloying, presence of large black particles due to oxidation of manganese, dents due to melting of the metal, etc. are significant. "X", when it was scattered, it was evaluated as "△", and when it was hardly observed, it was evaluated as "◯".
（密着力）
基板上に形成された２ｍｍ角の抵抗膜を、ステンレス製のピンセットで突き剥がす操作を行ない、力を入れても剥がせないものを「○」、力を入れれば剥がせるものを「△」、あまり力を入れなくても剥がせるものを「×」と評価した。
(Adhesion)
The 2 mm square resistor film formed on the substrate is peeled off with stainless steel tweezers. “○” indicates that it cannot be removed even if force is applied, “△” indicates that it can be removed if force is applied, Those that could be peeled off without much effort were evaluated as “x”.
（抵抗率）
基板上に形成された１０ｍｍ角の抵抗膜について、４端子抵抗率計を用いて抵抗値を測定し、さらに抵抗膜の厚さを触針式膜厚計で測定し、抵抗膜の体積抵抗率を求めた。
(Resistivity)
The resistance value of the 10 mm square resistance film formed on the substrate is measured using a four-terminal resistivity meter, and the thickness of the resistance film is measured using a stylus type film thickness meter. Asked.
表１にみられるように、実施例１〜８の総てにおいて、均一な抵抗膜が得られており、また、焼成した抵抗膜の表面と断面を走査電子顕微鏡、電子線マイクロアナライザを用いて観察、分析したところ、良好に合金化していることが確認された。体積抵抗率は、各実施例は５０〜１１０μΩ・ｃｍの範囲であって、低抵抗抵抗器の製造に適しているものであり、特に実施例２の抵抗率はマンガニン合金の値と近似しているので、優れた抵抗体材料であることを示すものであった。また実施例７，８以外、基板との良好な密着性を示すものであった。実施例７、８は、０．８μｍ以下の微細導電性金属粉末の量が少ないため、密着力が低下している。 As can be seen in Table 1, uniform resistance films were obtained in all of Examples 1 to 8, and the surface and cross section of the fired resistance film were scanned using a scanning electron microscope and an electron beam microanalyzer. Observation and analysis confirmed that it was well alloyed. The volume resistivity is in the range of 50 to 110 μΩ · cm in each example, and is suitable for the production of a low resistance resistor. In particular, the resistivity in Example 2 is close to the value of manganin alloy. Therefore, it was shown that it is an excellent resistor material. In addition to Examples 7 and 8, good adhesion to the substrate was exhibited. In Examples 7 and 8, since the amount of the fine conductive metal powder of 0.8 μm or less is small, the adhesion is reduced.
一方、比較例１〜６においては、ガラス粉末の存在によって抵抗体ペーストの焼結性が著しく低下し、焼成抵抗膜は多孔質で膜自体の強度が低いものであった。また体積抵抗率は、導電性金属粉末の配合組成が同じ実施例と比較して、著しく大きくなっていることが確認され、基板との密着力も低いものであった。比較例７は酸化銅を配合したものであるが、焼結がある程度進行するが、導電性金属粉末の配合組成が同じ実施例２と比較して明らかなように、外観が劣化し、密着力が低下し、体積抵抗率が上昇するものであった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6, the sinterability of the resistor paste was remarkably reduced due to the presence of the glass powder, and the fired resistance film was porous and the film itself had low strength. Moreover, it was confirmed that the volume resistivity was remarkably large compared with the Example with the compounding composition of electroconductive metal powder, and the adhesive force with a board | substrate was also low. In Comparative Example 7, copper oxide was blended, but the sintering progressed to some extent, but the appearance deteriorated and the adhesion strength was obvious as compared with Example 2 where the blending composition of the conductive metal powder was the same. Decreased, and the volume resistivity increased.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008278265A JP5503132B2 (en) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | Resistor paste and resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008278265A JP5503132B2 (en) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | Resistor paste and resistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010108696A JP2010108696A (en) | 2010-05-13 |
| JP5503132B2 true JP5503132B2 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=42297954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008278265A Expired - Fee Related JP5503132B2 (en) | 2008-10-29 | 2008-10-29 | Resistor paste and resistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5503132B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6197504B2 (en) * | 2013-09-04 | 2017-09-20 | 旭硝子株式会社 | Conductive paste and substrate with conductive film |
| JP6473361B2 (en) | 2015-03-25 | 2019-02-20 | スタンレー電気株式会社 | Electronic device manufacturing method and electronic device |
| JP6630053B2 (en) | 2015-03-25 | 2020-01-15 | スタンレー電気株式会社 | Electronic device manufacturing method |
| JP6491032B2 (en) | 2015-04-24 | 2019-03-27 | スタンレー電気株式会社 | Manufacturing method of resistor and resistor |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07101565B2 (en) * | 1986-12-29 | 1995-11-01 | 富士通株式会社 | Copper paste composition for inner layer |
| JP3223199B2 (en) * | 1991-10-25 | 2001-10-29 | ティーディーケイ株式会社 | Method of manufacturing multilayer ceramic component and multilayer ceramic component |
| JPH0657183A (en) * | 1992-08-05 | 1994-03-01 | Murata Mfg Co Ltd | Conductive paste |
| JP3791085B2 (en) * | 1997-01-16 | 2006-06-28 | 松下電器産業株式会社 | Resistor paste, resistor using the same, and manufacturing method thereof |
| US7081214B2 (en) * | 2000-10-25 | 2006-07-25 | Harima Chemicals, Inc. | Electroconductive metal paste and method for production thereof |
| JP2004111254A (en) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Asahi Glass Co Ltd | Metal contained composition for electrical connection of electronic device |
| JP4384484B2 (en) * | 2003-12-18 | 2009-12-16 | アルプス電気株式会社 | Method for producing conductive composition |
| JP4397279B2 (en) * | 2004-06-08 | 2010-01-13 | コーア株式会社 | Resistive composition and resistor using the same |
| JP2006269558A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Nippon Steel Chem Co Ltd | Method of producing flexible laminate substrate |
| JP2006269588A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Shinshu Univ | Thick film resistor paste, thick film resistor, and manufacturing method thereof |
-
2008
- 2008-10-29 JP JP2008278265A patent/JP5503132B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010108696A (en) | 2010-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6244405B2 (en) | Composition for forming a wiring pattern | |
| JP4291857B2 (en) | Copper conductor paste, conductor circuit board and electronic components | |
| KR102488165B1 (en) | Conductive composition, method for producing a conductor, and method for forming wiring of electronic parts | |
| JP5379609B2 (en) | Copper conductor paste for filling through hole, copper conductor through hole filling board manufacturing method, copper conductor through hole filling board, circuit board, electronic component, semiconductor package | |
| KR102488162B1 (en) | Manufacturing method of conductive composition and terminal electrode | |
| JP4456612B2 (en) | Copper conductor paste, conductor circuit board and electronic components | |
| JP5503132B2 (en) | Resistor paste and resistor | |
| JP6623919B2 (en) | Conductive composition, method for producing conductor, and method for forming wiring of electronic component | |
| WO2016186185A1 (en) | Cu paste composition for forming thick film conductor, and thick film conductor | |
| JP4495740B2 (en) | Copper conductor paste, conductor circuit board and electronic components | |
| JP5215914B2 (en) | Resistor film manufacturing method, resistor film, and resistor | |
| TWI784549B (en) | Resistive element paste, its use, and manufacturing method of resistive element | |
| JP5281375B2 (en) | Resistor paste, resistor film and resistor | |
| JP2008258236A (en) | Thick-film resistor paste, and thick-film resistor and forming method thereof | |
| JP7132591B2 (en) | Conductive paste and sintered body | |
| JP2005063708A (en) | Conductive paste | |
| WO2000069218A1 (en) | Hot plate and conductor paste | |
| JPH09275002A (en) | Thick-film resistor and chip resistor using the resistor and its manufacture | |
| JP2001028290A (en) | Hot plate and conductor paste | |
| JP3773870B2 (en) | Conductive dispersion composition and conductive ceramic substrate | |
| JP2003249332A (en) | Hot plate and conductive paste | |
| JP2020155344A (en) | Conductive paste and electrode | |
| JP2006066475A (en) | Composition for forming thick film resistor, process for forming thick film resistor, and thick film resistor | |
| JP3697402B2 (en) | Conductive paste, method for preparing the same, and method for determining the firing temperature | |
| JP2006054061A (en) | Conductive paste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111026 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130408 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130430 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130701 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131119 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140124 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140203 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140311 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140314 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5503132 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |