TW201823380A - 電阻膏以及由該電阻膏的煅燒而製作的電阻體 - Google Patents

電阻膏以及由該電阻膏的煅燒而製作的電阻體 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種具有高電阻值且具有電流雜訊小的良好的電特性的無鉛的厚膜電阻體以及作為其材料的無鉛的電阻膏。一種電阻膏，其含有：包含二氧化釕的導電性粒子、不含鉛的玻璃料、有機載體及添加劑，作為所述添加劑，包含5質量%以上且12質量%以下比表面積為60 m2 /g以上且125 m2 /g以下的非晶二氧化矽。

Description

阻抗膏以及由該組抗膏膠燒結而成的阻抗體
本發明是有關於一種作為厚膜晶片電阻器或混合積體電路（Integrated Circuit，IC）等電阻體的材料而使用的電阻膏、尤其是不含鉛的電阻膏以及對電阻膏進行煅燒而製作的電阻體。
先前，作為形成電子零件的電阻體被膜的方法，通常已知有：使用包含膜形成材料的電阻膏而成膜的厚膜方式與藉由對膜形成材料進行濺鍍等而成膜的薄膜方式。該些中，厚膜方式是於將電阻膏印刷於陶瓷基板上後，藉由進行煅燒而形成電阻體的方式，該方法由於成膜所需要的設備廉價且生產性亦高，因此廣泛用於製造晶片電阻器或混合IC等電子零件所具有的電阻體。
所述厚膜方式中使用的電阻膏含有：導電性粒子及玻璃料、以及用以將該些製成適合於印刷的膏狀的有機載體。作為導電性粒子，通常使用二氧化釕（RuO2 ）或焦綠石型釕系氧化物（Pb2 Ru2 O7-X 、Bi2 Ru2 O7 ）。如此使用Ru系氧化物作為導電性粒子的原因主要在於：電阻值相對於導電性粒子的濃度而平緩地發生變化。
另外，作為玻璃料，使用硼矽酸鉛玻璃（PbO-SiO2 -B2 O3 ）或鋁硼矽酸鉛玻璃（PbO-SiO2 -B2 O3 -Al2 O3 ）等包含大量的鉛的硼矽酸鉛系玻璃。如此玻璃料使用硼矽酸鉛系玻璃的原因在於：與Ru系氧化物的潤濕性良好，熱膨脹係數接近基板的熱膨脹係數，煅燒時的黏性等合適。
於所述電阻膏中，為了改善成膜後的電阻體的特性，自從前以來一直進行含有各種添加劑的操作。例如，於專利文獻1中揭示了將進行了微細化的氧化釕粉末、具有PbO的玻璃及氧化鈮（Nb2 O5 ）與惰性載體一起混合而製作電特性優異的厚膜電阻體用電阻膏的技術。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特公昭63-035081號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，於使用Nb2 O5 作為添加劑的情況下，可以少量的添加量實現特性的提高，但由於電阻值亦明顯變化，因此存在電阻值的調整困難的問題。另外，近年來，考慮到環境保護，於電子零件中無鉛化得到發展，對於電阻膏亦要求無鉛化。另外，將所述電阻膏作為材料而製作的電子零件等存在越來越小型化、高性能化的傾向，伴隨於此對電阻膏要求可製作電阻值高且電流雜訊小的電阻體者。
本發明是鑒於所述狀況而成者，目的在於提供一種可形成具有高電阻值且可將電流雜訊抑制地小的電特性優異的無鉛的厚膜電阻體的無鉛的電阻膏。 [解決課題之手段]
本發明者對可達成所述目的的無鉛的電阻膏進行了反覆研究，結果發現藉由使電阻膏中含有特定的添加劑，即便於導電性粒子使用包含釕的無鉛的氧化物且玻璃料亦使用無鉛者的情況下，亦可製作具有良好的電特性的電阻體，從而完成了本發明。
即，本發明所提供的電阻膏為如下電阻膏，其含有：包含二氧化釕的導電性粒子、不含鉛的玻璃料、有機載體及添加劑，且所述電阻膏的特徵在於：作為所述添加劑，包含5質量%以上且12質量%以下比表面積為60 m2 /g以上且125 m2 /g以下的非晶二氧化矽。 [發明的效果]
根據本發明，可提供一種電阻膏，其可不引起鉛所帶來的環境污染而製作具有高電阻值且可將電流雜訊抑制地小的電特性優異的厚膜電阻體。
以下，對本發明的電阻膏的實施形態進行說明。關於作為所述本發明的實施形態的電阻膏中含有的導電性粒子的二氧化釕的形態，並無特別限制，可使用利用通常的製法而獲得的氧化物。其中，為了盡可能抑制藉由煅燒而形成的厚膜電阻體的電阻值的不均或電流雜訊，理想的是使所述厚膜電阻體中的導電路徑微細，為此理想的是氧化物粒子的布厄特（Brunauer-Emmett-Teller，BET）直徑的平均粒徑為1.0 μm以下。
所述電阻膏中含有的玻璃料只要為不含鉛者，則其組成並無特別限制。例如，可使用硼矽酸玻璃、鋁硼矽酸玻璃、硼矽酸鹼土類玻璃、硼矽酸鹼玻璃、硼矽酸鋅玻璃、硼矽酸鉍玻璃等。如上所述，為了使厚膜電阻體中的導電路徑微細而盡可能抑制所述厚膜電阻體的電阻值的不均或電流雜訊，較佳為玻璃料的利用雷射繞射式粒度分佈測定所得的D50（中值粒徑）為5 μm以下。
所述電阻膏中含有的有機載體可為電阻膏中通常使用者，例如可較佳地使用將乙基纖維素、丁縮醛、丙烯酸等樹脂溶解於松油醇、丁基卡必醇乙酸酯等溶劑中者。
所述電阻膏進而含有5質量%以上且12質量%以下比表面積為60 m2 /g以上且125 m2 /g以下的非晶二氧化矽（SiO2 ）作為添加劑。非晶二氧化矽具有使藉由煅燒而形成的電阻體的電阻值上升並減小電流雜訊的作用。將非晶二氧化矽的比表面積限定為60 m2 /g以上且125 m2 /g以下的原因在於：若比表面積未滿60 m2 /g則電流雜訊（dB）難以變為負數，反之若超過125 m2 /g則電阻膏的黏度變得過高而難以製備所述電阻膏。另外，將非晶二氧化矽的含量設為相對於電阻膏而為5質量%以上且12質量%以下的原因在於：若未滿5質量%則電流雜訊（dB）難以變為負數，反之即便超過12質量%電流雜訊（dB）亦難以變為負數。
所述本發明的實施形態的電阻膏的製造法並無特別制約，可藉由於輥磨機等市售的混煉裝置中秤量並裝入所述電阻膏的構成成分的規定量且進行混煉而製作。此時，導電性粒子與玻璃料的混合比例較佳為以利用質量基準的導電性粒子/玻璃料的比計為5/95～50/50左右。另外，電阻體的製作法亦無特別制約，可使用所述本發明的實施形態的電阻膏作為材料並利用與先前同樣的方法而形成。例如，可藉由利用網版印刷法等將所述電阻膏塗佈於氧化鋁基板等通常的基板上並進行乾燥後，使用傳送帶爐等於800℃～900℃左右的峰值溫度下進行煅燒，而形成無鉛的電阻體。
再者，本發明的實施形態的電阻膏除了所述必須成分以外亦可視需要添加為了調整厚膜電阻體的電特性而自先前以來通常所使用的例如分散劑、塑化劑等各種添加劑。 [實施例]
將導電性粒子、玻璃料、有機載體及添加劑以各種調配比例混合而製備多個電阻膏試樣，分別對該些試樣進行煅燒，藉此形成厚膜電阻體，並對其電特性進行評價。具體而言，導電性粒子準備藉由對氫氧化釕進行烘烤而製作的BET直徑為40 nm的RuO2 粉末。玻璃料準備如下的利用雷射繞射式粒度分佈測定所得的D50為1.9 μm的玻璃料：具有藉由利用通常的方法進行混合、熔融、驟冷、粉粹等而製作的10質量%SrO-43質量%SiO2 -16質量%B2 O3 -4質量%Al2 O3 -20質量%ZnO-7質量%Na2 O的組成。
添加劑準備比表面積分別為3 m2 /g、30 m2 /g、60 m2 /g、80 m2 /g及125 m2 /g的五種非晶SiO2 ，有機載體準備以乙基纖維素與萜品醇為主成分者。將該些RuO2 粉末、玻璃料、添加劑及有機載體以成為各種調配比例的方式進行秤量，利用三輥磨進行混煉。藉此，製作試樣1～試樣17的電阻膏。
其次，對於各試樣的電阻膏，準備使用AgPd膏而形成有電極間距離為1 mm的兩個電極的氧化鋁基板，於所述氧化鋁基板上以將所述兩電極連接的方式將電阻膏網版印刷成寬度為1 mm，於150℃下進行10分鐘乾燥後，利用傳送帶爐於峰值溫度850℃下進行9分鐘煅燒。測定以所述方式製作的厚膜電阻體的電特性（電阻值、電流雜訊）。將電阻膏的組成與藉由各膏而獲得的電阻體的特性示於下述表1中。再者，電阻值是使用吉時利（KEITHLEY）公司製造的型號2001萬用表（Model 2001 Multimeter）並利用四端子法進行測定，電流雜訊是使用昆泰克（Quan-Tech）公司製造的雜訊測試儀型號315C（Model 315C）於1/10W施加下進行測定。
[表1] 注）表中的附有*的試樣為比較例。
根據所述表1而明確般，可知：即便於使用包含廉價的RuO2 的導電性粒子與無鉛的玻璃料而形成厚膜電阻體的情況下，藉由於本發明規定的範圍內添加比表面積為60 m2 /g以上且125 m2 /g以下的非晶SiO2 作為添加劑，與不添加非晶SiO2 的情況或利用不滿足本發明的主要條件的態樣添加非晶SiO2 的情況相比，可減小電流雜訊。
無
無

Claims (4)

  1. 一種電阻膏，其含有包含二氧化釕的導電性粒子、不含鉛的玻璃料、有機載體及添加劑，且所述電阻膏的特徵在於：作為所述添加劑，包含5質量%以上且12質量%以下比表面積為60 m2 /g以上且125 m2 /g以下的非晶二氧化矽。
  2. 一種無鉛的電阻體，其是將如申請專利範圍第1項所述的電阻膏煅燒而成。
  3. 一種電子零件，其特徵在於具有如申請專利範圍第2項所述的電阻體。
  4. 一種無鉛的電阻體的製造方法，其特徵在於：藉由對如申請專利範圍第1項所述的電阻膏進行煅燒而製作電阻體。
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