JPH02265208A - Composition for manufacture of resistor - Google Patents

Composition for manufacture of resistor

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Publication number
JPH02265208A
JPH02265208A JP1085801A JP8580189A JPH02265208A JP H02265208 A JPH02265208 A JP H02265208A JP 1085801 A JP1085801 A JP 1085801A JP 8580189 A JP8580189 A JP 8580189A JP H02265208 A JPH02265208 A JP H02265208A
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JP
Japan
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resistor
tungsten
glass frit
metal
borides
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Pending
Application number
JP1085801A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Juichi Nishii
西井 重一
Isao Takada
功 高田
Naoki Ishiyama
直希 石山
Hitomi Moriwaki
森脇 仁美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エレクトロニクス分野の抵抗体を製造するた
めに用いる組成物に関し、特に銅伝導体と適合でき且つ
実質的に非酸化性の雰囲気中で焼成可能な抵抗体製造用
組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a composition used for manufacturing resistors in the electronics field, and in particular to a composition compatible with copper conductors and in a substantially non-oxidizing atmosphere. The present invention relates to a composition for manufacturing a resistor that can be fired at

[従来の技術] 現在のマイクロエレクトロニクス部品の回路形成には、
アルミナ基板等の絶縁基板上に、AuやA g / P
 d等の貴金属系(厚膜)導体と共にRuO2やBi2
Ru2O7等の酸化ルテニウム系(厚膜)抵抗体か空気
中で焼き付けられて用いられている。
[Prior art] Current circuit formation for microelectronic components involves
Au or Ag/P on an insulating substrate such as an alumina substrate.
RuO2 and Bi2 along with noble metal (thick film) conductors such as
A ruthenium oxide (thick film) resistor such as Ru2O7 is baked in air and used.

一方、最近では、マイクロエレクトロニクス部品の小型
化、高速化、高精度化、及びコストダウンの要求が強く
、貴金属系導体の代わりに卑金属のCuを導体として用
いるCuシステムの実用化が求められている。これは、
Cすか極めて導電性が高く、Ag系のようなマイグレー
ションを起こさず、ハンダ、性にも優れており、価格の
低減も期待できるためである。
On the other hand, in recent years, there has been a strong demand for microelectronic components to be smaller, faster, more accurate, and to reduce costs, and there is a need for practical use of Cu systems that use base metal Cu as a conductor instead of noble metal conductors. . this is,
This is because C has extremely high conductivity, does not cause migration like Ag-based materials, has excellent solderability, and can be expected to reduce costs.

しかし、Cu導体は、酸化すると導電効率を減するため
、不活性雰囲気または還元性雰囲気で焼成する必要があ
る。一方、Cu導体を前述のような酸化ルテニウム系抵
抗体と共に不活性又は還元性の雰囲気で焼成する場合、
酸化ルテニウム系抵抗体が金属ルテニウムに還元されて
しまい、所望の抵抗体を得ることができない。
However, Cu conductors need to be fired in an inert or reducing atmosphere because oxidation reduces their conductive efficiency. On the other hand, when firing a Cu conductor together with a ruthenium oxide resistor as described above in an inert or reducing atmosphere,
The ruthenium oxide-based resistor is reduced to metal ruthenium, making it impossible to obtain the desired resistor.

酸化ルテニウム系抵抗体を空気中焼成により形成した後
に、600℃程度の不活性雰囲気焼成でCu導体を形成
する二元焼成法によって、金属ルテニウムへの還元を抑
える方法も提案されている。
A method of suppressing reduction to metallic ruthenium has also been proposed using a binary firing method in which a ruthenium oxide-based resistor is formed by firing in air and then a Cu conductor is formed by firing in an inert atmosphere at about 600°C.

しかし、この方法にはCu導体と酸化ルテニウム系抵抗
体との間の接触不良の問題がある。さらに、Cu導体の
優れた導電性を生かすには、このような600°C程度
の焼成温度では低いのであって、Ca粉が最適な焼結状
態になる900℃付近で焼成できる抵抗ペーストが要求
されている。
However, this method has the problem of poor contact between the Cu conductor and the ruthenium oxide resistor. Furthermore, in order to take advantage of the excellent conductivity of Cu conductors, a resistance paste that can be fired at around 900°C, where the Ca powder is in an optimal sintered state, is required, since the firing temperature of about 600°C is too low. has been done.

900℃付近の非酸化性雰囲気焼成が可能で、Cu導体
と共に使うことができる抵抗体としては、これまでに、
LaB6系、T a / T a N系、S n02系
等の抵抗ペーストか提案され、一部実用化の検討がなさ
れている。しかし、前記空気中焼成の酸化ルテニウム系
抵抗体のような優れた特性のものは得られていない。
So far, resistors that can be fired in a non-oxidizing atmosphere at around 900°C and can be used with Cu conductors include:
Resistance pastes such as LaB6 series, Ta/TaN series, and Sn02 series have been proposed, and some are being considered for practical use. However, it has not been possible to obtain excellent characteristics such as the above-mentioned ruthenium oxide resistor fired in air.

更に、これらの非酸化性雰囲気焼成用抵抗ベーストでは
、IOKΩ/口付近を境界にして、低抵抗用(LaBe
系やT a / T a N系)と高抵抗用(Sn02
系)とで異なった導電成分の抵抗ペーストを使い分けな
ければならず、前記酸化ルテニラム系抵抗体のように1
0〜1o6Ω/口の広い抵抗範囲を同種の導電成分の抵
抗ペーストでカバーすることができない問題点がある。
Furthermore, in these resistance bases for firing in a non-oxidizing atmosphere, a low resistance base (LaBe
type and T a / T a N type) and high resistance type (Sn02
It is necessary to use resistor pastes with different conductive components depending on the type of resistor, such as the ruthenyl oxide resistor mentioned above.
There is a problem in that a wide resistance range of 0 to 106 Ω/hole cannot be covered by a resistive paste having the same type of conductive component.

さらに、ハイブリッドIC″′cRも使用頻度が高い]
、OKΩ/口付近の抵抗体の特性が実用化レベルに達し
ていない問題点もある。
Furthermore, hybrid IC'''cR is also frequently used]
, OKΩ/There is also a problem that the characteristics of the resistor near the mouth have not reached a practical level.

米国特許第4.420.338号は導電成分として金属
ホウ化物、又カラスフリットとしてV、N b 、 T
 a、及びW等の還元性金属酸化物を5モル5′5以下
含有するアルカリ土Mホウ酸塩カラスを牙む抵抗体を開
示している。このカラスフリット中の還元性金属酸化物
はTCR(電気抵抗の温度I7I数)特性の改達のなめ
に加えられている。しがし、特開昭62−122101
で指摘されているように、この抵抗体には再焼成の際に
著しい抵抗値の低下かあって、加工不安定性が問題点と
されている。
U.S. Pat. No. 4,420,338 uses metal borides as conductive components and V, N b , T as glass frits.
Discloses a resistor containing an alkaline earth M borate glass containing 5 moles or less of reducing metal oxides such as a, and W. The reducing metal oxide in this glass frit is added to improve the TCR (temperature I7I number of electrical resistance) characteristics. Shigashi, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-122101
As pointed out in , this resistor has a significant drop in resistance value during re-firing, and processing instability is a problem.

特開昭62−122101では、LaB6に代表される
金属水ホウ化物のf6t 4111粒子を導電粉として
用い、Ta205を30〜5モル%溶解した結晶性カラ
スをガラスフリット中に含む抵抗体がjm示されている
。この低抗体では、結晶性ガラス中のTa205が、金
属水ホウ化物によりT a B 2やCaTa011に
変化し、抵抗特性の安定化に寄与するか、5モル%以下
ではCaTa0Nが形成されないとしている。更に、T
a205以外の還元性金属酸化物はガラスの2モル%以
下好ましくはガラスの1モル%以下にすべさとしている
。ここに、Ta205以外の還元性酸化物として、Cr
203 、Mn01Nip、Fed、V205、Na0
2Zn、O,に20、CdO,PbO1B i 203
 、WO3、Nb205 、MoO3等をあげている。
In JP-A No. 62-122101, a resistor containing crystalline glass in which 30 to 5 mol% of Ta205 was dissolved in a glass frit was developed using f6t 4111 particles of a metal hydroboride represented by LaB6 as a conductive powder. has been done. In this low antibody, Ta205 in the crystalline glass is changed to T a B 2 or CaTa011 by the metal hydroboride and contributes to stabilizing the resistance characteristics, or CaTa0N is not formed at 5 mol % or less. Furthermore, T
The amount of reducing metal oxides other than a205 should be 2 mol % or less, preferably 1 mol % or less of the glass. Here, as a reducing oxide other than Ta205, Cr
203, Mn01Nip, Fed, V205, Na0
2Zn, O, 20, CdO, PbO1B i 203
, WO3, Nb205, MoO3, etc.

このようにTa205以外の還元性酸化物を制限するの
は、これらの存在により、導電成分であるLaB6とT
aB2.あるいは、反応生成物のCaTa011のコン
トロールが困難となり、結果として電気特性の制御が困
難になるためと予惣される。
The reason why reducible oxides other than Ta205 are limited in this way is that their presence limits the conductive components LaB6 and T.
aB2. Alternatively, it is predicted that it becomes difficult to control the reaction product CaTa011, and as a result, it becomes difficult to control the electrical characteristics.

しかし、このように還元性酸化物をコントロールしても
、特FM昭62−122101の抵抗体の電気特性は、
前記空気中焼成の酸化ルテニウム系抵抗体よりは、劣っ
ているのが現状であり、特に10に07口付近より高い
抵抗範囲のものを製造することか困難である。
However, even if the reducing oxide is controlled in this way, the electrical characteristics of the resistor of the special FM 1986-122101 are
At present, it is inferior to the air-fired ruthenium oxide resistor, and it is particularly difficult to manufacture one with a resistance range higher than around 10 to 07.

[発明が解決しようとする課題] Cu導体と一緒に使えて実質的に非酸化性の雰囲気中で
焼成可能な抵抗ペーストはまだ開発段階であり、空気中
焼成用の酸化ルテニウム系抵抗体ペーストに匹敵するも
のは得られていない。
[Problem to be solved by the invention] Resistance pastes that can be used with Cu conductors and can be fired in a substantially non-oxidizing atmosphere are still in the development stage, and ruthenium oxide-based resistor pastes for firing in air are still in development. Nothing comparable has been found.

また、上記の々口く提案されている900℃付近の非酸
化性雰囲気で焼成可能な金属穴ホウ化物系の抵抗ペース
トも、空気中焼成用の酸化ルテニウム系抵抗体ペースト
の抵抗体特性には及ばない、特に、IOKΩ/口付近よ
り高抵抗範囲での金属穴ホウ化物系抵抗ペーストの使用
は困難であり、実用上の大きな不安を残している。
In addition, the metal-hole boride-based resistance paste that can be fired in a non-oxidizing atmosphere at around 900°C, which has been proposed many times above, does not have the same resistance characteristics as the ruthenium oxide-based resistor paste that can be fired in air. In particular, it is difficult to use metal-hole boride-based resistance pastes in a higher resistance range than around IOKΩ/Ω, and there remains great concern in practical terms.

[課題を解決するための手段] 上記問題点を解決するために、本発明では、(a)希土
類ホウ化物、アルカリ土類ホウ化物、周期律表IV a
族のホウ化物、およびVa族のホウ化物からなる群から
選ばれた一種以上の金属ホウ化物、(b)タングステン
酸化物およびタングステンホウ化物から選ばれた一種以
上のタングステン化合物、(c)タングステン酸化物を
含有するガラスフリット、および(d)有機ビヒクルを
構成成分とし、前記タングステン化合物とカラスフリッ
ト中のタングステン酸化物の量か、合計で、前記ガラス
フリットの5モル%を越えるが30モル%を越えず、そ
して前記金属ホウ化物に対して、モル比で、5〜0.2
5になっていて、jT+1伝導体と適合でき且つ実質的
に非酸化性の雰囲気中で焼成可能な低抗体製造用組成物
を見比だした。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, (a) rare earth boride, alkaline earth boride, periodic table IV a
(b) one or more tungsten compounds selected from tungsten oxide and tungsten boride; (c) tungsten oxide; and (d) an organic vehicle, the amount of the tungsten compound and the tungsten oxide in the glass frit, in total, exceeds 5 mol% but 30 mol% of the glass frit. and the molar ratio to the metal boride is 5 to 0.2.
5, is compatible with jT+1 conductors, and can be fired in a substantially non-oxidizing atmosphere.

[作用] 厚膜技術で使われる抵抗ベース1〜は、一般に、導電粉
、カラスフリットおよび有機ビヒクルを構成成分として
、三本ロールミル等で前記構成成分を混疎しペースト化
した後、スクリーン印刷法等でアルミナ基板上に回路パ
ターンを形成し、乾燥、焼成して所望の抵抗体とされる
[Function] Resistor bases 1 to 1 used in thick film technology generally consist of conductive powder, glass frit, and organic vehicle, and after mixing the components into a paste using a three-roll mill or the like, screen printing is performed. A circuit pattern is formed on the alumina substrate using a method such as the above, and is dried and fired to form a desired resistor.

本発明の抵抗体製造用組成物では、導電粉の構成成分が
金属ホウ化物とタングステン化合物とからなる。
In the resistor manufacturing composition of the present invention, the conductive powder consists of a metal boride and a tungsten compound.

金属ホウ化物としては、L、aB6、CeB6等の希土
類ホウ化物、BaB6.5r86等のアルカリ土類ホウ
化物、TiB2、Zr82等の周期律表IV a族のホ
ウ化物、VB2 、NbB2等<17)Va族のホウ化
物から選ばれた一種以上の金属ホウ化物か使用できる。
Examples of metal borides include rare earth borides such as L, aB6, and CeB6, alkaline earth borides such as BaB6.5r86, borides of group IV a of the periodic table such as TiB2 and Zr82, VB2, NbB2, etc.<17) One or more metal borides selected from Group Va borides can be used.

これらの金属ホウ化物は、通常はボールミル等の粉砕機
を使って微粉化される。
These metal borides are usually pulverized using a pulverizer such as a ball mill.

特に、微粉化後のLaB6は、平均径が5〜0゜1μm
であることが必要で、2〜0,1μmの平均径のものか
好ましい、平均径を5μm以下とする理由は、本発明で
は、金属ホウ化物と後述の微細なタングステン化合物と
から実質的に非酸化性の雰囲気中での焼成により生成す
る導電性生成物か重要でりす、金属ホウ化物の平均径か
5μ■1より大きいと均一な導電性生成す勿を得ること
が困難になることにある。逆に、平均径を0.1μ丁n
以上とする理由は、金属ホウ化物は1.6t h’fJ
なほど好ましいが、0.1μmより小さな平均径にする
には、極めて長時間の粉砕時間を要する上、粉砕U(か
らの汚染も無視できなくなり実用的でないことにある。
In particular, the average diameter of LaB6 after pulverization is 5 to 0°1 μm.
The reason why the average diameter is preferably 5 μm or less is that the metal boride and the fine tungsten compound described below are substantially free from the metal boride and the fine tungsten compound described below. It is important to note that the conductive products produced by firing in an oxidizing atmosphere are important; if the average diameter of the metal boride is larger than 5 μm, it will be difficult to obtain uniform conductivity. . Conversely, the average diameter is 0.1 μm
The reason for the above is that the metal boride is 1.6t h'fJ
However, in order to obtain an average diameter smaller than 0.1 μm, an extremely long grinding time is required, and contamination from the grinding U (U) cannot be ignored, making it impractical.

次に、タングステン化合物としては、W O3、WO2
、W2 B、W285等のタングステン酸化物やタング
ステンホウ化物等から選択されたものを使うことができ
る。これらは、非酸化性雰囲気中800〜950℃の焼
成により前記金属ホウ化物と反応して、タングステンホ
ウ化DJ(W2B、W2B5等)とタングステンのいず
れが一種、またはこれらの混合物からなる導電物を抵抗
体中に生成する。
Next, as tungsten compounds, WO3, WO2
, W2 B, W285, etc., tungsten boride, etc. can be used. These react with the metal boride by firing at 800 to 950°C in a non-oxidizing atmosphere to form a conductive material consisting of either tungsten boride DJ (W2B, W2B5, etc.) or tungsten, or a mixture thereof. Generates in resistor.

抵抗体中にこれら導電物を均一に析出させ、安定な導電
パスを形成するなめには、タングステン化合物の平均径
は1μm以下であることか必要で、特にWO3は0.1
μm以下の超微粉が良い。タングステン化合物の平均径
が1μmより大きい場合は、金属ホウ化物との不均一な
反応か生じ、抵抗体中に均一な導電パスを形成すること
が困難となり、所望の低抗体特性を得ることができない
In order to uniformly deposit these conductors in the resistor and form a stable conductive path, the average diameter of the tungsten compound must be 1 μm or less, and in particular, WO3 must have a diameter of 0.1 μm or less.
Ultrafine powder of μm or less is preferable. If the average diameter of the tungsten compound is larger than 1 μm, a non-uniform reaction with the metal boride will occur, making it difficult to form a uniform conductive path in the resistor, making it impossible to obtain the desired low antibody characteristics. .

さらに、本発明では、タングステン酸化物をカラスフリ
ットの構成成分として含ませている。
Furthermore, in the present invention, tungsten oxide is included as a constituent of the glass frit.

これは、カラスフリットの構成成分にタングステン酸化
物を用いることにより勝れた抵抗体特性か得られること
、具体的にはタングステン化合物およびタングステンホ
ウ化物から選ばれた一種以−Lのタングステン化合物と
ガラスフリット中のタングステン酸化物との量が、合計
で、カラスフリッ1〜の5モル%を越えるが30モル%
を越えないように調整することにより、勝れた抵抗体特
性が得られることを見出だしたことに基づいている。
This means that excellent resistor properties can be obtained by using tungsten oxide as a constituent of the glass frit, and specifically, tungsten compounds of one or more selected from tungsten compounds and tungsten borides and glass. The total amount of tungsten oxide in the frit exceeds 5 mol% of Karas Frit 1 to 30 mol%
This is based on the discovery that excellent resistor characteristics can be obtained by adjusting the resistance so as not to exceed .

カラスフリッ1〜の構成成分にタングステン酸化物が存
在しない場合でも、タングステン酸化物またはタングス
テンホウ化物から選択された一種以上のタングステン化
合物が金属ホウ化物と反応することにより、抵抗体中に
均一な導電パスを形成して、実質的に非酸化性雰囲気中
で焼成可能な抵抗体組成物を作ることは可能である。し
かし、カラスフリッ1への構成成分にタングステン酸化
物を用いることにより、特にlkΩ/−以上の高LIJ
t領域での抵抗体特性(特にTCRやノイズ)か大幅に
改良されるのである。
Even if tungsten oxide is not present in the constituent components of Glass Flip 1~, one or more tungsten compounds selected from tungsten oxide or tungsten boride react with the metal boride to create a uniform conductive path in the resistor. It is possible to form a resistor composition which can be fired in a substantially non-oxidizing atmosphere. However, by using tungsten oxide as a component of the glass flip 1, a high LIJ of more than lkΩ/- can be achieved.
The resistor characteristics (especially TCR and noise) in the t region are greatly improved.

尚、前記タングステン化合物としてタングステン酸化物
を用いる場合は、そのタングステン酸化物の一部らしく
は全量がガラスフリット中に含有されていてら槽わない
Incidentally, when tungsten oxide is used as the tungsten compound, a part or all of the tungsten oxide is contained in the glass frit, so it is not removed.

本発明に用いられるガラスフリットとしては、WO3=
 Bad、Cab、SrO,MgO,S j02.82
03 、ZrO2、TiO2、Al2O3等の複5りの
酸化物を構成成分とするものを1更用することかできる
。このうち、特に、W O3を必ずfり有することか・
必要である6例えば、WO3が0.1〜15モル?5、
BaOなどのアルカリ土類酸化物か10〜40モル% 
[3203か15〜35モル%、5i02か25〜50
モル%、そしてZrO2と置換可能な5n02 、Ti
O2など71価の金属酸化物が10モル%以下である金
属酸(ヒ物を構成成分とするものなどを使用できる。
As the glass frit used in the present invention, WO3=
Bad, Cab, SrO, MgO, S j02.82
03, ZrO2, TiO2, Al2O3, etc., may be used. Among these, in particular, it is necessary to have at least one W O3.
Is WO3 necessary?6 For example, 0.1 to 15 moles of WO3? 5,
Alkaline earth oxide such as BaO or 10 to 40 mol%
[3203 or 15-35 mol%, 5i02 or 25-50
mol%, and 5n02, which can replace ZrO2, Ti
A metal acid containing 10 mol % or less of a 71-valent metal oxide such as O2 (such as one containing arsenic as a constituent) can be used.

前、述のようにタングステン酸化物およびタングステン
ホウ化物から選ばれた一種以上のタングステン化合物と
ガラスフリット中のタングステン酸化物との星は、合計
で、ガラスフリントの5モル%を越えるか30モル%を
越えないように調整することが必要である。タングステ
ン化合物とガラスフリット中のタングステン酸化物の合
計量がガラスフリットの5モル%以下あるいは30モル
%以上となる場合は、金属ホウ化物との不均一な反応か
生じ、抵抗体中に均一な導フーバスを形成することが困
難となり、所望の抵抗体特性を得ることかできないので
ある。
As mentioned above, the combination of one or more tungsten compounds selected from tungsten oxide and tungsten boride and tungsten oxide in the glass frit is more than 5 mol% or 30 mol% of the glass flint. It is necessary to make adjustments so that it does not exceed. If the total amount of tungsten compound and tungsten oxide in the glass frit is less than 5 mol% or more than 30 mol% of the glass frit, a non-uniform reaction with the metal boride may occur, resulting in uniform conductivity in the resistor. It becomes difficult to form a hubus, and it is only possible to obtain desired resistor characteristics.

さらに、タングステン化合物とカラスフリット中のタン
グステン酸化物の合計量は、金属ホウ化物に対するモル
比で、5〜0,25の範囲が必要で、2〜0.3の範囲
か好ましい。このモル比が5を越えると未反応のタング
ステン化合物が多く残ったり、ガラス成分との反応によ
って、例えばB a W 04等の生成物が増え、導電
に寄与する導電物が少なくなったりするために、抵抗体
の抵抗特性か悪くなる。逆に、上記モル比か0.25よ
り少ないと、タングステン化合物と金属ホウ化物の反応
によって生成する導電物が少なく、導電に寄与するのは
主に未反応の金属ホウ化物であり、タングステン化合物
添加の効果か認められず、高抵抗領域での抵抗特性が悪
くなる。
Furthermore, the total amount of the tungsten compound and the tungsten oxide in the glass frit must be in the range of 5 to 0.25, preferably in the range of 2 to 0.3, in molar ratio to the metal boride. If this molar ratio exceeds 5, a large amount of unreacted tungsten compounds will remain, or products such as B a W 04 will increase due to reaction with glass components, and the amount of conductive material that contributes to electrical conductivity will decrease. , the resistance characteristics of the resistor become worse. On the other hand, if the above molar ratio is less than 0.25, the amount of conductive material generated by the reaction between the tungsten compound and the metal boride is small, and it is mainly the unreacted metal boride that contributes to conductivity, and the addition of the tungsten compound This effect is not recognized, and the resistance characteristics in the high resistance region deteriorate.

又、本発明におけるタングステン化合物と金属ホウ化物
の合計重量とガラスフリットの@量比は5/95〜60
/40、好ましくは10/90〜50150である。こ
れは、タングステン化合物と金属ホウ化物の合計重量が
ガラスフリットの機能に影響するからである。ガラスフ
リットは、実質的に非酸化性雰囲気中の焼成における軟
化、流動、焼結の際に、抵抗体中に導電ネットワーク形
成を助け、導電物とガラス凰による抵抗調整の役割と、
基板と抵抗体を接着させる役割と、膜強度の向上の役割
とを果たしている。上記重量比が60/40より大きい
と、膜強度及び基板との接着強度か得られず、5/95
より小さいと適当な導電ネットワークが形成されず適当
な導電ネットワークか形成されず、所望の抵抗特性が得
られない。
Further, in the present invention, the ratio of the total weight of the tungsten compound and metal boride to the glass frit is 5/95 to 60.
/40, preferably 10/90 to 50,150. This is because the combined weight of the tungsten compound and metal boride affects the functionality of the glass frit. The glass frit helps form a conductive network in the resistor during softening, flow, and sintering during firing in a substantially non-oxidizing atmosphere, and the conductor and glass frit play a role in adjusting resistance.
It plays the role of bonding the substrate and the resistor and the role of improving film strength. If the above weight ratio is larger than 60/40, only the film strength and the adhesive strength with the substrate can be obtained, and 5/95
If it is smaller, an appropriate conductive network will not be formed, and desired resistance characteristics will not be obtained.

カラスフリットは、通常の方法によって製造することが
でき、BaCO3やMgO等の構成成分の炭酸塩や酸化
物を所望の割合で混合し、加熱溶融し、急冷後ボールミ
ル等による粉砕すれば良く、平均径を5μm程度に調整
したものが好ましい。
Glass frit can be manufactured by a normal method, and it is sufficient to mix carbonates and oxides of constituent components such as BaCO3 and MgO in the desired ratio, heat and melt, rapidly cool, and then crush with a ball mill etc. It is preferable that the diameter is adjusted to about 5 μm.

尚、本発明では、前述のように反応によりタングステン
ホウ化物やタングステンが抵抗体中に導電粉として生成
されるが、最初からこれらのタングステンホウ化物やタ
ングステン粉末を抵抗ペーストの構成成分とした場合は
、導電粉とガラスフリットとのぬれ性が悪く、又導電粉
が凝集しやすいため、本発明のような非酸化性雰囲気中
焼成によって得られる均一な導電パスを得ることは困難
である。
In the present invention, tungsten boride and tungsten are generated as conductive powder in the resistor through the reaction as described above, but if these tungsten boride and tungsten powder are used as constituent components of the resistor paste from the beginning, Since the wettability between the conductive powder and the glass frit is poor and the conductive powder tends to aggregate, it is difficult to obtain a uniform conductive path obtained by firing in a non-oxidizing atmosphere as in the present invention.

本発明で使用する有機ビヒクルは特定のものである必要
はなく、抵抗ペーストを製造するのに一般に使用される
ものでよい。有機ビヒクルは、溶剤、樹脂及び微量の添
加剤を構成成分とし、上述の金属ホウ化物、タングステ
ン化合物およびカラスフリットを均一に分散させてペー
スト状にし、このようにして得られた抵抗ペーストをス
クリーン印刷により基板上に所定の回路パターンを形成
し、乾燥することができるものか良い。また、溶剤とし
ては、その例として、アルコール類、エステル類、エー
テル類、ケトン類等をあげることができ、例えば、テル
ピネオール、プロピオン酸エチル、ジエチルジブチルエ
ーテル、メチルエチルゲトン等を使うことができる。樹
脂としては、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロ
ース等のセルロース系樹脂やブチルメタアクリレート、
メチルメタアクリレート等のアクリル系樹脂等を使うこ
とができる。添加剤としては、レシチンやステアリン酸
などがペーストの粘膜調整用などの目的で使うことがで
きる。ビヒクル中の樹脂成分は、通常1〜50重量%と
するのが良い。
The organic vehicle used in the present invention does not have to be specific and can be one commonly used to make resistive pastes. The organic vehicle consists of a solvent, a resin, and a small amount of additives, and the above-mentioned metal boride, tungsten compound, and glass frit are uniformly dispersed into a paste, and the resulting resistance paste is screen printed. It is preferable if a predetermined circuit pattern can be formed on the substrate using the method and then dried. Further, examples of the solvent include alcohols, esters, ethers, ketones, etc., and for example, terpineol, ethyl propionate, diethyl dibutyl ether, methyl ethyl getone, etc. can be used. Examples of the resin include cellulose resins such as ethyl cellulose and nitrocellulose, butyl methacrylate,
Acrylic resin such as methyl methacrylate can be used. As additives, lecithin, stearic acid, and the like can be used for purposes such as adjusting the mucous membranes of the paste. The resin component in the vehicle is usually preferably 1 to 50% by weight.

尚、有機ビヒクルは、抵抗体製造用組成物全体の20〜
40重量%であり、ビヒクルが多すぎても、少なすぎて
もスクリーン印刷により適当な抵抗体パターンが得られ
ない、ビヒクルは、乾燥及び焼成過程で揮発又は分解し
て消失する。
Incidentally, the organic vehicle accounts for 20 to 20% of the entire composition for producing a resistor.
The amount of the vehicle is 40% by weight, and if the amount of the vehicle is too much or too little, a suitable resistor pattern cannot be obtained by screen printing.The vehicle evaporates or decomposes and disappears during the drying and baking process.

[実施例] 実施例1 LaB6  (新日本金属(株)製、Fグレード)をエ
タノール溶媒中で、ジルニコアボール(5mmφ)を用
いて、ボールミル粉砕し、BET平均径0、)3μmの
LaB6を使用した。WO3(東京鉄鋼(株)製)は、
平均径0.03μmの超微粉を用いた。
[Example] Example 1 LaB6 (manufactured by Shin Nippon Metal Co., Ltd., F grade) was ball milled in an ethanol solvent using a Zirnicore ball (5 mmφ) to obtain LaB6 with a BET average diameter of 0, 3 μm. used. WO3 (manufactured by Tokyo Tekko Co., Ltd.) is
Ultrafine powder with an average diameter of 0.03 μm was used.

使用したカラスフリットは、第1表に示す組成(モル%
)を有し、平均粒径が約5μmの粉末の形であった。
The glass frit used had the composition shown in Table 1 (mol%
) and was in the form of a powder with an average particle size of about 5 μm.

ガラスフリッ aO i 02 r02 O3 1表 ト   NO,(1)       NO,(2)27
゜8  27.0 38.5  37゜3 26.8  26゜0 4、4   4.2 2.5   5.5 NO,(3) 25.7 35.5 24.8 4.0 9.9 ビヒクルは、7容剤1としてテルピネオールとしてエチ
ルセルロースからなるものを用いた。
Glass frit aO i 02 r02 O3 1 table NO, (1) NO, (2) 27
゜8 27.0 38.5 37゜3 26.8 26゜0 4, 4 4.2 2.5 5.5 NO, (3) 25.7 35.5 24.8 4.0 9.9 Vehicle used ethyl cellulose as terpineol as 7-container formulation 1.

ヒヒクルを抵抗ペーストの331t%として、L a 
R6 − WO3 、ガラスフリット及びビヒクルを第
2表に示す割合で混合し、三本ロールミルでペーストと
しな。このペーストを通常のN膜法にしたがって、前も
ってCu電極を形成しであるアルミナ基板上に膜厚的4
0μmのパターンを形成し、30分間のレベリング後1
20℃で10分間乾燥し、窒素雰囲気のベルトコンベア
炉で焼成して抵抗体を形成した。焼成は、最高温度90
0°Cで10分間保持し、全体で1時間の焼成時間とな
るように行った。
When the vehicle is 331t% of the resistance paste, L a
R6-WO3, glass frit, and vehicle were mixed in the proportions shown in Table 2 and made into a paste using a three-roll mill. This paste is applied to an alumina substrate with a film thickness of 4 mm using the normal N film method, with a Cu electrode formed in advance.
After forming a 0 μm pattern and leveling for 30 minutes,
It was dried at 20° C. for 10 minutes and fired in a belt conveyor furnace in a nitrogen atmosphere to form a resistor. The maximum temperature for firing is 90
The temperature was maintained at 0°C for 10 minutes, resulting in a total firing time of 1 hour.

抵抗値の変動係数(CV)は、以下に示した式を用いて
算出した。
The coefficient of variation (CV) of the resistance value was calculated using the formula shown below.

ここで: n−試料数 R1−試料iの抵抗値(Ω/口) 抵抗の温度係数(TCR)は、−55°C、25°C、
125”Cの各々の抵抗値を測定して、以下の式を用い
て冷時温度係数(CT(、R)と熱時温度係数(HTC
R)を算出した。
Where: n - Number of samples R1 - Resistance value of sample i (Ω/mouth) Temperature coefficient of resistance (TCR) is -55°C, 25°C,
125"C, and calculate the cold temperature coefficient (CT(,R) and hot temperature coefficient (HTC) using the following formula.
R) was calculated.

ここで: R   ニー5 5℃での抵抗値(Ω/口)
R  : 25°Cでの抵抗値(Ω2/′口)R   
:125”Cでの抵抗値(Ω/口)Ef Aノイズは、
ノイズメーター(Quan−Tach社製)を使用して
測定した。
Where: R Knee 5 Resistance value at 5℃ (Ω/mouth)
R: Resistance value at 25°C (Ω2/' mouth) R
: Resistance value (Ω/mouth) at 125”C Ef A noise is:
It was measured using a noise meter (manufactured by Quan-Tach).

抵抗膜の接着速度は、粘着テーフ゛テストにより、tl
J^1状態から評価しな.その結果を第2表に示す。
The adhesion speed of the resistive film was determined by the adhesive tape test.
Evaluate from the J^1 state. The results are shown in Table 2.

L蚊血止 第2表には、タングステン化合物とガラスフリット中の
タングステン酸化物との合計量かカラスフリットの5モ
ル%以下あるいは30モル%以上であるという点、又は
タングステン化合物とカラスフリット中のタングステン
酸化物との合計量が金属ホウ化物に対するモル比で5〜
0.25の範囲にないという点では本発明の特許請求範
囲外であるが、同様に作製された比較例I(*を付す)
も−緒に示されている。
L Mosquito Hemostasis Table 2 states that the total amount of the tungsten compound and tungsten oxide in the glass frit is 5 mol% or less or 30 mol% or more of the glass frit, or that the tungsten compound and the tungsten oxide in the glass frit are The total amount of tungsten oxide is 5 to 5 molar ratio to metal boride.
Although it is outside the scope of the claims of the present invention in that it is not within the range of 0.25, Comparative Example I (marked with *) was produced in the same manner.
It is also shown together.

第2表から明らかなように、比較例Iは、CV値か大き
く、TCRの値かマイナスに大きすぎるか、あるいは膜
強度か低く、実用に耐え難い抵抗体である。−古本発明
の抵抗ペーストから得られた低抗体は.、良好な抵抗体
特性を示している。
As is clear from Table 2, Comparative Example I has a large CV value, a negative TCR value, or a low film strength, making it a resistor that cannot be put to practical use. -Low antibodies obtained from the resistance paste of the old invention. , showing good resistor characteristics.

天上ヨ吐1 TiB2、NlフB2及びW2 BSは新日本金属(株
)製の粉末を、またWO2、Ce BS 、及び5rB
6は(株)高純度化学研究断裂の粉末を原料とし、これ
らの粉末を実施例1と同様にボールミルを用いて0.3
〜0.8μmのB E ”r’平均径まで粉砕して用い
た以外は、実施例1と同様に抵抗ペーストを製造し、ア
ルミナ基板に回路パターンをスクリーン印刷した後に、
窒素雰囲気焼成より得られた抵抗体を評価した。その結
果を第3表に示す。
TiB2, Nl, B2, and W2 BS were powders manufactured by Shin Nippon Metal Co., Ltd., and WO2, Ce BS, and 5rB
6 is made from powders manufactured by Kojundo Kagaku Kenkyusha Co., Ltd., and these powders are milled using a ball mill in the same manner as in Example 1.
A resistive paste was produced in the same manner as in Example 1, except that it was ground to an average B E "r' diameter of ~0.8 μm, and after screen-printing a circuit pattern on an alumina substrate,
The resistor obtained by firing in a nitrogen atmosphere was evaluated. The results are shown in Table 3.

工豊■ユ 第3表には、タングステン化合物とガラスフリット中の
タングステン酸化物との合計量がガラスフリットの5モ
ル%以下あるいは30モル%以上であるという点、又は
タングステン化合物とガラスフリット中のタングステン
酸化物との合計量が金属ホウ化物に対するモル比で5〜
0.25の範囲にないという点では本発明の特許請求範
囲外であるが、実施例2と同様に作製された比較例2(
*を付す)も−緒に示す。
Koho ■Yu Table 3 states that the total amount of the tungsten compound and tungsten oxide in the glass frit is 5 mol% or less or 30 mol% or more of the glass frit, or that the tungsten compound and the tungsten oxide in the glass frit are The total amount of tungsten oxide is 5 to 5 molar ratio to metal boride.
Although it is outside the scope of the claims of the present invention in that it is not within the range of 0.25, Comparative Example 2 (produced in the same manner as Example 2)
*marked) are also shown together.

第3表から明らかなように、比較例2はCV値か大きく
、TCHの値がマイナスに大きすぎるか、あるいは膜強
度が弱く実用に耐え難い抵抗体である。−六本発明の抵
抗ペーストから得られた抵抗体は、良好な抵抗体特性を
示している。
As is clear from Table 3, Comparative Example 2 has a large CV value, a negative TCH value that is too large, or a resistor whose film strength is too weak to withstand practical use. -6 The resistor obtained from the resistor paste of the present invention exhibits good resistor characteristics.

[発明の効果] 以上のように、本発明による抵抗体製造用組成物は、実
質的に非酸化性の雰囲気中で焼成が可能であり、101
〜106Ω/口の広い抵抗範囲をカバーすることかでき
、銅伝導体と共に使うことができる。
[Effects of the Invention] As described above, the composition for manufacturing a resistor according to the present invention can be fired in a substantially non-oxidizing atmosphere, and has a
It can cover a wide resistance range of ~106 ohms/mouth and can be used with copper conductors.

特許出願人 住友金属鉱山株式会社Patent applicant: Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (a)希土類ホウ化物、アルカリ土類ホウ化物、周期律
表IVa族のホウ化物、およびVa族のホウ化物からなる
群から選ばれた一種以上の金属ホウ化物、(b)タング
ステン酸化物およびタングステンホウ化物から選ばれた
一種以上のタングステン化合物、(c)タングステン酸
化物を含有するガラスフリット、および(d)有機ビヒ
クル、を構成成分とし、前記タングステン化合物とガラ
スフリット中のタングステン酸化物の量が、合計で、前
記ガラスフリットの5モル%を越えるが30モル%を越
えず、そして前記金属ホウ化物に対して、モル比で、5
〜0.25になっていることを特徴とする抵抗体製造用
組成物。
(a) one or more metal borides selected from the group consisting of rare earth borides, alkaline earth borides, borides of group IVa of the periodic table, and borides of group Va; (b) tungsten oxide and tungsten The constituent components are one or more tungsten compounds selected from borides, (c) a glass frit containing tungsten oxide, and (d) an organic vehicle, and the amount of the tungsten compound and the tungsten oxide in the glass frit is , in total, more than 5 mole % but not more than 30 mole % of the glass frit, and in a molar ratio relative to the metal boride,
A composition for manufacturing a resistor, characterized in that it has a value of 0.25.
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