JPH03201401A - Resistor manufacturing composition - Google Patents

Resistor manufacturing composition

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JPH03201401A
JPH03201401A JP1338531A JP33853189A JPH03201401A JP H03201401 A JPH03201401 A JP H03201401A JP 1338531 A JP1338531 A JP 1338531A JP 33853189 A JP33853189 A JP 33853189A JP H03201401 A JPH03201401 A JP H03201401A
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JP
Japan
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resistor
tungsten
resistance
glass frit
borides
Prior art date
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Pending
Application number
JP1338531A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Juichi Nishii
西井 重一
Naoki Ishiyama
直希 石山
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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Filing date
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】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

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、特に銅伝樺体と適合でき且つ
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。
The present invention relates to a composition used for manufacturing a resistor in the electronics field, and particularly to a composition for manufacturing a resistor that is compatible with a copper conductor and can be fired in a substantially non-oxidizing atmosphere.

【従来の技術】[Conventional technology]

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Ag/Pd等の
貴金属系(厚膜)導体と共にRuO□やB 12 Ru
 207等の酸化ルテニウム系(厚膜)抵抗体が空気中
で焼き付けられて用いられている。 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、
Cuか極めて導電性が高く、Ag系のようなマイクレー
ジョンを起こさす、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。 しかし、Cu導体は、酸化すると導電効率を減するため
、不活性雰囲気又は還元性雰囲気で焼成する必要かある
。ところが、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雰囲気で焼成する場合、
酸化ルテニウム系抵抗体か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かできない。 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 ’C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。 しかし、この方法にはCu導体と酸化ルテニウム系抵抗
体間の接触不良の問題がある。更に、Cu導体の優れた
導電性を生かすには、このような600℃程度の焼成温
度では低いのであって、Cu粉がm’sな焼結状態にな
る900℃付近で焼成できる抵抗ペーストか要求されて
いる。 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、
L a B b系、T a / T a N系、SnO
2系等の抵抗ペーストが提案され、一部実用化の検討が
なされている。しかし、前記空気中焼成用の酸化ルテニ
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。 更に、これらの非酸化性雰囲気焼成用抵抗ペーストでは
、IOKΩ/口付近を口付体して、低抵抗用(L a 
B 6系やT a / T a N系)と高抵抗用(S
 n O2系)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、前記酸化ルテニウム系抵抗体の
ように10’〜10’Ω/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
点かある。更に、ハイブリッドICで最も使用頻度が高
いIOKΩ/口付近の口付体の特性が実用化レベルに達
していない問題点もある。 本発明者らは、先に特願平01−30956で、上記問
題点を解決するために、金属ホウ化物、タングステン化
合物、ガラスフリット及び有機ビヒクルを構成成分とす
る抵抗体製造用組成物を開示した。この抵抗体製造用組
成物から得られる抵抗体は、広い抵抗範囲をカバーでき
有用であるが、ハイブリッドICで使用頻度が高いIK
Ω/口〜100にΩ/口の抵抗範囲での抵抗の温度係数
や耐電圧特性の改良が更に望まれている。これは、エレ
クトロニクス部品の軽薄短小化に伴う電気回路のファイ
ンパターン化、及び高信頼性化の要求に対応するためで
ある。 なお、抵抗体の特性として、抵抗値の変動係数(C■)
、抵抗の温度係数(TCR)、ノイズ、静電耐圧特性(
ESD)があり、これらの理想的な値は、CV=O%、
TCR=Oppm/”C、ノイズ=<−30dB、ES
D・ΔR=0%であり、できるだけ理想値に近い値が好
ましいが、実用的な許容値として第1表に示す値が望ま
れている。 第  1  表
Current circuit formation for microelectronic components involves
On an insulating substrate such as an alumina substrate, RuO□ or B 12 Ru is used together with a noble metal (thick film) conductor such as Au or Ag/Pd.
A ruthenium oxide (thick film) resistor such as 207 is baked in air and used. 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 Cu has extremely high conductivity, causes microcrash like Ag-based materials, has excellent solderability, and can be expected to reduce costs. However, since Cu conductors reduce their conductive efficiency when oxidized, they must be fired in an inert or reducing atmosphere. However, when firing a Cu conductor together with a ruthenium oxide resistor as described above in an inert or reducing atmosphere,
The ruthenium oxide resistor is reduced to metal ruthenium, making it impossible to obtain the desired resistor. A method has also been proposed in which a ruthenium oxide resistor is formed by firing in air and then a Cu conductor is formed by firing in an inert atmosphere at about 600'C to suppress the reduction to metal ruthenium. 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 the Cu conductor, the firing temperature of about 600°C is too low, and a resistance paste that can be fired at around 900°C, where the Cu powder is in a sintered state, is needed. requested. So far, resistors that can be fired in a non-oxidizing atmosphere at around 900°C and can be used with Cu conductors include:
L a B b system, T a / T a N system, SnO
Resistance pastes such as 2 series have been proposed, and some are being considered for practical use. However, a resistor with excellent characteristics such as the above-mentioned ruthenium oxide resistor for firing in air has not been obtained. Furthermore, in these resistance pastes for firing in a non-oxidizing atmosphere, the area near the IOK
B 6 series and Ta / Ta N series) and high resistance (S
It is necessary to use different resistance pastes with different conductive components (N O2 type), and it is necessary to cover a wide resistance range of 10' to 10'Ω/mouth with resistance pastes with the same type of conductive components, like the ruthenium oxide resistor mentioned above. There are some problems that cannot be done. Furthermore, there is also the problem that the characteristics of the mouthpiece near the IOKΩ/mouth, which is most frequently used in hybrid ICs, have not reached a level of practical use. In order to solve the above problems, the present inventors previously disclosed in Japanese Patent Application No. 01-30956 a composition for manufacturing a resistor comprising a metal boride, a tungsten compound, a glass frit, and an organic vehicle. did. The resistor obtained from this resistor manufacturing composition is useful as it can cover a wide resistance range, but IK, which is frequently used in hybrid ICs,
It is further desired to improve the temperature coefficient of resistance and withstand voltage characteristics in the resistance range from Ω/mm to 100 Ω/mm. This is to meet the demand for finer patterns and higher reliability of electrical circuits as electronic parts become lighter, thinner, shorter and smaller. In addition, as a characteristic of the resistor, the coefficient of variation of the resistance value (C■)
, temperature coefficient of resistance (TCR), noise, electrostatic withstand voltage characteristics (
ESD), and their ideal values are CV=O%,
TCR=Oppm/”C, Noise=<-30dB, ES
D·ΔR=0%, and a value as close to the ideal value as possible is preferable, but the values shown in Table 1 are desired as practical allowable values. Table 1

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

実質的に非酸化性雰囲気で焼成可能で、IKΩ/口〜1
00KΩ/口の抵抗範囲で抵抗の温度係数および耐電圧
特性が優れた抵抗体で、銅電導体と一緒に使えるものは
従来技術では得られていない、特に、ハイブリッドIC
回路にCuシステムを広く使用するには、前記特性の改
善が要求されている。
Can be fired in a substantially non-oxidizing atmosphere, IKΩ/mouth ~ 1
A resistor with excellent temperature coefficient of resistance and withstand voltage characteristics in the resistance range of 00KΩ/unit, and which can be used together with copper conductors, has not been available with conventional technology, especially for hybrid ICs.
In order to widely use Cu systems in circuits, improvements in the above characteristics are required.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記問題点を解決するために、本発明は: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、及び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及び
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)シリコン又は一酸化珪素、 d)カラスフリット、及び e)有機ビヒクル、を構成成分とし、 前記タングステン化合物の量は前記ガラスフリットの5
モル%を超え且つ40モル%を超えない量で、又前記タ
ングステン化合物の前記金属ホウ化物に対するモル比が
4〜0.4であり、且つ前記シリコン又は一酸化珪素の
量は、前記金属ホウ化物、タングステン化合物及びガラ
スフリットの合計量に対して0.2〜3重量%とするこ
とにより、銅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が得られること
を見出だした。
In order to solve the above problems, the present invention provides: a) one or more 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 of the periodic table; a metal boride, b) one or more tungsten compounds selected from tungsten oxide and tungsten boride, C) silicon or silicon monoxide, d) glass frit, and e) an organic vehicle, and the tungsten compound The amount of 5 of the glass frit
more than 40 mole %, and the molar ratio of the tungsten compound to the metal boride is from 4 to 0.4, and the amount of silicon or silicon monoxide is more than 40 mole %. , 0.2 to 3% by weight based on the total amount of the tungsten compound and glass frit, a composition for manufacturing a resistor that is compatible with copper conductors and can be fired in a substantially non-oxidizing atmosphere is obtained. I found out what I can get.

【作用】[Effect]

厚膜技術で使われる抵抗ペーストは、一般に、導電粉、
ガラスフリット及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練しペースト化した
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。 本発明の抵抗体製造用組成物では、導電粉の構成成分が
、金属ホウ化物およびタングステン化合物、更にシリコ
ン又は一酸化珪素からなる。 金属ホウ化物としては、LaB6、Ce B6等の希土
類ホウ化物、BaB6.5r86等のアルカリ土類ホウ
化物、T i B 2 、Z r 82等の周期律表I
V a族のホウ化物、VB2、NbB2等ノVa族のホ
ウ化物から選ばれた一種以上の金属ホウ化物が使用でき
る。これらの金属ホウ化物は、通常ボールミル等の粉砕
機を使って微粉化される。 特に、微粉化後のL a B 6は、平均径が5〜0゜
1μm、好ましくは、2〜0.1μmの平均径のものか
良い、平均径を5μm以下にする理由は、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
電性生成物が重要であり、金属ホウ化物の平均径が5μ
mより大きいと均一な導電性生成物を得ることが困難に
なることにある。逆に、平均径を0.1μm以上とする
理由は、金属ホウ化物は微細なほど好ましいが、0゜1
μm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、粉砕機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。 又、他の構成成分のタン
グステン化合物としては、WO,、WO2、W2 B、
W2 Bs等ノタンク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’C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Th
(W2B、W2B5等)とタングステンのいずれが一種
、又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。 抵抗体中に導電性生成物を均一に析出させ、安定な導電
パスを形成するためには、タングステン化合物がガラス
フリットの5モル%を超え且つ40モル%を超えない量
が必要である。又、タングステン化合物は、平均径が1
μm以下が良く、中でもW Osの場合は0.1μm以
下の超微粉が好ましい、タングステン化合物の量がガラ
スフリットの5モル%以下であったり、あるいはタング
ステン化合物の平均径が1μmより大きい場合は、いず
れも抵抗体中に均一な導電バスが形成されず、所望の抵
抗体特性を得ることができない、この原因は未反応のタ
ングステン化合物が残存したり、タングステン化合物と
カラスフリットの反応生成物であるBaWO,等が生じ
るためである。又、タングステン化合物がカラスフリッ
トの40モル%を超える場合も、タングステン化合物か
残存したり、タングステン化合物とガラスフリットか優
先的に反応して、B a W 04等の反応型ra、物
を生じる場合かあり、所定の抵抗体特性を得ることかで
きない。 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重量比は5/95〜60
/40、好ましくは10/90〜50150である。上
記重量比か60/40より大きいと膜強度及び基板との
接着強度が得られず、逆に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所望の抵抗特性が得られ
ない。 タングステン化合物の金属ホウ化物に対するモル比は、
4〜0.4の範囲か良く、特に2〜0゜45の範囲が好
ましい、このモル比が4を超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
、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、抵抗体の抵抗特性が悪くなる
。又上記モル比か0.4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専ら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が認められず、高
抵抗側での抵抗特性が悪くなる。 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物として生成
されるが、最初からこれらのタングステンホウ化物やタ
ングステンを抵抗ベーストの構成成分とした場合は、導
電粉とカラスとのぬれ性か悪く、又凝集しやすいため、
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S電パスを得ることは困難である。 さらに、本発明の抵抗体製造用組成物は、シリコン又は
一酸化珪素を構成成分として含むことを特徴としている
。シリコン又は一酸化珪素の添加効果は、特に、ハイブ
リッドICで使用頻度が高いIKΩ/口〜LOOKΩ/
口の抵抗体の抵抗の温度係数(TCR)や静電圧特性(
ESD)等の耐電圧特性の向上にある。シリコン又は一
酸化珪素は、前記金属ホウ化物、タングステン化合物及
び後述のカラスフリットの合計量に対して0.2〜3重
量%、好ましくは1〜2重量%添加するのか良い、なせ
ならば、このような添加量により、抵抗体の抵抗の温度
係数と耐電圧特性か著しく向上することか見いだされた
からである。この重量%が0.2重量%より少ないとシ
リコン又は一酸化珪素の添加効果は十分ではなく、逆に
3重量%より多くても、0,2〜3重量%添加の効果よ
り顕著な抵抗体特性の向上は見られず、かえって抵抗値
のバラツキ等が大きくなってしまう。 シリコンまたは一酸化珪素は、タングステン化合物と反
応して、導電性タングステンホウ化物、あるいはタング
ステンを生威し、金属ホウ化物とタングステン化合物の
反応によって形成される導電パスをより均一化して電気
的特性向上に寄与していると推察される。 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、導電物とガラス量による抵抗値調整
の役割と、基板と抵抗体を接着させる役割と、膜強度の
向上の役割を果たしている。 ガラスフリットとして、BaO1Cab、SrO,Mg
O,SiO□、B203 、ZrO2、SnO2、Ti
0z 、Al10s等の複数の酸化物を構成成分とする
ものを使用することができる。 たとえば、BaO等のアルカリ土類酸化物が20〜60
重量%、B20.が10〜30重量%、SiO2が20
〜30重量%、Z r O2及びZrO□と置換可能な
SnO□、’I”i02等4価の金属酸化物か10重量
%以下の金属酸化物を構成成分とするものなどを使うこ
とができる。 又、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もしく
は全量がカラスフリット中に含有されていても構わない
。 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、B a CO、やMgO等のガラスフリット構成成
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により、平均径を5μ
m程度に調整したものを使うことかできる。 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て
いるもので良い、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、シリコン又は一酸化珪素、及びガラスフ
リットを均一に分散させてペースト状にして、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。 溶剤は、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、例えは、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、メチルエチルケトン等を使うことができる。 v!1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、例えばレシチンや
ステアリン酸等をペーストの粘度調整用等の目的で使う
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。 有機ビヒクルは、抵抗体製造用組成物全体の約20〜4
0重量%であり、ビヒクルは多すぎても、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か得られな
い、ビヒクルは、乾燥及び焼成過程で揮発又は分解する
Resistive pastes used in thick film technology are generally made of conductive powder,
A glass frit and an organic vehicle are used as constituent components. After kneading the constituent components into a paste using a three-roll mill or the like, a circuit pattern is formed on an alumina substrate using a screen printing method or the like, and the desired resistor is formed by drying and firing. It is said that In the composition for manufacturing a resistor of the present invention, the constituent components of the conductive powder include a metal boride, a tungsten compound, and further silicon or silicon monoxide. Examples of metal borides include rare earth borides such as LaB6 and Ce B6, alkaline earth borides such as BaB6.5r86, and periodic table I borides such as T i B 2 and Z r 82.
One or more metal borides selected from Va group borides, VB2, NbB2, and other Va group borides can be used. These metal borides are usually pulverized using a pulverizer such as a ball mill. In particular, the L a B 6 after pulverization may have an average diameter of 5 to 0.1 μm, preferably 2 to 0.1 μm.The reason for setting the average diameter to 5 μm or less is that in the present invention, ,
The conductive product produced by firing a metal boride and a fine tungsten compound (described below) in a substantially non-oxidizing atmosphere is important, and the average diameter of the metal boride is 5 μm.
If it is larger than m, it will be difficult to obtain a uniform conductive product. On the contrary, the reason why the average diameter is set to 0.1 μm or more is that the finer the metal boride is, the more preferable it is;
Achieving an average diameter smaller than μm requires extremely long grinding times, and contamination from the grinder cannot be ignored, making it impractical. In addition, other constituent tungsten compounds include WO, WO2, W2 B,
A material selected from notanxten oxide, tungsten boride, etc., such as W2Bs, can be used. These react with the metal boride by firing at 800 to 950'C in a non-oxidizing atmosphere to form tungsten boride Th.
(W2B, W2B5, etc.) and tungsten, or a conductive material consisting of a mixture thereof is generated in the resistor. In order to uniformly deposit a conductive product in the resistor and form a stable conductive path, the amount of the tungsten compound in the glass frit must exceed 5 mol% and not exceed 40 mol%. In addition, the tungsten compound has an average diameter of 1
μm or less is preferable, and in the case of W Os, ultrafine powder of 0.1 μm or less is preferable. When the amount of the tungsten compound is 5 mol% or less of the glass frit, or when the average diameter of the tungsten compound is larger than 1 μm, In either case, a uniform conductive bus is not formed in the resistor, making it impossible to obtain the desired resistor characteristics.The cause of this is the unreacted tungsten compound remaining, or the reaction product between the tungsten compound and the glass frit. This is because BaWO, etc. occur. In addition, even if the tungsten compound exceeds 40 mol% of the glass frit, the tungsten compound may remain, or the tungsten compound and the glass frit may preferentially react, producing reactive substances such as B a W 04. Therefore, it is impossible to obtain the desired resistor characteristics. Further, in the present invention, the total weight of the tungsten compound and metal boride and the weight ratio of the glass frit are 5/95 to 60.
/40, preferably 10/90 to 50,150. If the above weight ratio is greater than 60/40, film strength and adhesion strength with the substrate cannot be obtained, and conversely, if it is less than 5/95, an appropriate conductive network is not formed and desired resistance characteristics cannot be obtained. The molar ratio of tungsten compound to metal boride is
A range of 4 to 0.4 is preferable, and a range of 2 to 0.45 is particularly preferable.If this molar ratio exceeds 4, a large amount of unreacted tungsten compound may remain, or the reaction with the glass component may cause B a W 04 These products increase, the amount of conductive material that contributes to conductivity decreases, and the resistance characteristics of the resistor deteriorate. If the above molar ratio is less than 0.4, the amount of conductive material generated by the reaction between the tungsten compound and the metal boride is small, and it is only the unreacted metal boride that contributes to conductivity, which reduces the effect of adding the tungsten compound. It is not recognized, and the resistance characteristics on the high resistance side deteriorate. In the present invention, tungsten boride and tungsten are generated as conductive substances in the resistor through the reaction as described above, but if these tungsten boride and tungsten are used as constituent components of the resistor base from the beginning, Because the conductive powder and the glass have poor wettability and tend to aggregate,
It is difficult to obtain a uniform S electric path obtained by firing in a non-oxidizing atmosphere as in the present invention. Furthermore, the composition for manufacturing a resistor of the present invention is characterized by containing silicon or silicon monoxide as a constituent component. The effect of adding silicon or silicon monoxide is particularly important for IKΩ/LOOKΩ/, which is frequently used in hybrid ICs.
Temperature coefficient of resistance (TCR) and electrostatic voltage characteristics (
This is due to improvements in withstand voltage characteristics such as ESD). Silicon or silicon monoxide may be added in an amount of 0.2 to 3% by weight, preferably 1 to 2% by weight, based on the total amount of the metal boride, tungsten compound, and glass frit described below. This is because it has been found that by adding such an amount, the temperature coefficient of resistance and withstand voltage characteristics of the resistor can be significantly improved. If this weight% is less than 0.2% by weight, the effect of adding silicon or silicon monoxide will not be sufficient; on the contrary, even if it is more than 3% by weight, the effect will be more pronounced than that of 0.2 to 3% by weight. No improvement in characteristics is observed, and on the contrary, variations in resistance values, etc. increase. Silicon or silicon monoxide reacts with the tungsten compound to produce conductive tungsten boride, or tungsten, which improves electrical properties by making the conductive path formed by the reaction between the metal boride and the tungsten compound more uniform. It is assumed that this contributes to The glass frit helps form a conductive network in the resistor during softening, flow, and sintering during firing in a substantially non-oxidizing atmosphere. It plays the role of adhering the resistor and improving the film strength. As glass frit, BaO1Cab, SrO, Mg
O, SiO□, B203, ZrO2, SnO2, Ti
A material containing a plurality of oxides such as 0z and Al10s as constituent components can be used. For example, alkaline earth oxides such as BaO
Weight %, B20. is 10 to 30% by weight, and SiO2 is 20% by weight.
-30% by weight, tetravalent metal oxides such as SnO□, 'I''i02, which can be substituted for ZrO2 and ZrO□, or those having 10% by weight or less of metal oxides as a constituent component can be used. Furthermore, when tungsten oxide is used as the tungsten compound, part or all of the tungsten oxide may be contained in the glass frit.The glass frit can be manufactured by a normal method, Carbonates and oxides of glass frit constituents such as B a CO, MgO, etc. are mixed in the desired ratio, heated and melted, and after quenched, crushed with a ball mill etc. to an average diameter of 5 μm.
You can use one adjusted to about m. The organic vehicle used in the present invention does not need to be a specific one, and may be one that is commonly used for manufacturing resistance pastes. The above metal boride, tungsten compound, silicon or silicon monoxide, and glass frit are uniformly dispersed and made into a paste, and the resistor paste thus obtained is screen printed to form a predetermined circuit pattern on a substrate. Can be formed and dried. Examples of the solvent include alcohols, esters, ethers, ketones, etc. For example, terpineol, ethyl propionate, diethyl dibutyl ether, methyl ethyl ketone, etc. can be used. v! For example, cellulose resins such as ethyl cellulose and nitrocellulose, acrylic resins such as butyl methacrylate and methyl methacrylate, and the like can be used as the resin. As additives, for example, lecithin, stearic acid, etc. can be used for purposes such as adjusting the viscosity of the paste. The resin component in the vehicle is usually 1 to 50
It is preferable to express it in weight%. The organic vehicle accounts for about 20-4% of the total resistor manufacturing composition.
If the amount of vehicle is too much or too little, a suitable resistor pattern cannot be obtained by screen printing, and the vehicle volatilizes or decomposes during the drying and baking process.

【実施例】【Example】

(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、ジルコニアボール(5聞φ)の使用で
、ボールミル粉砕し、BET平均径0.6μmのL a
 B aを使用した。WO3(東京鉄鋼(株)製)は、
平均径0.08μmの超微粉を用いた。シリコン及びS
iOは、(株)高純度化学研究新製の粉末を同様にボー
ルミル粉砕し、BET平均径か、Stは0.7μm、S
iOは08μmの粉末を用いた。 ガラスフリットは、BaOが49.5重量%、B20.
が18.4重量%、SiO2が26.7重量%、Z r
 O2が5.4重量%の組成で、平均径か約5μmの粉
末の形で用いた。 ビヒクルは、溶剤としてテルピネオール、樹脂としてエ
チルセルロースからなるものを用いた。 ビヒクルを抵抗ペーストの33重量%とじて、L a 
B s 、WO3、S i又は5iO1及びビヒクルを
第2表に示した割合で秤I混合した。 具体的な調合の例を示すと、WO37’LaB6=2.
5 (モル比)、(WO3+LaB6)/ガラス=15
/85(重量比)、およびSiが12%の場合は、WO
s : 1.488g、LaB6:0.522g、ガラ
スフリット:11.390g、Si:0.161g、ビ
ヒクル:6.60gである。このような混合物を三本ロ
ールミルで混練しペーストとした。他の調合の場合も、
各構成成分の所定重量を秤量混合して同様に混練しペー
ストとした。 これらのペーストを通常の厚膜法にしたがって、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40
μm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900
 ’Cで10分間保持し、全体で1時間の焼成時間で行
った。 抵抗値の変動係数(CV)は、(1)式を用いて算出し
た。 また、抵抗の温度係数(’l” CR>は、−55°C
125°C,125℃の各々の抵抗値を測定して、(2
)および(3)式を用いて冷時温度係数(CTCR)と
熱闘温度係数(HTCR)を算出した。 電流ノイズは、ノイズメータ(Quan−Tac h社
製造)を使用して測定した。 抵抗体の耐電圧特性は、第1図に示したようにIMΩの
抵抗Rと200pFのキャパシタCを有する測定回路の
静電耐圧特性(ESD)測定装置を用いて、100OV
を時間間隔1秒で、スイッチSにより5回印加した前後
の抵抗値の変化を(4)式を用いて算出した。 実施例1の結果を第2表に示す。 (この頁以下余白) Ri =試料i ノミ抗1ia(Ω/口)(2)〜(3
)式中、 R−ss:  55℃における抵抗値(Ω/口〉R25
:  25℃における抵抗値(Ω/口)R,25:12
5℃における抵抗値(Ω/口)(4)式中、 RO:初期抵抗fil(Ω/口) ◆・R×:印加後の
抵抗値(Ω/口) (比較例1〜2) 第2表には、タングステン化合物の金属ホウ化物に対す
るモル比が4〜0.4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1と同様に作成され
た比較例1と、St又はSiOの量が本発明の特許請求
範囲外であるが、実施例1と同様に作成された比較(!
II 2も一緒に示されている。 第2表から明らかなように、比較例1は、CV値が大き
く、TCRの値がマイナスに大きすぎて、実用に耐え難
い抵抗体である。また、比較例2は、ESC特性以外の
特性は、空気中焼成用酸化ルテニウム系抵抗体に匹敵す
るものの、ES−D特性がやや劣っている。一方、本発
明の抵抗ペーストから得られた抵抗体は、ESD特性も
良好な抵抗体特性を示している。 (実施例2) SrB6とWO2は〈株)高純度化学研究断裂の粉末を
原料とし、これらの粉末を第3表に示したように、Sr
B、は0 、4 μm 、 W O2は0゜3μmのB
ET平均径まで粉砕した以外は、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、窒素雰囲気焼成により得られた抵
抗体を評価した。 その結果を第3表に示す。 (比較例3〜4) 第3表には、タングステン化合物の金属ホウ化物に対す
るモル比が4〜0.4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と同様に作成され
た比較例3と、St又はS10の量が本発明の特許請求
範囲外であるが、実施例2と同様に作成された比較例4
も一緒に示されている。 第3表から明らかなように、比較例3は、CV値が大き
く、TCHの値がマイナスに大きすぎて、実用に耐え難
い抵抗体である。また、比較例4は、ESD特性以外の
特性は、空気中焼成用酸化ルテニウム系抵抗体に匹敵す
るものの、ESD特性がやや劣っている。一方、本発明
の抵抗ペーストから得られた抵抗体は、ESD特性も良
好な抵抗体特性を示している。 (実施例3) 第4表に示す配合で用意した粉末を0.3〜08μrn
のBET平均径まで粉砕した以外は、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、窒素雰囲気により得られた抵抗
体を評価した。その結果を第4表に示す、尚、’ri 
B2 、NbB2及びW2B、は新日本金属(株)製の
粉末を、またWO□、CeB6及びSrB、は、(株)
高純度化学研究新製の粉末を使用した。 (比較例5〜6) 第4表には、タングステン化合物の金属ホウ化物に対す
るモル比が4〜0.4の範囲にないという点ては本発明
の特許請求範囲外であるが、実施例3と同様に作成され
た比較例5と、St又はSiOの量が本発明の特許請求
範囲外であるが、実施例3と同様に作成された比較例6
も一緒に示されている。 第4表から明らかなように、比較例5は、cV値か大き
く、TCRの値がマイナスに大きすぎて、実用に耐え難
い抵抗体である。また、比較例6は、ESD特性以外の
特性は、空気中焼成用酸化ルテニウム系抵抗体に匹敵す
るものの、ESC特性がやや劣っている。一方、本発明
の抵抗ペーストがら得られた抵抗体は、ESD特性も良
好な抵抗体特性を示している。
(Example 1) LaB6 (manufactured by Nippon Metal Co., Ltd., F grade) was ball milled in an ethanol solvent using zirconia balls (5 mm diameter) to obtain LaB6 with a BET average diameter of 0.6 μm.
Ba was used. WO3 (manufactured by Tokyo Tekko Co., Ltd.) is
Ultrafine powder with an average diameter of 0.08 μm was used. Silicon and S
For iO, the powder manufactured by Kojundo Kagaku Kenkyushin Co., Ltd. was similarly ground in a ball mill, and the BET average diameter, St was 0.7 μm, and S
For iO, 08 μm powder was used. The glass frit contains 49.5% by weight of BaO and 20.5% by weight of BaO.
is 18.4% by weight, SiO2 is 26.7% by weight, Z r
It had a composition of 5.4% by weight of O2 and was used in the form of a powder with an average diameter of about 5 μm. The vehicle used was terpineol as a solvent and ethyl cellulose as a resin. The vehicle is 33% by weight of the resistance paste, and L a
B s , WO 3 , S i or 5iO 1 and vehicle were mixed in Balance I in the proportions shown in Table 2. A specific example of formulation is WO37'LaB6=2.
5 (molar ratio), (WO3+LaB6)/glass=15
/85 (weight ratio) and when Si is 12%, WO
s: 1.488 g, LaB6: 0.522 g, glass frit: 11.390 g, Si: 0.161 g, vehicle: 6.60 g. This mixture was kneaded in a three-roll mill to form a paste. For other formulations,
Predetermined weights of each component were weighed and mixed and kneaded in the same manner to form a paste. These pastes were applied to a film thickness of 40 mm on an alumina substrate on which a Cu electrode had been formed in advance using a normal thick film method.
After forming a μm pattern and leveling for 30 minutes, 1
It was dried at 20° C. for 10 minutes and fired in a belt conveyor furnace in a nitrogen atmosphere to form a resistor. Maximum firing temperature is 900℃
'C for 10 minutes and a total firing time of 1 hour. The coefficient of variation (CV) of the resistance value was calculated using equation (1). Also, the temperature coefficient of resistance ('l'CR> is -55°C
Measure the resistance values at 125°C and 125°C, and
) and (3) were used to calculate the cold temperature coefficient (CTCR) and hot battle temperature coefficient (HTCR). Current noise was measured using a noise meter (manufactured by Quan-Tach). The withstand voltage characteristics of the resistor were measured at 100 OV using an electrostatic withstand voltage characteristics (ESD) measuring device with a measuring circuit having a resistance R of IMΩ and a capacitor C of 200 pF as shown in Figure 1.
The change in resistance value before and after application of the voltage by the switch S five times at a time interval of 1 second was calculated using equation (4). The results of Example 1 are shown in Table 2. (Margin below this page) Ri = Sample i Chisel resistance 1ia (Ω/mouth) (2) ~ (3
) In the formula, R-ss: Resistance value at 55°C (Ω/mouth) R25
: Resistance value (Ω/mouth) R at 25°C, 25:12
Resistance value at 5°C (Ω/mouth) (4) In the formula, RO: Initial resistance fil (Ω/mouth) ◆・R×: Resistance value after application (Ω/mouth) (Comparative Examples 1 to 2) Second The table shows Comparative Example 1 prepared in the same manner as Example 1, although it is outside the scope of the claims of the present invention in that the molar ratio of the tungsten compound to the metal boride is not within the range of 4 to 0.4. , St or SiO is outside the scope of the claims of the present invention, but a comparison (!
II 2 is also shown. As is clear from Table 2, Comparative Example 1 has a large CV value and a negative TCR value that is too large for practical use. Furthermore, in Comparative Example 2, the characteristics other than the ESC characteristics are comparable to those of the ruthenium oxide resistor for firing in air, but the ES-D characteristics are slightly inferior. On the other hand, the resistor obtained from the resistor paste of the present invention exhibits good ESD characteristics. (Example 2) SrB6 and WO2 were made from powders manufactured by Kojundo Kagaku Kenkyusha Co., Ltd., and these powders were used as SrB6 and WO2 as shown in Table 3.
B is 0.4 μm, W O2 is 0.3 μm.
A resistor paste was produced in the same manner as in Example 1 except that it was crushed to an ET average diameter, 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. (Comparative Examples 3 and 4) Table 3 shows that Example 2 and Comparative Example 3 prepared in the same manner, and Comparative Example 4 prepared in the same manner as Example 2, although the amount of St or S10 is outside the claimed scope of the present invention.
are also shown together. As is clear from Table 3, Comparative Example 3 has a large CV value and a negative TCH value that is too large for practical use. Further, in Comparative Example 4, although the characteristics other than the ESD characteristics are comparable to those of the ruthenium oxide resistor for firing in air, the ESD characteristics are slightly inferior. On the other hand, the resistor obtained from the resistor paste of the present invention exhibits good ESD characteristics. (Example 3) Powder prepared according to the formulation shown in Table 4 was used in an amount of 0.3 to 08 μrn.
A resistor paste was produced in the same manner as in Example 1, except that it was crushed to a BET average diameter of . After screen printing a circuit pattern on an alumina substrate, the resulting resistor was evaluated in a nitrogen atmosphere. The results are shown in Table 4.
B2, NbB2 and W2B were powders manufactured by Shin Nippon Metal Co., Ltd., and WO□, CeB6 and SrB were powders manufactured by Nippon Metals Co., Ltd.
I used powder manufactured by Koujun Kagaku Kenkyushin. (Comparative Examples 5 to 6) Table 4 shows that Example 3 shows that the molar ratio of the tungsten compound to the metal boride is not in the range of 4 to 0.4, which is outside the scope of the claims of the present invention. Comparative Example 5 was prepared in the same manner as Example 3, and Comparative Example 6 was prepared in the same manner as in Example 3, although the amount of St or SiO was outside the scope of the claims of the present invention.
are also shown together. As is clear from Table 4, Comparative Example 5 has a large cV value and a negative TCR value that is too large for practical use. Further, in Comparative Example 6, the characteristics other than the ESD characteristics are comparable to those of the ruthenium oxide resistor for firing in air, but the ESC characteristics are slightly inferior. On the other hand, the resistor obtained from the resistor paste of the present invention exhibits good ESD characteristics.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上のように、本発明による、タングステン化合物、金
属ホウ化物、シリコン又は一酸化珪素、ガラスフリット
及び有機ピしクルを構成成分とする抵抗体製造用組成物
を、実質的に非酸化性雰囲気中で焼成して得られる抵抗
体は、抵抗の温度係数及び耐電圧特性が優れており、銅
伝導体と共に使うことができる。
As described above, the composition for manufacturing a resistor comprising a tungsten compound, a metal boride, silicon or silicon monoxide, a glass frit, and an organic pickle according to the present invention is prepared in a substantially non-oxidizing atmosphere. The resistor obtained by firing with copper has excellent temperature coefficient of resistance and withstand voltage characteristics, and can be used together with copper conductors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の評価に使用した静電耐圧特性測定装
置の概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an electrostatic withstand voltage characteristic measuring device used for evaluation of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (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、及び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と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)シリコン又は一酸化珪素、 (d)ガラスフリット、及び (e)有機ビヒクル、を構成成分とし、 前記タングステン化合物の量はガラスフリットの5モル
%を超え且つ40モル%を超えない量で、又前記タング
ステン化合物の前記金属ホウ化物に対するモル比が4〜
0.4であり、且つ前記シリコン又は一酸化珪素の量は
、前記金属ホウ化物、タングステン化合物及びガラスフ
リットの合計量に対して0.2〜3重量%であることを
特徴とする抵抗体製造用組成物。
[Scope of Claims] (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 ) one or more tungsten compounds selected from tungsten oxide and tungsten boride; (c) silicon or silicon monoxide; (d) glass frit; and (e) an organic vehicle; is more than 5 mol % and not more than 40 mol % of the glass frit, and the molar ratio of the tungsten compound to the metal boride is 4 to 4.
0.4, and the amount of silicon or silicon monoxide is 0.2 to 3% by weight based on the total amount of the metal boride, tungsten compound, and glass frit. Composition for use.
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