JPH04230002A - 厚膜導体組成物 - Google Patents
厚膜導体組成物Info
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- JPH04230002A JPH04230002A JP2415232A JP41523290A JPH04230002A JP H04230002 A JPH04230002 A JP H04230002A JP 2415232 A JP2415232 A JP 2415232A JP 41523290 A JP41523290 A JP 41523290A JP H04230002 A JPH04230002 A JP H04230002A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抵抗器の性能を向上し得
る厚膜導体組成物に関する。 【０００２】 【従来の技術】厚膜組成物はおもに導体、抵抗体、誘導
体（ガラス）の３種類に分類され、これらを組合せて混
成集積回路、チップ抵抗器、ネットワーク抵抗器などの
電子部品を形成している。厚膜組成物は一般に金属、ガ
ラス、酸化物などの粉末を液状のビヒクルと混練した糊
状の物で、金、銀、白金などの貴金属を主成分とすると
導体組成物に、ルテニウム酸化物とガラスを主成分とす
ると抵抗体組成物に、ガラスを主成分とすると誘電体組
成物になる。 【０００３】これらの組成物はアルミナなどのセラミッ
ク基板上に１０μｍ程度の厚さに焼き付けられて機能を
果たす。まず、スクリーン印刷法によってアルミナ基板
上に所望のパターン、所望の厚さに印刷する。これを１
００〜３００℃で乾燥し、低沸点成分を蒸発させる。次
に４５０〜１０００℃で空気中で焼成し基板上に焼き固
める。厚膜抵抗器は通常、導体を形成しておき、その１
部に重なるように抵抗体を形成する。誘電体はおもに抵
抗体上にその保護のためにコートされる。 【０００４】各膜の厚さは通常１０μｍ前後であるが、
抵抗体が橋渡しされる電極（導体）と電極（導体）との
距離と抵抗体の幅は必要とする電力によって決定される
。この両者の積は抵抗体の面積といわれ、これが小さく
なるほど許容できる電力が小さくなる。したがって必要
とする電力によってサイズ（電極間距離×抵抗体幅）が
異なり、小さい電力ほどサイズが小さくなる。最近では
消費電力が小さくなる傾向であり、部品として使われる
抵抗器も小電力つまりは小型化へと急速に進んでいる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで厚膜抵抗体の
抵抗値は、電極間距離、抵抗体幅及び抵抗体厚さによっ
て影響を受け、理論値と異なる値を示すことがある。こ
のことを厚膜抵抗体の形状効果という。特に電極間距離
が１ｍｍ以下になると形状効果が顕著で、最近の小型化
の大きな障害の１つになっている。 【０００６】理論的には、抵抗値と許容電力は電極間距
離に比例し、抵抗値の温度係数（以下ＴＣＲという）は
変化しないものと考えられる。確かに、電極間が充分大
きい場合はその通りであるが１ｍｍ以下になると、理論
通りにならず予想以上に抵抗値と許容電力が下がり、Ｔ
ＣＲが正に大きくなる。 【０００７】抵抗値については用いる抵抗体組成物を高
目のものとし、許容電力については抵抗体の形状を変更
するなどして対処することができるが、ＴＣＲには現在
までの所有効な手段がない。もちろん、抵抗体組成物の
組成を変更してＴＣＲを調整する方法はあるが、抵抗体
のサイズが変わると又違った大きな値になってしまう。 従ってある決められたサイズでしかＴＣＲを調整するこ
とができず、すべてのサイズでＴＣＲを調整する方法が
なかった。このためサイズ毎にＴＣＲの異なる抵抗体組
成物が必要であり、抵抗体組成物の種類が増す分、それ
を使用する抵抗器の製造価格が高くなるのが避けられな
かった。 【０００８】本発明の目的はこのような形状効果による
ＴＣＲの変化を小さくし、ＴＣＲの小さい抵抗器の製造
を可能にする電極用の導体組成物を提供することにある
。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の導体組成物は、Ａｇ粉末４５〜８５重量％、Ｃ
ｕまたはＣｕ化合物粉末０．１〜１．５重量％、Ｍｎ化
合物、Ｎｂ化合物、Ｓｂ化合物から選ばれる少くとも１
種の化合物粉末０．０１〜１．０重量％及び有機質ビヒ
クル１３〜５０重量％を含有する点に特徴がある。 【００１０】 【作用】ＴＣＲの形状効果を詳しく調べた結果、抵抗体
の幅と厚さはほとんど影響なく、電極間距離が小さくな
るほど顕著になることがわかった。これはＴＣＲの形状
効果が抵抗体自身に起因せず電極の影響を強く受けてい
ることを示している。 【００１１】更に抵抗体中の成分を詳細に調査した結果
、電極に近ずくにしたがって銅が多く検出されることを
見出した。この銅は抵抗体を焼成するときに電極から拡
散したものと考えられる。銅は電極とセラミック基板と
の接着力を向上させるための添加物であり、電極を形成
する導体組成物には少量ながら必ず添加されている。 また抵抗体側からみると、銅はＴＣＲを正に大きくする
添加物として知られている。したがって従来の組成物に
よると必ず電極から銅が抵抗体中へ拡散し、電極付近の
抵抗体部分のＴＣＲが正に大きくなる。そして電極間距
離が小さくなるに従って抵抗体全体に占める銅の量が増
し、ＴＣＲが正に顕著に大きくなるのである。ＴＣＲの
形状効果はこのようにして現われると考えられる。 【００１２】実際、銅は、銅粉末、酸化銅粉末、または
ガラス中に溶かしてガラスと共に添加され、導体膜と基
板との接着強度を著しく向上させる成分であり、除くこ
とは難しい。したがって通常０．１〜１．５％の範囲内
で銅が導体組成物中に含まれている。 【００１３】そこで本発明者は導体組成物中の銅成分を
そのままにして様々な添加物を導体組成物に添加して抵
抗体のＴＣＲの形状効果を試験した結果、Ｍｎ、Ｎｂ、
Ｓｂの化合物が有効であることを見出した。従来よりこ
れらの添加物はＴＣＲを負に調整するために抵抗体組成
物に使われてきた。これらを導体組成物に添加すると、
抵抗体中へ拡散してＴＣＲを負の方向にするように働き
Ｃｕ拡散の影響を打消すことができる。この量を適量に
することによってＴＣＲの形状効果を小さくすることが
できる。適量は銅の量によって変り、銅が多くなると添
加量も多く、少なくなると添加量も少なくなる。Ｍｎ、
Ｎｂ、Ｓｂ化合物の添加が少なすぎると効果が不十分で
あり、適量より多く添加し過ぎても導体近傍の抵抗体の
ＴＣＲが負になり過ぎる。通常の導体組成物では、Ｍｎ
、Ｎｂ、Ｓｂ化合物の添加を０．０１〜１．０重量％の
範囲内で調整する必要がある。 【００１４】本発明が適用し得る厚膜導体組成物はＡｇ
系の導体組成物ならば何れであってもよい。したがって
、基本的には本発明にＡｇ、有機質ビヒクルの制限はな
いが、一般的に導体組成物になり得る含有率は存在し、
Ａｇ粉末は４５〜８５重量％、有機質ビヒクルは１２．
５〜５４．８９重量％となる必要がある。Ａｇ粉末が４
５重量％を下回ると抵抗値が高くなりすぎて抵抗体の電
極として機能せず、８５重量％を越えるとビヒクル分が
少なくなりすぎて糊状にすることが困難になる。ビヒク
ルが１３重量％を下回るとまた糊状にすることが困難に
なり、５０重量％を越えると焼成後の膜が薄すぎて連続
的な膜にならない。なお、一般に導体組成物に添加され
るガラス、Ｂｉ２ Ｏ３ 、ＮｉＯ、Ｖ２ Ｏ５ 、Ｚ
ｎＯなどは本効果を阻害するものではなく、０〜７重量
％含有しても差支えない。 【００１５】 【実施例】下記の原料を第１表に示す組成で調合し、ス
リーロールミルで混練して糊状の厚膜導体組成物を調製
した。 【００１６】Ａｇ粉：平均粒子径１．４μｍ、Ｐｄ粉：
平均粒子径０．１μｍ、 Ｃｕ粉：平均粒子径０．５μｍ、ＣｕＯ粉：平均粒子径
０．１μｍ、 Ｎｂ２０５粉：平均粒子径０．１μｍ、Ｓｂ２０３粉：
平均粒子径０．１μｍ、 Ｐｔ粉：平均粒子径０．３μｍ、ガラス粉：ホウケイ酸
鉛、軟化点６８９℃、平均粒子径２．４μｍ、ビヒクル
：エチルセルロースをターピネオールに溶解したもの。 【００１７】調製された導体組成物を純度９６％のアル
ミナ基板に印刷し、ピーク温度１２０℃のベルト炉で乾
燥し、ピーク温度８５０℃、ピーク時間９分間でトータ
ル３０分間に設定されたベルト炉で焼成し電極を形成し
た。電極膜厚は１０±２μｍになるようにした。シート
抵抗値１００Ω／□の市販のＲｕＯ２を主成分とする抵
抗体組成物を、上記のように形成した電極の間を橋渡し
するように印刷し、再び同じ炉で乾燥、焼成した。抵抗
体の膜厚は１０±２μｍにした。 【００１８】上記抵抗器において、抵抗体の幅を０．５
ｍｍとし、長さを０．５、１．０、１．５ｍｍとし、Ｔ
ＣＲの形状効果を測定した。ＴＣＲの測定は２５℃、−
５５℃、１２５℃において抵抗値を測定し、次式によっ
てＴＣＲ値を求めた。 【００１９】 （１２５℃の抵抗値）−（２
５℃の抵抗値） １０６ 高温ＴＣＲ＝──────
─────────────×──── （ｐｐｍ／℃
）
２５℃の抵抗値 １０
０ 【００２０】 （−５５℃の抵抗値）−（２
５℃の抵抗値） １０６ 低温ＴＣＲ＝──────
─────────────×──── （ｐｐｍ／℃
）
２５℃の抵抗値 −８
０ 【００２１】第２表に抵抗器のＴＣＲを示す。比
較例ではＣｕまたはＣｕＯの添加量によって差はあるも
のの、抵抗のサイズが小さくなるとＴＣＲが正に大きく
なっている。この比較例のＡｇを１部Ｎｂ、Ｓｂ、Ｍｎ
の酸化物に置き換えた本発明例では、小さいサイズ（幅
０．５ｍｍ）のＴＣＲが大きいサイズのＴＣＲとほぼ同
等の値になっている。この結果から幅１．０ｍｍで抵抗
組成物のＴＣＲを調整すれば小さいサイズでも同じ小さ
い値のＴＣＲが得られるようになる用途が得られた。 【００２２】 【表１】 【００２３】 【表２】 【００２４】 【発明の効果】これまで抵抗体が小さくなると新しく小
さいサイズに合わせた抵抗組成物が必要であったが、本
発明の導体組成物を使用することによって１種類の抵抗
組成物で全てのサイズに適用できるようになった。これ
により抵抗組成物を大量に製造することが可能となり、
抵抗組成物の価格、それを使用する抵抗器の価格を大幅
に下げることが可能になった。
る厚膜導体組成物に関する。 【０００２】 【従来の技術】厚膜組成物はおもに導体、抵抗体、誘導
体（ガラス）の３種類に分類され、これらを組合せて混
成集積回路、チップ抵抗器、ネットワーク抵抗器などの
電子部品を形成している。厚膜組成物は一般に金属、ガ
ラス、酸化物などの粉末を液状のビヒクルと混練した糊
状の物で、金、銀、白金などの貴金属を主成分とすると
導体組成物に、ルテニウム酸化物とガラスを主成分とす
ると抵抗体組成物に、ガラスを主成分とすると誘電体組
成物になる。 【０００３】これらの組成物はアルミナなどのセラミッ
ク基板上に１０μｍ程度の厚さに焼き付けられて機能を
果たす。まず、スクリーン印刷法によってアルミナ基板
上に所望のパターン、所望の厚さに印刷する。これを１
００〜３００℃で乾燥し、低沸点成分を蒸発させる。次
に４５０〜１０００℃で空気中で焼成し基板上に焼き固
める。厚膜抵抗器は通常、導体を形成しておき、その１
部に重なるように抵抗体を形成する。誘電体はおもに抵
抗体上にその保護のためにコートされる。 【０００４】各膜の厚さは通常１０μｍ前後であるが、
抵抗体が橋渡しされる電極（導体）と電極（導体）との
距離と抵抗体の幅は必要とする電力によって決定される
。この両者の積は抵抗体の面積といわれ、これが小さく
なるほど許容できる電力が小さくなる。したがって必要
とする電力によってサイズ（電極間距離×抵抗体幅）が
異なり、小さい電力ほどサイズが小さくなる。最近では
消費電力が小さくなる傾向であり、部品として使われる
抵抗器も小電力つまりは小型化へと急速に進んでいる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで厚膜抵抗体の
抵抗値は、電極間距離、抵抗体幅及び抵抗体厚さによっ
て影響を受け、理論値と異なる値を示すことがある。こ
のことを厚膜抵抗体の形状効果という。特に電極間距離
が１ｍｍ以下になると形状効果が顕著で、最近の小型化
の大きな障害の１つになっている。 【０００６】理論的には、抵抗値と許容電力は電極間距
離に比例し、抵抗値の温度係数（以下ＴＣＲという）は
変化しないものと考えられる。確かに、電極間が充分大
きい場合はその通りであるが１ｍｍ以下になると、理論
通りにならず予想以上に抵抗値と許容電力が下がり、Ｔ
ＣＲが正に大きくなる。 【０００７】抵抗値については用いる抵抗体組成物を高
目のものとし、許容電力については抵抗体の形状を変更
するなどして対処することができるが、ＴＣＲには現在
までの所有効な手段がない。もちろん、抵抗体組成物の
組成を変更してＴＣＲを調整する方法はあるが、抵抗体
のサイズが変わると又違った大きな値になってしまう。 従ってある決められたサイズでしかＴＣＲを調整するこ
とができず、すべてのサイズでＴＣＲを調整する方法が
なかった。このためサイズ毎にＴＣＲの異なる抵抗体組
成物が必要であり、抵抗体組成物の種類が増す分、それ
を使用する抵抗器の製造価格が高くなるのが避けられな
かった。 【０００８】本発明の目的はこのような形状効果による
ＴＣＲの変化を小さくし、ＴＣＲの小さい抵抗器の製造
を可能にする電極用の導体組成物を提供することにある
。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の導体組成物は、Ａｇ粉末４５〜８５重量％、Ｃ
ｕまたはＣｕ化合物粉末０．１〜１．５重量％、Ｍｎ化
合物、Ｎｂ化合物、Ｓｂ化合物から選ばれる少くとも１
種の化合物粉末０．０１〜１．０重量％及び有機質ビヒ
クル１３〜５０重量％を含有する点に特徴がある。 【００１０】 【作用】ＴＣＲの形状効果を詳しく調べた結果、抵抗体
の幅と厚さはほとんど影響なく、電極間距離が小さくな
るほど顕著になることがわかった。これはＴＣＲの形状
効果が抵抗体自身に起因せず電極の影響を強く受けてい
ることを示している。 【００１１】更に抵抗体中の成分を詳細に調査した結果
、電極に近ずくにしたがって銅が多く検出されることを
見出した。この銅は抵抗体を焼成するときに電極から拡
散したものと考えられる。銅は電極とセラミック基板と
の接着力を向上させるための添加物であり、電極を形成
する導体組成物には少量ながら必ず添加されている。 また抵抗体側からみると、銅はＴＣＲを正に大きくする
添加物として知られている。したがって従来の組成物に
よると必ず電極から銅が抵抗体中へ拡散し、電極付近の
抵抗体部分のＴＣＲが正に大きくなる。そして電極間距
離が小さくなるに従って抵抗体全体に占める銅の量が増
し、ＴＣＲが正に顕著に大きくなるのである。ＴＣＲの
形状効果はこのようにして現われると考えられる。 【００１２】実際、銅は、銅粉末、酸化銅粉末、または
ガラス中に溶かしてガラスと共に添加され、導体膜と基
板との接着強度を著しく向上させる成分であり、除くこ
とは難しい。したがって通常０．１〜１．５％の範囲内
で銅が導体組成物中に含まれている。 【００１３】そこで本発明者は導体組成物中の銅成分を
そのままにして様々な添加物を導体組成物に添加して抵
抗体のＴＣＲの形状効果を試験した結果、Ｍｎ、Ｎｂ、
Ｓｂの化合物が有効であることを見出した。従来よりこ
れらの添加物はＴＣＲを負に調整するために抵抗体組成
物に使われてきた。これらを導体組成物に添加すると、
抵抗体中へ拡散してＴＣＲを負の方向にするように働き
Ｃｕ拡散の影響を打消すことができる。この量を適量に
することによってＴＣＲの形状効果を小さくすることが
できる。適量は銅の量によって変り、銅が多くなると添
加量も多く、少なくなると添加量も少なくなる。Ｍｎ、
Ｎｂ、Ｓｂ化合物の添加が少なすぎると効果が不十分で
あり、適量より多く添加し過ぎても導体近傍の抵抗体の
ＴＣＲが負になり過ぎる。通常の導体組成物では、Ｍｎ
、Ｎｂ、Ｓｂ化合物の添加を０．０１〜１．０重量％の
範囲内で調整する必要がある。 【００１４】本発明が適用し得る厚膜導体組成物はＡｇ
系の導体組成物ならば何れであってもよい。したがって
、基本的には本発明にＡｇ、有機質ビヒクルの制限はな
いが、一般的に導体組成物になり得る含有率は存在し、
Ａｇ粉末は４５〜８５重量％、有機質ビヒクルは１２．
５〜５４．８９重量％となる必要がある。Ａｇ粉末が４
５重量％を下回ると抵抗値が高くなりすぎて抵抗体の電
極として機能せず、８５重量％を越えるとビヒクル分が
少なくなりすぎて糊状にすることが困難になる。ビヒク
ルが１３重量％を下回るとまた糊状にすることが困難に
なり、５０重量％を越えると焼成後の膜が薄すぎて連続
的な膜にならない。なお、一般に導体組成物に添加され
るガラス、Ｂｉ２ Ｏ３ 、ＮｉＯ、Ｖ２ Ｏ５ 、Ｚ
ｎＯなどは本効果を阻害するものではなく、０〜７重量
％含有しても差支えない。 【００１５】 【実施例】下記の原料を第１表に示す組成で調合し、ス
リーロールミルで混練して糊状の厚膜導体組成物を調製
した。 【００１６】Ａｇ粉：平均粒子径１．４μｍ、Ｐｄ粉：
平均粒子径０．１μｍ、 Ｃｕ粉：平均粒子径０．５μｍ、ＣｕＯ粉：平均粒子径
０．１μｍ、 Ｎｂ２０５粉：平均粒子径０．１μｍ、Ｓｂ２０３粉：
平均粒子径０．１μｍ、 Ｐｔ粉：平均粒子径０．３μｍ、ガラス粉：ホウケイ酸
鉛、軟化点６８９℃、平均粒子径２．４μｍ、ビヒクル
：エチルセルロースをターピネオールに溶解したもの。 【００１７】調製された導体組成物を純度９６％のアル
ミナ基板に印刷し、ピーク温度１２０℃のベルト炉で乾
燥し、ピーク温度８５０℃、ピーク時間９分間でトータ
ル３０分間に設定されたベルト炉で焼成し電極を形成し
た。電極膜厚は１０±２μｍになるようにした。シート
抵抗値１００Ω／□の市販のＲｕＯ２を主成分とする抵
抗体組成物を、上記のように形成した電極の間を橋渡し
するように印刷し、再び同じ炉で乾燥、焼成した。抵抗
体の膜厚は１０±２μｍにした。 【００１８】上記抵抗器において、抵抗体の幅を０．５
ｍｍとし、長さを０．５、１．０、１．５ｍｍとし、Ｔ
ＣＲの形状効果を測定した。ＴＣＲの測定は２５℃、−
５５℃、１２５℃において抵抗値を測定し、次式によっ
てＴＣＲ値を求めた。 【００１９】 （１２５℃の抵抗値）−（２
５℃の抵抗値） １０６ 高温ＴＣＲ＝──────
─────────────×──── （ｐｐｍ／℃
）
２５℃の抵抗値 １０
０ 【００２０】 （−５５℃の抵抗値）−（２
５℃の抵抗値） １０６ 低温ＴＣＲ＝──────
─────────────×──── （ｐｐｍ／℃
）
２５℃の抵抗値 −８
０ 【００２１】第２表に抵抗器のＴＣＲを示す。比
較例ではＣｕまたはＣｕＯの添加量によって差はあるも
のの、抵抗のサイズが小さくなるとＴＣＲが正に大きく
なっている。この比較例のＡｇを１部Ｎｂ、Ｓｂ、Ｍｎ
の酸化物に置き換えた本発明例では、小さいサイズ（幅
０．５ｍｍ）のＴＣＲが大きいサイズのＴＣＲとほぼ同
等の値になっている。この結果から幅１．０ｍｍで抵抗
組成物のＴＣＲを調整すれば小さいサイズでも同じ小さ
い値のＴＣＲが得られるようになる用途が得られた。 【００２２】 【表１】 【００２３】 【表２】 【００２４】 【発明の効果】これまで抵抗体が小さくなると新しく小
さいサイズに合わせた抵抗組成物が必要であったが、本
発明の導体組成物を使用することによって１種類の抵抗
組成物で全てのサイズに適用できるようになった。これ
により抵抗組成物を大量に製造することが可能となり、
抵抗組成物の価格、それを使用する抵抗器の価格を大幅
に下げることが可能になった。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｇ粉末４５〜８５重量％、Ｃｕまた
はＣｕ化合物粉末０．１〜１．５重量％、Ｍｎ化合物、
Ｎｂ化合物、Ｓｂ化合物から選ばれる少くとも１種の化
合物粉末０．０１〜１．０重量％及び有機質ビヒクル１
２．５〜５４．８９重量％を含有する厚膜導体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415232A JP2900610B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 厚膜導体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415232A JP2900610B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 厚膜導体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04230002A true JPH04230002A (ja) | 1992-08-19 |
| JP2900610B2 JP2900610B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18523617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2415232A Expired - Lifetime JP2900610B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 厚膜導体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2900610B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444617A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-17 | Seiko Epson Corp | Protecting circuit |
| WO2014061765A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | ナミックス株式会社 | 導電性ペースト |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP2415232A patent/JP2900610B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444617A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-17 | Seiko Epson Corp | Protecting circuit |
| WO2014061765A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | ナミックス株式会社 | 導電性ペースト |
| CN104737238A (zh) * | 2012-10-19 | 2015-06-24 | 纳美仕有限公司 | 导电性浆料 |
| JPWO2014061765A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2016-09-05 | ナミックス株式会社 | 導電性ペースト |
| US9574091B2 (en) | 2012-10-19 | 2017-02-21 | Namics Corporation | Conductive paste |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2900610B2 (ja) | 1999-06-02 |
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