JPH0482161B2 - - Google Patents
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- JPH0482161B2 JPH0482161B2 JP62033297A JP3329787A JPH0482161B2 JP H0482161 B2 JPH0482161 B2 JP H0482161B2 JP 62033297 A JP62033297 A JP 62033297A JP 3329787 A JP3329787 A JP 3329787A JP H0482161 B2 JPH0482161 B2 JP H0482161B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thick film
- resistance value
- glass
- resistor
- boride
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、厚膜ハイプリツドIC等の用いる厚
膜抵抗組成物、厚膜抵抗体及びそれを用いた厚膜
ハイブリツドICに関する。 〔従来の技術〕 従来、厚膜ハイブリツドIC等に用いられてい
る抵抗体用材料には、空気中で焼成できるものと
してRuO2系材料が一般に用いられていた。従つ
て、導体回路も空気中で焼成されても酸化等の心
配のないAg−Pd系材料が使用されていた。しか
し、Ag−Pd系材料は抵抗値が比較的高く厚膜ハ
イブリツドICの低インビーダンス化を図る上で
のネツクとなつていた。 一方、銅系の回路導体はAg−Pd系に比べて低
インピーダンスであると云う利点があるが、銅は
酸化され易いので、非酸化性雰囲気中例えば窒素
ガス中でないと焼成できない。また、抵抗材料に
上記のRuO2系材料を用いると窒素ガス中では
RuO2が還元されてしまうため使用できないと云
う問題がある。 そこで、銅系の導体回路を有する厚膜ハイブリ
ツドICにおいては抵抗体材料として、６ほう化
物例えばLaB6にガラス粉、有機ビヒクルを加え
たベースト（特公昭59−51721号）が知られてい
る。 しかし、これらは、面積抵抗値で数kΩ／□以
上の抵抗値の安定な低抗体が得られないという問
題があつた。 酸化錫（SnO2）も非酸化性雰囲気中で焼成可
能な抵抗体材料として知られているが、上記６ほ
う化物とは逆に面積抵抗値で数10kΩ／□以下の
安定なものが得られないと云う問題があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記LaB6系抵抗ペーストは、面積抵抗値で数
kΩ／□以上のものが実際には得られいないので、
低抗体皮膜を長くしたり、チツプ低抗体を併用す
るなどしていた。そのためハイブリツドICとし
ての集積度を上げることができず、かつ、チツプ
抵抗体の取り付け等のために製造工程が複雑とな
ると云う問題があつた。 そこで、上記の低抗体材料をそれぞれ用いたも
のでは、得ることができない数kΩ／□〜数
10kΩ／□の範囲内の抵抗値のものを得るために、
酸化錫（SnO2）とLaB6とのブレンドを行なつた
が、両者は焼成の過程で化学反応を起こすため
か、抵抗値が不安定でばらつき、とうてい実用性
のある抵抗体を得ることができなかつた。 本発明の目的は、非酸化性雰囲気中で焼成可能
であり、かつ、使用頻度が高い数kΩ／□〜数
10kΩ／□の抵抗値範囲がカバーでき、抵抗値が
安定な抵抗体を得ることができる厚膜抵抗組成
物、厚膜抵抗体およびを用いた厚膜ハイブリツド
ICを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は厚膜抵抗組成物は、 (a) 周期律表の希土類元素のほう化物を10〜90重
量部と、ａ族元素の窒化物を90〜10重量部
と、前記成分に対して20〜80重量部の有効量の
ガラス及び有機ビヒクルを含む厚膜抵抗組成
物。 (b) 周期律表の希土類元素のほう化物とａ族元
素の窒化物とを有し、有効量のガラスを含む焼
結体である厚膜低抗体。 (c) セラミツクス基板上に、周期律表の希土類元
素のほう化物、ａ族元素の窒化物、及び有効
量のガラスを含む厚膜抵抗体と、銅導体から成
る厚膜回路とを有する厚膜ハイブリツドIC。 (d) セラミツクス基板上に、周期律表の希土類元
素のほう化物、ａ族元素の窒化物、及び有効
量のガラスを含む厚膜抵抗体と、銅導体から成
る厚膜回路と、それらを保護する被覆層とを有
する厚膜ハイブリツドICにある。 なお、上記ほう化物成分が多くなると焼成後の
抵抗体の抵抗値は低くなる傾向があり、一方窒化
物成分が多くなると抵抗値は高くなる傾向がある
が、両者の配合比率は必要とする抵抗値に応じて
上記範囲内で任意に選択することができる。 上記の希土類及びａ族元素には、Sc、Ｙ、
ランタノイド、Ti、Zr、Hfがある。 また、前記ほう化物成分がランタンボライド
で、窒化物成分がTiNである組合せが特に好ま
しい。 上記導電性材料は、粉末状で使用されるが、粉
末としては平均粒径0.1〜2μｍの範囲のものが好
ましい。 上記の他に、バインダーとしてのガラス及び成
形時の有機ビヒクルは、従来用いられている公知
の材料が使用できる。 ガラスとしては、ほうけい酸系ガラス、例えば
ほうけい酸アルミカルシユウムガラス、ほうけい
酸アルミ亜鉛ガラズ、ほうけい酸アルミバリユウ
ムガラスなどの粉末状のものを、前記導電性材料
成分に対し20〜80重量％の範囲で用いるのがよ
い。抵抗体の抵抗値に合せて配合するのがよい。 また、有機ビヒクルとしては熱分解性の樹脂、
例えばメタアクリル酸系樹脂をテルピネオール、
ブチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解し
たものを用いる。 上記の厚膜抵抗組成物は、セラミツクス基板上
に塗布、例えばスクリーン印刷などの方法によつ
て形成される。しかるのち予備乾燥後、非酸化性
雰囲気中で焼成され厚膜ハイブリツドICが得ら
れる。焼成温度は、配合される抵抗ベーストによ
つても異なるが、850〜950℃が一般的である。 〔作用〕 前記ランタンボライドと酸化錫をブレンドした
ものは、例えば LaB6＋SnO2→Sn＋LaO2＋B2O3 のような反応が起り、金属Snの生成により所定
の抵抗値のものが得られないばかりか、水に不安
定なB2O3が生成されるために不安定となり、ば
らつく原因になるものと考えられる。 これに対し、本発明においては、それぞれ粒径
が1μｍ前後の大きさの希土類元素のほう化物と
ａ族元素の窒化物の２種以上の導電性材料とガ
ラスとを混合し、焼成する。そのため焼成時にほ
う化物と窒化物とが反応し、新規な、およそ数
100オングストロームの粒径の微粒導電物質が生
成する。新たな導電バスが形成されることによつ
て、抵抗体中の導電バスがより多くなり、例えば
ほう化物と窒化物との導電バスが一部切断される
ような場合でも、全体のパスが多いことで抵抗特
性としての抵抗値のばらつきやヒートサイクルに
よる抵抗値変化率等を小さく抑えることが可能に
なる。従つて低抗体としては非常に安定した特性
を示す。 また、焼成後の抵抗体は熱衝撃に対しても抵抗
値の変化が少ないので安定な厚膜ハイブリツド
ICを提供することができる。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 １ 粒径2μｍ以下のLaB6、TiNおよび平均粒径1μ
ｍのほうけい酸アルミ系ガラスの粉末とを第１表
に示す割合配合し、らい潰機で混合した後、有機
ビヒクルとして20重量％メタアクリル酸系樹脂／
ブチルカルビト−ルアセテート溶液を粉末成分に
対し約20重量％加え、３本ロールを用いて室温で
混練し、ペースト状の本発明の厚膜抵抗組成物を
得た。 次に、第１図に示すようにアルミナ基板１
（0.8mm×72mm×55mm）上に、銅系の導体ペースト
（DuPont社製：9153）を用いてスクリーン印刷法
により導体端子２を形成後、120℃、10分乾燥し、
窒素ガス中で900℃、10分の焼成を行なつた。 次に、前記厚膜抵抗組成物を同様にして、印刷
し抵抗体３を形成した。これを、120℃、10分乾
燥し、次いで窒素ガス中で850、900および950℃
で焼成を行なつて抵抗体を作成した。 第２図に、抵抗値の焼成温度依存性を示す。 第１表に示すとおりの面積抵抗値、抵抗値のば
らつき幅を有する試験用サンプルを得た。試験用
サンプルとしては、ほぼ同じ抵抗値を有する抵抗
体皮膜90個の用いて、１条件の試験に供した。 表から明らかなように、安定で、28Ω／□〜
18MΩ／□の抵抗値をもつた低抗体が得られた。 ここで抵抗値の安定性を示す抵抗値のばらつき
は以下の式により求めた。 抵抗値がばらつき（％）＝3σ／Ｒ×100 σ（Ω）＝√｛Σi（Ri−Ｒ）2／（ｎ−１）｝ 上式において、 σ＝標準偏差 Ri＝各抵抗値 Ｒ＝平均抵抗値 ｎ＝測定した低抗体の数 である。
膜抵抗組成物、厚膜抵抗体及びそれを用いた厚膜
ハイブリツドICに関する。 〔従来の技術〕 従来、厚膜ハイブリツドIC等に用いられてい
る抵抗体用材料には、空気中で焼成できるものと
してRuO2系材料が一般に用いられていた。従つ
て、導体回路も空気中で焼成されても酸化等の心
配のないAg−Pd系材料が使用されていた。しか
し、Ag−Pd系材料は抵抗値が比較的高く厚膜ハ
イブリツドICの低インビーダンス化を図る上で
のネツクとなつていた。 一方、銅系の回路導体はAg−Pd系に比べて低
インピーダンスであると云う利点があるが、銅は
酸化され易いので、非酸化性雰囲気中例えば窒素
ガス中でないと焼成できない。また、抵抗材料に
上記のRuO2系材料を用いると窒素ガス中では
RuO2が還元されてしまうため使用できないと云
う問題がある。 そこで、銅系の導体回路を有する厚膜ハイブリ
ツドICにおいては抵抗体材料として、６ほう化
物例えばLaB6にガラス粉、有機ビヒクルを加え
たベースト（特公昭59−51721号）が知られてい
る。 しかし、これらは、面積抵抗値で数kΩ／□以
上の抵抗値の安定な低抗体が得られないという問
題があつた。 酸化錫（SnO2）も非酸化性雰囲気中で焼成可
能な抵抗体材料として知られているが、上記６ほ
う化物とは逆に面積抵抗値で数10kΩ／□以下の
安定なものが得られないと云う問題があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記LaB6系抵抗ペーストは、面積抵抗値で数
kΩ／□以上のものが実際には得られいないので、
低抗体皮膜を長くしたり、チツプ低抗体を併用す
るなどしていた。そのためハイブリツドICとし
ての集積度を上げることができず、かつ、チツプ
抵抗体の取り付け等のために製造工程が複雑とな
ると云う問題があつた。 そこで、上記の低抗体材料をそれぞれ用いたも
のでは、得ることができない数kΩ／□〜数
10kΩ／□の範囲内の抵抗値のものを得るために、
酸化錫（SnO2）とLaB6とのブレンドを行なつた
が、両者は焼成の過程で化学反応を起こすため
か、抵抗値が不安定でばらつき、とうてい実用性
のある抵抗体を得ることができなかつた。 本発明の目的は、非酸化性雰囲気中で焼成可能
であり、かつ、使用頻度が高い数kΩ／□〜数
10kΩ／□の抵抗値範囲がカバーでき、抵抗値が
安定な抵抗体を得ることができる厚膜抵抗組成
物、厚膜抵抗体およびを用いた厚膜ハイブリツド
ICを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は厚膜抵抗組成物は、 (a) 周期律表の希土類元素のほう化物を10〜90重
量部と、ａ族元素の窒化物を90〜10重量部
と、前記成分に対して20〜80重量部の有効量の
ガラス及び有機ビヒクルを含む厚膜抵抗組成
物。 (b) 周期律表の希土類元素のほう化物とａ族元
素の窒化物とを有し、有効量のガラスを含む焼
結体である厚膜低抗体。 (c) セラミツクス基板上に、周期律表の希土類元
素のほう化物、ａ族元素の窒化物、及び有効
量のガラスを含む厚膜抵抗体と、銅導体から成
る厚膜回路とを有する厚膜ハイブリツドIC。 (d) セラミツクス基板上に、周期律表の希土類元
素のほう化物、ａ族元素の窒化物、及び有効
量のガラスを含む厚膜抵抗体と、銅導体から成
る厚膜回路と、それらを保護する被覆層とを有
する厚膜ハイブリツドICにある。 なお、上記ほう化物成分が多くなると焼成後の
抵抗体の抵抗値は低くなる傾向があり、一方窒化
物成分が多くなると抵抗値は高くなる傾向がある
が、両者の配合比率は必要とする抵抗値に応じて
上記範囲内で任意に選択することができる。 上記の希土類及びａ族元素には、Sc、Ｙ、
ランタノイド、Ti、Zr、Hfがある。 また、前記ほう化物成分がランタンボライド
で、窒化物成分がTiNである組合せが特に好ま
しい。 上記導電性材料は、粉末状で使用されるが、粉
末としては平均粒径0.1〜2μｍの範囲のものが好
ましい。 上記の他に、バインダーとしてのガラス及び成
形時の有機ビヒクルは、従来用いられている公知
の材料が使用できる。 ガラスとしては、ほうけい酸系ガラス、例えば
ほうけい酸アルミカルシユウムガラス、ほうけい
酸アルミ亜鉛ガラズ、ほうけい酸アルミバリユウ
ムガラスなどの粉末状のものを、前記導電性材料
成分に対し20〜80重量％の範囲で用いるのがよ
い。抵抗体の抵抗値に合せて配合するのがよい。 また、有機ビヒクルとしては熱分解性の樹脂、
例えばメタアクリル酸系樹脂をテルピネオール、
ブチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解し
たものを用いる。 上記の厚膜抵抗組成物は、セラミツクス基板上
に塗布、例えばスクリーン印刷などの方法によつ
て形成される。しかるのち予備乾燥後、非酸化性
雰囲気中で焼成され厚膜ハイブリツドICが得ら
れる。焼成温度は、配合される抵抗ベーストによ
つても異なるが、850〜950℃が一般的である。 〔作用〕 前記ランタンボライドと酸化錫をブレンドした
ものは、例えば LaB6＋SnO2→Sn＋LaO2＋B2O3 のような反応が起り、金属Snの生成により所定
の抵抗値のものが得られないばかりか、水に不安
定なB2O3が生成されるために不安定となり、ば
らつく原因になるものと考えられる。 これに対し、本発明においては、それぞれ粒径
が1μｍ前後の大きさの希土類元素のほう化物と
ａ族元素の窒化物の２種以上の導電性材料とガ
ラスとを混合し、焼成する。そのため焼成時にほ
う化物と窒化物とが反応し、新規な、およそ数
100オングストロームの粒径の微粒導電物質が生
成する。新たな導電バスが形成されることによつ
て、抵抗体中の導電バスがより多くなり、例えば
ほう化物と窒化物との導電バスが一部切断される
ような場合でも、全体のパスが多いことで抵抗特
性としての抵抗値のばらつきやヒートサイクルに
よる抵抗値変化率等を小さく抑えることが可能に
なる。従つて低抗体としては非常に安定した特性
を示す。 また、焼成後の抵抗体は熱衝撃に対しても抵抗
値の変化が少ないので安定な厚膜ハイブリツド
ICを提供することができる。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 １ 粒径2μｍ以下のLaB6、TiNおよび平均粒径1μ
ｍのほうけい酸アルミ系ガラスの粉末とを第１表
に示す割合配合し、らい潰機で混合した後、有機
ビヒクルとして20重量％メタアクリル酸系樹脂／
ブチルカルビト−ルアセテート溶液を粉末成分に
対し約20重量％加え、３本ロールを用いて室温で
混練し、ペースト状の本発明の厚膜抵抗組成物を
得た。 次に、第１図に示すようにアルミナ基板１
（0.8mm×72mm×55mm）上に、銅系の導体ペースト
（DuPont社製：9153）を用いてスクリーン印刷法
により導体端子２を形成後、120℃、10分乾燥し、
窒素ガス中で900℃、10分の焼成を行なつた。 次に、前記厚膜抵抗組成物を同様にして、印刷
し抵抗体３を形成した。これを、120℃、10分乾
燥し、次いで窒素ガス中で850、900および950℃
で焼成を行なつて抵抗体を作成した。 第２図に、抵抗値の焼成温度依存性を示す。 第１表に示すとおりの面積抵抗値、抵抗値のば
らつき幅を有する試験用サンプルを得た。試験用
サンプルとしては、ほぼ同じ抵抗値を有する抵抗
体皮膜90個の用いて、１条件の試験に供した。 表から明らかなように、安定で、28Ω／□〜
18MΩ／□の抵抗値をもつた低抗体が得られた。 ここで抵抗値の安定性を示す抵抗値のばらつき
は以下の式により求めた。 抵抗値がばらつき（％）＝3σ／Ｒ×100 σ（Ω）＝√｛Σi（Ri−Ｒ）2／（ｎ−１）｝ 上式において、 σ＝標準偏差 Ri＝各抵抗値 Ｒ＝平均抵抗値 ｎ＝測定した低抗体の数 である。
【表】
【表】
比較例 １
導電性材料の組成が異なる他は、実施例１同様
にして、厚膜抵抗組成物を作成し、これをアルミ
ナ基板上に印刷後、乾燥、焼成を行なつて抵抗体
を作成した。得られた抵抗体の面積抵抗値、抵抗
値のばらつき幅およびヒートサイクル試験を行な
つた結果を第２表に示す。また、第３図に、抵抗
値の焼成温度依存性を示す。 実施例１に比べ、ガラス分の割合が大きくなる
ほど抵抗値のばらつき幅、ヒートサイクル後の抵
抗値の変化率が大きい。また、抵抗体の焼成温度
し依存性が抵抗値に影響していることが分かる。
にして、厚膜抵抗組成物を作成し、これをアルミ
ナ基板上に印刷後、乾燥、焼成を行なつて抵抗体
を作成した。得られた抵抗体の面積抵抗値、抵抗
値のばらつき幅およびヒートサイクル試験を行な
つた結果を第２表に示す。また、第３図に、抵抗
値の焼成温度依存性を示す。 実施例１に比べ、ガラス分の割合が大きくなる
ほど抵抗値のばらつき幅、ヒートサイクル後の抵
抗値の変化率が大きい。また、抵抗体の焼成温度
し依存性が抵抗値に影響していることが分かる。
【表】
比較例 ２
粒径2μｍ以下の導電性材料およびほうけい酸
アルミ系ガラス粉末と第３表に示す割合に配合
し、実施例１と同様にして厚膜抵抗組成物を作成
した。これらを実施例１と同様に、アルミナ基板
上に印刷し、乾燥、焼成した。これらの特性を第
３表に示す。 本比較例からは、得られた抵抗体の抵抗値のば
らつきが大きい。
アルミ系ガラス粉末と第３表に示す割合に配合
し、実施例１と同様にして厚膜抵抗組成物を作成
した。これらを実施例１と同様に、アルミナ基板
上に印刷し、乾燥、焼成した。これらの特性を第
３表に示す。 本比較例からは、得られた抵抗体の抵抗値のば
らつきが大きい。
【表】
〔発明の効果〕
本発明によれば、抵抗体の抵抗値の変化率が少
なく、ヒートサイクルに対しても安定で、任意の
抵抗値を有する原膜ハイブリツドIC、厚膜抵抗
組成物、厚膜抵抗体を提供することができる。
なく、ヒートサイクルに対しても安定で、任意の
抵抗値を有する原膜ハイブリツドIC、厚膜抵抗
組成物、厚膜抵抗体を提供することができる。
第１図は本発明の実施例に用いた試験用抵抗体
の平面図、第２図および第３図は抵抗体の焼成体
温度依存性を示すグラフである。 １……基板、２導体端子、３……抵抗体。
の平面図、第２図および第３図は抵抗体の焼成体
温度依存性を示すグラフである。 １……基板、２導体端子、３……抵抗体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 周期律表の希土類元素のほう化物を10〜90重
量部と、ａ族元素の窒化物を90〜10重量部と、
前記成分に対して20〜80重量部の有効量のガラス
及び有機ビヒクルを含むことを特徴とする厚膜抵
抗組成物。 ２ 周期律表の希土類元素のほう化物とａ族元
素の窒化物とを有し、有効量のガラスを含む焼結
体であることを特徴とする厚膜低抗体。 ３ セラミツクス基板上に、周期律表の希土類元
素のほう化物、ａ族元素の窒化物、及び有効量
のガラスを含む厚膜低抗体と、銅導体から成る厚
膜回路とを有することを特徴とする厚膜ハイブリ
ツドIC。 ４ セラミツクス基板上に、周期律表の希土類元
素のほう化物、ａ族元素の窒化物、及び有効量
のガラスを含む厚膜低抗体と、銅導体から成る厚
膜回路と、それらを保護する被覆層とを有するこ
とを特徴とする厚膜ハイブリツドIC。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033297A JPS63202001A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 厚膜抵抗組成物、厚膜抵抗体、並びに厚膜ハイブリッドｉｃ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033297A JPS63202001A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 厚膜抵抗組成物、厚膜抵抗体、並びに厚膜ハイブリッドｉｃ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63202001A JPS63202001A (ja) | 1988-08-22 |
| JPH0482161B2 true JPH0482161B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=12382612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033297A Granted JPS63202001A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 厚膜抵抗組成物、厚膜抵抗体、並びに厚膜ハイブリッドｉｃ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63202001A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723555B2 (ja) * | 1987-12-14 | 1998-03-09 | 松下電器産業株式会社 | グレーズ抵抗材料およびこれを用いた混成集積回路装置 |
| JPH0738325B2 (ja) * | 1988-10-21 | 1995-04-26 | 株式会社日立製作所 | 厚膜抵抗体組成物及びその用途 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS537699B2 (ja) * | 1972-05-23 | 1978-03-20 | ||
| US4225468A (en) * | 1978-08-16 | 1980-09-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Temperature coefficient of resistance modifiers for thick film resistors |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62033297A patent/JPS63202001A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63202001A (ja) | 1988-08-22 |
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