JPH05335110A - 厚膜抵抗体組成物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】焼成工程における抵抗値およびTCRのばらつ
きが小さく且つ熱膨張係数も小さい厚膜抵抗体を提供す
ることである。 【構成】ルテニウムパイロクロア酸化物5〜30wt%お
よびガラス結合剤10〜90wt%を含有する厚膜抵抗体
組成物であって、(1)該ルテニウムパイロクロア酸化
物がPbRuO3 であり、(2)該ガラス結合剤がPb
O 61〜85wt%、SiO2 10〜36wt%および
B2 O3 0〜2wt%を含有しかつPbO、SiO2 お
よびB2 O3 の合計が95wt%以上を占める第1のガラ
スを含み、かつ該ガラス結合剤全体中にB2 O3 を2〜
20wt%含有するガラスであり、さらに(3)該第1の
ガラスは該厚膜抵抗体組成物の5〜30wt%を占め、か
つ該ルテニウムパイロクロア酸化物と第1のガラスとの
重量比が5:30〜60:40であることを特徴とする
厚膜抵抗体組成物。
きが小さく且つ熱膨張係数も小さい厚膜抵抗体を提供す
ることである。 【構成】ルテニウムパイロクロア酸化物5〜30wt%お
よびガラス結合剤10〜90wt%を含有する厚膜抵抗体
組成物であって、(1)該ルテニウムパイロクロア酸化
物がPbRuO3 であり、(2)該ガラス結合剤がPb
O 61〜85wt%、SiO2 10〜36wt%および
B2 O3 0〜2wt%を含有しかつPbO、SiO2 お
よびB2 O3 の合計が95wt%以上を占める第1のガラ
スを含み、かつ該ガラス結合剤全体中にB2 O3 を2〜
20wt%含有するガラスであり、さらに(3)該第1の
ガラスは該厚膜抵抗体組成物の5〜30wt%を占め、か
つ該ルテニウムパイロクロア酸化物と第1のガラスとの
重量比が5:30〜60:40であることを特徴とする
厚膜抵抗体組成物。
Description
【0001】
【従来の技術】本発明は厚膜抵抗体を製造するのに有用
な組成物に関し、特に導電成分としてルテニウムパイロ
クロア酸化物を用いる組成物に関するものである。
な組成物に関し、特に導電成分としてルテニウムパイロ
クロア酸化物を用いる組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】厚膜抵抗電子部品や厚膜ハイブリッド等
において広く使用されている厚膜抵抗体組成物は、絶縁
性基体表面に形成された導体パターンまたは電極上に印
刷した後、焼成することによって抵抗体厚膜を生成させ
る組成物である。
において広く使用されている厚膜抵抗体組成物は、絶縁
性基体表面に形成された導体パターンまたは電極上に印
刷した後、焼成することによって抵抗体厚膜を生成させ
る組成物である。
【0003】厚膜抵抗体組成物は、導電成分およびガラ
ス結合剤を有機媒体(ベヒクル)中に分散させることに
より調製される。導電成分は主に厚膜抵抗体の電気的性
質を決定する役割を有しルテニウムパイロクロア酸化物
等が用いられている。ガラス結合剤はガラスからなるも
ので主に厚膜を一体に保持すると共にそれを基体に結合
させる役割を有する。有機媒体は組成物の適用特性、特
にそのレオロジーに影響を与える分散媒体である。
ス結合剤を有機媒体(ベヒクル)中に分散させることに
より調製される。導電成分は主に厚膜抵抗体の電気的性
質を決定する役割を有しルテニウムパイロクロア酸化物
等が用いられている。ガラス結合剤はガラスからなるも
ので主に厚膜を一体に保持すると共にそれを基体に結合
させる役割を有する。有機媒体は組成物の適用特性、特
にそのレオロジーに影響を与える分散媒体である。
【0004】ルテン酸鉛(PbRuO3 )などルテニウ
ムパイロクロア酸化物を含むルテニウムパイロクロア酸
化物系厚膜抵抗体の焼成は、通常ベルト炉で行われる。
この場合、焼成される抵抗体組成物が印刷された基体ま
たは基板を、ベルト炉のベルト上に敷きつめて加熱焼成
する。一般に、焼成は850℃ピーク温度、ピーク時間
5分〜10分間であり、ベルト炉の入口から出口まで2
5分〜110分間程度であるが、年々短時間焼成化が進
んでいる。しかし、ベルトスピードを速くすると、焼成
された抵抗体の抵抗値や抵抗値温度係数(TCR)が変
動すると共にそのばらつきが大きくなる。抵抗値につい
てはある程度のばらつきはその後の工程のレーザートリ
ミングによって調整することができるが、TCRは調整
ができないため、焼成による変動およびそのばらつきを
できるだけ小さくすることが望まれる。
ムパイロクロア酸化物を含むルテニウムパイロクロア酸
化物系厚膜抵抗体の焼成は、通常ベルト炉で行われる。
この場合、焼成される抵抗体組成物が印刷された基体ま
たは基板を、ベルト炉のベルト上に敷きつめて加熱焼成
する。一般に、焼成は850℃ピーク温度、ピーク時間
5分〜10分間であり、ベルト炉の入口から出口まで2
5分〜110分間程度であるが、年々短時間焼成化が進
んでいる。しかし、ベルトスピードを速くすると、焼成
された抵抗体の抵抗値や抵抗値温度係数(TCR)が変
動すると共にそのばらつきが大きくなる。抵抗値につい
てはある程度のばらつきはその後の工程のレーザートリ
ミングによって調整することができるが、TCRは調整
ができないため、焼成による変動およびそのばらつきを
できるだけ小さくすることが望まれる。
【0005】また、ルテニウムパイロクロア酸化物系抵
抗体は、熱膨脹係数(TCE)が小さいことも重要であ
る。一般的な基体である96%アルミナセラミックは7
5×10-7/℃の熱膨張係数を有しているので、厚膜抵
抗体の熱膨張係数はそれより低いことが好ましい。
抗体は、熱膨脹係数(TCE)が小さいことも重要であ
る。一般的な基体である96%アルミナセラミックは7
5×10-7/℃の熱膨張係数を有しているので、厚膜抵
抗体の熱膨張係数はそれより低いことが好ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、焼成工程における抵抗値およびTCR特にTC
Rの変動およびばらつきを小さくでき且つ熱膨張係数も
小さい厚膜抵抗体を与える厚膜抵抗体組成物を提供する
ことである。
目的は、焼成工程における抵抗値およびTCR特にTC
Rの変動およびばらつきを小さくでき且つ熱膨張係数も
小さい厚膜抵抗体を与える厚膜抵抗体組成物を提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的は、ルテニウム
パイロクロア酸化物5〜30wt%およびガラス結合剤1
0〜90wt%を含有する厚膜抵抗体組成物であって、該
ルテニウムパイロクロア酸化物がPbRuO3 であり、
該ガラス結合剤がPbO 61〜85wt%、SiO2
10〜36wt%およびB2 O3 0〜2wt%を含有しか
つPbO、SiO2 およびB2 O3 の合計が95wt%以
上を占める第1のガラスを含み、かつ該ガラス結合剤全
体中にB2 O3 を2〜20wt%含有するガラスであり、
さらに該第1のガラスは該厚膜抵抗体組成物の5〜30
wt%を占め、かつ該ルテニウムパイロクロア酸化物と第
1のガラスとの重量比が5:30〜60:40であるこ
とを特徴とする厚膜抵抗体組成物によって達成される。
本発明の目的はまたPbRuO3 、PbOおよびガラス
結合剤を含有する厚膜抵抗体組成物であって、PbRu
O3 とPbOとの重量比が1:1〜5:1であり、該ガ
ラス結合剤がB2 O3 を2〜20wt%含有するガラスで
あることを特徴とする厚膜抵抗体組成物によっても達成
される。以下本発明をさらに詳細に説明する。
パイロクロア酸化物5〜30wt%およびガラス結合剤1
0〜90wt%を含有する厚膜抵抗体組成物であって、該
ルテニウムパイロクロア酸化物がPbRuO3 であり、
該ガラス結合剤がPbO 61〜85wt%、SiO2
10〜36wt%およびB2 O3 0〜2wt%を含有しか
つPbO、SiO2 およびB2 O3 の合計が95wt%以
上を占める第1のガラスを含み、かつ該ガラス結合剤全
体中にB2 O3 を2〜20wt%含有するガラスであり、
さらに該第1のガラスは該厚膜抵抗体組成物の5〜30
wt%を占め、かつ該ルテニウムパイロクロア酸化物と第
1のガラスとの重量比が5:30〜60:40であるこ
とを特徴とする厚膜抵抗体組成物によって達成される。
本発明の目的はまたPbRuO3 、PbOおよびガラス
結合剤を含有する厚膜抵抗体組成物であって、PbRu
O3 とPbOとの重量比が1:1〜5:1であり、該ガ
ラス結合剤がB2 O3 を2〜20wt%含有するガラスで
あることを特徴とする厚膜抵抗体組成物によっても達成
される。以下本発明をさらに詳細に説明する。
【0008】本発明者らは、ルテニウムパイロクロア酸
化物系抵抗体組成物の焼成工程における抵抗およびTC
Rのばらつきが焼成温度のばらつき特に800〜900
℃の温度範囲でのばらつきに起因すること、さらにこれ
ら抵抗およびTCRの変動がルテニウムパイロクロア酸
化物の分解と密接な関係にあることを見出し、800℃
〜900℃の温度範囲でPbRuO3 の分解の温度依存
性を小さくする、更にはこの温度範囲でのPbRuO3
の分解をできるかぎり小さくする好ましくは分解が起き
ないようにして焼成温度に鈍感な抵抗体組成物を得よう
とした。すなわち、抵抗体組成物を焼成する炉特にベル
ト炉は短時間焼成のためにベルトスピードを速くすると
そのベルト幅方向で温度分布が広くなる。また、ルテニ
ウムパイロクロア構造のPbRuO3 を含有する抵抗体
組成物は、PbRuO3 が、無機結合剤であるガラスの
中で、式:PbRuO3 →RuO2 +PbO のように
酸化ルテニウムと酸化鉛に分解することが知られてい
る。本発明者らは、このPbRuO3 の分解は特に80
0℃〜900℃の温度域において温度依存性があり、分
解が進行するに伴って抵抗体の抵抗値が約1/100ま
で下がりTCRが約2000ppm/℃まで上がること
を見出し、抵抗体組成物のガラス結合剤の組成とPbR
uO3 の分解との関係に着目して、PbRuO3 が分解
しにくいガラス結合剤組成を検討したのである。
化物系抵抗体組成物の焼成工程における抵抗およびTC
Rのばらつきが焼成温度のばらつき特に800〜900
℃の温度範囲でのばらつきに起因すること、さらにこれ
ら抵抗およびTCRの変動がルテニウムパイロクロア酸
化物の分解と密接な関係にあることを見出し、800℃
〜900℃の温度範囲でPbRuO3 の分解の温度依存
性を小さくする、更にはこの温度範囲でのPbRuO3
の分解をできるかぎり小さくする好ましくは分解が起き
ないようにして焼成温度に鈍感な抵抗体組成物を得よう
とした。すなわち、抵抗体組成物を焼成する炉特にベル
ト炉は短時間焼成のためにベルトスピードを速くすると
そのベルト幅方向で温度分布が広くなる。また、ルテニ
ウムパイロクロア構造のPbRuO3 を含有する抵抗体
組成物は、PbRuO3 が、無機結合剤であるガラスの
中で、式:PbRuO3 →RuO2 +PbO のように
酸化ルテニウムと酸化鉛に分解することが知られてい
る。本発明者らは、このPbRuO3 の分解は特に80
0℃〜900℃の温度域において温度依存性があり、分
解が進行するに伴って抵抗体の抵抗値が約1/100ま
で下がりTCRが約2000ppm/℃まで上がること
を見出し、抵抗体組成物のガラス結合剤の組成とPbR
uO3 の分解との関係に着目して、PbRuO3 が分解
しにくいガラス結合剤組成を検討したのである。
【0009】まず、多種のガラスと、比表面積が7〜1
0/m2 、平均粒径が50〜100オングストロームの
ルテニウムパイロクロア酸化物(PbRuO3 ;以下
「鉛パイロクロア」ともいう)粉とを有機溶媒のターピ
ネルと混合した後、ドクターブレードによってアルミナ
基板上に一面に塗り、150℃で乾燥し、350℃で有
機成分をバーンアウトさせ、その後850℃、900
℃、および950℃で焼成し、X線回折で分析した。そ
のX線回折図の鉛パイロクロアとRuO2 のピーク強度
を計算して、((RuO2 )/(RuO2 +鉛パイロク
ロア)で表されるピーク比を計算し、これにより鉛パイ
ロクロアの分解の程度を表した。ここで、鉛パイロクロ
アのピーク強度は2θ=30.182°付近に現れる鉛
パイロクロアの第1ピーク強度を、RuO2 については
2θ=28.13°付近に現れるRuO2 の第1ピーク
強度を測定した。そして、ガラスの組成と鉛パイロクロ
アの分解との関係を明らかにするために、各ガラスの各
金属酸化物についてその含有量と前記鉛パイロクロアの
分解の関係を考察した。その結果、酸化鉛(PbO)と
酸化ホウ素(BO3 )の含有量に強い傾向が認められ
た。実験した各種ガラスの組成を表1に、その焼成温度
とRuO2 の生成割合すなわち(RuO2 )/(RuO
2 +鉛パイロクロア)のピーク比を図1〜図8に示す。
図1と図2の比較から、PbOの減少とともにRuO2
の生成割合が大きくなることが、また、図3と図4の比
較および図5と図6の比較から、PbOが多くてもB2
O3 が多いとRuO2 の生成割合が大きくなることがわ
かる。PbOが少なくB2 O3 が多いガラスを用いる
と、図7に示すように鉛パイロクロアの分解率は非常に
高く、特にPbO=0wt%であってB2 O3 が多い(2
6wt%)ガラスを用いた場合には鉛パイロクロアは完全
に分解した。これに対してPbOが多くB2 O3 =0wt
%のガラスを用いると図8に示すように鉛パイロクロア
は分解しなかった。これらの結果から、高B2 O3 /P
bO比もしくはPbOの少ないガラス組成が、PbRu
O3 をRuO2 に分解させることが明らかになった。
0/m2 、平均粒径が50〜100オングストロームの
ルテニウムパイロクロア酸化物(PbRuO3 ;以下
「鉛パイロクロア」ともいう)粉とを有機溶媒のターピ
ネルと混合した後、ドクターブレードによってアルミナ
基板上に一面に塗り、150℃で乾燥し、350℃で有
機成分をバーンアウトさせ、その後850℃、900
℃、および950℃で焼成し、X線回折で分析した。そ
のX線回折図の鉛パイロクロアとRuO2 のピーク強度
を計算して、((RuO2 )/(RuO2 +鉛パイロク
ロア)で表されるピーク比を計算し、これにより鉛パイ
ロクロアの分解の程度を表した。ここで、鉛パイロクロ
アのピーク強度は2θ=30.182°付近に現れる鉛
パイロクロアの第1ピーク強度を、RuO2 については
2θ=28.13°付近に現れるRuO2 の第1ピーク
強度を測定した。そして、ガラスの組成と鉛パイロクロ
アの分解との関係を明らかにするために、各ガラスの各
金属酸化物についてその含有量と前記鉛パイロクロアの
分解の関係を考察した。その結果、酸化鉛(PbO)と
酸化ホウ素(BO3 )の含有量に強い傾向が認められ
た。実験した各種ガラスの組成を表1に、その焼成温度
とRuO2 の生成割合すなわち(RuO2 )/(RuO
2 +鉛パイロクロア)のピーク比を図1〜図8に示す。
図1と図2の比較から、PbOの減少とともにRuO2
の生成割合が大きくなることが、また、図3と図4の比
較および図5と図6の比較から、PbOが多くてもB2
O3 が多いとRuO2 の生成割合が大きくなることがわ
かる。PbOが少なくB2 O3 が多いガラスを用いる
と、図7に示すように鉛パイロクロアの分解率は非常に
高く、特にPbO=0wt%であってB2 O3 が多い(2
6wt%)ガラスを用いた場合には鉛パイロクロアは完全
に分解した。これに対してPbOが多くB2 O3 =0wt
%のガラスを用いると図8に示すように鉛パイロクロア
は分解しなかった。これらの結果から、高B2 O3 /P
bO比もしくはPbOの少ないガラス組成が、PbRu
O3 をRuO2 に分解させることが明らかになった。
【0010】
【表1】
【0011】一方、抵抗体の熱膨脹係数とガラス結合剤
の組成との関係については、B2 O3 含有率の高いガラ
スすなわちB2 O3 を2〜20wt%含有するガラス、好
ましくはB2 O3 含有率が高く且つPbOを含まないガ
ラスを用いることによって低い熱膨脹係数(例えば5.
8 ppm/℃)が実現できることが知られている。しかし
ながら、前述したように、B2 O3 含有率の高いガラス
は鉛パイロクロアの分解を起こすガラスである。
の組成との関係については、B2 O3 含有率の高いガラ
スすなわちB2 O3 を2〜20wt%含有するガラス、好
ましくはB2 O3 含有率が高く且つPbOを含まないガ
ラスを用いることによって低い熱膨脹係数(例えば5.
8 ppm/℃)が実現できることが知られている。しかし
ながら、前述したように、B2 O3 含有率の高いガラス
は鉛パイロクロアの分解を起こすガラスである。
【0012】そこで、低い熱膨脹係数を維持しながら鉛
パイロクロアの分解を抑える方法を研究した。そして、
特定のPbO含有率およびB2 O3 含有率のガラス(第
1のガラス)を、PbRuO3 と特定の割合で組合わ
せ、さらに、これらを特定のB2 O3 含有率のガラスマ
トリックス(第1のガラスを一成分として含むガラス結
合剤)中に分散させることで、熱膨脹係数が低く且つ鉛
パイロクロアの分解が抑制され焼成工程におけるTCR
の変動が小さくそのばらつきも小さい厚膜抵抗体が得ら
れることを見出し本発明をするに至った。また、同様の
効果は前記特定のPbO含有率およびB2 O3 含有率を
有する第1のガラスに代えてPbOをPbRuO3 と特
定の割合で組合わせることによっても得られることを見
出し本発明をするに至った。鉛パイロクロアの分解が起
こった抵抗体はそのノイズ及び静電負荷変化率(ES
D)も悪化することが見出され、本発明による抵抗体は
鉛パイロクロアの分解を抑制することにより、ノイズ及
びESDの点でも優れた効果を奏するものである。次に
本発明の厚膜抵抗体組成物の構成成分についてさらに詳
細に説明する。
パイロクロアの分解を抑える方法を研究した。そして、
特定のPbO含有率およびB2 O3 含有率のガラス(第
1のガラス)を、PbRuO3 と特定の割合で組合わ
せ、さらに、これらを特定のB2 O3 含有率のガラスマ
トリックス(第1のガラスを一成分として含むガラス結
合剤)中に分散させることで、熱膨脹係数が低く且つ鉛
パイロクロアの分解が抑制され焼成工程におけるTCR
の変動が小さくそのばらつきも小さい厚膜抵抗体が得ら
れることを見出し本発明をするに至った。また、同様の
効果は前記特定のPbO含有率およびB2 O3 含有率を
有する第1のガラスに代えてPbOをPbRuO3 と特
定の割合で組合わせることによっても得られることを見
出し本発明をするに至った。鉛パイロクロアの分解が起
こった抵抗体はそのノイズ及び静電負荷変化率(ES
D)も悪化することが見出され、本発明による抵抗体は
鉛パイロクロアの分解を抑制することにより、ノイズ及
びESDの点でも優れた効果を奏するものである。次に
本発明の厚膜抵抗体組成物の構成成分についてさらに詳
細に説明する。
【0013】A.導電成分 本発明の厚膜抵抗体組成物は、導電成分として、ルテニ
ウムパイロクロア酸化物を含有する。ルテニウムパイロ
クロア酸化物は、次の一般式で表わされるRu+4、Ir
+4またはその混合物(M″)の多成分化合物であるパイ
ロクロア酸化物の一種である。 (Mx Bi2-x )(M′y M″2-y )O7-z 式中、Mはイットリウム、タリウム、インジウム、カド
ミウム、鉛、銅および希土類金属より成る群から選ば
れ、M′は白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアン
チモンより成る群から選ばれ、M″はルテニウム、イリ
ジウムまたはその混合物であり、xは0〜2であるがた
だし1価の銅に対してはx≦1であり、
ウムパイロクロア酸化物を含有する。ルテニウムパイロ
クロア酸化物は、次の一般式で表わされるRu+4、Ir
+4またはその混合物(M″)の多成分化合物であるパイ
ロクロア酸化物の一種である。 (Mx Bi2-x )(M′y M″2-y )O7-z 式中、Mはイットリウム、タリウム、インジウム、カド
ミウム、鉛、銅および希土類金属より成る群から選ば
れ、M′は白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアン
チモンより成る群から選ばれ、M″はルテニウム、イリ
ジウムまたはその混合物であり、xは0〜2であるがた
だし1価の銅に対してはx≦1であり、
【0014】yは0〜0.5であるがただしM′がロジ
ウムであるかまたは白金、チタン、クロム、ロジウムお
よびアンチモンのうちの1種より多い場合にはyは0〜
1であり、そしてzは0〜1であるがただしMが2価の
鉛またはカドミウムの場合にはこれは少なくとも約x/
2に等しい。これらルテニウムパイロクロア酸化物は、
米国特許第3583931号明細書に詳細に記載されて
いる。
ウムであるかまたは白金、チタン、クロム、ロジウムお
よびアンチモンのうちの1種より多い場合にはyは0〜
1であり、そしてzは0〜1であるがただしMが2価の
鉛またはカドミウムの場合にはこれは少なくとも約x/
2に等しい。これらルテニウムパイロクロア酸化物は、
米国特許第3583931号明細書に詳細に記載されて
いる。
【0015】本発明においては、これらルテニウムパイ
ロクロア酸化物のうち鉛パイロクロアすなわちルテン酸
鉛(PbRuO3 またはPb2 Ru2 O6 )を用いる。
PbRuO3 は、容易に純粋の形で得られ、ガラス結合
剤により悪影響を受けず、比較的小さいTCRを有して
おり、空気中で約1000℃まで加熱した場合でも安定
であり、そして還元性雰囲気中でも比較的安定な化合物
である。
ロクロア酸化物のうち鉛パイロクロアすなわちルテン酸
鉛(PbRuO3 またはPb2 Ru2 O6 )を用いる。
PbRuO3 は、容易に純粋の形で得られ、ガラス結合
剤により悪影響を受けず、比較的小さいTCRを有して
おり、空気中で約1000℃まで加熱した場合でも安定
であり、そして還元性雰囲気中でも比較的安定な化合物
である。
【0016】PbRuO3 は、有機媒体を含む組成物全
体重量を基準として5〜30wt%、好ましくは10〜2
5wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準とする
と、7.1〜42.9wt%,好ましくは14.2〜3
5.8wt%である。合計無機固体分とは、導電成分とガ
ラス結合剤との合計をいう。本発明の組成物が導電成分
と無機結合剤以外に無機添加剤を含有するときは、合計
無機固体分とは該無機添加剤をも含めたものである。
体重量を基準として5〜30wt%、好ましくは10〜2
5wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準とする
と、7.1〜42.9wt%,好ましくは14.2〜3
5.8wt%である。合計無機固体分とは、導電成分とガ
ラス結合剤との合計をいう。本発明の組成物が導電成分
と無機結合剤以外に無機添加剤を含有するときは、合計
無機固体分とは該無機添加剤をも含めたものである。
【0017】本発明の組成物は、導電成分として、Pb
RuO3 以外のルテニウム系パイロクロア例えばルテン
酸ビスマスBi2 Ru2 O7 、Pb1.5 Bi0.5 Ru2
O6.20およびCdBiRu2 O6.5 を含有しても良い。
これら全てについてy=0である。ルテン酸ビスマス
は、容易に純粋の形で得られ、ガラス結合剤により悪影
響を受けず、比較的小さいTCRを有しており、空気中
で約1000℃まで加熱した場合でも安定であり、そし
て還元性雰囲気中でも比較的安定な化合物である。導電
成分としては、この他、酸化ルテニウム(RuO2 )ま
たは銀を含有しても良い。
RuO3 以外のルテニウム系パイロクロア例えばルテン
酸ビスマスBi2 Ru2 O7 、Pb1.5 Bi0.5 Ru2
O6.20およびCdBiRu2 O6.5 を含有しても良い。
これら全てについてy=0である。ルテン酸ビスマス
は、容易に純粋の形で得られ、ガラス結合剤により悪影
響を受けず、比較的小さいTCRを有しており、空気中
で約1000℃まで加熱した場合でも安定であり、そし
て還元性雰囲気中でも比較的安定な化合物である。導電
成分としては、この他、酸化ルテニウム(RuO2 )ま
たは銀を含有しても良い。
【0018】これらPbRuO3 以外の導電成分は、有
機媒体を含む組成物全体重量を基準として0〜50wt
%、好ましくは0〜20wt%の割合で用いる。合計無機
固体分を基準とすると、0〜71.5wt%,好ましくは
0〜28.6wt%である。
機媒体を含む組成物全体重量を基準として0〜50wt
%、好ましくは0〜20wt%の割合で用いる。合計無機
固体分を基準とすると、0〜71.5wt%,好ましくは
0〜28.6wt%である。
【0019】B.ガラス結合剤 本発明の厚膜抵抗体組成物においてガラス結合剤として
は、PbO 61〜85wt%、SiO2 10〜36wt
%およびB2 O3 0〜2wt%を含有しかつPbO、S
iO2 およびB2 O3 の合計が95wt%以上を占める第
1のガラスを含み、かつ該ガラス結合剤全体にB2 O3
を2〜20wt%含有するガラスを用いる。
は、PbO 61〜85wt%、SiO2 10〜36wt
%およびB2 O3 0〜2wt%を含有しかつPbO、S
iO2 およびB2 O3 の合計が95wt%以上を占める第
1のガラスを含み、かつ該ガラス結合剤全体にB2 O3
を2〜20wt%含有するガラスを用いる。
【0020】本発明において、ガラス結合剤のB2 O3
含有率は2〜20wt%としなければならない。B2 O3
含有率は、使用する導電成分の種類および量、および厚
膜抵抗体の目標抵抗値等によって決定され、所望のB2
O3 含有率となるように第1のガラスおよび後述の第2
のガラスの組成および使用割合を選択する。
含有率は2〜20wt%としなければならない。B2 O3
含有率は、使用する導電成分の種類および量、および厚
膜抵抗体の目標抵抗値等によって決定され、所望のB2
O3 含有率となるように第1のガラスおよび後述の第2
のガラスの組成および使用割合を選択する。
【0021】第1のガラスのPbO含有率は61〜85
wt%であり、好ましくは63〜78wt%、より好ましく
は63〜70wt%である。SiO2 含有率は、10〜3
6wt%であり、好ましくは15〜36wt%、より好
ましくは25〜36wt%である。B2 O3 含有率は、0
〜2wt%であり、好ましくは0wt%である。第1のガラ
スのPbO、SiO2 およびB2 O3 の合計は95wt%
以上とする。
wt%であり、好ましくは63〜78wt%、より好ましく
は63〜70wt%である。SiO2 含有率は、10〜3
6wt%であり、好ましくは15〜36wt%、より好
ましくは25〜36wt%である。B2 O3 含有率は、0
〜2wt%であり、好ましくは0wt%である。第1のガラ
スのPbO、SiO2 およびB2 O3 の合計は95wt%
以上とする。
【0022】第1のガラスは、有機媒体を含む組成物全
体重量を基準として5〜30wt%、好ましくは10〜2
5wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準とする
と、7.1〜42.9wt%,好ましくは14.2〜3
5.8wt%である。
体重量を基準として5〜30wt%、好ましくは10〜2
5wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準とする
と、7.1〜42.9wt%,好ましくは14.2〜3
5.8wt%である。
【0023】第1のガラスはPbRuO3 と該第1のガ
ラスとの比が5:30〜60:40の割合になるような
範囲で用いなければならない。好ましくは5:30〜
1:1の範囲である。本発明において、ガラス結合剤
は、上記第1のガラスの他に1種以上のガラスを含む。
この第1のガラス以外のガラス成分を第2のガラスと称
する。
ラスとの比が5:30〜60:40の割合になるような
範囲で用いなければならない。好ましくは5:30〜
1:1の範囲である。本発明において、ガラス結合剤
は、上記第1のガラスの他に1種以上のガラスを含む。
この第1のガラス以外のガラス成分を第2のガラスと称
する。
【0024】第2のガラスは、一般に、有機媒体を含む
組成物全体重量を基準として5〜60wt%、好ましくは
10〜40wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準
とすると、7.1〜85.7wt%,好ましくは14.2
〜57.2wt%である。
組成物全体重量を基準として5〜60wt%、好ましくは
10〜40wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準
とすると、7.1〜85.7wt%,好ましくは14.2
〜57.2wt%である。
【0025】第2のガラスとしては、先の表1に示した
ガラス1〜7を使用することができるが、第2のガラス
として好ましいのはSiO2 30〜60wt%、CaO
5〜30wt%、B2 O3 1〜40wt%、PbO 0
〜50wt%、およびAl2 O3 0〜20wt%を含有し
且つこれらSiO2 、CaO、B2 O3 、PbOおよび
Al2 O3 の合計がその95wt%以上を占めるガラス
(以下「第2のガラス(A)」と称する)である。
ガラス1〜7を使用することができるが、第2のガラス
として好ましいのはSiO2 30〜60wt%、CaO
5〜30wt%、B2 O3 1〜40wt%、PbO 0
〜50wt%、およびAl2 O3 0〜20wt%を含有し
且つこれらSiO2 、CaO、B2 O3 、PbOおよび
Al2 O3 の合計がその95wt%以上を占めるガラス
(以下「第2のガラス(A)」と称する)である。
【0026】第2のガラス(A)を用いると、熱膨脹係
数(TCE)をある程度低くコントロールすることがで
き、また、焼結(sintering )をコントロールすること
もできる。
数(TCE)をある程度低くコントロールすることがで
き、また、焼結(sintering )をコントロールすること
もできる。
【0027】さらに好ましくは本発明において第2のガ
ラスとしては、第2のガラス(A)と、PbOが少なく
とも50wt%を占めるPbO−SiO2 系ガラスからな
るガラス(以下「第2のガラス(B)」と称する)との
混合物を用いる。ガラス結合剤中にこのような酸化鉛含
有率または軟化点の異なる2種のガラスを用いると、抵
抗値およびTCRの形状効果が小さく且つオーバーコー
トガラスの焼成による抵抗値およびTCRの変動も小さ
い厚膜抵抗体が得られる。抵抗値およびTCRの形状効
果が小さいとは、抵抗体のパッド長さ(幅)の変化、例
えば0.8mm×0.8mmから0.5mm×0.5m
mの変化に対して抵抗値およびTCRの変動が小さいこ
とをいう。
ラスとしては、第2のガラス(A)と、PbOが少なく
とも50wt%を占めるPbO−SiO2 系ガラスからな
るガラス(以下「第2のガラス(B)」と称する)との
混合物を用いる。ガラス結合剤中にこのような酸化鉛含
有率または軟化点の異なる2種のガラスを用いると、抵
抗値およびTCRの形状効果が小さく且つオーバーコー
トガラスの焼成による抵抗値およびTCRの変動も小さ
い厚膜抵抗体が得られる。抵抗値およびTCRの形状効
果が小さいとは、抵抗体のパッド長さ(幅)の変化、例
えば0.8mm×0.8mmから0.5mm×0.5m
mの変化に対して抵抗値およびTCRの変動が小さいこ
とをいう。
【0028】第2のガラス(A)は酸化鉛を最大50wt
% しか含まないので一般的に高軟化点ガラスである。第
2のガラス(B)は酸化鉛を最低50wt% 含むので一般
的に低軟化点ガラスである。第2のガラス(A)および
(B)はそれぞれ単独では厚膜抵抗体組成物のガラス結
合剤として使用することはできない。前者は焼結しない
し、後者はガラスがやわらかすぎて抵抗体形状がくずれ
てしまうからである。そうした単独では使用不可能とさ
れていたガラスを混合して使用することで、抵抗値およ
びTCRの形状効果が小さく且つオーバーコートガラス
の焼成による抵抗値およびTCRの変動も小さい厚膜抵
抗体が得られたことは予期し得ないことであった。
% しか含まないので一般的に高軟化点ガラスである。第
2のガラス(B)は酸化鉛を最低50wt% 含むので一般
的に低軟化点ガラスである。第2のガラス(A)および
(B)はそれぞれ単独では厚膜抵抗体組成物のガラス結
合剤として使用することはできない。前者は焼結しない
し、後者はガラスがやわらかすぎて抵抗体形状がくずれ
てしまうからである。そうした単独では使用不可能とさ
れていたガラスを混合して使用することで、抵抗値およ
びTCRの形状効果が小さく且つオーバーコートガラス
の焼成による抵抗値およびTCRの変動も小さい厚膜抵
抗体が得られたことは予期し得ないことであった。
【0029】第2のガラス(A)は、SiO2 、Ca
O、B2 O3 、PbOおよびAl2 O3 の合計がその9
5wt%以上を占めるガラスである。SiO2 は少なくと
も30wt% 必要である。それ未満では十分な高軟化点が
得られにくいからである。ただし60wt%以下とする。
それより多いとSiが結晶化するおそれがあるからであ
る。CaOは少なくとも5wt% 必要である。ただし30
wt%以下とする。30wt%を越えるとCaが他の元素と
結晶化をおこすおそれがあるからである。B2 O3 は少
なくとも1wt% 必要である。ただし40wt%以下とす
る。それより多いとガラス化しないおそれがあるからで
ある。PbOは50wt%以下でなければならない。50
wt%を越えると十分な高軟化点が得られにくいからであ
る。好ましくは0〜30wt%、より好ましくは0〜20
wt%である。Al2 O3 は20wt%以下でなければなら
ない。20wt%を越えるとガラス化しないからである。
好ましくは0〜5wt%である。
O、B2 O3 、PbOおよびAl2 O3 の合計がその9
5wt%以上を占めるガラスである。SiO2 は少なくと
も30wt% 必要である。それ未満では十分な高軟化点が
得られにくいからである。ただし60wt%以下とする。
それより多いとSiが結晶化するおそれがあるからであ
る。CaOは少なくとも5wt% 必要である。ただし30
wt%以下とする。30wt%を越えるとCaが他の元素と
結晶化をおこすおそれがあるからである。B2 O3 は少
なくとも1wt% 必要である。ただし40wt%以下とす
る。それより多いとガラス化しないおそれがあるからで
ある。PbOは50wt%以下でなければならない。50
wt%を越えると十分な高軟化点が得られにくいからであ
る。好ましくは0〜30wt%、より好ましくは0〜20
wt%である。Al2 O3 は20wt%以下でなければなら
ない。20wt%を越えるとガラス化しないからである。
好ましくは0〜5wt%である。
【0030】第2のガラス(A)は、有機媒体を含む組
成物全体重量を基準として5〜35wt%、好ましくは1
0〜25wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準と
すると、7〜50wt%好ましくは14〜36wt%であ
る。
成物全体重量を基準として5〜35wt%、好ましくは1
0〜25wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準と
すると、7〜50wt%好ましくは14〜36wt%であ
る。
【0031】第2のガラス(B)は、PbOが少なくと
も50wt%を占めるPbO−SiO2 系ガラスである。
前記第2のガラス(A)はこの第2のガラス(B)と組
み合わせて用いることによって初めて抵抗体のTCRの
形状効果の低減およびオーバーコートガラスの焼成によ
る抵抗値およびTCRの変動の低減を達成することがで
きる。
も50wt%を占めるPbO−SiO2 系ガラスである。
前記第2のガラス(A)はこの第2のガラス(B)と組
み合わせて用いることによって初めて抵抗体のTCRの
形状効果の低減およびオーバーコートガラスの焼成によ
る抵抗値およびTCRの変動の低減を達成することがで
きる。
【0032】第2のガラス(B)は、PbO 50〜8
0wt%、SiO2 10〜35wt%、Al2 O3 0〜
10wt%、B2 O3 1〜10wt%、CuO 1〜10
wt%およびZnO 1〜10wt%を含有し且つこれらP
bO、SiO2 、Al2 O3、B2 O3 、CuOおよび
ZnOがその95wt%以上を占めるガラスであることが
好ましい。この範囲の組成の第2のガラス(B)と前記
第2のガラス(A)とを混合することにより、TCRの
形状効果およびオーバーコートガラスの焼成による抵抗
値およびTCRの変動が小さいことに加えてさらに焼結
性も向上するからである。
0wt%、SiO2 10〜35wt%、Al2 O3 0〜
10wt%、B2 O3 1〜10wt%、CuO 1〜10
wt%およびZnO 1〜10wt%を含有し且つこれらP
bO、SiO2 、Al2 O3、B2 O3 、CuOおよび
ZnOがその95wt%以上を占めるガラスであることが
好ましい。この範囲の組成の第2のガラス(B)と前記
第2のガラス(A)とを混合することにより、TCRの
形状効果およびオーバーコートガラスの焼成による抵抗
値およびTCRの変動が小さいことに加えてさらに焼結
性も向上するからである。
【0033】第2のガラス(B)は、有機媒体を含む組
成物全体重量を基準として5〜40wt%、好ましくは1
0〜35wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準と
すると、7〜57wt%好ましくは14〜50wt%であ
る。
成物全体重量を基準として5〜40wt%、好ましくは1
0〜35wt%の割合で用いる。合計無機固体分を基準と
すると、7〜57wt%好ましくは14〜50wt%であ
る。
【0034】本発明の厚膜抵抗体組成物において、ガラ
ス結合剤のガラス組成は、前記第1のガラスの軟化点が
第2のガラス(A)より低く第2のガラス(B)より高
くなるように選択することが好ましい。
ス結合剤のガラス組成は、前記第1のガラスの軟化点が
第2のガラス(A)より低く第2のガラス(B)より高
くなるように選択することが好ましい。
【0035】本発明においてガラス結合剤として使用す
る第1のガラスおよび第2のガラスには、それぞれ、前
述した成分の他に、厚膜抵抗体の熱膨脹係数およびガラ
ス結合剤の熟成温度を調整するための成分を15wt%未
満含有させることができる。前述したように一般的な基
体である96%アルミナセラミックは75×10-7/℃
の熱膨張係数を有しているので、厚膜抵抗体の熱膨張係
数はそれより低いことが好ましい。シリカ、酸化鉛及び
酸化硼素の含有量を調節することによって熱膨張係数を
調整できることができる。少量のリチウム、カリウムま
たはナトリウムの酸化物の導入によっても熱膨張係数を
調整できることがある。酸化リチウムは約3重量%の程
度までガラス結合剤成分に包含させるのが有利である。
約4%までのZrO2 はアルカリ溶液中への溶解に対す
るガラスの抵抗性を強化させ、TiO2 はガラスの酸に
よる攻撃に対する抵抗性を強化させるのである。ガラス
がPbOを含まない亜鉛アルミノ硼硅酸塩ガラスである
場合には、Na2 Oを含有させることにより好ましい熱
膨張係数範囲を得ることができる。
る第1のガラスおよび第2のガラスには、それぞれ、前
述した成分の他に、厚膜抵抗体の熱膨脹係数およびガラ
ス結合剤の熟成温度を調整するための成分を15wt%未
満含有させることができる。前述したように一般的な基
体である96%アルミナセラミックは75×10-7/℃
の熱膨張係数を有しているので、厚膜抵抗体の熱膨張係
数はそれより低いことが好ましい。シリカ、酸化鉛及び
酸化硼素の含有量を調節することによって熱膨張係数を
調整できることができる。少量のリチウム、カリウムま
たはナトリウムの酸化物の導入によっても熱膨張係数を
調整できることがある。酸化リチウムは約3重量%の程
度までガラス結合剤成分に包含させるのが有利である。
約4%までのZrO2 はアルカリ溶液中への溶解に対す
るガラスの抵抗性を強化させ、TiO2 はガラスの酸に
よる攻撃に対する抵抗性を強化させるのである。ガラス
がPbOを含まない亜鉛アルミノ硼硅酸塩ガラスである
場合には、Na2 Oを含有させることにより好ましい熱
膨張係数範囲を得ることができる。
【0036】ガラス結合剤としての上述のガラスは、そ
れぞれ、通常のガラス製造技術により製造することがで
きる。すなわち、所望の比率で所望の成分またはその前
駆体例えばB2 O3 に対するH3 BO3 を混合し、そし
てこの混合物を加熱して溶融物を生成させることにより
製造することができる。当技術分野において周知のよう
に、加熱は、ピーク温度まで、そして溶融物が完全に液
体となりしかも気体発生が停止するような時間実施され
る。本発明においてはピーク温度は1100〜1500
℃、通常1200〜1400℃の範囲である。次いで、
溶融物を典型的には冷ベルト上かまたは冷流水中に注い
で冷却させることによって、急冷する。その後、所望に
よりミル処理によって粒子サイズを低減することができ
る。
れぞれ、通常のガラス製造技術により製造することがで
きる。すなわち、所望の比率で所望の成分またはその前
駆体例えばB2 O3 に対するH3 BO3 を混合し、そし
てこの混合物を加熱して溶融物を生成させることにより
製造することができる。当技術分野において周知のよう
に、加熱は、ピーク温度まで、そして溶融物が完全に液
体となりしかも気体発生が停止するような時間実施され
る。本発明においてはピーク温度は1100〜1500
℃、通常1200〜1400℃の範囲である。次いで、
溶融物を典型的には冷ベルト上かまたは冷流水中に注い
で冷却させることによって、急冷する。その後、所望に
よりミル処理によって粒子サイズを低減することができ
る。
【0037】更に詳しくは、これらのガラスは、白金る
つぼ中で電気加熱された炭化珪素炉で約1200〜14
00℃において20分〜1時間溶融させることにより製
造することができる。回転または振動ミル処理により最
終粒子サイズを1〜10m2 /gとすることができる。
振動ミル処理は、容器中に無機粉末とアルミナ等のシリ
ンダを入れ、次いでこの容器を特定時間振動させること
により水性媒体中で実施される。
つぼ中で電気加熱された炭化珪素炉で約1200〜14
00℃において20分〜1時間溶融させることにより製
造することができる。回転または振動ミル処理により最
終粒子サイズを1〜10m2 /gとすることができる。
振動ミル処理は、容器中に無機粉末とアルミナ等のシリ
ンダを入れ、次いでこの容器を特定時間振動させること
により水性媒体中で実施される。
【0038】C.無機添加剤 本発明の厚膜抵抗体組成物は、無機添加剤を含有するこ
とができる。TCRの調整剤として例えばNb2 O5 、
MnOおよびCu2 Oなどの無機酸化物、TCEフィラ
ーとして例えばZrSiO4 などのTCEの低い酸化物
を含有することができる。ZrSiO4 は厚膜抵抗体の
レーザートリミング性の向上にも寄与する。
とができる。TCRの調整剤として例えばNb2 O5 、
MnOおよびCu2 Oなどの無機酸化物、TCEフィラ
ーとして例えばZrSiO4 などのTCEの低い酸化物
を含有することができる。ZrSiO4 は厚膜抵抗体の
レーザートリミング性の向上にも寄与する。
【0039】これら無機添加剤は、有機媒体を含む組成
物全体重量を基準として0.05〜15wt%、合計無機
固体分を基準とすると、7.1〜21.4wt%の割合で
用いる。
物全体重量を基準として0.05〜15wt%、合計無機
固体分を基準とすると、7.1〜21.4wt%の割合で
用いる。
【0040】本発明においては第1のガラスに代えて酸
化鉛(PbO)を用いることもできる。この場合PbR
uO3 とPbOの割合は、重量で1:1〜5:1の範囲
とする。好ましい割合は1:0.8〜4:1である。P
bOは、PbRuO3 粒子の表面にコーティングさせて
用いることもできる。PbOによるコーティングは、例
えば、Pbリッチな雰囲気中でPbRuO3 粉を低温
(例えば400℃〜600℃)で加熱することによって
行うことができる。これは、大小2個のるつぼを重ね、
大きい方のるつぼにPbO粉を入れ、小さい方のるつぼ
にPbRuO3 粉を入れこれら全体に蓋をかぶせて加熱
することによって行うことができる。また、PbOによ
るコーティングは、PbOを分子レベルでPbRuO3
粉表面にコーティングすることによっても行うことがで
きる。
化鉛(PbO)を用いることもできる。この場合PbR
uO3 とPbOの割合は、重量で1:1〜5:1の範囲
とする。好ましい割合は1:0.8〜4:1である。P
bOは、PbRuO3 粒子の表面にコーティングさせて
用いることもできる。PbOによるコーティングは、例
えば、Pbリッチな雰囲気中でPbRuO3 粉を低温
(例えば400℃〜600℃)で加熱することによって
行うことができる。これは、大小2個のるつぼを重ね、
大きい方のるつぼにPbO粉を入れ、小さい方のるつぼ
にPbRuO3 粉を入れこれら全体に蓋をかぶせて加熱
することによって行うことができる。また、PbOによ
るコーティングは、PbOを分子レベルでPbRuO3
粉表面にコーティングすることによっても行うことがで
きる。
【0041】D.有機媒体 以上の本発明の無機固体分は、有機媒体中に分散させ
て、印刷可能な組成物ペーストとする。有機媒体は、組
成物全体重量を基準として20〜40wt%、好ましくは
25〜35wt%の割合で用いる。
て、印刷可能な組成物ペーストとする。有機媒体は、組
成物全体重量を基準として20〜40wt%、好ましくは
25〜35wt%の割合で用いる。
【0042】すべての不活性液体をベヒクルとして使用
することができる。濃厚化剤および/または安定剤およ
び/またはその他の一般的添加剤を加えたかまたはこれ
らを加えていない水または種々の有機液体のいずれか一
つをベヒクルとして使用することができる。使用しうる
有機液体の例は,脂肪族アルコール、そのようなアルコ
ールのエステル例えばアセテートおよびプロピオネー
ト、テルペン例えば松根油、テルピネオールその他、溶
媒例えば松根油およびエチレングリコールモノアセテー
トのモノブチルエーテル中の樹脂例えば低級アルコール
のポリメタクリレートの溶液またはエチルセルロースの
溶液である。ベヒクルには基体への適用後の迅速な固化
を促進させるための揮発性液体を含有させることができ
るしまたはベヒクルはこれにより構成されていることも
できる。好ましいベヒクルはエチルセルロースおよびベ
ータテルピネオールをベースとするものである。 E.調製、適用および試験方法 本発明の厚抗体組成物は、例えば3本ロールミルで製造
することができる。
することができる。濃厚化剤および/または安定剤およ
び/またはその他の一般的添加剤を加えたかまたはこれ
らを加えていない水または種々の有機液体のいずれか一
つをベヒクルとして使用することができる。使用しうる
有機液体の例は,脂肪族アルコール、そのようなアルコ
ールのエステル例えばアセテートおよびプロピオネー
ト、テルペン例えば松根油、テルピネオールその他、溶
媒例えば松根油およびエチレングリコールモノアセテー
トのモノブチルエーテル中の樹脂例えば低級アルコール
のポリメタクリレートの溶液またはエチルセルロースの
溶液である。ベヒクルには基体への適用後の迅速な固化
を促進させるための揮発性液体を含有させることができ
るしまたはベヒクルはこれにより構成されていることも
できる。好ましいベヒクルはエチルセルロースおよびベ
ータテルピネオールをベースとするものである。 E.調製、適用および試験方法 本発明の厚抗体組成物は、例えば3本ロールミルで製造
することができる。
【0043】本発明においては、第1のガラスとPbR
uO3 とを予め仮焼成しておき、これをベヒクルに添加
するようにしても良い。この仮焼成は、例えば、約60
0〜1000℃で、約0.2〜4時間、空気雰囲気で加
熱する。このように第1のガラスとPbRuO3 とを予
め仮焼成しておくことによって、後に行なう本焼成にお
けるTCR等の安定性をさらに向上させることができ
る。
uO3 とを予め仮焼成しておき、これをベヒクルに添加
するようにしても良い。この仮焼成は、例えば、約60
0〜1000℃で、約0.2〜4時間、空気雰囲気で加
熱する。このように第1のガラスとPbRuO3 とを予
め仮焼成しておくことによって、後に行なう本焼成にお
けるTCR等の安定性をさらに向上させることができ
る。
【0044】本発明の抵抗体組成物は、セラミック、ア
ルミナまたはその他の誘電体基体上に、通常の方法でフ
ィルムとして印刷することができる。有利には、アルミ
ナ基体を使用し、抵抗体組成物を前焼成したパラジウム
−銀端子上に印刷する。
ルミナまたはその他の誘電体基体上に、通常の方法でフ
ィルムとして印刷することができる。有利には、アルミ
ナ基体を使用し、抵抗体組成物を前焼成したパラジウム
−銀端子上に印刷する。
【0045】一般にスクリーンステンンシル技術を好ま
しく使用することができる。得られる印刷パターンは、
一般には放置して水平化し、約10分間高温例えば15
0℃で乾燥し、そして空気中ベルト炉中で約850℃の
ピーク温度で焼成(本焼成)する。次に、本発明におけ
る厚膜抵抗体組成物の各種特性の試験方法を説明する。
しく使用することができる。得られる印刷パターンは、
一般には放置して水平化し、約10分間高温例えば15
0℃で乾燥し、そして空気中ベルト炉中で約850℃の
ピーク温度で焼成(本焼成)する。次に、本発明におけ
る厚膜抵抗体組成物の各種特性の試験方法を説明する。
【0046】(1) 厚膜抵抗体組成物ペーストの製造方法 所定の無機固体分とベヒクルを混合後、ロールミルによ
ってペーストを練る。 (2) 印刷および焼成 1インチ×1インチ(25mm角)の96%アルミナ基板
に、Pd/Ag系厚膜導体を乾燥膜厚を18±2μmに
なるように印刷し、150℃で10分間乾燥する。この
Pd/Ag系厚膜導体は、ペースト中にPdを0.5wt
%含有するものである。
ってペーストを練る。 (2) 印刷および焼成 1インチ×1インチ(25mm角)の96%アルミナ基板
に、Pd/Ag系厚膜導体を乾燥膜厚を18±2μmに
なるように印刷し、150℃で10分間乾燥する。この
Pd/Ag系厚膜導体は、ペースト中にPdを0.5wt
%含有するものである。
【0047】次いで、厚膜抵抗体組成物ペーストを、
0.8mm×0.8mm、乾燥膜厚が18±2μmにな
るように印刷する。これを150℃で10分間乾燥した
後、ボックス炉中で昇温し焼成する。ボックス炉の温度
プロファイルは、350℃で10分間加熱して有機媒体
を燃焼した後、ピーク温度800℃10分間または85
0℃10分間または900℃に10分間それぞれ別個に
焼成した後冷却するものとし、焼成時間は昇温中100
℃を越えたときから冷却中100℃を下回ったときまで
を30分間とする。
0.8mm×0.8mm、乾燥膜厚が18±2μmにな
るように印刷する。これを150℃で10分間乾燥した
後、ボックス炉中で昇温し焼成する。ボックス炉の温度
プロファイルは、350℃で10分間加熱して有機媒体
を燃焼した後、ピーク温度800℃10分間または85
0℃10分間または900℃に10分間それぞれ別個に
焼成した後冷却するものとし、焼成時間は昇温中100
℃を越えたときから冷却中100℃を下回ったときまで
を30分間とする。
【0048】(3) 抵抗値およびTCRの測定 抵抗値(R)の測定は、0.01%の精度のオートレン
ジ・オートバランス・デイジタル・オームメーターを使
用して端子パターンのプローブにより実施する。具体的
には、試料をチャンバー中の端子ポストに載置し、そし
てデジタルオームメーターに電気的に接続する。チャン
バー内の温度を25℃に調整し平衡化した後各試料の抵
抗を測定しそして記録する。次いでチャンバーの温度を
125℃に上昇させ平衡化した後、その試料の抵抗を再
び測定しそして記録する。
ジ・オートバランス・デイジタル・オームメーターを使
用して端子パターンのプローブにより実施する。具体的
には、試料をチャンバー中の端子ポストに載置し、そし
てデジタルオームメーターに電気的に接続する。チャン
バー内の温度を25℃に調整し平衡化した後各試料の抵
抗を測定しそして記録する。次いでチャンバーの温度を
125℃に上昇させ平衡化した後、その試料の抵抗を再
び測定しそして記録する。
【0049】TCRとしてここでは高温抵抗値温度係数
(HTCR)を次式により計算する。 HTCR=((R125 C −R25C )/R25C )× 10000 ppm/℃
(HTCR)を次式により計算する。 HTCR=((R125 C −R25C )/R25C )× 10000 ppm/℃
【0050】抵抗値およびTCRの焼成温度依存性は、
異なるピーク温度(a℃およびb℃)で焼成した抵抗体
の間の抵抗値の差(ΔR(a-b) )およびTCRの差(Δ
HTCR(a-b) )で評価する。 ΔR(a−b)=((R(a℃)−R(b℃)/R(b℃)) )×100 (% )ΔHTCR(a−b)=HTCR(a℃)−HTCR(b℃)(ppm/℃)
異なるピーク温度(a℃およびb℃)で焼成した抵抗体
の間の抵抗値の差(ΔR(a-b) )およびTCRの差(Δ
HTCR(a-b) )で評価する。 ΔR(a−b)=((R(a℃)−R(b℃)/R(b℃)) )×100 (% )ΔHTCR(a−b)=HTCR(a℃)−HTCR(b℃)(ppm/℃)
【0051】
【実施例】PbOおよびRuO2 を空気中800〜10
00℃で仮焼し、続いて約3〜60m2 /gの表面積ま
で微細化することにより、実施例および比較例において
導電成分として用いるPbRuO3 を製造した。また、
RuO2 は、表面積約25m2 /gのものを用いた。
00℃で仮焼し、続いて約3〜60m2 /gの表面積ま
で微細化することにより、実施例および比較例において
導電成分として用いるPbRuO3 を製造した。また、
RuO2 は、表面積約25m2 /gのものを用いた。
【0052】ガラス結合剤として用いる4種のガラス
(ガラスa,ガラスb、ガラスcおよびガラスd)を、
所定の原料を気体の発生が完全に停止するまでガラスの
組成に応じて約30分間〜5時間、1000℃〜170
0℃の範囲で加熱して溶融させ、水中で急冷しそして約
2〜5m2 /gの表面積までミル処理することによって
製造した。これらのガラスの組成を表2に示す。なお、
ガラスaは比較例のガラスであり、ガラスbは本発明の
第1のガラスに該当し、ガラスcは第2のガラス(A)
に、ガラスdは第2のガラス(B)に該当する。
(ガラスa,ガラスb、ガラスcおよびガラスd)を、
所定の原料を気体の発生が完全に停止するまでガラスの
組成に応じて約30分間〜5時間、1000℃〜170
0℃の範囲で加熱して溶融させ、水中で急冷しそして約
2〜5m2 /gの表面積までミル処理することによって
製造した。これらのガラスの組成を表2に示す。なお、
ガラスaは比較例のガラスであり、ガラスbは本発明の
第1のガラスに該当し、ガラスcは第2のガラス(A)
に、ガラスdは第2のガラス(B)に該当する。
【0053】
【表2】 実施例および比較例において用いた有機媒体は、エチル
セルロース10〜30部とβ−テルピネオール90〜7
0部との混合物である。
セルロース10〜30部とβ−テルピネオール90〜7
0部との混合物である。
【0054】表3に示す原料を用いて3種の組成物(比
較例1、実施例1および実施例2)を調製した。比較例
1の組成物の調製においては各固体成分はそれぞれ別個
に有機媒体に混合させた。実施例1および実施例2の組
成物ノ調製においては、PbRuO3 とガラスbを予め
850℃で1時間仮焼し、次いで粉砕して粉末としたも
のを原料として用いた。これら3種の組成物について、
前記の試験方法に従い抵抗値およびHTCRを測定し
て、表3に示す結果を得た。
較例1、実施例1および実施例2)を調製した。比較例
1の組成物の調製においては各固体成分はそれぞれ別個
に有機媒体に混合させた。実施例1および実施例2の組
成物ノ調製においては、PbRuO3 とガラスbを予め
850℃で1時間仮焼し、次いで粉砕して粉末としたも
のを原料として用いた。これら3種の組成物について、
前記の試験方法に従い抵抗値およびHTCRを測定し
て、表3に示す結果を得た。
【0055】表3に見られるように、本発明の組成物で
ある実施例1および実施例2は、比較例1に比べて、8
00℃〜900℃の温度域における抵抗値およびTCR
の焼成温度温度依存性、特にTCRの焼成温度依存性が
小さい。 表 3 比較例1 実施例1 実施例2 PbRuO3 11.5wt% 16.8wt% 16.8wt% RuO2 11.5wt% 3.0wt% 3.0wt% ガラスa 47.0wt% −−− −−− ガラスb −−− 28.9Wt% 16.8wt% ガラスc −−− 20.1wt% 12.0wt% ガラスd −−− −−− 20.0wt% Nb2 O5 −−− 1.2Wt% 1.2wt% 有機媒体 30.0Wt% 30.0wt% 30.2wt% R(800 ℃) 11.68 kΩ 17.22 kΩ 36.42 kΩ R(850 ℃) 11.08 kΩ 17.93 kΩ 31.52 kΩ R(900 ℃) 6.62 kΩ 15.39 kΩ 22.13 kΩ HTCR(800 ℃) +48 +25 +123 HTCR(850 ℃) +126 −16 +63 HTCR(900 ℃) +345 −14 +69 ΔR (850-800) − 5.1% + 4.1% −13.5% ΔR (900-850) −40.3% −14.2% −29.8% ΔHTCR (850-800) +78 −41 −60 ΔHTCR (900-850) +219 +2 +6 熱膨脹係数については、比較例1、実施例1および実施
例2のいずれも良好であった。これらの結果から、本発
明は、良好な熱膨脹係数を維持しながら同時にTCRも
改善された厚膜抵抗体を与えるものであることがわか
る。
ある実施例1および実施例2は、比較例1に比べて、8
00℃〜900℃の温度域における抵抗値およびTCR
の焼成温度温度依存性、特にTCRの焼成温度依存性が
小さい。 表 3 比較例1 実施例1 実施例2 PbRuO3 11.5wt% 16.8wt% 16.8wt% RuO2 11.5wt% 3.0wt% 3.0wt% ガラスa 47.0wt% −−− −−− ガラスb −−− 28.9Wt% 16.8wt% ガラスc −−− 20.1wt% 12.0wt% ガラスd −−− −−− 20.0wt% Nb2 O5 −−− 1.2Wt% 1.2wt% 有機媒体 30.0Wt% 30.0wt% 30.2wt% R(800 ℃) 11.68 kΩ 17.22 kΩ 36.42 kΩ R(850 ℃) 11.08 kΩ 17.93 kΩ 31.52 kΩ R(900 ℃) 6.62 kΩ 15.39 kΩ 22.13 kΩ HTCR(800 ℃) +48 +25 +123 HTCR(850 ℃) +126 −16 +63 HTCR(900 ℃) +345 −14 +69 ΔR (850-800) − 5.1% + 4.1% −13.5% ΔR (900-850) −40.3% −14.2% −29.8% ΔHTCR (850-800) +78 −41 −60 ΔHTCR (900-850) +219 +2 +6 熱膨脹係数については、比較例1、実施例1および実施
例2のいずれも良好であった。これらの結果から、本発
明は、良好な熱膨脹係数を維持しながら同時にTCRも
改善された厚膜抵抗体を与えるものであることがわか
る。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の厚膜抵抗
体組成物は、鉛パイロクロア(PbRuO3 )の分解が
抑制され抵抗値およびTCRの焼成温度依存性が小さい
ため焼成工程におけるTCRのばらつきが小さく且つ熱
膨張係数も小さい厚膜抵抗体を与える。
体組成物は、鉛パイロクロア(PbRuO3 )の分解が
抑制され抵抗値およびTCRの焼成温度依存性が小さい
ため焼成工程におけるTCRのばらつきが小さく且つ熱
膨張係数も小さい厚膜抵抗体を与える。
【図1】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸は焼成温度を、縦軸はRuO2 の割合(RuO2 /
(鉛パイロクロア+RuO2 ))を、それぞれ表わす。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸は焼成温度を、縦軸はRuO2 の割合(RuO2 /
(鉛パイロクロア+RuO2 ))を、それぞれ表わす。
【図2】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
【図3】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
【図4】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
【図5】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
【図6】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
【図7】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
【図8】抵抗体組成物の焼成温度と鉛パイロクロア(P
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
bRuO3 )の分解の関係を説明するための図である。
横軸と縦軸は第1図と同様である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイ・ディ・スミス 神奈川県横浜市港北区新吉田町4997 デュ ポン ジャパン 中央技術研究所内 (72)発明者 ウイリアム・ボーランド 神奈川県横浜市港北区新吉田町4997 デュ ポン ジャパン 中央技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】ルテニウムパイロクロア酸化物5〜30wt
%およびガラス結合剤10〜90wt%を含有する厚膜抵
抗体組成物であって、 該ルテニウムパイロクロア酸化物がPbRuO3 であ
り、 該ガラス結合剤がPbO 61〜85wt%、SiO2
10〜36wt%およびB2 O3 0〜2wt%を含有しか
つPbO、SiO2 およびB2 O3 の合計が95wt%以
上を占める第1のガラスを含み、かつ該ガラス結合剤全
体中にB2 O3 を2〜20wt%含有するガラスであり、
さらに該第1のガラスは該厚膜抵抗体組成物の5〜30
wt%を占め、かつ該ルテニウムパイロクロア酸化物と第
1のガラスとの重量比が5:30〜60:40であるこ
とを特徴とする厚膜抵抗体組成物。 - 【請求項2】PbRuO3 、PbOおよびガラス結合剤
を含有する厚膜抵抗体組成物であって、 PbRuO3 とPbOとの重量比が1:1〜5:1であ
り、 該ガラス結合剤がB2 O3 を2〜20wt%含有するガラ
スであることを特徴とする厚膜抵抗体組成物。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4117701A JPH05335110A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 厚膜抵抗体組成物 |
| PCT/US1993/004187 WO1993023855A1 (en) | 1992-05-11 | 1993-05-10 | Thick film resistor composition |
| EP93911027A EP0594827B1 (en) | 1992-05-11 | 1993-05-10 | Thick film resistor composition |
| DE69325871T DE69325871T2 (de) | 1992-05-11 | 1993-05-10 | Zusammensetzung fuer einen dickschichtwiderstand |
| KR1019940700060A KR0130831B1 (ko) | 1992-05-11 | 1993-05-10 | 후막 레지스터 조성물(thick film resistor composition) |
| CN93106557A CN1033410C (zh) | 1992-05-11 | 1993-05-11 | 用于制造厚膜电阻器的浆料组合物 |
| TW082103746A TW215965B (en) | 1992-05-11 | 1993-05-11 | Thick film resistor composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4117701A JPH05335110A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 厚膜抵抗体組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335110A true JPH05335110A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=14718171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4117701A Pending JPH05335110A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 厚膜抵抗体組成物 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0594827B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05335110A (ja) |
| KR (1) | KR0130831B1 (ja) |
| CN (1) | CN1033410C (ja) |
| DE (1) | DE69325871T2 (ja) |
| TW (1) | TW215965B (ja) |
| WO (1) | WO1993023855A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100365692B1 (ko) | 2000-02-24 | 2002-12-26 | 삼성전자 주식회사 | 토너 화상 정착을 위한 직접 가열 롤러 및 그 제조 방법 |
| KR101258329B1 (ko) | 2008-04-18 | 2013-04-25 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | Cu-함유 유리 프릿을 사용하는 저항 조성물 |
| US8257619B2 (en) * | 2008-04-18 | 2012-09-04 | E I Du Pont De Nemours And Company | Lead-free resistive composition |
| TW201227761A (en) | 2010-12-28 | 2012-07-01 | Du Pont | Improved thick film resistive heater compositions comprising ag & ruo2, and methods of making same |
| CN103021601A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-03 | 青岛艾德森能源科技有限公司 | 一种电阻浆料 |
| CN104464991B (zh) * | 2013-09-12 | 2017-06-06 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种线性正温度系数热敏电阻浆料的制备方法 |
| CN104409133A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-03-11 | 常熟联茂电子科技有限公司 | 一种无机电阻浆料 |
| CN104464878A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-03-25 | 常熟联茂电子科技有限公司 | 一种电阻浆料 |
| CN106571170A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-04-19 | 东莞珂洛赫慕电子材料科技有限公司 | 一种具有低电阻重烧变化率的高温无铅钌浆及其制备方法 |
| CN109637695A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-16 | 西安宏星电子浆料科技有限责任公司 | 一种高性能厚膜电阻浆料组合物 |
| CN112992401B (zh) * | 2021-04-25 | 2021-09-03 | 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 | 一种可无损调阻的电阻浆料 |
| CN114853448B (zh) * | 2022-06-08 | 2023-05-16 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种低温共烧用负温度系数热敏陶瓷材料制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362656A (en) * | 1981-07-24 | 1982-12-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film resistor compositions |
| US4961999A (en) * | 1988-07-21 | 1990-10-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thermistor composition |
| US5096619A (en) * | 1989-03-23 | 1992-03-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film low-end resistor composition |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP4117701A patent/JPH05335110A/ja active Pending
-
1993
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