JPH0695482B2

JPH0695482B2 - 抵抗ペ−スト

Info

Publication number: JPH0695482B2
Application number: JP60094077A
Authority: JP
Inventors: 静晴渡辺; 広次谷
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS61251102A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、酸化鉄−酸化ルテニウム−酸化鉛を主たる
電導成分とする抵抗ペーストに関するものである。

（従来の技術）金属酸化物を電導成分とする抵抗ペーストとしては、た
とえばRuO₂あるいはBi₂Ru₂O₇などの酸化ルテニウム系の
ものがあることは知られている。

たとえば、これらの抵抗ペーストをアルミナなどの絶縁
基板の上にスクリーン印刷により塗布し、空気中で焼付
けられることにより半固定抵抗器の抵抗体として用いら
れていた。

しかしながら、この抵抗体上にスライダを摺動させる
と、上記した抵抗ペーストにより得られた抵抗体では、
100回転程度で抵抗値が初期値にくらべて30〜50％の変
化を示すものであり、安定性に欠けるものであつた。

また、高価なRuO₂を主成分とするものであるため、得ら
れる抵抗体の価格を引き上げる要因となつていた。

このような問題を解決するため、発明者等は末だ公知に
なつていないが、酸化鉄−酸化ルテニウム−酸化鉛を電
導成分とする抵抗ペーストを見い出し、実用可能なもの
にすることができた。

この抵抗ペーストによれば、抵抗値の変化、特に半固定
抵抗器の抵抗体とした場合には回転寿命特性が大幅に向
上し、スライダーを100回程度回転させても、初期値に
くらべて僅か数％以内の抵抗値変化しか示さないものに
改善された。

（発明が解決しようとする問題）ところが、改善された電導成分からなる抵抗ペースト
は、その抵抗値を低抵抗とした場合、抵抗温度係数がプ
ラス側へ大きく変動するものであつた。このため、抵抗
温度係数をマイナス側に移行させ、温度に対する抵抗値
の変化幅を小さくする必要があつた。

（発明の目的）したがつて、この発明は抵抗値の変動の小さい抵抗体が
得られるとともに、抵抗温度係数をプラス側からマイナ
ス側へ相対的に移行させることのできる抵抗ペーストを
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）すなわち、この発明の要旨とするところは、金属酸化物
粉末、ガラスフリツト、および有機質ワニスよりなる抵
抗ペーストであつて、前記金属酸化物粉末は酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化
鉛、および酸化タングステンからなることを特徴とする
ものである。

金属酸化物粉末の存在量は次の範囲に選択される。

つまり、各金属酸化物粉末のうち、酸化鉄、酸化ルテニ
ウム、および酸化鉛を第１の構成成分とし、それぞれFe
₃O₄，RuO₂，Pb₃O₄に換算したとき Fe₃O₄：RuO₂：Pb₃O₄＝1:0.6〜3:0.2〜１のモル比に選択
される。

そして、酸化タングステンを第２の構成成分とし、この
酸化タングステンをWO₃に換算したとき、第１の構成成
分の総量１モルに対し、0.1モル以下（ただし、０モル
を含まず）の範囲で選択される。

ここで、第１および第２の構成成分について、各酸化物
粉末を化学式で表現し、たとえば、酸化鉄について酸化
鉄をFe₃O₄の化学式に換算しているが、これは酸化鉄がF
e₃O₄のほか、Fe₂O₃、Fe₂O₄など種々の酸化物の状態で存
在するため、特定の酸化物に固定し、その成分の量を確
定できるようにしたものである。

この場合、上記したモル比とするには、酸化鉄をFe₃O₄
の化学式に換算し、この分子量231.55を１モルとし、こ
のFe₃O₄の１モルに対し、RuO₂（分子量133.068＝１モ
ル）、Pb₃O₄（分子量685.556＝１モル）をそれぞれ0.6
〜3:0.2〜１のモル比の割合になるように配合する。ま
た、酸化タングステンについては、WO₃（分子量231.85
＝１モル）の化学式に換算し、第１の構成成分であるFe
₃O₄、RuO₂、Pb₃O₄の総量（Fe₃O₄：RuO₂：Pb₃O₄＝1:1:1
の場合、合計分子量の1052.174＝１モル）を１モルと
し、これに0.1モル以下（ただし、０モルを含まず）の
割合で配合する。

上記した各第１の構成成分および第２の構成成分につい
て、その存在量を規定したのは次の理由による。

つまり、第１の構成成分についてはFe₃O₄量を基準とし
ており、このFe₃O₄に対してRuO₂の成分モル比率を0.6〜
３としたのは、0.6未満では抵抗が大きくなりすぎ、ま
た抵抗温度係数の値が±500ppm/℃を越えるからであ
り、一方３を越えると電気的特性には問題のないもの
の、RuO₂量が多くなり経済的なメリツトがなく、コスト
ダウンに結びつかないからである。また、Pb₃O₄につい
て、その成分モル比率を0.2〜１としたのは、0.2未満で
は電気的特性には問題のないものの、Pb₃O₄量が少なく
なる分RuO₂量を増やさなければならず、その結果コスト
アツプになり、一方１を越えると抵抗値が大きくなりす
ぎ、また抵抗温度係数の値が±500ppm/℃を越えるから
である。

次に第２の構成成分であるWO₃量を第１の構成成分の総
量１モルに対して0.1モル以下（ただし、０モルを含ま
ず）としたのは、0.1モルを越えると抵抗値が高くな
り、所定の低抵抗値のものが得られず、また抵抗温度係
数がマイナス側で大きくなるからである。

また、金属酸化物粉末に対するガラスフリツトの混合割
合は、金属酸化物粉末30〜70重量％に対しガラスフリツ
トは70〜30重量％の割合で配合される。ガラスフリツト
量がこの範囲に限定されるのは、金属酸化物粉末が70重
量％を越え、ガラスフリツト量が30重量％未満では耐湿
特性が劣化し、一方、金属酸化物粉末が30重量％未満
で、ガラスフリツト量が70重量％を越えると、たとえば
可変抵抗器の抵抗体として用いた場合、回転寿命特性が
劣化するからである。ガラスフリツトとしては、たとえ
ばホウケイ酸鉛系のものがある。

これらの金属酸化物粉末とガラスフリツトからなる固形
成分に対しては、ペースト状とするために、有機質ビヒ
クルが加えられる。上記した固形成分に対する有機質ビ
ヒクルの量は25〜35重量％の範囲で選択される。この範
囲に限定したのは印刷性を考慮したことによる。つま
り、25重量％未満では固形成分が多くなり、印刷性のよ
いペーストが得られないからであり、一方、35重量％を
越えると印刷パターンの滲みが発生し、一定面積のパタ
ーンが形成されず、抵抗値にバラツキが生じるからであ
る。有機質ビヒクルとしては、たとえばエチルセルロー
スに溶剤であるα−テレピネオールを加えたものが用い
られる。

抵抗ペーストを調整するには、金属酸化物粉末の原料で
あるFe₃O₄，RuO₂，Pb₃O₄を所定比率で秤量し、各原料を
ポツトミルに水とともに入れ、所定時間混合する。その
のち水を蒸発させ、600〜900℃で熱処理して金属酸化物
粉末を得る。この金属酸化物粉末にガラスフリツトを所
定比率で加え、さらにWO₃、有機質ビヒクルを加えて混
合することにより抵抗ペーストが得られる。この他WO₃
をFe₃O₄，RuO₂，Pb₃O₄とともに秤量混合してもよい。

この抵抗ペーストは、たとえばアルミナの絶縁基板の上
にスクリーン印刷により塗布され、空気中たとえば700
〜900℃の温度で焼付けられ、抵抗体として構成される
ことになる。

（実施例）以下、この発明を実施例にもとづいて詳細に説明する。

実施例1. 金属酸化物粉末のうち第１の構成成分であるFe₃O₄，RuO
₂およびPb₃O₄を第１表に示すモル比率で調合し、ポツト
ミル中で水とともに24時間湿式混合した。そののち水を
蒸発させ、乾燥粉末をルツボに入れて700℃の温度で２
時間保持して導電性粉末を得た。この導電性粉末に第１
表に示す割合で第２の構成成分であるWO₃を加え、さら
にホウケイ酸鉛ガラスフリツトを加えた。これらの固形
成分に対して有機質ビヒクルを28重量％加えて混練し、
抵抗ペーストを調製した。

これらの抵抗ペーストを、アルミナ基板の表面に4mmの
間隔であらかじめ形成した１対の銀焼付け電極間にスク
リーン印刷で塗布し、850℃,10分間の条件で焼付けた。

得られた抵抗体の面積抵抗値、ColdT.C.R,HotT.C.Rおよ
び回転寿命特性を測定し、その結果を第１表に合わせて
示した。

ColdT.C.R,HotT.C.Rについては次の試験法にもとづいて
行つた。

ColdT.C.R（−55〜＋25℃）:MIL STD 202F 試験法304 HotT.C.R（＋25〜＋125℃）:MIL STD 202F 試験法304 また、回転寿命特性については、抵抗体の上にスライダ
ーを摺動し、初期抵抗値に対する100回転後の抵抗値の
変化を測定した値である。

なお、表中＊印を付したものはこの発明範囲外のもの、
それ以外はすべてこの発明範囲内のものである。

第１表から明らかなように、特に試料番号６〜12から、
Fe₃O₄−RuO₂−Pb₃O₄にWO₃を添加含有させることによ
り、面積抵抗値を大幅に変動させることなくT.C.Rをマ
イナス側に移行させることができ、さらには回転寿命特
性に悪影響を与えるものでないことが判かる。

実施例２実施例１では第１の構成成分をあらかじめ調製したの
ち、第２の構成成分であるWO₃、ガラスフリツトを加
え、これに有機質ワニスを加えて抵抗ペーストを作成し
た。

この実施例では、第１の構成成分および第２の構成成分
を第２表に示す割合で実施例１と同様に処理して導電性
粉末を処理した。この導電性粉末に対してホウケイ酸鉛
ガラスフリツトを50重量％:50重量％の比率になるよう
に加え、さらにこれら固形成分に対して有機質ビヒクル
を28重量％加えて混練し、抵抗ペーストを調製した。

この抵抗ペーストを実施例１と同様に処理し、アルミナ
基板の上に抵抗体として形成した。

そして、実施例１と同様に特性を測定し、その結果を第
２表に合わせて示した。

第２表から、金属酸化物粉末であるFe₃O₄，RuO₂，Pb₃O₄
およびWO₃を一緒に混合したものも、WO₃の含有量を増加
することによつてT.C.Rをマイナス側に移行させること
ができ、混合順序を変えても特性は同じような傾向を示
すものと理解できる。

（効果）以上の説明から明らかなように、Fe₃O₄−RuO₂−Pb₃O₄を
電導成分とする抵抗ペーストにWO₃を含有させることに
よつて、抵抗値の変動が少なく、抵抗温度係数をプラス
側からマイナス側に移行させることが可能なものを提供
することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属酸化物粉末、ガラスフリット、および
有機質ビヒクルよりなる抵抗ペーストであって、前記金属酸化物粉末は酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化鉛
および酸化タングステンからなり、該金属酸化物粉末のうち、酸化鉄、酸化ルテニウム、お
よび酸化鉛を第１の構成成分とし、酸化タングステンを
第２の構成成分としたとき、第１の構成成分につき、酸化鉄をFe₃O₄に換算し、酸化
ルテニウムをRuO₂に換算し、酸化鉛をPb₃O₄に換算した
とき、各第１の構成成分は次のモル比からなり、 Fe₃O₄：RuO₂：Pb₃O₄＝1:0.6〜3:0.2〜１前記第２の構成成分である酸化タングスタンをWO₃に換
算したとき、前記第１の構成成分の総量１モルに対し0.
1モル以下（ただし、０モルを含まず）の割合で含有さ
れていることを特徴とする抵抗ペースト。
【請求項２】前記金属酸化物粉末とガラスフリットは、
金属酸化物粉末が30〜70重量％、ガラスフリットが70〜
30重量％の割合からなる、特許請求の範囲第（１）項記
載の抵抗ペースト。
【請求項３】前記金属酸化物粉末とガラスフリットから
なる固形成分に対して、有機ビヒクルが25〜35重量％の
割合からなる、特許請求の範囲第（１）項記載の抵抗ペ
ースト。