JPH0738325B2 - 厚膜抵抗体組成物及びその用途 - Google Patents
厚膜抵抗体組成物及びその用途Info
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- JPH0738325B2 JPH0738325B2 JP63264091A JP26409188A JPH0738325B2 JP H0738325 B2 JPH0738325 B2 JP H0738325B2 JP 63264091 A JP63264091 A JP 63264091A JP 26409188 A JP26409188 A JP 26409188A JP H0738325 B2 JPH0738325 B2 JP H0738325B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、厚膜ハイブリツドIC等に用いる厚膜抵抗組成
物及びそれを用いた厚膜ハイブリツドICに関する。
物及びそれを用いた厚膜ハイブリツドICに関する。
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
一般に用いられてきた。したがつて、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-Pb系材料が使用
されていた。
材料には、空気中で焼成できるものとしてRuO2系材料が
一般に用いられてきた。したがつて、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-Pb系材料が使用
されていた。
しかし、Ag-Pb系材料は抵抗値が比較的高く厚膜ハイブ
リツドICの低インピ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-Pb系に比べて低
インピーダンスであるという利点があるが、銅は酸化さ
れやす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
できないという問題がある。そこで、銅系の導体回路を
有する厚膜ハイブリツドICにおいては抵抗材料として、
金属６ホウ化物例えばLaB6にガラス粉、有機ビヒクルを
加えたペースト（特公昭59−51721号）が知られてい
る。
リツドICの低インピ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-Pb系に比べて低
インピーダンスであるという利点があるが、銅は酸化さ
れやす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
できないという問題がある。そこで、銅系の導体回路を
有する厚膜ハイブリツドICにおいては抵抗材料として、
金属６ホウ化物例えばLaB6にガラス粉、有機ビヒクルを
加えたペースト（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
の安定な抵抗体が得られないという問題がある。
の安定な抵抗体が得られないという問題がある。
LaB6を中心とした金属６ホウ化物は、ホウケイ酸系のガ
ラスと組合せることにより厚膜抵抗体として安定した抵
抗特性を実現する。しかしこの抵抗体は、実用的に10〜
104Ω／□しか満足していない。金属ホウ化物には、こ
れら６ホウ化物以上の、電気伝導性、融点、化学的安定
性を備える優れたものがIVa、Va、VIIa、VIII族のホウ
化物にある。しかし、これらのホウ化物は、通常のホウ
ケイ酸ガラスとは濡れ性が悪いために厚膜抵抗体の導電
粒子として用いることができなかつた。LaB6などの希土
類元素を含む化合物に較べ、人手が容易で安価なこれら
IVa、Va、VIIa、VIII族のホウ化物を厚膜抵抗体の導電
粒子とすることができる技術を開発するのが本発明の目
的である。
ラスと組合せることにより厚膜抵抗体として安定した抵
抗特性を実現する。しかしこの抵抗体は、実用的に10〜
104Ω／□しか満足していない。金属ホウ化物には、こ
れら６ホウ化物以上の、電気伝導性、融点、化学的安定
性を備える優れたものがIVa、Va、VIIa、VIII族のホウ
化物にある。しかし、これらのホウ化物は、通常のホウ
ケイ酸ガラスとは濡れ性が悪いために厚膜抵抗体の導電
粒子として用いることができなかつた。LaB6などの希土
類元素を含む化合物に較べ、人手が容易で安価なこれら
IVa、Va、VIIa、VIII族のホウ化物を厚膜抵抗体の導電
粒子とすることができる技術を開発するのが本発明の目
的である。
本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は厚膜抵抗体
組成物に関する発明であつて、（ａ）周期表IVa,Va、VI
Ia、VIII族の金属のホウ化物よりなる群から選択した少
なくとも１種のホウ化物の２〜70体積部（全固体基
準）、 （ｂ）上記ホウ化物を構成する金属とイオン半径におい
て0.02nm以内にある金属の酸化物を１〜30重量部含有
し、非酸化性雰囲気で焼成可能で、かつ焼成によつて上
記ホウ化物により還元されないガラスの８〜30体積部
（全固体基準） の各粉末の混合物と、有効量の有機ビヒクルとを含有し
ていることを特徴とする。
組成物に関する発明であつて、（ａ）周期表IVa,Va、VI
Ia、VIII族の金属のホウ化物よりなる群から選択した少
なくとも１種のホウ化物の２〜70体積部（全固体基
準）、 （ｂ）上記ホウ化物を構成する金属とイオン半径におい
て0.02nm以内にある金属の酸化物を１〜30重量部含有
し、非酸化性雰囲気で焼成可能で、かつ焼成によつて上
記ホウ化物により還元されないガラスの８〜30体積部
（全固体基準） の各粉末の混合物と、有効量の有機ビヒクルとを含有し
ていることを特徴とする。
そして、本発明の第２の発明は厚膜ハイブリツドICに関
する発明であつて、セラミツクス焼結体からなる基板上
に厚膜導体及び厚膜抵抗体を備えた厚膜ハイブリツドIC
において、その抵抗体が、第１の発明の厚膜抵抗体組成
物の焼結体であることを特徴とする。
する発明であつて、セラミツクス焼結体からなる基板上
に厚膜導体及び厚膜抵抗体を備えた厚膜ハイブリツドIC
において、その抵抗体が、第１の発明の厚膜抵抗体組成
物の焼結体であることを特徴とする。
前記目的は、金属ホウ化物と例えばホウケイ酸アツミガ
ラスの濡れ性を向上させることにより、達成される。濡
れ性を向上させるためには、金属ホウ化物を構成する金
属とイオン半径において0.02nm以内にある金属の酸化物
をホウケイ酸アルミガラス中に添加することにより、達
成される。
ラスの濡れ性を向上させることにより、達成される。濡
れ性を向上させるためには、金属ホウ化物を構成する金
属とイオン半径において0.02nm以内にある金属の酸化物
をホウケイ酸アルミガラス中に添加することにより、達
成される。
LaB6等金属６ホウ化物がホウケイ酸アルミガラスと濡れ
性がよいのは、このガラス中に含まれるCaO等、軟化点
を調整するために添加している金属酸化物中の金属と、
ホウ化物中の金属のイオン半径の大きさが非常に近いた
めである（表１参照）。
性がよいのは、このガラス中に含まれるCaO等、軟化点
を調整するために添加している金属酸化物中の金属と、
ホウ化物中の金属のイオン半径の大きさが非常に近いた
めである（表１参照）。
イオン半径の大きさが近いならば、互いの原子の位置を
交換することは容易である。したがつて、導電粒子中の
金属原子とガラス中の金属原子が交換可能であれば、そ
れらにより形成される界面のエネルギーは低くなり、濡
れ性は良好となる。
交換することは容易である。したがつて、導電粒子中の
金属原子とガラス中の金属原子が交換可能であれば、そ
れらにより形成される界面のエネルギーは低くなり、濡
れ性は良好となる。
この機構に従えば、一般の導電性金属ホウ化物において
も、ガラス中にこのホウ化物の金属と同程度のイオン半
径をもつ金属酸化物を添加して、ガラスとの濡れ性を向
上させることにより厚膜抵抗体用の導電粒子として用い
ることができる。その際には、添加する酸化物がガラス
化を妨げないようにすることが必要である。
も、ガラス中にこのホウ化物の金属と同程度のイオン半
径をもつ金属酸化物を添加して、ガラスとの濡れ性を向
上させることにより厚膜抵抗体用の導電粒子として用い
ることができる。その際には、添加する酸化物がガラス
化を妨げないようにすることが必要である。
厚膜抵抗体は、導電粒子同士をガラスが結合させる構造
をとつている。したがつて、ガラス量があまり少ない
と、導電粒子は結合することができず、電流を流すこと
が困難になり、また基板との接着性も悪くなる。また、
導電粒子の量があまり少ないと、導電粒子の連鎖が切れ
てしまうので導通経路を形成できなくなる。これらを考
慮に入れると厚膜抵抗体中の導電成分は、２〜70体積部
（全固体基準）であることが望ましい。
をとつている。したがつて、ガラス量があまり少ない
と、導電粒子は結合することができず、電流を流すこと
が困難になり、また基板との接着性も悪くなる。また、
導電粒子の量があまり少ないと、導電粒子の連鎖が切れ
てしまうので導通経路を形成できなくなる。これらを考
慮に入れると厚膜抵抗体中の導電成分は、２〜70体積部
（全固体基準）であることが望ましい。
また、高抵抗範囲を安定して実現するためには抵抗体中
に導電粒子の細い導電経路を形成する必要がある。その
ためには、導電粒子の粒径が小さくなければならず、0.
5μｍ以下、より好ましくは0.1μｍ以下が望ましい。
に導電粒子の細い導電経路を形成する必要がある。その
ためには、導電粒子の粒径が小さくなければならず、0.
5μｍ以下、より好ましくは0.1μｍ以下が望ましい。
上記ホウ化物粒子はアークプラズマや高周波誘導プラズ
マ等の熱源を用いて生成するのが好ましい。
マ等の熱源を用いて生成するのが好ましい。
本発明のホウ化物中の金属として特に好ましいものは、
IV族としてTi、Zr、Hf、Ｖ族としてＶ、Nb、Ta、VIIa族
としてMn、VIII族としてFe、Co、Niがある。
IV族としてTi、Zr、Hf、Ｖ族としてＶ、Nb、Ta、VIIa族
としてMn、VIII族としてFe、Co、Niがある。
このような粒径の小さい金属ホウ化物と、ホウ化物との
濡れ性を改善したガラスを組合せることにより、10〜10
6Ω／□の抵抗値範囲をカバーし、抵抗の温度特性も良
好な安定した新規の厚膜抵抗体を開発することができ
る。
濡れ性を改善したガラスを組合せることにより、10〜10
6Ω／□の抵抗値範囲をカバーし、抵抗の温度特性も良
好な安定した新規の厚膜抵抗体を開発することができ
る。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例１ IVa、Va族のホウ化物の粉末を、誘導プラズマ法により
融解急冷し、0.5μｍ以下の微粉末を作製した。表１よ
り、濡れ性を向上させる金属としてハフニウムを選定
し、酸化ハフニウムを添加したホウケイ酸アルミガラス
を作製した。組成は、表２に示す。
融解急冷し、0.5μｍ以下の微粉末を作製した。表１よ
り、濡れ性を向上させる金属としてハフニウムを選定
し、酸化ハフニウムを添加したホウケイ酸アルミガラス
を作製した。組成は、表２に示す。
これらの導電性粉末とガラス粉末をらいかい機で混合し
た後、有機ビヒクルとして20％メタクリル酸系樹脂／ブ
チルカルビトー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体組成物を得た。
た後、有機ビヒクルとして20％メタクリル酸系樹脂／ブ
チルカルビトー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体組成物を得た。
次に、第１図に示す抵抗体を作製した。すなわち、第１
図は本発明の１実施例に用いた試験用抵抗体の平面図で
あり、符号１はアルミナ基板、２はCu導体、３は抵抗体
を意味する。第１図に示すようにアルミナ基板１（0.8m
m×72mm×55mm）上に、銅系の導体ペースト（デユポン
社製:9153）を用いてスクリーン印刷法によりCu導体２
を形成後、120℃、10分乾燥し、窒素ガス中で900℃、10
分の焼成を行つた。
図は本発明の１実施例に用いた試験用抵抗体の平面図で
あり、符号１はアルミナ基板、２はCu導体、３は抵抗体
を意味する。第１図に示すようにアルミナ基板１（0.8m
m×72mm×55mm）上に、銅系の導体ペースト（デユポン
社製:9153）を用いてスクリーン印刷法によりCu導体２
を形成後、120℃、10分乾燥し、窒素ガス中で900℃、10
分の焼成を行つた。
次に、前記厚膜抵抗体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950℃で焼成を行つて抵抗体を作製した。
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950℃で焼成を行つて抵抗体を作製した。
表３にTiB2系抵抗体の各組成ごとの面積抵抗値とTCR
（抵抗温度係数）を示す。また表４にはTaB系抵抗体の
各組成ごとの面積抵抗値とTCRを示す。
（抵抗温度係数）を示す。また表４にはTaB系抵抗体の
各組成ごとの面積抵抗値とTCRを示す。
比較例１ ガラス粉末として、酸化ハフニウムを含まないホウケイ
酸アルミガラスを用意し（表２参照）、実施例１で用い
たTiB2と混合し、実施例１と同様のプロセスで抵抗ペー
ストを作製した。そして、実施例１と同様にアルミナ基
板上に導体ペースト、抵抗ペーストを印刷焼成し、抵抗
体を作製した。表５に各組成ごとの面積抵抗値とTCRを
示す。
酸アルミガラスを用意し（表２参照）、実施例１で用い
たTiB2と混合し、実施例１と同様のプロセスで抵抗ペー
ストを作製した。そして、実施例１と同様にアルミナ基
板上に導体ペースト、抵抗ペーストを印刷焼成し、抵抗
体を作製した。表５に各組成ごとの面積抵抗値とTCRを
示す。
ここで作製した抵抗体の抵抗値は高い領域しかカバーせ
ず、TCRも負の大きな値をとるものが大部分を占め厚膜
抵抗体としては不安定な特性を示している。これは、実
施例１と比較してガラスがTiB2とよく濡れないためであ
る。なぜならば、実施例１で用いたガラスには、Tiイオ
ンに近いイオン半径をもつHfイオンが含まれており、容
易にガラスとホウ化物の界面を形成するのに対し、比較
例１で用いたガラスにおいては、Tiイオンに近いイオン
半径をもつ金属イオンがガラス中に含まれていないの
で、ガラスとホウ化物との界面の形成が困難であるから
である。先にも述べたように、導電粒子とガラスとの濡
れ性がよいと導電粒子同士が強固に結合して、厚膜抵抗
体に望まれる10Ω／□から106Ω／□までの抵抗値範囲
を実現できる。一方、濡れ性が悪いと、導電粒子同士の
結合がうまく進行しないので、低抵抗値範囲を実現でき
ない。
ず、TCRも負の大きな値をとるものが大部分を占め厚膜
抵抗体としては不安定な特性を示している。これは、実
施例１と比較してガラスがTiB2とよく濡れないためであ
る。なぜならば、実施例１で用いたガラスには、Tiイオ
ンに近いイオン半径をもつHfイオンが含まれており、容
易にガラスとホウ化物の界面を形成するのに対し、比較
例１で用いたガラスにおいては、Tiイオンに近いイオン
半径をもつ金属イオンがガラス中に含まれていないの
で、ガラスとホウ化物との界面の形成が困難であるから
である。先にも述べたように、導電粒子とガラスとの濡
れ性がよいと導電粒子同士が強固に結合して、厚膜抵抗
体に望まれる10Ω／□から106Ω／□までの抵抗値範囲
を実現できる。一方、濡れ性が悪いと、導電粒子同士の
結合がうまく進行しないので、低抵抗値範囲を実現でき
ない。
このガラスと導電粒子との濡れ性の差が、TiB2を導電粒
子とする厚膜抵抗体において、表３と表５の差として表
れたのである。
子とする厚膜抵抗体において、表３と表５の差として表
れたのである。
比較例２ 金属ホウ化物とガラスとの濡れ性を比較するために、ペ
レツト状（15φ×5mmt）の金属ホウ化物の上にペレツト
状（10φ×3mmt）のガラスをのせ加熱することにより濡
れ角の測定を行つた（第２図）。すなわち、第２−１
図、第２−２図、第２−３図は本発明の他の実施例に用
いた濡れ性を評価する試験片の側面図であり、符号４は
LaB6焼結体、５はTiB2焼結体、６はガラス（HfO2な
し）、７はガラス（HfO2入り）を意味する。また、第３
図は濡れ角の定義を示す試験片の側面図である。濡れ角
の測定において、加熱温度は、ガラスの軟化温度とし、
10分間保持した。表６に、金属ホウ化物とガラスの組合
せと濡れ角について示す。
レツト状（15φ×5mmt）の金属ホウ化物の上にペレツト
状（10φ×3mmt）のガラスをのせ加熱することにより濡
れ角の測定を行つた（第２図）。すなわち、第２−１
図、第２−２図、第２−３図は本発明の他の実施例に用
いた濡れ性を評価する試験片の側面図であり、符号４は
LaB6焼結体、５はTiB2焼結体、６はガラス（HfO2な
し）、７はガラス（HfO2入り）を意味する。また、第３
図は濡れ角の定義を示す試験片の側面図である。濡れ角
の測定において、加熱温度は、ガラスの軟化温度とし、
10分間保持した。表６に、金属ホウ化物とガラスの組合
せと濡れ角について示す。
酸化ハフニウム入りのガラスを用いると、TiB2において
もガラスとの濡れ性が向上することがわかる。
もガラスとの濡れ性が向上することがわかる。
実施例２ 第４図は高周波増幅回路用の厚膜ハイブリツドICの導
体、抵抗体のパターンを示す図であり、符号１〜３は第
１図と同義である。導体にはCu（デユポン社製:9153）
を用いた。抵抗体には、実施例１において作製したTiB2
−ガラス系（表３のNo.1、２、４、５、６）の５種類を
用いた。抵抗体は、１成分必要な全抵抗範囲をカバーし
ているので、チツプ抵抗を組込む必要はない。
体、抵抗体のパターンを示す図であり、符号１〜３は第
１図と同義である。導体にはCu（デユポン社製:9153）
を用いた。抵抗体には、実施例１において作製したTiB2
−ガラス系（表３のNo.1、２、４、５、６）の５種類を
用いた。抵抗体は、１成分必要な全抵抗範囲をカバーし
ているので、チツプ抵抗を組込む必要はない。
実施例３ VIIa族のホウ化物としてMnB2の微粉末を導電粉末として
用いた。MnB2の抵抗率は71μΩ・cmである。このMnイオ
ンのイオン半径に近いものとして、Mgイオンを選定し、
この酸化物であるMgOを、ガラス中に添加した。ガラス
の組成を表７に示す。
用いた。MnB2の抵抗率は71μΩ・cmである。このMnイオ
ンのイオン半径に近いものとして、Mgイオンを選定し、
この酸化物であるMgOを、ガラス中に添加した。ガラス
の組成を表７に示す。
これらの導電性粉末とガラス粉末をらいかい機で混合し
た後、有機ビヒクルとして、20％メタクリル酸系樹脂／
ブチルカルビトールアセテート溶液を粉末成分に対し、
約20重量％を加え、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。
た後、有機ビヒクルとして、20％メタクリル酸系樹脂／
ブチルカルビトールアセテート溶液を粉末成分に対し、
約20重量％を加え、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×72m
m×55mm）上に、銅系の導体ペースト（デユポン社製:91
53）を用いて、スクリーン印刷法によりCu導体２を形成
後、120℃、10分乾燥し、窒素ガス中で、900℃、10分の
焼成を行つた。
m×55mm）上に、銅系の導体ペースト（デユポン社製:91
53）を用いて、スクリーン印刷法によりCu導体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950℃で焼成を行つて抵抗体を作製した。
３を形成した。これを120℃、10分乾燥し、次いで窒素
ガス中で950℃で焼成を行つて抵抗体を作製した。
表８にMnB2系抵抗体の各組成ごとの面積抵抗値とTCR
（抵抗温度係数）を示す。
（抵抗温度係数）を示す。
実施例４ VIII族のホウ化物としてNiBの微粉末を導電性粉末とし
て用いた。NiBの抵抗率は50μΩ・cmである。このNiイ
オンのイオン半径に近いものとして、Mnイオンを選定
し、この酸化物であるMnO2を、ガラス中に添加した。ガ
ラスの組成を表９に示す。
て用いた。NiBの抵抗率は50μΩ・cmである。このNiイ
オンのイオン半径に近いものとして、Mnイオンを選定
し、この酸化物であるMnO2を、ガラス中に添加した。ガ
ラスの組成を表９に示す。
これらの導電性粉末とガラス粉末をらいかい機で混合し
た後、有機ビヒクルとして、20％メタクリル酸系樹脂／
ブチルカルビトー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。
た後、有機ビヒクルとして、20％メタクリル酸系樹脂／
ブチルカルビトー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×72m
m×55mm）上に、銅系の導体ペースト（デユポン社製:91
53）を用いて、スクリーン印刷法によりCu導体２を形成
後、120℃、10分乾燥し、窒素ガス中で、900℃、10分の
焼成を行つた。
m×55mm）上に、銅系の導体ペースト（デユポン社製:91
53）を用いて、スクリーン印刷法によりCu導体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950℃で焼成を行つて抵抗体を作製した。
３を形成した。これを120℃、10分乾燥し、次いで窒素
ガス中で950℃で焼成を行つて抵抗体を作製した。
表10にMiB系抵抗体の各組成ごとの面積抵抗値とTCR（抵
抗温度係数）を示す。
抗温度係数）を示す。
実施例５ 金属ホウ化物とガラスとの濡れ性を比較するために、種
々の金属ホウ化物と、ホウケイ酸アルミガラスを準備し
た。ペレツト状（15φ×5mmt）の金属ホウ化物の上にペ
レツト状（10φ×3mmt）のガラスをのせ加熱することに
より、濡れ角の測定を行つた。加熱温度は、ガラスの軟
化温度である880℃とし、10分間保持した。濡れ角の測
定結果を第５図に示す。ここで横軸は、金属ホウ化物を
構成する金属イオンのイオン半径（Å）を、縦軸は濡れ
角（度）を示す。また、ここで用いたガラスにおいて修
飾イオンとなつているCaのイオン半径も参考のために示
した。この第５図より、Caのイオン半径に近い金属によ
り構成される金属ホウ化物とガラスとの濡れ性が良好で
あることがわかる。この結果に従えば、抵抗体中の導電
粒子とガラスの濡れ性を改善して抵抗体電気特性を向上
させるためには、ガラス中の修飾イオンのイオン半径と
金属ホウ化物を構成する金属のイオン半径が近いことが
必要であることがわかる。
々の金属ホウ化物と、ホウケイ酸アルミガラスを準備し
た。ペレツト状（15φ×5mmt）の金属ホウ化物の上にペ
レツト状（10φ×3mmt）のガラスをのせ加熱することに
より、濡れ角の測定を行つた。加熱温度は、ガラスの軟
化温度である880℃とし、10分間保持した。濡れ角の測
定結果を第５図に示す。ここで横軸は、金属ホウ化物を
構成する金属イオンのイオン半径（Å）を、縦軸は濡れ
角（度）を示す。また、ここで用いたガラスにおいて修
飾イオンとなつているCaのイオン半径も参考のために示
した。この第５図より、Caのイオン半径に近い金属によ
り構成される金属ホウ化物とガラスとの濡れ性が良好で
あることがわかる。この結果に従えば、抵抗体中の導電
粒子とガラスの濡れ性を改善して抵抗体電気特性を向上
させるためには、ガラス中の修飾イオンのイオン半径と
金属ホウ化物を構成する金属のイオン半径が近いことが
必要であることがわかる。
実施例６ アークプラズマ熱源を用いて生成したTiB2超微粒子を用
いた厚膜抵抗体の製法を示す。
いた厚膜抵抗体の製法を示す。
まず、機械粉砕法により得た数μｍの粒径を有するTiB2
粉末を成形し、成形体を作製する。成形体の直径は30m
m、厚さは5mmである。そして、この成形体を母材とし、
Ｗ電極との間にアークを発生させ、それにより生ずるプ
ラズマ熱源中でTiB2を蒸発させ、急冷後捕集し、TiB2超
微粒子を作製する。この時、雰囲気ガスはAr＋50％H2で
あり、電極−母材間には40V、150Aの入力を加えた。こ
れより、表面の平滑な球形に近い、粒径が0.1μｍ以下
のTiB2超微粒子を得ることができた。このTiB2超微粒子
と濡れ性のよいガラスとして、Tiとのイオン半径を考慮
し、通常のホウケイ酸ガラスにHfO2粉末を添加しガラス
を作製した。用いた酸化物原料の組成比を表11に示す。
粉末を成形し、成形体を作製する。成形体の直径は30m
m、厚さは5mmである。そして、この成形体を母材とし、
Ｗ電極との間にアークを発生させ、それにより生ずるプ
ラズマ熱源中でTiB2を蒸発させ、急冷後捕集し、TiB2超
微粒子を作製する。この時、雰囲気ガスはAr＋50％H2で
あり、電極−母材間には40V、150Aの入力を加えた。こ
れより、表面の平滑な球形に近い、粒径が0.1μｍ以下
のTiB2超微粒子を得ることができた。このTiB2超微粒子
と濡れ性のよいガラスとして、Tiとのイオン半径を考慮
し、通常のホウケイ酸ガラスにHfO2粉末を添加しガラス
を作製した。用いた酸化物原料の組成比を表11に示す。
これらの酸化物粉末は、混合後、白金るつぼの中で約15
00℃で溶融させ冷水中に注ぎ、粉砕工程を経てフリツト
化し作製する。これらのTiB2超微粒子とガラス粉末をら
いかい機で混合した後有機ビヒクルとして、アクリル樹
脂／ブチルカルビトー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。
00℃で溶融させ冷水中に注ぎ、粉砕工程を経てフリツト
化し作製する。これらのTiB2超微粒子とガラス粉末をら
いかい機で混合した後有機ビヒクルとして、アクリル樹
脂／ブチルカルビトー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。
この厚膜抵抗組成物を、実施例１と同様にCu導体が印刷
・焼成されたアルミナ基板にスクリーン印刷法によりパ
ターンを形成した。これを120℃、10分乾燥し、次いでN
2ガス中で900℃、10分の焼成を行つた。表12に、導電
相、ガラス相の組成の異なる10種類の抵抗体の、面積抵
抗値、抵抗温度係数、抵抗値のばらつき、電流雑音の測
定結果をまとめて示す。
・焼成されたアルミナ基板にスクリーン印刷法によりパ
ターンを形成した。これを120℃、10分乾燥し、次いでN
2ガス中で900℃、10分の焼成を行つた。表12に、導電
相、ガラス相の組成の異なる10種類の抵抗体の、面積抵
抗値、抵抗温度係数、抵抗値のばらつき、電流雑音の測
定結果をまとめて示す。
抵抗値のばらつきは、20個の抵抗体の平均面積抵抗と、
その標準偏差の比により算出した。これらの抵抗体は、
厚膜抵抗体に望まれる10〜1MΩ／□の抵抗値範囲をカバ
ーし、抵抗温度係数も±300ppm以内と小さい値を示して
いる。
その標準偏差の比により算出した。これらの抵抗体は、
厚膜抵抗体に望まれる10〜1MΩ／□の抵抗値範囲をカバ
ーし、抵抗温度係数も±300ppm以内と小さい値を示して
いる。
実施例７ 高周波誘導プラズマ熱源を用いて生成したTaB超微粒子
を用いた厚膜抵抗体の製法を示す。まず、雰囲気ガスで
あるAr＋Heを高周波誘導コイルの中で、10kV−1Aの入力
条件のもとにプラズマ化し、続いて機械粉砕法により得
た数μｍの粒径を有するTaB粒子を、このプラズマ中に
注入する。TaBは、このプラズマ中で瞬間的に蒸発する
が、プラズマ中から抜け出ると直ちに急冷され凝固し、
TaB超微粒子が得られる。
を用いた厚膜抵抗体の製法を示す。まず、雰囲気ガスで
あるAr＋Heを高周波誘導コイルの中で、10kV−1Aの入力
条件のもとにプラズマ化し、続いて機械粉砕法により得
た数μｍの粒径を有するTaB粒子を、このプラズマ中に
注入する。TaBは、このプラズマ中で瞬間的に蒸発する
が、プラズマ中から抜け出ると直ちに急冷され凝固し、
TaB超微粒子が得られる。
高周波誘導プラズマ熱源により得られたTaB超微粒子と
濡れ性がよいガラスとして、Taとのイオン半径を考慮
し、通常のホウケイ酸ガラスにHfO2粉末を添加しガラス
を作製した。用いた酸化物原料の組成比を表11に示す。
これらの酸化物粉末は、実施例６と同様のプロセスを用
いてガラスフリツト化する。これらのTaB超微粒子とガ
ラス粉末をらいかい機で混合した後、有機ビヒクルとし
て、アクリル樹脂／ブチルカルビトールアセテート溶液
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組成物を得
た。
濡れ性がよいガラスとして、Taとのイオン半径を考慮
し、通常のホウケイ酸ガラスにHfO2粉末を添加しガラス
を作製した。用いた酸化物原料の組成比を表11に示す。
これらの酸化物粉末は、実施例６と同様のプロセスを用
いてガラスフリツト化する。これらのTaB超微粒子とガ
ラス粉末をらいかい機で混合した後、有機ビヒクルとし
て、アクリル樹脂／ブチルカルビトールアセテート溶液
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組成物を得
た。
この厚膜抵抗組成物を、実施例６と同様にCu導体が印
刷、焼成されたアルミナ基板にスクリーン印刷法により
パターンを形成した。これを120℃、10分乾燥し、次い
でN2ガス中で900℃、10分の焼成を行つた。表13に、導
電相、ガラス相の組成の異なる10種類の抵抗体の、面積
抵抗値、抵抗温度係数、抵抗値のばらつき、電流雑音の
測定結果をまとめて示す。
刷、焼成されたアルミナ基板にスクリーン印刷法により
パターンを形成した。これを120℃、10分乾燥し、次い
でN2ガス中で900℃、10分の焼成を行つた。表13に、導
電相、ガラス相の組成の異なる10種類の抵抗体の、面積
抵抗値、抵抗温度係数、抵抗値のばらつき、電流雑音の
測定結果をまとめて示す。
抵抗値のばらつきは、20個の抵抗体の平均面積抵抗と、
その標準偏差の比により算出した。これらの抵抗体は、
厚膜抵抗体に望まれる10〜1MΩ／□の抵抗値範囲をカバ
ーし、抵抗温度係数も±300ppm以内と小さい値を示して
いる。
その標準偏差の比により算出した。これらの抵抗体は、
厚膜抵抗体に望まれる10〜1MΩ／□の抵抗値範囲をカバ
ーし、抵抗温度係数も±300ppm以内と小さい値を示して
いる。
本発明によれば、LaB6等希土類元素を含む金属ホウ化物
を用いなくとも、それらより電気的特性、化学的耐性に
優れ、かつ入手も容易な金属ホウ化物を、厚膜抵抗体用
導電粒子とすることができる。これら導電粒子と非還元
性ガラスを用いれば、新規の窒素中焼成厚膜抵抗体を作
製することができる。
を用いなくとも、それらより電気的特性、化学的耐性に
優れ、かつ入手も容易な金属ホウ化物を、厚膜抵抗体用
導電粒子とすることができる。これら導電粒子と非還元
性ガラスを用いれば、新規の窒素中焼成厚膜抵抗体を作
製することができる。
第１図は本発明の１実施例に用いた試験用抵抗体の平面
図、第２−１図、第２−２図及び第２−３図は本発明の
他の実施例に用いた濡れ性を評価する試験片の側面図、
第３図は濡れ角の定義を示す試験片の側面図、第４図は
高周波増幅回路用の厚膜ハイブリツドICの導体、抵抗体
のパターンを示す図、第５図は本発明の１実施例で用い
た金属ホウ化物とガラスとの濡れ性を濡れ角とイオン半
径との関係で示すグラフである。 １…アルミナ基板 ２…Cu導体 ３…抵抗体 ４…LaB6焼結体 ５…TiB2焼結体 ６…ガラス（HfO2なし） ７…ガラス（HfO2入り）
図、第２−１図、第２−２図及び第２−３図は本発明の
他の実施例に用いた濡れ性を評価する試験片の側面図、
第３図は濡れ角の定義を示す試験片の側面図、第４図は
高周波増幅回路用の厚膜ハイブリツドICの導体、抵抗体
のパターンを示す図、第５図は本発明の１実施例で用い
た金属ホウ化物とガラスとの濡れ性を濡れ角とイオン半
径との関係で示すグラフである。 １…アルミナ基板 ２…Cu導体 ３…抵抗体 ４…LaB6焼結体 ５…TiB2焼結体 ６…ガラス（HfO2なし） ７…ガラス（HfO2入り）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 敏夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 長谷川 満 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 池上 昭 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 遠藤 喜重 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 大谷 通男 千葉県印旛郡酒々井町酒々井1712 (72)発明者 海老沢 勝男 茨城県東茨城郡茨城町前田982 (56)参考文献 特開 昭54−149899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−27700（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−202001（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】（ａ）周期表IVa,Va、VIIa及びVIII族の金
属のホウ化物よりなる群から選択した少なくとも１種の
ホウ化物の２〜70体積部（全固体基準）、 （ｂ）上記ホウ化物を構成する金属とイオン半径におい
て0.02nm以内にある金属の酸化物を１〜30重量部含有
し、非酸化性雰囲気で焼成可能で、かつ焼成によつて上
記ホウ化物により還元されないガラスの８〜30体積部
（全固体基準） の各粉末の混合物と、有効量の有機ビヒクルとを含有し
ていることを特徴とする厚膜抵抗体組成物。 - 【請求項２】該ホウ化物の粒子サイズが、0.5μｍ以下
である請求項１記載の厚膜抵抗体組成物。 - 【請求項３】該ホウ化物粒子が、アークプラズマ熱源を
用いて生成するものである請求項１又は２記載の厚膜抵
抗体組成物。 - 【請求項４】該ホウ化物粒子が、高周波誘導プラズマ熱
源を用いて生成するものである請求項１又は２記載の厚
膜抵抗体組成物。 - 【請求項５】セラミツクス焼結体からなる基板上に厚膜
導体及び厚膜抵抗体を備えた厚膜ハイブリツドICにおい
て、その抵抗体が、請求項１記載の厚膜抵抗体組成物の
焼成体であ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 |
|---|---|---|---|
| JP63264091A JPH0738325B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 厚膜抵抗体組成物及びその用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264091A JPH0738325B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 厚膜抵抗体組成物及びその用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112202A JPH02112202A (ja) | 1990-04-24 |
| JPH0738325B2 true JPH0738325B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=17398384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63264091A Expired - Lifetime JPH0738325B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 厚膜抵抗体組成物及びその用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738325B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008264387A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Matsushita Electric Works Ltd | ヘアードライヤー |
| CN119786118A (zh) * | 2025-02-28 | 2025-04-08 | 西安腾星电子科技有限公司 | 一种电阻浆料及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2397704A1 (fr) * | 1978-05-11 | 1979-02-09 | Labo Electronique Physique | Resistance electrique, comprenant un hexaborure metallique, et procede de fabrication |
| US4585580A (en) * | 1978-08-16 | 1986-04-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film copper compatible resistors based on hexaboride conductors and nonreducible glasses |
| JPS63202001A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-22 | 株式会社日立製作所 | 厚膜抵抗組成物、厚膜抵抗体、並びに厚膜ハイブリッドｉｃ |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63264091A patent/JPH0738325B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02112202A (ja) | 1990-04-24 |
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