JPH09120906A - 抵抗ペーストおよびこれを用いた抵抗器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再現性良く抵抗温度係数に優れた銅−ニッケ
ル合金抵抗体を低温で形成するために、それに適した抵
抗ペーストとそれを用いた抵抗器の製造方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 銅およびニッケルを構造中にそれぞれ含
有する少なくとも２種類の有機化合物と必要により増粘
用樹脂と溶剤とを主たる構成要素とする抵抗ペーストを
使用する。さらに、本発明に掛かる製造方法は絶縁性基
板上に上記抵抗ペーストを絶縁性基板上に塗布し、焼成
して銅−ニッケルの複合酸化物層を形成して後、還元し
て均一な銅−ニッケル合金からなる抵抗層を絶縁性基板
上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロニクス
産業で広く使用される抵抗ペーストおよびそれを用いた
抵抗器の製造方法に関するものであり、特に、抵抗温度
係数に優れた低抵抗の抵抗器を形成する抵抗ペーストお
よびそれを用いた抵抗器の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の、低抵抗の抵抗器の導電材料とし
ては、主として銀−パラジウム合金を使用したいわゆる
厚膜ペーストが使用されてきた。しかし、銀−パラジウ
ム合金を使用した厚膜ペーストは抵抗温度係数が大きい
ため、この改善策として銅およびニッケル微粉末をガラ
ス粉末と混合してなる抵抗ペーストおよびこれを用いた
抵抗器が特開平２−３０８５０１号公報、米国特許第５
０３７６７０号等に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この抵抗ペーストおよ
びこれを用いた抵抗器では、銅−ニッケル合金とガラス
とからなる抵抗体は製造に際して少なくとも８００℃の
高温を要し、加えてガラス組成、配合量や、原料金属の
粉末の粒度分布などの微妙な変化により抵抗温度係数が
変化するという課題があり改善が望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、銅およびニッケルを構造中にそれぞれ含有
する少なくとも２種類の金属含有有機化合物を主たる構
成要素とするものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、銅およびニッケルを構造中にそれぞれ含有する少な
くとも２種類の金属含有有機化合物を主たる構成要素と
するものである。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に増粘
用樹脂と溶剤とを含有してなるものである。

【０００７】請求項３に記載の発明は、絶縁性基板に電
極を形成する工程と、前記電極に重畳するように銅およ
びニッケルを構造中にそれぞれ含有する少なくとも２種
類の有機化合物を主たる構成要素とする抵抗ペーストを
塗布し焼成して銅およびニッケルの複合酸化物層を前記
絶縁性基板上に形成する工程と、前記絶縁性基板上に形
成された銅およびニッケルの複合酸化物層を還元して銅
およびニッケルの合金からなる抵抗体層を形成する工程
とからなるものである。

【０００８】請求項４に記載の発明は、絶縁性基板に銅
およびニッケルを構造中にそれぞれ含有する少なくとも
２種類の有機化合物を主たる構成要素とする抵抗ペース
トを塗布し焼成して銅およびニッケルの複合酸化物層を
前記絶縁性基板上に形成する工程と、前記絶縁性基板上
に形成された銅およびニッケルの複合酸化物層を還元し
て銅およびニッケルの合金からなる抵抗体層を形成する
工程と、前記銅およびニッケルの合金からなる抵抗体層
に電極を形成する工程とからなるものである。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項３または
請求項４記載の発明の抵抗ペーストに、増粘用樹脂と溶
剤とを含有してなるものである。

【００１０】以下、本発明の実施の形態について、説明
する。 （実施の形態１）本願発明にかかる抵抗ペーストに使用
できる銅およびニッケルを構造中に含有する金属含有有
機化合物としては金属の酢酸塩、プロピオン酸塩、乳酸
塩、琥珀酸塩、蓚酸塩、オクチル酸塩、ナフテン酸塩、
樹脂酸塩等の有機金属塩や上記金属のアセチルアセトン
錯体に代表されるβ−ジケトン錯体等が使用できる。

【００１１】これら銅およびニッケルを含有する有機化
合物は最終的に抵抗体が必要とする特性の合金組成に対
応する金属の配合比率で混合し、必要に応じて溶剤で希
釈し、絶縁基板上に塗布することができる。溶剤として
は上記金属含有有機化合物を溶解するものであれば使用
できる。例えば、スクリーン印刷に使用する場合の溶剤
としては、イソホロン等高沸点ケトン類、ブチルカルビ
トール、酢酸ブチルカルビトール等ジエチレングリコー
ル誘導体、エチルセルソルブ、セルソルブアセテート等
エチレングリコール誘導体、ベンジルアルコール、テル
ピネオール等高沸点アルコール類などがある。

【００１２】また、スピナコート、スプレーコート、デ
ィップコート等に使用する場合は、エタノール、イソプ
ロピルアルコール等低級アルコール、酢酸ブチル等低級
アルコールの酢酸エステル、アセトン、メチルエチルケ
トン等低級ケトン、トルエン、キシレン等芳香族炭化水
素や脂肪族炭化水素などがある。

【００１３】これらは必要とされる塗布形式により、蒸
発速度などを考慮して決めることができる。

【００１４】通常、上記金属含有有機化合物は溶剤に希
釈した状態では低粘度であるため、ロールコート法、ス
ピナコート、フレキソ印刷などには適するが、抵抗ペー
ストの印刷に一般的に使用されるスクリーン印刷には不
適当である。このため、スクリーン印刷など溶液粘度を
要求される用途に使用する場合は上記化合物以外に増粘
用の樹脂を添加することができる。

【００１５】上記増粘用に使用される樹脂としては、上
記銅またはニッケルを含有する有機化合物と相溶性を有
するものであれば良いが、精密なパターンを形成しよう
とする場合はセルローズ系樹脂等の加熱によっても融点
を示さない熱可塑性樹脂またはフェノール系樹脂、キシ
レン樹脂、熱硬化性アクリル系樹脂、ポリブタジエン系
樹脂等の熱硬化樹脂を使用することが好ましい。

【００１６】以上、本願発明にかかる抵抗ペーストの主
たる構成要素につき説明してきたが、本ペーストは上記
主たる構成要素以外に、ペーストの印刷特性を改善する
ためにレベリング剤、消泡剤その他の少量添加物を添加
できる。

【００１７】本発明にかかる抵抗ペーストは絶縁性基板
上に塗布または印刷して後、焼成して上記金属の複合酸
化物層を形成して後、還元雰囲気で加熱して銅−ニッケ
ル合金膜を形成することができる。

【００１８】本発明の焼成に要する温度は上記金属を含
有する有機化合物により変化するが、一般的には３５０
℃〜８５０℃である。焼成温度が低すぎる場合は複合酸
化物層中に炭素が残留して性能劣化の原因となる場合が
ある。一方、基板が変化しない限り、焼成温度は高くて
も良いが、エネルギー的な無駄となる。抵抗膜としての
性能的には焼成温度は６５０℃以下で形成可能である。
一方、還元温度は２００℃〜６００℃の範囲で行うこと
ができる。通常の銅−ニッケル系ペーストの焼成が少な
くとも８００℃を要することを考慮すると本願発明の効
果は明白である。

【００１９】上記、本発明により形成される抵抗膜はあ
らかじめ金、銀、銅などのペーストで電極形成した絶縁
性基板の上に形成することもできるし、逆に、抵抗膜の
上に電極を形成することもできる。これら電極形成方法
は厚膜印刷法、真空法など従来公知の方法で行うことが
できる。但し、銅−ニッケル合金膜は酸化雰囲気中で加
熱されると膜が酸化されるため、スパッタなどの真空法
で電極を形成する場合以外は基板上に予め電極を形成し
ておくことが好ましい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の具体例について、説明する。

【００２１】（実施例１）まず、２−エチルヘキサン酸
銅および２−エチルヘキサン酸ニッケルをそれぞれの金
属のモル比で５５：４５に配合し、メチルエチルケトン
に溶解して抵抗ペーストを作製しこのペーストをスピナ
により予め所定の部分に銅ペーストで電極を形成した表
面研磨アルミナ基板に塗布して乾燥膜厚約１０μｍの上
記化合物の混合物層を形成する。

【００２２】次に、前工程のアルミナ基板を空気流通雰
囲気中でピーク温度６００℃で３０分焼成して後、１０
％の水素を含む窒素中、４００℃で３０分還元して銅−
ニッケル合金膜を抵抗膜とする抵抗体を製造する。ここ
に得られた抵抗膜は、５Ω／□の面積抵抗値を示し、抵
抗温度係数は３０〜５０ｐｐｍである。

【００２３】（実施例２）実施例１において溶媒として
ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル（ブチルカル
ビトール）を使用し、増粘用の樹脂としてエチルセルロ
ーズを添加してスクリーン印刷用の抵抗ペーストを作製
した。本抵抗ペーストを実施例１と同じ銅電極が形成さ
れた表面研磨アルミナ基板にスクリーン印刷して後、実
施例１と同じ処理により抵抗体を製造する。得られた抵
抗膜は実施例１と同様の特性を示した。本実施例の製造
方法により、多数の均一な抵抗体を単一のアルミナ基板
上に形成することができた。

【００２４】ここに得られた抵抗体に定格の１０倍の電
圧パルスを連続して印加したところ、１万回のパルス印
加に対しても抵抗値の変化はみられなかった。比較のた
め、従来の製造法による銅−ニッケル混合粉からなるペ
ーストを印刷、焼成して製造した抵抗体に対して同じ試
験を行ったところ、１００回のパルス印加により抵抗値
は５０％以上の変化を示した。

【００２５】（実施例３）実施例２において銅およびニ
ッケル化合物混合物層の焼成温度を８５０℃とした場合
も実施例２と同じ性能の抵抗膜が得られた。

【００２６】（実施例４）実施例２において銅およびニ
ッケル化合物混合物層の焼成温度を３５０℃とした場合
は焼成後の膜に炭素の残留と見られる薄い着色がみら
れ、還元処理後に得られた膜は抵抗温度係数が−５００
ｐｐｍとなった。

【００２７】（実施例５）実施例２において還元処理温
度を２００℃とした場合は抵抗値は２０Ω／□となり、
抵抗温度係数は実施例２と同じレベルであった。

【００２８】（実施例６）硝酸ニッケルと硝酸銅をエタ
ノール中に添加して後、撹拌しつつアセチルアセトンを
徐々に添加して均一な透明溶液を製造する。この際溶液
状態になっているので、銅およびニッケルはそれぞれア
セチルアセトン錯体になっているものと推定された。こ
こに得られた溶液をディップ法により耐熱ガラスに塗布
し、実施例１と同様に処理して抵抗膜を形成した。本抵
抗膜上にスパッタ法により銀電極を形成して抵抗体を製
造した。本実施例の製造法により、耐熱ガラス基板上に
多数の均一な銅−ニッケル皮膜抵抗体を形成する事がで
きた。

【００２９】

【発明の効果】以上、発明の詳細な説明から分かるよう
に本発明にかかる抵抗体は従来の同種抵抗体の製造方法
に比較して低温で形成する事ができるため、エネルギー
の節約が計られ、かつ生成された抵抗体は極めて均一な
薄膜であるため繰り返しの電圧印加などにも強いもので
あり、産業上の効果は大なるものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅およびニッケルを構造中にそれぞれ含
   有する少なくとも２種類の金属含有有機化合物を主たる
   構成要素とする抵抗ペースト。
2. 【請求項２】 増粘用樹脂と溶剤とを含有してなる請求
   項１記載の抵抗ペースト。
3. 【請求項３】 絶縁性基板に電極を形成する工程と、前
   記電極に重畳するように銅およびニッケルを構造中にそ
   れぞれ含有する少なくとも２種類の有機化合物とを主た
   る構成要素とする抵抗ペーストを塗布し焼成して銅およ
   びニッケルの複合酸化物層を前記絶縁性基板上に形成す
   る工程と、前記絶縁性基板上に形成された銅およびニッ
   ケルの複合酸化物層を還元して銅およびニッケルの合金
   からなる抵抗体層を形成する工程とからなる抵抗器の製
   造方法。
4. 【請求項４】 絶縁性基板に銅およびニッケルを構造中
   にそれぞれ含有する少なくとも２種類の有機化合物とを
   主たる構成要素とする抵抗ペーストを塗布し焼成して銅
   およびニッケルの複合酸化物層を前記絶縁性基板上に形
   成する工程と、前記絶縁性基板上に形成された銅および
   ニッケルの複合酸化物層を還元して銅およびニッケルの
   合金からなる抵抗体層を形成する工程と、前記銅および
   ニッケルの合金からなる抵抗体層に電極を形成する工程
   とからなる抵抗器の製造方法。
5. 【請求項５】 抵抗ペーストに増粘用樹脂と溶剤とを含
   有してなる請求項３または４記載の抵抗器の製造方法。