JPH10199705A - 抵抗体ペースト及びそれを用いた抵抗器及びその製造方法 - Google Patents
抵抗体ペースト及びそれを用いた抵抗器及びその製造方法Info
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Abstract
抵抗器及びその製造方法に関し、低TCR、低抵抗値を
有する抵抗器を安定して製造することを目的とする。 【解決手段】 抵抗体ペースト1として、粒子径が5μ
m以下で銅−ニッケル合金粉末含有量が97重量%より
多く、550℃未満の軟化点を有するガラス粉末を0〜
3重量%未満含有する混合粉体をビヒクルに分散したも
のを利用し、そのペースト1をセラミック基体3上に印
刷した後、中性雰囲気中で焼成してチップ抵抗器を実現
している。
Description
それを用いた抵抗器及びその製造方法に関するものであ
る。
ニッケル合金箔をアルミナなどの基材の上に張り付けて
形成する方法で実現されている。この方法で造られる抵
抗器は合金箔作製、形状加工、組立と材料−工程コスト
がかかり、抵抗体のパターン変更をするのに非常に手間
がかかるものであった。また、レーザーを用いたトリミ
ングが出来ないため、従来から確立されているトリミン
グラインを活用できないものであった。
成して抵抗器をつくる技術としては、特開平2−308
501号公報に開示されているが、抵抗体膜とセラミッ
ク基材の接着や抵抗値の調整にガラスを用いており、
銅、ニッケル以外の成分が多量に存在していることか
ら、温度係数が銅−ニッケル合金の物性値と異なるもの
であった。また、ガラス成分は焼成条件によって金属成
分中や焼結粒子界面への拡散挙動が異なるため安定した
抵抗値特性が得られにくいものであった。
は100mΩ以下の抵抗値レンジを扱うため、給電部の
端子電極の特性や抵抗体/電極界面の構造が抵抗器とし
ての特性を大きく左右すると言う問題があった。
は、低TCR、低抵抗値を有する抵抗器を安定して製造
することにある。
は、粒子径が5μm以下の銅−ニッケル合金粉末含有量
が97重量%より多く、550℃未満の軟化点を有する
ガラス粉末を0〜3重量%未満含有する混合粉体をビヒ
クルに分散させたもので、そのペーストをセラミック基
体上に印刷した後、中性雰囲気中で焼成するチップ抵抗
器の製造方法をとりガラス成分の金属成分中や焼結粒子
界面への拡散を最小限に抑制し、低TCR、低抵抗値を
有する抵抗器を実現するものである。
は、平均粒子径が5μm以下の銅−ニッケル合金粉末含
有量が97重量%より多く、550℃未満の軟化点を有
するガラス粉末を0〜3重量%未満含有する混合粉体を
ビヒクルに分散させた厚膜抵抗体ペーストを、セラミッ
ク基体上に印刷した後、中性雰囲気中で焼成することに
よって、ガラス成分の金属成分中や焼結粒子界面への拡
散を最小限に抑制出来るため得られる抵抗器の、低TC
R、低抵抗値化が出来、低軟化点ガラス粉末が焼成時に
抵抗体/セラミック基体界面に強固な接着を確保する作
用を有する。
μmと平均粒子径が2μm以下の銅−ニッケル合金粉末
を混合して、粒度分布に少なくとも2つのピークをもた
せ、銅−ニッケル合金粉末含有量が97重量%より多
く、550℃未満の軟化点を有するガラス粉末を0〜3
重量%未満含有する混合粉体をビヒクルに分散させて得
られる厚膜抵抗体ペーストを、セラミック基体上に印刷
した後、中性雰囲気中で焼成することによって、ガラス
成分の金属成分中や焼結粒子界面への拡散を最小限に抑
制出来るため得られる抵抗器の、低TCR、低抵抗値化
が出来る作用を有する。
に、少なくとも銅−ニッケル合金粉末を含有する抵抗体
ペーストを印刷し、中性雰囲気中で焼成し、焼結粒子径
を30μm以下、かつ焼結抵抗体膜厚を40μm以下に
することによって低TCR、低抵抗値特性を有した抵抗
器のレーザートリミングが出来る作用を有する。
の両端に、銅粉末とガラス粉末をビヒクルに分散させて
得られるペーストを印刷、乾燥させ端子電極乾燥膜を形
成した後、その乾燥膜の両端に架かるように、少なくと
も銅−ニッケル合金粉末を含有する抵抗体ペーストを印
刷し、電極と抵抗体を同時に中性雰囲気中で焼成するチ
ップ抵抗器を製造する方法で、低抵抗値、低TCR、高
信頼性の抵抗器を実現する。
に、少なくとも銅−ニッケル合金粉末を含有する抵抗体
ペーストを印刷、乾燥させた後、銅粉末をビヒクルに分
散させて得られるペーストを、抵抗体乾燥膜の両端子電
極部に印刷し、電極と抵抗体を同時に中性雰囲気中で焼
成してチップ抵抗器を製造する方法で、低抵抗値、低T
CR、高信頼性の抵抗器を実現する。
体に、少なくとも銅−ニッケル合金粉末を含有する抵抗
体ペーストを印刷し、中性雰囲気中で焼成した後、その
焼結体表面、焼結体断面、焼結体/セラミック基材界面
の全ての面の少なくとも一部を樹脂で覆いチップ抵抗器
を製造する方法で、低抵抗値、低TCR、高抵抗体接着
強度、高信頼性の抵抗器を実現する。
〜5を用いて説明する。なお、図1は本発明の実施の形
態1を示し、請求項1の抵抗体ペーストをセラミック基
体(アルミナ)上にスクリーン印刷し、請求項4に記載
の方法で得られる抵抗器の一例を示したものであり、図
2は本発明の実施の形態2を示し、請求項2の抵抗体ペ
ーストをセラミック基体(アルミナ)上にスクリーン印
刷し、請求項4に記載の方法で得られる抵抗器の一例を
示したものである。
し、請求項2の抵抗体ペーストをセラミック基体(アル
ミナ)上にスクリーン印刷し、請求項5に記載の方法で
得られる抵抗器の一例を示したものであり、図4及び5
は本発明の実施の形態3を示し、請求項2の抵抗体ペー
ストをセラミック基体(アルミナ)上にスクリーン印刷
し、請求項5,6に記載の方法で得られる抵抗器の一例
を示したものである。
法について以下に示す。銅−ニッケル合金粉は平均粒子
径5μmのアトマイズ粉を用い、これにガラスを添加し
た混合粉体を無機組成物とした。また、ビヒクルには有
機バインダであるエチルセルロースをターピネオールで
溶かしたものを用い、これを有機組成物とした。これら
の無機組成物と有機組成物を三本ロールにて混練し厚膜
抵抗体ペーストとした。
銅粉は平均粒子径2μmの粉を用い、これにガラスを添
加した混合粉体を無機組成物とした。また、ビヒクルに
は有機バインダであるエチルセルロースをターピネオー
ルで溶かしたものを用い、これを有機組成物とした。こ
れらの無機組成物と有機組成物を三本ロールにて混練し
端子電極ペーストとした。
す。まず端子電極ペーストをアルミナ基体(96%アル
ミナ基板 4.5×3.2mm)上に印刷し、100℃
の温度で10分間乾燥させた。次にこのアルミナ基体上
の端子電極乾燥膜の両端に架かるように厚膜抵抗体ペー
ストを印刷し、100℃の温度で10分間乾燥させた。
そして、この電極と抵抗体の乾燥膜を形成したアルミナ
基体を100%N2雰囲気下で900℃−10分間焼成
しチップ抵抗器を作製した(同時焼成)。
作製方法において、銅−ニッケル合金粉を平均粒子径6
μmのアトマイズ粉を用いた場合についても前記チップ
抵抗器の作製方法と同様にチップ抵抗器を作製した。
の作製方法において端子電極ペースト印刷乾燥後に10
0%N2雰囲気下で900℃−10分間焼成工程を付加
し、端子電極焼成膜の両端に架かるように厚膜抵抗体ペ
ーストを印刷し、100℃の温度で10分間乾燥させた
後この焼成端子電極膜と抵抗体乾燥膜を形成したアルミ
ナ基体を100%N2雰囲気下で900℃−10分間焼
成しチップ抵抗器を作製した(個別焼成)。
ップ抵抗器の端子間電極距離は2.25mmとし抵抗体
焼結膜幅は2mmで形成し端子電極部にプローブを固定
し4端子法で端子間抵抗値を求めた。TCR特性はチッ
プ抵抗器を恒温槽に入れ25℃と125℃の抵抗値を測
定しその変化率を求めた。高温放置における抵抗値変化
は焼結抵抗体膜に保護樹脂をコートし160℃で100
0時間放置したときの抵抗値変化率を求めた。抵抗体の
接着強度は直径1.3mmの円柱金属を抵抗体表面に樹
脂接合させ、抵抗体と垂直方向に金属円柱を引き上げて
抵抗体と基材が剥離する力を求めた。
顕微鏡、電子線マイクロアナライザ、X線微小回折計を
用いて構造を明らかにした。模式図を図1に示す。図1
において、1は銅−ニッケル合金相、2はガラスを含む
界面層、3はアルミナ基体、4は銅端子電極層である。
によれば、比較例に比べて低抵抗値、低TCR、高信頼
性のチップ抵抗器が得られることが分かる。
法について以下に示す。銅−ニッケル合金粉は平均粒子
径5μmのアトマイズ粉と平均粒子径2μmのアトマイ
ズ粉、あるいは平均粒子径5μmのアトマイズ粉と平均
粒子径0.8μmの熱プラズマ処理粉を用い、以下実施
の形態1と同様にして厚膜抵抗体ペーストとを作製し
た。端子電極ペーストの作製方法は実施の形態1と同様
である。
形態1と同様であるが焼成温度を800℃〜1200℃
まで変化させて焼成した。
同様で、さらにYAGレーザーによるトリミング性を評
価した。
顕微鏡、電子線マイクロアナライザ、X線微小回折計を
用いて構造を明らかにした。模式図を図2に示す。図2
において、1は銅−ニッケル合金相、2はガラスを含む
界面層、3はアルミナ基体、4は銅端子電極層である。
実施の形態によれば、比較例に比べて低抵抗値、低TC
R、高信頼性のチップ抵抗器が得られることが分かる。
また、焼成条件等を制御することによってYAGレーザ
ーによるトリミングが可能な抵抗体が実現できる。
法は実施の形態2と同様である。端子電極ペーストの作
製方法を示す。無機組成物としては、平均粒子径2μm
の銅粉のみを用いた。有機組成物は実施の形態1と同様
のものを用いた。これらの無機組成物と有機組成物を三
本ロールにて混練し端子電極ペーストとした。
す。まず抵抗体ペーストをアルミナ基体(96%アルミ
ナ基板 4.5×3.2mm)上に印刷し、100℃の
温度で10分間乾燥させた。次にこのアルミナ基体上の
抵抗体乾燥膜の両端に端子電極ペーストを印刷し、10
0℃の温度で10分間乾燥させた。そして、この電極と
抵抗体の乾燥膜を形成したアルミナ基体を100%N2
雰囲気下で900℃−10分間焼成しチップ抵抗器を作
製した。
トするようにエポキシ樹脂を塗布し、図4,5に示した
構造を有するチップ抵抗器を作製した。
同様である。作製したチップ抵抗器の断面部を走査電子
顕微鏡、電子線マイクロアナライザ、X線微小回折計を
用いて構造を明らかにした。模式図を図3に示す。図3
において、1は銅−ニッケル合金相、2はガラスを含む
界面層、3はアルミナ基体、4は銅端子電極層である。
によれば、比較例に比べて低抵抗値、低TCR、高信頼
性のチップ抵抗器が得られることが分かる。また、樹脂
コート構造をとることにより高温放置試験後の抵抗値の
変化率が小さくなることから信頼性が向上していること
が認められる。
温度制御による抵抗体の焼結粒子径の制御について示し
たが、焼結粒子径のコントロールは抵抗体ペーストに含
まれる無機成分の組成、粒子径や焼成雰囲気、温度プロ
ファイルを制御することによっても可能である。また、
焼結抵抗体膜厚についても上記条件の制御および印刷膜
厚を変化させることによってコントロール出来る。
R、低抵抗値、高信頼性を有する抵抗器を厚膜形成法で
形成出来るとともに、レーザートリミングを用いた抵抗
値調整が可能な生産性の良いプロセスを提供できる。
した模式図
した模式図
した模式図
抵抗器の構成を示した斜視図
抵抗器の断面構成を示した模式図
Claims (6)
- 【請求項1】 平均粒子径が5μm以下の銅−ニッケル
合金粉末含有量が97重量%より多く、550℃未満の
軟化点を有するガラス粉末を0〜3重量%未満含有する
混合粉体をビヒクルに分散させて得られる抵抗体ペース
ト。 - 【請求項2】 平均粒子径が5μmと平均粒子径が2μ
m以下の銅−ニッケル合金粉末を混合して、粒度分布に
少なくとも2つのピークをもたせ、銅−ニッケル合金粉
末含有量が97重量%より多く、550℃未満の軟化点
を有するガラス粉末を0〜3重量%未満含有する混合粉
体をビヒクルに分散させて得られる抵抗体ペースト。 - 【請求項3】 セラミック基体に、少なくとも銅−ニッ
ケル合金粉末を含有する抵抗体ペーストを印刷し、中性
雰囲気中で焼成し、焼結粒子径が30μm以下であり、
かつ焼結抵抗体膜厚が40μm以下である抵抗器。 - 【請求項4】 セラミック基体の両端に、銅粉末とガラ
ス粉末をビヒクルに分散させて得られるペーストを印
刷、乾燥させ端子電極乾燥膜を形成した後、その乾燥膜
の両端に架かるように、少なくとも銅−ニッケル合金粉
末を含有する抵抗体ペーストを印刷し、中性雰囲気中で
焼成する抵抗器の製造方法。 - 【請求項5】 セラミック基体に、少なくとも銅−ニッ
ケル合金粉末を含有する抵抗体ペーストを印刷、乾燥さ
せた後、銅粉末をビヒクルに分散させて得られるペース
トを、抵抗体乾燥膜の両端子電極部に印刷し、中性雰囲
気中で焼成する抵抗器の製造方法。 - 【請求項6】 セラミック基体に、少なくとも銅−ニッ
ケル合金粉末を含有する抵抗体ペーストを印刷し、中性
雰囲気中で焼成した後、その焼結体表面、焼結体断面、
焼結体/セラミック基材界面の全ての面の少なくとも一
部を樹脂で覆う抵抗器の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP00518597A JP3791085B2 (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 抵抗体ペースト及びそれを用いた抵抗器及びその製造方法 |
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| JP00518597A JP3791085B2 (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 抵抗体ペースト及びそれを用いた抵抗器及びその製造方法 |
Publications (2)
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010108696A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Mitsuboshi Belting Ltd | 抵抗体ペースト及び抵抗器 |
| JP2016072501A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 住友金属鉱山株式会社 | 銅−ニッケル厚膜抵抗器およびその製造方法 |
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| US10383214B2 (en) | 2015-03-25 | 2019-08-13 | Stanley Electric Co., Ltd. | Electronic device, method for producing same, and circuit substrate |
-
1997
- 1997-01-16 JP JP00518597A patent/JP3791085B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10431358B2 (en) | 2015-04-24 | 2019-10-01 | Stanley Electric Co., Ltd. | Resistor production method, resistor, and electronic device |
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