JPS5946007A - 電気抵抗体の製造法 - Google Patents
電気抵抗体の製造法Info
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- JPS5946007A JPS5946007A JP58139319A JP13931983A JPS5946007A JP S5946007 A JPS5946007 A JP S5946007A JP 58139319 A JP58139319 A JP 58139319A JP 13931983 A JP13931983 A JP 13931983A JP S5946007 A JPS5946007 A JP S5946007A
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- H01C7/06—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material including means to minimise changes in resistance with changes in temperature
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、電気J[L抗体ならひに電気抵抗体の製造法
に関するものである。更に詳しくは、本発明は、高い抵
抗率と低い温度抵抗係数とを有する抵抗体を作イ)事が
でき、また比+ii、g的廉価な相打から作られるガラ
ス質エナメル抵抗物質からなる電気抵抗体の製造法に関
するものである。 最近市販されるようになった11L気抵抗物fJI↓σ
口つの型は、ガラスフリットと、導電性物質のイ;タ細
粒子との混合物から成るカラス14エナメル抵抗物質で
ある。このカラス値エナメル抵抗物fJ−を、絶縁性物
TL(通常セラミックス)の基板の表面に被値し、焼成
し、てガラスフリットを溶融する。冷却されろと、内部
に導電性粒子ケ分散されたガラスi専月4工が作られる
。 広い抵抗値範囲を有−g−る電気抵抗に対する一要求が
あるので、広い抵抗値範囲の抵抗体を作る事のできる特
性を備えたガラス質エナメル抵抗物質を]〃供する−3
が′■ましいのであるが、高い抵抗率のJ(ロ11体ン
作ると共Vこ温度の変動に対して比較的安定7.C1す
なわち低いTI’171度抵抗係数を有するガラスy′
tエナメル抵抗物質を提1″1(ずろ事に関する問題が
生じている。高い抵抗率と共に低い温度抵抗係数ケ与え
る抵抗物r′tは一般に導電性粒子として貢金)・ti
を用いるので、比較的高価である。J 、 Dcard
cnの !盲 IIigh Value 、 I
−l−1i+ Voltage Rcsistor
s ”と;自′毒する。111文(■シLECTRO
NICCOMPONIらNTS。 1967年3月号、 P、 259−2(31)におい
゛C,Iホベら11ているように、順化スズをアンチモ
ンでドーピングして成るガラス’I’■エナメル抵抗物
質は高い抵抗率を提供すると共に、比較的へに価な物j
′(である4j¥が光見きλtた。しかしこの・物質は
高い負の温度11(1冗1糸数7・1丁す4)。 木兄1シ4の目的は、新規なカラス賀エナメル抵抗物ク
リ、から作られた抵抗体を提供することにi)る。 本発明の他の目的は、高い抵抗率と比較的低い温度抵抗
係数を有する抵抗体を作る事ができ、また比較的廉価な
ガラス質エナメル抵抗物質からなる抵抗体を提供するに
ある。 他の目的は下記においで明らかとなろ5゜こ才しらの[
」的は、カラスフリットと、酸化スズおよび酸化タンタ
ルのに赫:ll ’A’−:j、子どの混合4吻から成
るJ[(抗物り↓によって達成さオし、+iil記混合
物はガラスフリットと混合するに先立って加熱処理する
事ができろ。 従って本発明で用いる抵抗物質は、下記に例示された性
徴および/l&性および成分比を慣する組成物乞包括し
ている。以下本発明を、図面を参照しながら実施例につ
いてi1輸川に説明すく)。 一般的に言って、木う■3明で用いるガラス質エナメル
抵抗物質はガラスフリットと、導電相の微粒子との混合
物から成り、[)IJ記の層、?1山A11ばtj2化
スズ(Sn 02 )ど酸化タンタル(Ta 205
)との混合物である。この抵抗物質中にカラスフリット
は130%〜70%(体積)、好ましくは40%〜60
%(体積)の割合で存在する、4 fli 41の中に
i6いて、fjン化メタンタル導電相の0.5〜50重
量%の割合で存在する。 本発明において使用されるガラスフリットは、一般にガ
ラス質エナメル抵抗物J′よを作るのに使用さ、itま
た専電相1扶下のt1独点を有1−ろ公知組成物のいず
れを使用することもでさる。しかし、ホウケイ畝フリッ
ト、特にバリウムまたはカルシウムホウク゛イ酸フリッ
トの如きアルカリ土金(−18ホウケイ
に関するものである。更に詳しくは、本発明は、高い抵
抗率と低い温度抵抗係数とを有する抵抗体を作イ)事が
でき、また比+ii、g的廉価な相打から作られるガラ
ス質エナメル抵抗物質からなる電気抵抗体の製造法に関
するものである。 最近市販されるようになった11L気抵抗物fJI↓σ
口つの型は、ガラスフリットと、導電性物質のイ;タ細
粒子との混合物から成るカラス14エナメル抵抗物質で
ある。このカラス値エナメル抵抗物fJ−を、絶縁性物
TL(通常セラミックス)の基板の表面に被値し、焼成
し、てガラスフリットを溶融する。冷却されろと、内部
に導電性粒子ケ分散されたガラスi専月4工が作られる
。 広い抵抗値範囲を有−g−る電気抵抗に対する一要求が
あるので、広い抵抗値範囲の抵抗体を作る事のできる特
性を備えたガラス質エナメル抵抗物質を]〃供する−3
が′■ましいのであるが、高い抵抗率のJ(ロ11体ン
作ると共Vこ温度の変動に対して比較的安定7.C1す
なわち低いTI’171度抵抗係数を有するガラスy′
tエナメル抵抗物質を提1″1(ずろ事に関する問題が
生じている。高い抵抗率と共に低い温度抵抗係数ケ与え
る抵抗物r′tは一般に導電性粒子として貢金)・ti
を用いるので、比較的高価である。J 、 Dcard
cnの !盲 IIigh Value 、 I
−l−1i+ Voltage Rcsistor
s ”と;自′毒する。111文(■シLECTRO
NICCOMPONIらNTS。 1967年3月号、 P、 259−2(31)におい
゛C,Iホベら11ているように、順化スズをアンチモ
ンでドーピングして成るガラス’I’■エナメル抵抗物
質は高い抵抗率を提供すると共に、比較的へに価な物j
′(である4j¥が光見きλtた。しかしこの・物質は
高い負の温度11(1冗1糸数7・1丁す4)。 木兄1シ4の目的は、新規なカラス賀エナメル抵抗物ク
リ、から作られた抵抗体を提供することにi)る。 本発明の他の目的は、高い抵抗率と比較的低い温度抵抗
係数を有する抵抗体を作る事ができ、また比較的廉価な
ガラス質エナメル抵抗物質からなる抵抗体を提供するに
ある。 他の目的は下記においで明らかとなろ5゜こ才しらの[
」的は、カラスフリットと、酸化スズおよび酸化タンタ
ルのに赫:ll ’A’−:j、子どの混合4吻から成
るJ[(抗物り↓によって達成さオし、+iil記混合
物はガラスフリットと混合するに先立って加熱処理する
事ができろ。 従って本発明で用いる抵抗物質は、下記に例示された性
徴および/l&性および成分比を慣する組成物乞包括し
ている。以下本発明を、図面を参照しながら実施例につ
いてi1輸川に説明すく)。 一般的に言って、木う■3明で用いるガラス質エナメル
抵抗物質はガラスフリットと、導電相の微粒子との混合
物から成り、[)IJ記の層、?1山A11ばtj2化
スズ(Sn 02 )ど酸化タンタル(Ta 205
)との混合物である。この抵抗物質中にカラスフリット
は130%〜70%(体積)、好ましくは40%〜60
%(体積)の割合で存在する、4 fli 41の中に
i6いて、fjン化メタンタル導電相の0.5〜50重
量%の割合で存在する。 本発明において使用されるガラスフリットは、一般にガ
ラス質エナメル抵抗物J′よを作るのに使用さ、itま
た専電相1扶下のt1独点を有1−ろ公知組成物のいず
れを使用することもでさる。しかし、ホウケイ畝フリッ
ト、特にバリウムまたはカルシウムホウク゛イ酸フリッ
トの如きアルカリ土金(−18ホウケイ
【1′2フリツ
トが好ましいことが発見された。この種のフリットの製
法は公知であって、例えばガラスの各成分をその〔゛ば
化物の形で一緒に融解し、このように7b融された組成
物を水の中に注入してフリットを形成するにある。もち
ろん、回分成分は、通冨のフリット製造条件σ)もとに
fす「望の酸化物を生じろ任フ(よの化合物とすること
ができろ。flJえば、酸化ホウ素はホソ敵から作られ
、二敵化ケイ素はフリントから作られ、またI’jl化
バリウムはk t+λバリウムから作られろ1.Cどで
あイ)。フリットの粒径乞減少し、また大体均一粒径の
フリットを得るため、イ:nフリットをボールミルの中
で水と共に粉砕ずろことか好ましい。 本発明で用いる抵抗物質は、ガラスフリットと、酸化ス
ズ粒子と、酸化タンタル粒子とを適当な割合で完全に?
lI、合することによって作ることができる。この混合
は、各jJi分乞水σ)中で、あるいはブチルカルピト
ールアセタート ールアセター き有1ノコ媒質中において、ボールミル処理1−ろこと
によつ−C実施することか好ましい。イソ(に、抵抗物
質を基体に当用する希り′シの方法に4した粘度と/L
ろまで、+iiJ記の混合物に液体媒)I+、を加え、
または[1♀去することによって粘度−、1節する。ス
クリーンステンシル法の用台には、液体を蒸発させたの
ち、<1L合′I勿をり.I(euscke and
Company, New;Ivk。 N. J 、 43品のごときスクリーニングビヒクル
と混合する。 抵抗率をよりよ(制t”lil L、特に低い抵抗値を
得ろための他の製法においては、ますfflfL,スズ
と酸化タンタルを適当な割合で混合する。これは、これ
ら酸化,吻の混合物をブチルカルピトールアセタートの
ごとき液体ビヒクルと共にボールミル処理し、液体ビヒ
クルな蒸発させ、残った粉末を非酸化性雰囲気中で熱処
理する。この熱処理から生じた生成物を次にガラスフリ
ットと混合して抵抗物質を作る。これらの生成物は、S
nO。と、”f: a 2 0 5と、Sn0 2/
’.172 2 0 5 化合物と考えらitろ追加
相とから成ることが751察された,前記の,粉末は下
記の柚々の方法でf(・き処理することができる:導i
i AIJ ( t″12化タンメタンクルー酸化スズ
混合物れたlijli7管炉の中に置さ、成形ガス(5
15%N2ど5%II2)を前記曹の上に通るよりに、
賀炉の中に入れろ。この管炉を525Cまで加i!,j
lよし、短時間(約10分までの時間)この温度に保持
1−ろ。そこで、管炉σ〕スイッチな切り、導電([]
を入れた槽を炉と共に’71冑1L,hまで冷却さぜる
。等電A目が炉か1フ出さオ′シろまで、成形ガス雰囲
気か保持されろ。 熱処理 2: 尋′fjj相?含む4゛1・)1を連NiG炉のベルト
の上に置く。 この)11.!すを腎l諮亦囲気甲において、1時間ザ
イクル間θ)、1000 Cのピーク温FIkで加熱す
る。 r41へ処J里 :3 : この場合には、窒素雰囲気を炉の中に用い、炉を月00
℃まで加熱し、この温度に4時間保持した事を除いて処
理1と同様に行なった。熱処理された粉末を次にボール
ミル処Jlj して、粒径な好ましくは1ミクロン以下
まで減少させる。 この熱死ゴ里された粉末を前記と同様にして適肖惜のガ
ラスフリットと混合する。 このようにして(i)られた抵抗物り′【をもって抵抗
体を作るためには、この物質を基板の表面上に均一・厚
さに塗布する。この基板は、抵抗物り(の’JJ’11
.成温度に耐えうろ任作物グ内、の物体とする事ができ
ろ。 一般に、基板は、セラミックスであって、たとえばガラ
ス、陶f1、ステアタイト、チタン酸バリウム、アルミ
ナまたは類似のものである。一般に抵抗物質は基板上に
、ブラッシング、浸漬法、噴霧法またはスクリンステン
シル法によって当用されろ。抵抗物質被覆を備えた基板
を次に通常の炉の中で、ガラスフリットが溶融する温度
で焼(。抵抗物質は好ましくは、アルゴン、ヘリウムま
たは窒素のごとき不活性雰囲気中において焼成される。 使用されろそれぞれの焼成温度は、使用されるそれぞれ
のガラスフリットの溶融温度に依存している。基板と抵
抗物質が冷却された時、ガラス質エナメルが硬化し、て
、抵抗物1jJ↓を基板に対してJ:j27’、(tさ
せろ。 第1図に示すよりに、本発明によって作られた抵抗体が
全体として10で示され−〔いる。この抵抗体用はセラ
ミックス基AR12の上に、本発明で用いろ抵抗物り1
層14を力!i、utt、、焼成して成る。抵抗物′1
′を層14は、75電相の微+l’ll+粒子を含むガ
ラスτ(10から成る。導′屯相粒子18は、ガラス1
6全体の中に埋め込まれまた分散されている。 以1’不兄明を二、三の例によって説明するか本光り]
はこれらの例に限[)れるものではない。 sn r 酸化スズと酸化タンタルを混合する事によってこれら酸
化物から成る導電相(その15重量%は酸化メンタル)
を作った。これら酸化物を前記の熱処理法1によって熱
処理した。40%Bad、 20%I3□03,25%
5in2.10%5no2.3%A1ρ3および2%i
” a 20 、の組成のガラスフリットの種々の量と
、前り己導電、r「1を混合する事によって抵抗物IT
の数回分を作った。各回分に」dける>J′、7.、相
とガラスフリットの割合は下記表Jに示されている。各
混合物をブチルカルピトールアセタートと共にボールミ
ルして先金混合物を作る。プチルカルビトールアーヒタ
ートを蒸発させ、この石+ <U−’I勿をり、 IL
euschcand Company、 Newark
、 N、 J、 によつ−C作られたゴムローラρj
(賀と6L合]−で、抵抗組成′1シηを作る。 これらのA:rH戊゛吻?セラミックス板の上にスクリ
ーンステンシル法で付着さぜるJNCよって抵抗な作っ
た。このように抵抗物質を塗布されたセラミック板を1
5分間150℃で乾燥させ、次にこえLヶ炉の甲で40
0℃の温度に1時間Jl、uき、スクリーニングビヒク
ル価わ1ヨさせる。次に、これらの抵抗な窒素3′)、
囲気を備えたトンネル炉の甲で、表1に示した温IUi
で、(2)分ザイクル間、焼成した。このように[7て
作られた抵抗体の抵抗率と&iii I−!を抵抗係数
を下記の表1に示しである。 表 1 ガラスフリット 導電相 焼成温度 抵抗率 温度抵
抗係数30 70 1000 10
K 13250 50 1000
12K 3365 35
100 ()213 K −8G 8例■ 0、5.71< :ta?:%の酸化タンタルと酸化ス
ズと混合した。97を除き、例Iと間係にして導iff
、 A目を作った。 この導′「(L相粉末を、42%Bad、 20%B2
O3,38%δ102の組成のガラスフリットと混合す
る。導電相の分「−1:を50体精%とじた。この混合
物を例Iに述べたのと同様にして抵抗物質にした。この
抵抗物廻、を例■と同様にして抵抗体に形成し、この抵
抗体t1.100℃で焼成した。このようにして作られ
た抵抗体は2キロオーム/乎方のシート抵抗率と、
61)p+n/℃の温度抵抗係数とを有していた。 制用 酸化タンタル5重aビbと、酸化スズ95重量7oの混
合物に対し−て?、各処理2を用いて、+7;′−重相
を作った。 この心・[d相扮末45体積%と、例11&こJ6いて
用い7こA、[1成のガラスフリット55体積すbとを
11も合する−11によって、例Iと同(壬にしてiI
(抗′1γ1゛(を作った。虱j冗^且成ノ1勿をセラ
ミックスイ反の一トにスクリーンステンシル法で、!ご
布する事によって抵抗体を作つ1こ。 この被i1Jさオしたプレートを15分間、15(1’
Cで乾か′こさせた。次にこれらのル−トを、−、;′
iλ〜雰111気のピークδλ度350Cのトンネル炉
の中に、WIL’r間ザイクルで:+−!lした。次に
こJtらの板を、同じく窒素雰囲気に打丁Z)トンネル
炉の中で、30分ザイクル間、焼成し、た。セラミック
ス板の一方は900℃のビーク部属で焼成され、他方は
1000℃で貌成さ21tだ。900℃で焼成さλした
」:(抗体は、115にオーム/平方のシート抵抗率と
、−991)I)m7℃の温度抵抗係数とをイイしてい
た。他方+ 1000℃で焼成さ才tた抵抗体は、7
7にオー1./平方のシート」」(抗率と、ゼロの温度
抵抗係数とを有していた。 例IV 導電相が15重量%の酸化タンタルを含んでいる事を除
き、例【lIと同様にして導電相を作った。また例TI
Tのように、この点1を電相をもって抵抗ルフJAe作
り、二1′、た同じ(例11[ど同様にしてこの抵抗物
質から抵抗体を作った。この抵抗体を900℃で焼成し
プ、二く、のシよ、230にオーム/平方 の平均シー
ト抵抗率と、−97p p m/’Cの温度抵抗係数と
を有(7ていた。1000 ℃で焼成された抵抗体は、
220J(オーム/平方の平均シート抵抗率と、−10
0ppm/l: (1) IIN(I;l 、IJ−(
抗ff< E、l トを打(]ていた。 例V E15抗相が50jk量%のIV化メタンタル含む事を
除1ヶ1例IIIと同様にして?73・電相ン作った。 また50体石゛c′んの導′亀相と50体:i’L(%
のガラスフリットを含む一串を除き例111と同様にし
て1)II記2ル、1j:相をもって母抗物質を作った
。また950℃でυ゛L成1−る事を除き列H1と同様
に(〜で、MiJ記抵抗物賀物質低抗体を作った。得ら
れた抵抗体は、3メガオーム/平方のシート抵抗率と、
−570pprn/℃の温度抵抗係数とを有していた。 例vi 15重量%の酸化タンタルと85重量%の1貢化スズど
を混合1−る事によって等電相を作った。131J記導
電相に熱処理を全(行なわず、この娼・;電相5o重;
11%と、例11iの組成のカラスフリット50正量%
とを混合して抵抗物質を作った。この混合物をカラスロ
ーラ媒質と配合し、セラミックスグレートの上にスクリ
ーンスデンゾルで塗イli L−C抵抗体を作った。こ
れらの抵抗体を150℃で15分間乾燥し一次に墾気雰
囲気を含み、ピーク温tc35o℃のトンネル炉の中に
通した。この抵抗体を、窒素雰囲気の、ピーク温度11
00℃のトンネル炉の中で1/つ時間−リーイクル焼成
したものは、19にオーム/平方のシート抵抗率と、8
8ppm/℃のY晶度抵抗係斂とを有し°Cいた。 例ν■ 例1と同様にして導電相を作った。このfj導電相用い
て例vtと同様にし−(抵抗物質3作った。この抵抗物
員乞、1000°℃の焼成温度以外は例〜+1と同様に
して、抵抗体に形成した。このようにして作られた抵抗
体は、37 Kオーム/平方の平均シート抵抗率、46
ppm7Cの温度抵抗係数とを有していた。 例■ 15重)714%の酸化タンタルと、85重jj’j:
%のr】旧ヒスズとを混合し、この混合物に熱処理3を
実施する事によって導電相を作った。この導電相をボー
ルミルして、そのわ°l径を減少した。例■において延
べたのと同様にして、前記導′1E相粉末から抵抗物タ
コ、を作った、ただし、この抵抗物り!↓は45体積%
の尋−1ij、 l’lと、35体2.′i%のガラス
フリットとを含んでいた。抵抗体を1000℃の温度で
ハ′ε成した4Vを除ぎ例■に述べたのと同様にして、
−IJ記低抵抗物質抵抗体にhV、形した。代−rQ的
低抵抗、9;3にオーム/平方のシート抵抗率と、−3
37ppm7℃の温度抵抗係数とを有していた。 1り1]TX 例Iとlfi抹ijにして尋ilJ、相を作った。50
体積%の導電相と50 ’vi<債%のガラスフリット
(組成44%S l(’)2 + 3J’10 l32
03 + 14%A1□03,10%Mgoおよび2%
CaO)とを混合する事によって抵抗物質を作った。こ
の混合物をゴムローラ媒質と配合した。 この抵抗物質を例Iと同様にしてただし炉のピーク温度
1150℃にして抵抗体に成形した。代表的な抵抗体は
、5Mオーム/平方のシート抵抗率と、−465ppm
7℃の温反抵抗係に又とを有していた。 前記の各側から、抵抗物グ′尤のにH1成の変動と抵抗
物りJ(o″)ν!!法が本発明の抵抗体の眠気11に
性に及ぼす影’7’+’を見る!1(ができる。例■は
、導電相とガラスフリットの比率を変える皇の効果を示
している。 例II 、 II 、 IVは、導電相における「伎化
タンタルと酸化スズとの比率?:変える61の効果を示
している。 例iv 、 Vl 、■および■は熱死Jjljの効果
を示している。例I、■および■はガラスフリットの組
成を変える事の効果を示している。これらの例から明ら
かなように、本発明で用いる抵抗物質によれは、高い抵
抗率と、比較的低い温度係数とを有する低抗体を提供す
る事ができろ。 第2図のグラフにおいて、曲線Bは本発明で用いる抵抗
物質をもって作られた種々の抵抗率の抵抗体の温度抵抗
係数な示″□4″。曲線Aは、11(化スズとl)i’
j化アンナモンから成る抵抗′1”V’i4tの−Jz
電相を有するガラス賀エナメル抵抗体について、種々の
抵抗率に対する温度抵抗係数を示した曲肪である。 このデータは、先に引用(−たJ、Dcardenの論
文からとられたものである。r12図から明らかなよ5
vこ、抵抗!1Wt(の導電相の11り化スズに対して
1代化アンチモン!rたは醒化タンタルを加える皇によ
って、II、6いtit抗率を有する抵抗体が得られる
。しかじながし)、1夜化スズに対してr役化アンチモ
ンを添加″ツーれば、J−J、の温度抵抗係数ケ生じて
、抵抗体ば(f、”八・負の温度i1L抗係μをボずの
に対して、本発明の方法によって11:将にスズにスJ
し酸化タンタルを加えJtは、i′!、71反抵抗係数
は、正に近づくので、本発明の方法で得ら7tだ抵抗体
は低い温度抵抗係数、すなわちゼロにより近い温度抵抗
係数を示f。すなわち、本う6明で用いる抵抗物質は、
品い抵抗率をイjL、また比」Iス的温12Q二の変化
に対して安定したtl(抗体を生じる事ができる。史に
不発明で用いる抵抗物Itは、比軟的原価な物質で作る
皇ができる。 その主旨のり・IJ、回内におい゛(汗Σ−r Vtl
ダ史夾施できイ)。 /1. l’21面の1′;1千−IJ況開明111
図J、本発明によって(”F ’> 7した〕1(抗体
の−・部の断面図、jIT i +ニー211.1.木
:□h IJI−Q中イ、7. 、JJ(抗’l:’z
y ’tIv)+A7tl(t t、!を抗係if:j
< 1?” 4E来技術(ハ抵抗・′1シa ’j’+
、 tt )+!、^ml +1t、 41’L I璽
持と比較し、たグジノでk)イ)。 1()・ jl(、員、1(3、1′/! ・ 〕
、(、−1j−+ 、 11・ 11(わ□(、]
1り5 1() −ツノ ノス′t′1.1ト;すニ
ア7;−シ+11 。
トが好ましいことが発見された。この種のフリットの製
法は公知であって、例えばガラスの各成分をその〔゛ば
化物の形で一緒に融解し、このように7b融された組成
物を水の中に注入してフリットを形成するにある。もち
ろん、回分成分は、通冨のフリット製造条件σ)もとに
fす「望の酸化物を生じろ任フ(よの化合物とすること
ができろ。flJえば、酸化ホウ素はホソ敵から作られ
、二敵化ケイ素はフリントから作られ、またI’jl化
バリウムはk t+λバリウムから作られろ1.Cどで
あイ)。フリットの粒径乞減少し、また大体均一粒径の
フリットを得るため、イ:nフリットをボールミルの中
で水と共に粉砕ずろことか好ましい。 本発明で用いる抵抗物質は、ガラスフリットと、酸化ス
ズ粒子と、酸化タンタル粒子とを適当な割合で完全に?
lI、合することによって作ることができる。この混合
は、各jJi分乞水σ)中で、あるいはブチルカルピト
ールアセタート ールアセター き有1ノコ媒質中において、ボールミル処理1−ろこと
によつ−C実施することか好ましい。イソ(に、抵抗物
質を基体に当用する希り′シの方法に4した粘度と/L
ろまで、+iiJ記の混合物に液体媒)I+、を加え、
または[1♀去することによって粘度−、1節する。ス
クリーンステンシル法の用台には、液体を蒸発させたの
ち、<1L合′I勿をり.I(euscke and
Company, New;Ivk。 N. J 、 43品のごときスクリーニングビヒクル
と混合する。 抵抗率をよりよ(制t”lil L、特に低い抵抗値を
得ろための他の製法においては、ますfflfL,スズ
と酸化タンタルを適当な割合で混合する。これは、これ
ら酸化,吻の混合物をブチルカルピトールアセタートの
ごとき液体ビヒクルと共にボールミル処理し、液体ビヒ
クルな蒸発させ、残った粉末を非酸化性雰囲気中で熱処
理する。この熱処理から生じた生成物を次にガラスフリ
ットと混合して抵抗物質を作る。これらの生成物は、S
nO。と、”f: a 2 0 5と、Sn0 2/
’.172 2 0 5 化合物と考えらitろ追加
相とから成ることが751察された,前記の,粉末は下
記の柚々の方法でf(・き処理することができる:導i
i AIJ ( t″12化タンメタンクルー酸化スズ
混合物れたlijli7管炉の中に置さ、成形ガス(5
15%N2ど5%II2)を前記曹の上に通るよりに、
賀炉の中に入れろ。この管炉を525Cまで加i!,j
lよし、短時間(約10分までの時間)この温度に保持
1−ろ。そこで、管炉σ〕スイッチな切り、導電([]
を入れた槽を炉と共に’71冑1L,hまで冷却さぜる
。等電A目が炉か1フ出さオ′シろまで、成形ガス雰囲
気か保持されろ。 熱処理 2: 尋′fjj相?含む4゛1・)1を連NiG炉のベルト
の上に置く。 この)11.!すを腎l諮亦囲気甲において、1時間ザ
イクル間θ)、1000 Cのピーク温FIkで加熱す
る。 r41へ処J里 :3 : この場合には、窒素雰囲気を炉の中に用い、炉を月00
℃まで加熱し、この温度に4時間保持した事を除いて処
理1と同様に行なった。熱処理された粉末を次にボール
ミル処Jlj して、粒径な好ましくは1ミクロン以下
まで減少させる。 この熱死ゴ里された粉末を前記と同様にして適肖惜のガ
ラスフリットと混合する。 このようにして(i)られた抵抗物り′【をもって抵抗
体を作るためには、この物質を基板の表面上に均一・厚
さに塗布する。この基板は、抵抗物り(の’JJ’11
.成温度に耐えうろ任作物グ内、の物体とする事ができ
ろ。 一般に、基板は、セラミックスであって、たとえばガラ
ス、陶f1、ステアタイト、チタン酸バリウム、アルミ
ナまたは類似のものである。一般に抵抗物質は基板上に
、ブラッシング、浸漬法、噴霧法またはスクリンステン
シル法によって当用されろ。抵抗物質被覆を備えた基板
を次に通常の炉の中で、ガラスフリットが溶融する温度
で焼(。抵抗物質は好ましくは、アルゴン、ヘリウムま
たは窒素のごとき不活性雰囲気中において焼成される。 使用されろそれぞれの焼成温度は、使用されるそれぞれ
のガラスフリットの溶融温度に依存している。基板と抵
抗物質が冷却された時、ガラス質エナメルが硬化し、て
、抵抗物1jJ↓を基板に対してJ:j27’、(tさ
せろ。 第1図に示すよりに、本発明によって作られた抵抗体が
全体として10で示され−〔いる。この抵抗体用はセラ
ミックス基AR12の上に、本発明で用いろ抵抗物り1
層14を力!i、utt、、焼成して成る。抵抗物′1
′を層14は、75電相の微+l’ll+粒子を含むガ
ラスτ(10から成る。導′屯相粒子18は、ガラス1
6全体の中に埋め込まれまた分散されている。 以1’不兄明を二、三の例によって説明するか本光り]
はこれらの例に限[)れるものではない。 sn r 酸化スズと酸化タンタルを混合する事によってこれら酸
化物から成る導電相(その15重量%は酸化メンタル)
を作った。これら酸化物を前記の熱処理法1によって熱
処理した。40%Bad、 20%I3□03,25%
5in2.10%5no2.3%A1ρ3および2%i
” a 20 、の組成のガラスフリットの種々の量と
、前り己導電、r「1を混合する事によって抵抗物IT
の数回分を作った。各回分に」dける>J′、7.、相
とガラスフリットの割合は下記表Jに示されている。各
混合物をブチルカルピトールアセタートと共にボールミ
ルして先金混合物を作る。プチルカルビトールアーヒタ
ートを蒸発させ、この石+ <U−’I勿をり、 IL
euschcand Company、 Newark
、 N、 J、 によつ−C作られたゴムローラρj
(賀と6L合]−で、抵抗組成′1シηを作る。 これらのA:rH戊゛吻?セラミックス板の上にスクリ
ーンステンシル法で付着さぜるJNCよって抵抗な作っ
た。このように抵抗物質を塗布されたセラミック板を1
5分間150℃で乾燥させ、次にこえLヶ炉の甲で40
0℃の温度に1時間Jl、uき、スクリーニングビヒク
ル価わ1ヨさせる。次に、これらの抵抗な窒素3′)、
囲気を備えたトンネル炉の甲で、表1に示した温IUi
で、(2)分ザイクル間、焼成した。このように[7て
作られた抵抗体の抵抗率と&iii I−!を抵抗係数
を下記の表1に示しである。 表 1 ガラスフリット 導電相 焼成温度 抵抗率 温度抵
抗係数30 70 1000 10
K 13250 50 1000
12K 3365 35
100 ()213 K −8G 8例■ 0、5.71< :ta?:%の酸化タンタルと酸化ス
ズと混合した。97を除き、例Iと間係にして導iff
、 A目を作った。 この導′「(L相粉末を、42%Bad、 20%B2
O3,38%δ102の組成のガラスフリットと混合す
る。導電相の分「−1:を50体精%とじた。この混合
物を例Iに述べたのと同様にして抵抗物質にした。この
抵抗物廻、を例■と同様にして抵抗体に形成し、この抵
抗体t1.100℃で焼成した。このようにして作られ
た抵抗体は2キロオーム/乎方のシート抵抗率と、
61)p+n/℃の温度抵抗係数とを有していた。 制用 酸化タンタル5重aビbと、酸化スズ95重量7oの混
合物に対し−て?、各処理2を用いて、+7;′−重相
を作った。 この心・[d相扮末45体積%と、例11&こJ6いて
用い7こA、[1成のガラスフリット55体積すbとを
11も合する−11によって、例Iと同(壬にしてiI
(抗′1γ1゛(を作った。虱j冗^且成ノ1勿をセラ
ミックスイ反の一トにスクリーンステンシル法で、!ご
布する事によって抵抗体を作つ1こ。 この被i1Jさオしたプレートを15分間、15(1’
Cで乾か′こさせた。次にこれらのル−トを、−、;′
iλ〜雰111気のピークδλ度350Cのトンネル炉
の中に、WIL’r間ザイクルで:+−!lした。次に
こJtらの板を、同じく窒素雰囲気に打丁Z)トンネル
炉の中で、30分ザイクル間、焼成し、た。セラミック
ス板の一方は900℃のビーク部属で焼成され、他方は
1000℃で貌成さ21tだ。900℃で焼成さλした
」:(抗体は、115にオーム/平方のシート抵抗率と
、−991)I)m7℃の温度抵抗係数とをイイしてい
た。他方+ 1000℃で焼成さ才tた抵抗体は、7
7にオー1./平方のシート」」(抗率と、ゼロの温度
抵抗係数とを有していた。 例IV 導電相が15重量%の酸化タンタルを含んでいる事を除
き、例【lIと同様にして導電相を作った。また例TI
Tのように、この点1を電相をもって抵抗ルフJAe作
り、二1′、た同じ(例11[ど同様にしてこの抵抗物
質から抵抗体を作った。この抵抗体を900℃で焼成し
プ、二く、のシよ、230にオーム/平方 の平均シー
ト抵抗率と、−97p p m/’Cの温度抵抗係数と
を有(7ていた。1000 ℃で焼成された抵抗体は、
220J(オーム/平方の平均シート抵抗率と、−10
0ppm/l: (1) IIN(I;l 、IJ−(
抗ff< E、l トを打(]ていた。 例V E15抗相が50jk量%のIV化メタンタル含む事を
除1ヶ1例IIIと同様にして?73・電相ン作った。 また50体石゛c′んの導′亀相と50体:i’L(%
のガラスフリットを含む一串を除き例111と同様にし
て1)II記2ル、1j:相をもって母抗物質を作った
。また950℃でυ゛L成1−る事を除き列H1と同様
に(〜で、MiJ記抵抗物賀物質低抗体を作った。得ら
れた抵抗体は、3メガオーム/平方のシート抵抗率と、
−570pprn/℃の温度抵抗係数とを有していた。 例vi 15重量%の酸化タンタルと85重量%の1貢化スズど
を混合1−る事によって等電相を作った。131J記導
電相に熱処理を全(行なわず、この娼・;電相5o重;
11%と、例11iの組成のカラスフリット50正量%
とを混合して抵抗物質を作った。この混合物をカラスロ
ーラ媒質と配合し、セラミックスグレートの上にスクリ
ーンスデンゾルで塗イli L−C抵抗体を作った。こ
れらの抵抗体を150℃で15分間乾燥し一次に墾気雰
囲気を含み、ピーク温tc35o℃のトンネル炉の中に
通した。この抵抗体を、窒素雰囲気の、ピーク温度11
00℃のトンネル炉の中で1/つ時間−リーイクル焼成
したものは、19にオーム/平方のシート抵抗率と、8
8ppm/℃のY晶度抵抗係斂とを有し°Cいた。 例ν■ 例1と同様にして導電相を作った。このfj導電相用い
て例vtと同様にし−(抵抗物質3作った。この抵抗物
員乞、1000°℃の焼成温度以外は例〜+1と同様に
して、抵抗体に形成した。このようにして作られた抵抗
体は、37 Kオーム/平方の平均シート抵抗率、46
ppm7Cの温度抵抗係数とを有していた。 例■ 15重)714%の酸化タンタルと、85重jj’j:
%のr】旧ヒスズとを混合し、この混合物に熱処理3を
実施する事によって導電相を作った。この導電相をボー
ルミルして、そのわ°l径を減少した。例■において延
べたのと同様にして、前記導′1E相粉末から抵抗物タ
コ、を作った、ただし、この抵抗物り!↓は45体積%
の尋−1ij、 l’lと、35体2.′i%のガラス
フリットとを含んでいた。抵抗体を1000℃の温度で
ハ′ε成した4Vを除ぎ例■に述べたのと同様にして、
−IJ記低抵抗物質抵抗体にhV、形した。代−rQ的
低抵抗、9;3にオーム/平方のシート抵抗率と、−3
37ppm7℃の温度抵抗係数とを有していた。 1り1]TX 例Iとlfi抹ijにして尋ilJ、相を作った。50
体積%の導電相と50 ’vi<債%のガラスフリット
(組成44%S l(’)2 + 3J’10 l32
03 + 14%A1□03,10%Mgoおよび2%
CaO)とを混合する事によって抵抗物質を作った。こ
の混合物をゴムローラ媒質と配合した。 この抵抗物質を例Iと同様にしてただし炉のピーク温度
1150℃にして抵抗体に成形した。代表的な抵抗体は
、5Mオーム/平方のシート抵抗率と、−465ppm
7℃の温反抵抗係に又とを有していた。 前記の各側から、抵抗物グ′尤のにH1成の変動と抵抗
物りJ(o″)ν!!法が本発明の抵抗体の眠気11に
性に及ぼす影’7’+’を見る!1(ができる。例■は
、導電相とガラスフリットの比率を変える皇の効果を示
している。 例II 、 II 、 IVは、導電相における「伎化
タンタルと酸化スズとの比率?:変える61の効果を示
している。 例iv 、 Vl 、■および■は熱死Jjljの効果
を示している。例I、■および■はガラスフリットの組
成を変える事の効果を示している。これらの例から明ら
かなように、本発明で用いる抵抗物質によれは、高い抵
抗率と、比較的低い温度係数とを有する低抗体を提供す
る事ができろ。 第2図のグラフにおいて、曲線Bは本発明で用いる抵抗
物質をもって作られた種々の抵抗率の抵抗体の温度抵抗
係数な示″□4″。曲線Aは、11(化スズとl)i’
j化アンナモンから成る抵抗′1”V’i4tの−Jz
電相を有するガラス賀エナメル抵抗体について、種々の
抵抗率に対する温度抵抗係数を示した曲肪である。 このデータは、先に引用(−たJ、Dcardenの論
文からとられたものである。r12図から明らかなよ5
vこ、抵抗!1Wt(の導電相の11り化スズに対して
1代化アンチモン!rたは醒化タンタルを加える皇によ
って、II、6いtit抗率を有する抵抗体が得られる
。しかじながし)、1夜化スズに対してr役化アンチモ
ンを添加″ツーれば、J−J、の温度抵抗係数ケ生じて
、抵抗体ば(f、”八・負の温度i1L抗係μをボずの
に対して、本発明の方法によって11:将にスズにスJ
し酸化タンタルを加えJtは、i′!、71反抵抗係数
は、正に近づくので、本発明の方法で得ら7tだ抵抗体
は低い温度抵抗係数、すなわちゼロにより近い温度抵抗
係数を示f。すなわち、本う6明で用いる抵抗物質は、
品い抵抗率をイjL、また比」Iス的温12Q二の変化
に対して安定したtl(抗体を生じる事ができる。史に
不発明で用いる抵抗物Itは、比軟的原価な物質で作る
皇ができる。 その主旨のり・IJ、回内におい゛(汗Σ−r Vtl
ダ史夾施できイ)。 /1. l’21面の1′;1千−IJ況開明111
図J、本発明によって(”F ’> 7した〕1(抗体
の−・部の断面図、jIT i +ニー211.1.木
:□h IJI−Q中イ、7. 、JJ(抗’l:’z
y ’tIv)+A7tl(t t、!を抗係if:j
< 1?” 4E来技術(ハ抵抗・′1シa ’j’+
、 tt )+!、^ml +1t、 41’L I璽
持と比較し、たグジノでk)イ)。 1()・ jl(、員、1(3、1′/! ・ 〕
、(、−1j−+ 、 11・ 11(わ□(、]
1り5 1() −ツノ ノス′t′1.1ト;すニ
ア7;−シ+11 。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、セラミックス基板とtsiJ記基板の表面上の抵抗
物質層とからなる11ル気抵抗体において、前記抵抗物
質が、(イ)酸化スズと酸化タンタルの混合物、(ロ)
酸化スズ、酸化タンタルおよび酸化スズと酸化タンタル
どの混合物を熱処理することによって生じる生成物、か
ら実質的に成るグループより選ばれた導電相の粒子をガ
ラスの中Kaめ込み均一に分散させて成ることを特徴と
する電気抵抗体。 2、抵抗物質が30〜70体積%のガラスを含有する、
勃Fl’l’ 81’l求のi)偵囲第1項に記載の′
電気抵抗体。 3、抵抗物質が40〜00休槓%のガラスを特徴する特
許Mt’l求の範囲第2項に記載の′[a慨世抗体。 4抵抗物賃の導′屯柑が0.5〜50重量%の酸化タン
タルを含有する、l(ケ許請求の範囲第2項に記載の電
気抵抗体。 5、抵抗物y↓の導電相が、1y化スズと酸化タンタル
との混合物である、特許請求の範囲第4項に記載の電気
抵抗体。 6、抵抗物りlの導電相が、酸化スズと酸化タンタルと
の混合物を熱処理することによって生する生成物を含む
、特許請求の範囲2444項に記載の電気抵抗体。 7、ガラスがホウケイ醒ガラスである、特許請求の範囲
第4項に記載の1u;慨世抗体。 8、ガラスがアルカリ土金属ホウケイ酸ガラスである、
りb°許り青水の範囲第7項に記載の′市、気抵抗体。 9、(1)ガラスフリットと、(2)(イ)酸化スズと
酸化タンタルとの混合物、(ロ)酸化スズ、酸化タンタ
ルおよび酸化スズと酸化タンタルとの混合物を熱処理す
ることによって生じる生成物との混合物から実質的にな
る群より選ばれた導電相の彼粒子とを混合する段階と、
基板表面にこの混合物を被覆′1−る段階と、混合物が
被色された基板を実質的に不活性ガス雰囲気中において
ガラスフリットの溶融γ晶1隻までb1戊する段階とか
らなることを%徴とする、+4:慨世抗体の製造法。 10、ガラスフリットと導電相を混合するに先立ち、I
賃化スズと酸化タンタルとの混合に続いて熱処理を行い
、次に微粒子状勢重相に成形するように(〜だ、特許請
求の範囲第9項に記載の方法。 月、導1(j、相を成形ガス雰囲気中において約10分
までの時間、約525℃に加熱することによって熱死i
ll! L、次にこの成形カス雰囲気中に保持しながら
冷却する、特i′t’ 1i17求の範囲第10項に記
載の方法。 12、4電相を、窒素雰囲気と約1000℃のビーク7
1’i71度ケ有する炉の甲で約1時間jjV&処理す
る、特許請求の範囲第10項に記載の方法。 1:つ、導電相を、窒素雰囲気中において、約1100
℃の温度で、4時間までσ月時間加熱するようにした、
特許請求の範囲第10用に記載の方法。 JIl、尋′li相を、屋為分囲気と約1.000℃の
ビーク漏洩を有する炉の中を1時間のザイクルで通過さ
せることによって加熱処理するようにした、l晦1Y已
?を求の範囲第1.2 JJlに記載の方法。
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| US05/560,785 US4065743A (en) | 1975-03-21 | 1975-03-21 | Resistor material, resistor made therefrom and method of making the same |
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| JPS6314841B2 JPS6314841B2 (ja) | 1988-04-01 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51031146A Expired JPS5931201B2 (ja) | 1975-03-21 | 1976-03-22 | 抵抗物質 |
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