JPS606521B2 - 抵抗体組成物およびその製造方法 - Google Patents
抵抗体組成物およびその製造方法Info
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- JPS606521B2 JPS606521B2 JP55155739A JP15573980A JPS606521B2 JP S606521 B2 JPS606521 B2 JP S606521B2 JP 55155739 A JP55155739 A JP 55155739A JP 15573980 A JP15573980 A JP 15573980A JP S606521 B2 JPS606521 B2 JP S606521B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—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
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C3/00—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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- C22C27/06—Alloys based on chromium
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な抵抗体組成物およびその製造方法に関す
る。
る。
ニッケルークロム合金は不連続被膜抵抗器およびハイブ
リッド回路の抵抗体として広く使用されている。
リッド回路の抵抗体として広く使用されている。
この合金が使用されるのは抵抗率が高いためばかりでは
なく、高温において良好な安定性を示すからであり、ま
た低い抵抗の温度係数（ＴＣＲ）を有するように設ける
ことができるからである。適当な方法で設けられないな
らばニッケルークロム合金は必ずしも低いＴＣＲを有さ
ない。安定性は抵抗体組成物の抵抗の経時変化として定
義される。ＴＣＲは温度変化に対する抵抗体組成物の抵
抗の可逆変化の割合として定義される。ニッケルークロ
ム合金は長年に亘つて多くの目的に受け入れられてきた
が、特別品質の精密抵抗体に対する要求は次第に厳しく
なってきた。特殊用途の抵抗体が満たすべき要求の１つ
は、１７５ｑｏの温度で２００独特間空気中に放置した
後の抵抗の変化が０．５％よりも小さいような安定性を
示すということである。さらにこの安定性の要求に加え
て、特殊用途の抵抗体は０±（２５×１０‐６）℃‐１
の最低標準を満たすような抵抗の温度係数、すなわちＴ
ＣＲ、を有するのが望ましい。このＴＣＲ標準は±２劫
柵Ｏ‐１とも言われ、電流ミル規格、すなわちＭＩＬ５
５１８２に規定されている。ニッケルークロムこ元合金
に関しては、例えば８０重量％のニッケルと２の重量％
のクロムからなる組成物のように組成物中のニッケル濃
度が高い場合に上記範囲内の安定性、すなわち１７５℃
の温度で２０００時間空気中に放置した後の抵抗の変化
が０．５％よりも小さいような安定性が得られる。
なく、高温において良好な安定性を示すからであり、ま
た低い抵抗の温度係数（ＴＣＲ）を有するように設ける
ことができるからである。適当な方法で設けられないな
らばニッケルークロム合金は必ずしも低いＴＣＲを有さ
ない。安定性は抵抗体組成物の抵抗の経時変化として定
義される。ＴＣＲは温度変化に対する抵抗体組成物の抵
抗の可逆変化の割合として定義される。ニッケルークロ
ム合金は長年に亘つて多くの目的に受け入れられてきた
が、特別品質の精密抵抗体に対する要求は次第に厳しく
なってきた。特殊用途の抵抗体が満たすべき要求の１つ
は、１７５ｑｏの温度で２００独特間空気中に放置した
後の抵抗の変化が０．５％よりも小さいような安定性を
示すということである。さらにこの安定性の要求に加え
て、特殊用途の抵抗体は０±（２５×１０‐６）℃‐１
の最低標準を満たすような抵抗の温度係数、すなわちＴ
ＣＲ、を有するのが望ましい。このＴＣＲ標準は±２劫
柵Ｏ‐１とも言われ、電流ミル規格、すなわちＭＩＬ５
５１８２に規定されている。ニッケルークロムこ元合金
に関しては、例えば８０重量％のニッケルと２の重量％
のクロムからなる組成物のように組成物中のニッケル濃
度が高い場合に上記範囲内の安定性、すなわち１７５℃
の温度で２０００時間空気中に放置した後の抵抗の変化
が０．５％よりも小さいような安定性が得られる。
しかしながら、そのような抵抗体組成物はＴＣＲが高す
ぎ、一般に数百肌℃‐１の範囲である。クロム濃度を高
めることによってＴＣＲを０に近づけることができるが
、安定性が悪化する。本発明の目的は上記安定性の要求
を満たし、かつ±２５脚。
ぎ、一般に数百肌℃‐１の範囲である。クロム濃度を高
めることによってＴＣＲを０に近づけることができるが
、安定性が悪化する。本発明の目的は上記安定性の要求
を満たし、かつ±２５脚。
０よりも低いＴＣＲを示し、従って上記ミル規格を満た
す新規な抵抗体組成物を提供することにある。
す新規な抵抗体組成物を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は上記抵抗体組成物を再現性
良く製造することができ、従って上記各要求を満たす抵
抗器を生産規模で得ることができる上記抵抗体組成物の
製造方法を提供することにある。
良く製造することができ、従って上記各要求を満たす抵
抗器を生産規模で得ることができる上記抵抗体組成物の
製造方法を提供することにある。
本発明においては、第３成分、すなわち珪素が上記ニッ
ケルークロム合金に導入される。
ケルークロム合金に導入される。
ニッケル、クロムおよび珪素の相対比率が特定の範囲内
にある場合には上記安定性およびＴＣＲ標準が共に満た
されることが見出された。上記ニッケル、クロムおよび
珪素の濃度範囲は本発明に用いられるニッケル、クロム
および珪素の重量％範囲を示す三角座標である図面によ
ってよりよく理解される。
にある場合には上記安定性およびＴＣＲ標準が共に満た
されることが見出された。上記ニッケル、クロムおよび
珪素の濃度範囲は本発明に用いられるニッケル、クロム
および珪素の重量％範囲を示す三角座標である図面によ
ってよりよく理解される。
図面には四角形ＡＢＣＤが示されている。点Ａの抵抗体
組成物、すなわち総重量％のニッケル、５７重量％のク
ロムおよび５重量％の珪素からなる抵抗体組成物は上記
安定性の要求を満たすことが実験によって見出された。
換言すれば、点Ａの抵抗体組成物は１７５ｑＣの温度で
２００凪時間空気中に放置した後の抵抗の変化が０．５
％よりもづ・さい安定性を示すことが見出された。さら
に、点Ａの抵抗体組成物は上記ミル規格ＭＩＬ５５１８
２を充分に満たす−１鼠岬℃‐１の平均ＴＣＲを有して
いることが判明した。平均シート抵抗はスクエア当り１
３０オーム（ｏｈｍｓｐｅｒｓｑｕａｒｅ）であった。
同様に、点Ｂの抵抗体組成物、すなわち３０重量％のニ
ッケル、５亀重量％のクロムおよび７重量％の珪素から
なる抵抗体組成物は１７５℃の温度で２００餌時間空気
中に放置した後の抵抗の変化が０．５％よりも小さく、
上記安定性の要求を満たすことが見出された。さらに、
この組成物はＭＩＬ５５１８２を充分に満たす−１０個
℃‐１の平均ＴＣＲを有していた。平均シート抵抗はス
クエア当り１１００オームであった。また、点Ｃの組成
物、すなわち５５重量％のニッケル、３０重量％のクロ
ムおよび８重量％の珪素からなる組成物は上記安定性の
要求を満たすことが見出された。
組成物、すなわち総重量％のニッケル、５７重量％のク
ロムおよび５重量％の珪素からなる抵抗体組成物は上記
安定性の要求を満たすことが実験によって見出された。
換言すれば、点Ａの抵抗体組成物は１７５ｑＣの温度で
２００凪時間空気中に放置した後の抵抗の変化が０．５
％よりもづ・さい安定性を示すことが見出された。さら
に、点Ａの抵抗体組成物は上記ミル規格ＭＩＬ５５１８
２を充分に満たす−１鼠岬℃‐１の平均ＴＣＲを有して
いることが判明した。平均シート抵抗はスクエア当り１
３０オーム（ｏｈｍｓｐｅｒｓｑｕａｒｅ）であった。
同様に、点Ｂの抵抗体組成物、すなわち３０重量％のニ
ッケル、５亀重量％のクロムおよび７重量％の珪素から
なる抵抗体組成物は１７５℃の温度で２００餌時間空気
中に放置した後の抵抗の変化が０．５％よりも小さく、
上記安定性の要求を満たすことが見出された。さらに、
この組成物はＭＩＬ５５１８２を充分に満たす−１０個
℃‐１の平均ＴＣＲを有していた。平均シート抵抗はス
クエア当り１１００オームであった。また、点Ｃの組成
物、すなわち５５重量％のニッケル、３０重量％のクロ
ムおよび８重量％の珪素からなる組成物は上記安定性の
要求を満たすことが見出された。
さらに、この組成物は−２瓜伽℃‐１の平均ＯＣＲを有
していた。平均シート抵抗はスクエア当り１２５オーム
であった。さらに、点Ｄの組成物、すなわち５５重量％
のニッケル、３館重量％のクロムおよび９重量％の珪素
からなる組成物は上記安定性の要求を満たし、また一６
脚℃‐１の平均『ＣＲを有していた。
していた。平均シート抵抗はスクエア当り１２５オーム
であった。さらに、点Ｄの組成物、すなわち５５重量％
のニッケル、３館重量％のクロムおよび９重量％の珪素
からなる組成物は上記安定性の要求を満たし、また一６
脚℃‐１の平均『ＣＲを有していた。
平均シート抵抗はスクエア当り２９０オームであった。
上記点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの組成物に加えて、線ＡＢお
よびＣＤ上に存在する多数の組成物もまた上記安定性お
よびＴＣＲの要求を満たすことが確認された。上記から
明らかなように、線ＡＢ、ＣＤ、ＢＤおよびＡＣ上の組
成物および四角形ＡＢＣＤ内の組成物は改良された安定
性およびＴＣＲを有する。
上記点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの組成物に加えて、線ＡＢお
よびＣＤ上に存在する多数の組成物もまた上記安定性お
よびＴＣＲの要求を満たすことが確認された。上記から
明らかなように、線ＡＢ、ＣＤ、ＢＤおよびＡＣ上の組
成物および四角形ＡＢＣＤ内の組成物は改良された安定
性およびＴＣＲを有する。
四角形ＡＢＣＤよりも外側に存在する組成物は上記のよ
うな改良された安定性およびＴＣＲを有さないことが判
明した。上記のような改良された安定性およびＴＣＲを
有する抵抗体組成物は以下の方法によって製造された。
うな改良された安定性およびＴＣＲを有さないことが判
明した。上記のような改良された安定性およびＴＣＲを
有する抵抗体組成物は以下の方法によって製造された。
市販のスパッタリング装置〔ェアコーテメスカールＨＲ
Ｃ３７３型（Ａｉｒｃｏ−Ｔｅｍｅｓｃａｌ ｔｙｐｅ
ＨＲＣ３７３）〕を用いて二陰極プラナーマグネトロン
スパッタリング（ｄｕａｌ ｃａｔｈｏｄｅ ｐｌａＭ
ｒｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）によって
金属薄膜を基板上に設けた。
Ｃ３７３型（Ａｉｒｃｏ−Ｔｅｍｅｓｃａｌ ｔｙｐｅ
ＨＲＣ３７３）〕を用いて二陰極プラナーマグネトロン
スパッタリング（ｄｕａｌ ｃａｔｈｏｄｅ ｐｌａＭ
ｒｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）によって
金属薄膜を基板上に設けた。
一方のターゲットとして高純度珪素を用い、もう一方の
ターゲットとしクロムーニッケル合金を用いた。各ター
ゲットに電圧を印放し、スパッタリングを得た。各ター
ゲットに対するスパッタリング電圧を制御することによ
って得られる実際の組成を調整した。オージェ電子分光
分析法によって実際の組成を測定した。多数のセラミッ
ク抵抗器基板〔ローゼンタールトーミツト（Ｒｏｓｅｎ
仇ａＩＴｈｏｍｉｔ）〕をスパッタ一された材料の飛行
路中で揺り動かして均一な被膜を得た。スパッタリング
ガスとして１％の酸素が混合されたアルゴンを用いた。
スパッタリングガスの圧力を０．３乃至０．７パスカル
の範囲で変化させた。さらに、ガスの流量を５０地／分
とした。基板を金属薄膜で被覆した後、基板を真空葵着
装層に移して一酸化珪素で被覆し、その後空気中で熱処
理した。
ターゲットとしクロムーニッケル合金を用いた。各ター
ゲットに電圧を印放し、スパッタリングを得た。各ター
ゲットに対するスパッタリング電圧を制御することによ
って得られる実際の組成を調整した。オージェ電子分光
分析法によって実際の組成を測定した。多数のセラミッ
ク抵抗器基板〔ローゼンタールトーミツト（Ｒｏｓｅｎ
仇ａＩＴｈｏｍｉｔ）〕をスパッタ一された材料の飛行
路中で揺り動かして均一な被膜を得た。スパッタリング
ガスとして１％の酸素が混合されたアルゴンを用いた。
スパッタリングガスの圧力を０．３乃至０．７パスカル
の範囲で変化させた。さらに、ガスの流量を５０地／分
とした。基板を金属薄膜で被覆した後、基板を真空葵着
装層に移して一酸化珪素で被覆し、その後空気中で熱処
理した。
クロム含有率が高い組成物、すなわち５重量％の珪素、
５０重量％のクロムおよび斑重量％のニッケルからなる
組成物並びに７重量％の珪素、５領重量％のクロムおよ
び３０重量％のニッケルからなる組成物は空気中で４５
０こ○の温度で４時間熱処理した。ニッケル含有率が高
い組成物、すなわち８重量％の珪素、３り重量％のクロ
ムおよび５５重量％のニッケルからなる組成物並びに９
重量％の珪素、３亀重量％のクロムおよび５５重量％の
ニッケルからなる組成物は空気中で３５０００の温度で
１既時間熱処理した。その後得られたブランクを巻いて
螺旋状にし、端子を通常の方法で取り付けた。四角形Ａ
ＢＣＤによって表わされる本発明の組成物が充分な安定
性を有すると考えられるのは、安定性は抵抗薄膜の表面
の酸化の程度に関連があるからである。
５０重量％のクロムおよび斑重量％のニッケルからなる
組成物並びに７重量％の珪素、５領重量％のクロムおよ
び３０重量％のニッケルからなる組成物は空気中で４５
０こ○の温度で４時間熱処理した。ニッケル含有率が高
い組成物、すなわち８重量％の珪素、３り重量％のクロ
ムおよび５５重量％のニッケルからなる組成物並びに９
重量％の珪素、３亀重量％のクロムおよび５５重量％の
ニッケルからなる組成物は空気中で３５０００の温度で
１既時間熱処理した。その後得られたブランクを巻いて
螺旋状にし、端子を通常の方法で取り付けた。四角形Ａ
ＢＣＤによって表わされる本発明の組成物が充分な安定
性を有すると考えられるのは、安定性は抵抗薄膜の表面
の酸化の程度に関連があるからである。
ニッケルークロム二元合金薄膜への第３成分の導入、す
なわち珪素の導入によって表面化学が変えられ、ニッケ
ルークロム二元合金薄膜の表面に生成されるＣｒ２Ｑよ
りも良好なパシベーション特性を有する別の酸化物ある
いは混合酸化物が生成されるものと考えられる。抵抗体
薄膜のパシベーションの改良によってより少量の金属し
か酸化物に変えられず、金属薄膜組成物はより小さな影
響しか受けない。
なわち珪素の導入によって表面化学が変えられ、ニッケ
ルークロム二元合金薄膜の表面に生成されるＣｒ２Ｑよ
りも良好なパシベーション特性を有する別の酸化物ある
いは混合酸化物が生成されるものと考えられる。抵抗体
薄膜のパシベーションの改良によってより少量の金属し
か酸化物に変えられず、金属薄膜組成物はより小さな影
響しか受けない。
ニッケルークロムニ元合金薄膜においては、一般にクロ
ムが選択的に酸化され、その結果ニッケル濃度が高０め
られた金属が残り、このために熱処理の間にＴＣＲがプ
ラスに変化する。本発明の組成物によって得られる改良
されたパシベーションはこの熱処理の間のプラスへの変
化を制限し、それと同時に著しくはマイナスでない初期
ＴＣＲを与える。タ従って、得られる抵抗体のＴＣＲは
０に近い。
ムが選択的に酸化され、その結果ニッケル濃度が高０め
られた金属が残り、このために熱処理の間にＴＣＲがプ
ラスに変化する。本発明の組成物によって得られる改良
されたパシベーションはこの熱処理の間のプラスへの変
化を制限し、それと同時に著しくはマイナスでない初期
ＴＣＲを与える。タ従って、得られる抵抗体のＴＣＲは
０に近い。
図面は、ニッケル、クロムおよび珪素を三頂点とする三
角座標であり、座標中の四角形ＡＢＣＤは本発明の抵抗
体組成物の組成範囲を表わす。
角座標であり、座標中の四角形ＡＢＣＤは本発明の抵抗
体組成物の組成範囲を表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ニツケル、クロムおよび珪素からなり、重量％で表
わされるこのニツケル、クロムおよび珪素の各濃度はニ
ツケル、クロムおよび珪素を三頂点とする三角座標中の
四角形ＡＢＣＤによって表わされる範囲内にあることを
特徴とする安定性および抵抗の温度係数が改良された抵
抗体組成物（但し上記四角形の点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは
それぞれ３８重量％のニツケル、５７重量％のクロムお
よび５重量％の珪素からなる組成、３７重量％のニツケ
ル、５６重量％のクロムおよび７重量％の珪素からなる
組成、５５重量％のニツケル、３７重量％のクロムおよ
び８重量％の珪素からなる組成、および５５重量％のニ
ツケル、３６重量％のクロムおよび９重量％の珪素から
なる組成を表わす点である）。 ２ 上記点Ａで表わされる組成を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の抵抗体組成物。 ３ 上記点Ｂで表わされる組成を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の抵抗体組成物。 ４ 上記点Ｃで表わされる組成を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の抵抗体組成物。 ５ 上記点Ｄで表わされる組成を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の抵抗体組成物。 ６ スパツタリングガス中で高純度珪素からなる第１の
ターゲツトおよびクロム−ニツケル合金からなる第２の
ターゲツトに電圧を印加してスパツタリングを行ない、
上記第１のターゲツトおよび上記第２のターゲツトのス
パツタリング電力を調整して基板上にニツケル、クロム
および珪素からなる合金であって、重量％で表わされる
上記ニツケル、クロムおよび珪素の各濃度がニツケル、
クロムおよび珪素を三頂点とする三角座標中の四角形Ａ
ＢＣＤによって表わされる範囲内にある合金を付着させ
ることを特徴とする抵抗体組成物の製造方法（但し上記
四角形の点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤはそれぞれ３８重量％の
ニツケル、５７重量％のクロムおよび５重量％の珪素か
らなる組成、３７重量％のニツケル、５６重量％のクロ
ムおよび７重量％の珪素からなる組成、５５重量％のニ
ツケル、３７重量％のクロムおよび８重量％の珪素から
なる組成、および５５重量％のニツケル、３６重量％の
クロムおよび９重量％の珪素からなる組成を表わす点で
ある）。 ７ 上記スパツタリングガスが１％の酸素を含むアルゴ
ンであることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
製造方法。 ８ 上記スパツタリングガスの圧力が０．３乃至０．７
パスカルであることを特徴とする特許請求の範囲第７項
記載の製造方法。 ９ 上記スパツタリングガスの流量が５０ｃｍ＾３／分
であることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の製
造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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| US91375 | 1979-11-05 | ||
| US06/091,375 US4298505A (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Resistor composition and method of manufacture thereof |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS5693303A JPS5693303A (en) | 1981-07-28 |
| JPS606521B2 true JPS606521B2 (ja) | 1985-02-19 |
Family
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Family Applications (2)
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|---|---|---|---|
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| JP61019154A Granted JPS61179501A (ja) | 1979-11-05 | 1986-01-30 | 抵抗体の製造方法 |
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