JPS6314481B2

JPS6314481B2 -

Info

Publication number: JPS6314481B2
Application number: JP55051496A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishizawa; Yoshinobu Watanabe
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1988-03-31
Also published as: JPS56147402A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は抵抗体ペーストに関し、とくに可変抵
抗器用厚膜抵抗体のペーストに関する。一般に可変抵抗器用厚膜抵抗体（以下抵抗体と
称す）の摺動特性に関与するものは、(イ)ガラス相
と機能相の相対的表面濃度、(ロ)両相の成分分布、
(ハ)表面粗度などの各項目である。従来の摺動用抵
抗体は接触抵抗値を減少させ、回転寿命特性を向
上するために、ガラス相と機能相との相対的表面
濃度を添加剤を加えることによつてガラス相の表
面析出を押える調整をしている。しかし添加剤を加えると、表面に析出するガラ
ス相を押えることは出来るが、反面異なつた面積
抵抗値を有するペーストにはそれぞれ異なつた添
加剤を加えるなどして調整することが必要とな
る。たとえば面積抵抗値100KΩ／□のペースト
には酸化カドニウムを加え、面積抵抗値100〜／
□のペーストには酸化ビスマスを加えて調整す
る。従つてペーストを製造する上で調整作業（手
段）が非常に繁雑となつていた。これらの従来欠点を改良するために２酸化ルテ
ニウム（RuO₂）をガラス成分とともに溶融して
ガラス化し、これを粉砕混合してペースト状に
し、スクリーン印刷を行い高温で焼成する工程
で、例えばルテニウム酸鉛（Pb₂Ru₂O₆）のごと
き導電成分の結晶を析出する方法が提案された。
しかしこの改良方法ではRuO₂のガラス化する量
に限界があり、低抵抗値が得られない欠点があつ
た。この欠点の改良策としてはRuO₂の導電性酸
化物粉末とガラス粉末とを混合し、この混合物を
熱処理することによつてルテニウム酸鉛
（Pb₂Ru₂O₆）のごときパイロクロール形導電性結
晶を析出させる方法がとられてきた。しかしこの
方法では抵抗体表面にクラツク状の凹凸が出来る
ため、摺動子がこの凸凹によつて削られ、その削
れた粉が抵抗体表面に付着して、抵抗値を減少さ
せる現象が生じ、充分な対策とはなつていなかつ
た。本発明の目的はかかる従来欠点を除去した抵抗
値変化の小さい抵抗体ペーストを提供することに
ある。本発明による抵抗体ペーストは99〜50重量％の
酸化ルテニウム（RuO₂）と１〜50重量％の酸化
ニオブ（Nb₂O₅）とからなる、酸化ルテニウムと
酸化ニオブからなる化合物の粉末５〜50重量％
と、ガラス粉末95〜50重量％とからなり、前記ガ
ラス粉末は67〜95重量％の酸化鉛、５〜13重量％
の２酸化シリコン（SiO₂）、０〜10重量％酸化ボ
ロン（B₂O₅）、０〜５重量％酸化チタン
（TiO₂）、１〜５重量％酸化ビスマス（Bi₂O₃）と
を含有することを特徴とする。以下本発明を実施例により説明する。実施例２酸化ルテニウム粉末に対して重量比で40％の
酸化ニオブ粉末を白金ルツボ中に入れ、空気中で
温度1400℃の加熱炉の中で約10時間の加熱を行
う。この加熱処理後の化合物をアルミナ製ボール
ミルで約24時間粉砕する。次にガラスフリツトの原料になる各種酸化物を
第１表に示す重量比で調整、混合する。

【表】次に調整混合された当該酸化物を白金ルツボに
入れ、加熱炉を用いて空気中で約10時間加熱した
のち、水中へ落下させて冷却しアルミナ製ボール
ミルによつてガラスフリツトの微粉末に粉砕す
る。次に酸化ニオブと酸化ルテニウムの化合物の
粉末と上前ガラスフリツトを重量比30：70の割合
で混合して粉砕する。本発明ではガラスフリツト
に対する酸化ニオブと酸化ルテニウムの化合物の
粉末の重量比を５〜50％に限定しているが、５％
以下では面積抵抗値が実用的な範囲より高くな
り、50％以上では経済的に高くなり、実用的では
ない。次に本実施例による混合物をエチルセルロ
ーズを溶かしたβ−ターピノール溶剤中に分散撹
拌してペースト状にする。第１図は本発明抵抗体
ペーストを摺動用抵抗体に使用した摺動特性試験
装置である。銀−パラジウムからなる導体ペース
トを印刷、焼成して形成した導体部１を有したア
ルミナ96％の基板２上に上記本発明の抵抗ペース
トを幅2.5mm、長さ7.5mmのパターンに既知のスク
リーン印刷法を用いて印刷し、温度150℃の乾燥
炉で10分間乾燥した。この乾燥後の印刷膜の厚さ
は抵抗体ペーストの粘度を調整して乾燥した後の
膜厚で20μｍにした。この印刷後の基板２をコン
ベアベルト式の炉で最高温度850℃で10分間保持
させて焼成し抵抗体３を形成した。抵抗体３の摺
動特性としては洋白板５の一端に0.4mmφのエン
ボス部４を形成させ、このエンボス部４で抵抗体
３の表面を100ｇの錘り６の荷重をかけて50回摺
動させて初回と50回摺動後の全抵抗値変化を測定
した。第２表に本発明実施例と代表的な従来市販品の
抵抗体ペーストを用いてそれぞれ基板２上に形成
した抵抗体３の面積抵抗値、常温と温度125℃と
の間の抵抗温度係数と50回摺動後の全抵抗値変化
を示した。

【表】酸化ニオブと酸化ルテニウムの混合比のうち酸
化ニオブが１重量％未満では本発明の効果が見ら
れず、逆に50重量％を越えると面積抵抗が100M
Ω以上となり、実用範囲を越えてしまう。第２表の結果から明らかなように50回摺動後の
全抵抗値変化は本発明の抵抗体ペーストの方が一
桁以下と優れている。従来の市販抵抗体ペースト
の場合は表面にクラツク状の凸凹が出来ることで
あり、このため洋白の摺動子がこの凸凹によつて
削られ、摺動子の削れ粉が抵抗体表面に付着し、
抵抗値を減少させた。これに反し本発明の抵抗体
ペーストの場合は表面の凸凹はなくなり、抵抗値
の減少する現象は見られない。次に本発明のガラスフリツトの成分のうち酸化
ビスマス（Bi₂O₃）の添加量は５重量％以上添加
すると抵抗温度係数は負側へ変化し、50回摺動後
の全抵抗値変化は−５％と大きくなり酸化ビスマ
スの添加の効果は見られない。なお酸化ビスマス
が１重量％以下であると、アルミナ基盤と抵抗体
との接着性が悪くなり、摺動子を抵抗体上で摺動
すると抵抗体の剥離が見られる。次にガラス粉末の組成に関して、極めて詳細な
実験を行つた結果をまとめて第３表に示す。ガラ
ス粉末の組成は鉛−ボロシリケート系であり、２
酸化ルテニウムと酸化鉛との反応が焼成過程で起
こるかどうかを基準にガラス組成を選択した。ま
た、酸化硼素を５％以上、又は酸化チタンを５％
以上含んだガラスを使用すると50回摺動後の抵抗
変化率は−10％以上と大きい。

【表】以上述べたように、本発明によれば摺動子の摺
動による抵抗値変化の極めて小さい摺動用抵抗体
ペーストを得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明抵抗体ペーストを用いた摺動用
抵抗体の摺動特性試験装置の斜視図を示す。〔図中の符号〕、１……銀−パラジウム導体、
２……アルミナ基板、３……抵抗体、４……エン
ボス部、５……洋白板、６……錘り。

Claims

【特許請求の範囲】

１ 99〜50重量％の酸化ルテニウム（RuO₂）と
１〜50重量％の酸化ニオブ（Nb₂O₅）とからな
る、酸化ルテニウムと酸化ニオブからなる化合物
の粉末５〜50重量％と、ガラス粉末95〜50重量％
とからなり、前記ガラス粉末は67〜95重量％の酸
化鉛、５〜13重量％の２酸化シリコン（SiO₂）、
０〜10重量％酸化ボロン（B₂O₅）、０〜５重量％
酸化チタン（TiO₂）、１〜５重量％酸化ビスマス
（Bi₂O₃）とを含有するものであることを特徴と
する抵抗体ペースト。