DE2128568A1

DE2128568A1 - Resistive glaze - comprising borides and silicides of molybdenum, tungsten or chromium

Info

Publication number: DE2128568A1
Application number: DE19712128568
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Chem.Dr.rer.nat; 7901 Blaustein; Goerlich Gabriele 7950 Biberach Krahl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1972-12-14

Abstract

Resistive glaze for electrical resistors comprises silicides and/or borides of sub group 4-6 metals, e.g. Mo, W, Cr, pref. with corresp. metal present, and glass frit as binder. The raw mix is formed into paste with org. binder, applied to carrier ceramic and fired at 900 degrees C for 30 mins.

Description

"Widerstandsglasurmasse" Die vorliegende Erfindung betrifft eine Widerstandsglasurmasse, die durch Auftragen und Einbrennen auf insbesondere keramische dielektrische Trägerkörper zur Herstellung elektrischer Widerstände verwendbar ist. "Resistance Glaze Composition" The present invention relates to a Resistance glaze mass, which is created by applying and baking on, in particular, ceramic dielectric carrier body can be used for the production of electrical resistors.

Glasurmassen zur Herstellung siebgedruckter Widerstände sind schon bekannt. Gemäß den US-Patentschriften 3 052 573, 2 923 540, 3 207 706, 3 232 886, 3 326 645, 3 304 199 und der DT-Patentschrift 1 194 539 sowie der DAS 1 132 220 werden diese Glasurmassen durch Mischung von-Pulvern aus Palladium, Rhodium, Ruthenium oder Iridium bzw. deren Oxiden mit Silberpulver (oder Gold oder Platin oder Ruthenium oder Iridium) und Glasfritten hergestellt und mit einem organischen Trägermedium in eine pastenförmige Konsistenz überführt. Zur Erzeugung von elektrischen Widerstandsbelägen werden diese Pasten auf keramische Substrate aufgebracht und einem Brennprozeß unterworfen. Dieser 3rennprozeß wird in Durchlauföfen unter Zutritt von Luft und/oder Sauerstoff durchgeführt.Glazes for the production of screen-printed resistors are already known. According to U.S. Patents 3,052,573, 2,923,540, 3,207,706, 3,232,886, 3 326 645, 3 304 199 and the DT patent specification 1 194 539 as well as the DAS 1 132 220 These glaze masses are made by mixing powders of palladium, rhodium and ruthenium or iridium or its oxides with silver powder (or gold or platinum or ruthenium or iridium) and glass frits and with an organic carrier medium converted into a paste-like consistency. For generating electrical resistance deposits these pastes are applied to ceramic substrates upset and one Firing process subjected. This 3rennprozess is in continuous furnaces with access carried out by air and / or oxygen.

Nach anderen Verfahren verwendet man anstelle von Edelmetallen bzw. Edelmetalloxiden Indiumoxid oder Thalliumoxid (US-Patentschrift 3 238 151).Other methods are used instead of precious metals or Noble metal oxides indium oxide or thallium oxide (U.S. Patent 3,238,151).

Die Systeme auf der Basis der Edelmetalle besitzen den Nachteil, daß sie hohe Kosten verursachen, was bei der Anwendung in der Massenfertigung preiswerter Widerstände hinderlich ist.The systems based on the noble metals have the disadvantage that they cause high costs, which is cheaper when used in mass production Resistance is a hindrance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glasurmasse für die Herstellung von elektrischen Widerstandsbelägen anzugeben, die keine Edelmetalle enthält.The invention has for its object to provide a glaze mass for Specify manufacture of electrical resistance coatings that are not precious metals contains.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Glasurmasse Silizide und/oder Boride von Metallen der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems und eine Glasfritte als Bindemittel enthält Die binären Verbindungen des Siliziums und Bors mit den Metallen der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems zeichnen sich durch eine gute chemische Beständigkeit auch bei hohen Temperaturen aus, weshalb sie auch als warm- und zunderfeste Materialien technische Bedeutung erlangt haben. Die Silizide und Boride zeigen einen metallischen Charakter, insbesondere in bezug auf thermische und elektrische Eigenschaften. So weist beispielsweise das Titandiborid einen spezifischen elektrischen Widerstand von 9 µ# # cm auf, das Chromdiborid einen solchen von 56 µ# . cm, das Molybdändiborid einen solchen von 30 µ# . cm und das Wolframdisilizid einen spezifischen Widerstand von 12,5 µ# . cm.This object is achieved according to the invention in that the glaze mass Silicides and / or borides of metals of the 4th to 6th subgroups of the periodic table and a glass frit as a binder contains the binary compounds of silicon and Bors with the metals the 4th to 6th subgroup of the periodic table are characterized by good chemical resistance even at high temperatures which is why they are also of technical importance as heat-resistant and scale-resistant materials have attained. The silicides and borides show a metallic character, in particular with regard to thermal and electrical properties. For example, this shows Titanium diboride has a specific electrical resistance of 9 µ # # cm, the chromium diboride one of 56 µ #. cm, the molybdenum diboride is 30 µ #. cm and the tungsten disilicide has a resistivity of 12.5 µ #. cm.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen erläutert.The invention is illustrated below with the aid of examples.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde ein Gemenge aus gleichen Gewichtsanteilen Molybdändiborid- und Molybdänpulver mit einer fein zerkleinerten Glasfritte im Verhältnis 1 : 1 genischt. Diese Mischung wurde mit einem organischen Trägermedium (z. B. eine 6 %ige Lösung von Äthylzellulose in Terpineol) versetzt, so daß eine homogene pastenförmige Nasse von einer Konsistenz entstand, die sich auf keramische Körper durch ziebdruck zwischen zwei leitende Elemente aufbringen lie3. De keramische körper mit dem aufgedruckten Muster wurde dann einer Brennbehandlung von 30 Minuten bei 9000 C unterworfen. jie so hergestellten Widerstände besaßen Widerstandswerte von 300 #/# Zwischen -500 c - und +1500 C Umgebungstemperatur änderten sich diese Widerstände um 0,5 - 1 . Die Korngröße lag beim Molybdanpulver bei 3/um, beim Molybdändiboridpulver bei ca. 5 - 8/um und bei der Glasfritte unter 15/um. Das Brennen erfolgte in einer Stickstoffatmosphäre In einem anderen Beispiel wurde VJolframdisilizid, dessen Korngrösse bei ca. 3 - 6 µm lag, mit einer fein zerkleinerten Glasfritte (kleiner als 20 µm) im Verhältnis 4 : 1 gemischt. Dieses Gemenge wurde mit einem organischen Trägermedium zu einer druckfähigen Paste angeteigt. Diese Paste wurde zwischen zwei leitende Elemente auf ein keramisches Substrat aufgebracht und bei 800 0 C im Durchlaufofen gebrannt. Die Verweilzeit im Ofen betrug 50 min. Die so hergestellten Widerstände besaßen Widerstandswerte von 2000Q/c . Das. Brennen erfolgte in einer Stickstoffatmosphäre.In a practical embodiment, a mixture of equals was used Parts by weight of molybdenum diboride and molybdenum powder with a finely crushed Glass frit mixed in a ratio of 1: 1. This mixture was made with an organic Carrier medium (e.g. a 6% solution of ethyl cellulose in terpineol), so that a homogeneous paste-like wetness arose with a consistency that could Apply to ceramic bodies by screen printing between two conductive elements lie3. The ceramic body with the pattern printed on it then underwent a firing treatment subjected to 30 minutes at 9000 C. each had resistors made in this way Resistance values of 300 # / # Between -500 C - and +1500 C ambient temperature these resistances changed by 0.5 - 1. The grain size was the molybdenum powder at 3 / um, for molybdenum diboride powder at approx. 5 - 8 / um and for the glass frit below 15 / um. The firing was carried out in a nitrogen atmosphere. In another example was V-tungsten disilicide, the grain size of which was approx. 3 - 6 µm, with a fine crushed glass frit (smaller than 20 µm) in a ratio of 4: 1. This Mixture was made into a paste with an organic carrier medium to form a printable paste. This paste was applied to a ceramic substrate between two conductive elements and fired at 800 ° C. in a continuous furnace. The residence time in the oven was 50 minutes. The resistors produced in this way had resistance values of 2000Ω / c. That. Burn was done in a nitrogen atmosphere.

Bei einem weiteren Anwendungsbeispiel wurde ein Gemenge aus 5 Gewichtsteilen Chromdiborid und 1 Teil Chrom mit einer fein z-erkleinerten Glasfritte im Verhältnis 2 : 5 gemischt. Dieses Gemenge wurde mit einer organischen Flüssigkeit versetzt, so daß eine homogene, pastenförmige Masse von einer Konsistenz entstand, die sich auf keramische Träger zwischen leitende Elemente aufbringen ließ. Die keramischen Träger mit der aufgebrachten Paste wurden dann bei 8500 C einer Brennb ndlung unterworfen. Die so hergestellten Widerstände besaßen Widerstandswerte von Das Brennen erfolgte in inerter Atmosphäre.In a further application example, a mixture of 5 parts by weight was used Chromium diboride and 1 part chromium with a finely z-reduced glass frit in proportion 2: 5 mixed. This mixture was mixed with an organic liquid, so that a homogeneous, paste-like mass was created with a consistency which Apply to ceramic carrier between conductive elements let. The ceramic carriers with the applied paste were then one at 8500.degree Subjected to burning. The resistors thus produced had resistance values The firing took place in an inert atmosphere.

Einen elektrischen Widerstand, der aus einem dielektrischen Trägerkörper 1 (Keramik) mit einer eingebrannten Widerstandsglasurmasse als Widerstandsschicht 2 besteht, zeigt die Figur in einer Aufsicht. Die Enden der mäanderförmig aufgebrachten Widerstandsschicht sind mit elektrischen Anschlußleitungen 3 und 4 verbunden, über die der Widerstand-am Rand des Trägerkörpers elektrisch zugänglich ist. Für die eingebrannte Widerstandsglasurmasse ist eine Masse gemaß der Erfindung verwendet.An electrical resistor that consists of a dielectric support body 1 (ceramic) with a fired-in resistive glaze compound as a resistive layer 2 consists, the figure shows in a plan view. The ends of the meandering Resistance layer are connected to electrical connection lines 3 and 4, via which the resistor is electrically accessible at the edge of the support body. For the Burned-in resistance glaze mass is a mass used according to the invention.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Resistance glaze mass, which is created by applying and baking on in particular ceramic dielectric carrier bodies for the production of electrical Resistors can be used, characterized in that they are silicides and / or borides of metals of the 4th-6th centuries Subgroup of the periodic table and a glass frit as Contains binding agent.

2. Resistance glaze mass according to claim 1, characterized in that that the grain size of the silicides or borides is smaller than 10 microns.

3. Resistance glaze mass according to claim 1 or 2, characterized in that that they are approximately 25 wt. - ß molybdenum diboride powder. 25 wt. Ss molybdenum powder and 50% by weight of finely ground glass frit.

4. Resistance glaze mass according to claim 1 or 2, characterized in that that it consists approximately of 80% by weight tungsten disilicide and 20% by weight glass frit.

5. Resistance glaze mass according to claim 1 or 2, characterized in that that they approximately consist of 30% by weight of chromium diboride, 10% by weight of chromium and 60% by weight Consists of glass frit.

6. Resistance glaze mass according to one of the preceding claims, characterized in that it is converted into a paste-like form with an organic carrier medium Consistency is brought.

7. Resistance glaze composition according to one of the preceding claims, characterized in that the grain size of the glass frit is less than 20 / µm.

8. Electrical resistance consisting of a dielectric support body with a baked-in resistive glaze compound as a resistive layer, thereby characterized in that a resistive glaze compound for the resistive layer one of claims 1 to 7 is used.

L e r s e i t e