JP2000311805A - セラミック抵抗体の製造方法 - Google Patents

セラミック抵抗体の製造方法

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JP2000311805A
JP2000311805A JP11156888A JP15688899A JP2000311805A JP 2000311805 A JP2000311805 A JP 2000311805A JP 11156888 A JP11156888 A JP 11156888A JP 15688899 A JP15688899 A JP 15688899A JP 2000311805 A JP2000311805 A JP 2000311805A
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Japan
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ceramic
weight
resistor
ceramic resistor
powder
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Shigeru Kudo
工藤  茂
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Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高電圧回路の分圧抵抗体として好適に用いら
れ、金属端子とセラミック抵抗素子の接合が容易になさ
れ、その部分における導電性が良好で、接合強度の信頼
性が高く、更には歩留りの向上やコスト低減可能なセラ
ミック抵抗体の製造方法を提供することにある。 【解決手段】組成がSiO・B及びAl
が80〜90重量%、SiCが10〜20重量%である
常温抵抗率が10Ωcm以上の高抵抗セラミック抵抗
体において、金属端子とセラミック抵抗素子との接着に
ついて、導電性金属としてAg粉を30〜60重量%含
有する導電ペーストにて接着・硬化させ、その接合層の
厚みを100μm以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧回路の分圧
抵抗体として使用されるセラミック抵抗体に係わり、特
に常温抵抗率が10Ωcm以上の高抵抗セラミック抵
抗体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、前記用途の抵杭体としては、一般
的に金属を使用した巻線抵抗器や樹脂に導電材料を分散
させた樹脂抵抗器が使用されている。しかし、巻線抵抗
器は誘導電流が生じ易く、残留インダクタンスが大き
い、体積抵抗率が低いために所要容量が大きくなるとい
った欠点を有している。一方、樹脂抵抗は耐熱性が低い
ために、放電した場合には燃焼する可能性を有してい
る。これら欠点を補うものとして、耐熱性に優れ無誘導
であるセラミック抵抗体が挙げられる。本抵抗体には、
炭素系セラミック抵抗体やZnO系セラミック抵抗体等
が挙げられるが、共に安定して製造できる抵抗率範囲が
10Ωcm以下程度であるため、高抵抗体には向いて
いない。また、仮に上記材質にて高抵抗体を製造して
も、その抵抗率の温度係数が負で大きいために、使用し
難いといった欠点を有している。上記欠点を改善した高
抵抗セラミック抵抗体として、本出願人よりセラミック
抵抗体(特願平7−31293)が提案されている。本
抵抗体は、組成がAl、AlN、Si、S
iOガラス及び硼珪酸ガラスのうち1つまたは2つか
らなり、さらに導電材料としてSiCとからなるセラミ
ック抵抗体において、導電材料として平均粒径が1μm
以下であるSiCを5〜70wt%含有したことを特徴
とするセラミック抵抗体であり、アルカリ酸化物の濃度
が1000ppm以下、常温、真空中での抵抗率が10
〜1013Ωcm、常温から200℃までの抵抗率の
温度係数が−2%/℃以上、見掛気孔率が1%以下であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記セラミック抵抗体
の電極については、例えば直径3mm、長さ20mmの
円筒型抵抗体の場合、両端に5mmほどアルミニウム等
の金属による溶射膜を施し、50mm程度もリード線が
接合された鉄製キャップを圧入した構造を有している。
本方式の場合、鉄製キャップの内径とセラミック抵抗素
子径とが0.1mm以内の精度にて合っていないと圧入
できないため、その製造上の歩留りを悪くさせていた。
また、素子径のバラツキにより、キャップと素子との接
合強度についても信頼性が低く、問題となっていた。ま
た、他の形状の抵抗体、例えば板状やパイプ状の抵抗体
に関しては、機械的にセラミック素子にはめ込むキャッ
プ形状のリード線方式では、そのはめ込む形状が複雑と
なり、歩留りの低下、更にはコストの増大という問題が
生じていた。そこで、本発明は、上記特願平7−312
93号の技術を基にして、更に研究を進めた結果、開発
に至ったもので、その目的とする解決課題は、例えば高
電圧回路の分圧抵抗体として好適に用いられ、金属端子
とセラミック抵抗素子の接合が容易になされ、その部分
における導電性が良好で、接合強度の信頼性が高く、更
には歩留りの向上やコスト低減可能なセラミック抵抗体
の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、常温抵抗率が10Ωcm以上の高抵抗セ
ラミック抵抗体において、金属端子とセラミック抵抗素
子との接着について、導電性金属としてAg粉を30〜
60重量%含有する導電ペーストにて接着・硬化させ、
その接合層の厚みが100μm以下にすることを特徴と
するセラミック抵抗体の製造方法を提供する。また、本
発明の高抵抗セラミック抵抗体は、組成がSiO・B
及びAlが80〜90重量%、SiCが1
0〜20重量%であることを特徴とするセラミック抵抗
体の製造方法を提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明において、セラミック抵抗
素子と金属端子との接合に使用する導電ペーストは、A
g粉が30〜60重量%含むものが用いられ、Ag粉が
30%未満の場合は、接合部分の導電性が悪く、抵抗体
として機能しない。また、Ag粉が60重量%を超える
場合は、導電ペーストの含有比率が小さいために接合強
度が低くなり、結果的に金属端子が外れる事故が増大
し、その結果、製造上の歩留りを悪くする。Ag粉の粒
径は、0.1〜50μmの範囲のものが用いられ、その
形状は特に限定されるものではない。また、Ag粉に
は、AgメッキしたSiC砥粒等を含ませることも可能
であり、これにより、Ag使用量を少なくすることや粒
径10〜50μmの範囲の比較的大きな粒子として使用
することが可能となる。導電ペーストに用いる耐熱性及
び熱硬化性樹脂については、ポリイミド樹脂、シリコン
樹脂、あるいはこれら混合物等が用いられる。粘度調整
用希釈剤としては、カルビトールアセテート、トルエ
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン等が挙げら
れ、これらは単独又は2種以上混合して使用することが
できる。導電ペーストは、上記各成分を十分混合した
後、更に例えば三本ロール等による混練処理を行い、減
圧脱泡することにより製造する。セラミック抵抗素子と
金属端子との接合方法は、接合部分に上記導電ペースト
をシリンジに充填し、ディスペンサーにて所定量を塗布
した後、安定した導電性を得るために、加圧しながら硬
化させて、接合層厚みを100μm以下にする必要があ
る。硬化温度としては、ポリイミド樹脂及びシリコン樹
脂の配合比率によって異なるが、適性な強度及び耐熱性
を得るためには250℃〜350℃の範囲にて熱処理す
ることが好ましい。高抵抗セラミック抵抗体の組成につ
いては、絶縁性マトリックスとしてSiO・B
及びAl、導電性フィラーとしてSiCが用いら
れる。SiO・Bは液相焼結用材料であり、そ
の粒径は0.1〜100μm、Alは骨材であ
り、その粒径は0.1〜100μmの範囲のものが用い
られ、混合比SiO・B:Alは5:5
〜9:1の範囲にて調節される。SiO・B
含まれる不純物については、アルカリ酸化物の濃度が1
000ppm以下であることが好ましく、この範囲であ
れば得られる抵抗体の抵抗温度係数における負特性が比
較的に小さく抑えられる。導電性フィラーであるSiC
の粒径は0.1〜20μmのものが用いられ、その結晶
形については、特に限定されるものではないが、抵抗温
度係数における負特性が比較的に弱いβ型SiCを用い
ることが好ましい。絶縁性マトリックスと導電性フィラ
ーの混合比は、常温抵抗率10〜1012Ωcmの範
囲内にて所望の抵抗値を得るために、3:7〜9:1の
範囲に調節する。
【0006】
【実施例】次に本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。 (実施例1)粒径0.2〜3μmのβ型SiC粉末を1
5重量%、粒径0.5〜5μm、軟化点830℃の硼珪
酸ガラス(B・SiO)を75重量%、粒径
0.2〜3μmのα型Al粉末を10重量%とを
混合して原料混合粉末を作製し、この混合粉末100重
量%にバインダーとしてメチルセルロースを2.5重量
%、可塑剤としてグリセリンを5重量%、純水を20重
量%加えて充分に混練した。この混練物を押出し成形に
て、φ5mmの円柱状の成形体を得た。この成形体を乾
燥した後、加熱炉に入れ大気中で450℃の温度に2時
間保持し、脱バインダーを行った。その後、窒素ガス雰
囲気中で1050℃の温度にて1時間保持し、焼結させ
た後、ダイヤモンドカッターにて長さ15mmに切断
し、セラミック抵抗素子を得た。上記セラミック素子の
両端に、粒径0.1〜5μmのAg粉末60重量%、ポ
リイミド樹脂30重量%、カルビトールアセテート10
重量%を混合して得た導電ペーストをディスペンサーに
て約0.1g塗布し、図1に示すようにφ0.5mmの
軟銅線を溶接した内径φ4mmの鉄製キャップを加圧接
着して金属端子とし、加熱炉にて300℃の温度にて1
時間保持し硬化させて、セラミック抵抗体を製造した。 (実施例2〜3)使用した導電ペーストの混合割合を変
更した他は、実施例1と同一の方法によりセラミック抵
抗体を製造した。 (比較例1〜2)使用した導電ペーストの混合割合を変
更した他は、実施例1と同一の方法によりセラミック抵
抗体を製造した。 (比較例3)粒径0.2〜3μmのβ型SiC粉末を1
5重量%、粒径0.5〜5μm、軟化点830℃の硼珪
酸ガラス(B・SiO)を75重量%、粒径
0.2〜3μmのα型Al粉末を10重量%とを
混合して原料混合粉末を作製し、この混合粉末100重
量%にバインダーとしてメチルセルロースを2.5重量
%、可塑剤としてグリセリンを5重量%、純水を20重
量%加えて充分に混練した。この混練物を押出し成形に
て、φ5mm円柱状の成形体を得た。この成形体を乾燥
した後、加熱炉に入れ大気中で450℃の温度に2時間
保持し、脱バインダーを行った。その後、窒素ガス雰囲
気中で1050℃の温度にて1時間保持し焼結させた
後、ダイヤモンドカッターにて長さ15mmに切断し、
セラミック抵抗素子を得た。上記セラミック素子の両端
に、アルミニウムによる溶射膜を作製し、φ0.5mm
の軟銅線を溶接した内径φ3.9mmの鉄製キャップを
圧入して金属端子とし、セラミック抵抗体を製造した。 (比較例4〜6)使用した導電性ペースト接合層の厚
み、硼珪酸ガラス(B・SiO)及びAl
粉末の混合割合を変更した他は、実施例2と同一の方
法によりセラミック抵抗体を製造した。このようにして
製造したセラミック抵抗体について、直流2kVを印加
した時の電流値を測定して抵抗値を算出した。また、一
定荷重でのキャップの引張り強度試験を行った。得られ
た結果を表1に示す。
【0007】
【表1】 表1から、実施例のセラミック抵抗体は、比較例のセラ
ミック抵抗体と比べて、抵抗値のバラツキは小さく、キ
ャップ付け工程の歩留り及びキャップ接着強度が大幅に
改善されていることが分かる。
【0008】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば金属端子
とセラミック抵抗素子の接合部分における導電性が良好
で、接合強度の信頼性が高く、更には歩留りの向上やコ
スト低減可能なセラミック抵抗体の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例及び比較例にて製造したセラミック抵抗
体の断面図である。
【符号の説明】
1.セラミック抵抗素子 2.金属端子 3.導電ペースト 4.セラミック抵抗体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 常温抵抗率が10Ωcm以上の高抵抗
    セラミック抵抗体において、金属端子とセラミック抵抗
    素子との接着について、導電性金属としてAg粉を30
    〜60重量%含有する導電ペーストにて接着・硬化さ
    せ、その接合層の厚みを100μm以下にすることを特
    徴とするセラミック抵抗体の製造方法。
  2. 【請求項2】 組成がSiO・B及びAl
    が80〜90重量%、SiCが10〜20重量%であ
    ることを特徴とする請求項1に記載のセラミック抵抗体
    の製造方法。
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