JP2005209739A - Production process of resistor paste - Google Patents

Production process of resistor paste Download PDF

Info

Publication number
JP2005209739A
JP2005209739A JP2004012476A JP2004012476A JP2005209739A JP 2005209739 A JP2005209739 A JP 2005209739A JP 2004012476 A JP2004012476 A JP 2004012476A JP 2004012476 A JP2004012476 A JP 2004012476A JP 2005209739 A JP2005209739 A JP 2005209739A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
resistor paste
conductive material
glass composition
paste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004012476A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Tanaka
博文 田中
Katsuhiko Igarashi
克彦 五十嵐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2004012476A priority Critical patent/JP2005209739A/en
Publication of JP2005209739A publication Critical patent/JP2005209739A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure the lifetime of resistor paste and to ensure both temperature characteristics (TCR) and withstand voltage characteristics (STOL) when a thick film resistor having a resistance not lower than 10 kΩ/square is formed. <P>SOLUTION: In the production process of resistor paste where a glass composition, a conductive material and an additive are dispersed into an organic vehicle, the conductive material and the additive are premixed and a mixture thus produced is mixed and kneaded with the glass composition and the organic vehicle. Premixing is performed using a ball mill. Mixing and kneading of the mixture with the glass composition and the organic vehicle is performed using three ball mill. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、厚膜抵抗体の形成に用いられる抵抗体ペーストの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a resistor paste used for forming a thick film resistor.

例えば抵抗体ペーストは、一般に、抵抗値の調節及び結合性を与えるためのガラス組成物と、導電性材料と、有機ビヒクルとを主たる成分として構成されており、これを基板上に印刷した後、焼成することによって、厚さ5〜20μm程度の厚膜抵抗体が形成される。そして、この種の抵抗体ペースト(厚膜抵抗体)においては、通常、導電性材料として酸化ルテニウム(RuO2)や鉛ルテニウム酸化物等が用いられ、ガラスとして酸化鉛(PbO)系ガラス等が用いられている。 For example, a resistor paste is generally composed of a glass composition for adjusting a resistance value and imparting bonding properties, a conductive material, and an organic vehicle as main components, and after printing this on a substrate, By baking, a thick film resistor having a thickness of about 5 to 20 μm is formed. In this type of resistor paste (thick film resistor), usually, ruthenium oxide (RuO 2 ), lead ruthenium oxide or the like is used as the conductive material, and lead oxide (PbO) glass or the like is used as the glass. It is used.

近年、環境問題が盛んに議論されてきており、鉛等の有害物質の電子部品からの排除が進められている。前記抵抗体ペーストや厚膜抵抗体も例外ではなく、鉛フリーとするための研究が行われている。   In recent years, environmental issues have been actively discussed, and elimination of harmful substances such as lead from electronic components is being promoted. The resistor paste and the thick film resistor are no exception, and research is being conducted to make them lead-free.

抵抗体ペーストの鉛フリー化における課題の一つとして、特に高抵抗(10kΩ/□以上)の抵抗体ペーストにおいて、温度特性(TCR)と耐電圧特性(STOL)の両立が挙げられる。例えば、従来の鉛系抵抗体ペーストにおいて用いられてきた金属酸化物を添加することによるTCRの調節を、そのまま鉛フリーの組成に応用した場合、電圧印加による抵抗値の変動が鉛系組成と比較して大きく起こるため、結果としてTCRとSTOLの両立を実現することは困難である。   As one of the problems in making the resistor paste lead-free, there is a compatibility between temperature characteristics (TCR) and withstand voltage characteristics (STOL) particularly in a resistor paste having a high resistance (10 kΩ / □ or more). For example, when adjusting the TCR by adding a metal oxide, which has been used in conventional lead-based resistor pastes, to a lead-free composition as it is, changes in resistance due to voltage application are compared with the lead-based composition. As a result, it is difficult to achieve both TCR and STOL.

このような事情から、鉛を含まないガラス組成物、鉛を含まない導電性材料、及び有機ビヒクルを主成分とする抵抗体ペーストにおいて、添加物としてCaTiO3若しくはNiOを添加し、温度特性(TCR)と耐電圧特性(STOL)とを両立する試みがなされている(例えば、特許文献1等を参照)。 Under such circumstances, in a resistor paste mainly composed of a lead-free glass composition, a lead-free conductive material, and an organic vehicle, CaTiO 3 or NiO is added as an additive, and temperature characteristics (TCR ) And withstand voltage characteristics (STOL) have been attempted (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1には、抵抗体ペーストに例えばCaTiO3を0vol%超、13vol%以下、若しくはNiOを0vol%超、12vol%以下含有させることが好ましく、さらにはCuO、ZnO、MgO等の添加物を同時に添加させることが好ましい旨の記述があり、それにより、高い抵抗値を有しながらも、抵抗値の温度特性(TCR)および耐電圧特性(STOL)が小さい抵抗体を得ることに適した鉛フリーの抵抗体ペーストを提供することが可能であるとされている。
特開2003−197405号公報
In Patent Document 1, it is preferable that the resistor paste contains, for example, CaTiO 3 more than 0 vol%, 13 vol% or less, or NiO more than 0 vol%, 12 vol% or less, and further additives such as CuO, ZnO, MgO, etc. There is a description that it is preferable to add them at the same time, and as a result, lead suitable for obtaining a resistor having a low temperature characteristic (TCR) and a low withstand voltage characteristic (STOL) while having a high resistance value. It is said that it is possible to provide a free resistor paste.
JP 2003-197405 A

しかしながら、特許文献1記載の発明のように、添加物を多量に含有させることでTCR特性を調整した抵抗体ペーストを用いて形成された抵抗体では、従来の鉛系組成の抵抗体ペーストを用いた場合よりもSTOL特性が低下する傾向にある。したがって、例えば添加物をあまり多量に添加しない状態で、STOL特性をさらに向上させることが望まれる。   However, as in the invention described in Patent Document 1, in a resistor formed using a resistor paste whose TCR characteristics are adjusted by adding a large amount of additives, a resistor paste having a conventional lead-based composition is used. The STOL characteristic tends to be lower than that in the case of the above. Therefore, for example, it is desired to further improve STOL characteristics in a state where an additive is not added in a large amount.

また、厚膜抵抗体の量産化等を考えた場合、抵抗体ペーストのペースト寿命ができるだけ長いことが好ましい。抵抗体ペーストのペースト寿命が短いと、工程管理が煩雑になり、作業性や歩留まり等の点においても不利である。このような観点から見たときに、従来の抵抗体ペーストは、必ずしも満足し得るものではない。   Moreover, when mass production of a thick film resistor is considered, it is preferable that the paste life of the resistor paste is as long as possible. If the paste life of the resistor paste is short, the process management becomes complicated, which is disadvantageous in terms of workability and yield. From this point of view, the conventional resistor paste is not always satisfactory.

そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、例えば10kΩ/□以上の高い抵抗値を有する厚膜抵抗体の形成に用いた際に、温度特性(TCR)及び耐電圧特性(STOL)を両立することが可能な抵抗体ペーストの製造方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、抵抗体ペーストのペースト寿命を大幅に改善し得る抵抗体ペーストの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation. For example, when used for forming a thick film resistor having a high resistance value of 10 kΩ / □ or more, a temperature characteristic (TCR) and It aims at providing the manufacturing method of the resistor paste which can make a withstand voltage characteristic (STOL) compatible. Furthermore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a resistor paste that can greatly improve the paste life of the resistor paste.

本発明者らは、厚膜抵抗体において、温度特性(TCR)と耐電圧特性(STOL)を両立することを目的に、長期に亘り種々の研究を重ねてきた。その結果、厚膜抵抗体の形成に用いる抵抗体ペーストの製造方法が、抵抗体ペーストを用いて形成される厚膜抵抗体の特性に大きな影響を与え、これを最適化することで特性向上が実現可能であるとの結論を得るに至った。   The present inventors have made various studies over a long period of time for the purpose of achieving both temperature characteristics (TCR) and withstand voltage characteristics (STOL) in thick film resistors. As a result, the method of manufacturing the resistor paste used to form the thick film resistor has a great influence on the characteristics of the thick film resistor formed using the resistor paste, and the characteristics can be improved by optimizing this. I came to the conclusion that it was feasible.

本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。すなわち、本発明に係る抵抗体ペーストの製造方法は、ガラス組成物、導電性材料、及び添加物を有機ビヒクル中に分散させる抵抗体ペーストの製造方法であって、予め導電性材料と添加物を前混合し、得られた混合物をガラス組成物及び有機ビヒクルと混合、混練することを特徴とする。   The present invention has been completed based on such findings. That is, the method of manufacturing a resistor paste according to the present invention is a method of manufacturing a resistor paste in which a glass composition, a conductive material, and an additive are dispersed in an organic vehicle. Premixing is performed, and the resulting mixture is mixed and kneaded with a glass composition and an organic vehicle.

抵抗体ペーストの調製に際して、導電性材料と添加物を前混合することにより、これらの抵抗体ペースト中における分散状態が最適化され、その結果、抵抗体ペーストを用いて形成される厚膜抵抗体において、TCRとSTOLの両立が実現される。同時に、抵抗体ペーストのペースト寿命も改善され、粘度の上昇が長期に亘って抑えられる。   In preparing the resistor paste, by premixing the conductive material and the additive, the dispersion state in these resistor pastes is optimized, and as a result, the thick film resistor formed using the resistor paste Thus, both TCR and STOL can be realized. At the same time, the paste life of the resistor paste is also improved, and the increase in viscosity is suppressed over a long period of time.

本発明の製造方法により製造された抵抗体ペーストを用いることにより、特に高抵抗値を有する厚膜抵抗体において、TCR特性及びSTOL特性を両立することができる。また、本発明の製造方法により製造された抵抗体ペーストは、ペースト寿命が長く、粘度上昇が長期に亘って抑えられるので、工程管理が簡単であり、作業性や歩留まり等の点でも有利である。   By using the resistor paste manufactured by the manufacturing method of the present invention, it is possible to achieve both TCR characteristics and STOL characteristics particularly in a thick film resistor having a high resistance value. In addition, the resistor paste manufactured by the manufacturing method of the present invention has a long paste life and suppresses the increase in viscosity over a long period of time, so that the process management is simple and advantageous in terms of workability and yield. .

以下、本発明に係る抵抗体ペーストの製造方法について説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the resistor paste which concerns on this invention is demonstrated.

本発明において製造対象となる抵抗体ペーストは、厚膜抵抗体の形成に用いられるものであり、通常、ガラス組成物、導電性材料、添加物、有機ビヒクルとから構成される。   The resistor paste to be manufactured in the present invention is used for forming a thick film resistor, and is usually composed of a glass composition, a conductive material, an additive, and an organic vehicle.

ここで、導電性材料は、絶縁体であるガラス中に分散されることで、構造物である厚膜抵抗体に導電性を付与する役割を持つ。導電性材料は、Ruを含む導電性材料が用いられ、例えば、RuO2、またはRu複合酸化物を用いる。Ru複合酸化物としては、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Bi2Ru27から選ばれる少なくとも1種が好ましい。 Here, the conductive material has a role of imparting conductivity to the thick film resistor as the structure by being dispersed in the glass as the insulator. As the conductive material, a conductive material containing Ru is used. For example, RuO 2 or Ru composite oxide is used. As the Ru composite oxide, at least one selected from CaRuO 3 , SrRuO 3 , BaRuO 3 , and Bi 2 Ru 2 O 7 is preferable.

抵抗体ペースト中の導電性材料の含有量は、ガラス組成物、導電性材料、及び添加物の合計重量を100重量%とした場合に、9.4重量%〜53.3重量%とするのが好ましい。導電性材料の含有量が前記範囲を下回る場合、抵抗値が高くなりすぎてしまい、抵抗体ペーストとしての使用に適さなくなるおそれがある。逆に、導電性材料の含有量が前記範囲を越えると、ガラス組成物による導電性材料の結着が不十分になり、信頼性が低下するおそれがある。   The content of the conductive material in the resistor paste is 9.4 wt% to 53.3 wt% when the total weight of the glass composition, the conductive material, and the additive is 100 wt%. Is preferred. When the content of the conductive material is less than the above range, the resistance value becomes too high, which may make it unsuitable for use as a resistor paste. On the contrary, if the content of the conductive material exceeds the above range, the binding of the conductive material by the glass composition becomes insufficient, and the reliability may be lowered.

ガラス組成物は、前述の方法で製造されるものであれば、その組成は特に限定されないが、本発明では環境保全上、鉛を実質的に含まない鉛フリーのガラス組成物を用いることが好ましい。なお、本発明において、「鉛を実質的に含まない」とは、不純物レベルとは言えない量を越える鉛を含まないことを意味し、不純物レベルの量(例えば、ガラス組成物中の含有量が0.05重量%以下程度)であれば含有されていてもよい趣旨である。鉛は、不可避不純物として極微量程度に含有されることがある。   The composition of the glass composition is not particularly limited as long as it is produced by the above-described method. However, in the present invention, it is preferable to use a lead-free glass composition that does not substantially contain lead for environmental protection. . In the present invention, “substantially free of lead” means not containing lead exceeding the amount that cannot be said to be an impurity level, and the amount of impurity level (for example, the content in the glass composition). Is about 0.05% by weight or less). Lead may be contained in a trace amount as an inevitable impurity.

ガラス組成物は、抵抗体とされたとき、抵抗体中で導電性材料及び添加物を基板と結着させる役割を持つ。ガラス組成物は、原料として、修飾酸化物成分、網目形成酸化物成分等を混合して用いることができる。主たる修飾酸化物成分としては、アルカリ土類酸化物、具体的にはCaO、SrO、BaOから選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。また、網目形成酸化物成分としては、B23及びSiO2を挙げることができる。また、前記主たる修飾酸化物成分の他、その他の修飾酸化物成分として、任意の金属酸化物を用いることができる。具体的な金属酸化物は、例えばZrO2、Al23、ZnO、CuO、NiO、CoO、MnO、Cr23、V25、MgO、Li2O、Na2O、K2O、TiO2、SnO2、Y23、Fe23等から選ばれる少なくとも一種であり、中でもZrO2、Al23、MnOから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。 When the glass composition is a resistor, it has a role of binding the conductive material and the additive to the substrate in the resistor. The glass composition can be used by mixing a modified oxide component, a network-forming oxide component, or the like as a raw material. Examples of the main modifying oxide component include alkaline earth oxides, specifically, at least one selected from CaO, SrO, and BaO. Examples of the network forming oxide component include B 2 O 3 and SiO 2 . In addition to the main modified oxide component, any other metal oxide can be used as another modified oxide component. Specific metal oxides, for example ZrO 2, Al 2 O 3, ZnO, CuO, NiO, CoO, MnO, Cr 2 O 3, V 2 O 5, MgO, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O , TiO 2 , SnO 2 , Y 2 O 3 , Fe 2 O 3, etc., among which at least one selected from ZrO 2 , Al 2 O 3 , and MnO is preferable.

ガラス組成物における各成分の含有量にはそれぞれ最適範囲が存在し、例えば主たる修飾酸化物成分の含有量が少なすぎると、導電性材料との反応性が低下し、TCR、STOL特性を劣化させるおそれがある。逆に、主たる修飾酸化物成分の含有量が多すぎる場合、抵抗体を形成した時に、過剰な金属酸化物の析出が起こり、特性、信頼性を劣化させるおそれがある。網目形成酸化物成分の含有量が少ない場合、ガラス組成物の軟化点が高くなるため、所定の焼成温度にて抵抗体を形成した場合、抵抗体の焼結が不十分となり、信頼性を著しく低下させるおそれがある。逆に、網目形成酸化物成分の含有量が多すぎる場合、ガラス組成物の耐水性が低下するため、抵抗体としたときの信頼性を著しく低下させるおそれがある。また、その他の修飾酸化物成分の含有量が少なすぎる場合、ガラス組成物の耐水性が低下するため、抵抗体としたときの信頼性を著しく低下させるおそれがある。逆に、その他の修飾酸化物成分の含有量が多すぎる場合、抵抗体を形成した時に、過剰な金属酸化物の析出が起こり、特性、信頼性を劣化させるおそれがある。   There is an optimum range for the content of each component in the glass composition. For example, if the content of the main modifying oxide component is too small, the reactivity with the conductive material is lowered and the TCR and STOL characteristics are deteriorated. There is a fear. On the other hand, when the content of the main modifying oxide component is too large, when a resistor is formed, excessive metal oxide may be deposited, which may deteriorate the characteristics and reliability. When the content of the network-forming oxide component is small, the softening point of the glass composition becomes high. Therefore, when a resistor is formed at a predetermined firing temperature, the resistor is not sufficiently sintered and the reliability is remarkably improved. May decrease. On the other hand, when the content of the network-forming oxide component is too large, the water resistance of the glass composition is lowered, and thus there is a possibility that the reliability when a resistor is used is significantly lowered. Moreover, when there is too little content of another modification oxide component, since the water resistance of a glass composition falls, there exists a possibility that the reliability when it may be set as a resistor may fall remarkably. On the other hand, when the content of other modified oxide components is too large, when a resistor is formed, excessive metal oxide may be deposited, which may deteriorate the characteristics and reliability.

抵抗体ペースト中のガラス組成物の含有量は、導電性材料、ガラス組成物、添加物の合計の重量を100重量%とした時に、47.7重量%〜90.6重量%とするのが好ましい。含有量が少ない場合、導電性材料、添加物の結着が不十分となり、信頼性が著しく低下するおそれがある。逆に、ガラス組成物の含有量が前記範囲を越えると、抵抗値が高くなり過ぎてしまい、抵抗体ペーストとしての使用に適さなくなるおそれがある。   The content of the glass composition in the resistor paste is 47.7 wt% to 90.6 wt% when the total weight of the conductive material, the glass composition, and the additive is 100 wt%. preferable. When the content is small, the binding of the conductive material and the additive becomes insufficient, and the reliability may be significantly lowered. On the other hand, if the content of the glass composition exceeds the above range, the resistance value becomes too high, which may make it unsuitable for use as a resistor paste.

抵抗体ペーストには、前述のガラス組成物、導電性材料の他、特性の調整等を目的として、添加物が含まれていてもよい。抵抗体ペーストにおける添加物の含有量は、ガラス組成物、導電性材料、及び添加物の合計重量を100重量%とした場合に、0〜27.2重量%とするのが好ましく、1.0重量%〜27.2重量%とするのがより好ましい。添加物の含有量が少ない場合、十分な特性の調整が困難となる。逆に、添加物の含有量が多すぎる場合、導電性材料、添加物の結着が不十分となり、信頼性が著しく低下するおそれがある。   In addition to the glass composition and the conductive material described above, the resistor paste may contain an additive for the purpose of adjusting characteristics. The content of the additive in the resistor paste is preferably 0 to 27.2% by weight when the total weight of the glass composition, the conductive material, and the additive is 100% by weight. It is more preferable to set it as weight%-27.2 weight%. When the content of the additive is small, it is difficult to sufficiently adjust the characteristics. On the other hand, when the content of the additive is too large, the binding of the conductive material and the additive becomes insufficient, and the reliability may be significantly reduced.

添加物としては、任意の金属酸化物を用いることができる。具体的には、MgO、TiO2、SnO2、ZnO、CoO、CuO、NiO、MnO、Mn34、Fe23、Cr23、Y23、V25等が挙げられる。中でも、TCR調整剤として効果の高い酸化物であるCuO、NiO、MgOが好ましい。それぞれの添加物の含有量が多すぎる場合、STOL特性が劣化するおそれがある。 Any metal oxide can be used as the additive. Specifically, like MgO, TiO 2, SnO 2, ZnO, CoO, CuO, NiO, MnO, Mn 3 O 4, Fe 2 O 3, Cr 2 O 3, Y 2 O 3, V 2 O 5 and the like It is done. Among these, CuO, NiO, and MgO, which are highly effective oxides as a TCR adjuster, are preferable. When there is too much content of each additive, there exists a possibility that a STOL characteristic may deteriorate.

有機ビヒクルは、ガラス組成物、導電性材料と添加物とを混練しペースト化させる役割を有し、この種の抵抗体ペーストに用いられるものがいずれも使用可能である。有機ビヒクルは、バインダを有機溶剤中に溶解することによって調製されるものである。バインダとしては、特に限定されず、例えば、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等、各種バインダから適宜選択すればよい。有機溶剤も限定されず、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン等、各種有機溶剤から適宜選択すればよい。さらに、抵抗体ペーストの物性を調節するために、分散剤等の各種添加剤を加えてもよい。   The organic vehicle has a role of kneading the glass composition, the conductive material, and the additive into a paste, and any of those used for this type of resistor paste can be used. An organic vehicle is prepared by dissolving a binder in an organic solvent. It does not specifically limit as a binder, For example, what is necessary is just to select suitably from various binders, such as an ethyl cellulose and polyvinyl butyral. The organic solvent is not limited, and may be appropriately selected from various organic solvents such as terpineol, butyl carbitol, acetone, and toluene. Furthermore, in order to adjust the physical properties of the resistor paste, various additives such as a dispersant may be added.

前記有機ビヒクルの配合比率であるが、ガラス組成物、導電性材料、及び添加物を合計した合計重量(W1)と、有機ビヒクルの重量(W2)の比率(W2/W1)が、0.25〜4(W2:W1=1:0.25〜1:4)であることが好ましい。より好ましくは、前記比率(W2/W1)が0.5〜2である。前記比率を外れると、抵抗体を例えば基板上に形成するのに適した粘度の抵抗体ペーストを得ることができなくなるおそれがある。   The organic vehicle compounding ratio is a ratio (W2 / W1) of the total weight (W1) of the glass composition, the conductive material, and the additive to the weight (W2) of the organic vehicle (0.25). -4 (W2: W1 = 1: 0.25 to 1: 4) is preferable. More preferably, the ratio (W2 / W1) is 0.5-2. If the ratio is outside the above range, a resistor paste having a viscosity suitable for forming a resistor on, for example, a substrate may not be obtained.

抵抗体ペーストは、前述の各成分、すなわちガラス組成物、導電性材料、添加物を有機ビヒクルと混合することにより調製するが、このとき、本発明では、各成分を混合する工程に改良を加える。   The resistor paste is prepared by mixing the above-described components, that is, the glass composition, the conductive material, and the additive with the organic vehicle. At this time, in the present invention, the process of mixing the components is improved. .

すなわち、従来は、各成分(ガラス組成物、導電性材料、添加物)を一括して有機ビヒクルに投入し混合するが、ここでは、予め導電性材料と添加物を前混合し、得られた混合物をガラス組成物及び有機ビヒクルと混合、混練する。   That is, in the past, each component (glass composition, conductive material, additive) was put into an organic vehicle and mixed together, but here, the conductive material and additive were premixed in advance. The mixture is mixed and kneaded with the glass composition and the organic vehicle.

ここで、前記前処理は、例えばボールミルにて行うことが好ましい。ボールミルによる混合では、粉砕混合となり、導電性材料と添加物の分散状態を制御するのに好適である。このボールミルによる前混合では、セラミックポットやZrO2ボールを用いることが好ましい。また、ボールミルによる前混合時間は、4時間以上とすることが好ましい。前混合時間が4時間未満であると、導電性材料と添加物の分散状態の均一化が不十分になり、所定の効果が得られなくなるおそれがある。 Here, the pretreatment is preferably performed by, for example, a ball mill. The mixing by the ball mill is pulverized and mixed, which is suitable for controlling the dispersion state of the conductive material and the additive. In the premixing by this ball mill, it is preferable to use a ceramic pot or a ZrO 2 ball. The premixing time by the ball mill is preferably 4 hours or more. If the premixing time is less than 4 hours, the dispersion state of the conductive material and the additive is not sufficiently uniform, and the predetermined effect may not be obtained.

一方、有機ビヒクルとの混合、混練は、3本ロールミルにて行うことが好ましい。3本ロールミルは、量産性に優れ、簡便に混合、混練を行うことができる。   On the other hand, the mixing and kneading with the organic vehicle is preferably performed by a three-roll mill. The three-roll mill is excellent in mass productivity and can be easily mixed and kneaded.

厚膜抵抗体を形成するには、前述の成分を含む抵抗体ペーストを例えば基板上にスクリーン印刷等の手法で印刷(塗布)し、温度800℃〜900℃、例えば850℃で焼成すればよい。基板としては、Al23基板やBaTiO3基板の誘電体基板や、低温焼成セラミック基板、AlN基板等を用いることができる。基板形態としては、単層基板、複合基板、多層基板のいずれであってもよい。多層基板の場合、抵抗体は、表面に形成してもよいし、内部に形成してもよい。 In order to form a thick film resistor, a resistor paste containing the above-mentioned components may be printed (applied) on a substrate by a method such as screen printing and fired at a temperature of 800 ° C. to 900 ° C., for example, 850 ° C. . As the substrate, a dielectric substrate such as an Al 2 O 3 substrate or a BaTiO 3 substrate, a low-temperature fired ceramic substrate, an AlN substrate, or the like can be used. The substrate form may be any of a single layer substrate, a composite substrate, and a multilayer substrate. In the case of a multilayer substrate, the resistor may be formed on the surface or inside.

厚膜抵抗体の形成に際しては、通常、基板に電極となる導電パターンを形成するが、この導電パターンは、例えば、AgやPt、Pd等を含むAg系の良導電材料を含む導電ペーストを印刷することにより形成することができる。また、形成した抵抗体の表面に、ガラス膜等の保護膜を形成してもよい。   When forming a thick film resistor, a conductive pattern to be an electrode is usually formed on a substrate, and this conductive pattern is printed with a conductive paste containing an Ag-based highly conductive material including Ag, Pt, Pd, etc., for example. Can be formed. Further, a protective film such as a glass film may be formed on the surface of the formed resistor.

本発明の厚膜抵抗体は、各種電子部品に適用可能である。適用可能な電子部品としては特に限定されないが、例えば単層または多層の回路基板、チップ抵抗器等の抵抗器、アイソレータ素子、C−R複合素子、モジュール素子の他、積層チップコンデンサ等のコンデンサやインダクタ等が挙げられ、コンデンサやインダクタ等の電極部分にも適用することができる。   The thick film resistor of the present invention can be applied to various electronic components. The applicable electronic component is not particularly limited. For example, a single-layer or multilayer circuit board, a resistor such as a chip resistor, an isolator element, a CR composite element, a module element, a capacitor such as a multilayer chip capacitor, Examples include inductors, and the present invention can also be applied to electrode parts such as capacitors and inductors.

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。なお、本発明が以下の実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。   Hereinafter, specific examples to which the present invention is applied will be described based on experimental results. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.

<導電性材料の作製>
CaCO3粉末とRuO2粉末をCaRuO3となるように秤量し、ボールミルにて混合して乾燥した。得られた粉末を5℃/分の速度で1200℃まで昇温し、その温度に5時間保持した後、5℃/分の速度で室温まで冷却することによってCaRuO3の粉末を得た。得られた導電性材料は、ボールミルにて粉砕した。
<Production of conductive material>
CaCO 3 powder and RuO 2 powder were weighed to become CaRuO 3 , mixed in a ball mill and dried. The obtained powder was heated to 1200 ° C. at a rate of 5 ° C./min, held at that temperature for 5 hours, and then cooled to room temperature at a rate of 5 ° C./min to obtain a CaRuO 3 powder. The obtained conductive material was pulverized by a ball mill.

<ガラス組成物の作製>
23、SiO2、CaCO3、ZrO2を所定量秤量し、ボールミルにて混合した後、乾燥した。得られた粉末を5℃/分の速度で1300℃まで昇温し、その温度に1時間保持した後に急冷し、ガラス化した。得られたガラス化物をボールミルで粉砕し、ガラス組成物粉末を得た。
<Preparation of glass composition>
B 2 O 3 , SiO 2 , CaCO 3 and ZrO 2 were weighed in predetermined amounts, mixed in a ball mill, and then dried. The obtained powder was heated to 1300 ° C. at a rate of 5 ° C./min, held at that temperature for 1 hour, then rapidly cooled and vitrified. The obtained vitrified product was pulverized with a ball mill to obtain a glass composition powder.

<添加物>
添加物として、CuO、NiO、MgOを用いた。
<Additives>
CuO, NiO, and MgO were used as additives.

<有機ビヒクルの作製>
バインダとしてエチルセルロース、有機溶剤としてテルピネオールを用い、有機溶剤を加熱撹拌しながらバインダを溶かして、有機ビヒクルを作製した。
<Preparation of organic vehicle>
Using ethyl cellulose as the binder and terpineol as the organic solvent, the binder was dissolved while heating and stirring the organic solvent to prepare an organic vehicle.

<抵抗体ペーストの作製>
前述の導電性材料の粉末と、ガラス組成物粉末、添加物、及び有機ビヒクルを各組成となるように秤量し、混合、混練し、抵抗体ペーストを得た。抵抗体ペーストの組成は、導電性材料(CaRuO3)19.8重量%、ガラス組成物(B23−SiO2−CaCO3−ZrO2)55.0重量%、添加物であるNiO16.7重量%、MgO5.0重量%、CuO3.5重量%である。なお、組成は、導電性材料、ガラス組成物、添加物の合計重量を100とした時の各成分の重量比率である。
<Preparation of resistor paste>
The above-mentioned conductive material powder, glass composition powder, additive, and organic vehicle were weighed so as to have each composition, mixed and kneaded to obtain a resistor paste. The composition of the resistor paste, the conductive material (CaRuO 3) 19.8 wt%, the glass composition (B 2 O 3 -SiO 2 -CaCO 3 -ZrO 2) 55.0 % by weight and additives NiO16. 7 wt%, MgO 5.0 wt%, and CuO 3.5 wt%. In addition, a composition is a weight ratio of each component when the total weight of an electroconductive material, a glass composition, and an additive is 100.

この抵抗体ペーストの作製において、比較例ペーストでは、通常方法、すなわち、秤量した各粉末を一括して有機ビヒクル中に投入して混合し、3本ロールミルにて混練することにより抵抗体ペーストを調製した。実施例ペーストでは、秤量した各粉末のうち、導電性材料と添加物のみをボールミルにて前混合し、得られた混合物をガラス組成物とともに有機ビヒクル中に投入し、3本ロールミルにて混練することにより抵抗体ペーストを調製した。前混合条件としては、ポット材質をAl23ポット、ボールをZrO2ボールとし、4時間粉砕混合を行った。 In the production of this resistor paste, in the comparative paste, the resistor paste is prepared by the usual method, that is, by weighing and mixing each powder in an organic vehicle and kneading in a three-roll mill. did. In the example paste, among the weighed powders, only the conductive material and the additive are premixed in a ball mill, and the obtained mixture is put into an organic vehicle together with the glass composition and kneaded in a three-roll mill. Thus, a resistor paste was prepared. As premixing conditions, the pot material was an Al 2 O 3 pot and the ball was a ZrO 2 ball, and pulverized and mixed for 4 hours.

なお、いずれの場合にも、導電性材料粉末、ガラス組成物粉末及び添加物粉末の合計重量と有機ビヒクルの重量の比は、得られた抵抗体ペーストがスクリーン印刷に適した粘度となるように、重量比で1:0.25〜1:4の範囲で調合し、抵抗体ペーストを作製した。   In any case, the ratio of the total weight of the conductive material powder, the glass composition powder and the additive powder to the weight of the organic vehicle is such that the obtained resistor paste has a viscosity suitable for screen printing. The resistor paste was prepared in a weight ratio of 1: 0.25 to 1: 4.

<抵抗体の作製>
96%のアルミナ基板上に、Ag−Pt導体ペーストを所定形状にスクリーン印刷して乾燥させた。Ag−Pt導体ペーストにおけるAgの割合は95重量%、Ptの割合は5重量%とした。このアルミナ基板をベルト炉に入れ、投入から排出まで1時間のパターンで焼き付けを行った。この時の焼き付け温度は850℃、その温度での保持時間は10分間とした。
<Fabrication of resistor>
On a 96% alumina substrate, the Ag—Pt conductor paste was screen printed in a predetermined shape and dried. The Ag ratio in the Ag-Pt conductor paste was 95% by weight, and the Pt ratio was 5% by weight. This alumina substrate was placed in a belt furnace and baked in a pattern of 1 hour from charging to discharging. The baking temperature at this time was 850 ° C., and the holding time at that temperature was 10 minutes.

このようにして導体が形成されたアルミナ基板上に、先に作製した抵抗体ペースト(比較例ペースト及び実施例ペースト)をスクリーン印刷法にて所定の形状(1mm×1mmの方形状)のパターンで塗布し、乾燥した。その後、導体焼き付けと同じ条件で抵抗体ペーストを焼き付け、厚膜抵抗体を得た。比較例ペーストを用いて作製された厚膜抵抗体を比較例抵抗体、実施例ペーストを用いて作製された厚膜抵抗体を実施例抵抗体とする。   On the alumina substrate on which the conductor is formed in this way, the resistor paste (the comparative example paste and the example paste) prepared previously is patterned in a predetermined shape (1 mm × 1 mm square shape) by screen printing. Applied and dried. Thereafter, the resistor paste was baked under the same conditions as the conductor baking to obtain a thick film resistor. A thick film resistor manufactured using the comparative paste is a comparative resistor, and a thick film resistor manufactured using the example paste is an example resistor.

<抵抗体ペーストの評価>
(1)ペースト寿命
抵抗体ペーストの粘度が±50%以上変化し、スクリーン印刷するのに適さなくなるまでの時間を計測した。この時間は、約1ヶ月、すなわち1000時間以上であることが好ましい。
<Evaluation of resistor paste>
(1) Paste life The time until the viscosity of the resistor paste changed by ± 50% or more and became unsuitable for screen printing was measured. This time is preferably about one month, ie 1000 hours or more.

<抵抗体の特性評価>
(1)抵抗値
Agilent Technologies 社製の製品番号 34401Aにより測定。試料数24個の平均値を求めた。
<Evaluation of resistor characteristics>
(1) Resistance value
Measured with Agilent Technologies product number 34401A. The average value of 24 samples was determined.

(2)TCR
室温25℃を基準として、−55℃及び125℃へ温度を変えた時の抵抗値変化率を求めた。試料数10個の平均値である。−55℃、25℃、125℃の抵抗値をR-55、R25、R125(Ω/□)とおくと、TCR(ppm/℃)=[(R-55-R25)/R25/80]×1000000、あるいは、TCR(ppm/℃)=[(R125-R25)/R25/100]×1000000である。数値の大きい方をTCR値とした。
(2) TCR
The resistance value change rate when the temperature was changed to −55 ° C. and 125 ° C. was obtained based on the room temperature of 25 ° C. The average value of 10 samples. TCR (ppm / ° C) = [(R-55-R25) / R25 / 80] x resistance values of -55 ° C, 25 ° C, 125 ° C are R-55, R25, R125 (Ω / □) 1000000, or TCR (ppm / ° C.) = [(R125−R25) / R25 / 100] × 1000000. The larger value was taken as the TCR value.

(3)STOL(耐電圧特性)
厚膜抵抗体に試験電圧を5秒間印加し、その前後における抵抗値の変化率を求めた。試料数10個の平均値である。試験電圧=2.5×定格電圧であり、定格電圧=√(R/8)、Rは抵抗値(Ω/□)である。計算した試験電圧が200Vを越える抵抗値を持つ抵抗体については、試験電圧を200Vにて行った。
(3) STOL (withstand voltage characteristics)
A test voltage was applied to the thick film resistor for 5 seconds, and the change rate of the resistance value before and after that was determined. The average value of 10 samples. Test voltage = 2.5 × rated voltage, rated voltage = √ (R / 8), and R is a resistance value (Ω / □). For resistors having a resistance value with the calculated test voltage exceeding 200V, the test voltage was 200V.

<評価結果>
先ず、比較例ペーストのペースト寿命は、500時間以内であった。したがって、ペースト寿命としては、要求よりも短い。また、比較例抵抗体の抵抗値は1.726MΩ、TCRは−95ppm/℃、STOLは−15.1%であった。
<Evaluation results>
First, the paste life of the comparative example paste was within 500 hours. Therefore, the paste life is shorter than required. Moreover, the resistance value of the comparative example resistor was 1.726 MΩ, the TCR was −95 ppm / ° C., and the STOL was −15.1%.

同様に、実施例ペーストについても、ペースト寿命を調べたところ、2000時間以上と十分なペースト寿命が確保されていた。また、実施例抵抗体の抵抗値は1.807MΩ、TCRは−64ppm/℃、STOLは−4.9%であった。   Similarly, when the paste life of the example paste was examined, a sufficient paste life of 2000 hours or more was secured. Moreover, the resistance value of the example resistor was 1.807 MΩ, the TCR was −64 ppm / ° C., and the STOL was −4.9%.

これら比較例及び実施例の抵抗体ペースト、及び厚膜抵抗体の特性を比較すると明らかなように、抵抗体ペーストの製造方法を最適化することで、ペースト寿命を十分に確保することができ、また、高い抵抗値を有する厚膜抵抗体の形成において、TCR特性とSTOL特性を両立することができることがわかる。   As is clear when comparing the characteristics of the resistor pastes of these comparative examples and examples, and thick film resistors, by optimizing the resistor paste manufacturing method, the paste life can be sufficiently secured, It can also be seen that both the TCR characteristic and the STOL characteristic can be achieved in the formation of the thick film resistor having a high resistance value.

Claims (11)

ガラス組成物、導電性材料、及び添加物を有機ビヒクル中に分散させる抵抗体ペーストの製造方法であって、
予め導電性材料と添加物を前混合し、得られた混合物をガラス組成物及び有機ビヒクルと混合、混練することを特徴とする抵抗体ペーストの製造方法。
A method of manufacturing a resistor paste in which a glass composition, a conductive material, and an additive are dispersed in an organic vehicle,
A method for producing a resistor paste, wherein a conductive material and an additive are premixed in advance, and the resulting mixture is mixed and kneaded with a glass composition and an organic vehicle.
前記前混合をボールミルにて行うことを特徴とする請求項1記載の抵抗体ペーストの製造方法。   2. The method of manufacturing a resistor paste according to claim 1, wherein the premixing is performed by a ball mill. セラミックポットを用いて前記ボールミルによる前混合を行うことを特徴とする請求項2記載の抵抗体ペーストの製造方法。   3. The method of manufacturing a resistor paste according to claim 2, wherein pre-mixing by the ball mill is performed using a ceramic pot. ZrO2ボールを用いて前記ボールミルによる前混合を行うことを特徴とする請求項2記載の抵抗体ペーストの製造方法。 The method for producing a resistor paste according to claim 2, wherein premixing is performed by the ball mill using ZrO 2 balls. 前記前混合の時間を4時間以上とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の抵抗体ペーストの製造方法。   The method of manufacturing a resistor paste according to claim 1, wherein the premixing time is 4 hours or more. 前記混練を3本ロールミルにて行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の抵抗体ペーストの製造方法。   The method for producing a resistor paste according to any one of claims 1 to 5, wherein the kneading is performed by a three-roll mill. 前記導電性材料が、RuO2、Ru複合酸化物の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の抵抗体ペーストの製造方法。 The method for producing a resistor paste according to claim 1, wherein the conductive material is at least one of RuO 2 and Ru composite oxide. 前記導電性材料が、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Bi2Ru27から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項7記載の抵抗体ペーストの製造方法。 The conductive material, RuO 2, CaRuO 3, SrRuO 3, BaRuO 3, Bi 2 process according to claim 7, wherein the resistive paste, characterized in that at least one selected from Ru 2 O 7. 前記ガラス組成物は、主たる修飾酸化物成分としてCaO、SrO及びBaOから選ばれる少なくとも1種と、網目形成酸化物成分としてB23及びSiO2から選ばれる少なくとも1種とを含有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の抵抗体ペーストの製造方法。 The glass composition contains at least one selected from CaO, SrO, and BaO as a main modifying oxide component, and at least one selected from B 2 O 3 and SiO 2 as a network forming oxide component. The method for producing a resistor paste according to claim 1, wherein the resistor paste is produced. 前記ガラス組成物が、その他の修飾酸化物成分としてZrO2を含有することを特徴とする請求項9記載の抵抗体ペーストの製造方法。 The method for producing a resistor paste according to claim 9, wherein the glass composition contains ZrO 2 as another modified oxide component. 前記添加物が、NiO、CuO、MgOから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載の抵抗体ペーストの製造方法。   The method of manufacturing a resistor paste according to any one of claims 1 to 10, wherein the additive is at least one selected from NiO, CuO, and MgO.
JP2004012476A 2004-01-20 2004-01-20 Production process of resistor paste Withdrawn JP2005209739A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004012476A JP2005209739A (en) 2004-01-20 2004-01-20 Production process of resistor paste

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004012476A JP2005209739A (en) 2004-01-20 2004-01-20 Production process of resistor paste

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005209739A true JP2005209739A (en) 2005-08-04

Family

ID=34898837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004012476A Withdrawn JP2005209739A (en) 2004-01-20 2004-01-20 Production process of resistor paste

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005209739A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005235754A (en) Conductive material, its manufacturing method, resistor paste, resistor and electronic component
KR100693896B1 (en) Thick-film resistor paste and thick-film resistor
KR100686533B1 (en) Glass composition for thick film resistor paste, thick film resistor paste, thick-film resistor, and electronic device
JP2006108610A (en) Conductive material, resistor paste, resistor and electronic component
JP4221417B2 (en) Thick film resistor paste, thick film resistor and electronic component
JP2006108611A (en) Glass composition for resistor paste, resistor paste employing it, resistor, and electronic component
JP2005236274A (en) Resistive paste, resistor and electronic components
JP2005244115A (en) Resistor paste, resistor and electronic part
JP2005209744A (en) Thick film resistor paste, thick film resistor, electronic component
JP2006261350A (en) Resistor paste and resistor
JP3800614B1 (en) Thick film resistor paste and thick film resistor
JP2005129806A (en) Resistor paste and thick film resistor
JP4440859B2 (en) Thick film resistor paste, thick film resistor and electronic component
JP2005209739A (en) Production process of resistor paste
JP2005209738A (en) Thick film resistor and its production process
JP2006261348A (en) Resistor paste and resistor
JP2005235756A (en) Resistor paste, its manufacturing method, resistor and electronic component
JP2006261349A (en) Resistor paste and resistor
JP2006165347A (en) Resistor paste, resistor and electronic component
JP2005209737A (en) Conductive material and its production process, resistor paste, resistor, electronic component
JP2006079908A (en) Conductive material, manufacturing method of the same, resistive element paste, resistive element and electronic parts
JP2005209745A (en) Resistor paste and its production process, resistor, and electronic component
JP2005206396A (en) Method of preparing glass composition, method of preparing resistor paste, method of manufacturing resistor and method of manufacturing electronic component
JP2005209747A (en) Resistor paste and its production process, resistor, electronic component
JP2006073718A (en) Thick film resistor paste and thick film resistor, electronic part

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070403