JP2006225235A - Method of suppressing decomposition of perovskite type compound - Google Patents

Method of suppressing decomposition of perovskite type compound Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely suppress the decomposition of a perovskite type compound at the time of heat-treating the perovskite type compound in the state that the compound is made into contact with glass. <P>SOLUTION: When the perovskite type compound containing the A-site element and a B-site element and expressed by ABO<SB>3</SB>is heat-treated in the state that the compound is made into contact with glass, a decomposition suppressing compound containing an element having smaller intensity for forming a cationic electric field than that of an A-site element is added. The intensity for forming the cationic electric field is obtained by the formula of (atomic valence)/(ionic radius)<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば厚膜抵抗体において導電性材料として用いられるCaRuO等のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法に関するものである。 The present invention relates to a method for suppressing decomposition of a perovskite type compound such as CaRuO 3 used as a conductive material in a thick film resistor, for example.

絶縁材料(ガラス)や導電性材料を含む厚膜抵抗体ペーストを基板上に塗布し焼成することによって形成される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(RuO)や鉛ルテニウム複合酸化物(PbRu)等の粒子(導電粒子)が用いられ、ガラスとしてPbO系ガラスが用いられている。ガラスは、導電粒子と基板との結着剤としての機能を果たし、これら導電粒子とガラスの比率によって抵抗値調整が可能である。 In a thick film resistor formed by applying a thick film resistor paste containing an insulating material (glass) or a conductive material on a substrate and firing, usually, ruthenium oxide (RuO 2 ) or lead is used as the conductive material. Particles (conductive particles) such as ruthenium composite oxide (Pb 2 Ru 2 O 6 ) are used, and PbO-based glass is used as the glass. Glass functions as a binder between the conductive particles and the substrate, and the resistance value can be adjusted by the ratio of the conductive particles to the glass.

近年、環境問題が盛んに議論されてきており、例えばはんだ材料等においては、鉛を除外することが求められている。厚膜抵抗体も例外ではなく、したがって、環境に配慮した場合、PbO系ガラスは勿論のこと、導電性材料であるPbRuの使用も避けなければならない。このような状況から、使用するガラスや導電性材料等から鉛を排除した鉛フリーの厚膜抵抗体ペーストについての研究がなされており、例えば特許文献1等に記載されるRu複合酸化物は、酸化ルテニウムに比べて高い抵抗値を実現し得ることから、鉛ルテニウム複合酸化物に代わる導電性材料として有望視されている。 In recent years, environmental problems have been actively discussed. For example, in solder materials and the like, it is required to exclude lead. Thick film resistors are no exception. Therefore, in consideration of the environment, the use of Pb 2 Ru 2 O 6 which is a conductive material as well as PbO glass must be avoided. Under such circumstances, research has been made on lead-free thick film resistor pastes in which lead is excluded from the glass or conductive material used. For example, the Ru composite oxide described in Patent Document 1 Since a high resistance value can be realized as compared with ruthenium oxide, it is regarded as a promising conductive material in place of lead-ruthenium composite oxide.

あるいは、例えば特許文献2や特許文献3には、鉛フリーの厚膜抵抗体の温度特性(TCR)や短時間過負荷(STOL)等の改善を目的に、CaTiO等のペロブスカイト型結晶構造を持つ酸化物を添加物として加えることが開示されている。
特開2002−198203号公報 特開2003−197405号公報 特開2004−356266号公報
Alternatively, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3 describe a perovskite crystal structure such as CaTiO 3 for the purpose of improving the temperature characteristics (TCR) and short-time overload (STOL) of a lead-free thick film resistor. It is disclosed that an oxide having an additive is added as an additive.
JP 2002-198203 A JP 2003-197405 A JP 2004-356266 A

ところで、前記導電性材料としてのRu複合酸化物としては、CaRuOやSrRuO等、ペロブスカイト型化合物が代表的であるが、これらペロブスカイト型化合物は、ガラスと混合して熱処理を行うと、容易に分解されて酸化ルテニウムとなり、所望の抵抗値が得られないという問題がある。前記厚膜抵抗体ペーストにおいては、焼成により厚膜抵抗体を形成する必要があり、前記導電性材料(ペロブスカイト型化合物)の分解は避けられず、その結果、抵抗値の変動を招くばかりか、他の特性にも悪影響を及ぼすおそれがある。 By the way, the Ru composite oxide as the conductive material is typically a perovskite type compound such as CaRuO 3 or SrRuO 3 , but these perovskite type compounds are easily mixed with glass and subjected to heat treatment. There is a problem that it is decomposed to become ruthenium oxide and a desired resistance value cannot be obtained. In the thick film resistor paste, it is necessary to form a thick film resistor by firing, the decomposition of the conductive material (perovskite type compound) is inevitable, as a result, not only the resistance value variation, Other properties may be adversely affected.

同様に、添加物として加えられるペロブスカイト型結晶構造を持つ酸化物も、やはり厚膜抵抗体ペーストとしてガラスと混合して熱処理を行うと、容易に分解して十分にその機能を発揮できないという問題がある。   Similarly, an oxide having a perovskite crystal structure added as an additive also has a problem that when it is mixed with glass as a thick film resistor paste and heat-treated, it is easily decomposed and cannot fully function. is there.

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、ペロブスカイト型化合物をガラスと接触させた状態で熱処理を行った場合にも、確実にペロブスカイト型化合物の分解を抑制することが可能なペロブスカイト型化合物の分解抑制方法を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and reliably suppresses the decomposition of the perovskite compound even when heat treatment is performed in a state where the perovskite compound is in contact with glass. It is an object of the present invention to provide a method for inhibiting the decomposition of a perovskite compound capable of undergoing

本発明者は、前述の目的を達成するために、長期に亘り鋭意研究を重ねてきた。その結果、陽イオンの電場を作る強度に着目し、ペロブスカイト型化合物のAサイト元素に対して適正な強度を持った元素を選定し、当該元素を含む化合物を添加することで、効果的にペロブスカイト型化合物の分解を抑制し得るとの知見を得るに至った。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has intensively studied for a long time. As a result, paying attention to the strength that creates the electric field of the cation, by selecting an element having an appropriate strength with respect to the A-site element of the perovskite type compound and adding a compound containing the element, the perovskite can be effectively used. It came to the knowledge that decomposition | disassembly of a type | mold compound could be suppressed.

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り、Aサイト元素とBサイト元素を含みABOで表されるペロブスカイト型化合物をガラスと接触した状態で熱処理するに際し、原子価/(イオン半径)の値が前記Aサイト元素よりも小さな元素を含む分解抑制化合物を添加することを特徴とする。 The present invention has been completed on the basis of such findings, and when the perovskite type compound containing A-site element and B-site element and represented by ABO 3 is heat-treated in the state of contact with glass, (Ion radius) A decomposition inhibiting compound containing an element having a smaller value of 2 than the A-site element is added.

陽イオンの電場を作る強度は、原子価/(イオン半径)により算出される。例えば、Ca2+の場合、原子価は2、イオン半径は0.99Åであり、電場を作る強度は2.04と計算される。同様に、各元素について、陽イオンの電場を作る強度を計算することができる。 The intensity that creates the electric field of the cation is calculated by the valence / (ion radius) 2 . For example, in the case of Ca 2+ , the valence is 2, the ionic radius is 0.99 、, and the strength for creating an electric field is calculated to be 2.04. Similarly, for each element, the intensity that creates a positive ion electric field can be calculated.

本発明では、前記陽イオンの電場を作る強度を比較し、種々のペロブスカイト型化合物に対し、これに適した元素を選定し、当該元素を含む化合物を添加することで、ペロブスカイト型化合物の分解を抑制することとする。前記元素の選定の基準は、前記陽イオンの電場を作る強度であり、ペロブスカイト化合物のAサイト元素よりも前記陽イオンの電場を作る強度が小さい元素を選び、その化合物を分解抑制化合物として添加する。これによってペロブスカイト化合物の分解が抑制される。   In the present invention, the strength of the electric field of the cation is compared, various elements are selected for various perovskite compounds, and the compounds containing the elements are added to decompose the perovskite compounds. Suppress it. The criterion for selection of the element is the strength that creates the electric field of the cation, and an element that produces the electric field of the cation is smaller than the A-site element of the perovskite compound, and the compound is added as a decomposition inhibiting compound. . This suppresses the decomposition of the perovskite compound.

前記分解抑制化合物の添加によりペロブスカイト型化合物の分解が抑制される理由について、その詳細は不明である。しかしながら、前記陽イオンの電場を作る強度が何らかの形で関与していることは間違いなく、例えばペロブスカイト化合物のAサイト元素よりも前記陽イオンの電場を作る強度が大きい元素は、前記分解抑制にほとんど寄与しない。   The details of the reason why the decomposition of the perovskite type compound is suppressed by the addition of the decomposition suppressing compound is unknown. However, there is no doubt that the intensity of the cation electric field is involved in some way. For example, an element having a higher cation electric field intensity than the A-site element of a perovskite compound is almost not effective in suppressing the decomposition. Does not contribute.

本発明によれば、ペロブスカイト型化合物をガラスと接触させた状態で熱処理を行った場合にも、確実にペロブスカイト型化合物の分解を抑制することが可能である。したがって、例えば導電性材料や添加物としてのペロブスカイト型化合物を、ガラス等と混合して厚膜抵抗体ペーストとし、これを焼成して厚膜抵抗体とした場合にも、その分解を十分に抑制することができ、ペロブスカイト型化合物の有する機能を十分に発揮させることができる。   According to the present invention, even when heat treatment is performed in a state where the perovskite compound is in contact with glass, decomposition of the perovskite compound can be reliably suppressed. Therefore, for example, when a perovskite type compound as a conductive material or additive is mixed with glass or the like to form a thick film resistor paste, and this is fired to form a thick film resistor, its decomposition is sufficiently suppressed. And the functions of the perovskite type compound can be sufficiently exhibited.

以下、本発明を適用したペロブスカイト型化合物の分解抑制方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, a method for inhibiting decomposition of a perovskite compound to which the present invention is applied will be described in detail.

本発明において、分解抑制対象となるペロブスカイト型化合物は、Aサイト元素とBサイト元素を含み、一般式ABOで表される化合物である。この場合、その種類は特に限定されず、あらゆる種類のペロブスカイト型化合物の分解抑制に適用することができる。具体的には、厚膜抵抗体の導電性材料として用いられるCaRuO、SrRuO、BaRuOや、同じく厚膜抵抗体において添加物として用いられるCaTiO、NiTiO、MnTiO、CoTiO、FeTiO、CuTiO、MgTiO、SrTiO、BaTiO等であるが、勿論、これらに限定されるものではない。 In the present invention, the perovskite type compound to be decomposed is a compound that contains an A site element and a B site element and is represented by the general formula ABO 3 . In this case, the type is not particularly limited, and can be applied to suppress decomposition of all types of perovskite compounds. Specifically, CaRuO 3 , SrRuO 3 , BaRuO 3 used as conductive materials for thick film resistors, and CaTiO 3 , NiTiO 3 , MnTiO 3 , CoTiO 3 , FeTiO 3 that are also used as additives in thick film resistors. 3 is a CuTiO 3, MgTiO 3, SrTiO 3 , BaTiO 3 , etc., but of course, not limited thereto.

前記のようなペロブスカイト型化合物をガラスと接触させた状態、例えばガラスと混合して熱処理を行うと、通常は、ペロブスカイト型化合物とガラスとの反応により、ペロブスカイト型化合物が分解され、熱処理後にはペロブスカイト型化合物がほとんど残存しなくなるという現象が起こる。ペロブスカイト型化合物が分解し、残存しなくなると、その機能が失われ、例えば厚膜抵抗体において、所望の特性を得ることは難しい。   When the perovskite type compound is in contact with glass, for example, mixed with glass and subjected to heat treatment, the perovskite type compound is usually decomposed by the reaction between the perovskite type compound and glass, and after the heat treatment, the perovskite type compound is decomposed. A phenomenon occurs in which almost no type compound remains. When the perovskite type compound decomposes and does not remain, its function is lost. For example, it is difficult to obtain desired characteristics in a thick film resistor.

そこで、本発明においては、前記熱処理に際して、分解抑制化合物を存在させることで、前記ペロブスカイト型化合物の分解を抑制する。ただし、この場合、分解抑制化合物として、適正な化合物を用いる必要があり、任意の化合物を添加すればよいというわけではない。   Therefore, in the present invention, the decomposition of the perovskite compound is suppressed by the presence of a decomposition inhibiting compound during the heat treatment. However, in this case, it is necessary to use an appropriate compound as the decomposition inhibiting compound, and it is not necessary to add an arbitrary compound.

本発明においては、分解抑制対象となるペロブスカイト型化合物との組み合わせにおいて、陽イオンの電場を作る強度を基準として元素を選択し、当該元素を含む化合物を分解抑制化合物として用いる。具体的には、ペロブスカイト型化合物のAサイト元素よりも、前記電場を作る強度が小さい元素の化合物を分解抑制化合物として用いる。   In the present invention, in combination with a perovskite type compound to be decomposed, an element is selected on the basis of the strength that produces an electric field of a cation, and a compound containing the element is used as a decomposition inhibiting compound. Specifically, a compound of an element having a lower strength for generating the electric field than the A-site element of the perovskite type compound is used as the decomposition inhibiting compound.

前記の通り、陽イオンの電場を作る強度は、原子価/(イオン半径)により算出される。例えば、Ca2+の場合、原子価は2、イオン半径は0.99Åであり、電場を作る強度は2.04である。同様に計算すると、例えばMgやCo等は、前記Caよりも電場を作る強度が大きい。一方、BaやSr、Na、K等は、前記Caよりも電場を作る強度が小さい。したがって、分解抑制対象となるペロブスカイト型化合物のAサイト元素がCaの場合、分解抑制化合物としては、Caよりも電場を作る強度が小さいBa、Sr、Na、K等の元素を含む化合物を用いる。 As described above, the strength for generating an electric field of a cation is calculated by valence / (ion radius) 2 . For example, in the case of Ca 2+ , the valence is 2, the ionic radius is 0.99 、, and the strength for creating an electric field is 2.04. When calculated in the same manner, for example, Mg, Co, and the like have a higher strength for creating an electric field than Ca. On the other hand, Ba, Sr, Na, K, and the like have a lower strength for creating an electric field than Ca. Therefore, when the A-site element of the perovskite type compound to be decomposed is Ca, a compound containing an element such as Ba, Sr, Na, or K, which has a lower strength than Ca, is used as the decomposition-inhibiting compound.

分解抑制化合物は、前記電場を作る強度が小さい元素の化合物であれば任意の化合物を用いることができるが、通常は酸化物や、当該酸化物を含む化合物(複合酸化物等)が用いられる。好ましくは、分解抑制対象となるペロブスカイト型化合物とはBサイト元素が異なるペロブスカイト型化合物である。例えば分解抑制対象となるペロブスカイト型化合物がCaRuOである場合、前記分解抑制化合物としては、SrTiO、BaTiO、NaNbO等が好適である。 As the decomposition inhibiting compound, any compound can be used as long as it is a compound of an element that generates the electric field with a low strength. Usually, an oxide or a compound containing the oxide (such as a composite oxide) is used. Preferably, it is a perovskite type compound having a different B site element from the perovskite type compound to be decomposed. For example, when the perovskite compound to be decomposed is CaRuO 3 , SrTiO 3 , BaTiO 3 , NaNbO 3 or the like is suitable as the decomposition inhibiting compound.

前記分解抑制化合物の添加量は、任意であるが、あまり少なすぎると十分な効果が得られなくなるおそれがある。逆に、多すぎると、結果として他の成分を減らさざるを得なくなり、特性等の観点から好ましくない。したがって、前記添加量は、分解抑制対象となるペロブスカイト型化合物の質量に対して、1質量%〜40質量%とすることが好ましい。添加量を前記範囲に設定することで、十分な分解抑制効果を得ることができ、添加による悪影響も最小限に抑えることができる。   The amount of the decomposition inhibiting compound added is arbitrary, but if it is too small, there is a possibility that a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, if the amount is too large, other components must be reduced as a result, which is not preferable from the viewpoint of characteristics and the like. Therefore, the addition amount is preferably 1% by mass to 40% by mass with respect to the mass of the perovskite type compound to be decomposed. By setting the addition amount within the above range, a sufficient decomposition suppressing effect can be obtained, and adverse effects due to the addition can be minimized.

次に、厚膜抵抗体の形成を例にして、本発明の分解抑制方法について説明する。   Next, the method for suppressing decomposition according to the present invention will be described by taking the formation of a thick film resistor as an example.

厚膜抵抗体は、通常、厚膜抵抗体ペーストを焼成(焼き付け)することにより形成されるものである。使用する厚膜抵抗体ペーストは、絶縁材料であるガラス組成物、導電粒子、及び必要に応じて添加物を含み、これらが有機ビヒクルと混合されてなるものである。   The thick film resistor is usually formed by baking (baking) a thick film resistor paste. The thick film resistor paste used includes a glass composition that is an insulating material, conductive particles, and, if necessary, additives, and these are mixed with an organic vehicle.

厚膜抵抗体ペーストにおいて、導電粒子は、絶縁体であるガラス中に分散されることで、厚膜抵抗体に導電性を付与する役割を持つ。導電粒子は、環境保全上、やはり鉛を実質的に含まない導電粒子を用いることが好ましい。鉛を実質的に含まない導電粒子としては、具体的には、ルテニウム酸化物等を挙げることができる。ルテニウム酸化物としては、酸化ルテニウム(RuO、RuO等)の他、ルテニウム系パイロクロア(BiRu、TlRu等)やルテニウム複合酸化物(SrRuO、BaRuO、CaRuO、LaRuO等)等も含まれる。これらの中で、CaRuO、SrRuO、BaRuO等のペロブスカイト型化合物を用いる場合に、本発明を適用することが好ましい。 In the thick film resistor paste, the conductive particles have a role of imparting conductivity to the thick film resistor by being dispersed in the glass which is an insulator. In terms of environmental protection, it is preferable to use conductive particles that are substantially free of lead. Specific examples of the conductive particles substantially free of lead include ruthenium oxide. Examples of the ruthenium oxide include ruthenium oxide (RuO 2 , RuO 4 etc.), ruthenium-based pyrochlore (Bi 2 Ru 2 O 7 , Tl 2 Ru 2 O 7 etc.) and ruthenium composite oxides (SrRuO 3 , BaRuO 3 , CaRuO 3 , LaRuO 3, etc.) are also included. Among these, it is preferable to apply the present invention when a perovskite type compound such as CaRuO 3 , SrRuO 3 , BaRuO 3 is used.

ガラス組成物は、厚膜抵抗体とされたとき、厚膜抵抗体構造中で導電粒子及び添加物を基板と結着させる役割を持つ。ガラス組成物も、実質的に鉛を含まないものであれば任意のものを用いることができるが、例えばCaO系ガラスやSrO系ガラス、Ba系ガラス、ZnO系ガラス等が好適である。   When the glass composition is a thick film resistor, it has a role of binding the conductive particles and additives to the substrate in the thick film resistor structure. Any glass composition may be used as long as it does not substantially contain lead. For example, CaO glass, SrO glass, Ba glass, ZnO glass, and the like are suitable.

具体的には、CaO系ガラスとしては、例えばCa−B−Si−Zr(Al)−Ta(Nb)−Oガラスを挙げることができる。このCa−B−Si−Zr(Al)−Ta(Nb)−Oガラスは、CaO、SrO、BaOのいずれかを主たる修飾酸化物成分とし、BやSiOを網目形成酸化物成分とするとともに、第2の修飾酸化物成分としてZrOやAlを、さらに第3の修飾酸化物成分としてTaやNbを含有するものである。 Specifically, examples of the CaO glass include Ca—B—Si—Zr (Al) —Ta (Nb) —O glass. This Ca—B—Si—Zr (Al) —Ta (Nb) —O glass has CaO, SrO, or BaO as a main modified oxide component, and B 2 O 3 or SiO 2 as a network-forming oxide component. And ZrO 2 or Al 2 O 3 as the second modified oxide component, and Ta 2 O 5 or Nb 2 O 5 as the third modified oxide component.

あるいは、CaO系ガラスとして、Ca−B−Si−Mn−O系のガラス組成物等も使用することが可能である。Ca−B−Si−Mn−O系のガラス組成物は、CaO、B、SiO、及びMnOを含むものであり、例えばCaO10〜30モル%、B25〜40モル%、SiO15〜30モル%、MnO10〜40モル%なる組成比で構成されている。CaO系ガラス以外のガラスとしては、例えばZn−B−Si−Mg−Oガラスや、Ba−B−Si−Co−Oガラス等が使用可能である。 Alternatively, a Ca—B—Si—Mn—O based glass composition or the like can be used as the CaO based glass. The Ca—B—Si—Mn—O-based glass composition contains CaO, B 2 O 3 , SiO 2 , and MnO, for example, CaO 10 to 30 mol%, B 2 O 3 25 to 40 mol%. , SiO 2 15 to 30 mol%, MnO 10 to 40 mol% is composed of the composition ratio. As glass other than CaO-based glass, for example, Zn-B-Si-Mg-O glass, Ba-B-Si-Co-O glass, or the like can be used.

有機ビヒクルとしては、この種の厚膜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り、例えば、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂、ブチルメタクリレート等のバインダ樹脂と、ターピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、トルエン、各種アルコール、キシレン等の溶剤とを混合して用いることができる。このとき、各種の分散剤や活性剤、可塑剤等を用途等に応じて適宜併用することも可能である。   As the organic vehicle, any of those used in this type of thick film resistor paste can be used. For example, binder resins such as ethyl cellulose, polyvinyl butyral, methacrylic resin, butyl methacrylate, terpineol, butyl carbitol, butyl A solvent such as carbitol acetate, toluene, various alcohols, and xylene can be mixed and used. At this time, various dispersants, activators, plasticizers, and the like can be appropriately used in accordance with the application.

厚膜抵抗体ペーストには、前記ガラス組成物、導電性材料の他、抵抗値及び温度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。添加物としては、チタン化合物や金属酸化物等を挙げることができ、適宜選択して使用すればよい。例えばチタン化合物としてアルカリ土類金属のチタン酸化合物を添加物として使用することにより、TCRが大幅に改善される。   In addition to the glass composition and the conductive material, the thick film resistor paste may contain an additive for the purpose of adjusting the resistance value and the temperature characteristic. Examples of the additive include titanium compounds and metal oxides, which may be appropriately selected and used. For example, by using an alkaline earth metal titanate compound as an additive as a titanium compound, the TCR is greatly improved.

前記アルカリ土類金属のチタン酸化合物としては、BaTiO、SrTiO、CaTiO、MgTiO、CoTiO,NiTiO等のペロブスカイト型化合物を挙げることができる。これらチタン酸化合物は、抵抗値に応じて選択することが好ましく、また、その場合、組成もそれぞれ最適化することが好ましい。金属酸化物としては、特に、CuOやCuO等を使用することで、STOLをより一層改善することが可能である。 The titanate compound of an alkali earth metal include BaTiO 3, SrTiO 3, CaTiO 3 , MgTiO 3, CoTiO 3, NiTiO perovskite compounds such as 3. These titanic acid compounds are preferably selected according to the resistance value, and in that case, the composition is preferably optimized. As a metal oxide, STOL can be further improved by using CuO, Cu 2 O or the like.

厚膜抵抗体を形成するには、前述の各成分を含む厚膜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、850℃程度の温度で焼成すればよい。基板としては、Al基板やBaTiO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、厚膜抵抗体は、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 the thick film resistor, the thick film resistor paste containing the above-described components may be printed (applied) on the substrate by a technique such as screen printing and fired at a temperature of about 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 thick film 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系合金等の良導電性材料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、形成した厚膜抵抗体の表面に、ガラス膜等の保護膜(オーバーグレーズ)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 the substrate. This conductive pattern includes a good conductive material such as an Ag-based alloy containing Ag, Pt, Pd, or the like. It can be formed by printing a conductive paste. Further, a protective film (overglaze) such as a glass film may be formed on the surface of the formed thick film resistor.

厚膜抵抗体は、前記により形成されるものであるが、厚膜抵抗体の形成に際しては、前記の通り、導電性材料(CaRuO、SrRuO、BaRuO等)や添加物(BaTiO、SrTiO、CaTiO、MgTiO、CoTiO,NiTiO等)のペロブスカイト型化合物がガラス組成物と混合された状態で焼成(熱処理)が行われる。したがって、焼成後には、前記ペロブスカイト型化合物が分解されてしまい、それぞれの機能を十分に果たすことができない。 The thick film resistor is formed as described above. When the thick film resistor is formed, as described above, the conductive material (CaRuO 3 , SrRuO 3 , BaRuO 3, etc.) or the additive (BaTiO 3 , Firing (heat treatment) is performed in a state where a perovskite type compound such as SrTiO 3 , CaTiO 3 , MgTiO 3 , CoTiO 3 , NiTiO 3, etc.) is mixed with the glass composition. Therefore, after firing, the perovskite type compound is decomposed, and the respective functions cannot be sufficiently performed.

そこで、本発明においては、例えば導電性材料としてCaRuO、SrRuO、BaRuO等のペロブスカイト型化合物を用いる場合には、前記ペロブスカイト型化合物のAサイト元素(Ca、Sr、Ba等)より電場を作る強度が小さい元素の化合物を添加物として厚膜抵抗体ペーストに添加する。添加物としてBaTiO、SrTiO、CaTiO、MgTiO、CoTiO,NiTiO等のペロブスカイト型化合物を用いる場合には、やはり、前記ペロブスカイト型化合物のAサイト元素より電場を作る強度が小さい元素の化合物を第2の添加物として厚膜抵抗体ペーストに添加する。これにより、導電性材料や添加物として用いたペロブスカイト型化合物の分解が抑制され、これら化合物の機能が十分に発揮されて、特性に優れた厚膜抵抗体を形成することができる。 Therefore, in the present invention, when a perovskite type compound such as CaRuO 3 , SrRuO 3 , or BaRuO 3 is used as the conductive material, an electric field is applied from the A site element (Ca, Sr, Ba, etc.) of the perovskite type compound. A compound of an element having a low strength is added to the thick film resistor paste as an additive. When a perovskite type compound such as BaTiO 3 , SrTiO 3 , CaTiO 3 , MgTiO 3 , CoTiO 3 , NiTiO 3 or the like is used as an additive, an element having a smaller electric field strength than the A site element of the perovskite type compound is used. The compound is added as a second additive to the thick film resistor paste. Thereby, the decomposition of the perovskite type compound used as the conductive material or additive is suppressed, the function of these compounds is sufficiently exhibited, and a thick film resistor having excellent characteristics can be formed.

以下、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described based on experimental results.

CaRuO の分解抑制
CaRuO50質量%と、CaO系ガラス40質量%、及び添加物10質量%を混合し、850℃で10分間、焼き付けを行った。焼き付け後、CaRuOの存在量を確認した。CaRuOの存在量は、CaRuOとRuOのX線強度比(CaRuO/RuO)として算出した。
Decomposition and suppression CaRuO 3 50 wt% of CaRuO 3, CaO-based glass 40 wt%, and additives of 10 wt% were mixed for 10 minutes at 850 ° C., it was baked. After baking, the abundance of CaRuO 3 was confirmed. The abundance of CaRuO 3 was calculated as the X-ray intensity ratio (CaRuO 3 / RuO 2 ) between CaRuO 3 and RuO 2 .

表1に示す電場を作る強度を有する添加物を用い、前記存在量の違いを調べた。なお、Ca2+の電場を作る強度は、2.04である。また、比較のため、添加量を加えないで同様の焼き付けを行った。この場合には、CaRuO50質量%とCaO系ガラス50質量%を混合し、850℃で10分間、焼き付けを行った。結果を表1に示す。 Using the additive having the strength to generate the electric field shown in Table 1, the difference in the abundance was examined. In addition, the intensity | strength which produces the electric field of Ca2 + is 2.04. For comparison, the same baking was performed without adding the added amount. In this case, 50% by mass of CaRuO 3 and 50% by mass of CaO-based glass were mixed and baked at 850 ° C. for 10 minutes. The results are shown in Table 1.

Figure 2006225235
Figure 2006225235

この表1から明らかなように、Ca2+よりも電場を作る強度が小さいSr2+、Ba2+、Naを含む化合物を用いた場合に、CaRuOの分解が抑制され、焼き付け後にも残存していることがわかる。Ca2+よりも電場を作る強度が大きいMg2+やY3+を含む化合物を用いた場合には、CaRuOが分解してしまい、焼き付け後にはほとんど残っていない。 As is apparent from Table 1, when a compound containing Sr 2+ , Ba 2+ , and Na + having a lower strength than Ca 2+ is used, the decomposition of CaRuO 3 is suppressed and remains after baking. I can see that When a compound containing Mg 2+ or Y 3+ having a higher strength for generating an electric field than Ca 2+ is used, CaRuO 3 is decomposed and hardly remains after baking.

MgTiO の分解抑制
MgTiO50質量%と、CaO系ガラス40質量%、及び添加物10質量%を混合し、850℃で10分間、焼き付けを行った。焼き付け後、MgTiOの存在量を確認した。MgTiOの存在量は、MgTiOとMgOのX線強度比(MgTiO/MgO)として算出した。
Decomposition and suppression MgTiO 3 50 wt% of the MgTiO 3, CaO-based glass 40 wt%, and additives of 10 wt% were mixed for 10 minutes at 850 ° C., it was baked. After baking, the abundance of MgTiO 3 was confirmed. Abundance of MgTiO 3 was calculated as MgTiO 3 and the X-ray intensity ratio of MgO (MgTiO 3 / MgO).

表2に示す電場を作る強度を有する添加物を用い、前記存在量の違いを調べた。なお、Mg2+の電場を作る強度は、3.85である。また、比較のため、添加量を加えないで同様の焼き付けを行った。この場合には、MgTiO50質量%とCaO系ガラス50質量%を混合し、850℃で10分間、焼き付けを行った。結果を表2に示す。 Using the additive having the strength to generate the electric field shown in Table 2, the difference in the abundance was examined. In addition, the intensity | strength which produces the electric field of Mg2 + is 3.85. For comparison, the same baking was performed without adding the added amount. In this case, 50% by mass of MgTiO 3 and 50% by mass of CaO glass were mixed and baked at 850 ° C. for 10 minutes. The results are shown in Table 2.

Figure 2006225235
Figure 2006225235

この表2から明らかなように、やはりMg2+よりも電場を作る強度が小さいTb3+やCa2+を含む化合物を用いた場合に、MgTiOの分解が抑制され、焼き付け後にも残存していることがわかる。Mg2+よりも電場を作る強度が大きいNiを含む化合物を用いた場合には、MgTiOが分解してしまい、焼き付け後にはほとんど残っていない。 As is apparent from Table 2, when a compound containing Tb 3+ or Ca 2+ having a lower strength than that of Mg 2+ is used, the decomposition of MgTiO 3 is suppressed and remains after baking. I understand. In the case of using a compound containing Ni +, which has a higher strength for creating an electric field than Mg 2+ , MgTiO 3 is decomposed and hardly remains after baking.

Claims (9)

Aサイト元素とBサイト元素を含みABOで表されるペロブスカイト型化合物をガラスと接触した状態で熱処理するに際し、
原子価/(イオン半径)の値が前記Aサイト元素よりも小さな元素を含む分解抑制化合物を添加することを特徴とするペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。
When the perovskite type compound containing A site element and B site element and represented by ABO 3 is heat-treated in a state of being in contact with glass,
A method for inhibiting decomposition of a perovskite type compound, comprising adding a decomposition inhibiting compound containing an element having an atomic value / (ion radius) 2 smaller than the A-site element.
前記分解抑制化合物は、前記値がAサイト元素よりも小さな元素の酸化物または複合酸化物であることを特徴とする請求項1記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。   2. The method for inhibiting decomposition of a perovskite compound according to claim 1, wherein the decomposition inhibiting compound is an oxide or composite oxide of an element whose value is smaller than the A-site element. 前記分解抑制化合物は、前記ペロブスカイト型化合物とはBサイト元素が異なるペロブスカイト型化合物であることを特徴とする請求項2記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。   3. The method for inhibiting decomposition of a perovskite compound according to claim 2, wherein the decomposition inhibiting compound is a perovskite compound having a B site element different from that of the perovskite compound. 前記ペロブスカイト型化合物をガラスと混合した混合物を熱処理するに際し、前記分解抑制化合物を添加することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。   The method for inhibiting decomposition of a perovskite compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the decomposition inhibiting compound is added when heat-treating a mixture of the perovskite compound and glass. 前記混合物は、厚膜抵抗体ペーストであることを特徴とする請求項4記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。   5. The method for inhibiting decomposition of a perovskite compound according to claim 4, wherein the mixture is a thick film resistor paste. 前記ペロブスカイト型化合物が、厚膜抵抗体用の導電性材料であることを特徴とする請求項5記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。   6. The method for inhibiting the decomposition of a perovskite compound according to claim 5, wherein the perovskite compound is a conductive material for a thick film resistor. 前記ペロブスカイト型化合物が、CaRuO、SrRuO、BaRuOから選択される1種または2種以上であることを特徴とする請求項6記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。 The method for inhibiting decomposition of a perovskite compound according to claim 6, wherein the perovskite compound is one or more selected from CaRuO 3 , SrRuO 3 and BaRuO 3 . 前記ペロブスカイト型化合物が、厚膜抵抗体用の添加物であることを特徴とする請求項5記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。   6. The method for inhibiting decomposition of a perovskite compound according to claim 5, wherein the perovskite compound is an additive for thick film resistors. 前記ペロブスカイト型化合物が、アルカリ土類金属のチタン酸化合物であることを特徴とする請求項8記載のペロブスカイト型化合物の分解抑制方法。   9. The method of inhibiting decomposition of a perovskite compound according to claim 8, wherein the perovskite compound is an alkaline earth metal titanate compound.
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