JP2007227114A

JP2007227114A - 抵抗ペースト及びこれを用いた厚膜抵抗体

Info

Publication number: JP2007227114A
Application number: JP2006046100A
Authority: JP
Inventors: Fujio Makuta; 富士雄幕田
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】良好な電気的特性を有する厚膜抵抗体を形成することができ、しかも鉛を含まない抵抗ペ−ストを提供し、この抵抗ペーストを用いた厚膜抵抗体を提供する。
【解決手段】二酸化ルテニウムなどの導電性粒子と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとで実質的に構成される抵抗ペ−ストであって、ガラスフリットが酸化亜鉛を５〜３０重量％含み、且つ鉛及びビスマスを含まないことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、厚膜チップ抵抗器やハイブリッドＩＣなどの抵抗体を形成するために使用される鉛を含有しないペ−ストと、これを用いた電気的特性に優れた厚膜抵抗体に関するものである。

従来、電子部品における抵抗体被膜の形成方法としては、ペ−ストを用いる厚膜方式と、膜形成材料のスパッタリング等による薄膜方式がよく知られている。この厚膜方式は、抵抗ペ−ストをセラミック基板上に印刷、焼成して厚膜抵抗体を形成するものであり、設備が安価で、生産性も高いことから、チップ抵抗器やハイブリッドＩＣ等に広く利用されている。

抵抗ペ−ストは、導電性粒子とガラスフリット、及びそれらを印刷に適したペ−スト状にするための有機ビヒクルから実質的に構成される。導電性粒子としては、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）やパイロクロア型ルテニウム系酸化物（Ｐｂ_２Ｒｕ_２Ｏ_７−Ｘ、Ｂｉ_２Ｒｕ_２Ｏ_７）が使用されている。また、ガラスフリットとしては、ホウケイ酸鉛ガラス（ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３）やアルミノホウケイ酸鉛ガラス（ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３）等の鉛を多量に含むホウケイ酸鉛系ガラスが使われている。

上記のごとく導電性粒子としてルテニウム系酸化物が使用されるのは、主に導電性粒子の濃度に対して抵抗値がなだらかに変化するためである。また、ガラスフリットとしてホウケイ酸鉛系ガラスが用いられるのは、導電性粒子であるルテニウム系酸化物との濡れ性が良く、熱膨張係数が基板のそれに近く、焼成時の粘性等が適している等の理由からである。

しかし、有害な鉛を含んだ抵抗ペ−ストを使用することは、環境問題の点から望ましくないため、最近では鉛を含まない抵抗ペ−ストの実用化が強く求められている。そのため、鉛を含まない抵抗ペ−ストの研究がなされており、例えば、特開平０８−２５３３４２号公報、特開２００１−１９６２０１号公報、特開２００３−２５７２４２号公報などには、鉛を含まないガラスフリットを用いた抵抗ペーストが提案されている。

なお、上記特開平０８−２５３３４２号公報と特開２００３−２５７２４２号公報には、酸化ビスマスを含むガラスフリットが記載されているが、ガラスフリット中の酸化ビスマスには抵抗値を下げる効果がある。そのため、所定の抵抗値を得るためには、抵抗体中の導電性粒子の割合が少なくする必要があり、その結果得られる抵抗体のノイズが大きくなるという問題がある。

特開平０８−２５３３４２号公報特開２００１−１９６２０１号公報特開２００３−２５７２４２号公報

本発明は、良好な電気的特性を有する厚膜抵抗体を形成することができ、しかも鉛を含まない抵抗ペ−ストを提供すること、並びにこの抵抗ペーストを用いた厚膜抵抗体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明が提供する抵抗ペ−ストは、導電性粒子とガラスフリットと有機ビヒクルとで実質的に構成される抵抗ペ−ストであって、該ガラスフリットが酸化亜鉛を５〜３０重量％含み、且つ鉛及びビスマスを含まないことを特徴とする。

本発明は、また、上記した抵抗ペーストを用いて得られたことを特徴とする厚膜抵抗体を提供するものである。

本発明によれば、有害な鉛の使用を排除できるため、従来の鉛を含む厚膜抵抗体ペ−ストが有していた環境汚染の問題を解消することができる。しかも、ガラスフリット中に酸化ビスマスを含まず、且つ酸化亜鉛を含むことにより、優れた抵抗値を有し、しかもノイズが小さい厚膜抵抗体を得ることができる。

本発明の抵抗ペ−ストにおいて、導電性粒子は鉛を含まないものであれば特に制限はない。例えば、導電性粒子として、二酸化ルテニウム、ルテニウム酸カルシウム、ルテニウム酸ストロンチウム、ルテニウム酸バリウム等を用いることができる。また、抵抗値のばらつきやノイズの悪化を防ぐためには、抵抗体中の導電パスを微細にする必要があり、そのためには導電性粒子の平均粒径は１.０μｍ以下であることが望ましい。

ガラスフリットは、酸化亜鉛を５〜３０重量％含み、且つ鉛及びビスマスを含まないものであればよく、その他の組成に関しては特に制限はない。ガラスフリット中の酸化亜鉛は、抵抗体のノイズを小さくする役割を果たす。ただし、ガラスフリット中に含まれる酸化亜鉛が５重量％未満ではノイズが大きくなり、逆に３０重量％を越えるとガラスの結晶化が起こり易くなるため好ましくない。尚、鉛は環境汚染の問題があり、ビスマスは抵抗値を下げる効果があるため、鉛とブスマスはガラスフリットに含まれるべきではない。

このようなガラスフリットとしては、例えば、ホウケイ酸亜鉛ガラス、アルミノホウケイ酸亜鉛ガラス、ホウケイ酸アルカリ土類亜鉛ガラス、ホウケイ酸アルカリ亜鉛ガラス等から適宜選択して使用することができる。また、抵抗値のばらつきやノイズの悪化を防ぐためには、抵抗体中の導電パスを微細にする必要があるため、ガラスフリットの平均粒径は５μｍ以下であることが好ましい。

また、有機ビヒクルとしては、抵抗ペ−ストに通常使用されているものであってよく、例えば、エチルセルロース、ブチラール、アクリル等の樹脂を、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解したものが好適に用いられる。

尚、本発明の抵抗ペ−ストは、上記した必須成分の他に、厚膜抵抗体の電気的特性などを調整するために、従来から通常使用されているの種々の添加剤、または、分散剤、可塑剤などを適宜添加することができる。また、本発明の抵抗ペ−ストの製造は、各成分をロールミルなどの市販の粉砕装置を用いて、通常のごとく粉砕混練すればよい。

導電性粒子として、水酸化ルテニウムを焙焼することによって作製した二酸化ルテニウムを用いた。また、ガラスフリットは、下記表１に示す試料１〜１３の各組成のガラスを、通常の方法に従って混合、溶融、急冷、粉砕することにより作製した。

上記した二酸化ルテニウムと各ガラスフリットを、エチルセルロ−スとタ−ピネオ−ルを主成分とする有機ビヒクルに下記表２に示す割合で混合し、三本ロ−ルミルで混練して、試料１〜１３の抵抗ペ−ストを作製した。これをアルミナ基板上に１ｍｍ×１ｍｍのサイズにスクリ−ン印刷し、１５０℃で１０分間乾燥した後、ベルト炉においてピ−ク温度８５０℃で９分間焼成した。

次に、焼成して得られた試料１〜１３の各抵抗体について、それぞれ電気的特性（抵抗値、ノイズ）を測定した。ここで、抵抗値はＫＥＩＴＨＬＥＹ社製のＭｏｄｅｌ２００１Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒを用いて４端子法にて測定し、ノイズはＱｕａｎ−Ｔｅｃｈ社製のノイズメ−タ−Ｍｏｄｅｌ３１５Ｃを用いて１／１０Ｗ印加にて測定した。得られた測定結果を下記表２に併せて示した。

上記の結果から、本発明の抵抗ペーストを用いて作製した抵抗体は、鉛を含まず、且つ酸化亜鉛を含むため、良好な抵抗値を有すると同時に、ノイズが小さいものとなっており、電気的特性に優れていることが明らかである。

Claims

導電性粒子とガラスフリットと有機ビヒクルとで実質的に構成される抵抗ペ−ストであって、該ガラスフリットが酸化亜鉛を５〜３０重量％含み、且つ鉛及びビスマスを含まないことを特徴とする抵抗ペ−スト。
請求項１記載の抵抗ペーストを用いて得られたことを特徴とする厚膜抵抗体。