JP2526431B2 - 抵抗体およびその製造方法 - Google Patents
抵抗体およびその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
- H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
- H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
- H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
- H01C17/06533—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of oxides
-
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/20—Resistors
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/20—Resistors
- H01L28/24—Resistors with an active material comprising a refractory, transition or noble metal, metal compound or metal alloy, e.g. silicides, oxides, nitrides
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はハイブリッドＩＣや各種
電子装置に用いられる抵抗体とその製造方法に関わるも
のである。
電子装置に用いられる抵抗体とその製造方法に関わるも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハイブリッドＩＣやサーマルヘッ
ドなどの電子装置に用いられる抵抗体の製造方法として
は、厚膜抵抗体形成用ペーストを基板上に塗布し、焼成
して抵抗体を形成する厚膜方式と、抵抗体形成材料のス
パッタリング等による薄膜方式が知られている。
ドなどの電子装置に用いられる抵抗体の製造方法として
は、厚膜抵抗体形成用ペーストを基板上に塗布し、焼成
して抵抗体を形成する厚膜方式と、抵抗体形成材料のス
パッタリング等による薄膜方式が知られている。
【０００３】前者は例えば特開昭５３−１００４９６号
公報、特開昭５４−１１９６９５号公報に記載されてい
るように、酸化ルテニウムとガラスフリットに粉末混合
物を、溶剤と樹脂を混合した有機ビヒクルに分散させた
厚膜抵抗体形成用ペーストを基板上にスクリーン印刷
し、焼成して抵抗体を形成するものである。
公報、特開昭５４−１１９６９５号公報に記載されてい
るように、酸化ルテニウムとガラスフリットに粉末混合
物を、溶剤と樹脂を混合した有機ビヒクルに分散させた
厚膜抵抗体形成用ペーストを基板上にスクリーン印刷
し、焼成して抵抗体を形成するものである。
【０００４】後者は例えば特開昭５５−６３８０４号公
報に記載されているように、真空技術を応用するもの
で、タンタル等の難溶性金属の薄膜をスパッタリングに
より基板上に蒸着し、フォトリソ技術によりパターンを
形成して薄膜抵抗体を形成するものであり、一部のサー
マルヘッドの抵抗体として用いられている。
報に記載されているように、真空技術を応用するもの
で、タンタル等の難溶性金属の薄膜をスパッタリングに
より基板上に蒸着し、フォトリソ技術によりパターンを
形成して薄膜抵抗体を形成するものであり、一部のサー
マルヘッドの抵抗体として用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッ
ドＩＣやサーマルヘッド等の電子装置に用いられる抵抗
体はそれ自身の多機能化、高機能化が要求されるように
なり、例えばサーマルヘッドの場合、高解像度化、多階
調化、カラー化、低消費電力化、小型化等が要求されて
いる。これらの要求のためにさまざま特性を持った抵抗
体が必要になり、特に抵抗値は低抵抗から高抵抗まで用
途により種々のものが要求されるようになった。
ドＩＣやサーマルヘッド等の電子装置に用いられる抵抗
体はそれ自身の多機能化、高機能化が要求されるように
なり、例えばサーマルヘッドの場合、高解像度化、多階
調化、カラー化、低消費電力化、小型化等が要求されて
いる。これらの要求のためにさまざま特性を持った抵抗
体が必要になり、特に抵抗値は低抵抗から高抵抗まで用
途により種々のものが要求されるようになった。
【０００６】そこで、前記要求に応えるために前記厚膜
方式で抵抗体を作製する場合、この方式は導電成分であ
る酸化ルテニウムとガラス成分であるガラスフリット等
の混合比より抵抗値を制御しているが、基本的に粒径分
布を持った二種の酸化物の複合系であり、混合比のみに
よって抵抗値を制御することは困難であった。
方式で抵抗体を作製する場合、この方式は導電成分であ
る酸化ルテニウムとガラス成分であるガラスフリット等
の混合比より抵抗値を制御しているが、基本的に粒径分
布を持った二種の酸化物の複合系であり、混合比のみに
よって抵抗値を制御することは困難であった。
【０００７】一方、薄膜方式で抵抗体を作製する場合は
要求される抵抗値によりあらかじめ一定組成の蒸着源
（ターゲット）等を作製し、一定組成のまま蒸着あるい
はスパッタリングを行い、抵抗体膜を作製するか、ある
いは複数の蒸着源を同時に用いて抵抗体膜を作製してい
るが、要求される抵抗値が広範囲にわたった場合は多数
のターゲットが必要になり、また蒸着、スパッタリング
等の工程中、組成比そのものが常に一定となるように非
常に微妙な制御が必要であった。
要求される抵抗値によりあらかじめ一定組成の蒸着源
（ターゲット）等を作製し、一定組成のまま蒸着あるい
はスパッタリングを行い、抵抗体膜を作製するか、ある
いは複数の蒸着源を同時に用いて抵抗体膜を作製してい
るが、要求される抵抗値が広範囲にわたった場合は多数
のターゲットが必要になり、また蒸着、スパッタリング
等の工程中、組成比そのものが常に一定となるように非
常に微妙な制御が必要であった。
【０００８】そこで本発明は比較的簡単な製法で広範囲
の要求に応えることのできるさまざまな特性を持った抵
抗体を提供することを目的とする。
の要求に応えることのできるさまざまな特性を持った抵
抗体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成により達成される。すなわち、支持体基板上にガラ
ス薄膜を介して抵抗体形成用ペーストを印刷、塗布した
後、焼成して抵抗体を作製し、得られた抵抗体中にガラ
ス薄膜の成分が拡散する温度で熱処理する抵抗体の製造
方法、または、前記製造方法で得られる抵抗体、また
は、前記製造方法で得られる抵抗体を使用する電子部
品、である。
構成により達成される。すなわち、支持体基板上にガラ
ス薄膜を介して抵抗体形成用ペーストを印刷、塗布した
後、焼成して抵抗体を作製し、得られた抵抗体中にガラ
ス薄膜の成分が拡散する温度で熱処理する抵抗体の製造
方法、または、前記製造方法で得られる抵抗体、また
は、前記製造方法で得られる抵抗体を使用する電子部
品、である。
【００１０】抵抗体ペーストとしてはＩｒ、Ｒｈ、Ｒ
ｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｏｓ等の白金系金属有機化合物のいず
れかの化合物を少なくとも一種以上含み、さらに必要に
応じてＳｉ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｃａ、Ｂａ等の金属または非金属有機化合物を数種
混合し、印刷性、および抵抗体膜としての特性安定化の
ために増粘剤や各種添加剤を添加した均一系の抵抗体形
成用ペーストが望ましい。上記金属有機化合物を含有す
るペーストを用いて支持体基板上に印刷、塗布し、焼成
する方法はＭＯＤ（Ｍｅｔａｌｌｏ Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれるもので、製造設備の
安価な前記厚膜技術を用いて薄膜状の抵抗体膜を製造す
る技術である。しかし本発明はこのＭＯＤ法に限らず、
例えば、一般的な厚膜用抵抗体形成用ペーストである酸
化ルテニウム等を用いて作製した抵抗体膜にも適用でき
る。
ｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｏｓ等の白金系金属有機化合物のいず
れかの化合物を少なくとも一種以上含み、さらに必要に
応じてＳｉ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｃａ、Ｂａ等の金属または非金属有機化合物を数種
混合し、印刷性、および抵抗体膜としての特性安定化の
ために増粘剤や各種添加剤を添加した均一系の抵抗体形
成用ペーストが望ましい。上記金属有機化合物を含有す
るペーストを用いて支持体基板上に印刷、塗布し、焼成
する方法はＭＯＤ（Ｍｅｔａｌｌｏ Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれるもので、製造設備の
安価な前記厚膜技術を用いて薄膜状の抵抗体膜を製造す
る技術である。しかし本発明はこのＭＯＤ法に限らず、
例えば、一般的な厚膜用抵抗体形成用ペーストである酸
化ルテニウム等を用いて作製した抵抗体膜にも適用でき
る。
【００１１】
【作用】本発明は支持体基板上にガラス薄膜を介して作
製した抵抗体膜をガラス薄膜の成分が拡散する温度で熱
処理することにより、ガラス薄膜からの抵抗体膜へのガ
ラス成分が拡散することを利用し、抵抗値を増加させる
ことができる。本発明はこのように抵抗体形成用ペース
トを用いて作製される抵抗体膜の熱処理条件によりその
抵抗値の制御を行うものである。
製した抵抗体膜をガラス薄膜の成分が拡散する温度で熱
処理することにより、ガラス薄膜からの抵抗体膜へのガ
ラス成分が拡散することを利用し、抵抗値を増加させる
ことができる。本発明はこのように抵抗体形成用ペース
トを用いて作製される抵抗体膜の熱処理条件によりその
抵抗値の制御を行うものである。
【００１２】抵抗体の抵抗値の制御手段としては熱処理
温度、熱処理時間等の熱処理条件によって非常に細かく
制御することができ、一般に熱処理条件を激しくすれば
するほどガラス薄膜からのガラス成分の拡散量が増加
し、その結果抵抗値も増加する。このとき、ガラス薄膜
の融解温度以下でもガラス成分の拡散が起こるのでガラ
スの融解温度以上に温度コントロールをする必要はな
い。また、熱処理による抵抗値の制御は抵抗値以外のそ
の他の特性、例えば抵抗体膜内の抵抗値ばらつきや耐電
圧強度、耐電力強度等抵抗体特性を何等変化させること
はない。
温度、熱処理時間等の熱処理条件によって非常に細かく
制御することができ、一般に熱処理条件を激しくすれば
するほどガラス薄膜からのガラス成分の拡散量が増加
し、その結果抵抗値も増加する。このとき、ガラス薄膜
の融解温度以下でもガラス成分の拡散が起こるのでガラ
スの融解温度以上に温度コントロールをする必要はな
い。また、熱処理による抵抗値の制御は抵抗値以外のそ
の他の特性、例えば抵抗体膜内の抵抗値ばらつきや耐電
圧強度、耐電力強度等抵抗体特性を何等変化させること
はない。
【００１３】抵抗値の制御範囲としては熱処理前の抵抗
体の抵抗値を下限として熱処理によるガラス成分の拡散
量により抵抗体膜として要求される抵抗値まで任意に高
抵抗化することができる。ただし、支持体基板の融解温
度以下であることが必要であることは論を待たない。ま
た、実際の抵抗値制御は熱処理温度、および熱処理時間
により制御することができ、好ましくは抵抗体膜内の組
成比変化が起きにくい９００℃以下の温度で熱処理する
ことが望ましい。
体の抵抗値を下限として熱処理によるガラス成分の拡散
量により抵抗体膜として要求される抵抗値まで任意に高
抵抗化することができる。ただし、支持体基板の融解温
度以下であることが必要であることは論を待たない。ま
た、実際の抵抗値制御は熱処理温度、および熱処理時間
により制御することができ、好ましくは抵抗体膜内の組
成比変化が起きにくい９００℃以下の温度で熱処理する
ことが望ましい。
【００１４】
【実施例】実施例１ 抵抗体形成用ペースト材料として、例えばＮ．Ｅ．ケム
キャット社のＩｒレジネート（Ａ−１１２３）、Ｓｉレ
ジネート（＃２８ＦＣ）、Ｂｉレジネート（＃８３６
５）を金属原子比で１：１：１になるように配合し、エ
チルセルロース等の樹脂、およびα−テルピネオール、
ブチルカルビトールアセテート等の溶媒を使用すること
により、粘度を５，０００〜３０，０００ｃｐに調整す
る。この混合液を１５０ないし４００メッシュのステン
レススクリーンによりグレーズドセラミック（ＮＫ２１
７：ノリタケカンパニーリミテッド社製））基板上に印
刷塗布し、１２０℃で乾燥する。その後、赤外線ベルト
焼成炉において５００℃以上８００℃程度のピーク温度
で１０分間焼成して基板上に抵抗体膜を形成する。
キャット社のＩｒレジネート（Ａ−１１２３）、Ｓｉレ
ジネート（＃２８ＦＣ）、Ｂｉレジネート（＃８３６
５）を金属原子比で１：１：１になるように配合し、エ
チルセルロース等の樹脂、およびα−テルピネオール、
ブチルカルビトールアセテート等の溶媒を使用すること
により、粘度を５，０００〜３０，０００ｃｐに調整す
る。この混合液を１５０ないし４００メッシュのステン
レススクリーンによりグレーズドセラミック（ＮＫ２１
７：ノリタケカンパニーリミテッド社製））基板上に印
刷塗布し、１２０℃で乾燥する。その後、赤外線ベルト
焼成炉において５００℃以上８００℃程度のピーク温度
で１０分間焼成して基板上に抵抗体膜を形成する。
【００１５】本実施例の発熱抵抗体は８ｍｍ×２３０ｍ
ｍ、膜厚０．１〜０．４μｍであり、表面抵抗率は約７
００Ω／□（膜厚：０．４μｍ）であった。
ｍ、膜厚０．１〜０．４μｍであり、表面抵抗率は約７
００Ω／□（膜厚：０．４μｍ）であった。
【００１６】この抵抗体を焼成炉中でそれぞれ７００
℃、８００℃、９００℃にて熱処理し、その後表面抵抗
率を測定した。なお、表面抵抗率測定は三菱油化（株）
製の表面抵抗率計（ＭＣＰ−Ｔ４００）を用いた。
℃、８００℃、９００℃にて熱処理し、その後表面抵抗
率を測定した。なお、表面抵抗率測定は三菱油化（株）
製の表面抵抗率計（ＭＣＰ−Ｔ４００）を用いた。
【００１７】図１に熱処理条件（熱処理温度、熱処理時
間）による抵抗体の抵抗率変化の関係を示した。熱処理
時間の増加とともに抵抗体膜の抵抗値はしだいに増加し
ていることが分かる。また、抵抗体の抵抗値は熱処理温
度と熱処理時間の組み合わせにより制御できることが分
かる。
間）による抵抗体の抵抗率変化の関係を示した。熱処理
時間の増加とともに抵抗体膜の抵抗値はしだいに増加し
ていることが分かる。また、抵抗体の抵抗値は熱処理温
度と熱処理時間の組み合わせにより制御できることが分
かる。
【００１８】抵抗体の抵抗値の制御範囲としては熱処理
条件によって決まってくるが、基本的には熱処理前の抵
抗体の抵抗値（〜７００Ω／□）から約４ＫΩ／□まで
の範囲で制御できる。また、抵抗体の抵抗値の下限は用
いる抵抗体形成用ペーストの材料組成により決定される
ため、本実施例で示したものに限定されない。なお、熱
処理により抵抗体特性、例えば抵抗体膜内の抵抗値ばら
つき等の特性変化は、何等認められなかった。
条件によって決まってくるが、基本的には熱処理前の抵
抗体の抵抗値（〜７００Ω／□）から約４ＫΩ／□まで
の範囲で制御できる。また、抵抗体の抵抗値の下限は用
いる抵抗体形成用ペーストの材料組成により決定される
ため、本実施例で示したものに限定されない。なお、熱
処理により抵抗体特性、例えば抵抗体膜内の抵抗値ばら
つき等の特性変化は、何等認められなかった。
【００１９】実施例２ 厚膜用抵抗ペーストである酸化ルテニウム系ペースト
（田中マッセイ製：ＧＺＸ−０．５Ｋ）を用いる他は実
施例１と同様の方法によって抵抗体膜を作製した。抵抗
体の膜厚は約１０μｍであり、抵抗値は〜５００Ω／□
であった。この抵抗体膜を焼成炉中、７００〜９００℃
の熱処理温度で熱処理したところ、実施例１と同様に５
００Ω／□〜４ＫΩ／□の抵抗値範囲を制御できること
がわかった。
（田中マッセイ製：ＧＺＸ−０．５Ｋ）を用いる他は実
施例１と同様の方法によって抵抗体膜を作製した。抵抗
体の膜厚は約１０μｍであり、抵抗値は〜５００Ω／□
であった。この抵抗体膜を焼成炉中、７００〜９００℃
の熱処理温度で熱処理したところ、実施例１と同様に５
００Ω／□〜４ＫΩ／□の抵抗値範囲を制御できること
がわかった。
【００２０】前記実施例では、抵抗体ペーストの塗布法
としてスクリーン印刷を用いた例について説明したが、
本発明はこれに限られるものではなく、厚膜形成用とし
て用いられる塗布法、例えばスピンコート法、ロールコ
ート法あるいはディップコート法等により抵抗体ペース
トを基板上に全面塗布して焼成後、エッチングして所望
の形状の抵抗体を形成してもよい。また、インクジェッ
ト法のような直接描画法を用いてもよい。
としてスクリーン印刷を用いた例について説明したが、
本発明はこれに限られるものではなく、厚膜形成用とし
て用いられる塗布法、例えばスピンコート法、ロールコ
ート法あるいはディップコート法等により抵抗体ペース
トを基板上に全面塗布して焼成後、エッチングして所望
の形状の抵抗体を形成してもよい。また、インクジェッ
ト法のような直接描画法を用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
による抵抗体は現在汎用されている抵抗体膜作製法を用
いながら、抵抗体膜自身をガラス薄膜の成分が拡散する
温度で熱処理することにより抵抗値を制御することがで
き、同一抵抗体膜からさまざまな仕様の抵抗体を作製す
ることができ、種々の要求抵抗値を持つ広範囲の電子装
置等の用途に適用可能である。
による抵抗体は現在汎用されている抵抗体膜作製法を用
いながら、抵抗体膜自身をガラス薄膜の成分が拡散する
温度で熱処理することにより抵抗値を制御することがで
き、同一抵抗体膜からさまざまな仕様の抵抗体を作製す
ることができ、種々の要求抵抗値を持つ広範囲の電子装
置等の用途に適用可能である。
【図１】抵抗体への熱処理と表面抵抗値との関係を示す
図である。
図である。
フロントページの続き (72)発明者 田甫 文明 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社 竹松事業所内 (72)発明者 赤崎 豊 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社 竹松事業所内 (56)参考文献 特開 平２−239175（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 支持体基板上にガラス薄膜を介して抵抗
体形成用ペーストを印刷、塗布した後、焼成して抵抗体
を作製し、得られた抵抗体中に前記ガラス薄膜の成分が
拡散する温度で熱処理することを特徴とする抵抗体の製
造方法。 - 【請求項２】 熱処理温度は抵抗体形成用ペーストの熱
分解温度以上、支持体基板の融解温度以下の温度で熱処
理することを特徴とする請求項１記載の抵抗体の製造方
法。 - 【請求項３】 抵抗体形成用ペーストとしては白金族系
の金属有機化合物およびその他の金属有機化合物または
非金属有機化合物の内、少なくとも白金族系の金属有機
化合物を含有することを特徴とする請求項１または２記
載の抵抗体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１、２、または３記載の抵抗体の
製造方法で得られた抵抗体。 - 【請求項５】 請求項３記載の抵抗体を使用することを
特徴とする電子部品。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP3041684A JP2526431B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 抵抗体およびその製造方法 |
| US08/235,235 US6045856A (en) | 1991-03-07 | 1994-04-29 | Process for producing a resistive element by diffusing glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041684A JP2526431B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 抵抗体およびその製造方法 |
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|---|---|
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| JP2526431B2 true JP2526431B2 (ja) | 1996-08-21 |
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|---|---|---|---|
| JP3041684A Expired - Fee Related JP2526431B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 抵抗体およびその製造方法 |
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1991
- 1991-03-07 JP JP3041684A patent/JP2526431B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-04-29 US US08/235,235 patent/US6045856A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH04279007A (ja) | 1992-10-05 |
| US6045856A (en) | 2000-04-04 |
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