JP2644017B2 - 抵抗ペースト - Google Patents
抵抗ペーストInfo
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- JP2644017B2 JP2644017B2 JP63313208A JP31320888A JP2644017B2 JP 2644017 B2 JP2644017 B2 JP 2644017B2 JP 63313208 A JP63313208 A JP 63313208A JP 31320888 A JP31320888 A JP 31320888A JP 2644017 B2 JP2644017 B2 JP 2644017B2
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- Japan
- Prior art keywords
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- paste
- powder
- glass
- ruo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はハイブリット回路を形成するための抵抗ペー
ストであって、とくにAlN、SiC基板に抵抗回路を形成す
るためのものである。
ストであって、とくにAlN、SiC基板に抵抗回路を形成す
るためのものである。
（従来の技術） 従来使用されている厚膜ペースト材料が用いられてい
る基板はほとんどがAl2O3基板である。
る基板はほとんどがAl2O3基板である。
最近放熱性、熱膨張性の面からAlN基板や、SiC基板の
使用がなされており、回路形成には通常良導体薄膜や、
Mo、Ｗが使用されている。
使用がなされており、回路形成には通常良導体薄膜や、
Mo、Ｗが使用されている。
一般に使用されているアルミナ基板用の厚膜ペースト
を、AlN基板やSiC基板に適用した場合、ブリスターが発
生したり、さらに接着強度が全くない等のため、これら
の基板用としては使用できない。
を、AlN基板やSiC基板に適用した場合、ブリスターが発
生したり、さらに接着強度が全くない等のため、これら
の基板用としては使用できない。
又、特開昭61−145805号公報にはルテニウムを基本と
した導電性物質、非導電性ガラス、Co2RuO4の微細に分
割された粒子の混合物を有機媒体に分散させた抵抗組成
物が開示されている。
した導電性物質、非導電性ガラス、Co2RuO4の微細に分
割された粒子の混合物を有機媒体に分散させた抵抗組成
物が開示されている。
特開昭61−145805号公報に開示されている組成物はそ
の組成が複雑であり、又AlN基板、SiC基板に用いた場
合、熱膨張や信頼性等においてなお改良すべき点があ
り、実用的にとくにAlN基板、SiC基板用として好適なハ
イブリット回路形成用の抵抗ペーストの開発が要望され
ている。
の組成が複雑であり、又AlN基板、SiC基板に用いた場
合、熱膨張や信頼性等においてなお改良すべき点があ
り、実用的にとくにAlN基板、SiC基板用として好適なハ
イブリット回路形成用の抵抗ペーストの開発が要望され
ている。
このため本発明者らは先にZrO2を含むAl2O3−−B2O3
−SiO2−CaO系ガラスとRuO2を含有する抵抗ペーストを
提案した（特願昭62−141336参照）。
−SiO2−CaO系ガラスとRuO2を含有する抵抗ペーストを
提案した（特願昭62−141336参照）。
しかし、先の提案（特願昭62−141336）による抵抗ペ
ーストでは前記ガラスがSiCやAlN基板に対しては非常に
良い濡れ性を示すが、導体であるAg、Pt、Ag−Pt合金、
Ag−Pd合金との熱膨張差が大きいため、焼成時にガラス
が導体との界面で発泡したり、冷却時にクラックが発生
したりして、安定した抵抗回路が得られにくく、また抵
抗温度係数（TCR）も不安定となる欠点を有している。
ーストでは前記ガラスがSiCやAlN基板に対しては非常に
良い濡れ性を示すが、導体であるAg、Pt、Ag−Pt合金、
Ag−Pd合金との熱膨張差が大きいため、焼成時にガラス
が導体との界面で発泡したり、冷却時にクラックが発生
したりして、安定した抵抗回路が得られにくく、また抵
抗温度係数（TCR）も不安定となる欠点を有している。
この発明は上記事情に鑑み研究開発の結果完成された
ものである。
ものである。
即ち本発明はAl2O39〜23重量％、B2O320〜40重量％、
SiO230〜60重量％、CaO5〜15重量％、ZrO23重量％以下
よりなるガラス組成物20〜98重量％と、RuO280〜２重量
％と、Ag0.05〜10重量％とよりなる固型分60〜85重量％
とビヒクル40〜15重量％とにより構成されるAlN、SiC基
板用抵抗ペーストに関する。
SiO230〜60重量％、CaO5〜15重量％、ZrO23重量％以下
よりなるガラス組成物20〜98重量％と、RuO280〜２重量
％と、Ag0.05〜10重量％とよりなる固型分60〜85重量％
とビヒクル40〜15重量％とにより構成されるAlN、SiC基
板用抵抗ペーストに関する。
次にペースト中の含有成分について説明する。
まずガラス組成物についてのべる。
Al2O3の量は、９重量％未満ではガラスが分相しやす
く、又生成膜（基板上のペーストより生成する回路膜）
が耐湿性に劣り、23重量％を越えるとガラスが分相する
一方熱膨張係数が大きくなり、基板上の生成膜にクラッ
クが発生し易くなる。
く、又生成膜（基板上のペーストより生成する回路膜）
が耐湿性に劣り、23重量％を越えるとガラスが分相する
一方熱膨張係数が大きくなり、基板上の生成膜にクラッ
クが発生し易くなる。
B2O3の量は20重量％未満では溶融温度が高くなり、溶
融が困難になる。又40重量％を越えると、ガラスが分相
しやすくなり、又生成膜の耐湿性が悪くなる。
融が困難になる。又40重量％を越えると、ガラスが分相
しやすくなり、又生成膜の耐湿性が悪くなる。
SiO2の含有量は生成膜の熱膨張係数を基板の熱膨張係
数と近い値とするためには30重量％以上とすることが必
要である。そして60重量％を越えるとガラスの溶融が困
難となり、したがって、ガラス焼き付け温度が高くなる
ので、基板とガラスとの反応が起り発泡し易くなる。Ca
Oは５重量％に達しない場合は、ガラスを焼き付けた際
に失透し、又15重量％を越えた場合、ガラスの熱膨張係
数が大きくなり、ガラス被膜にクラックが入るため平滑
な被膜ができない。さらにCaOはガラス溶融時の融液の
粘度を低下させ均質なガラスを製造するために不可決で
ある。
数と近い値とするためには30重量％以上とすることが必
要である。そして60重量％を越えるとガラスの溶融が困
難となり、したがって、ガラス焼き付け温度が高くなる
ので、基板とガラスとの反応が起り発泡し易くなる。Ca
Oは５重量％に達しない場合は、ガラスを焼き付けた際
に失透し、又15重量％を越えた場合、ガラスの熱膨張係
数が大きくなり、ガラス被膜にクラックが入るため平滑
な被膜ができない。さらにCaOはガラス溶融時の融液の
粘度を低下させ均質なガラスを製造するために不可決で
ある。
そしてガラス組成物中に、最大３重量％のZrO2を含有
させることにより生成膜の乳濁化をおこさせ、かつ生成
膜の化学的耐久性を向上させる効果がある。然し３重量
％を越えた場合は生成膜の熱膨張係数が大きくなり好ま
しくない。
させることにより生成膜の乳濁化をおこさせ、かつ生成
膜の化学的耐久性を向上させる効果がある。然し３重量
％を越えた場合は生成膜の熱膨張係数が大きくなり好ま
しくない。
次にRuO2とAgについてのべる。
固型分は前述のようにRuO280〜２重量％とガラス組成
物20〜98重量％とAg0.05〜10重量％とにより構成され
る。
物20〜98重量％とAg0.05〜10重量％とにより構成され
る。
このRuO2とガラス組成物との比率は要求される生成膜
の抵抗値によりきめられる。即ち高抵抗値が要求される
場合はRuO2の量を少なくし、低抵抗値が要求される場合
は、その量を多くする。然し２重量％に達しない場合は
生成膜は絶縁体となり、又80重量％を越えると抵抗値が
低くなりすぎ、抵抗体としての作用を有しなくなる。
の抵抗値によりきめられる。即ち高抵抗値が要求される
場合はRuO2の量を少なくし、低抵抗値が要求される場合
は、その量を多くする。然し２重量％に達しない場合は
生成膜は絶縁体となり、又80重量％を越えると抵抗値が
低くなりすぎ、抵抗体としての作用を有しなくなる。
Agは導体のマトリックスを構成する成分であり、少量
添加することにより熱膨張による応力を緩和できること
が判明し本発明に至ったものである。
添加することにより熱膨張による応力を緩和できること
が判明し本発明に至ったものである。
Agの添加量は0.05重量％以下では効果が認められず10
重量％以上では抵抗値が下がりすぎ制御不能となるので
好ましくない。最も好ましい範囲はAg0.5〜５重量％で
ある。
重量％以上では抵抗値が下がりすぎ制御不能となるので
好ましくない。最も好ましい範囲はAg0.5〜５重量％で
ある。
本発明の抵抗ペーストは、前記の固型成分60〜85重量
％とビヒクル40〜15重量％とより構成される。この数量
はペーストの粘度、印刷性等より決定される。即ちビヒ
クルが40重量％を越えると粘度が低くなり印刷不能とな
る。又15重量％に達しないと粘度が高すぎペースト状に
ならず印刷不能となる。ビヒクルは公知の基板用ペース
トに用いられるものが使用される。例示すると、バイン
ダー成分のエチルセルロースと、溶剤成分のテルピネー
ル、カルビトール、カルビトールアセテート、テキサノ
ール等を含み、さらに分散剤として天然油脂、ロジン、
金属セッケン等を含んでもよい。
％とビヒクル40〜15重量％とより構成される。この数量
はペーストの粘度、印刷性等より決定される。即ちビヒ
クルが40重量％を越えると粘度が低くなり印刷不能とな
る。又15重量％に達しないと粘度が高すぎペースト状に
ならず印刷不能となる。ビヒクルは公知の基板用ペース
トに用いられるものが使用される。例示すると、バイン
ダー成分のエチルセルロースと、溶剤成分のテルピネー
ル、カルビトール、カルビトールアセテート、テキサノ
ール等を含み、さらに分散剤として天然油脂、ロジン、
金属セッケン等を含んでもよい。
本発明の抵抗ペーストは前記の構成諸原料を混合する
ことにより容易に製造される。
ことにより容易に製造される。
次に代表的な製造方法を示す。
粒径44μ以下のガラス組成粉末と１μ以下のRuO2粉末
および20μ以下のAg粉末とを所定の割合で混合し、ビヒ
クルを所定量加え、混練してペーストを作る。
および20μ以下のAg粉末とを所定の割合で混合し、ビヒ
クルを所定量加え、混練してペーストを作る。
Ag粉末とRuO2粉末およびガラス粉末との混合割合は、
生成膜が必要とする抵抗値によってきまる。即ち生成膜
が低抵抗値である厚膜ペーストを目的とする場合はガラ
ス粉末の割合を少なくし、Ag粉末を多くする。生成膜が
高抵抗値である厚膜ペーストを目的とする場合はガラス
粉末の割合を多くすればよい。
生成膜が必要とする抵抗値によってきまる。即ち生成膜
が低抵抗値である厚膜ペーストを目的とする場合はガラ
ス粉末の割合を少なくし、Ag粉末を多くする。生成膜が
高抵抗値である厚膜ペーストを目的とする場合はガラス
粉末の割合を多くすればよい。
RuO2粉末の粒径を１μ以下とするのは生成膜におい
て、RuO2粉末がガラス粉末と組合されて三次元ネットワ
ークを構成するためで、細いことが好ましく、とくに１
μ以下とすることがのぞまれる。またガラス組成粉末も
44μ以下が好ましい。Ag粉末は20μ以下が好ましい。こ
れら粉末の粒径が大きすぎると回路に対する印刷性が悪
くなったり、又ペーストの流動性が悪くなったりする。
て、RuO2粉末がガラス粉末と組合されて三次元ネットワ
ークを構成するためで、細いことが好ましく、とくに１
μ以下とすることがのぞまれる。またガラス組成粉末も
44μ以下が好ましい。Ag粉末は20μ以下が好ましい。こ
れら粉末の粒径が大きすぎると回路に対する印刷性が悪
くなったり、又ペーストの流動性が悪くなったりする。
本発明の抵抗ペーストは、AlN、又はSiC基板上にスク
リーン印刷でパターンを形成し、乾燥後、例えば850〜1
000℃で厚膜焼成炉で焼成することにより抵抗体を生成
することができる。
リーン印刷でパターンを形成し、乾燥後、例えば850〜1
000℃で厚膜焼成炉で焼成することにより抵抗体を生成
することができる。
実施例１ 固型分中に、RuO2粉末とAg粉末とを含ませた場合にお
ける得られた生成膜の抵抗値とRuO2粉末およびAg粉末の
含有量との関係を求めた。SiO247.6重量％、B2O326.7重
量％、Al2O312.0重量％、CaO10.4重量％、ZrO22.9重量
％を含むガラス組成粉末に平均粒径０・４μのRuO2粉末
と6.5μのAg粉末とをそのガラス成分に対する添加割合
を表１のごとく変化させたペーストを作成した。ペース
トは固型分65重量％、エチルセルロース1.5重量％、テ
キサノール16.7重量％、界面活性剤1.8重量部を三本ロ
ールミルで充分に混合して作成した。そして厚さ0.635m
m、大きさ50mm×50mmのAlN基板およびSiC基板上にAg/Pt
（昭和電工製Ａ−2032）ペーストを塗布、920℃×15分
間、60分間プロファイルで厚膜焼成炉で焼成して抵抗体
用電極を形成させた。該電極間に前記ガラス組成粉体と
RuO2粉体とAg粉末との混合ペーストを印刷し、120℃×1
5分間で乾燥、さらに厚膜焼成炉を使用し、900℃×15分
間、60分間プロファイルで焼成した。このようにして電
極間に抵抗回路を生成させた。ガラス組成とRuO2とAgと
の割合の異なった各種の回路における抵抗を測定した。
ける得られた生成膜の抵抗値とRuO2粉末およびAg粉末の
含有量との関係を求めた。SiO247.6重量％、B2O326.7重
量％、Al2O312.0重量％、CaO10.4重量％、ZrO22.9重量
％を含むガラス組成粉末に平均粒径０・４μのRuO2粉末
と6.5μのAg粉末とをそのガラス成分に対する添加割合
を表１のごとく変化させたペーストを作成した。ペース
トは固型分65重量％、エチルセルロース1.5重量％、テ
キサノール16.7重量％、界面活性剤1.8重量部を三本ロ
ールミルで充分に混合して作成した。そして厚さ0.635m
m、大きさ50mm×50mmのAlN基板およびSiC基板上にAg/Pt
（昭和電工製Ａ−2032）ペーストを塗布、920℃×15分
間、60分間プロファイルで厚膜焼成炉で焼成して抵抗体
用電極を形成させた。該電極間に前記ガラス組成粉体と
RuO2粉体とAg粉末との混合ペーストを印刷し、120℃×1
5分間で乾燥、さらに厚膜焼成炉を使用し、900℃×15分
間、60分間プロファイルで焼成した。このようにして電
極間に抵抗回路を生成させた。ガラス組成とRuO2とAgと
の割合の異なった各種の回路における抵抗を測定した。
その結果について、表１に示す。
次にAlN基板上に前記と同様にAg/Ptペーストを使用し
て電極を焼き付け、その電極間に、前記本発明の抵抗ペ
ーストを厚さ15μに印刷し、乾燥後、厚膜焼成炉で900
℃で焼成して抵抗体を得た。得られた抵抗体の125℃〜
−25℃間の面積抵抗について、加熱時、冷却時の抵抗温
度係数（TCR）を測定し、抵抗の安定性を調べた。TCRの
計算は次式より算出する。
て電極を焼き付け、その電極間に、前記本発明の抵抗ペ
ーストを厚さ15μに印刷し、乾燥後、厚膜焼成炉で900
℃で焼成して抵抗体を得た。得られた抵抗体の125℃〜
−25℃間の面積抵抗について、加熱時、冷却時の抵抗温
度係数（TCR）を測定し、抵抗の安定性を調べた。TCRの
計算は次式より算出する。
これらの結果を表１に合わせて示す。
AlN基板に用いたと同様の組成の本発明のペーストをS
iC基板を用い、全く同様にして抵抗値とTCRを測定し、
抵抗の安定性を調べた結果を表１に合わせて示す。
iC基板を用い、全く同様にして抵抗値とTCRを測定し、
抵抗の安定性を調べた結果を表１に合わせて示す。
本発明の抵抗ペーストを用いた場合、表１に示すよう
にTCRが150ppm以下であり、安定していて実用上極めて
すぐれているが、比較例は抵抗体として実用に耐えな
い。
にTCRが150ppm以下であり、安定していて実用上極めて
すぐれているが、比較例は抵抗体として実用に耐えな
い。
又RuO2粉末とAg粉末を本発明の範囲で含有しない厚膜
抵抗ペーストはAlN、SiC基板に使用したが発泡現象を生
じ、安定した抵抗体を形成することは困難であった。
抵抗ペーストはAlN、SiC基板に使用したが発泡現象を生
じ、安定した抵抗体を形成することは困難であった。
本発明の抵抗ペーストはAlN、SiC基板においてハイブ
リッド回路における抵抗体形成用として熱的に安定した
抵抗回路が得られ、しかもそのRuO2含有量、Ag含有量を
変化させることにより所要の抵抗値を容易に保持させう
るものであり、実用的に極めて有用である。
リッド回路における抵抗体形成用として熱的に安定した
抵抗回路が得られ、しかもそのRuO2含有量、Ag含有量を
変化させることにより所要の抵抗値を容易に保持させう
るものであり、実用的に極めて有用である。
Claims (1)
- 【請求項１】Al2O39〜23重量％、B2O320〜40重量％、Si
O230〜60重量％、CaO5〜15重量％、ZrO2を３重量％以下
含有するガラス組成物20〜98重量％と、RuO280〜２重量
％と、Ag0.05〜10重量％とよりなる固型分60〜85重量％
とビヒクル40〜15重量％とにより構成されるAlN、SiC基
板用抵抗ペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313208A JP2644017B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 抵抗ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313208A JP2644017B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 抵抗ペースト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191302A JPH02191302A (ja) | 1990-07-27 |
| JP2644017B2 true JP2644017B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=18038409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63313208A Expired - Lifetime JP2644017B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 抵抗ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644017B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3093601B2 (ja) * | 1994-09-28 | 2000-10-03 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | セラミック回路基板 |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP63313208A patent/JP2644017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02191302A (ja) | 1990-07-27 |
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