JP2839551B2 - Resistance composition, circuit board and electronic device using the same - Google Patents

Resistance composition, circuit board and electronic device using the same

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JP2839551B2
JP2839551B2 JP1132628A JP13262889A JP2839551B2 JP 2839551 B2 JP2839551 B2 JP 2839551B2 JP 1132628 A JP1132628 A JP 1132628A JP 13262889 A JP13262889 A JP 13262889A JP 2839551 B2 JP2839551 B2 JP 2839551B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

〔産業上の利用分野〕 本発明は非酸化物系セラミツクス用抵抗組成物、これ
を用いて抵抗体を形成した回路基板、及び同回路基板を
搭載した電子装置に関する。 〔従来の技術〕 非酸化物系セラミツクス、例えば窒化アルミニウムや
炭化シリコンは、近年の焼結技術や精製技術の向上に伴
つて、電子部品用基板材料として注目されている。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a resistor composition for non-oxide ceramics, a circuit board on which a resistor is formed using the same, and an electronic device equipped with the circuit board. [Prior Art] Non-oxide ceramics, for example, aluminum nitride and silicon carbide have attracted attention as substrate materials for electronic components with the improvement of sintering technology and purification technology in recent years.

【1】IEEE Trans.on C.H.M.T.,CHMT−8,No.2,247−252
頁(1985年)における“AIN Substrates with High The
rmal Conductivity"と題する論文では、高密度,高純度
に精製された窒化アルミニウム粉を加圧焼結して、熱伝
導率160W/m・K(室温)、電気抵抗率5×1013Ω・cm
(室温)、誘電率8.9(1MHz)、屈曲強度50kg/mm2、熱
膨張係数4.3×10-6/℃(室温−400℃)なる性質を付与
したことを開示している。また、
[1] IEEE Trans. On CHMT, CHMT-8, No. 2, 247-252
"AIN Substrates with High The
In a paper entitled "rmal Conductivity", high-density, highly-purified aluminum nitride powder was sintered under pressure to obtain a thermal conductivity of 160 W / mK (room temperature) and an electrical resistivity of 5 × 10 13 Ωcm.
(Room temperature), a dielectric constant of 8.9 (1 MHz), a flexural strength of 50 kg / mm 2 , and a thermal expansion coefficient of 4.3 × 10 −6 / ° C. (room temperature−400 ° C.). Also,

【2】特公昭58−1595
3号では、ベリリヤ添加した炭化シリコンの加圧焼結体
に熱伝導率0.25cal/cm・s・℃以上、抵抗率107Ω・cm
以上(室温)、熱膨張係数4×10-6/℃以下なる性質を
付与した電気的装置用基板を開示している。 上記
[2] Tokiko 58-1595
In No. 3, a thermal conductivity of 0.25 cal / cm · s · ° C or higher and a resistivity of 10 7 Ω · cm
As described above (at room temperature), a substrate for an electrical device having a property of a thermal expansion coefficient of 4 × 10 −6 / ° C. or less is disclosed. the above

【1】や[1]

【2】の、窒化アルミニウムや炭化シリ
コンをはじめとする非酸化物系セラミツクス焼結体は、
それらの持つ種々の特徴を活かすことにより、電子装置
の性能向上に資することが期待される。非酸化物系セラ
ミツクス応用の有力な分野の一つとしてハイブリツドIC
があり、この回路形成に必要な厚膜組成物の開発が進め
られている。ハイブリツドIC用基板においては、回路の
構成上導体配線とともに抵抗体が形成されていることが
第一に必須である。従来、
[2] Non-oxide ceramic sintered bodies including aluminum nitride and silicon carbide
Utilizing these various characteristics is expected to contribute to improving the performance of electronic devices. Hybrid ICs are one of the leading fields of non-oxide ceramics applications.
Therefore, the development of a thick film composition necessary for forming the circuit has been advanced. In the hybrid IC substrate, it is first essential that a resistor is formed together with the conductor wiring in view of the circuit configuration. Conventionally,

【3】特開昭62−216301号
に、導電性粉末と、無機結合剤と、有機ビヒクルと、所
望により金属酸化物添加剤とからなる抵抗組成物におい
て、無機結合剤がSiO2,Al2O3,B2O3,CaO,ZnO及びTiO2
主成分とする結晶性ガラスフリツト、好ましくはSiO
2(28−42wt%)−Al2O3(10−22wt%)−B2O3(1−5w
t%)−CaO(14−25wt%)−ZnO(15−25wt%)−TiO2
(6−15wt%)なるガラスフリツトである組成物、
[3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-216301 discloses a resistive composition comprising a conductive powder, an inorganic binder, an organic vehicle and, if desired, a metal oxide additive, wherein the inorganic binder is SiO 2 or Al 2. O 3 , B 2 O 3 , CaO, ZnO and a crystalline glass frit containing TiO 2 as a main component, preferably SiO 2
2 (28-42wt%) - Al 2 O 3 (10-22wt%) - B 2 O 3 (1-5w
t%) - CaO (14-25wt% ) - ZnO (15-25wt%) - TiO 2
(6-15 wt%) a glass frit,

【4】特開昭63−136601号に、窒化アルミニウム基板上
に多孔質の抵抗被膜を設けてなる厚膜抵抗体が開示され
ている。ここで、多孔質の抵抗被膜を形成するため、
(1)導電粒子としてRuO2を用いる場合は、SiO2−Al2O
3−B2O3−CaO−ZnO−TiO2−MgO系又はSiO2−Al2O3−B2O
3−CaO−ZnO−TiO2系結晶性ガラスフリツト、そして
(2)導電粒子としてRuO2とともにAgやPbの粉末を用い
る場合は、PbO−B2O3−SiO2系非晶質ガラスフリツトを
用いている。
[4] JP-A-63-136601 discloses a thick-film resistor in which a porous resistive film is provided on an aluminum nitride substrate. Here, in order to form a porous resistance film,
(1) When RuO 2 is used as the conductive particles, SiO 2 —Al 2 O
3 -B 2 O 3 -CaO-ZnO -TiO 2 -MgO system or SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O
3 -CaO-ZnO-TiO 2 based crystalline glass frit, and (2) as the conductive particles with RuO 2 when using the powder of Ag and Pb, using PbO-B 2 O 3 -SiO 2 based amorphous glass frit I have.

【5】Proc.5th International Microelec
tronics Conference,pp.137−141(1988)における“Te
chnical progresses for a thick film resistor for a
luminum nitride subsrates with devitrifiable solde
r glass"と題する論文において、SiO2(10−16wt%)−
B2O3(19−26wt%)−ZnO(60−70wt%)系ガラスをガ
ラスフリツトとして用いた窒化アルミニウム用なRuO2
厚膜抵抗体を開示している。
[5] Proc. 5th International Microelec
tronics Conference, pp.137-141 (1988)
chnical progresses for a thick film resistor for a
aluminum nitride subsrates with devitrifiable solde
r glass ", SiO 2 (10-16wt%)-
A RuO 2 thick film resistor for aluminum nitride using B 2 O 3 (19-26 wt%)-ZnO (60-70 wt%) glass as a glass frit is disclosed.

【6】三菱電機技報,Vol.54,No.10,696−699頁(1980
年)における“ハイブリツドICイグナイタ”と題する論
文において、パワートランジスタ素子とそれを制御する
ための受動素子を搭載する回路領域とを別々に分割され
たアルミナセラミツクス基板上に搭載し、これら相互間
の電機的連絡が金属細線のボンデイングによつてなされ
た自動車エンジン制御用電子装置が開示されている。
[6] Mitsubishi Electric Technical Report, Vol. 54, No. 10, pp. 696-699 (1980
In the paper entitled "Hybrid IC igniter," a power transistor element and a circuit area for mounting a passive element for controlling the power transistor element were mounted on a separately divided alumina ceramic substrate, and an electric An electronic device for controlling an automobile engine is disclosed in which the communication is made by bonding a thin metal wire.

【7】第1回マイクロエレクトロニクスシンポジウム論
文集,167−172頁(1985年)における“AIN基板単一構成
VHF帯電力増幅モジユール”と題する論文において、パ
ワートランジスタ素子とそれを制御するための抵抗体を
含む受動素子とを単一の窒化アルミニウム基板上に搭載
し、回路を構成するための厚膜配線が施されたVHF帯電
力増幅用電子装置が開示されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記
[7] The 1st Microelectronics Symposium Proceedings, pp.167-172 (1985)
In a paper entitled “VHF Band Power Amplification Module”, a thick-film wiring to configure a circuit was implemented by mounting a power transistor element and a passive element including a resistor to control it on a single aluminum nitride substrate. An electronic device for power amplification in a VHF band is disclosed.

【4】の(b)におけるように導電粒子としてAg
粉末を用いると、Agのマイグレーシヨンによる導電ネツ
トワークの破壊が生じやすい。この場合は、抵抗体の稼
働時の安定性が著しく損ねられやすい。したがつて、厚
膜抵抗体の導電粒子としては酸化物系の方が好ましい。
このような点において、上記
[4] Ag as the conductive particles as in (b)
When the powder is used, the conductive network is likely to be destroyed by the migration of Ag. In this case, the stability during operation of the resistor is likely to be significantly impaired. Therefore, the conductive particles of the thick film resistor are preferably oxide-based.
In this regard,

【3】,[3],

【4】(b)及び
(4) and

【5】のように導電粒子として酸化物系を用いるのが有
利である。これらの先行技術に共通する点は、無機結合
剤として結晶性ガラスを用い、多孔質の抵抗被膜を形成
することにより非酸化物系セラミツクスと無機結合剤と
の反応により発生する気体を容易に放出せしめ、抵抗体
の発泡や導電粒子の凝集を避けるようにする点である。
また、
It is advantageous to use an oxide system as the conductive particles as in [5]. The common point of these prior arts is that crystalline glass is used as the inorganic binder and a porous resistance film is formed to easily release the gas generated by the reaction between the non-oxide ceramic and the inorganic binder. At least, it is to avoid foaming of the resistor and aggregation of the conductive particles.
Also,

【3】,[3],

【4】(b)及び(4) and

【5】の場合は、無機
結合剤として酸化鉛を含まないガラスを用いる点で共通
する。これは、
The case of [5] is common in that glass containing no lead oxide is used as the inorganic binder. this is,

【5】に開示されているように、酸化鉛
含有ガラスは非酸化物系セラミツクスとの反応性に富
み、気体を発生しやすいと言う知見に基づく。しかし、
本発明者らの検討によれば、酸化鉛を含まないガラスは
非酸化物系セラミツクスとの反応性に極めて乏しく、同
セラミツクスと抵抗体の接着性が著しく損なわれやす
く、稼働時の抵抗特性は安定しにくいことが見出されて
いる。具体的には、稼働時の熱的ストレスの印加にとも
ない、抵抗値は逐次増加する。この原因は、抵抗体のマ
イクロクラツクの増加による導電ネツトワークの切断に
ある。このような抵抗特性の不安定性は、
As disclosed in [5], it is based on the finding that lead oxide-containing glass has high reactivity with non-oxide-based ceramics and easily generates gas. But,
According to the study of the present inventors, glass containing no lead oxide has extremely poor reactivity with non-oxide ceramics, and the adhesiveness between the ceramics and the resistor is easily impaired. It has been found difficult to stabilize. Specifically, the resistance value increases sequentially with the application of thermal stress during operation. This is due to the disconnection of the conductive network due to an increase in the micro crack of the resistor. The instability of such resistance characteristics is

【6】の自動
車エンジン制御用,
[6] For car engine control,

【7】のVHF帯電力増幅用の如き電
子装置においては極めて致命的で、窒化アルミニウムが
種々の優れた物性を持ちながら、上記電子装置が実用化
あるいは製品化に至つていない主因になつている。 したがつて、本発明は上述した従来技術の欠点を補
い、熱的ストレスの印加によつても安定な抵抗特性を示
す非酸化物系セラミツクス用抵抗組成物、これを用いた
非酸化物系セラミツクス回路基板、及び同回路基板が組
込まれた電子装置を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明の非酸化物系セラミツクス用抵抗組成物は、導
電性物質と、無機結合剤と、有機ビヒクルと、所望によ
り金属酸化物添加剤とからなる窒化アルミニウムセラミ
ックス用抵抗組成物であって、無機結合剤が酸化鉛を3
ないし15wt%含有し、好ましくは軟化点が600℃以上そ
して熱膨張係数が4.0×10-6/℃以下の結晶性ガラスであ
ることを基本とする。この結晶性ガラスとしてSiO2,B2O
3,ZnOを主成分とし、更にMnO,WO3,ZrO2,Cr2O3,TiO2の1
種以上を含むことができる。 特に、SiO215%以下,B2O315〜30%,ZnO50〜80%が好
ましく、MnO等は5%以下が好ましい。 本発明の非酸化物系セラミツクス回路基板は、導電性
物質と、無機結合剤と、所望により金属酸化物添加剤と
からなる抵抗体が窒化アルミニウムセラミックス基板上
に設けられ、上記抵抗体の無機結合剤が酸化鉛を3ない
し15wt%含有する結晶性ガラスであることを基本とす
る。 本発明の電子装置は、導電性物質と、無機結合剤と、
所望により金属酸化物添加剤とからなる抵抗体が窒化ア
ルミニウムセラミックス基板上に設けられ、上記抵抗体
の無機結合剤が酸化鉛を3ないし15wt%含有する結晶性
ガラスである回路基板が、周波数50MHz以上を取扱う電
気回路又は消費電力0.2W/mm2以上の素子を有する電気回
路に組込まれることを基本とする。 〔作用〕 本発明において、酸化鉛を含有する結晶性ガラスは、
窒化アルミニウム基板セラミツクス基板と同基板上に設
けられる抵抗体との緻密かつ強固な接着に寄与する。窒
化アルミニウムセラミツクスとの強固な接着を実現する
ためには、抵抗体の主要成分であるガラスとの適度な反
応が不可欠である。本発明者らが種々検討した結果、適
正量の酸化鉛が含有された結晶性ガラスを無機結合剤と
して用いることにより、(1)抵抗体の発泡や導電粒子
の凝集が避けられ、(2)窒化アルミニウムセラミツク
スとの強固な接着が実現され、そして(3)導電ネツト
ワークの切断が避けられるとともに、安定な抵抗特性を
示す抵抗体の得られることが確認された。本発明におけ
る上記抵抗体は次のメカニズムにより形成される。(a
−1)ガラス中の酸化鉛が窒化アルミニウムセラミツク
スと反応するとともにその表面にぬれ、同セラミツクス
と抵抗体との接着に寄与する新たなガラス層を形成し、
(a−2)新ガラス層の遮蔽効果によつてそれ以上の反
応が抑制され、(a−3)この際、新ガラス層の生成に
もなつて僅かに発生した気体はガラスの結晶化による微
細な気孔を通して放出され、(a−4)結晶化したガラ
スはそれ自体低い熱膨張係数を有し、導電性粒子とガラ
スとで構成される複合体の熱膨張係数を窒化アルミニウ
ムセラミツクスのそれと等価若しくはそれより小さくな
るように調整する役割を持つ。上記(1)が実現された
主たる理由は上記(a−2)及び(a−3)のメカニズ
ム、上記(2)が実現された主たる理由は上記(a−
1)のメカニズム、そして上記(3)が実現された主た
る理由は上記(a−4)のメカニズムが有効に作用した
結果に基づく。 本発明において、無機結合剤は、(a)3ないし15wt
%の酸化鉛を含有する結晶性ガラスであつて、(b)軟
化点:600℃以上そして(c)熱膨張係数:4.0×10-6/℃
以下を有することが好ましい。(a)が規定される理由
は、酸化鉛の含有量が3wt%より少ない範囲ではガラス
の窒化アルミニウムセラミツクスとの反応が不十分で、
強固な接着を実現するのに要する新ガラス層が生成され
にくく、そして15wt%より多い範囲ではガラスの窒化ア
ルミニウムセラミツクスとの反応が過剰で、反応による
気体の発生と放出とがバランスしにくく、換言すると生
成された新ガラス層の遮蔽効果によつて気体の放出が抑
制され、抵抗体の発泡や導電粒子の凝集を生じやすいこ
とによる。(c)が規定される理由は、軟化点が600℃
を下回るとガラスの軟化,流動が促進される結果非酸化
物系セラミツクスとの反応が過剰になされ、抵抗体の発
泡や導電粒子の凝集を生ずるもう一つの原因になるから
である。更に(c)が規定される理由は、熱膨張係数が
4.0×10-6/℃を上回ると、ガラスに引張り応力が加わつ
て、特性が不安定になり易いこと複合体としての抵抗体
の熱膨張係数を窒化アルミニウムセラミツクスと等価若
しくはそれより小さくすることが困難であることによ
る。本発明において、窒化アルミニウムセラミツクスと
等価な熱膨張係数とは、次を意味する。 α=(α±1)×10-6 (℃-1) ここで、 αR:抵抗体の熱膨張係数 αC:窒化アルミニウムセラミツクスの熱膨張係数 上記(c)が満たされない状態のもとでは、熱的スト
レスの印加にともなうマイクロクラツクの増加を避ける
ことが極めて困難なことによる。 〔実施例〕 [実施例1] 本実施例はパワー素子とそれを制御するための制御回
路を同一基板に搭載した回路基板と、その回路を応用し
た電子装置、即ちイグナイタモジユール装置、そしてそ
の電子装置を応用した配電器装置について説明する。 回路基板と装置を得るにあたり、導電性物質としての
RuO2粉末(平均粒径0.1μm)と、無機結合剤としての
ガラス粉末(平均粒径0.2μm)と、そして有機ビヒク
ルとしてのエチルセルロース樹脂とα−テルピネオール
を基本成分として含む抵抗組成物を、三本ロールによる
混練にて作製した。ここで用いた結晶性ガラス粉末は、
PbO(6wt%)−SiO2(9wt%)−B2O3(20wt%)−ZnO
(60wt%)−MnO(2wt%)−WO3(2wt%)なる組成で、
それ単独での熱膨張係数が3.5×10-6/℃そして軟化点61
0℃を有する。また、有機ビヒクルは、上記組成物にお
いて約25wt%添加されている。 第1図は上記組成物を850℃,10minの空気中焼成を施
して得た抵抗体の〔RuO2粉末/(RuO2粉末+ガラス粉
末)〕重量比と抵抗値及び熱膨張係数の関係である。抵
抗値は重量比を増すにつれ小さな値を示し、熱膨張係数
は重量比を増すにつれ大きな値を示す。重量比0.2−0.8
の間で抵抗値は10Ω/□−1MΩ/□の範囲に調整され、
そして熱膨張係数は3.8−5.5×10-6/℃の範囲に調整さ
れている。 第2図は上記抵抗体の抵抗値と抵抗温度係数(TCR)
の関係である。同図における曲線AはTCRを調整するた
めの金属酸化物を添加しない場合そして曲線BはTCR調
整用のMnO2粉末を添加した場合についてそれぞれ示す。
曲線Aの場合は抵抗値約2kΩ/□以下で大きな値を示し
ていて、実用上の問題を有している。これに対し曲線B
は、2kΩ/□以下の低抵抗領域でも±200ppm/℃と、実
用上問題にならない小さなTCRが得られている。これはT
CR調整用としてのMnO2の添加効果によるものであるが、
MnO2の代替物質としては酸化銅,酸化マンガン,酸化ラ
ンタン,酸化ネオジウム,酸化ニオブ,酸化バナジウ
ム,酸化チタン,酸化ジルコニウム,酸化アンチモン,
酸化サマリウム,酸化プラセオジウム,酸化アルミニウ
ム,酸化クロム,酸化鉄,酸化コバルト,酸化タンタ
ル,酸化ニツケル,酸化珪素等が挙げられる。 また、有機ビヒクルとしてのエチルセルロース樹脂と
α−テルピネオールは、脂肪族アルコール、そのような
アルコールのエステル例えばアセテート及びプロピオネ
ート,テルペン例えば松根油,β−テルピネオール,エ
チレングリコール,モノアセテート,ポリメタアクリレ
ート等で代替できる。 第3図は上記抵抗組成物を用いて製作した回路基板10
である。パワー素子搭載部用金属層(銀−パラジウム,
厚さ13μm)領域101とパワー素子制御回路形成用の配
線金属層(銀−パラジウム,同13μm)領域111を窒化
アルミニウム焼結体基板100上に設け、配線金属層111の
所望部に抵抗体113A)100−750Ω)を配している。領域
101にはパワー素子としてのトランジスタチツプ(5×5
mm,5W,15A)103がPb−5wt%Sn−1.5wt%Agはんだ104
(図示省略)により6個並列に搭載されている。配線金
属層領域111及び抵抗体113A上の所要部にはオーバコー
トガラス113B(図示省略)が設けられ、そしてチツプコ
ンデンサ113C及びミニモールドトランジスタ113dがPb−
5wt%Sn−1.5wt%Agはんだ114(図示省略)により設け
られている。金属層領域101と111との間及びトランジス
タチツプ103と金属層領域111との間はアルミニウム細線
(直径350μm)105により接続されている。窒化アルミ
ニウム基板100の素子が搭載されない面のほぼ全面にも
金属層(銀−パラジウム,厚さ13μm)121が設けら
れ、トランジスタチツプ103が搭載される部分にほぼ対
応する領域を除く部分にガラス123(ガラス113Bと同
質)が設けられている。上記金属層領域101,111、金属
層121や抵抗体113Aは、厚膜ペーストの印刷後850℃,10m
inの空気中焼成によつて得られ、オーバコートガラス11
3B、123は600℃,10minの空気中焼成によつて得られた。
なお、用いた基板100は、微量のY2O3粉末とともに窒化
アルミニウム粉末を1700℃で常圧焼結して得た。焼結体
(厚さ0.8mm,熱伝導率170W/m・K,抵抗率1013Ω・cm以
上)である。 第4図(a)は上記抵抗体113Aのそれぞれ−55〜150
℃の温度サイクル試験(1000回)及び150℃の高温放置
試験(1000h)による抵抗値の推移を示す例である。い
ずれの試験でも、抵抗値は初期値の±0.5%以内で実用
上問題ない安定性を有している。このように安定した特
性が得られたのは、上述したメカニズム(a−1)−
(a−4)が有効に作用した結果に基づく。また、抵抗
体113Aに間欠通電により定格の7倍の電力を繰返し印加
したが、90000回の間欠通電によつても抵抗値の変化は
±0.5%以内で実用上の問題は見出されなかつた。これ
も(a−1)−(a−4)の作用に基づくことは当然で
あるが、加えて窒化アルミニウム基板100を経由する熱
放散が有効になされ、抵抗体113Aの温度上昇が僅少に抑
えられるため、高温下の電界印加に伴う導電ネツトワー
クの破壊を回避できたことによる。更に、第4図(b)
は80℃,90%RHの高温高湿試験(1000h)による上記抵抗
体113Aの抵抗値推移を示す例である。この試験では、抵
抗体113A上にオーバコートガラス113Bを設けない試料を
用いた。抵抗値は試験後でも±0.5%以内の変動に留ま
つており、実用上の問題はない。 なお、金属層領域101と111は、金属成分としての銀−
パラジウムと、窒化アルミニウム焼結体基板100との接
着性を維持するための酸化鉛含有ガラスフリツト〔SiO2
(14.8wt%)−Al2O3(1.5wt%)−PbO(69.4wt%)−B
2O3(2.1wt%)−ZnO(17.8wt%)〕とから構成されて
いる。このガラスフリツトは、過度の反応を抑えるため
の添加量調整がなされている。本実施例で用いた抵抗組
成物は、この金属層101,111との相性が優れており、抵
抗体113Aと金属層111との接触部には気泡等の欠陥は全
く生じていない。 第5図において、200は電子装置としての自動車エン
ジン制御用イグナイタモジユール装置であり、回路基板
10はアルミニウムにニツケルめつきを施したパツケージ
201にはんだ(Pb−60wt%Sn)202を介して搭載されてい
る。このはんだ付けはフラツクスとともに上記はんだの
シートを介装して、240℃のベルト炉を通して実施し
た。次いで、パツケージ201内にシリコーン樹脂(図示
の省略)を充填,硬化せしめた後、キヤツプ203を取付
けて第6図の回路構成を有するモジユール装置200を完
成させた。 同装置200のトランジスタチツプ103−パツケージ201
間の熱抵抗は0.9℃/Wと低い値が得られた。また、同装
置200に−55〜150℃の温度サイクルを2000回そして間欠
通電によつてトランジスタチツプ103に50〜125℃の温度
サイクルを90000回それぞれ印加したが、上記熱抵抗の
変化は見られなかつた。更に、トランジスタチツプ103
とその制御回路が同一基板100上に近接して設けられて
おり、パワー素子部と制御回路が個別の基板に設けられ
た従来の装置に比べ、約3/5と小型化されたモジユール
装置が得られた。なお、モジユール装置200は他の回路
装置とともにハウジングに取付けられ、第1表に示す仕
様を保証できる配電器装置が完成された。 第7図(a)及び(b)は同装置の出力電圧及び入力
電流と配電器回転数の関係を示す線図である。本実施例
で得た配電器装置(曲線A)は、パワー素子部と制御回
路が個別の基板に設けられた従来のモジユール装置を組
み込んだ配電器装置(曲線B)に比べ、出力電圧は全回
転数範囲でしかも小さい入力電流のもとで高い値を得て
いる。また、アイドル回転域では、従来の装置より小さ
い入力電流のもとで高い出力電圧が得られている。これ
より、本実施例配電器装置では、低速回転域では消費電
力を抑制し高速回転域では十分なコイル遮断電流を得る
ことが可能なことを示している。第7図(b)は同装置
の閉路率と配電器回転数の関係を示す。この閉路率制御
は、低速回転域では消費電力を抑制し高速回転域では十
分なコイル遮断電流を得るのに重要な因子である。同図
はバツテリ電圧をパラメータとした場合であるが、電源
電圧の変動に対しても閉路率制御が最適になされている
ことを示している。なお、配電器装置はその取付部温度
が80℃になるエンジンルーム内に搭載されたが、閉路率
制御は良好になされた。 なお、本実施例では、回路基板に単位面積(1mm2)当
りの消費電力が0.2Wであるパワー素子が搭載され、第1
表に示した配電器装置の性能が得られた。同等の性能
は、パワー素子のチツプサイズを小さくした場合、即ち
回路基板に単位面積(1mm2)当りの消費電力0.56Wのパ
ワー素子を搭載した場合でも得られた。 [実施例2] 本実施例ではパワー素子とそれを制御するための制御
回路を同一基板に搭載した回路基板と、その回路を応用
した電子装置、即ち高周波電圧増幅回路装置、そしてそ
の電子装置を応用した高精細テレビジヨン装置について
説明する。 第8図はパワー素子とその制御回路を同一基板上に搭
載することを可能にした回路基板の要部断面図である。
同図に示すように、回路基板10はパワー素子搭載部用金
属層(銀−パラジウム,厚さ13μm)領域101とパワー
素子制御回路形成用の金属層(銀−パラジウム,同13μ
m)領域111を窒化アルミニウム焼結体基板100上に搭載
している。領域101にはパワー素子としての電界効果型
トランジスタチツプ(2×2mm,5w,15A)103がPb−5wt%
Sn−1.5wt%Agはんだ104(図示を省略)により搭載さ
れ、領域111には抵抗体113A,オーバコートガラス113Bが
厚膜ペーストの印刷,焼成により設けられ、そしてチツ
プコンデンサ113Cやダイオードチツプ113dがPb−5wt%S
n−1.5wt%Agはんだ114(図示を省略)により設けられ
ている。金属層領域101と111との間及びトランジスタチ
ツプ103と金属層領域111との間は金細線((直径35μ
m)105により接続されている。窒化アルミニウム焼結
体基板100の素子が搭載されない面のほぼ全面にも金属
層(銀−パラジウム,厚さ13μm)121が設けられ、ト
ランジスタチツプ103が搭載される部分にほぼ対応する
領域を除く部分にガラス123(ガラス113Bと同質)が設
けられている。上記回路基板10は実施例1と同様にして
作製したが、実施例1と異なる点は、無機結合剤として
PbO(6wt%)−SiO2(9wt%)−B2O3(20wt%)−ZnO
(60wt%)−MnO(2wt%)−WO3(2wt%)なる組成の結
晶性ガラスとしてPbO(60wt%)−SiO2(8wt%)−B2O3
(12wt%)−ZnO(10wt%)−ZrO2(8wt%)−Cr2O3(2
wt%)なる組成の非結晶性ガラスを重量比で3:1の割合
に混合した粉末(粒径2.0μm)を用いた抵抗組成物を
使用したことである。 上記抵抗体113Aに実施例1と同様の温度サイクル試験
(1000回),高温放置試験(1000h),高温高湿試験(1
000h)、そして間欠通電試験(90000回)を施した。い
ずれの試験でも、抵抗値は初期値の±0.5%以内で実用
上問題ない安定性を有していた。このような抵抗値安定
特性が得られたのは、上述のメカニズム(a−1)−
(a−4)が有効に作用した結果に他ならない。更に、
抵抗体の多孔質部は非結晶性ガラスの流動によつて埋め
られ(空隙部が消失)、空隙部の電界集中による物質移
動や導電ネツトワークの破壊が避けられたことも上記安
定性に寄与している。 上記回路基板10は、実施例1と同様に、アルミニウム
にニツケルめつきを施したパツケージ201にはんだ(Pb
−60wt%Sn)202を介して搭載した。このはんだ付けは
フラツクスとともに上記はんだのシートを介装して、24
0℃のベルト炉を通して実施した。次いで、パツケージ2
01内のシリコーン樹脂を充填,硬化せしめた後、キヤツ
プ203を取付けて高周波電圧増幅回路装置200を完成させ
た。 第9図は上記装置200の入力電圧波形及び出力電圧波
形である。これより明らかなように、出力電圧は35Vと
入力電圧の0.7Vに対して50倍の値が得られ、そして出力
電圧波形も立上り及び立下りとも0.2ns以下の時定数を
示している。即ち、上記装置200は250MHz帯の高周波電
圧制御用として、十分実用可能である。上記装置200が
このような高速信号に追随できる理由の第1に、トラン
ジスタチツプ103とその周辺回路間及び制御回路配線の
電気的連絡路を可及的に短縮したことが挙げられる。特
に、電気的連絡路を短縮できたのは、非酸化物系セラミ
ツクスに実用可能な厚膜抵抗体を形成することができ、
その波及効果として効率的な熱放散性に基づいて抵抗体
サイズの縮小化が可能になつたことによる。 なお、回路定数,具体的には抵抗体113Aの抵抗値を調
整することにより、上記装置200を用いて50MHzから1GHz
までの高周波電圧制御を試みたが、十分実用可能な増幅
特性を有することが確認された。 上記高周波電圧増幅回路装置200は、最終的に画素200
0×2000のテレビジヨン装置に組込まれた。この結果、
上記装置200は画像表示の高精細化に有効なことが確認
された。 本発明回路基板や電子装置は、パワー素子とその制御
回路用素子とが同一基板上に搭載されてその効果は最大
限に発揮される。しかし、本発明はこの場合にのみ限定
されるものではなく、パワー素子が搭載されなくてもよ
い。 本発明における電子装置は、例えば実施例1における
イグナイタモジユール装置200や実施例2における高周
波電圧増幅回路装置200の他実施例1における配電器装
置や実施例2におけるテレビジヨン装置に適用される。 〔発明の効果〕 本発明によれば、熱的ストレスの印加によつても安定
な抵抗特性を示す非酸化物系セラミツクス用抵抗組成
物、これを用いた非酸化物系セラミツクス回路基板、及
び同回路基板が組込まれた高性能及び高信頼性の電子装
置が得られる。
[7] It is extremely fatal in electronic devices for power amplification in the VHF band, and while aluminum nitride has various excellent physical properties, the above-mentioned electronic devices have not been put to practical use or commercialized. I have. Therefore, the present invention compensates for the above-mentioned disadvantages of the prior art, and provides a non-oxide ceramic resistance composition which exhibits stable resistance characteristics even when a thermal stress is applied, and a non-oxide ceramic composition using the same. It is an object to provide a circuit board and an electronic device in which the circuit board is incorporated. [Means for Solving the Problems] The non-oxide ceramic resistance composition of the present invention is an aluminum nitride ceramic comprising a conductive substance, an inorganic binder, an organic vehicle, and optionally a metal oxide additive. Resistance composition, wherein the inorganic binder comprises 3 parts of lead oxide.
To 15 wt%, preferably a crystalline glass having a softening point of 600 ° C. or more and a thermal expansion coefficient of 4.0 × 10 −6 / ° C. or less. SiO 2 , B 2 O
3 and ZnO as main components, and one of MnO, WO 3 , ZrO 2 , Cr 2 O 3 and TiO 2
It can include more than one species. In particular, SiO 2 15% or less, B 2 O 3 15~30%, preferably ZnO50~80%, MnO or the like is preferably 5% or less. In the non-oxide ceramic circuit board of the present invention, a resistor comprising a conductive substance, an inorganic binder and, if desired, a metal oxide additive is provided on an aluminum nitride ceramics substrate. Basically, the agent is a crystalline glass containing 3 to 15% by weight of lead oxide. Electronic device of the present invention, a conductive substance, an inorganic binder,
If desired, a resistor comprising a metal oxide additive is provided on an aluminum nitride ceramics substrate, and the inorganic binder of the resistor is a crystalline glass containing 3 to 15% by weight of lead oxide. It is basically built into an electric circuit handling the above or an electric circuit having an element with power consumption of 0.2 W / mm 2 or more. [Action] In the present invention, the crystalline glass containing lead oxide is
It contributes to dense and strong adhesion between the aluminum nitride substrate ceramic substrate and the resistor provided on the substrate. In order to realize strong adhesion with aluminum nitride ceramics, an appropriate reaction with glass, which is a main component of the resistor, is indispensable. As a result of various studies by the present inventors, the use of crystalline glass containing an appropriate amount of lead oxide as an inorganic binder can prevent (1) foaming of a resistor and aggregation of conductive particles, and (2) It was confirmed that strong adhesion with the aluminum nitride ceramics was realized, and (3) cutting of the conductive network was avoided, and a resistor having stable resistance characteristics was obtained. The resistor in the present invention is formed by the following mechanism. (A
-1) Lead oxide in the glass reacts with the aluminum nitride ceramic and wets its surface, forming a new glass layer contributing to the adhesion between the ceramic and the resistor,
(A-2) The further reaction is suppressed by the shielding effect of the new glass layer. (A-3) At this time, the gas slightly generated due to the formation of the new glass layer is caused by crystallization of the glass. (A-4) The crystallized glass released through fine pores has a low coefficient of thermal expansion by itself, and the coefficient of thermal expansion of a composite composed of conductive particles and glass is equivalent to that of aluminum nitride ceramics. Alternatively, it has a role of adjusting so as to be smaller. The main reason for realizing the above (1) is the mechanism of the above (a-2) and (a-3), and the main reason for realizing the above (2) is the above (a-
The main reason for realizing the mechanism (1) and the above (3) is based on the result of the mechanism (a-4) effectively acting. In the present invention, the inorganic binder comprises (a) 3 to 15 wt.
% Of lead oxide, (b) softening point: 600 ° C. or more and (c) coefficient of thermal expansion: 4.0 × 10 −6 / ° C.
It is preferred to have: The reason that (a) is specified is that if the content of lead oxide is less than 3 wt%, the reaction of the glass with the aluminum nitride ceramics is insufficient,
It is difficult to form a new glass layer required to achieve strong adhesion, and if it exceeds 15 wt%, the reaction of the glass with the aluminum nitride ceramics is excessive, and the generation and release of gas due to the reaction are difficult to balance. Then, the generated glass layer has a shielding effect, which suppresses the release of gas, and tends to cause foaming of the resistor and aggregation of the conductive particles. (C) is specified because the softening point is 600 ° C
If the ratio is less than the above range, the softening and the flow of the glass are promoted, so that the reaction with the non-oxide-based ceramics is excessively performed, which causes another cause of foaming of the resistor and agglomeration of the conductive particles. Further, (c) is specified because the coefficient of thermal expansion is
If the temperature exceeds 4.0 × 10 -6 / ° C, tensile stress is applied to the glass and the characteristics are likely to be unstable.The thermal expansion coefficient of the resistor as a composite must be equal to or smaller than that of aluminum nitride ceramics. Due to difficulty. In the present invention, the thermal expansion coefficient equivalent to aluminum nitride ceramics means the following. α R = (α C ± 1) × 10 −6 (° C. −1 ) where α R : coefficient of thermal expansion of resistor α C : coefficient of thermal expansion of aluminum nitride ceramics This is because it is extremely difficult to avoid an increase in micro cracks due to the application of thermal stress. [Embodiment] [Embodiment 1] In this embodiment, a power element and a control board for controlling the power element are mounted on the same board, and an electronic device using the circuit, that is, an igniter module device, and the like. A distribution device to which an electronic device is applied will be described. In obtaining circuit boards and equipment,
RuO 2 powder (average particle size 0.1 μm), glass powder (average particle size 0.2 μm) as an inorganic binder, and a resistance composition containing ethyl cellulose resin as an organic vehicle and α-terpineol as basic components It was produced by kneading with this roll. The crystalline glass powder used here is
PbO (6wt%) - SiO 2 (9wt%) - B 2 O 3 (20wt%) - ZnO
(60wt%) - MnO (2wt %) - WO 3 (2wt%) made in the composition,
It has a thermal expansion coefficient of 3.5 × 10 -6 / ° C alone and a softening point of 61
Has 0 ° C. The organic vehicle is added in an amount of about 25% by weight in the composition. FIG. 1 shows the relationship between the [RuO 2 powder / (RuO 2 powder + glass powder)] weight ratio, the resistance value, and the thermal expansion coefficient of a resistor obtained by baking the above composition in air at 850 ° C. for 10 minutes. is there. The resistance value decreases as the weight ratio increases, and the thermal expansion coefficient increases as the weight ratio increases. Weight ratio 0.2-0.8
The resistance value is adjusted in the range of 10Ω / □ -1MΩ / □ between
The coefficient of thermal expansion is adjusted in the range of 3.8-5.5 × 10 −6 / ° C. Fig. 2 shows the resistance value and temperature coefficient of resistance (TCR) of the resistor.
The relationship is The curve A in the same figure shows the case where the metal oxide for adjusting the TCR was not added, and the curve B shows the case where the MnO 2 powder for adjusting the TCR was added.
The curve A shows a large value at a resistance value of about 2 kΩ / □ or less, which has a practical problem. On the other hand, curve B
Has a small TCR of ± 200 ppm / ° C., which is practically no problem even in a low resistance region of 2 kΩ / □ or less. This is T
This is due to the effect of adding MnO 2 for CR adjustment.
Alternatives to MnO 2 include copper oxide, manganese oxide, lanthanum oxide, neodymium oxide, niobium oxide, vanadium oxide, titanium oxide, zirconium oxide, antimony oxide,
Examples include samarium oxide, praseodymium oxide, aluminum oxide, chromium oxide, iron oxide, cobalt oxide, tantalum oxide, nickel oxide, and silicon oxide. Ethyl cellulose resin and α-terpineol as organic vehicles are replaced by aliphatic alcohols, esters of such alcohols such as acetates and propionates, terpenes such as pine oil, β-terpineol, ethylene glycol, monoacetate, polymethacrylate, etc. it can. FIG. 3 shows a circuit board 10 manufactured using the above-described resistance composition.
It is. Metal layer (silver-palladium,
A region 101 (thickness 13 μm) and a wiring metal layer (silver-palladium, 13 μm) region 111 for forming a power element control circuit are provided on the aluminum nitride sintered substrate 100. ) 100-750Ω). region
101 has a transistor chip (5 × 5) as a power element.
mm, 5W, 15A) 103 is Pb-5wt% Sn-1.5wt% Ag solder 104
(Not shown), six are mounted in parallel. Overcoat glass 113B (not shown) is provided on required portions on the wiring metal layer region 111 and the resistor 113A, and the chip capacitor 113C and the mini-mold transistor 113d are connected to Pb-
5 wt% Sn-1.5 wt% Ag solder 114 (not shown) is provided. The metal layer regions 101 and 111 and the transistor chip 103 and the metal layer region 111 are connected by a thin aluminum wire (having a diameter of 350 μm) 105. A metal layer (silver-palladium, 13 μm in thickness) 121 is also provided on almost the entire surface of the aluminum nitride substrate 100 on which the elements are not mounted. (Having the same quality as glass 113B). The metal layer regions 101 and 111, the metal layer 121 and the resistor 113A are formed at 850 ° C. and 10 m
in-air sintering.
3B and 123 were obtained by calcination in air at 600 ° C. for 10 minutes.
The substrate 100 used was obtained by sintering aluminum nitride powder together with a trace amount of Y 2 O 3 powder at 1700 ° C. under normal pressure. It is a sintered body (thickness 0.8 mm, thermal conductivity 170 W / m · K, resistivity 10 13 Ω · cm or more). FIG. 4 (a) shows each of the resistors 113A from -55 to 150
It is an example which shows transition of the resistance value by a temperature cycle test of 1000 degreeC (1000 times) and a high temperature storage test of 150 degreeC (1000h). In any of the tests, the resistance value is within ± 0.5% of the initial value and has a practically satisfactory stability. Such stable characteristics were obtained because of the mechanism (a-1)-
Based on the result of (a-4) acting effectively. In addition, although power 7 times the rated power was repeatedly applied to the resistor 113A by intermittent energization, the change in resistance value was within ± 0.5% even after 90,000 intermittent energizations, and no practical problem was found. . This is, of course, based on the functions of (a-1)-(a-4). In addition, heat dissipation through the aluminum nitride substrate 100 is effectively performed, and the temperature rise of the resistor 113A is slightly suppressed. Therefore, the destruction of the conductive network due to the application of an electric field at a high temperature could be avoided. Further, FIG. 4 (b)
Is an example showing a change in the resistance value of the resistor 113A in a high-temperature high-humidity test (1000 hours) at 80 ° C. and 90% RH. In this test, a sample in which the overcoat glass 113B was not provided on the resistor 113A was used. The resistance value remains within ± 0.5% even after the test, and there is no practical problem. Note that the metal layer regions 101 and 111 have silver-metal as a metal component.
Lead oxide-containing glass frit (SiO 2) for maintaining the adhesion between palladium and the aluminum nitride sintered body substrate 100
(14.8wt%) - Al 2 O 3 (1.5wt%) - PbO (69.4wt%) - B
2 O 3 (2.1 wt%)-ZnO (17.8 wt%)]. The amount of the glass frit is adjusted to suppress an excessive reaction. The resistance composition used in this example has excellent compatibility with the metal layers 101 and 111, and no defects such as bubbles are generated at the contact portion between the resistor 113A and the metal layer 111. In FIG. 5, reference numeral 200 denotes an igniter module device for controlling an automobile engine as an electronic device, and a circuit board.
10 is a package with nickel-plated aluminum
It is mounted on 201 via a solder (Pb-60 wt% Sn) 202. This soldering was carried out through a belt furnace at 240 ° C. with the above-mentioned solder sheet interposed with the flux. Next, a silicone resin (not shown) was charged into the package 201 and cured, and then a cap 203 was attached to complete the module device 200 having the circuit configuration shown in FIG. Transistor chip 103 and package 201 of the device 200
The thermal resistance between them was as low as 0.9 ° C / W. Further, a temperature cycle of −55 to 150 ° C. was applied 2,000 times to the device 200, and a temperature cycle of 50 to 125 ° C. was applied 90,000 times to the transistor chip 103 by intermittent energization, respectively. Never Further, the transistor chip 103
And its control circuit are provided close to each other on the same substrate 100, and a module device that is reduced in size to about 3/5 as compared with a conventional device in which the power element unit and the control circuit are provided on separate substrates is provided. Obtained. Note that the module device 200 was mounted on a housing together with other circuit devices, and a distribution device device capable of guaranteeing the specifications shown in Table 1 was completed. 7 (a) and 7 (b) are diagrams showing the relationship between the output voltage and input current of the device and the rotation speed of the distributor. The output voltage of the power distribution device (curve A) obtained in this embodiment is lower than that of the power distribution device (curve B) incorporating the conventional module device in which the power element unit and the control circuit are provided on separate substrates. A high value is obtained in the rotation speed range and under a small input current. Further, in the idle rotation region, a high output voltage is obtained under an input current smaller than that of the conventional device. This indicates that in the power distribution device of this embodiment, it is possible to suppress power consumption in the low-speed rotation range and obtain a sufficient coil cutoff current in the high-speed rotation range. FIG. 7 (b) shows the relationship between the closing ratio of the device and the rotational speed of the distributor. This closing ratio control is an important factor in suppressing power consumption in a low speed rotation range and obtaining a sufficient coil cutoff current in a high speed rotation range. The figure shows the case where the battery voltage is used as a parameter, but shows that the closing ratio control is optimally performed even with respect to the fluctuation of the power supply voltage. Although the distribution device was mounted in the engine room where the temperature of the mounting portion became 80 ° C., the closing ratio was controlled well. In this embodiment, a power element having a power consumption of 0.2 W per unit area (1 mm 2 ) is mounted on the circuit board.
The performance of the distribution device shown in the table was obtained. Equivalent performance was obtained even when the chip size of the power element was reduced, that is, when a power element with a power consumption of 0.56 W per unit area (1 mm 2 ) was mounted on the circuit board. [Embodiment 2] In this embodiment, a power element and a circuit board on which a control circuit for controlling the power element are mounted on the same board, an electronic device using the circuit, that is, a high-frequency voltage amplifier circuit device, and the electronic device are described. An applied high definition television device will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a circuit board which enables a power element and its control circuit to be mounted on the same board.
As shown in FIG. 1, a circuit board 10 includes a power element mounting portion metal layer (silver-palladium, 13 μm thick) region 101 and a power element control circuit forming metal layer (silver-palladium, 13 μm).
m) The region 111 is mounted on the aluminum nitride sintered body substrate 100. In the region 101, a field effect transistor chip (2 × 2 mm, 5w, 15A) 103 as a power element is Pb-5 wt%.
The area 111 is provided with a resistor 113A and an overcoat glass 113B by printing and baking a thick film paste, and a chip capacitor 113C and a diode chip 113d are mounted on the area 111. Pb-5wt% S
It is provided by n-1.5 wt% Ag solder 114 (not shown). A thin gold wire ((35 μm in diameter) is provided between the metal layer regions 101 and 111 and between the transistor chip 103 and the metal layer region 111.
m) connected by 105. A metal layer (silver-palladium, 13 μm in thickness) 121 is also provided on almost the entire surface of the aluminum nitride sintered body 100 on which the elements are not mounted, except for a region substantially corresponding to the portion where the transistor chip 103 is mounted. Is provided with glass 123 (same quality as glass 113B). The circuit board 10 was manufactured in the same manner as in Example 1, but the difference from Example 1 was that an inorganic binder was used.
PbO (6wt%) - SiO 2 (9wt%) - B 2 O 3 (20wt%) - ZnO
(60wt%) - MnO (2wt %) - WO 3 PbO (60wt%) as a crystalline glass (2 wt%) having a composition - SiO 2 (8wt%) - B 2 O 3
(12wt%) - ZnO (10wt %) - ZrO 2 (8wt%) - Cr 2 O 3 (2
(wt%) is a resistance composition using a powder (particle size: 2.0 μm) obtained by mixing amorphous glass having a composition of 3: 1 by weight. The same temperature cycle test (1000 times), high temperature standing test (1000 h), and high temperature and humidity test (1
000h), and an intermittent energization test (90,000 times) was performed. In each of the tests, the resistance value was within ± 0.5% of the initial value and was stable without any practical problem. Such resistance value stabilizing characteristics were obtained because of the above-mentioned mechanism (a-1)-
This is nothing but the result of (a-4) acting effectively. Furthermore,
The porous part of the resistor is filled by the flow of the amorphous glass (voids disappear), and the mass transfer due to the electric field concentration in the voids and the destruction of the conductive network are avoided, which also contributes to the above stability. doing. In the same manner as in the first embodiment, the circuit board 10 is soldered (Pb
-60 wt% Sn) 202. This soldering is performed by interposing the above solder sheet together with the flux.
The test was performed through a belt furnace at 0 ° C. Then package 2
After filling and curing the silicone resin in 01, the cap 203 was attached to complete the high-frequency voltage amplifier circuit device 200. FIG. 9 shows an input voltage waveform and an output voltage waveform of the device 200. As is clear from this, the output voltage is 35 V, which is 50 times the value of 0.7 V of the input voltage, and the output voltage waveform also shows a time constant of 0.2 ns or less for both rising and falling. That is, the device 200 is sufficiently practicable for controlling a high frequency voltage in the 250 MHz band. The first reason that the device 200 can follow such a high-speed signal is that the electrical connections between the transistor chip 103 and its peripheral circuits and the control circuit wiring are reduced as much as possible. In particular, the fact that the electrical communication path could be shortened was to form a thick-film resistor that could be used for non-oxide ceramics,
This is because the size of the resistor can be reduced based on the efficient heat dissipation as the ripple effect. By adjusting the circuit constant, specifically, the resistance of the resistor 113A, the above device 200 is used to adjust the frequency from 50 MHz to 1 GHz.
Although high-frequency voltage control was attempted up to this point, it was confirmed that it had sufficiently practical amplification characteristics. The high-frequency voltage amplification circuit device 200
Built into a 0x2000 television device. As a result,
It was confirmed that the above-described device 200 was effective for high definition image display. In the circuit board and the electronic device of the present invention, the power element and the element for the control circuit are mounted on the same substrate, and the effect is maximized. However, the present invention is not limited only to this case, and the power element may not be mounted. The electronic device according to the invention is applied to, for example, the igniter module device 200 according to the first embodiment, the high-frequency voltage amplifier circuit device 200 according to the second embodiment, the distribution device device according to the first embodiment, and the television device according to the second embodiment. [Effects of the Invention] According to the present invention, a resistance composition for non-oxide ceramics, which exhibits stable resistance characteristics even when a thermal stress is applied, a non-oxide ceramic circuit board using the same, and a non-oxide ceramic circuit board using the same A high-performance and high-reliability electronic device incorporating a circuit board is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は抵抗値と抵抗体中のRuO2量との関係を示す線
図、第2図はTCRと抵抗値との関係を示す線図、第3図
は本発明に係る回路基板を用いた電子装置の斜視図、第
4図(a)及び(b)は抵抗値変化と温度サイクル数又
は高温放置時間との関係を示す線図、第5図は本発明に
係る電子装置の断面図、第6図は第5図の電気回路図、
第7図(a),(b)及び(c)は第5図に示す装置に
おける配電器回転数と出力電圧,入力電流及び閉路率と
の関係を示す線図、第8図はパワー素子と制御回路とを
有する電子装置の断面図、第9図は入力電圧及び出力電
圧波形を示すグラフである。 10……回路基板、100……焼結体基板、103……トランジ
スタチツプ、111……配線金属層、113……抵抗体。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the resistance value and the amount of RuO 2 in the resistor, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the TCR and the resistance value, and FIG. 3 uses the circuit board according to the present invention. 4 (a) and 4 (b) are diagrams showing the relationship between the change in resistance value and the number of temperature cycles or high-temperature leaving time, and FIG. 5 is a sectional view of the electronic device according to the present invention. FIG. 6 is an electric circuit diagram of FIG. 5,
FIGS. 7 (a), (b) and (c) are diagrams showing the relationship between the distributor rotation speed and the output voltage, input current and closing ratio in the apparatus shown in FIG. 5, and FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of an electronic device having a control circuit, and FIG. 9 is a graph showing input voltage and output voltage waveforms. 10 ... circuit board, 100 ... sintered board, 103 ... transistor chip, 111 ... wiring metal layer, 113 ... resistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 恒雄 長野県小諸市大字柏木190番地 株式会 社日立製作所小諸工場内 (56)参考文献 特開 昭60−137847(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Tsuneo Endo 190 Kashiwagi Kashiwagi, Komoro City, Nagano Prefecture Komoro Plant, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-60-137847 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】導電性物質と、無機結合剤と、有機ビヒク
ルと、所望により金属酸化物添加剤とからなる窒化アル
ミニウムセラミックス用の抵抗組成物であって、無機結
合剤が酸化鉛を3ないし15wt%含有するZnO−B2O3−SiO
2を主成分とする結晶ガラスであることを特徴とする抵
抗組成物。
1. A resistance composition for aluminum nitride ceramics comprising a conductive material, an inorganic binder, an organic vehicle, and, if desired, a metal oxide additive, wherein the inorganic binder contains 3 to 4 lead oxides. ZnO-B 2 O 3 -SiO containing 15 wt%
2. A resistive composition comprising a crystalline glass containing 2 as a main component.
【請求項2】導電性物質と、無機結合剤と、所望により
金属酸化物添加剤とからなる抵抗体が窒化アルミニウム
セラミックス基板上に設けられ、前記無機結合剤が酸化
鉛を3ないし15wt%含有するZnO−B2O3−SiO2を主成分
とする結晶ガラスであることを特徴とする回路基板。
2. A resistor comprising a conductive substance, an inorganic binder and, if desired, a metal oxide additive is provided on an aluminum nitride ceramics substrate, wherein said inorganic binder contains 3 to 15 wt% of lead oxide. circuit board, wherein the ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 is a crystalline glass whose main component is.
【請求項3】導電性物質と、無機結合剤と、所望により
金属酸化物添加剤とからなる抵抗体が窒化アルミニウム
セラミックス基板上に設けられ、前記無機結合剤が酸化
鉛を3ないし15wt%含有するZnO−B2O3−SiO2を主成分
とする結晶ガラスである回路基板に、周波数50MHz以上
の電気回路又は1mm2当りの消費電力が0.2W以上である半
導体素子を有する電気回路が搭載されることを特徴とす
る電子装置。
3. A resistor comprising a conductive substance, an inorganic binder and, if desired, a metal oxide additive is provided on an aluminum nitride ceramic substrate, wherein said inorganic binder contains 3 to 15% by weight of lead oxide. the ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 on a circuit board is a crystal glass as a main component, the power consumption of 2 per frequency 50MHz or more electrical circuits or 1mm is an electric circuit including a semiconductor element is not less than 0.2W mounted to An electronic device characterized by being performed.
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