JP3245946B2 - 抵抗体 - Google Patents

抵抗体

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JP3245946B2 JP10043092A JP10043092A JP3245946B2 JP 3245946 B2 JP3245946 B2 JP 3245946B2 JP 10043092 A JP10043092 A JP 10043092A JP 10043092 A JP10043092 A JP 10043092A JP 3245946 B2 JP3245946 B2 JP 3245946B2
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和敬 中村
啓祐 永田
康信 米田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗特性のばらつきを
防止でき、かつ湿度等に対する耐環境性を向上できると
ともに、電力容量を大きくできるようにした抵抗体に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から、Ru酸化物,又はRu化合物
を主体としたサーメット抵抗体は精度の優れた抵抗素子
として広く用いられている。このような抵抗体は、例え
ばアルミナ基板の表面に、上記Ru酸化物等からなる抵
抗ペーストを印刷して厚膜の抵抗膜を形成し、これを80
0 〜900 ℃で焼き付ける。そして上記アルミナ基板の抵
抗膜の表面にガラスペーストを塗布した後、焼き付けて
ガラス膜を形成し、これにより湿度等に対する耐環境性
を向上するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の抵抗体では、抵抗膜にガラス膜をコーティングする
ことから抵抗値が変化し易く、特性にばらつきが生じ易
いという問題がある。また上記ガラス膜にピンホールが
生じる場合があり、この結果湿度の高い雰囲気中では水
分等が侵入して抵抗特性を悪化させるという問題もあ
る。さらに上記従来の抵抗体では、アルミナ基板,抵抗
膜,及びガラス膜の熱膨張率がそれぞれ異なることか
ら、抵抗膜の基板への密着性が低く、その結果大きな電
力容量が得られないという問題点がある。
【0004】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、抵抗特性のばらつきを回避でき、かつ湿度に
対する耐環境性を向上できるとともに、大きな電力容量
が得られる抵抗体を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、セラミ
クス焼結体の内部に少なくとも1つの抵抗膜を埋設して
なり、かつ上記焼結体が、ZnOを主成分とし、これに
Bi,Sb,Co,MnをそれぞれBi2 3 ,Sb2
3 ,CoO,MnOの酸化物に換算して0.1〜10mol
%,0.05 〜5mol %,0〜5mol %,0〜3mol %含有
していることを特徴とする抵抗体である。
【0006】ここで、上記各副成分の添加量を限定した
理由について説明する。Biを上記範囲内で添加すると
電力容量は向上するが、単独では焼結体との反応や焼結
体の絶縁性が不充分となって抵抗値の直線性が悪化す
る。一方、上記BiとともにSbを添加すると、Bi量
が少なくても焼結が進み、かつ焼結体の粒子の成長を抑
制して絶縁性を向上させることから、抵抗値の直線性が
向上する。しかし上記Sb量が0.05mol %未満では焼結
せず、また5mol %を越えると抵抗膜との反応によって
抵抗値が上昇し、特性のばらつきが大きくなり易い。
【0007】Co,Mnは、抵抗膜とは反応しないこと
から抵抗値を上昇させることはなく、必ずしも添加する
必要はないが、抵抗の直線性を向上させるためには添加
するのが望ましい。しかし上記Co,Mnの添加量がそ
れぞれ5mol %,3mol %を越えると抵抗膜と反応し易
くなり、抵抗の直線性を悪化させたり,抵抗値を上昇さ
せたりする。
【0008】また、上記抵抗体を形成するには、複数の
セラミクスシートをこれの間に上記抵抗膜を介在させて
積層し、該積層体を抵抗膜とともに一体焼結し、これに
より焼結体を形成することとなる。
【0009】
【作用】本発明に係る抵抗体によれば、焼結体の内部に
抵抗膜を埋設し、該抵抗膜の周囲をセラミクスで覆った
ので、従来のガラスコーティングを不要にでき、それだ
け抵抗値の変化による特性のばらつきを回避できる。ま
たピンホールの問題も解消できることから、湿度等に対
する耐環境性を改善でき、この点からも抵抗特性の悪化
を回避できる。さらに、ZnOを主成分とし、これにB
i,Sb,Co,Mnの酸化物を所定量添加したので、
これにより抵抗膜と焼結体との密着性を向上でき、しか
も抵抗膜の周囲は同一の焼結体で囲まれることから、放
熱性を向上でき、かつ熱膨張率の差による歪も少なくで
き、それだけ大きな電力容量を得ることができるととも
に、抵抗値の直線性を向上できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図1及び図2は本発明の一実施例による抵抗体を説
明するための図である。図において、1は本実施例の抵
抗体である。この抵抗体1は略直方体状のセラミクス焼
結体3からなり、この焼結体3の内部にはRu酸化物,
又はその化合物からなる抵抗膜4が埋設されている。こ
の抵抗膜4の左, 右端面4a,4bは上記焼結体3の
左, 右側面3a,3bに露出しており、残りの他の端面
は焼結体3内に封入されている。また、上記焼結体3の
左, 右側面3a,3bにはAg−Pdからなる外部電極
5が被覆形成されており、該外部電極5は上記抵抗膜4
の各端面4a,4bに接続されている。
【0011】また、上記焼結体3は、複数のセラミクス
シート2を積層して構成されており、これは1枚のセラ
ミクスシート2の上面に上記抵抗膜4をパターン形成
し、この抵抗膜4が形成されたセラミクスシート2に残
りのセラミクスシート2をサンドイッチ状に重ね合わせ
て積層体を形成し、該積層体を一体焼結して形成された
ものである。
【0012】そして、上記焼結体3を構成する各セラミ
ックシート2は、ZnOを主成分とし、これに副成分と
してBi,Sb,Co,Mnを添加してなるセラミック
材料により構成されている。また、上記各副成分の添加
量はBi2 3 ,Sb2 3,CoO,MnOの酸化物
に換算してそれぞれ0.1 〜10mol %,0.05 〜5mol %,
0〜5mol %,0〜3mol %の範囲内となっている。
【0013】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例の抵抗体1によれば、焼結体3内に抵抗膜
4を埋設したので、この抵抗膜4の周囲はセラミクスで
覆われていることから、従来のガラスコーティングを不
要にでき、それだけ抵抗値の変化による特性のばらつき
を回避できる。またピンホールの問題も解消できること
から、湿度等に対する耐環境性を改善でき、抵抗特性の
悪化を回避できる。
【0014】また、上記焼結体3に、ZnOを主成分と
し、これに副成分としてBi,Sb,Co,Mnの酸化
物を添加してなるセラミクス材料を採用したので、焼結
温度を低温化でき、これにより得られた抵抗膜4は焼結
体3との密着性が良く、しかも抵抗膜4の周囲は上記セ
ラミクス材料で囲まれていることから、放熱性を向上で
き、かつ熱膨張率の差による歪も少なくでき、それだけ
電力容量を向上できる。ちなみに、従来の抵抗素子では
100mW 程度であったのに対して、本実施例の抵抗体1で
は、従来素子の体積に比較して小型化を図りながら10倍
以上の電力容量が得られる。さらにまた上記各副成分を
添加したことにより抵抗値の直線性を向上できる。
【0015】さらに、本実施例では、従来のガラスペー
ストを塗布した後、焼き付ける工程を不要にできること
から、その分だけ製造コストを低減できる。さらにまた
抵抗膜の積層化が可能となることから、同一パターン,
同一工程で抵抗値の異なる各種の抵抗膜を自由に設定で
きる。
【0016】次に本実施例の抵抗体1の一製造方法につ
いて説明する。まず、ZnOを主成分とし、これにB
i,Sb,Co,MnをBi2 3 ,Sb2 3 ,Co
O,MnO酸化物に換算してそれぞれ0.1 〜10mol %,
0.05 〜5mol %,0〜5mol %,0〜3mol %となる
よう配合してセラミクス粉末を形成する。この粉末に純
水を加えてボールミルで粉砕混合してスラリーを形成す
る。
【0017】次に、上記スラリーを蒸発乾燥させて、75
0 ℃で2時間仮焼成する。この仮焼成物を粗粉砕し、こ
れに純水を加えてボールミルで微粉砕してセラミクス原
料を形成する。次いで、この原料に、エチルアルコール
及びトルエンを6:4の割合で混合した溶媒を加えてボ
ールミルで混合してスラリーを形成する。
【0018】上記スラリーをドクタブレード法により、
厚さ70μm のグリーンシートを形成し、このグリーシー
トを乾燥させた後、所定の大きさにカットして矩形状の
セラミクスシート2を多数枚形成する。
【0019】次に、RuO2 :Ru2 Pb2 7 :Ru
2 Bi2 7 =6:2:2mol 比で配合してなる組成物
に、ビヒクルを加えて抵抗ペーストを形成する。この抵
抗ペーストを上記1枚のセラミクスシート2の上面に印
刷して抵抗膜4を形成する。この場合、上記抵抗膜4の
左, 右端面4a,4bがセラミックシート2の左, 右外
縁に位置し、残り他の端面はシート2の内側に位置する
よう形成する。
【0020】次いで、上記抵抗膜4が形成されたセラミ
クスシート2の上面,及び下面に複数枚のセラミクスシ
ート2を重ね合わせて積層し、これに2t/cm2 の圧力を
加えて圧着し、これにより積層体を形成する。次に、こ
の積層体を所定の大きさにカットし、これを400 ℃に加
熱してバインダーを飛散させた後、930 ℃に昇温加熱し
て3時間焼成して焼結体3を形成する。
【0021】これにより得られた焼結体3をバレル研磨
した後、これの左, 右側面3a,3bにAg:Pd=
7:3wt比からなる電極ペーストを塗布し、これを850
℃で10分間焼き付けて外部電極5を形成し、該外部電極
5と抵抗膜4の左, 右端面4a,4bとを電気的に接続
する。これにより本実施例の抵抗体1が製造される。
【0022】
【表1】
【0023】次に本実施例の抵抗体1の効果を確認する
ために行った試験について説明する。この試験は、表1
に示すように、Bi2 3 の添加量を0.1 〜30.0mol
%,Sb2 3 ,CoO,MnOの添加量をそれぞれ0.
03〜10.0mol %の範囲で変化させて上記製造方法により
多数の試料No. 1〜No. 52を作成し、この各試料の抵
抗値(Ω),3CV(3σ/平均×100 %) ,電力容量
(mW) ,及び抵抗値の直線性(α)を測定して行った。
なお、直線性はα=1/log( R1mA / R0.1mA )により
求めた。また、表中、*印は本発明の請求範囲外を示
す。
【0024】
【表2】
【0025】表2はその結果を示す。同表からも明らか
なように、Bi2 3 のみ添加してなる各試料No. 1〜
7の場合は、焼結できず抵抗体として使用できなかった
り,焼結できても抵抗値の直線性が1.51以上と悪化して
おり、単独では焼結体との反応や焼結体の絶縁性が不充
分となっている。また、Sb2 3 の添加量が0.03mol
%未満の各試料No. 8,35,41,47の場合は、セ
ラミクスの焼結が進んでおらず抵抗体として使用できな
い。一方、上記添加量が10mol %を越える試料No. 16
の場合は、抵抗値が3.4MΩと上昇しており、しかも抵抗
がばらつき, 電力容量が低下している。さらに、CoO
の添加量が10mol %, 及びMnOの添加量が5mol %を
越える各試料No. 25,33,34の場合は、抵抗値が
上昇したり,直線性が悪化している。
【0026】これに対して、添加量が本発明範囲内の各
試料No. 9〜15,17〜24,26〜32,36〜4
0,42〜46,48〜52の場合は、抵抗値が0.41K
〜11.3K Ωと低く、ばらつきが10〜32%と小さくなって
いる。しかも電力容量は760〜1860mWと大幅に向上して
おり、抵抗値の直線性は1.00〜1.35とこの点においても
向上していることがわかる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明に係る抵抗体によれ
ば、焼結体の内部に抵抗膜を埋設し、かつ焼結体に、Z
nOを主成分とし、これにBi2 3 ,Sb2 3 ,C
oO,MnOの酸化物をそれぞれ0.1 〜10mol %,0.05
〜5mol %,0〜5mol %,0〜3mol %含有してなる
セラミクス材料を採用したので、抵抗値の変化による特
性のばらつきを回避でき、かつ湿度等に対する耐環境性
を向上できる効果があるとともに、電力容量,及び抵抗
値の直線性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による抵抗体を説明するため
の断面図である。
【図2】上記実施例の抵抗体の製造方法を示す分解斜視
図である。
【符号の説明】
1 抵抗体 3 焼結体 4 抵抗膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 広次 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−37601(JP,A) 特開 昭64−47001(JP,A) 特開 昭64−24402(JP,A) 特開 平1−130502(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01C 7/02 - 7/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミクス焼結体の内部に少なくとも1
    つの抵抗膜を埋設してなり、かつ上記焼結体が、ZnO
    を主成分とし、これにBi,Sb,Co,Mnをそれぞ
    れBi2 3 ,Sb2 3 ,CoO,MnOの酸化物に
    換算して0.1〜10mol %,0.05 〜5mol %,0〜5mol
    %,0〜3mol %含有していることを特徴とする抵抗
    体。
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