JP5662361B2 - Resistor paste for ceramic substrate heater and ceramic substrate heater - Google Patents

Resistor paste for ceramic substrate heater and ceramic substrate heater Download PDF

Info

Publication number
JP5662361B2
JP5662361B2 JP2012025686A JP2012025686A JP5662361B2 JP 5662361 B2 JP5662361 B2 JP 5662361B2 JP 2012025686 A JP2012025686 A JP 2012025686A JP 2012025686 A JP2012025686 A JP 2012025686A JP 5662361 B2 JP5662361 B2 JP 5662361B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
resistor
resistance value
firing
ceramic substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012025686A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013161770A (en
Inventor
張替 彦一
彦一 張替
隆光 中井
隆光 中井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto Elex Co Ltd
Original Assignee
Kyoto Elex Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto Elex Co Ltd filed Critical Kyoto Elex Co Ltd
Priority to JP2012025686A priority Critical patent/JP5662361B2/en
Publication of JP2013161770A publication Critical patent/JP2013161770A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5662361B2 publication Critical patent/JP5662361B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、セラミック基板ヒータ用抵抗体ペーストとこれを用いたセラミック基板ヒータとに関し、特に、基板上に抵抗体を形成することによってヒータ回路を作製する際に好適な抵抗体ペーストと、当該抵抗体ペーストを用いて得られる抵抗体を備えるセラミック基板ヒータとに関する。   The present invention relates to a ceramic substrate heater resistor paste and a ceramic substrate heater using the same, and more particularly to a resistor paste suitable for manufacturing a heater circuit by forming a resistor on a substrate, and the resistor. The present invention relates to a ceramic substrate heater including a resistor obtained by using a body paste.

サーマルプリントヘッドのヒータ、あるいはプリンタのトナー定着用ヒータ等は、セラミック基板にヒータ回路を形成することによって製造される。このようなセラミック基板用ヒータでは、その回路を構成する抵抗体の形成に抵抗体ペーストが用いられる。特に、トナー定着用ヒータの場合、例えば抵抗値が数100mΩ/□/10μmの領域となるように抵抗体が設計され、抵抗体ペーストの組成としては、銀粉およびパラジウム粉が導電性粉末(導体粉末)として用いられる。なお、抵抗体ペーストの抵抗値は、一般に、絶縁物であるガラス粉末、金属酸化物粉末等の配合によって調整が可能である。   A heater of a thermal print head or a toner fixing heater of a printer is manufactured by forming a heater circuit on a ceramic substrate. In such a ceramic substrate heater, a resistor paste is used to form a resistor constituting the circuit. In particular, in the case of a toner fixing heater, for example, a resistor is designed so that a resistance value is in the region of several hundred mΩ / □ / 10 μm. As a composition of the resistor paste, silver powder and palladium powder are conductive powder (conductor powder). ). In general, the resistance value of the resistor paste can be adjusted by blending glass powder, metal oxide powder, or the like that is an insulator.

一般的なトナー定着用ヒータ等では、当該ヒータに形成される部品としては、抵抗体、電極、オーバーコート用ガラス等が挙げられる。これら部品は、当該部品を形成するペーストをそれぞれ独立して印刷して焼成すれることによって形成される。例えば、抵抗体は、前記抵抗体ペーストを印刷および焼成することによって形成されるが、その後、他のペーストを印刷および焼成することで、他の部品が形成される。   In a general toner fixing heater or the like, examples of components formed on the heater include a resistor, an electrode, and an overcoat glass. These parts are formed by independently printing and baking the paste forming the parts. For example, the resistor is formed by printing and baking the resistor paste, and then other components are formed by printing and baking another paste.

したがって、セラミック基板ヒータの製造に際しては、先に形成された抵抗体は、後に形成される部品の形成に伴って再焼成されることになる。ここで、抵抗体は焼成毎に抵抗値が変化することが知られているので、抵抗体ペーストの組成を設計する際には、再焼成に伴う抵抗値の変化率を予め把握しておく必要がある。   Therefore, when the ceramic substrate heater is manufactured, the resistor formed earlier is refired along with the formation of components to be formed later. Here, it is known that the resistance value of the resistor changes every time it is fired. Therefore, when designing the composition of the resistor paste, it is necessary to know in advance the rate of change of the resistance value associated with re-baking. There is.

ところで、セラミック基板ヒータ用抵抗体の形成に用いられる抵抗体ペーストに関しては、例えば、特許文献1ないし3に開示される技術が開示されている。   By the way, regarding the resistor paste used for forming the resistor for the ceramic substrate heater, for example, techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 are disclosed.

まず、特許文献1には、白金、パラジウム、銀、金の群より選ばれる一種以上の金属粉末及び結晶化温度が700℃以上のガラスフリットからなり、焼成後の面積抵抗率が0.05Ω/□以上10Ω/□以下である窒化アルミニウムヒータ用抵抗体と、これに用いられるペースト組成物が開示されている。この技術では、ガラスフリットの結晶化温度を適正化することにより、得られる抵抗体の窒化アルミニウム基板への接着強度を大きくしている。   First, Patent Document 1 includes one or more metal powders selected from the group consisting of platinum, palladium, silver, and gold, and a glass frit having a crystallization temperature of 700 ° C. or higher. The area resistivity after firing is 0.05Ω / A resistor for an aluminum nitride heater having a □ of 10Ω / □ or less and a paste composition used therefor are disclosed. In this technique, the bonding strength of the obtained resistor to the aluminum nitride substrate is increased by optimizing the crystallization temperature of the glass frit.

また、特許文献2には、銀粉末100重量部に対してアルミニウム粉末を1〜50重量部配合したヒータ用抵抗体ペーストが開示されている。すなわち、この技術では、導電性粉末として銀粉が用いられ、アルミナの配合量により抵抗体の抵抗値を調整している。   Patent Document 2 discloses a heater resistor paste in which 1 to 50 parts by weight of aluminum powder is blended with 100 parts by weight of silver powder. That is, in this technique, silver powder is used as the conductive powder, and the resistance value of the resistor is adjusted by the blending amount of alumina.

また、特許文献3には、ガラス粉末を用いたグリーンシートと導電性粉末を含む内部回路とを同時焼成して低温焼成基板を製造するために用いられ、該導電性粉末とガラス粉末とをビヒクルに分散させてなる内蔵抵抗ペーストが開示されており、当該内蔵抵抗ペーストに用いられるガラス粉末の軟化温度と、前記グリーンシートに用いられるガラス粉末の軟化温度との関係を規定している。特許文献3の実施例によれば、ガラス粉末の軟化温度に加えてペースト組成も規定することで、低温焼成基板の製造過程で再焼成を繰り返しても、抵抗値変化を小さくすることが可能であるとされている。なお、実施例では、導電性粉末として酸化ルテニウム粉末が用いられており、ガラス粉末およびアルミナの配合量により抵抗体の抵抗値が調整されている。   Patent Document 3 discloses that a green sheet using glass powder and an internal circuit containing conductive powder are simultaneously fired to produce a low-temperature fired substrate, and the conductive powder and glass powder are used as a vehicle. A built-in resistor paste dispersed therein is disclosed, and the relationship between the softening temperature of the glass powder used in the built-in resistor paste and the softening temperature of the glass powder used in the green sheet is defined. According to the example of Patent Document 3, by defining the paste composition in addition to the softening temperature of the glass powder, it is possible to reduce the resistance value change even if refiring is repeated in the manufacturing process of the low-temperature fired substrate. It is said that there is. In the examples, ruthenium oxide powder is used as the conductive powder, and the resistance value of the resistor is adjusted by the blending amount of the glass powder and alumina.

特許第3033852号公報Japanese Patent No. 3033852 特開平09−139278号公報JP 09-139278 A 特開平09−153681号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-153681

しかしながら、前記の通り、再焼成に伴う抵抗値の変化率を予め把握した上で抵抗体ペーストの組成を設計しても、実際には、抵抗値の変化率にばらつきが生じる。そのため、前記変化率を反映させて組成を設計した抵抗体ペーストであっても、得られる抵抗体の抵抗値は好適な範囲から外れてしまうことがあり、その結果、歩留まりが低下するおそれがある。また、抵抗値は、焼成時に炉内の温度分布にも影響を受けるので、抵抗体ペーストの組成が好適な範囲から外れる場合(あるいは粉末の分散性が悪い場合)には、抵抗体を形成するための最初の焼成温度によって抵抗値の変動がより大きくなるおそれがある。   However, as described above, even if the composition of the resistor paste is designed after grasping in advance the change rate of the resistance value associated with refiring, the change rate of the resistance value actually varies. Therefore, even if the resistor paste has a composition designed to reflect the rate of change, the resistance value of the obtained resistor may be out of the preferred range, and as a result, the yield may decrease. . In addition, since the resistance value is also affected by the temperature distribution in the furnace during firing, a resistor is formed when the composition of the resistor paste deviates from the preferred range (or when the dispersibility of the powder is poor). Therefore, there is a possibility that the variation of the resistance value becomes larger depending on the initial firing temperature.

このように、再焼成に伴って抵抗値の変化率にばらつきが生じたり、抵抗体の形成時に焼成温度の影響により抵抗値が変動したりすれば、所望の抵抗値の抵抗体が得られないだけでなく、歩留まりの低下、製造コストの上昇、あるいは設計自由度の低下等の問題が生じる。特に、再焼成の前に抵抗体の抵抗値が所望の範囲内に入らなければ、歩留まりの低等のさまざまな問題を有効に抑制したり回避したりできない。   As described above, if the rate of change in resistance value varies with re-firing, or if the resistance value fluctuates due to the influence of the firing temperature during the formation of the resistor, a resistor having a desired resistance value cannot be obtained. In addition, problems such as a decrease in yield, an increase in manufacturing cost, and a decrease in design freedom occur. In particular, if the resistance value of the resistor does not fall within a desired range before refiring, various problems such as low yield cannot be effectively suppressed or avoided.

また、前述した特許文献1〜3では、焼成温度の影響による抵抗値の変動、あるいは、再焼成に伴う抵抗値の変化率のばらつきを十分に抑制することができない場合がある。   Further, in Patent Documents 1 to 3 described above, there may be a case where the variation of the resistance value due to the influence of the firing temperature or the variation in the change rate of the resistance value accompanying the refiring cannot be sufficiently suppressed.

例えば、特許文献1には、前記抵抗値の変動あるいは変化率のばらつき等に関しては特に検討されていない。また、特許文献2では、導電性粉末として銀以外の貴金属粉末の使用が開示されていないので、その適用範囲が限定される。同様に特許文献3でも、導電性粉末として貴金属粉末の使用が開示されていないので、その適用範囲が限定される。   For example, Patent Document 1 does not particularly examine the variation in the resistance value or the variation in the change rate. Moreover, in patent document 2, since use of noble metal powders other than silver as electroconductive powder is not disclosed, the application range is limited. Similarly, Patent Document 3 does not disclose the use of noble metal powder as the conductive powder, and therefore its application range is limited.

さらに、これら特許文献には、それぞれの粉末成分の好ましい粒径については十分に開示されていない。例えば、特許文献2では、銀粉末およびアルミニウム粉末の粒径の上限が規定されているが、ガラス粉末(ガラスフリット)等の粒径に関しては特に開示されていない。また、特許文献1および3には、実施例において粉末成分の一部について平均粒径の一例が挙げられているのみで、粒径の好ましい範囲等については特に開示されていない。   Furthermore, these patent documents do not fully disclose the preferred particle sizes of the respective powder components. For example, in Patent Document 2, the upper limit of the particle size of silver powder and aluminum powder is defined, but the particle size of glass powder (glass frit) or the like is not particularly disclosed. Patent Documents 1 and 3 only give examples of average particle diameters for some of the powder components in the examples, and do not specifically disclose the preferred range of particle diameters.

抵抗値の変動あるいは再焼成に伴う抵抗値の変化率のばらつきを軽減させ、所望の抵抗値の抵抗体を得るためには、粉末成分の分散性を向上することが重要な検討事項の一つとなる。そして、本発明者らの検討によれば、粉末成分の分散性の向上には、粒径を好適な範囲に限定することが大きく寄与することが明らかとなったが、このような点は、特許文献1〜3には開示されていない。   Improving the dispersibility of the powder component is one of the important considerations in order to reduce the variation in the resistance value or the variation in the resistance value change rate due to re-firing and to obtain a resistor having the desired resistance value. Become. And, according to the study by the present inventors, it has been clarified that limiting the particle size to a suitable range greatly contributes to the improvement of the dispersibility of the powder component. It is not disclosed in Patent Documents 1 to 3.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、セラミック基板用ヒータのヒータ回路を構成する抵抗体を形成するに際して、焼成温度が異なっても少なくとも抵抗値の変動を抑制でき、好ましくは、抵抗体を再焼成しても、その抵抗値の変化率のばらつきを小さくすることが可能となる抵抗体ペーストを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and when forming a resistor constituting a heater circuit of a ceramic substrate heater, even if the firing temperature is different, at least fluctuation of the resistance value can be suppressed. Preferably, it is an object of the present invention to provide a resistor paste that can reduce variation in the rate of change in resistance value even when the resistor is refired.

本発明に係るセラミック基板ヒータ用抵抗体ペーストは、前記の課題を解決するために、(A)導電性粉末としての(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉と、(B)ガラスフリットと、(C)無機金属酸化物粉末と、を含有し、セラミック基板ヒータ用に用いられる抵抗体ペーストであって、前記(B)ガラスフリットの軟化点が750℃以上であり、かつ、その粒径が1〜3μmの範囲内であり、前記(C)無機金属酸化物粉末が、アルミナ、ジルコニア、チタニア、およびイットリアからなる群から選択される少なくとも1種の無機金属酸化物の粉末であって、その粒径が0.1〜1μmの範囲内であり、800〜900℃の温度範囲内において複数の温度水準で焼成して、各温度水準で焼成後の抵抗体の抵抗値を測定した場合に、次の式(1)
VR=(Rmax −Rmin )/Rave ×100 ・・・(1)
(ただし、Rmax が、複数の抵抗値のうち10μm換算抵抗値の最大値、Rmin が10μm換算抵抗値の最小値、Rave が10μm換算値の平均値を示す。)
で定義される、焼成後の抵抗体の抵抗値変動率VRが10%以下である構成である。
In order to solve the above problems, the resistor paste for ceramic substrate heaters according to the present invention includes (A) (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder as conductive powder, and (B) glass. A resistor paste containing a frit and (C) an inorganic metal oxide powder and used for a ceramic substrate heater, wherein the softening point of the (B) glass frit is 750 ° C. or higher, and The particle size is in the range of 1 to 3 μm, and the (C) inorganic metal oxide powder is a powder of at least one inorganic metal oxide selected from the group consisting of alumina, zirconia, titania, and yttria. The particle size is in the range of 0.1 to 1 μm, and firing is performed at a plurality of temperature levels within the temperature range of 800 to 900 ° C., and the resistance value of the resistor after firing is measured at each temperature level. In case The following formula (1)
VR = (Rmax−Rmin) / Rave × 100 (1)
(However, Rmax is the maximum value of the 10 μm equivalent resistance value among the plurality of resistance values, Rmin is the minimum value of the 10 μm equivalent resistance value, and Rave is the average value of the 10 μm equivalent value.)
The resistance value fluctuation rate VR of the resistor after firing is defined as follows.

前記構成によれば、導電成分として銀粉およびパラジウム粉を含む抵抗体ペーストにおいて、絶縁成分であるガラスフリットの粒径と、無機金属酸化物の種類および粒径とを規定し、さらに、これらの配合量を規定している。これにより、式(1)で定義される抵抗値変動率VRを10%以内に抑えることができるので、焼成後に得られる抵抗体の抵抗値の変動が大きくなることを有効に抑制することができる。   According to the above configuration, in the resistor paste containing silver powder and palladium powder as the conductive component, the particle size of the glass frit that is the insulating component, the kind and particle size of the inorganic metal oxide are defined, and further, these blends The amount is prescribed. Thereby, since the resistance value variation rate VR defined by the equation (1) can be suppressed within 10%, it is possible to effectively suppress an increase in the resistance value variation of the resistor obtained after firing. .

前記構成の抵抗体ペーストにおいては、前記(A−1)銀粉の一次粒径が0.1〜3μmの範囲内であり、前記(A−2)パラジウム粉の一次粒径が0.1〜0.5μmの範囲内であり、さらに、前記(B)ガラスフリットの含有量が、当該(B)ガラスフリットおよび前記(C)無機金属酸化物粉末の総量に対して重量比で70重量%以下であり、焼成時点での抵抗体の抵抗値が1000mΩ/□/10μm以下であり、かつ、800〜900℃の温度範囲内で、前記抵抗体に3回の再焼成を行った場合に、次の式(2)
CR=Rn+1−Rn/Rn×100 ・・・(2)
(ただし、Rn+1がn+1回焼成を行った後の10μm換算抵抗値、Rnがn回焼成を行った後の10μm換算抵抗値を示し、nは1〜3のいずれかの整数である。)
で定義される、前記抵抗体の抵抗値変化率CRの絶対値の合計が10%以下であってもよい。
In the resistor paste having the above structure, the primary particle diameter of the (A-1) silver powder is in the range of 0.1 to 3 μm, and the primary particle diameter of the (A-2) palladium powder is 0.1 to 0. Further, the content of the (B) glass frit is 70% by weight or less based on the total amount of the (B) glass frit and the (C) inorganic metal oxide powder. Yes, when the resistance value of the resistor at the time of firing is 1000 mΩ / □ / 10 μm or less and the resistor is refired three times within the temperature range of 800 to 900 ° C. Formula (2)
CR = ( Rn + 1−Rn ) / Rn × 100 (2)
(However, Rn + 1 indicates a 10 μm equivalent resistance value after firing n + 1 times, Rn indicates a 10 μm equivalent resistance value after firing n times, and n is an integer of 1 to 3.)
10% or less may be sufficient as the sum total of the absolute value of resistance value change rate CR of the said resistor defined by (3).

前記構成によれば、導電成分として銀粉およびパラジウム粉の一次粒径を規定することで、式(2)で定義される抵抗値変化率CRの絶対値3つの合計を10%以下にすることが可能となる。それゆえ、抵抗体の抵抗値の変動が大きくなることを有効に抑制できるだけでなく、再焼成時の抵抗値の変化率のばらつきを有効に抑制することができる。   According to the above configuration, by defining the primary particle diameter of silver powder and palladium powder as the conductive component, the total of the three absolute values of the resistance value change rate CR defined by the formula (2) can be 10% or less. It becomes possible. Therefore, not only can the fluctuation of the resistance value of the resistor increase effectively, but also the variation in the change rate of the resistance value during refiring can be effectively suppressed.

また、本発明には、前記抵抗体ペーストを焼成して得られる抵抗体を備えているセラミック基板ヒータも含まれる。   Further, the present invention includes a ceramic substrate heater provided with a resistor obtained by firing the resistor paste.

以上のように、本発明では、セラミック基板用ヒータのヒータ回路を構成する抵抗体を形成するために用いられる抵抗体ペーストにおいて、焼成温度が異なっても少なくとも抵抗値の変動を抑制でき、好ましくは、抵抗体を再焼成しても、その抵抗値の変化率のばらつきを小さくすることが可能となる、という効果を奏する。   As described above, in the present invention, in the resistor paste used to form the resistor constituting the heater circuit of the ceramic substrate heater, even if the firing temperature is different, at least fluctuation of the resistance value can be suppressed, preferably Even if the resistor is refired, it is possible to reduce the variation in the change rate of the resistance value.

本発明の実施例で作製された抵抗体の印刷パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the printing pattern of the resistor produced in the Example of this invention. (a)は、実施例1で作製された抵抗体の電子顕微鏡による粒子状態を示す図であり、(b)は、実施例4で作製された抵抗体の電子顕微鏡による粒子状態を示す図であり、(c)は、比較例1で作製された抵抗体の電子顕微鏡による粒子状態を示す図である。(A) is a figure which shows the particle state by the electron microscope of the resistor produced in Example 1, (b) is a figure which shows the particle state by the electron microscope of the resistor produced in Example 4. (C) is a figure which shows the particle state by the electron microscope of the resistor produced in the comparative example 1. FIG.

本発明に係る抵抗体ペーストは、(A)導電性粉末としての(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉と、(B)ガラスフリットと、(C)無機金属酸化物粉末と、を含有し、セラミック基板ヒータ用に用いられる抵抗体ペーストである。これら(A)〜(C)の粉末成分のうち、(B)ガラスフリットは、その軟化点が750℃以上であり、かつ、その粒径が1〜3μmの範囲内であり、(C)無機金属酸化物粉末は、アルミナ、ジルコニア、チタニア、およびイットリアからなる群から選択される少なくとも1種の無機金属酸化物の粉末であって、その粒径が0.1〜1μmの範囲内である。そして、(B)ガラスフリットの含有量が、前記(C)無機金属酸化物粉末の含有量に対して重量比で70重量%以下であり、後述する焼成後の抵抗値変動率VRが10%以下となっている。   The resistor paste according to the present invention comprises (A) (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder, (B) glass frit, (C) inorganic metal oxide powder as conductive powder, And a resistor paste used for a ceramic substrate heater. Among these powder components (A) to (C), the glass frit (B) has a softening point of 750 ° C. or higher and a particle size in the range of 1 to 3 μm. The metal oxide powder is a powder of at least one inorganic metal oxide selected from the group consisting of alumina, zirconia, titania, and yttria, and has a particle size in the range of 0.1 to 1 μm. And (B) content of glass frit is 70 weight% or less by weight ratio with respect to content of said (C) inorganic metal oxide powder, and the resistance value fluctuation rate VR after baking mentioned later is 10%. It is as follows.

さらに、前記構成の抵抗体ペーストにおいては、(A−1)銀粉の一次粒径が0.1〜3μmであり、前記(A−2)パラジウム粉の一次粒径が0.1〜0.5μmであることが好ましい。そして、これら(A)導電性粉末がこのような一次粒径を有していることに加えて、後述する3回の再焼成を行った場合の抵抗値変化率CRの絶対値の合計が10%であることが、より好ましい。   Furthermore, in the resistor paste of the said structure, the primary particle diameter of (A-1) silver powder is 0.1-3 micrometers, and the primary particle diameter of the said (A-2) palladium powder is 0.1-0.5 micrometer. It is preferable that In addition to the fact that these (A) conductive powders have such a primary particle size, the total absolute value of the resistance value change rate CR when the re-baking is performed three times as described later is 10 % Is more preferable.

以下、前記構成を有する、本発明に係る抵抗体ペーストの好ましい実施の形態を具体的に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the resistor paste according to the present invention having the above-described configuration will be specifically described.

[(A)導電性粉末]
本発明に係る抵抗体ペーストは、前記の通り(A)導電性粉末として(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉の2種類の貴金属粉末を含有している。これら貴金属粉末は、本発明に係る抵抗体ペーストを焼成して得られる抵抗体において導電成分となる。
[(A) Conductive powder]
As described above, the resistor paste according to the present invention contains two kinds of noble metal powders (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder as (A) conductive powder. These noble metal powders become a conductive component in a resistor obtained by firing the resistor paste according to the present invention.

まず、(A)導電性粉末のうち(A−1)銀粉の具体的構成は特に限定されず、その製造方法等も特に限定されないが、その一次粒径が0.1〜3μmの範囲内であることが好ましい。(A−1)銀粉の一次粒径がこの範囲内であれば、少なくとも抵抗体ペースト中での分散性を向上させることができ、焼成後の抵抗率の変化率を良好に制御することが可能となる。ここで、(A−1)導電性粉末の一次粒径はSEM(電子顕微鏡)により観察される、粒子10個以上の平均粒径である。   First, the specific configuration of (A-1) silver powder in (A) conductive powder is not particularly limited, and the production method thereof is not particularly limited, but the primary particle size is within a range of 0.1 to 3 μm. Preferably there is. (A-1) If the primary particle diameter of the silver powder is within this range, at least the dispersibility in the resistor paste can be improved, and the rate of change in resistivity after firing can be favorably controlled. It becomes. Here, (A-1) The primary particle diameter of the conductive powder is an average particle diameter of 10 or more particles observed by SEM (electron microscope).

これに対して、(A−1)銀粉の一次粒子が0.1μm未満であると、粉末としての吸油量が大きくなりペースト粘度が増大するおそれがあるため、ペースト粘度を下げるために大量の溶剤を添加する必要が生じ得る。溶剤を大量に添加すると、抵抗体ペーストを印刷するに際しての物性に影響が生じ、抵抗体としての膜厚を十分確保できなくなるおそれがある。   On the other hand, (A-1) If the primary particles of the silver powder are less than 0.1 μm, the amount of oil absorption as powder increases and the paste viscosity may increase, so a large amount of solvent is used to reduce the paste viscosity. May need to be added. When a large amount of a solvent is added, physical properties at the time of printing the resistor paste are affected, and there is a possibility that a sufficient film thickness as a resistor cannot be secured.

一方、(A−1)銀粉の一次粒径が3μmを超えると、一般に焼結性が低下するおそれがある。この場合、焼結性が低下すると焼結が十分なされていない抵抗体が形成される可能性があり、このような抵抗体を再焼成すると、十分に焼結された抵抗体に対して抵抗値の変化が大きくなってしまうことになる。なお、ここでいう「焼結」は、一般に、金属粉末等の固体粉末を所定形状に成形して融点よりも低い温度で加熱することにより、緻密な構造を有する物体(焼結体)を形成することを指す。一方、「焼成」は、本実施の形態では、抵抗体ペーストあるいは他の部品を形成するためのペーストを高熱で焼き締める処理を広く指すものとする。   On the other hand, if the primary particle size of (A-1) silver powder exceeds 3 μm, the sinterability may generally decrease. In this case, if the sinterability is lowered, a resistor that is not sufficiently sintered may be formed. When such a resistor is refired, the resistance value of the sufficiently sintered resistor is reduced. The change of will become large. Note that “sintering” in this case generally forms an object (sintered body) having a dense structure by forming a solid powder such as a metal powder into a predetermined shape and heating it at a temperature lower than the melting point. To do. On the other hand, “baking” in the present embodiment broadly refers to a process of baking a resistor paste or paste for forming other components with high heat.

次に、(A)導電性粉末のうち(A−2)パラジウム粉の具体的構成も特に限定されず、その製造方法等も特に限定されないが、その一次粒径が0.1〜0.5μmの範囲内であることが好ましい。(A−2)パラジウム粉の一次粒径がこの範囲内であれば、少なくとも抵抗体ペースト中での分散性を向上させることができ、焼成後の抵抗率の変化率を良好に制御することが可能となる。   Next, the specific configuration of (A-2) palladium powder in (A) conductive powder is not particularly limited, and the production method thereof is not particularly limited, but the primary particle size is 0.1 to 0.5 μm. It is preferable to be within the range. (A-2) If the primary particle diameter of the palladium powder is within this range, at least the dispersibility in the resistor paste can be improved, and the rate of change in resistivity after firing can be well controlled. It becomes possible.

(A−2)パラジウム粉の一次粒径が0.1μm未満であれば、他の粉末成分よりも一次粒子径が比較的小さくなるので、抵抗体ペースト中での分散状態が逆に低下するおそれがある。一方、(A−2)パラジウム粉の一次粒径が0.5μmを超えれば、(A−1)銀粉の表面に付着し難くなるため、「パラジウム」としての所定の効果を十分発揮できなくなるおそれがある。   (A-2) If the primary particle size of the palladium powder is less than 0.1 μm, the primary particle size is relatively smaller than the other powder components, so that the dispersion state in the resistor paste may be lowered. There is. On the other hand, if the primary particle size of (A-2) palladium powder exceeds 0.5 μm, (A-1) it becomes difficult to adhere to the surface of the silver powder, and therefore the predetermined effect as “palladium” may not be sufficiently exhibited. There is.

[(B)ガラスフリット]
本発明に係る抵抗体ペーストに含まれる(B)ガラスフリット(ガラス粉)は、焼成して得られる抵抗体の絶縁成分の一つとなるものである。(B)ガラスフリットの具体的な構成は特に限定されず、その具体的な成分、その製造方法等も特に限定されないが、少なくとも軟化点が750℃以上であり、かつ、その粒径が1〜3μmの範囲内となっている。
[(B) Glass frit]
The (B) glass frit (glass powder) contained in the resistor paste according to the present invention is one of the insulating components of the resistor obtained by firing. (B) The specific configuration of the glass frit is not particularly limited, and the specific components, the production method thereof, and the like are not particularly limited, but at least the softening point is 750 ° C. or higher, and the particle size is 1 to It is within the range of 3 μm.

(B)ガラスフリットの軟化点が750℃以上であれば、800〜900℃の焼成温度に対する軟化の程度を良好なものとすることができる。また、(B)ガラスフリットの粒径が1μm以上3μm以下であれば、少なくとも抵抗体ペースト中での分散性を向上させることができ、焼成後の抵抗率の変化率を良好に制御することが可能となる。なお、ガラスフリットの軟化点はDTA曲線の第2級熱部の裾の温度として定義される。   (B) If the softening point of a glass frit is 750 degreeC or more, the degree of softening with respect to the calcination temperature of 800-900 degreeC can be made favorable. If the particle size of the glass frit (B) is 1 μm or more and 3 μm or less, at least dispersibility in the resistor paste can be improved, and the rate of change in resistivity after firing can be well controlled. It becomes possible. The softening point of the glass frit is defined as the temperature at the bottom of the secondary hot part of the DTA curve.

これに対して、(B)ガラスフリットの軟化点が750℃未満であると、800〜900℃の焼成温度に対して軟化の程度が大きくなり過ぎる傾向にある。例えば、焼成温度を800℃と900℃とにそれぞれ設定して抵抗体ペーストを焼成したとき、いずれも抵抗値の変化率が大きくなる。   On the other hand, when the softening point of (B) the glass frit is less than 750 ° C., the degree of softening tends to be too large with respect to the firing temperature of 800 to 900 ° C. For example, when the resistor paste is fired by setting the firing temperature to 800 ° C. and 900 ° C., respectively, the rate of change in resistance value increases.

また、(B)ガラスフリットの粒径が1μm未満あるいは3μmを超えれば、他の粉末成分の粒径と比較して小さくなったり大きくなったりするため、抵抗体ペースト中での分散性が低下するおそれがある。その結果、抵抗値の変化率のばらつきが増大することにつながる。なお、ガラスフリットの粒径の測定方法は、SEM(電子顕微鏡)により観察される、粒子10個以上の平均粒径である。   In addition, if the particle size of (B) glass frit is less than 1 μm or more than 3 μm, it becomes smaller or larger than the particle size of other powder components, so that the dispersibility in the resistor paste decreases. There is a fear. As a result, the variation in the change rate of the resistance value is increased. In addition, the measuring method of the particle size of a glass frit is an average particle diameter of 10 or more particles observed by SEM (electron microscope).

また、本実施の形態では、(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉等は個々の粒子が凝集しているものが多いため、凝集したものの粒径を「一次粒径」と称している。一方、ガラスフリット等は凝集しないので、個々の粒子の粒径を単に「粒径」と称している。   In the present embodiment, (A-1) silver powder, (A-2) palladium powder, and the like are often those in which individual particles are aggregated. Therefore, the particle size of the aggregated particles is referred to as “primary particle size”. ing. On the other hand, since glass frit and the like do not aggregate, the particle size of each particle is simply referred to as “particle size”.

[(C)無機金属酸化物粉末]
本発明に係る抵抗体ペーストに含まれる(C)無機金属酸化物粉末は、(B)ガラスフリット(ガラス粉)とともに、焼成して得られる抵抗体の絶縁成分の一つとなるものである。本発明で用いられる(C)無機金属酸化物粉末は、アルミナ、ジルコニア、チタニア、およびイットリアからなる群から選択される少なくとも1種の無機金属酸化物の粉末である。したがって、(C)無機金属酸化物粉末としては、アルミナ粉、ジルコニア粉、チタニア粉、イットリア粉のいずれが1種の粉末が用いられてもよいし、2種以上の粉末が適宜組み合わせて用いられてもよいし、4種全ての粉末が併用されてもよい。
[(C) Inorganic metal oxide powder]
The (C) inorganic metal oxide powder contained in the resistor paste according to the present invention is one of the insulating components of the resistor obtained by firing together with (B) the glass frit (glass powder). The (C) inorganic metal oxide powder used in the present invention is a powder of at least one inorganic metal oxide selected from the group consisting of alumina, zirconia, titania, and yttria. Therefore, as the inorganic metal oxide powder (C), any one of alumina powder, zirconia powder, titania powder, and yttria powder may be used, or two or more powders may be used in appropriate combination. Alternatively, all four types of powders may be used in combination.

また、前記4種の(C)無機金属酸化物粉末の粒径は0.1〜1μmの範囲内であればよい。(C)無機金属酸化物粉末の粒径が0.1μm未満または1μmを超えれば、他の粉末成分の粒径と比較して小さくなったり大きくなったりするため、抵抗体ペースト中での分散性が低下するおそれがある。その結果、抵抗値の変化率のばらつきが増大することにつながる。   The particle size of the four types of (C) inorganic metal oxide powders may be in the range of 0.1 to 1 μm. (C) If the particle size of the inorganic metal oxide powder is less than 0.1 μm or more than 1 μm, it becomes smaller or larger than the particle size of the other powder components, so dispersibility in the resistor paste May decrease. As a result, the variation in the change rate of the resistance value is increased.

なお、(C)無機金属酸化物粉末の製造方法等については特に限定されない。また、後述する実施例では、(C)無機金属酸化物粉末の一例としてアルミナ粉を用いているが、本発明に係る抵抗体ペーストにおいては、アルミナ粉、ジルコニア粉、チタニア粉、およびイットリア粉は、その目的とする機能において実質的に等価である。すなわち、本発明では、(C)無機金属酸化物粉末は、抵抗体ペーストの焼成後の抵抗値を調整することを主たる目的で配合されるが、この目的においては、実施例で用いたアルミナ粉を、ジルコニア粉、チタニア粉、もしくはイットリア粉で置き換えることもできる。   In addition, it does not specifically limit about the manufacturing method of (C) inorganic metal oxide powder. In the examples described later, (C) alumina powder is used as an example of the inorganic metal oxide powder. However, in the resistor paste according to the present invention, alumina powder, zirconia powder, titania powder, and yttria powder are: Is substantially equivalent in its intended function. That is, in the present invention, (C) the inorganic metal oxide powder is blended mainly for the purpose of adjusting the resistance value after firing of the resistor paste. For this purpose, the alumina powder used in the examples is used. Can be replaced with zirconia powder, titania powder, or yttria powder.

[その他の成分]
本発明に係る抵抗体ペーストは、前述した(A)導電性粉末((A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉)、(B)ガラスフリット、および(C)無機金属酸化物粉末以外に、抵抗体ペーストの分野で公知の種々の成分を配合することができる。具体的には、樹脂、溶剤、分散剤、その他の添加剤が挙げられるが特に限定されない。このうち、樹脂および溶剤は、抵抗体ペーストの有機ビヒクルを構成する。
[Other ingredients]
The resistor paste according to the present invention is other than the above-described (A) conductive powder ((A-1) silver powder and (A-2) palladium powder), (B) glass frit, and (C) inorganic metal oxide powder. In addition, various components known in the field of resistor paste can be blended. Specific examples include resins, solvents, dispersants, and other additives, but are not particularly limited. Of these, the resin and the solvent constitute the organic vehicle of the resistor paste.

前記樹脂としては、具体的には、例えば、エチルセルロース等が挙げられ、また、前記溶剤としては、具体的には、例えば、ターピネオール等が挙げられるが、特に限定されない。また、分散剤は、本発明における(A)〜(C)の粉末成分の分散性を向上できるものであればよく、例えば、ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸が挙げられる。   Specific examples of the resin include ethyl cellulose and the like. Specific examples of the solvent include terpineol and the like, but are not particularly limited. Moreover, a dispersing agent should just be what can improve the dispersibility of the powder component of (A)-(C) in this invention, For example, fatty acids, such as a stearic acid and an oleic acid, are mentioned.

さらに、本発明に係る抵抗体ペーストにおいては、焼成後の抵抗体における抵抗値の変化に影響しない範囲で、(A)〜(C)の粉末成分以外の粉末成分を添加することもできる。   Furthermore, in the resistor paste according to the present invention, powder components other than the powder components (A) to (C) can be added within a range that does not affect the change in resistance value of the resistor after firing.

[抵抗体ペーストおよびセラミック基板ヒータ]
本発明に係る抵抗体ペーストは、前記(A)〜(C)の粉末成分を必須成分とし、さらに、前述した樹脂、溶剤、分散剤等を適宜配合して混合することにより調製(製造)される。抵抗体ペーストの具体的な製造方法は特に限定されないが、代表的には、前記各成分を公知の条件で撹拌予備混合してから3本ロールミルで混練する方法を好適に用いることができる。
[Resistor paste and ceramic substrate heater]
The resistor paste according to the present invention is prepared (manufactured) by using the powder components (A) to (C) as essential components and further mixing and mixing the above-described resin, solvent, dispersant and the like as appropriate. The Although the specific manufacturing method of a resistor paste is not specifically limited, Typically, the method of kneading | mixing with a 3 roll mill after stirring and premixing each said component on well-known conditions can be used suitably.

ここで、前記(A)〜(C)の粉末成分のうち絶縁成分である(B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末の配合比は、本発明では好適な範囲内に設定される。具体的には、(B)ガラスフリットの含有量は、(B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末の総量に対して重量比で70重量%以下となるように配合される。すなわち、(B)ガラスフリットの配合量をWB(重量基準)とし、(C)無機金属酸化物粉末の配合量(重量基準)をWCとしたときに、WB/(WB+WC)≦0.7であればよい。また、(B)ガラスフリットの配合比の下限は特に限定されないが、40重量%を超えていることが好ましい。   Here, among the powder components (A) to (C), the blending ratio of (B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder, which are insulating components, is set within a preferred range in the present invention. . Specifically, the content of (B) glass frit is blended so as to be 70% by weight or less with respect to the total amount of (B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder. That is, when (B) the blending amount of the glass frit is WB (weight basis) and (C) the blending amount (weight basis) of the inorganic metal oxide powder is WC, WB / (WB + WC) ≦ 0.7 I just need it. Further, the lower limit of the blending ratio of (B) glass frit is not particularly limited, but it is preferably over 40% by weight.

抵抗体ペーストを焼成して得られる抵抗体を保護するために、その表面にはオーバーコート用ガラスが形成される。このオーバーコート用ガラスは、当該ガラス用のペーストを焼成後の抵抗体に積層される形で印刷して焼成することにより形成される。ここで、オーバーコート用ガラスを形成するために当該ガラス用ペーストを焼成すると、抵抗体も再焼成されることになる。このとき、後述するように、抵抗体中の(B)ガラスフリットは、軟化点付近の温度になるので、抵抗体内で流動可能な状態となる。これにより、抵抗体内の(A)導電性粉末(特に(A−1)銀粉)の焼結による導電ネットワークが破壊され易くなるため、抵抗値が大幅に変化してしまう。   In order to protect the resistor obtained by firing the resistor paste, an overcoat glass is formed on the surface thereof. This glass for overcoat is formed by printing and baking the paste for glass in a form laminated on the resistor after baking. Here, when the glass paste is fired to form the overcoat glass, the resistor is also refired. At this time, as will be described later, the glass frit (B) in the resistor has a temperature in the vicinity of the softening point, so that it can flow in the resistor. Thereby, since the conductive network due to sintering of the (A) conductive powder (particularly (A-1) silver powder) in the resistor body is easily broken, the resistance value is greatly changed.

(B)ガラスフリットの含有量WBがWB+WCの70重量%を超えると、前記導電ネットワークの破壊現象が顕著になる傾向にある。それゆえ、本発明に係る抵抗体ペーストにおいては、(B)ガラスフリットの配合は、(C)無機金属酸化物粉末に対して重量比で70重量%以下であることが好ましい。また、(B)ガラスフリットの含有量WBがWB+WCの40重量%以下であると、(C)無機金属酸化物粉末が多すぎて、前記導電ネットワークが良好に形成されない場合がある。   (B) When the content WB of the glass frit exceeds 70% by weight of WB + WC, the phenomenon of breaking the conductive network tends to become remarkable. Therefore, in the resistor paste according to the present invention, the blending ratio of (B) glass frit is preferably 70% by weight or less with respect to (C) the inorganic metal oxide powder. Further, when the content WB of (B) glass frit is 40% by weight or less of WB + WC, there are cases where (C) the inorganic metal oxide powder is too much and the conductive network is not formed well.

また、本発明においては、(A)導電性粉末のうち、(A−1)銀粉と(A−2)パラジウム粉との重量比(配合比)は、(A−1)銀粉の配合量(重量基準)をWA1とし、(A−2)パラジウム粉の配合量(重量基準)をWA2としたときに、WA1/WA2=9/1〜43/57の範囲内であることが好ましい。パラジウムはTCR(抵抗値の温度変化率)を下げるために配合し、ヒータの性能はTCRの値により大きく影響を受ける。WA1/WA2=43/57になると、TCRがほぼゼロになるので、本発明では、ヒータとして使用するために銀/パラジウムの配合比の必要十分な範囲、すなわち、WA1/WA2=9/1〜43/57の範囲が好ましくなる。また、配合比がこの範囲内であれば、(A−2)パラジウム粉が(A−1)銀粉の表面に付着して(A−1)銀粉の焼結を阻害する作用を有効に発揮することができる。   Moreover, in this invention, the weight ratio (composition ratio) of (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder among (A) electroconductive powder is (A-1) compounding quantity of silver powder ( It is preferable that WA1 / WA2 = 9/1 to 43/57 when the weight basis is WA1 and (A-2) the blending amount of palladium powder (weight basis) is WA2. Palladium is added to lower the TCR (temperature change rate of resistance value), and the performance of the heater is greatly affected by the TCR value. When WA1 / WA2 = 43/57, the TCR becomes almost zero. Therefore, in the present invention, a necessary and sufficient range of the silver / palladium compounding ratio for use as a heater, that is, WA1 / WA2 = 9/1 to A range of 43/57 is preferred. Moreover, if a compounding ratio exists in this range, (A-2) palladium powder will adhere to the surface of (A-1) silver powder, and will exhibit the effect | action which inhibits sintering of (A-1) silver powder effectively. be able to.

さらに、本発明においては、(A)導電性粉末と(B)ガラスフリットと(C)無機金属酸化物粉末との配合比は特に限定されないが、(A)導電性粉末の配合量(重量基準)をWAとすれば、WA:WB:WC=98:0.8:1.2〜40:28:12の範囲内であればよい。言い換えれば、(A)〜(C)の粉末成分の配合は、(A)導電性粉末が40〜98重量部の範囲内であればよく、(B)ガラスフリットが0.8〜28重量部の範囲内であればよく、(C)無機金属酸化物粉末が1.2〜12重量部の範囲内であればよい。   Furthermore, in the present invention, the blending ratio of (A) conductive powder, (B) glass frit, and (C) inorganic metal oxide powder is not particularly limited, but (A) blending amount of conductive powder (weight basis) ) Is WA, it may be within the range of WA: WB: WC = 98: 0.8: 1.2 to 40:28:12. In other words, the blending of the powder components (A) to (C) is sufficient if (A) the conductive powder is in the range of 40 to 98 parts by weight, and (B) the glass frit is 0.8 to 28 parts by weight. (C) The inorganic metal oxide powder may be in the range of 1.2 to 12 parts by weight.

本発明においては、(A)導電性粉末の量(WA)と絶縁性粉末、すなわち(B)ガラスフリット+(C)無機金属酸化物粉末の量(WB+WC)とによって、抵抗体ペーストの抵抗値が決定される。例えば、後述する実施例の多くでは、WA=46.5重量部、WB+WC=32.5重量部(WB/(WB+WC)=69%)とすることで、抵抗値が200mΩとなっている。なお、WA=41重量部、WB+WC=38.5重量部とすることで、抵抗値が1000mΩとなるが、WB+WCがこれ以上増加すると抵抗値が急激に増大する傾向にあり、抵抗値の制御が難しくなる。それゆえ、WB+WCの上限は38.5重量部であることが好ましい。   In the present invention, the resistance value of the resistor paste is determined by (A) the amount of conductive powder (WA) and the insulating powder, that is, (B) glass frit + (C) the amount of inorganic metal oxide powder (WB + WC). Is determined. For example, in many of the examples described later, the resistance value is 200 mΩ by setting WA = 46.5 parts by weight and WB + WC = 32.5 parts by weight (WB / (WB + WC) = 69%). By setting WA = 41 parts by weight and WB + WC = 38.5 parts by weight, the resistance value becomes 1000 mΩ, but when WB + WC further increases, the resistance value tends to increase rapidly, and the resistance value is controlled. It becomes difficult. Therefore, the upper limit of WB + WC is preferably 38.5 parts by weight.

加えて、(A)〜(C)以外のその他の成分の配合量も特に限定されないが、樹脂および溶剤(すなわち有機ビヒクル)の配合比は、全粉末成分に対して20〜25重量%の範囲内であればよい。   In addition, the blending amount of the other components other than (A) to (C) is not particularly limited, but the blending ratio of the resin and the solvent (that is, the organic vehicle) is in the range of 20 to 25% by weight with respect to the total powder components. If it is in.

また、本発明に係る抵抗体ペーストは、特定条件の抵抗値の変動率が10%以下に調整されている。具体的には、まず、本発明に係る抵抗体ペーストを800〜900℃の温度範囲内において複数の温度水準で焼成して、各温度水準で焼成後の抵抗体の抵抗値を測定した場合に、次の式(1)で定義される抵抗値変動率VRが10%以下となっている。なお、式(1)においては、Rmax が、測定された複数の抵抗値のうち10μm換算抵抗値の最大値、Rmin が10μm換算抵抗値の最小値、Rave が10μm換算抵抗値の平均値を示す。   In the resistor paste according to the present invention, the variation rate of the resistance value under a specific condition is adjusted to 10% or less. Specifically, first, when the resistor paste according to the present invention is fired at a plurality of temperature levels within a temperature range of 800 to 900 ° C., and the resistance value of the resistor after firing at each temperature level is measured. The resistance value fluctuation rate VR defined by the following formula (1) is 10% or less. In equation (1), Rmax represents the maximum value of 10 μm equivalent resistance values among the plurality of measured resistance values, Rmin represents the minimum value of 10 μm equivalent resistance values, and Rave represents the average value of 10 μm equivalent resistance values. .

VR=(Rmax −Rmin )/Rave ×100 ・・・(1)
なお、式(1)に用いられる800〜900℃の温度範囲内における焼成温度は、2つ以上の温度水準であればよく、3つ以上の温度水準であることが好ましい。後述する実施例では、820℃、850℃、および890℃の3つの温度水準を採用している。抵抗値変動率VRを算出するにあたって、複数の焼成の温度水準は、抵抗体の具体的な組成、焼成条件等に応じて、評価に好適な温度水準を2つ以上選択することができ、実施例の3つの温度水準のみに限定定されるものではない。
VR = (Rmax−Rmin) / Rave × 100 (1)
In addition, the firing temperature in the temperature range of 800 to 900 ° C. used in the formula (1) may be two or more temperature levels, and preferably three or more temperature levels. In the examples described later, three temperature levels of 820 ° C., 850 ° C., and 890 ° C. are employed. In calculating the resistance value fluctuation rate VR, two or more temperature levels suitable for evaluation can be selected as the temperature level of the plurality of firings according to the specific composition of the resistor, the firing conditions, and the like. It is not limited to only the three temperature levels in the example.

さらに、本発明に係る抵抗体ペーストで形成される抵抗体の焼成時点の抵抗値(10μm換算値)が1000mΩ/□/10μm以下であり、かつ、800〜900℃の温度範囲内で3回の再焼成を行った場合(すなわち、抵抗体ペーストを焼成して抵抗体を得た後、当該抵抗体に3回の再焼成を行った場合)には、次の式(2)で定義される抵抗値変化率CRの絶対値の合計が10%以下であることが特に好ましい。なお、式(2)においては、Rn+1がn+1回目の焼成を行った後の10μm換算抵抗値、Rnがn回目の焼成を行った後の10μm換算抵抗値を示し、nは1〜3のいずれかの整数である。   Furthermore, the resistance value (10 μm conversion value) at the time of firing of the resistor formed of the resistor paste according to the present invention is 1000 mΩ / □ / 10 μm or less, and three times within a temperature range of 800 to 900 ° C. When refiring is performed (that is, when the resistor paste is fired to obtain a resistor, and then the resistor is refired three times), the following equation (2) is defined. The total absolute value of the resistance value change rate CR is particularly preferably 10% or less. In the formula (2), Rn + 1 represents a 10 μm equivalent resistance value after performing the (n + 1) th firing, Rn represents a 10 μm equivalent resistance value after performing the nth firing, and n is any of 1 to 3 Is an integer.

CR=(Rn+1−Rn)/Rn×100 ・・・(2)
本発明においては、前記式(1)で定義される抵抗値変動率VRが少なくとも10%以下であり、より好ましくは、前記式(2)で定義される3回再焼成時の抵抗値変化率CRの絶対値の合計が10%以下であれば、最初の焼成温度(抵抗体を形成するための焼成の温度)が変わっても抵抗値の変動を小さくすることができ、また、抵抗体が再焼成を繰り返しても抵抗値の変化率のばらつきが小さい抵抗体をセラミック基板上に作製することができる。その結果、歩留まりよく、ヒータ回路を製造することが可能となる。
CR = (Rn + 1−Rn) / Rn × 100 (2)
In the present invention, the resistance value fluctuation rate VR defined by the formula (1) is at least 10% or less, and more preferably, the resistance value change rate at the time of the third refiring defined by the formula (2). If the total absolute value of CR is 10% or less, even if the initial firing temperature (the firing temperature for forming the resistor) changes, the variation in resistance value can be reduced. A resistor having a small variation in the change rate of the resistance value even when refiring is repeated can be manufactured on the ceramic substrate. As a result, it is possible to manufacture a heater circuit with a high yield.

なお、表面抵抗値(シート抵抗)は、抵抗体ペーストでサンプルを形成して焼成した後に、導体ラインの実測抵抗値をデジタルマルチメーター、2端子法で測定し、下式(3)で換算することにより測定する。   Note that the surface resistance value (sheet resistance) is measured by a digital multimeter, two-terminal method, and converted by the following formula (3) after forming a sample with a resistor paste and firing it. To measure.

(シート抵抗)=(実測抵抗値)/(アスペクト比)[単位:mΩ/□]・・・(3)
また、表面抵抗値を下式(4)で換算することにより10μm抵抗値とする。本実施の形態においては、実際に形成される抵抗体の膜厚が概ね10μm程度なので、評価用で測定された膜厚を10μmに換算した値で比較している。
(Sheet resistance) = (Measured resistance value) / (Aspect ratio) [Unit: mΩ / □] (3)
Moreover, it is set as a 10 micrometer resistance value by converting a surface resistance value by the following Formula (4). In this embodiment, since the film thickness of the resistor actually formed is approximately 10 μm, the film thickness measured for evaluation is compared with a value converted to 10 μm.

(抵抗値)=(シート抵抗)×(膜厚/10)[単位:mΩ/□/10μm]・・・(4)
セラミック基板用ヒータにおいて、抵抗体の形成時または抵抗体の再焼成時の抵抗値の変化の機構としては、以下が想定される。
(Resistance value) = (sheet resistance) × (film thickness / 10) [unit: mΩ / □ / 10 μm] (4)
In the ceramic substrate heater, the following is assumed as a mechanism of the change in resistance value when the resistor is formed or when the resistor is refired.

まず、本発明に係る抵抗体ペーストで製造される銀/パラジウム系の抵抗体は、(A)導電性粉末として(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉を含有するのに対して、「絶縁性粉末」として(B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末を含有しており、これら各粉末成分を適宜加減して混合することにより、抵抗体の抵抗値を調整することができる。つまり、粉末成分の配合比率を適宜変化させて焼成することにより、得られる抵抗体の内部では、導電物質の主体である銀と、絶縁物質であるガラスおよび無機金属酸化物との分散混在により導電ネットワークが形成されている。   First, the silver / palladium resistor manufactured with the resistor paste according to the present invention contains (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder as (A) conductive powder. The (insulating powder) contains (B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder, and adjusts the resistance value of the resistor by appropriately adjusting and mixing these powder components. Can do. In other words, by appropriately changing the blending ratio of the powder component and firing, the resulting resistor is electrically conductive by dispersion and mixing of silver, which is the main component of the conductive material, and glass and inorganic metal oxide, which are the insulating materials. A network is formed.

ここで、抵抗体の焼成を繰り返すと、当該抵抗体を構成する物質のうち、焼成温度より低い軟化点を有するガラスが軟化して流動し、焼結した銀による導電ネットワークを破壊して抵抗値を変化させる。このようなガラスの流動は、抵抗体の抵抗値を上昇する方向に変化させると推測される。   Here, when firing of the resistor is repeated, among the substances constituting the resistor, the glass having a softening point lower than the firing temperature softens and flows, destroys the conductive network by the sintered silver, and the resistance value To change. It is presumed that such glass flow changes the resistance value of the resistor in the increasing direction.

一方、再焼成により銀の焼結が進むと、抵抗値が低下する方向で変化すると推測されるが、もう一方の(A)導電性粉末である(A−2)パラジウム粉は、(A−1)銀粉と合金を作り易い。それゆえ、(A−1)銀粉の表面に(A−2)パラジウム粉が付着して焼結を阻害する方向に作用すると考えられる。したがって、(A−2)パラジウム粉の配合は、銀の焼結が繰り返されたとしても抵抗値の低下を抑制する方向に働くと考えられる。   On the other hand, when silver sintering proceeds by refiring, it is estimated that the resistance value changes in a decreasing direction, but the other (A) conductive powder (A-2) palladium powder is (A- 1) Easy to make silver powder and alloy. Therefore, it is considered that (A-2) palladium powder adheres to the surface of (A-1) silver powder and acts in the direction of inhibiting sintering. Therefore, it is considered that the blending of (A-2) palladium powder works to suppress the decrease in resistance value even when silver sintering is repeated.

このように、(A−1)銀粉、(A−2)パラジウム粉、(B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末を含有する抵抗体ペーストで抵抗体を形成したときには、(B)ガラスフリットの流動と、(A−2)パラジウム粉による(A−1)銀の焼結阻害(または焼結抑制)とのバランスにより、焼成時の抵抗値の変化が生じる。また、粉末成分の分散性が悪いと、ガラスの流動による導電ネットワークの破壊の程度が大きくなると推測され、再焼成した後の抵抗値の変化率は大きくなる傾向にある。また、粉末成分の粒径が適性範囲になければ、粉末成分の分散性が低下し、その結果、再焼成した後の抵抗値の変化率が大きくなる傾向にある。   Thus, when a resistor is formed with a resistor paste containing (A-1) silver powder, (A-2) palladium powder, (B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder, (B) Due to the balance between the flow of the glass frit and (A-2) inhibition of silver sintering (or sintering suppression) by (A-2) palladium powder, a change in resistance value during firing occurs. In addition, when the dispersibility of the powder component is poor, it is presumed that the degree of destruction of the conductive network due to the flow of glass increases, and the rate of change in resistance value after refiring tends to increase. Further, if the particle size of the powder component is not within the proper range, the dispersibility of the powder component is lowered, and as a result, the rate of change in resistance value after refiring tends to increase.

本発明では、少なくとも、絶縁性粉末である(B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末の粒径および配合を規定すれば、前記式(1)で定義される抵抗値変動率VRを10%以内に抑えることができ、さらには、(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉の一次粒径を規定すれば、前記式(2)で定義される、再焼成3回までの抵抗値変化率CRが10%以下に抑えることができる。   In the present invention, if the particle size and the composition of at least (B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder, which are insulating powders, are defined, the resistance value fluctuation rate VR defined by the above formula (1) is obtained. If the primary particle diameter of (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder is specified, re-firing is defined up to 3 times. Can be suppressed to 10% or less.

本発明に係る抵抗体ペーストは、サーマルプリントヘッドのヒータ、あるいはプリンタのトナー定着用ヒータ等のセラミック基板ヒータのヒータ回路を構成する抵抗体を製造する用途に好適に用いられる。したがって、本発明には、抵抗体ペーストを焼成して得られる抵抗体を備えるセラミック基板ヒータも含まれる。   The resistor paste according to the present invention is suitably used for manufacturing a resistor constituting a heater circuit of a ceramic substrate heater such as a heater of a thermal print head or a toner fixing heater of a printer. Therefore, the present invention also includes a ceramic substrate heater including a resistor obtained by firing a resistor paste.

セラミック基板ヒータの具体的構成、並びに、セラミック基板ヒータの製造方法等は特に限定されず、公知のさまざまなセラミック基板ヒータおよびその製造方法に好適に用いることができる。   The specific configuration of the ceramic substrate heater, the manufacturing method of the ceramic substrate heater, and the like are not particularly limited, and can be suitably used for various known ceramic substrate heaters and manufacturing methods thereof.

一般にセラミック基板にヒータ回路を作製する場合には、抵抗体ペーストを所定パターンで印刷して焼成することにより抵抗体を形成する。このときの焼成温度は、800〜900℃の範囲内であるが、本発明に係る抵抗体ペーストであれば、この温度範囲で再焼成しても、抵抗体の抵抗値の焼成温度依存性を小さくできるとともに、再焼成した後の抵抗値の変化率を小さくすることができるので、歩留まりよく、かつ、設計自由度を確保しながら、ヒータ回路を作製することができる。   In general, when a heater circuit is manufactured on a ceramic substrate, a resistor is formed by printing and baking a resistor paste in a predetermined pattern. The firing temperature at this time is in the range of 800 to 900 ° C. However, if the resistor paste according to the present invention is used, the resistance value of the resistor depends on the firing temperature even if it is fired again in this temperature range. In addition to being able to reduce the rate of change in resistance value after refiring, the heater circuit can be manufactured with a high yield and a high degree of design freedom.

本発明について、実施例および比較例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。なお、以下の実施例および比較例における抵抗値の変動率および変化率の評価は次に示すようにして行った。   The present invention will be described more specifically based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to this. Those skilled in the art can make various changes, modifications, and alterations without departing from the scope of the present invention. In the following Examples and Comparative Examples, the variation rate and the variation rate of the resistance value were evaluated as follows.

(評価方法)
[抵抗値変動率VRの評価]
下記の各実施例および比較例において得られた抵抗体ペーストを、820℃×7分、850℃×7分、および890℃×7分の焼成温度でそれぞれ焼成して得られる抵抗体から抵抗値(10μm換算抵抗値の最大値、10μm換算抵抗値の最小値、および平均抵抗値)を測定し、当該測定データから、当該抵抗体ペーストを用いて形成された抵抗体の抵抗値変動率VRを前記式(1)から算出して評価した。
(Evaluation method)
[Evaluation of resistance value fluctuation rate VR]
Resistance values obtained from resistors obtained by firing the resistor pastes obtained in the following examples and comparative examples at firing temperatures of 820 ° C. × 7 minutes, 850 ° C. × 7 minutes, and 890 ° C. × 7 minutes, respectively. (The maximum value of 10 μm equivalent resistance value, the minimum value of 10 μm equivalent resistance value, and the average resistance value) are measured, and the resistance value fluctuation rate VR of the resistor formed using the resistor paste is calculated from the measurement data. Evaluation was performed by calculating from the formula (1).

[再焼成時の抵抗値変化率CRの評価]
下記の各実施例および比較例において得られた抵抗体ペーストを用いて形成した抵抗体それぞれについて、850℃×7分の条件で合計3回、同様に再焼成し、その抵抗値を測定した。そして、前記式(2)から再焼成時の抵抗値変化率CRを算出した。
[Evaluation of resistance value change rate CR during re-firing]
Each resistor formed using the resistor paste obtained in each of the following Examples and Comparative Examples was similarly refired three times under the condition of 850 ° C. × 7 minutes, and the resistance value was measured. And resistance value change rate CR at the time of rebaking was computed from said Formula (2).

なお、後述するように、抵抗体を形成するための焼成も850℃×7分の条件で行われるので、これが「1回目の焼成」(n=1)となるのでその抵抗値はR1である。また、1回目の再焼成は「2回目の焼成」(n=2)となるのでその抵抗値はR2であり、2回目の再焼成は「3回目の焼成」(n=3)となるのでその抵抗値はR3であり、3回目の再焼成は「回目の焼成」(n=4)となるのでその抵抗値はR4である。 As will be described later, since the firing for forming the resistor is also performed under the condition of 850 ° C. × 7 minutes, this is “first firing” (n = 1), and the resistance value is R1. . Further, since the first re-baking is “second baking” (n = 2), the resistance value is R2, and the second re-baking is “third baking” (n = 3). The resistance value is R3, and the third re-baking is “ fourth baking” (n = 4), so the resistance value is R4.

前記式(2)に示すように、抵抗値変化率CRは、n回目の抵抗値Rnを基準としてn+1回目の抵抗値Rn+1との差分から算出される。したがって、1回目の焼成の後に3回の再焼成を行った場合、抵抗値変化率CRは合計3つ得られることになる。それゆえ、この3つの抵抗値変化率CRの絶対値を合計したときの値(便宜上、CR合計値と称する。)を算出して、抵抗値変化率CRを評価した。   As shown in the equation (2), the resistance value change rate CR is calculated from the difference from the n + 1th resistance value Rn + 1 with the nth resistance value Rn as a reference. Therefore, when the re-baking is performed three times after the first baking, a total of three resistance value change rates CR are obtained. Therefore, the resistance value change rate CR was evaluated by calculating a value when the absolute values of the three resistance value change rates CR were summed (referred to as a CR total value for convenience).


(実施例1)
粉末成分のうち(B)ガラスフリットとして、酸化ケイ素、酸化ホウ素および酸化バリウムを含む軟化点795℃のガラス粉B−1を選択し、(C)無機金属酸化物粉末としてアルミナ粉を選択した。

Example 1
Among the powder components, (B) glass powder B-1 having a softening point of 795 ° C. containing silicon oxide, boron oxide and barium oxide was selected as the glass frit, and (C) alumina powder was selected as the inorganic metal oxide powder.

そして、表1に示す一次粒径を有する(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉(まとめて(A)導電性粉末)、(B)ガラスフリット(ガラス粉B−1)、および(C)無機金属酸化物粉末としてのアルミナ粉(まとめて絶縁性粉末)を、表2に示す配合比で容器に秤量した。これら粉末成分に加えて、エチルセルロース、ターピネオール、ステアリン酸をそれぞれ、粉末成分の総量を100重量部としたとき、2.6重量部、26重量部、1.3重量部を撹拌予備混合して混合物を得た。得られた混合物を3本ロールミルで混練し、実施例1の抵抗体ペーストを得た。   And (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder (collectively (A) conductive powder), (B) glass frit (glass powder B-1) which have the primary particle size shown in Table 1, and (C) Alumina powder (collectively insulating powder) as an inorganic metal oxide powder was weighed in a container at a blending ratio shown in Table 2. In addition to these powder components, ethyl cellulose, terpineol, and stearic acid are mixed by stirring and premixing 2.6 parts by weight, 26 parts by weight, and 1.3 parts by weight when the total amount of the powder components is 100 parts by weight. Got. The obtained mixture was kneaded with a three-roll mill to obtain a resistor paste of Example 1.

得られた抵抗体ペーストに溶剤を追加することでのペースト粘度を300Pa・s程度に粘度調整し、スクリーン印刷によりセラミック基板20上に図1に示すつづら折れパターン10を印刷した。なお、セラミック基板20としては、2インチ×1インチのアルミナ基板を用いた。   The paste viscosity by adding a solvent to the obtained resistor paste was adjusted to about 300 Pa · s, and the folded pattern 10 shown in FIG. 1 was printed on the ceramic substrate 20 by screen printing. The ceramic substrate 20 was a 2 inch × 1 inch alumina substrate.

その後、熱風乾燥機によりセラミック基板20を150℃×5分の条件で乾燥した後、ベルト式焼成炉により、850℃×7分キープ、インアウト40分の条件で焼成して、セラミック基板20の上に抵抗体(850℃焼成)を形成した。なお、得られた抵抗体の電子顕微鏡写真を図2(a)に示す。   Thereafter, the ceramic substrate 20 is dried under a condition of 150 ° C. × 5 minutes by a hot air dryer, and then fired under a condition of 850 ° C. × 7 minutes and in-out 40 minutes by a belt-type firing furnace. A resistor (fired at 850 ° C.) was formed thereon. An electron micrograph of the obtained resistor is shown in FIG.

また、乾燥後のセラミック基板20を、820℃×7分キープの条件で前記と同様に焼成し、セラミック基板上に抵抗体(820℃焼成)を形成した。同様に、乾燥後のセラミック基板20を、890℃×7分キープの条件で前記と同様に焼成し、セラミック基板20の上に抵抗体(890℃焼成)を形成した。これら3種類の抵抗体について、10μm換算抵抗値を測定し、得られた測定データから抵抗値変動率VRを算出して評価した。   The dried ceramic substrate 20 was fired in the same manner as described above under the condition of 820 ° C. × 7 minutes, and a resistor (820 ° C. fired) was formed on the ceramic substrate. Similarly, the dried ceramic substrate 20 was fired in the same manner as described above under the condition of 890 ° C. × 7 minutes, and a resistor (fired at 890 ° C.) was formed on the ceramic substrate 20. With respect to these three types of resistors, 10 μm equivalent resistance values were measured, and the resistance value variation rate VR was calculated from the obtained measurement data and evaluated.

また、前記抵抗体(850℃焼成)を備えるセラミック基板を、実施例1のセラミック基板ヒータモデル試料として、このセラミック基板ヒータモデル試料を、前記と同様に850℃×7分の焼成温度で3回再焼成して、各再焼成の後に抵抗体の10μm換算抵抗値(単位:mΩ/□/10μm)を測定し、前記の通り抵抗値変化率CRを算出してCR合計値を評価した。その結果を表3に示す。   Further, a ceramic substrate provided with the resistor (fired at 850 ° C.) was used as a ceramic substrate heater model sample of Example 1, and this ceramic substrate heater model sample was subjected to 850 ° C. × 7 minutes firing temperature three times as described above. After refiring, the resistance value of 10 μm equivalent (unit: mΩ / □ / 10 μm) of the resistor was measured after each refiring, and the resistance value change rate CR was calculated as described above to evaluate the CR total value. The results are shown in Table 3.

(実施例2)
表2に示すように、(A−1)銀粉と(A−2)パラジウム粉との配合比を9/1から8/2に変えるとともに、導電性粉末の総量を45重量部から43重量部に、絶縁性粉末の総量を32重量部から35重量部に変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例2の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、実施例2のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
(Example 2)
As shown in Table 2, the blending ratio of (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder was changed from 9/1 to 8/2, and the total amount of conductive powder was changed from 45 parts by weight to 43 parts by weight. In addition, the resistor paste of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total amount of the insulating powder was changed from 32 parts by weight to 35 parts by weight. A ceramic substrate heater model sample was obtained. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例3)
表1に示すように、(A−1)銀粉として、一次粒径が0.6μmではなく2.8μmのものを用いた以外は、前記実施例1と同様にして実施例3の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、実施例3のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
Example 3
As shown in Table 1, the resistor paste of Example 3 was the same as Example 1 except that (A-1) silver powder having a primary particle size of 2.8 μm was used instead of 0.6 μm. And a resistor was formed to obtain a ceramic substrate heater model sample of Example 3. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例4)
表2に示すように、(B)ガラスフリットの配合量を、絶縁性粉末全量中69重量%から50重量%に変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例4の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、実施例4のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。なお、得られた抵抗体の電子顕微鏡写真を図2(b)に示す。また、前記モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
Example 4
As shown in Table 2, the resistor paste of Example 4 was the same as Example 1 except that the blending amount of (B) glass frit was changed from 69% by weight to 50% by weight in the total amount of the insulating powder. And a resistor was formed to obtain a ceramic substrate heater model sample of Example 4. An electron micrograph of the obtained resistor is shown in FIG. Further, the resistance variation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated for the model sample in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例5)
表1に示すように、(A−2)パラジウム粉として、一次粒径が0.3μmではなく0.06μmのもの(好ましい範囲である0.1〜0.5μmから外れている)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして実施例5の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、実施例5のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
(Example 5)
As shown in Table 1, (A-2) palladium powder having a primary particle size of 0.06 μm (outside the preferred range of 0.1 to 0.5 μm) was used instead of 0.3 μm. Except for the above, the resistor paste of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1, and the resistor was formed to obtain the ceramic substrate heater model sample of Example 5. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例6)
表2に示すように、(B)ガラスフリットの配合量を、絶縁性粉末全量中69重量%から80重量%に変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例6の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、比較例1のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。なお、得られた抵抗体の電子顕微鏡写真を図2(c)に示す。また、前記モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
(Example 6)
As shown in Table 2, the resistor paste of Example 6 was the same as Example 1 except that the blending amount of (B) glass frit was changed from 69 wt% to 80 wt% in the total amount of the insulating powder. And a resistor was formed to obtain a ceramic substrate heater model sample of Comparative Example 1. In addition, the electron micrograph of the obtained resistor is shown in FIG. Further, the resistance variation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated for the model sample in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例7)
表2に示すように、(A−1)銀粉と(A−2)パラジウム粉との配合比を9/1から72/28に変えるとともに、導電性粉末の総量を45重量部から49重量部に、絶縁性粉末の総量を32重量部から27重量部に変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例7の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、実施例7のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
(Example 7)
As shown in Table 2, the blending ratio of (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder was changed from 9/1 to 72/28, and the total amount of conductive powder was changed from 45 parts by weight to 49 parts by weight. In addition, except that the total amount of the insulating powder was changed from 32 parts by weight to 27 parts by weight, the resistor paste of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1, and the resistor was formed. A ceramic substrate heater model sample was obtained. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例8)
表2に示すように、(A−1)銀粉と(A−2)パラジウム粉との配合比を9/1から45/57に変えるとともに、導電性粉末の総量を45重量部から41重量部に、絶縁性粉末の総量を32重量部から39重量部に変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例8の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、実施例8のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
(Example 8)
As shown in Table 2, the blending ratio of (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder was changed from 9/1 to 45/57, and the total amount of conductive powder was changed from 45 parts by weight to 41 parts by weight. In addition, except that the total amount of the insulating powder was changed from 32 parts by weight to 39 parts by weight, the resistor paste of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 1, and the resistor was formed. A ceramic substrate heater model sample was obtained. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(比較例1)
粉末成分のうち(B)ガラスフリットとして、ホウケイ酸ガラスからなる軟化点800℃のガラス粉B−2を選択した。このガラス粉B−2の一次粒径は表1に示すように3.5μmである。
(Comparative Example 1)
Among the powder components, glass powder B-2 having a softening point of 800 ° C. made of borosilicate glass was selected as the glass frit (B). As shown in Table 1, the primary particle size of the glass powder B-2 is 3.5 μm.

そして、表1に示すように、(A−2)パラジウム粉として、一次粒径が0.3μmではなく0.06μmのものを用いるとともに、(C)無機金属酸化物粉末として、一次粒径が0.8μmではなく1.4μmのアルミナ粉を用いた以外は、前記実施例1と同様にして比較例1の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、比較例1のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。   And as shown in Table 1, while using (A-2) palladium powder with a primary particle size of 0.06 μm instead of 0.3 μm, (C) the inorganic metal oxide powder has a primary particle size of Except for using 1.4 μm alumina powder instead of 0.8 μm, a resistor paste of Comparative Example 1 was obtained and a resistor was formed in the same manner as in Example 1, and a ceramic substrate heater model of Comparative Example 1 was formed. A sample was obtained. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(比較例2)
表1に示すように、(A−2)パラジウム粉として、一次粒径が0.3μmのもの(実施例1の(A−2)パラジウム粉と同じ一次粒径)を用いた以外は、前記比較例1と同様にして比較例2の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、比較例2のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
(Comparative Example 2)
As shown in Table 1, except that (A-2) palladium powder having a primary particle diameter of 0.3 μm (the same primary particle diameter as (A-2) palladium powder of Example 1) was used, In the same manner as in Comparative Example 1, a resistor paste of Comparative Example 2 was obtained and a resistor was formed to obtain a ceramic substrate heater model sample of Comparative Example 2. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(比較例3)
表2に示すように、(B)ガラスフリットとしてのホウケイ酸ガラス粉の配合量を、絶縁性粉末全量中69重量%から40重量%に変えた以外は、前記比較例1と同様にして比較例3の抵抗体ペーストを得るとともに、抵抗体を形成し、比較例3のセラミック基板ヒータモデル試料を得た。当該モデル試料について、前記実施例1と同様にして抵抗値変動率VRおよび抵抗値変化率CRを評価した。その結果を表3に示す。
(Comparative Example 3)
As shown in Table 2, comparison was made in the same manner as in Comparative Example 1 except that (B) the amount of borosilicate glass powder as the glass frit was changed from 69% by weight to 40% by weight in the total amount of the insulating powder. While obtaining the resistor paste of Example 3, the resistor was formed, and the ceramic substrate heater model sample of Comparative Example 3 was obtained. For the model sample, the resistance value fluctuation rate VR and the resistance value change rate CR were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.


実施例1〜8の抵抗体ペーストは、いずれも、(B)ガラスフリットとして、軟化点が750℃以上であり、かつ、その粒径が1〜3μmの範囲内のものを用い、また、(C)無機金属酸化物粉末として、粒径が0.1〜1μmの範囲内のアルミナ粉を用いている。それゆえ、表3に示すように、820℃、850℃、および890℃で焼成したときの抵抗値変動率VRがいずれも10%以下であることが分かる。

Each of the resistor pastes of Examples 1 to 8 uses (B) a glass frit having a softening point of 750 ° C. or higher and a particle size in the range of 1 to 3 μm. C) As the inorganic metal oxide powder, alumina powder having a particle size in the range of 0.1 to 1 μm is used. Therefore, as shown in Table 3, it can be seen that the resistance value variation rate VR when firing at 820 ° C., 850 ° C., and 890 ° C. is 10% or less.

実施例1〜4の抵抗体ペーストは、いずれも、(A−1)銀粉の一次粒径が0.1〜3μmの範囲内であり、かつ、(A−2)パラジウム粉の一次粒径が0.1〜0.5μmの範囲内であり、焼成時点(すなわち再焼成前)での抵抗体の抵抗値は、3種の焼成条件のいずれも1000mΩ/□/10μm以下である。このとき、850℃で再焼成を3回行ったときの抵抗値変化率CRの絶対値の合計、すなわちCR合計値は10%以下になることが分かる。   In any of the resistor pastes of Examples 1 to 4, (A-1) the primary particle diameter of the silver powder is in the range of 0.1 to 3 μm, and (A-2) the primary particle diameter of the palladium powder is The resistance value of the resistor at the time of firing (that is, before refiring) is in the range of 0.1 to 0.5 μm, and all of the three firing conditions are 1000 mΩ / □ / 10 μm or less. At this time, it can be seen that the sum of the absolute values of the resistance value change rate CR when the refiring is performed three times at 850 ° C., that is, the CR total value is 10% or less.

ただし、実施例5の抵抗体ペーストでは、(A−2)パラジウム粉の一次粒径が好ましい範囲より小さいため、抵抗値変動率VRは10%以下(3.8%)となっているが、CR合計値は10%を超えている。それゆえ、少なくとも、(B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末の配合比を調整することで、抵抗値の変動を抑えることができ(実施例5)、さらに(A)導電性粉末の一次粒径を調整することで、再焼成時の抵抗値の変化率も小さくできる(実施例1〜4)ことがわかる。   However, in the resistor paste of Example 5, since the primary particle diameter of (A-2) palladium powder is smaller than the preferred range, the resistance value variation rate VR is 10% or less (3.8%). The total CR value is over 10%. Therefore, by adjusting the blending ratio of at least (B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder, it is possible to suppress variation in resistance value (Example 5), and (A) conductive powder. It can be seen that by adjusting the primary particle size, the rate of change in resistance during refiring can be reduced (Examples 1 to 4).

また、実施例6の抵抗体ペーストでは、(B)ガラスフリットの含有量が、絶縁性粉末の総量に対して重量比で70重量%を超えている(80重量%)ため、CR合計値は31.2%となっているが、抵抗値変動率VRは10%以下である。それゆえ、少なくとも(B)ガラスフリットとして、軟化点が750℃以上であり、かつ、その粒径が1〜3μmの範囲内のものを用い、また、(C)無機金属酸化物粉末として、粒径が0.1〜1μmの範囲内のアルミナ粉を用いることにより、抵抗値変動率VRを10%以下にすることができ、CR合計値を10%以下に下げたい場合には、(B)ガラスフリットの含有量を、絶縁性粉末((B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末)の総量に対して重量比で70重量%以下とすれば好ましいことがわかる。   In the resistor paste of Example 6, the content of (B) glass frit exceeds 70% by weight (80% by weight) with respect to the total amount of the insulating powder, so that the total CR value is Although it is 31.2%, the resistance value fluctuation rate VR is 10% or less. Therefore, at least (B) a glass frit having a softening point of 750 ° C. or higher and a particle size in the range of 1 to 3 μm is used. By using alumina powder having a diameter in the range of 0.1 to 1 μm, the resistance value fluctuation rate VR can be reduced to 10% or less, and when it is desired to reduce the CR total value to 10% or less, (B) It can be seen that the content of the glass frit is preferably 70% by weight or less with respect to the total amount of the insulating powder ((B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder).

また、実施例7の抵抗体ペーストでは、実施例1等と比較して(A−2)パラジウム粉が多くなるよう配合し、実施例8の抵抗体ペーストでは、(A−2)パラジウム粉が(A−1)銀粉よりも多くなるように配合しているが、いずれもCR合計値も抵抗値変動率VRも10%以下となっている。前述したように、WA1/WA2=43/57になる(実施例8)とTCRがほぼゼロになるので、それゆえ、(A)導電性粉末中(A−2)パラジウム粉を実施例8のレベルまで増加させても、抵抗値の変動を抑えることができることがわかる。   Moreover, in the resistor paste of Example 7, it mix | blends so that (A-2) palladium powder may be increased compared with Example 1 etc., In the resistor paste of Example 8, (A-2) palladium powder is mixed. (A-1) Although it mix | blends so that it may become more than silver powder, both CR total value and resistance value fluctuation | variation rate VR are 10% or less. As described above, when WA1 / WA2 = 43/57 (Example 8), the TCR becomes almost zero. Therefore, (A) palladium powder in the conductive powder (A-2) in Example 8 is used. It can be seen that even if the level is increased, fluctuations in the resistance value can be suppressed.

一方、比較例1〜3では、(B)ガラスフリットおよび(C)無機金属酸化物粉末(アルミナ粉)の粒径が本発明の範囲から外れるので、抵抗値変動率VRが約70%またはそれ以上となっており、焼成に伴う抵抗値の変動率が大きいことが分かる。また、比較例2および4では、(A−2)パラジウム粉の一次粒径が好ましい範囲より小さいため、CR合計値が大きくなる。ここで比較例3ではCR合計値は比較例1よりも大きくなっていることから、(B)ガラスフリットの含有量が少なすぎても抵抗値の変化率が大きくなることが分かる。   On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, since the particle size of (B) glass frit and (C) inorganic metal oxide powder (alumina powder) is out of the scope of the present invention, the resistance value fluctuation rate VR is about 70% or more. As described above, it can be seen that the fluctuation rate of the resistance value accompanying firing is large. In Comparative Examples 2 and 4, since the primary particle size of (A-2) palladium powder is smaller than the preferred range, the CR total value is increased. Here, in Comparative Example 3, since the CR total value is larger than that in Comparative Example 1, it can be seen that the rate of change in resistance value increases even if the content of (B) glass frit is too small.

なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態、実施例または複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   It should be noted that the present invention is not limited to the description of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims, and different embodiments, examples, or a plurality of modifications can be made. Embodiments obtained by appropriately combining the respective technical means disclosed are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、セラミック基板ヒータのヒータ回路を構成する抵抗体の製造に好適に用いることができるので、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等のOA機器のトナー定着装置に用いられるヒータ(トナー定着用ヒータ)、あるいは、サーマルプリントヘッドのヒータ等、セラミック基板ヒータの分野に広く好適に用いることができる。   Since the present invention can be suitably used for manufacturing a resistor constituting a heater circuit of a ceramic substrate heater, for example, a heater (for toner fixing) used in a toner fixing device of an OA device such as a copying machine, a facsimile, or a printer. Heater) or a heater for a thermal print head and the like, and can be used suitably in the field of ceramic substrate heaters.

10 つづら折れパターン(抵抗体ペースト)
20 セラミック基板(アルミナ基板)

10 Spelling pattern (resistor paste)
20 Ceramic substrate (alumina substrate)

Claims (3)

(A)導電性粉末としての(A−1)銀粉および(A−2)パラジウム粉と、(B)ガラスフリットと、(C)無機金属酸化物粉末と、を含有し、セラミック基板ヒータ用に用いられる抵抗体ペーストであって、
前記(B)ガラスフリットの軟化点が750℃以上であり、かつ、その粒径が1〜3μmの範囲内であり、
前記(C)無機金属酸化物粉末が、アルミナ、ジルコニア、チタニア、およびイットリアからなる群から選択される少なくとも1種の無機金属酸化物の粉末であって、その粒径が0.1〜1μmの範囲内であり、
800〜900℃の温度範囲内において複数の温度水準で焼成して、各温度水準で焼成後の抵抗体の抵抗値を測定した場合に、次の式(1)
VR=(Rmax −Rmin )/Rave ×100 ・・・(1)
(ただし、Rmax が、複数の抵抗値のうち10μm換算抵抗値の最大値、Rmin が10μm換算抵抗値の最小値、Rave が10μm換算値の平均値を示す。)
で定義される、焼成後の抵抗体の抵抗値変動率VRが10%以下であることを特徴とする、
セラミック基板ヒータ用抵抗体ペースト。
(A) containing (A-1) silver powder and (A-2) palladium powder, (B) glass frit, and (C) inorganic metal oxide powder as conductive powder, and for ceramic substrate heaters A resistor paste used,
(B) the softening point of the glass frit is 750 ° C. or higher, and the particle size thereof is in the range of 1 to 3 μm;
The inorganic metal oxide powder (C) is a powder of at least one inorganic metal oxide selected from the group consisting of alumina, zirconia, titania, and yttria, and has a particle size of 0.1 to 1 μm. Is in range,
When firing at a plurality of temperature levels within a temperature range of 800 to 900 ° C. and measuring the resistance value of the resistor after firing at each temperature level, the following formula (1)
VR = (Rmax−Rmin) / Rave × 100 (1)
(However, Rmax is the maximum value of the 10 μm equivalent resistance value among the plurality of resistance values, Rmin is the minimum value of the 10 μm equivalent resistance value, and Rave is the average value of the 10 μm equivalent value.)
The resistance value variation rate VR of the resistor after firing defined by is characterized by 10% or less,
Resistor paste for ceramic substrate heater.
前記(A−1)銀粉の一次粒径が0.1〜3μmの範囲内であり、
前記(A−2)パラジウム粉の一次粒径が0.1〜0.5μmの範囲内であり、
さらに、前記(B)ガラスフリットの含有量が、当該(B)ガラスフリットおよび前記(C)無機金属酸化物粉末の総量に対して重量比で70重量%以下であり、
焼成時点での抵抗体の抵抗値が1000mΩ/□/10μm以下であり、かつ、800〜900℃の温度範囲内で、前記抵抗体に3回の再焼成を行った場合に、次の式(2)
CR=Rn+1−Rn/Rn×100 ・・・(2)
(ただし、Rn+1がn+1回焼成を行った後の抵抗値、Rnがn回焼成を行った後の抵抗値を示し、nは1〜3のいずれかの整数である。)
で定義される、前記抵抗体の抵抗値変化率CRの絶対値の合計が10%以下であることを特徴とする、
請求項1に記載のセラミック基板ヒータ用抵抗体ペースト。
The primary particle diameter of the (A-1) silver powder is in the range of 0.1 to 3 μm,
(A-2) The primary particle diameter of the palladium powder is in the range of 0.1 to 0.5 μm,
Furthermore, the content of the (B) glass frit is 70% by weight or less in a weight ratio with respect to the total amount of the (B) glass frit and the (C) inorganic metal oxide powder,
When the resistance value of the resistor at the time of firing is 1000 mΩ / □ / 10 μm or less and the resistor is refired three times within the temperature range of 800 to 900 ° C., the following formula ( 2)
CR = ( Rn + 1−Rn ) / Rn × 100 (2)
(However, Rn + 1 represents the resistance value after firing n + 1 times, Rn represents the resistance value after firing n times, and n is an integer of 1 to 3.)
The total absolute value of the resistance value change rate CR of the resistor is 10% or less, defined by
The resistor paste for a ceramic substrate heater according to claim 1.
請求項1または2に記載の抵抗体ペーストを焼成して得られる抵抗体を備えていることを特徴とする、セラミック基板ヒータ。   A ceramic substrate heater comprising a resistor obtained by firing the resistor paste according to claim 1.
JP2012025686A 2012-02-09 2012-02-09 Resistor paste for ceramic substrate heater and ceramic substrate heater Active JP5662361B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012025686A JP5662361B2 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Resistor paste for ceramic substrate heater and ceramic substrate heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012025686A JP5662361B2 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Resistor paste for ceramic substrate heater and ceramic substrate heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013161770A JP2013161770A (en) 2013-08-19
JP5662361B2 true JP5662361B2 (en) 2015-01-28

Family

ID=49173839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012025686A Active JP5662361B2 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Resistor paste for ceramic substrate heater and ceramic substrate heater

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5662361B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021141021A1 (en) * 2020-01-08 2021-07-15
CN114141403A (en) * 2021-09-30 2022-03-04 大连海外华昇电子科技有限公司 Silver-palladium slurry for multilayer ceramic capacitor and manufacturing process and application thereof

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2730794B2 (en) * 1990-09-17 1998-03-25 川崎製鉄株式会社 Conductor paste for aluminum nitride substrate
JP3033852B2 (en) * 1991-03-27 2000-04-17 川崎製鉄株式会社 Resistor and resistor paste composition for aluminum nitride heater
JPH09139278A (en) * 1995-11-14 1997-05-27 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Resistor paste for heater
JPH09153401A (en) * 1995-11-29 1997-06-10 Tanaka Kikinzoku Internatl Kk Resistive paste for low-temperature baking
JPH09153681A (en) * 1995-11-29 1997-06-10 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Built-in resistor paste for manufacture of lowtemperature fired substrate
JP3209089B2 (en) * 1996-05-09 2001-09-17 昭栄化学工業株式会社 Conductive paste
JP3755847B2 (en) * 1997-06-05 2006-03-15 田中貴金属工業株式会社 Thick film resistor paste
JP2000311805A (en) * 1999-04-27 2000-11-07 Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd Manufacturing method of ceramic resistance material
JP2004273426A (en) * 2003-02-21 2004-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Conductive paste and ceramic multilayer substrate using the same
JPWO2005048667A1 (en) * 2003-11-14 2007-11-29 株式会社村田製作所 Conductive paste and multilayer ceramic substrate
JP5003250B2 (en) * 2007-04-02 2012-08-15 住友金属鉱山株式会社 Thick film resistor paste, thick film resistor and method for forming the same
JP5003251B2 (en) * 2007-04-04 2012-08-15 住友金属鉱山株式会社 Thick film resistor paste, thick film resistor and method for forming the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013161770A (en) 2013-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6079851B2 (en) Method for producing ruthenium oxide powder
KR101258328B1 (en) Lead-free resistive compositions having ruthenium oxide
TW201227761A (en) Improved thick film resistive heater compositions comprising ag & ruo2, and methods of making same
KR102384488B1 (en) Resistor paste and resistor produced by firing the same
JP2005235754A (en) Conductive material, its manufacturing method, resistor paste, resistor and electronic component
TWI752170B (en) Compositions for resistors, pastes for resistors containing the same, and thick film resistors using the same
JP5662361B2 (en) Resistor paste for ceramic substrate heater and ceramic substrate heater
TW202147354A (en) Thick film resistor paste, thick film resistor, and electronic component
JP7139691B2 (en) Composition for thick film resistor, thick film resistor paste and thick film resistor
JP7251068B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP2018067640A (en) Composition for positive temperature coefficient resistor, paste for positive temperature coefficient resistor, positive temperature coefficient resistor, and method for manufacturing positive temperature coefficient resistor
JP7116362B2 (en) Resistor composition, resistor paste, and resistor
JP2017010998A (en) Method of manufacturing laminated ceramic electronic component
JP7390103B2 (en) Resistor compositions, resistance pastes, thick film resistors
JP7297409B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7183507B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7279492B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7425958B2 (en) Compositions for thick film resistors, pastes for thick film resistors, and thick film resistors
JP2018154520A (en) Thick film resistor composition having positive temperature coefficient of resistance, thick film resistor paste using the same, thick film resistor, and temperature sensor
TW202200514A (en) Thick film resistor paste, thick film resistor, and electronic component
JP2023135971A (en) Thick film resistor paste, thick film resistor, and electronic component
TW202207244A (en) Thick film resistor paste, thick film resistor, and electronic component
KR20230004484A (en) Thick Film Resistor Pastes, Thick Film Resistors, and Electronic Components
TW202135100A (en) Resistor paste, fired compact and electrical product
JP2023064822A (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131028

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140515

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140520

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140528

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5662361

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150