JP7110780B2 - 厚膜抵抗体用組成物、厚膜抵抗体用ペースト、および厚膜抵抗体 - Google Patents
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Description
前記導電性粉末は、二酸化ルテニウム、ルテニウム酸カルシウム、ルテニウム酸ストロンチウム、およびルテニウム酸バリウムから選択される少なくとも1種を含み、および、
前記ガラスフリットは、鉛を実質的に含まず、かつ、酸化ビスマス(Bi2O3)を1質量%以上5質量%以下含有する、
ことを特徴とする。
本発明の厚膜抵抗体用組成物は、導電性粉末と、ガラスフリットとを含み、前記導電性粉末は、二酸化ルテニウム(RuO2)、ルテニウム酸カルシウム(CaRuO3)、ルテニウム酸ストロンチウム(SrRuO3)、およびルテニウム酸バリウム(BaRuO3)から選択される少なくとも1種を含み、および、前記ガラスフリットは、鉛を実質的に含まず、かつ、酸化ビスマスを1質量%以上5質量%以下含有することを特徴とする。
本発明の厚膜抵抗体用組成物を構成する導電性粉末は、二酸化ルテニウム、ルテニウム酸カルシウム、ルテニウム酸ストロンチウム、およびルテニウム酸バリウムから選択される少なくとも1種を含む。これらの導電性粉末は、公知の製造方法により得ることができる。
本発明の厚膜抵抗体用組成物を構成するガラスフリットは、鉛を実質的に含まず、かつ、酸化ビスマスを1質量%以上5質量%以下含有することを特徴とする。
本発明の厚膜抵抗体用組成物において、導電性粉末とガラスフリットのほかに、酸化チタン(TiO2)や酸化ニオブ(Nb2O5)を添加することもできる。特に、酸化チタン(TiO2)や酸化ニオブ(Nb2O5)は、電流ノイズを低減する効果を有するが、TCRをマイナス(-)側に移動させるという問題がある。本発明の厚膜抵抗用組成物において、ガラスフリット中に酸化ビスマスを1質量%以上5質量%以下含有させることで、酸化チタン(TiO2)や酸化ニオブ(Nb2O5)の添加量を増やすことができ、TCRをゼロに近く保ちながら、電流ノイズを小さくすることが可能となる。
本発明の厚膜抵抗体用ペーストは、厚膜抵抗体用組成物と有機ビヒクルとを含み、該厚膜抵抗体用組成物として、上記の本発明の厚膜抵抗体用組成物が用いられていることを特徴とする。具体的には、本発明の厚膜抵抗体用ペーストは、本発明の厚膜抵抗体用組成物と有機ビヒクルの混練物により構成される。以下、詳細を説明する。
厚膜抵抗体用ペーストを構成する有機ビヒクルは、少なくとも樹脂と溶剤により構成される。
本発明の厚膜抵抗体用ペーストは、厚膜抵抗体用組成物と有機ビヒクルのほかに、添加剤を含むことができる。たとえば、導電性粉末やその他の無機成分などの凝集を防ぐ観点から、分散剤を含むことができる。また、塗布作業性の観点から、レオロジーコントロール剤を含むことができる。
厚膜抵抗体用ペーストの調製は、公知の技術を用いればよく、たとえば、3本ロールミル、ボ-ルミルなどを用いることができる。
本発明の厚膜抵抗体は、導電性成分とガラス成分を含む焼成体からなり、前記導電性成分は、二酸化ルテニウム、ルテニウム酸カルシウム、ルテニウム酸ストロンチウム、およびルテニウム酸バリウムから選択される少なくとも1種を含み、前記ガラス成分は、鉛を実質的に含まず、かつ、酸化ビスマスを1質量%以上5質量%以下含有する、ことを特徴とする。すなわち、本発明の厚膜抵抗体は、本発明の厚膜抵抗体用ペーストを用いて形成され、本発明の厚膜抵抗体用組成物を含む焼成体により構成される。
本発明の厚膜抵抗体の製造方法は、以下の内容に限定されるものではなく、処理条件などについては、公知の手段および方法を用いて、適宜変更することができる。
(導電性粉末)
二酸化ルテニウムは、水酸化ルテニウムを大気中にて800℃で2時間焙焼することにより作製した。そのBET平均粒径は、0.050μmであった。
表1に、本発明の実施例および比較例で用いた、7種類(a~g)のガラスフリットの組成を示す。ガラスフリットは、通常の手段である混合、溶融、急冷、および粉砕の工程を経ることによって作製した。なお、粉砕工程において、それぞれのガラスフリットを、粒径がレーザ回折式粒度分布測定によるD50(メジアン径)で2μm以下(1.2μm~1.7μm)となるまで粉砕した。
有機ビヒクルとして、エチルセルロースをターピネオールに溶解したものを使用した。混合比は、エチルセルロース:ターピネオールを1:9とした。
厚膜抵抗体の目標とする焼成後の膜厚および面積抵抗値を、それぞれ7μm~9μmおよび10kΩ(±15%)に設定し、実施例1~13、および、比較例1~6として、上述した導電性粉末、ガラスフリット、および、無機成分としての酸化チタンを、表2に示す割合で含有する厚膜抵抗体用組成物と、有機ビヒクルとを、表2に示す割合で混合し、3本ロ-ルミルで混練して、厚膜抵抗体用抵抗ペーストを作製した。
実施例1~13、および、比較例1~6のそれぞれについて、あらかじめAgPdペーストを用いて電極を形成しておいたアルミナ基板上に、上記の通りに作製した厚膜抵抗体用ペーストを、幅1mmで、電極間が1mm(1mm×1mm)となるサイズにスクリ-ン印刷により塗布し、その後、基板に塗布された厚膜抵抗体用ペーストを、オーブンを用いて150℃で10分間乾燥した後、ベルト焼成炉を用いて、ピ-ク温度850℃、ピーク時間9分、焼成時間をトータルで30分とする条件にて、焼成することにより、表2に示す厚膜抵抗体をそれぞれ作製した。
それぞれの実施例および比較例で製造した厚膜抵抗体の電気特性を評価するため、それぞれの厚膜抵抗体について、以下のように、面積抵抗値、抵抗温度係数(TCR)、電流ノイズを測定した。
厚膜抵抗体の面積抵抗値は、マルチメータ(KEITHLEY社製、Model2001)を用いて、4端子法にて測定した。
抵抗温度係数は、次のように計算した。
電流ノイズは、ノイズメータ(Quan-Tech社製、Model315C)を用いて、1/10W印加にて測定した。
以上の本発明の実施例と比較例で作製された厚膜抵抗体の電気的特性から酸化ビスマス(Bi2O3)を含むガラス成分を含有している厚膜抵抗体(実施例1~13は、ガラス成分に酸化ビスマスを含まない比較例1~6との比較において、面積抵抗値が所望の値である10kΩ±15%にあり、かつ、TCRが±60ppm/℃以下と、同程度でありながら、電流ノイズが-10dB以下と、十分に小さくなっており、厚膜抵抗体として優れていることが理解される。なお、酸化ビスマス含有量の多い比較例5は、酸化ビスマスの含有量の増加に応じて、導電性粉末の含有量が少なくなったため、電流ノイズが増大していた。
Claims (13)
- 導電性粉末と、ガラスフリットとを含み、
前記導電性粉末は、二酸化ルテニウム、ルテニウム酸カルシウム、ルテニウム酸ストロンチウム、およびルテニウム酸バリウムから選択される少なくとも1種を含み、および、
前記ガラスフリットは、鉛を実質的に含まず、少なくとも酸化珪素(SiO 2 )、酸化硼素(B 2 O 3 )、アルカリ土類金属酸化物(RO:RはCa、Sr、およびBaから選択される少なくとも1種)、アルミナ(Al 2 O 3 )、アルカリ金属酸化物(R 2 O:RはLi、Na、およびKから選択される少なくとも1種)を含み、酸化硼素(B 2 O 3 )の含有量が10質量%以上25質量%以下であり、アルミナ(Al 2 O 3 )の含有量が2質量%以上6質量%以下であり、アルカリ金属酸化物(R 2 O:RはLi、Na、およびKから選択される少なくとも1種)の含有量が10質量%以下であり、かつ、酸化ビスマス(Bi2O3)を1質量%以上5質量%以下含有する、
厚膜抵抗体用組成物。 - 前記ガラスフリットの平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定によるD50(メジアン径)において、1μm以上3μm以下の範囲である、
厚膜抵抗体用組成物。 - 前記導電性粉末の含有量は、5質量%以上30質量%以下である、請求項1または2に記載の厚膜抵抗体用組成物。
- 前記ガラスフリットのガラスの軟化点は、550℃以上750℃以下である、請求項1~3のいずれかに記載の厚膜抵抗体用組成物。
- 前記ガラスフリットのガラスの熱膨張係数は、40×10-7/K以上100×10-7/K以下の範囲にある、請求項1~4のいずれかに記載の厚膜抵抗体用組成物。
- 酸化チタン、酸化ニオブ、酸化錫および酸化銅から選択される少なくとも1種を、前記導電性粉末と前記ガラスフリットの合計質量に対して、0.05質量%以上10質量%以下の範囲でさらに含有する、請求項1~5のいずれかに記載の厚膜抵抗体用組成物。
- 厚膜抵抗体用組成物と有機ビヒクルとを含み、前記厚膜抵抗体用組成物として、請求項1~6のいずれかに記載の厚膜抵抗体用組成物が用いられている、厚膜抵抗体用ペースト。
- 前記有機ビヒクルの含有量は、前記厚膜抵抗体用ペーストの質量に対して、30質量%以上50質量%以下である、請求項7に記載の厚膜抵抗体用ペースト。
- 導電性成分とガラス成分を含む焼成体からなり、
前記導電性成分は、二酸化ルテニウム、ルテニウム酸カルシウム、ルテニウム酸ストロンチウム、およびルテニウム酸バリウムから選択される少なくとも1種を含み、および、
前記ガラス成分は、鉛を実質的に含まず、少なくとも酸化珪素(SiO 2 )、酸化硼素(B 2 O 3 )、アルカリ土類金属酸化物(RO:RはCa、Sr、およびBaから選択される少なくとも1種)、アルミナ(Al 2 O 3 )、アルカリ金属酸化物(R 2 O:RはLi、Na、およびKから選択される少なくとも1種)を含み、酸化硼素(B 2 O 3 )の含有量が10質量%以上25質量%以下であり、アルミナ(Al 2 O 3 )の含有量が2質量%以上6質量%以下であり、アルカリ金属酸化物(R 2 O:RはLi、Na、およびKから選択される少なくとも1種)の含有量が10質量%以下であり、かつ、酸化ビスマスを1質量%以上5質量%以下含有する、
厚膜抵抗体。 - 前記導電性成分の含有量は、5質量%以上30質量%以下である、請求項9に記載の厚膜抵抗体。
- 前記ガラス成分のガラスの軟化点は、550℃以上750℃以下である、請求項9または10に記載の厚膜抵抗体。
- 前記ガラス成分のガラスの熱膨張係数は、40×10-7/K以上100×10-7/K以下の範囲にある、請求項9~11のいずれかに記載の厚膜抵抗体。
- 酸化チタン、酸化ニオブ、酸化錫、および酸化銅から選択される少なくとも1種を、前記導電性成分と前記ガラス成分の合計質量に対して、0.05質量%以上10質量%以下の範囲でさらに含有する、請求項9~12のいずれかに記載の厚膜抵抗体。
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