JP7347056B2 - Composition for thick film resistor and method for producing the same, paste for thick film resistor and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、厚膜抵抗体用組成物の製造方法および厚膜抵抗体用ペーストの製造方法に関する。また、本発明は、これらの製造方法により得られる厚膜抵抗体用組成物および厚膜抵抗体用ペーストに関する。 The present invention relates to a method for producing a composition for a thick film resistor and a method for producing a paste for a thick film resistor. The present invention also relates to a composition for a thick film resistor and a paste for a thick film resistor obtained by these manufacturing methods.
チップ抵抗器、ハイブリットIC、抵抗ネットワークなどに用いられる厚膜抵抗体は、一般に、セラミック基板に厚膜抵抗体用ペーストを印刷して焼成することによって形成される。厚膜抵抗体用ペーストに用いる厚膜抵抗体用組成物としては、導電粒子である酸化ルテニウムを代表とするルテニウム系導電粒子とガラス粉末とを主成分とするものが広く用いられている。 Thick film resistors used in chip resistors, hybrid ICs, resistance networks, etc. are generally formed by printing a thick film resistor paste on a ceramic substrate and firing it. As a composition for a thick film resistor used in a paste for a thick film resistor, a composition whose main components are ruthenium-based conductive particles, typified by ruthenium oxide, which are conductive particles, and glass powder is widely used.
このような組成物が厚膜抵抗体の材料として用いられる理由としては、空気中、800℃~900℃の温度域で焼成することができ、抵抗温度係数を0に近づけることが可能であることが挙げられる。また、このような組成物を用いて厚膜抵抗体を作製した場合、ルテニウム系導電粒子とガラス粉末の混合比により抵抗値を調整可能であることもある。すなわち、ルテニウム系導電粒子とガラス粉末とを主成分とする厚膜抵抗体用組成物では、ルテニウム系導電粒子の混合比を高くすることにより抵抗値を低下させることができ、ルテニウム系導電粒子の混合比を低くすることにより抵抗値を上昇させることができる。 The reason why such a composition is used as a material for thick film resistors is that it can be fired in air at a temperature range of 800°C to 900°C, and the temperature coefficient of resistance can be made close to 0. can be mentioned. Furthermore, when a thick film resistor is produced using such a composition, the resistance value may be adjustable by adjusting the mixing ratio of the ruthenium-based conductive particles and the glass powder. In other words, in a composition for a thick film resistor mainly composed of ruthenium-based conductive particles and glass powder, the resistance value can be lowered by increasing the mixing ratio of the ruthenium-based conductive particles. The resistance value can be increased by lowering the mixing ratio.
厚膜抵抗体用組成物に用いられるルテニウム系導電粒子としては、ルチル型結晶構造を有する酸化ルテニウム(RuO2)やパイロクロア型結晶構造を有するルテニウム酸鉛(Pb2Ru2O6.5)などが挙げられる。これらの導電粒子は、いずれも金属的な導電性を示す酸化物である。 Ruthenium-based conductive particles used in the composition for thick film resistors include ruthenium oxide (RuO 2 ) having a rutile crystal structure and lead ruthenate (Pb 2 Ru 2 O 6.5 ) having a pyrochlore crystal structure. can be mentioned. These conductive particles are all oxides that exhibit metallic conductivity.
ここで、厚膜抵抗体の重要な特性の一つとして、温度変化による厚膜抵抗体の抵抗値の変化を表す抵抗温度係数がある。抵抗温度係数をマイナス側に調整することは比較的容易であり、マンガン酸化物、ニオブ酸化物、チタン酸化物などの調整剤と呼ばれる金属酸化物を添加することが一般的に行われている。これに対して、抵抗温度係数をプラス側に調整することは難しく、特に、厚膜抵抗体がマイナスの抵抗温度係数を有する場合、これを0に近づけることは実質的に不可能である。したがって、抵抗温度係数がマイナスになりやすい高抵抗領域では、抵抗温度係数がプラスとなる導電粒子とガラス粉末とを組み合わせることが必要となる。 Here, one of the important characteristics of the thick film resistor is the resistance temperature coefficient, which represents a change in the resistance value of the thick film resistor due to temperature change. It is relatively easy to adjust the temperature coefficient of resistance to the negative side, and it is common practice to add metal oxides called adjusting agents, such as manganese oxide, niobium oxide, and titanium oxide. On the other hand, it is difficult to adjust the temperature coefficient of resistance to the positive side, and in particular, when the thick film resistor has a negative temperature coefficient of resistance, it is substantially impossible to bring it close to zero. Therefore, in a high resistance region where the temperature coefficient of resistance tends to be negative, it is necessary to combine conductive particles with a positive temperature coefficient of resistance and glass powder.
ルテニウム系導電粒子のうち、ルテニウム酸鉛(Pb2Ru2O6.5)は、酸化ルテニウム(RuO2)よりも1桁程度抵抗が高く、ルテニウム酸鉛を用いた厚膜抵抗体は、抵抗温度係数を大きくすることができる。このため、従来、10kΩ以上の高抵抗領域で用いられる厚膜抵抗体では、導電粒子としてルテニウム酸鉛が使用されている。 Among ruthenium-based conductive particles, lead ruthenate (Pb 2 Ru 2 O 6.5 ) has a resistance about one order of magnitude higher than that of ruthenium oxide (RuO 2 ), and a thick film resistor using lead ruthenate has a high resistance. The temperature coefficient can be increased. For this reason, lead ruthenate has conventionally been used as conductive particles in thick film resistors used in a high resistance region of 10 kΩ or more.
一方、厚膜抵抗体用組成物に用いられるガラス粉末としては、従来、酸化鉛(PbO)を含むガラス粉末が用いられている。この理由としては、酸化鉛は厚膜抵抗体用ペーストの焼成温度よりも軟化点が低いことに加えて、酸化鉛はガラスの軟化点を下げる効果があること、酸化鉛の含有率を変えることにより広範囲で軟化点を調整可能であること、化学的な耐久性が高いガラスを製造できること、および、絶縁性が高く耐圧に優れていることなどが挙げられる。 On the other hand, glass powder containing lead oxide (PbO) has conventionally been used as a glass powder used in a composition for a thick film resistor. The reasons for this are that lead oxide has a softening point lower than the firing temperature of paste for thick film resistors, lead oxide has the effect of lowering the softening point of glass, and that changing the content of lead oxide The softening point can be adjusted over a wide range, the glass can be manufactured with high chemical durability, and it has high insulation properties and excellent pressure resistance.
以上のように、従来、厚膜抵抗体用組成物を構成するルテニウム系導電粒子およびガラス粉末としては、いずれも鉛を含有するものが用いられている。しかしながら、近年、人体への影響や環境保護の観点から、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物が強く求められている。 As described above, conventionally, the ruthenium-based conductive particles and the glass powder that constitute the composition for a thick film resistor both contain lead. However, in recent years, there has been a strong demand for lead-free compositions for thick film resistors from the viewpoint of the impact on the human body and environmental protection.
たとえば、特開2005-129806号公報では、抵抗値、抵抗値のバラツキ、温度特性、耐電圧特性などを改善するため、平均粒径が5μm~50μmであり、ルテニウム酸カルシウム、ルテニウム酸ストロンチウム、ルテニウム酸バリウムから選ばれる少なくとも1種を導電性材料として用いた鉛フリーの厚膜抵抗体用ペーストが提案されている。 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-129806, in order to improve resistance values, variations in resistance values, temperature characteristics, withstand voltage characteristics, etc., the average particle size is 5 μm to 50 μm, and calcium ruthenate, strontium ruthenate, ruthenium A lead-free thick-film resistor paste using at least one selected from barium oxide as a conductive material has been proposed.
特開2003-007517号公報では、ガラス組成物に導電性を付与するための金属元素を含む第1の導電性材料をあらかじめ溶解させてガラス材料を得た後、このガラス材料と、上記金属材料を含む第2の導電性材料と、ビヒクルとを混練することにより、鉛フリーの厚膜抵抗体用ペーストを製造する方法が提案されている。この文献では、第1または第2の導電性材料として、酸化ルテニウムやルテニウム複合酸化物が挙げられている。また、この方法で製造される厚膜抵抗体用ペーストによれば、多種、多量の金属酸化物を添加せずとも、高抵抗値の厚膜抵抗体を形成可能な厚膜抵抗体用ペーストを得ることができるとされている。 In JP-A No. 2003-007517, a first conductive material containing a metal element for imparting conductivity to a glass composition is melted in advance to obtain a glass material, and then this glass material and the above-mentioned metal material are melted in advance. A method has been proposed for producing a lead-free thick film resistor paste by kneading a second conductive material containing a vehicle. This document mentions ruthenium oxide and ruthenium composite oxide as the first or second conductive material. In addition, the paste for thick film resistors produced by this method can form thick film resistors with high resistance values without adding various kinds of metal oxides in large quantities. It is said that it can be obtained.
特開2007-103594号公報では、鉛フリーのルテニウム系導電性成分と、塩基度が0.4~0.9である鉛フリーのガラスと、有機ビヒクルとを含み、高温焼成後に得られる厚膜抵抗体中にMSi2Al2O8結晶(Mは、Baおよび/またはSr)が存在する、厚膜抵抗体用組成物が提案されている。この厚膜抵抗体用組成物を用いることにより、広い抵抗域でのTCR特性、ノイズ特性、耐圧特性、ヒートサイクル特性などに優れた厚膜抵抗体を形成可能であるとされている。 JP-A No. 2007-103594 discloses a thick film obtained after high-temperature firing, which contains a lead-free ruthenium-based conductive component, a lead-free glass with a basicity of 0.4 to 0.9, and an organic vehicle. A composition for a thick film resistor has been proposed in which MSi 2 Al 2 O 8 crystals (M is Ba and/or Sr) are present in the resistor. It is said that by using this composition for a thick film resistor, it is possible to form a thick film resistor with excellent TCR characteristics, noise characteristics, withstand voltage characteristics, heat cycle characteristics, etc. over a wide resistance range.
しかしながら、特開2005-129806号公報では、鉛フリーの厚膜抵抗体用ペーストが提案されているものの、抵抗温度係数をプラス側に調整することは難しいため、厚膜抵抗体の抵抗温度係数を十分に改善できるとはいえない。 However, although JP-A-2005-129806 proposes a lead-free paste for thick film resistors, it is difficult to adjust the temperature coefficient of resistance to the positive side. It cannot be said that it can be improved sufficiently.
特開2003-7517号公報に記載の厚膜抵抗体用ペーストでは、ガラス中に溶解する酸化ルテニウムの量が製造条件によって大きく変動するため、厚膜抵抗体の抵抗値や抵抗温度係数などの特性を安定させることが困難である。 In the paste for thick film resistors described in JP-A No. 2003-7517, the amount of ruthenium oxide dissolved in the glass varies greatly depending on the manufacturing conditions, so the characteristics such as the resistance value and temperature coefficient of resistance of the thick film resistor are difficult to stabilize.
特開2007-103594号公報に記載の厚膜抵抗体用組成物は、導電粒子として高コストなルテニウム複合酸化物を用いることを前提としており、低コストで工業的に簡易に入手可能な酸化ルテニウムの適用については十分な検討がなされていない。 The composition for a thick film resistor described in JP-A No. 2007-103594 is based on the premise that a high-cost ruthenium composite oxide is used as the conductive particles. Sufficient consideration has not been given to the application of
上記の問題に鑑みて、本発明は、工業的に簡易な方法で、ノイズ特性に優れた厚膜抵抗体の抵抗温度係数を改善することが可能な、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物および厚膜抵抗体用ペーストの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、これらの製造方法によって得られる、ノイズ特性に優れた厚膜抵抗体の抵抗温度係数を0に近くすることを可能とする、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物および厚膜抵抗体用ペーストを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a lead-free composition for thick film resistors that can improve the resistance temperature coefficient of thick film resistors with excellent noise characteristics by an industrially simple method. The present invention also aims to provide a method for producing a paste for thick film resistors. The present invention also provides a lead-free thick film resistor composition and a thick film resistor composition, which can be obtained by these manufacturing methods and have a temperature coefficient of resistance close to 0. The purpose of the present invention is to provide a paste for film resistors.
本発明の厚膜抵抗体用組成物の製造方法は、
珪素原子に酸素が結合した有機珪素化合物を含む溶液に、鉛フリーのガラス粉末を浸漬する浸漬工程と、
前記浸漬工程後の前記ガラス粉末を乾燥し、表面にシリカ成分が付着したシリカ成分付着ガラス粉末を得る乾燥工程と、
前記シリカ成分付着ガラス粉末と、鉛フリーのルテニウム酸化物粉末とを混合し、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物を得る混合工程と、
を備える。
The method for producing the composition for thick film resistors of the present invention includes:
a dipping step of immersing lead-free glass powder in a solution containing an organosilicon compound in which oxygen is bonded to silicon atoms;
a drying step of drying the glass powder after the dipping step to obtain a silica component-attached glass powder with a silica component attached to the surface;
a mixing step of mixing the silica component-attached glass powder and lead-free ruthenium oxide powder to obtain a lead-free thick film resistor composition;
Equipped with
前記浸漬工程を、前記シリカ成分付着ガラス粉末に含まれるシリカ成分の含有量が、前記ガラス粉末および前記ルテニウム酸化物粉末の合計量に対して0.5質量%以上20質量%以下となるように行うことが好ましい。 The dipping step is performed such that the content of the silica component contained in the silica component-attached glass powder is 0.5% by mass or more and 20% by mass or less based on the total amount of the glass powder and the ruthenium oxide powder. It is preferable to do so.
前記有機珪素化合物は、一般式(A):(RO)4Si(ただし、Rは、アルキル基)で表されるエーテル化合物、ポリアルキレンオキシド変性シリコーン、ポリアルキレンオキシド変性シロキサン化合物、およびシランカプリング化合物の群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。 The organosilicon compounds include ether compounds represented by the general formula (A): (RO) 4 Si (where R is an alkyl group), polyalkylene oxide-modified silicones, polyalkylene oxide-modified siloxane compounds, and silane coupling compounds. It is preferable that it is at least one selected from the group of.
これらの中でも、一般式(A):(RO)4Si(ただし、Rは、アルキル基)で表されるエーテル化合物であることが好ましく、一般式(A)中のRが、炭素数が1~10のアルキル基であるエーテル化合物であることがより好ましい。メチルシリケート、エチルシリケート、プロピルシリケート、およびブチルシリケートの群から選択される少なくとも1種であることが特に好ましい。 Among these, an ether compound represented by the general formula (A): (RO) 4 Si (where R is an alkyl group) is preferable, and R in the general formula (A) has 1 carbon number. More preferably, it is an ether compound having ~10 alkyl groups. Particularly preferred is at least one selected from the group of methyl silicate, ethyl silicate, propyl silicate, and butyl silicate.
前記ルテニウム酸化物粉末は、酸化ルテニウム粉末、ルテニウム酸カルシウム粉末、ルテニウム酸ストロンチウム粉末、およびルテニウム酸バリウム粉末の群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、酸化ルテニウム粉末であることがより好ましい。 The ruthenium oxide powder is preferably at least one selected from the group of ruthenium oxide powder, calcium ruthenate powder, strontium ruthenate powder, and barium ruthenate powder, and is more preferably ruthenium oxide powder. .
前記ルテニウム酸化物粉末のBET比表面積径は、10nm以上120nm以下であることが好ましい。 The BET specific surface area diameter of the ruthenium oxide powder is preferably 10 nm or more and 120 nm or less.
前記ガラス粉末は、SiO2と、B2O3、RO(ただし、RはCa、Sr、およびBaの群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属)、R2O(ただし、RはLi、Na、K、およびCsから選択される少なくとも1種のアルカリ金属元素)、ZnO、およびBi2O3の群から選択される少なくとも1種とを含むことが好ましい。 The glass powder contains SiO 2 , B 2 O 3 , RO (where R is at least one alkaline earth metal selected from the group of Ca, Sr, and Ba), R 2 O (where R is At least one alkali metal element selected from Li, Na, K, and Cs), ZnO, and at least one selected from the group Bi 2 O 3 is preferably included.
前記ガラス粉末は、SiO2と、B2O3と、RO(ただし、RはCa、Sr、およびBaの群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属)とを含み、SiO2とB2O3とROの合計量を100質量部とした場合に、SiO2の割合10質量部以上50質量部以下、B2O3の割合は8質量部以上30質量部以下、および、ROの割合は40質量部以上65質量部以下であることがより好ましい。 The glass powder contains SiO 2 , B 2 O 3 and RO (where R is at least one alkaline earth metal selected from the group of Ca, Sr, and Ba), and contains SiO 2 and B 2 O 3 . When the total amount of 2 O 3 and RO is 100 parts by mass, the proportion of SiO 2 is 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, the proportion of B 2 O 3 is 8 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and the proportion of RO is 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less. The proportion is more preferably 40 parts by mass or more and 65 parts by mass or less.
前記ガラス粉末の50%体積累計粒度は、0.1μm以上5μm以下であることが好ましい。 The 50% volume cumulative particle size of the glass powder is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less.
前記混合工程における、前記ルテニウム酸化物粉末の割合は、前記シリカ成分付着ガラス粉末および前記ルテニウム酸化物粉末の合計に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。 In the mixing step, the proportion of the ruthenium oxide powder is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less based on the total of the silica component-attached glass powder and the ruthenium oxide powder.
本発明の厚膜抵抗体用ペーストの製造方法は、上記製造方法により製造された前記厚膜抵抗体用組成物と有機ビヒクルとを混練する工程を備える。 The method for producing a paste for a thick film resistor of the present invention includes a step of kneading the composition for a thick film resistor produced by the above production method and an organic vehicle.
前記厚膜抵抗体用組成物の含有量を100質量部とした場合に、前記有機ビヒクルの割合を20質量部以上200質量部以下とすることが好ましい。 When the content of the thick film resistor composition is 100 parts by mass, the proportion of the organic vehicle is preferably 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less.
本発明の厚膜抵抗体用組成物は、鉛フリーのガラス粉末と、鉛フリーのルテニウム酸化物粉末とを含み、前記ガラス粉末の表面にシリカ成分が付着していることを特徴とする。 The composition for a thick film resistor of the present invention is characterized in that it contains a lead-free glass powder and a lead-free ruthenium oxide powder, and a silica component is attached to the surface of the glass powder.
前記ガラス粉末の表面にシリカ成分が付着した、シリカ成分付着ガラス粉末に含まれるシリカ成分の含有量が、前記ガラス粉末および前記ルテニウム酸化物粉末の合計量に対して0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。 The silica component is attached to the surface of the glass powder, and the content of the silica component contained in the silica component-adhered glass powder is 0.5% by mass or more and 20% by mass based on the total amount of the glass powder and the ruthenium oxide powder. % or less.
前記ルテニウム酸化物粉末は、酸化ルテニウム粉末、ルテニウム酸カルシウム粉末、ルテニウム酸ストロンチウム粉末、およびルテニウム酸バリウム粉末の群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、酸化ルテニウム粉末であることがより好ましい。 The ruthenium oxide powder is preferably at least one selected from the group of ruthenium oxide powder, calcium ruthenate powder, strontium ruthenate powder, and barium ruthenate powder, and is more preferably ruthenium oxide powder. .
前記ルテニウム酸化物粉末のBET比表面積径は、10nm以上120nm以下であることが好ましい。 The BET specific surface area diameter of the ruthenium oxide powder is preferably 10 nm or more and 120 nm or less.
前記ガラス粉末は、SiO2と、B2O3、RO(ただし、RはCa、Sr、およびBaの群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属)、R2O(ただし、RはLi、Na、K、およびCsから選択される少なくとも1種のアルカリ金属元素)、ZnO、およびBi2O3の群から選択される少なくとも1種とを含むことが好ましい。 The glass powder contains SiO 2 , B 2 O 3 , RO (where R is at least one alkaline earth metal selected from the group of Ca, Sr, and Ba), R 2 O (where R is At least one alkali metal element selected from Li, Na, K, and Cs), ZnO, and at least one selected from the group Bi 2 O 3 is preferably included.
前記ガラス粉末は、SiO2と、B2O3と、RO(ただし、RはCa、Sr、およびBaの群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属)とを含み、SiO2とB2O3とROの合計量を100質量部とした場合に、SiO2は10質量部以上50質量部以下、B2O3は8質量部以上30質量部以下、および、ROは40質量部以上65質量部以下であることがより好ましい。 The glass powder contains SiO 2 , B 2 O 3 and RO (where R is at least one alkaline earth metal selected from the group of Ca, Sr, and Ba), and contains SiO 2 and B 2 O 3 . 2 When the total amount of O 3 and RO is 100 parts by mass, SiO 2 is 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, B 2 O 3 is 8 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and RO is 40 parts by mass. More preferably, the amount is 65 parts by mass or less.
前記ガラス粉末の50%体積累計粒度は、0.1μm以上5μm以下であることが好ましい。 The 50% volume cumulative particle size of the glass powder is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less.
前記ルテニウム酸化物粉末の割合は、前記シリカ成分付着ガラス粉末および前記鉛フリーのルテニウム酸化物粉末の合計に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。 The proportion of the ruthenium oxide powder is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less based on the total of the silica component-attached glass powder and the lead-free ruthenium oxide powder.
また、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、前記厚膜抵抗体用組成物が、本発明の厚膜抵抗体用組成物により構成されていることを特徴とする。 Further, the paste for thick film resistors of the present invention includes a composition for thick film resistors and an organic vehicle, and the composition for thick film resistors is composed of the composition for thick film resistors of the present invention. It is characterized by being
前記厚膜抵抗体用組成物の含有量を100質量部とした場合に、前記有機ビヒクルの割合は20質量部以上200質量部以下であることが好ましい。 When the content of the thick film resistor composition is 100 parts by mass, the proportion of the organic vehicle is preferably 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less.
本発明により、工業的に簡易な方法で、厚膜抵抗体の抵抗温度係数を0に近く、ノイズ特性に優れた厚膜抵抗体の材料となる、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物および厚膜抵抗体用ペーストを提供することが可能となる。 The present invention provides a lead-free thick film resistor composition that can be used as a material for thick film resistors that have a resistance temperature coefficient close to 0 and excellent noise characteristics by an industrially simple method. It becomes possible to provide a paste for thick film resistors.
本発明者は、上述した課題に鑑みて、工業的に簡便な方法で、ノイズ特性に優れた厚膜抵抗体の抵抗温度係数を改善することを可能とする、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物を製造するための方法について鋭意検討を重ねた。その結果、鉛フリーのルテニウム酸化物粉末に混合する鉛フリーのガラス粉末に対して、珪素原子に酸素が結合した有機珪素化合物を含む溶液に浸漬する処理を施して、シリカ成分付着ガラス粉末を得ることにより、最終的に得られる厚膜抵抗体の抵抗温度係数を、優れたノイズ特性を維持したまま、改善できるとの知見を得た。本発明は、この知見に基づいて完成されたものである。 In view of the above-mentioned problems, the present inventor has developed a lead-free thick-film resistor that makes it possible to improve the resistance temperature coefficient of a thick-film resistor with excellent noise characteristics using an industrially simple method. We have conducted extensive research into methods for producing the composition. As a result, the lead-free glass powder to be mixed with the lead-free ruthenium oxide powder is immersed in a solution containing an organic silicon compound in which oxygen is bonded to silicon atoms to obtain a glass powder with silica components attached. By doing so, we have found that the temperature coefficient of resistance of the ultimately obtained thick film resistor can be improved while maintaining excellent noise characteristics. The present invention was completed based on this knowledge.
なお、本明細書において、「鉛フリー」とは、鉛を意図的に添加していないことを意味し、製造過程で不純物成分や不可避成分として混入した微量の鉛を含有する厚膜抵抗体用組成物あるいは厚膜抵抗体用ペーストは排除されない。厚膜抵抗体用組成物における、鉛含有率は、0.10質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましい。なお、この定義は、ガラス粉末およびルテニウム酸化物粉末についても同様である。 In this specification, "lead-free" means that lead is not intentionally added, and does not apply to thick-film resistors that contain trace amounts of lead mixed in as impurities or unavoidable components during the manufacturing process. Compositions or pastes for thick film resistors are not excluded. The lead content in the thick film resistor composition is preferably 0.10% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less. Note that this definition also applies to glass powder and ruthenium oxide powder.
以下、本発明の実施形態の一例にかかる、厚膜抵抗体用組成物およびその製造方法、厚膜抵抗体用ペーストおよびその製造方法について、詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態の一例に限定されるわけではない。 Hereinafter, a composition for a thick film resistor, a method for producing the same, a paste for a thick film resistor, and a method for producing the same, according to an example of an embodiment of the present invention, will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following example embodiment.
1.厚膜抵抗体用組成物およびその製造方法
本発明の厚膜抵抗体用組成物の製造方法は、浸漬工程と、乾燥工程と、混合工程とを備える。
1. Composition for Thick Film Resistor and Method for Producing the Same The method for producing the composition for thick film resistor of the present invention includes a dipping step, a drying step, and a mixing step.
(1)浸漬工程
浸漬工程は、珪素原子に酸素が結合した有機珪素化合物(以下、「有機珪素化合物」という)を含む溶液に鉛フリーのガラス粉末(以下、「ガラス粉末」という)を浸漬する工程である。
(1) Immersion process In the dipping process, lead-free glass powder (hereinafter referred to as "glass powder") is immersed in a solution containing an organosilicon compound in which oxygen is bonded to silicon atoms (hereinafter referred to as "organosilicon compound"). It is a process.
この浸漬工程では、溶液中で有機珪素化合物が加水分解し、有機珪素化合物に含まれていたSi-O部位がガラス粉末の表面に物理的に付着する。ガラス粉末の表面に付着したSi-O部位は、後述する乾燥工程後においては、シリカ成分として、その付着が維持される。すなわち、本発明の厚膜抵抗体用組成物を構成するガラス粉末は、その表面にシリカ成分が付着したシリカ成分付着ガラス粉末により構成される。この結果、厚膜抵抗体において、ガラス粉末の周囲に形成される酸化ルテニウムの導電性ネットワークに、絶縁性の有機珪素化合物の焼成残渣由来の酸化珪素物質であるシリカ成分(SiO2)が介在することとなる。このため、厚膜抵抗体用組成物にノイズ特性を良好にするための添加剤を添加した場合も含めて、得られる厚膜抵抗体を高抵抗に調整し、かつ、抵抗温度係数をプラスすることができるため、容易に抵抗温度係数を0に近づけることが可能となる。 In this dipping step, the organosilicon compound is hydrolyzed in the solution, and the Si--O moiety contained in the organosilicon compound physically adheres to the surface of the glass powder. The Si—O portions attached to the surface of the glass powder remain attached as silica components after the drying process described below. That is, the glass powder constituting the composition for a thick film resistor of the present invention is composed of a silica component-attached glass powder with a silica component attached to the surface thereof. As a result, in the thick film resistor, a silica component (SiO 2 ), which is a silicon oxide substance derived from the firing residue of an insulating organosilicon compound, is present in the conductive network of ruthenium oxide formed around the glass powder. That will happen. For this reason, it is necessary to adjust the resulting thick film resistor to have high resistance and to increase the temperature coefficient of resistance, including when additives are added to the composition for thick film resistors to improve noise characteristics. Therefore, it is possible to easily bring the temperature coefficient of resistance close to 0.
[有機珪素化合物を含む溶液]
珪素原子に酸素が結合した有機珪素化合物を含む溶液は、特定の有機珪素化合物を溶媒に溶解することにより得ることができる。
[Solution containing organosilicon compound]
A solution containing an organosilicon compound in which oxygen is bonded to a silicon atom can be obtained by dissolving a specific organosilicon compound in a solvent.
a)有機珪素化合物
珪素原子に酸素が結合した有機珪素化合物、すなわち、Si-O結合を有する有機珪素化合物としては、一般式(A):(RO)4Si(ただし、Rは、アルキル基を表す。)で表されるエーテル化合物、ポリアルキレンオキシド変性シリコーン、ポリアルキレンオキシド変性シロキサン化合物、およびシランカプリング化合物の群から選択される少なくとも1種を用いることができる。
a) Organosilicon compound An organosilicon compound in which oxygen is bonded to a silicon atom, that is, an organosilicon compound having a Si-O bond, has the general formula (A): (RO) 4 Si (where R represents an alkyl group). At least one selected from the group of ether compounds represented by the following formulas, polyalkylene oxide-modified silicones, polyalkylene oxide-modified siloxane compounds, and silane coupling compounds can be used.
ポリアルキレンオキシド変性シリコーンは、一般式(B):(EO)n(PO)m(ただし、EOはエトキシ、POはプロポキシであり、nおよびmは自然数を表す。)のポリアルキレンオキシド残基を有するシリコーンである。このポリアルキレンオキシド変性シリコーンには、ポリエーテルがヒドロシル化反応(hydrosilation)によりシリコーンにグラフトした直鎖メチルトリシロキサンなども含まれる。 Polyalkylene oxide-modified silicone has a polyalkylene oxide residue of the general formula (B): (EO) n (PO) m (where EO is ethoxy, PO is propoxy, and n and m represent natural numbers). It is made of silicone. The polyalkylene oxide modified silicones also include linear methyltrisiloxanes in which polyethers are grafted onto silicones by hydrosilation.
ポリアルキレンオキシド変性シリコーンとしては、たとえば、ADVALON FA33、FLUID L03、FLUID L033、FLUID L051、FLUID L053、FLUID L060、FLUID L066、IM22、WACKER-Belsil DMC 6038(以上、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)、KF-352A、KF-353、KF-615A、KP-112、KP-341、X-22-4515、KF-354L、KF-355A、KF-6004、KF-6011、KF-6011P、KF-6012、KF-6013、KF-6015、KF-6016、KF-6017、KF-6017P、KF-6020、KF-6028、KF-6028P、KF-6038、KF-6043、KF-6048、KF-6123、KF-6204、KF-640、KF-642、KF-643、KF-644、KF-945、KP-110、KP-355、KP-369、KS-604、Polon SR-Conc、X-22-4272、X-22-4952(以上、信越化学工業株式会社製)、8526 ADDITIVE、FZ-2203、FZ-5609、L-7001、SF 8410、2501 COSMETIC WAX、5200 FORMULATION AID、57 ADDITIVE、8019 ADDITIVE、8029 ADDITIVE、8054 ADDITIVE、BY16-036、BY16-201、ES-5612 FORMULATION AID、FZ-2104、FZ-2108、FZ-2110、FZ-2123、FZ-2162、FZ-2164、FZ-2191、FZ-2207、FZ-2208、FZ-2222、FZ-7001、FZ-77、L-7002、L-7604、SF8427、SF8428、SH 28 PAINR ADDITIVE、SH3749、SH3773M、SH8400、SH8700(以上、東レ・ダウコーニング株式会社製)、BYK-333、BYK-378、BYK-302、BYK-307、BYK-331、BYK-345、BYK-3455、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-377(以上、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、Silwet L-7001、Silwet L-7002、Silwet L-720、Silwet L-7200、Silwet L-7210、Silwet L-7220、Silwet L-7230、Silwet L-7605、TSF4440、TSF4441、TSF4445、TSF4446、TSF4450、TSF4452、TSF4460、Silwet Hydrostable 68、Silwet L-722、Silwet L-7280、Silwet L-7500、Silwet L-7550、Silwet L-7600、Silwet L-7602、Silwet L-7604、Silwet L-7607、Silwet L-7608、Silwet L-7622、Silwet L-7650、Silwet L-7657、Silwet L-77、Silwet L-8500、Silwet L-8610、(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)などを挙げることができる。 Examples of polyalkylene oxide-modified silicones include ADVALON FA33, FLUID L03, FLUID L033, FLUID L051, FLUID L053, FLUID L060, FLUID L066, IM22, WACKER-Belsil DMC 6038 (and above). , Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd.), KF -352A, KF-353, KF-615A, KP-112, KP-341, X-22-4515, KF-354L, KF-355A, KF-6004, KF-6011, KF-6011P, KF-6012, KF -6013, KF-6015, KF-6016, KF-6017, KF-6017P, KF-6020, KF-6028, KF-6028P, KF-6038, KF-6043, KF-6048, KF-6123, KF-6204 , KF-640, KF-642, KF-643, KF-644, KF-945, KP-110, KP-355, KP-369, KS-604, Polon SR-Conc, X-22-4272, X- 22-4952 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 8526 ADDITIVE, FZ-2203, FZ-5609, L-7001, SF 8410, 2501 COSMETIC WAX, 5200 FORMULATION AID, 57 ADDITIVE, 801 9 ADDITIVE, 8029 ADDITIVE, 8054 ADDITIVE, BY16-036, BY16-201, ES-5612 FORMULATION AID, FZ-2104, FZ-2108, FZ-2110, FZ-2123, FZ-2162, FZ-2164, FZ-2191, FZ-2207, FZ- 2208, FZ-2222, FZ-7001, FZ-77, L-7002, L-7604, SF8427, SF8428, SH 28 PAINR ADDITIVE, SH3749, SH3773M, SH8400, SH8700 (all manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd. ), BYK-333, BYK-378, BYK-302, BYK-307, BYK-331, BYK-345, BYK-3455, BYK-347, BYK-348, BYK-349, BYK-377 (BIK-Chemie Japan stock) company), Silwet L-7001, Silwet L-7002, Silwet L-720, Silwet L-7200, Silwet L-7210, Silwet L-7220, Silwet L-7230, Silwet L-7605, TSF444 0, TSF4441, TSF4445, TSF4446, TSF4450, TSF4452, TSF4460, Silwet Hydrostable 68, Silwet L-722, Silwet L-7280, Silwet L-7500, Silwet L-7550, Silwet L-760 0, Silwet L-7602, Silwet L-7604, Silwet L- 7607, Silwet L-7608, Silwet L-7622, Silwet L-7650, Silwet L-7657, Silwet L-77, Silwet L-8500, Silwet L-8610, (Momentive Performance Materials Japan LLC (manufactured by).
ポリアルキレンオキシド変性シロキサン化合物は、一般式(C):(EO)n(PO)m(ただし、EOはエトキシ、POはプロポキシであり、nおよびmは自然数を表し、m<n≦3を満たす。)のポリアルキレンオキシド残基を有するシロキサン化合物である。 The polyalkylene oxide modified siloxane compound has the general formula (C): (EO) n (PO) m (where EO is ethoxy, PO is propoxy, n and m represent natural numbers, and satisfy m<n≦3). ) is a siloxane compound having a polyalkylene oxide residue.
これらの有機ケイ素化合物の中でも、一般式(A):(RO)4Si(ただし、Rは、アルキル基)で表されるエーテル化合物が好ましい。特に、加水分解性から、一般式(A)中のRは炭素数が1~10のアルキル基であることが好ましく、炭素数が1~4のアルキル基であることがより好ましい。すなわち、メチルシリケート、エチルシリケート、プロピルシリケート、およびブチルシリケートの群から選択される少なくとも1種を好適に用いることができる。 Among these organosilicon compounds, ether compounds represented by the general formula (A): (RO) 4 Si (wherein R is an alkyl group) are preferred. In particular, from the viewpoint of hydrolyzability, R in the general formula (A) is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. That is, at least one selected from the group of methyl silicate, ethyl silicate, propyl silicate, and butyl silicate can be suitably used.
乾燥工程後に得られる、シリカ成分付着ガラス粉末に含まれるシリカ成分の含有量は、後述のように、ガラス粉末およびルテニウム酸化物粉末の合計量に対して、0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.5質量%~10質量%であることがより好ましく、0.5質量%~5質量%であることがさらに好ましい。ガラス粉末の表面に付着するシリカ成分の含有量を0.5質量%以上とすることで、厚膜抵抗体において抵抗温度係数がマイナスになることが抑制され、電気特性を向上させる効果が十分に発揮される。一方、ガラス粉末の表面に付着するシリカ成分の含有量が20質量%を超えると、厚膜抵抗体における膜の緻密性が低下するおそれがある。 The content of the silica component contained in the silica component-attached glass powder obtained after the drying step is 0.5% by mass or more and 20% by mass or less based on the total amount of the glass powder and ruthenium oxide powder, as described below. It is preferably 0.5% by mass to 10% by mass, and even more preferably 0.5% by mass to 5% by mass. By setting the content of the silica component that adheres to the surface of the glass powder to 0.5% by mass or more, the temperature coefficient of resistance in the thick film resistor is suppressed from becoming negative, and the effect of improving the electrical characteristics is sufficiently achieved. Demonstrated. On the other hand, if the content of the silica component adhering to the surface of the glass powder exceeds 20% by mass, the denseness of the film in the thick film resistor may decrease.
浸漬工程および乾燥工程を経てガラス粉末の表面に付着したシリカ成分の含有量は、浸漬工程前と乾燥工程後におけるガラス粉末の質量変化により確認することができる。また、ガラス粉末の表面に付着するシリカ成分の量は、有機珪素化合物を含む溶液の濃度やガラス粉末の浸漬時間を調整することで制御することができる。 The content of the silica component attached to the surface of the glass powder through the dipping process and the drying process can be confirmed by the change in mass of the glass powder before the dipping process and after the drying process. Furthermore, the amount of silica component adhering to the surface of the glass powder can be controlled by adjusting the concentration of the solution containing the organic silicon compound and the immersion time of the glass powder.
b)溶媒
珪素原子に酸素が結合した有機珪素化合物が含まれる溶液を形成するための溶媒としては、加水分解性の観点から、アルコールを用いることが好ましい。特に、取り扱いの観点から、メタノールやエタノールなどを用いることが好ましい。これらを用いることにより、有機珪素化合物が容易に加水分解するため、有機珪素化合物を構成していたSi-O部位をガラス粉末の表面に容易に付着させることができる。
b) Solvent From the viewpoint of hydrolyzability, it is preferable to use alcohol as a solvent for forming a solution containing an organosilicon compound in which oxygen is bonded to a silicon atom. In particular, from the viewpoint of handling, it is preferable to use methanol, ethanol, or the like. By using these, the organosilicon compound is easily hydrolyzed, so that the Si 2 -O moieties that constitute the organosilicon compound can be easily attached to the surface of the glass powder.
[ガラス粉末]
鉛フリーのガラス粉末としては、骨格となるSiO2に、SiO2以外の金属酸化物を配合し、焼成時の流動性を調整した粉末を用いることができる。SiO2以外の金属酸化物としては、B2O3、RO(ただし、RはCa、Sr、およびBaの群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属)が含まれていることが好ましい。また、流動性の調整の目的で、R2O(ただし、RはLi、Na、K、およびCsから選択される少なくとも1種のアルカリ金属元素)、ZnO、およびBi2O3を含むこともできる。
[Glass powder]
As the lead-free glass powder, it is possible to use a powder in which a metal oxide other than SiO 2 is blended with SiO 2 serving as the skeleton to adjust the fluidity during firing. The metal oxide other than SiO 2 preferably contains B 2 O 3 and RO (where R is at least one alkaline earth metal selected from the group of Ca, Sr, and Ba). . Further, for the purpose of adjusting fluidity, R 2 O (where R is at least one alkali metal element selected from Li, Na, K, and Cs), ZnO, and Bi 2 O 3 may be included. can.
本発明のガラス粉末では、ガラス組成における金属酸化物の含有量の合計を100質量部とした場合、SiO2の割合を10質量部以上50質量部以下とすることが好ましい。SiO2の割合を50質量部以下とすることで、ガラス粉末の焼成時の流動性を十分に高めることができる。SiO2の割合が10質量部より小さくなると、厚膜抵抗体においてガラスが形成されにくくなる場合がある。 In the glass powder of the present invention, when the total content of metal oxides in the glass composition is 100 parts by mass, the proportion of SiO 2 is preferably 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less. By setting the proportion of SiO 2 to 50 parts by mass or less, the fluidity of the glass powder during firing can be sufficiently increased. If the proportion of SiO 2 is less than 10 parts by mass, it may become difficult to form glass in the thick film resistor.
本発明のガラス粉末は、SiO2と、B2O3と、ROとを含み、ガラス組成における金属酸化物の含有量の合計を100質量部とした場合に、B2O3の割合8質量部以上30質量部以下、および、ROの割合は40質量部以上65質量部以下であることが好ましい。このような割合でSiO2とB2O3とROを含有するガラス粉末を用いることで、厚膜抵抗体とした場合に、その抵抗温度係数をマイナスになりにくくすることができる。 The glass powder of the present invention contains SiO 2 , B 2 O 3 and RO, and when the total content of metal oxides in the glass composition is 100 parts by mass, the proportion of B 2 O 3 is 8 parts by mass. Parts by weight or more and 30 parts by weight or less, and the proportion of RO is preferably 40 parts by weight or more and 65 parts by weight or less. By using a glass powder containing SiO 2 , B 2 O 3 and RO in such proportions, the temperature coefficient of resistance of the thick film resistor can be made less likely to become negative.
B2O3の割合を8質量部以上とすることで、ガラス粉末の焼成時の流動性を十分に高めることができる。B2O3の割合を30質量部以下とすることで、厚膜抵抗体の耐候性を高めることができる。 By setting the proportion of B 2 O 3 to 8 parts by mass or more, the fluidity of the glass powder during firing can be sufficiently increased. By setting the proportion of B 2 O 3 to 30 parts by mass or less, the weather resistance of the thick film resistor can be improved.
ROの含有割合を40質量部以上とすることで、得られる厚膜抵抗体の抵抗温度係数がマイナスになることを十分に抑制できる。ROの含有割合を65質量部以下とすることで、結晶化を抑制し、ガラスを形成しやくすることができる。 By setting the content of RO to 40 parts by mass or more, it is possible to sufficiently suppress the temperature coefficient of resistance of the obtained thick film resistor from becoming negative. By controlling the content of RO to 65 parts by mass or less, crystallization can be suppressed and glass can be formed more easily.
本発明のガラス粉末では、SiO2とB2O3とROとに加えて、ガラスの焼成時の流動性やガラスの耐候性を調整する観点から、他の成分を含有することもできる。任意の添加成分の例としては、Al2O3、ZrO2、TiO2、SnO2、ZnO、Li2O、Na2O、K2Oなどが挙げられ、これらの化合物から選択された1種類以上をガラスに添加することもできる。 In addition to SiO 2 , B 2 O 3 and RO, the glass powder of the present invention can also contain other components from the viewpoint of adjusting the fluidity during firing of the glass and the weather resistance of the glass. Examples of optional additive components include Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , SnO 2 , ZnO, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, etc., and one type selected from these compounds. The above can also be added to glass.
ガラスの分相抑制の目的で、Al2O3添加することができ、耐候性や耐薬品性を調整する目的で、ZrO2、TiO2から選択される少なくとも1種を添加することもでき、焼成時の流動性改善の目的で、Bi2O3、SnO2、ZnO、Li2O、Na2O、K2Oの群から選択される少なくとも1種を添加することもできる。 Al 2 O 3 can be added for the purpose of suppressing phase separation of the glass, and at least one selected from ZrO 2 and TiO 2 can also be added for the purpose of adjusting weather resistance and chemical resistance. For the purpose of improving fluidity during firing, at least one member selected from the group consisting of Bi 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O may be added.
ガラス粉末の焼成時における流動性に影響する尺度として軟化点がある。厚膜抵抗体用組成物の焼成温度が800℃以上900℃以下の場合、ガラス粉末の軟化点は600℃以上800℃以下が好ましく、600℃以上750℃以下がより好ましい。ガラス粉末の軟化点がこのような範囲にあると、焼成時にガラスの流動性が確保され、厚膜抵抗体でガラスが形成されやすくなる。ここで、軟化点とは、ガラス粉末を示差熱分析法(TG-DTA)にて大気中、10℃/minで昇温および加熱することで測定し、最も低温側の示差熱曲線の減少が発現する温度よりも高温側の次の示差熱曲線が減少するピークの温度である。 Softening point is a measure that affects the fluidity of glass powder during firing. When the firing temperature of the thick film resistor composition is 800°C or more and 900°C or less, the softening point of the glass powder is preferably 600°C or more and 800°C or less, more preferably 600°C or more and 750°C or less. When the softening point of the glass powder is within this range, the fluidity of the glass is ensured during firing, making it easier to form glass into a thick film resistor. Here, the softening point is measured by heating glass powder at a rate of 10°C/min in the atmosphere using differential thermal analysis (TG-DTA), and the decrease in the differential thermal curve at the lowest temperature is This is the peak temperature at which the next differential thermal curve on the higher temperature side than the temperature at which it occurs decreases.
ガラス粉末の粒径は特に制限されることはないが、レーザー回折を利用した粒度分布計により測定される50%体積累計粒度は、5μm以下が好ましく、3μm以下がより好ましい。ガラス粉末の50%体積累計粒度が5μmを超えると、厚膜抵抗体の抵抗値のばらつきが増大したり、負荷特性が低下したりする原因となる。一方、ガラス粉末の粒径が過度に小さくなると、生産性の低下や不純物の混入が生じるおそれがある。このため、ガラス粉末の50%体積累計粒度は0.1μm以上が好ましい。 Although the particle size of the glass powder is not particularly limited, the 50% volume cumulative particle size measured by a particle size distribution analyzer using laser diffraction is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less. If the 50% volume cumulative particle size of the glass powder exceeds 5 μm, it will cause increased variation in the resistance value of the thick film resistor and decreased load characteristics. On the other hand, if the particle size of the glass powder becomes too small, there is a risk that productivity will decrease and impurities may be mixed in. For this reason, the 50% volume cumulative particle size of the glass powder is preferably 0.1 μm or more.
50%体積累計粒度は、粒度分布測定値から求められる。より具体的には、レーザー回折散乱式粒度分析計で測定した体積積算値から求めた累積体積が全粒子の合計体積の50%となる粒径(全体体積を100%にして粒度分布の累積曲線を求めたとき、この累積曲線が50%となる点の粒径)を意味する。 The 50% volume cumulative particle size is determined from particle size distribution measurements. More specifically, the particle size is defined as the particle size at which the cumulative volume calculated from the volume integrated value measured with a laser diffraction scattering particle size analyzer is 50% of the total volume of all particles (the cumulative curve of particle size distribution with the total volume as 100%). (particle size at the point where this cumulative curve becomes 50%).
ガラス粉末は、一般的に、所定成分または所定成分の前駆体を目的とする組成比率で混合した後、混合物を溶融し、急冷後に粉砕することによって製造することができる。溶融温度は、組成比率に応じて適宜設定されるものであるが、概ね1400℃前後とすることができる。また、急冷は公知の手段で行うことができ、たとえば、溶融物を冷水と接触させたり、冷却ベルト上に流したりすることにより行うことができる。 Glass powder can generally be produced by mixing predetermined components or precursors of predetermined components in a desired composition ratio, melting the mixture, quenching it, and then pulverizing it. The melting temperature is appropriately set depending on the composition ratio, but can be approximately 1400°C. Moreover, the quenching can be carried out by known means, for example, by bringing the melt into contact with cold water or by flowing it on a cooling belt.
ガラスの粉砕も、ボールミル、遊星ミル、ビーズミルなどの公知の手段を利用することができる。得られるガラス粉末の粒度分布をシャープにするためには、湿式粉砕を行うことが好ましい。 Glass can also be pulverized using known means such as a ball mill, a planetary mill, and a bead mill. In order to sharpen the particle size distribution of the resulting glass powder, wet pulverization is preferably performed.
(2)乾燥工程
乾燥工程は、浸漬工程後のガラス粉末、すなわち、表面にSi-O部位が付着したガラス粉末を乾燥し、ガラス粉末から水分を除去するとともに、Si-O部位をシリカ成分(SiO2)に変換することにより、表面にシリカ成分が付着したシリカ成分付着ガラス粉末を得る工程である。
(2) Drying process In the drying process, the glass powder after the dipping process, that is, the glass powder with Si -O moieties attached to its surface, is dried, water is removed from the glass powder, and the Si -O moieties are replaced with a silica component ( This is a step of obtaining a silica component-attached glass powder with a silica component attached to the surface by converting it into SiO 2 ).
乾燥工程における乾燥温度は、特に制限されることはないが、80℃以上とすることが好ましい。また、乾燥時間も特に制限されることなく、溶媒の種類や乾燥量などに応じて適宜選択すればよい。 The drying temperature in the drying step is not particularly limited, but is preferably 80° C. or higher. Further, the drying time is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the type of solvent, the amount of drying, and the like.
(3)解砕工程
浸漬工程の前後でガラス粉末の粒度分布が変化することはないが、乾燥工程後のシリカ成分付着ガラス粉末は凝集している場合がある。この場合、凝集したシリカ成分付着ガラス粉末を機械的な処理で解砕することができる。ここで、解砕とは、シリカ成分付着ガラス粉末の凝集体に対して機械的エネルギーを投入して、粉末の形状などを破壊することなく、凝集体をほぐす操作をいう。
(3) Crushing process Although the particle size distribution of the glass powder does not change before and after the dipping process, the silica component-adhered glass powder after the drying process may aggregate. In this case, the aggregated glass powder adhering to the silica component can be crushed by mechanical treatment. Here, crushing refers to an operation in which mechanical energy is applied to aggregates of glass powder to which silica components are attached to loosen the aggregates without destroying the shape of the powder.
解砕の方法としては、公知の手段を用いることができ、たとえば、ピンミルやハンマーミルなどを使用することができる。 As a crushing method, a known means can be used, for example, a pin mill, a hammer mill, etc. can be used.
(4)混合工程
混合工程は、乾燥工程で得られたシリカ成分付着ガラス粉末と、鉛フリーのルテニウム酸化物粉末(以下、「ルテニウム酸化物粉末」という)とを混合し、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物を得る工程である。
(4) Mixing process In the mixing process, the silica component-adhered glass powder obtained in the drying process is mixed with lead-free ruthenium oxide powder (hereinafter referred to as "ruthenium oxide powder") to form a lead-free thick film. This is a step of obtaining a composition for a resistor.
混合には、一般的な混合機を使用することができる。たとえば、シェーカーミキサー、レーディゲミキサー、ジュリアミキサー、Vブレンダーなどを用いることができる。 A common mixer can be used for mixing. For example, a shaker mixer, Loedige mixer, Julia mixer, V-blender, etc. can be used.
[ルテニウム酸化物粉末]
鉛フリーのルテニウム酸化物粉末としては、酸化ルテニウム(RuO2)粉末、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)の群から選択される少なくとも1種を用いることができる。これらの中でも、抵抗温度係数とノイズ特性に優れた厚膜抵抗体を形成することができる酸化ルテニウムが好ましい。
[Ruthenium oxide powder]
The lead-free ruthenium oxide powder includes at least one selected from the group of ruthenium oxide (RuO 2 ) powder, calcium ruthenate (CaRuO 3 ), strontium ruthenate (SrRuO 3 ), and barium ruthenate (BaRuO 3 ). Seeds can be used. Among these, ruthenium oxide is preferred because it can form a thick film resistor with excellent resistance temperature coefficient and noise characteristics.
ルテニウム酸化物粉末の粒径は、BET比表面積から算出されるBET比表面積径で、10nm~120nmであることが好ましく、10nm~110nmであることがより好ましい。 The particle size of the ruthenium oxide powder is preferably a BET specific surface area diameter calculated from the BET specific surface area, and is preferably 10 nm to 120 nm, more preferably 10 nm to 110 nm.
ルテニウム酸化物粉末のBET比表面積径を10nm以上とすることで、厚膜抵抗体用ペースト焼成する際、ルテニウム酸化物粉末とガラス粉末によるネットワーク構造を制御することができるため、厚膜抵抗体の抵抗温度係数がマイナスとなることを抑制することが可能となる。ルテニウム酸化物粉末のBET比表面積径が10nm未満では、厚膜抵抗体用組成物中でルテニウム酸化物粉末が十分に分散しないおそれがある。一方、ルテニウム酸化物粉末のBET比表面積径が120μmを超えると、導電粒子であるルテニウム酸化物粒子同士の接触点が少なくなるため、厚膜抵抗体のノイズ特性が悪化するおそれがある。 By setting the BET specific surface area diameter of the ruthenium oxide powder to 10 nm or more, it is possible to control the network structure of the ruthenium oxide powder and glass powder when firing the paste for thick film resistors. It becomes possible to suppress the temperature coefficient of resistance from becoming negative. If the BET specific surface area diameter of the ruthenium oxide powder is less than 10 nm, the ruthenium oxide powder may not be sufficiently dispersed in the composition for a thick film resistor. On the other hand, when the BET specific surface area diameter of the ruthenium oxide powder exceeds 120 μm, the number of contact points between the ruthenium oxide particles, which are conductive particles, decreases, which may deteriorate the noise characteristics of the thick film resistor.
BET比表面積径は、BET比表面積とルテニウム酸化物の密度より算出することができる。BET比表面積は、窒素ガス吸着によるBET法により測定される。相対圧(飽和蒸気圧と吸着平衡圧)が0.25の1点の吸着量から比表面積を求めるBET1点法は、測定を簡易に行うことができる。BET比表面積径をD(nm)、ルテニウム酸化物の密度をρ(g/cm3)、BET比表面積をS(m2/g)とし、粉末を真球とみなすと、式:D(nm)=6×103/(ρ・S)に示される関係が成り立つ。この式を用いて、ルテニウム酸化物の粉末のBET比表面積(測定値)から、BET比表面積径を算出することができる。 The BET specific surface area diameter can be calculated from the BET specific surface area and the density of ruthenium oxide. The BET specific surface area is measured by the BET method using nitrogen gas adsorption. The BET one-point method, which determines the specific surface area from the amount of adsorption at one point where the relative pressure (saturated vapor pressure and adsorption equilibrium pressure) is 0.25, allows for easy measurement. If the BET specific surface area diameter is D (nm), the density of ruthenium oxide is ρ (g/cm 3 ), the BET specific surface area is S (m 2 /g), and the powder is regarded as a true sphere, then the formula: D (nm )=6×10 3 /(ρ·S) holds true. Using this formula, the BET specific surface area diameter can be calculated from the BET specific surface area (measured value) of the ruthenium oxide powder.
[混合比率]
混合工程において、ルテニウム酸化物粉末の混合比率は、シリカ成分付着ガラス粉末およびルテニウム酸化物粉末の合計に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、5質量%以上40質量%であることがより好ましい。鉛フリーのルテニウム酸化物粉末の混合比を50質量%以下とすることで、厚膜抵抗体の強度を十分に確保することができる。
[Mixing ratio]
In the mixing step, the mixing ratio of the ruthenium oxide powder is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and 5% by mass or more and 40% by mass, based on the total of the silica component-attached glass powder and the ruthenium oxide powder. It is more preferable that By setting the mixing ratio of lead-free ruthenium oxide powder to 50% by mass or less, sufficient strength of the thick film resistor can be ensured.
[添加剤]
混合工程において、厚膜抵抗体の抵抗値、抵抗温度係数、負荷特性またはトリミング性の改善や調整を目的として、公知の金属化合物を添加剤として混合することもできる。具体的には、Nb2O5、Ta2O5、TiO2、CuO、MnO2、ZrO2、Al2O3、およびZrSiO4の群から選択される少なくとも1種の金属化合物粉末を添加剤として混合してもよい。
[Additive]
In the mixing step, a known metal compound may be mixed as an additive for the purpose of improving or adjusting the resistance value, temperature coefficient of resistance, load characteristics, or trimmability of the thick film resistor. Specifically, at least one metal compound powder selected from the group of Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , CuO, MnO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , and ZrSiO 4 is added as an additive. May be mixed as
これらの添加剤の混合比率は、目的とする厚膜抵抗体の特性によって調整されるべきものであるが、シリカ成分付着ガラス組成物およびルテニウム酸化物の含有量の合計を100質量部として、20質量部以下とすることが好ましい。 The mixing ratio of these additives should be adjusted depending on the characteristics of the target thick film resistor, but it should be 20 parts by mass, assuming the total content of the silica-attached glass composition and ruthenium oxide to be 100 parts by mass. It is preferable that the amount is less than parts by mass.
上記の本発明の実施形態の一例の厚膜抵抗体用組成物の製造方法により、鉛フリーのガラス粉末と、鉛フリーのルテニウム酸化物粉末とを含み、鉛フリーのガラス粉末の表面にシリカ成分が付着していることを特徴とする厚膜抵抗体用組成物が得られる。 According to the method for producing a composition for a thick film resistor according to an example of the embodiment of the present invention, the composition includes a lead-free glass powder and a lead-free ruthenium oxide powder, and a silica component is formed on the surface of the lead-free glass powder. A composition for a thick film resistor is obtained, which is characterized in that:
このようなシリカ成分付着ガラス粉末と、ルテニウム酸化物粉末とを組み合わせることにより、厚膜抵抗体の抵抗温度係数を0近傍、もしくはプラスに容易に制御することができる。すなわち、最終的に得られる厚膜抵抗体の抵抗温度係数を-100ppm/℃以上に維持しながら、電流ノイズなどの電気特性を向上させることが可能となる。 By combining such a glass powder to which a silica component is attached and a ruthenium oxide powder, the temperature coefficient of resistance of a thick film resistor can be easily controlled to around 0 or to a positive value. That is, it is possible to improve electrical characteristics such as current noise while maintaining the temperature coefficient of resistance of the finally obtained thick film resistor at -100 ppm/°C or higher.
特に、ルテニウム酸化物粉末として、酸化ルテニウム粉末を用いて、シリカ成分付着ガラス粉末と組み合わせることにより、従来は困難であった面積抵抗値が80kΩより高い抵抗域においても、厚膜抵抗体の抵抗温度係数を0に近くする制御を行うことが可能となる。 In particular, by using ruthenium oxide powder as the ruthenium oxide powder and combining it with silica component-adhered glass powder, the resistance temperature of the thick film resistor can be improved even in the resistance range where the area resistance value is higher than 80 kΩ, which was previously difficult. It becomes possible to perform control to bring the coefficient close to 0.
なお、本発明の厚膜抵抗体用組成物の組成、個々の要素の特性については、上記の製造方法について記述した内容と同様であるため、その説明は省略する。 Note that the composition of the composition for a thick film resistor of the present invention and the characteristics of the individual elements are the same as those described for the manufacturing method above, and therefore the description thereof will be omitted.
2.厚膜抵抗体用ペーストおよびその製造方法
本発明の厚膜抵抗体用ペーストは、上述した製造方法により得られた厚膜抵抗体用組成物と、有機ビヒクルとを混練することにより製造することができる。この際、必要に応じて分散剤や可塑剤を添加することもできる。
2. Paste for thick film resistor and method for producing the same The paste for thick film resistor of the present invention can be produced by kneading the composition for thick film resistor obtained by the above-mentioned production method and an organic vehicle. can. At this time, a dispersant and a plasticizer may be added as necessary.
有機ビヒクルとしては、ターピネオール、ブチルカルビトール、およびブチルカルビトールアセテートの群から選択される少なくとも1種の溶剤に、エチルセルロース、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、ロジン、およびマレイン酸エステルの群から選択される少なくとも1種の樹脂を溶解した溶液を用いることができる。 The organic vehicle is at least one solvent selected from the group of terpineol, butyl carbitol, and butyl carbitol acetate, and selected from the group of ethyl cellulose, acrylic esters, methacrylic esters, rosin, and maleic esters. A solution in which at least one type of resin is dissolved can be used.
有機ビヒクルは、厚膜抵抗体用組成物の含有量を100質量部として、好ましくは20質量部以上200質量部以下となるように混練する。 The organic vehicle is kneaded so that the content of the thick film resistor composition is preferably 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, based on 100 parts by mass.
厚膜抵抗体用組成物と有機ビヒクルとの混練は、有機ビヒクル中に厚膜抵抗体用組成物を均一に分散させることができる限り、特に制限されることなく、公知の手段を利用することができる。たとえば、3本ロールミル、ビーズミル、遊星ミルなどを利用することができる。 The kneading of the thick film resistor composition and the organic vehicle is not particularly limited, and any known means may be used as long as the thick film resistor composition can be uniformly dispersed in the organic vehicle. I can do it. For example, a three-roll mill, a bead mill, a planetary mill, etc. can be used.
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を用いていることを特徴とし、厚膜抵抗体用組成物と有機ビヒクルの含有割合については、上記の製造方法について記述した内容と同様であるため、その説明は省略する。 The paste for thick film resistors of the present invention is characterized by using the composition for thick film resistors of the present invention, and the content ratio of the composition for thick film resistors and the organic vehicle is determined by the above manufacturing method. Since the contents are the same as those described in , the explanation thereof will be omitted.
3.厚膜抵抗体
厚膜抵抗体は、厚膜抵抗体用組成物をセラミック基板上で焼成する、あるいは、厚膜抵抗体用ペーストをセラミック基板上に塗布した後、焼成することにより、形成することができる。
3. Thick film resistor A thick film resistor can be formed by firing a composition for a thick film resistor on a ceramic substrate, or by applying a paste for a thick film resistor on a ceramic substrate and then firing it. I can do it.
厚膜抵抗体では、ガラス粉末から形成されたガラスマトリックスの周囲に、ルテニウム酸化物から形成された導電性ネットワークが形成される。 In thick film resistors, a conductive network formed from ruthenium oxide is formed around a glass matrix formed from glass powder.
本発明の厚膜抵抗体用組成物および厚膜抵抗体用ペーストを用いることにより、ガラス粉末の周囲に形成される酸化ルテニウムの導電性ネットワークに、絶縁性のシリカ成分が介在する構造を有する、厚膜抵抗体が得られる。このため、厚膜抵抗体がノイズ特性を良好にするための添加剤を含有する場合も含めて、厚膜抵抗体の電気特性について、高抵抗に調整することができ、かつ、抵抗温度係数を0近傍あるいはプラスすることができるため、容易に抵抗温度係数を0に近づけることが可能となる。 By using the composition for thick film resistor and the paste for thick film resistor of the present invention, it has a structure in which an insulating silica component is interposed in the conductive network of ruthenium oxide formed around the glass powder. A thick film resistor is obtained. Therefore, the electrical characteristics of the thick film resistor can be adjusted to high resistance, even when the thick film resistor contains additives to improve noise characteristics, and the temperature coefficient of resistance can be adjusted to be high. Since the resistance temperature coefficient can be near 0 or plus, it is possible to easily bring the temperature coefficient of resistance close to 0.
なお、厚膜抵抗体においては、シリカ成分は、SiO2の形態で存在する。 Note that in the thick film resistor, the silica component exists in the form of SiO 2 .
シリカ成分以外の厚膜抵抗体の組成については、厚膜抵抗体用組成物とほぼ同様である。 The composition of the thick film resistor other than the silica component is almost the same as the composition for a thick film resistor.
本発明により得られる厚膜抵抗体において、抵抗温度係数は0に近いことが望ましく、-100ppm/℃≦抵抗温度係数≦100ppm/℃であることが優れた厚膜抵抗体の目安となる。 In the thick film resistor obtained according to the present invention, it is desirable that the temperature coefficient of resistance is close to 0, and a criterion for an excellent thick film resistor is that -100 ppm/°C≦temperature coefficient of resistance≦100 ppm/°C.
厚膜抵抗体の面積抵抗値は、高いことが好ましく、たとえば、80kΩより高いことがより好ましい。 The sheet resistance value of the thick film resistor is preferably high, and more preferably higher than 80 kΩ, for example.
厚膜抵抗体の電流ノイズは、過負荷特性や信頼性と関連があり、その値が低いほど厚膜抵抗体の電気特性が良好であるといえる。本発明により得られる厚膜抵抗体は、ノイズ特性にも優れており、具体的には、好ましくは-3.0dB以下、より好ましくは-4.0dB以下のノイズ特性を有する。 The current noise of a thick film resistor is related to overload characteristics and reliability, and it can be said that the lower the value, the better the electrical characteristics of the thick film resistor. The thick film resistor obtained by the present invention also has excellent noise characteristics, specifically, preferably -3.0 dB or less, more preferably -4.0 dB or less.
実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.
(実施例1)
[厚膜抵抗体用ペーストの作製]
鉛フリーのガラス粉末として、Si-B-Ca-Ba-Zn系ガラス粉末を用意した。該ガラス粉末の組成は、SiO2:22質量%、B2O3:13質量%、 CaO:5質量%、BaO:45質量%、およびZnO:12質量%であった。該ガラスの軟化点は、700℃であった。
(Example 1)
[Preparation of paste for thick film resistor]
A Si-B-Ca-Ba-Zn glass powder was prepared as a lead-free glass powder. The composition of the glass powder was SiO2 : 22% by mass, B2O3 : 13% by mass, CaO: 5% by mass, BaO: 45% by mass, and ZnO: 12% by mass. The softening point of the glass was 700°C.
該ガラス粉末を、加水分解したエチルシリケート((C2H5O)4Si、コルコート株式会社製)を含むエタノール溶液に、浸漬した(浸漬工程)。なお、あらかじめ、該ガラス粉末に付着するシリカ成分の量と、エチルシリケートを含むエタノール溶液の濃度および該ガラス粉末の浸漬時間との関係を試験的に得て、該ガラス粉末に付着するシリカ成分の割合が、該ガラス粉末および酸化ルテニウム粉末の総質量に対して2.0質量%(ガラス粉末に対して2.35質量%)となるように調整した。 The glass powder was immersed in an ethanol solution containing hydrolyzed ethyl silicate ((C 2 H 5 O) 4 Si, manufactured by Colcoat Co., Ltd.) (immersion step). In addition, the relationship between the amount of silica component adhering to the glass powder, the concentration of the ethanol solution containing ethyl silicate, and the immersion time of the glass powder was obtained in advance, and the amount of silica component adhering to the glass powder was determined experimentally. The ratio was adjusted to be 2.0% by mass based on the total mass of the glass powder and ruthenium oxide powder (2.35% by mass based on the glass powder).
エタノールを気化除去し、乾燥を行うことで、凝集体を得た(乾燥工程)。 Aggregates were obtained by vaporizing and removing ethanol and drying (drying step).
続いて、メノウ乳鉢を用いて、凝集体を解砕することで、シリカ成分付着ガラス粉末を最終的に得た(解砕工程)。解砕工程では、粒度分布測定により求められるシリカ成分付着ガラス粉末の50%体積累計粒度が1.2μmとなるように調整した。 Subsequently, the aggregate was crushed using an agate mortar to finally obtain a silica component-attached glass powder (pulverization step). In the crushing step, the 50% volume cumulative particle size of the silica component-attached glass powder determined by particle size distribution measurement was adjusted to 1.2 μm.
一方、鉛フリーのルテニウム酸化物粉末として、BET比表面積径が36nmである酸化ルテニウム粉末(住友金属鉱山株式会社製)を準備した。この酸化ルテニウム粉末とシリカ成分付着ガラス粉末とを、これらの粉末の総質量に対して、それぞれが15質量%および85質量%となるように秤量した後、混合することにより、厚膜抵抗体用組成物を得た(混合工程)。 On the other hand, a ruthenium oxide powder (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) having a BET specific surface area diameter of 36 nm was prepared as a lead-free ruthenium oxide powder. The ruthenium oxide powder and the silica component-adhered glass powder are weighed so that the amounts are 15% by mass and 85% by mass, respectively, based on the total mass of these powders, and then mixed. A composition was obtained (mixing step).
次に、この厚膜抵抗体用組成物100質量部に対して、有機ビヒクルを43質量部となるように秤量した後、3本ロールミルにて混合することにより、厚膜抵抗体用ペーストを得た。なお、有機ビヒクルとしては、15質量%のエチルセルロースを85質量%ターピネオールに溶解したものを用いた。 Next, the organic vehicle was weighed in an amount of 43 parts by mass to 100 parts by mass of this composition for thick film resistors, and mixed in a three-roll mill to obtain a paste for thick film resistors. Ta. The organic vehicle used was 15% by mass of ethyl cellulose dissolved in 85% by mass of terpineol.
[厚膜抵抗体の形成]
アルミナ基板にあらかじめ焼成して形成した電極(Pd:1質量%、Ag:99質量%)上に、得られた厚膜抵抗体用ペーストを印刷し、150℃で、5分間乾燥した。次に、ピーク温度を850℃、この温度での保持時間を9分間、トータルの焼成時間が30分間となる条件で焼成し、厚膜抵抗体を得た。厚膜抵抗体用ペーストの印刷の際には、焼成後の厚膜抵抗体の膜厚が7μm、抵抗体幅が1.0mm、抵抗体長(電極間の長さ)が1.0mmとなるように調整した。
[Formation of thick film resistor]
The obtained paste for a thick film resistor was printed on an electrode (Pd: 1% by mass, Ag: 99% by mass) that had been previously formed by firing on an alumina substrate, and dried at 150° C. for 5 minutes. Next, it was fired under conditions such that the peak temperature was 850° C., the holding time at this temperature was 9 minutes, and the total firing time was 30 minutes to obtain a thick film resistor. When printing the thick film resistor paste, make sure that the thickness of the thick film resistor after firing is 7 μm, the resistor width is 1.0 mm, and the resistor length (length between electrodes) is 1.0 mm. Adjusted to.
[評価]
得られた厚膜抵抗体の電気特性を、下記方法でa)面積抵抗値、b)抵抗温度係数、および、c)電流ノイズを測定することにより評価した。これらの結果を表1に示す。
[evaluation]
The electrical characteristics of the obtained thick film resistor were evaluated by measuring a) sheet resistance value, b) resistance temperature coefficient, and c) current noise using the following method. These results are shown in Table 1.
a)面積抵抗値
面積抵抗値は、得られた25個の厚膜抵抗体の抵抗値をデジタルマルチメータ(KEITHLEY社製、2001番)で測定し、その平均(算術平均)をとることにより算出した。
a) Area resistance value The area resistance value is calculated by measuring the resistance values of the obtained 25 thick film resistors with a digital multimeter (manufactured by KEITHLEY, No. 2001) and taking the average (arithmetic mean). did.
b)抵抗温度係数
得られた5個の厚膜抵抗体を-55℃、25℃、および125℃の環境下にそれぞれ15分間保持した。次に、厚膜抵抗体ごとに、デジタルマルチメータによりそれぞれの温度に保持した厚膜抵抗体の抵抗値R-55、R25およびR125を測定した。最後に、厚膜抵抗体ごとに、下記式(A)および(B)に基づき、COLD-TCRおよびHOT-TCRを計算し、その平均(算術平均)をとることにより、抵抗温度係数(COLD-TCR、HOT-TCR)を算出した。
b) Temperature coefficient of resistance The five thick film resistors obtained were held in environments of -55°C, 25°C, and 125°C for 15 minutes, respectively. Next, for each thick film resistor, the resistance values R -55, R 25 , and R 125 of the thick film resistor held at each temperature were measured using a digital multimeter. Finally, for each thick film resistor, calculate the COLD-TCR and HOT-TCR based on the following formulas (A) and (B), and take the average (arithmetic mean) to obtain the temperature coefficient of resistance (COLD-TCR). TCR, HOT-TCR) were calculated.
COLD-TCR(ppm/℃)=(R-55-R25)/R25/(-80)×106…(A)
HOT-TCR(ppm/℃)=(R125-R25)/R25/(100)×106…(B)
c)電流ノイズ
電流ノイズは、厚膜抵抗体ごとに、ノイズ計(Quan-Tech製、315c)を用い、1/10Wに相当する電圧を印加して測定し、その平均(算術平均)をとることにより算出した。
COLD-TCR (ppm/°C)=(R -55 - R25 )/ R25 /(-80)× 106 ...(A)
HOT-TCR (ppm/°C) = (R 125 - R 25 )/R 25 / (100) x 10 6 ... (B)
c) Current noise Current noise is measured by applying a voltage equivalent to 1/10W to each thick film resistor using a noise meter (manufactured by Quan-Tech, 315c), and taking the average (arithmetic mean). It was calculated by
(実施例2)
浸漬工程において、ガラス粉末の表面のシリカ成分の量が、酸化ルテニウム粉末とガラス粉末の総質量に対して4.0質量%(ガラス粉末に対して4.7質量%)となるように調整したこと以外は、実施例1と同様にして厚膜抵抗体を形成した。また、実施例1と同様にして、得られた厚膜抵抗体の電気特性を評価した。これらの結果を表1に示す。
(Example 2)
In the dipping process, the amount of silica component on the surface of the glass powder was adjusted to be 4.0% by mass relative to the total mass of the ruthenium oxide powder and glass powder (4.7% by mass relative to the glass powder). A thick film resistor was formed in the same manner as in Example 1 except for the above. Further, in the same manner as in Example 1, the electrical characteristics of the obtained thick film resistor were evaluated. These results are shown in Table 1.
(比較例1)
浸漬工程を実施しなかったこと以外は、実施例1と同様にして厚膜抵抗体を形成した。また、実施例1と同様にして、得られた厚膜抵抗体の電気特性を評価した。これらの結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
A thick film resistor was formed in the same manner as in Example 1 except that the dipping step was not performed. Further, in the same manner as in Example 1, the electrical characteristics of the obtained thick film resistor were evaluated. These results are shown in Table 1.
表1より、実施例1および実施例2では、ガラス粉末の表面にシリカ成分が存在するため、比較例1と比べると、厚膜抵抗体において、抵抗値が高く、電流ノイズが低くなることが理解される。また、実施例1および実施例2では、厚膜抵抗体において、抵抗温度係数(TCR)が、比較例1よりも0に近いことが理解される。 From Table 1, in Examples 1 and 2, the presence of silica components on the surface of the glass powder resulted in higher resistance and lower current noise in the thick film resistor compared to Comparative Example 1. be understood. Furthermore, it is understood that in Example 1 and Example 2, the temperature coefficient of resistance (TCR) of the thick film resistor is closer to 0 than in Comparative Example 1.
Claims (8)
前記浸漬工程後の前記ガラス粉末を乾燥し、表面にシリカ成分が付着したシリカ成分付着ガラス粉末を得る乾燥工程と、
前記シリカ成分付着ガラス粉末と、鉛フリーのルテニウム酸化物粉末とを混合し、鉛フリーの厚膜抵抗体用組成物を得る混合工程と、
を備え、
前記有機珪素化合物は、一般式(A):(RO) 4 Si(ただし、Rは、アルキル基)で表されるエーテル化合物である、
厚膜抵抗体用組成物の製造方法。 a dipping step of immersing lead-free glass powder in a solution containing an organosilicon compound in which oxygen is bonded to silicon atoms;
a drying step of drying the glass powder after the dipping step to obtain a silica component-attached glass powder with a silica component attached to the surface;
a mixing step of mixing the silica component-attached glass powder and lead-free ruthenium oxide powder to obtain a lead-free thick film resistor composition;
Equipped with
The organosilicon compound is an ether compound represented by the general formula (A): (RO) 4 Si (wherein R is an alkyl group),
A method for producing a composition for a thick film resistor.
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