JPH0225241B2 - - Google Patents

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JPH0225241B2
JPH0225241B2 JP56138276A JP13827681A JPH0225241B2 JP H0225241 B2 JPH0225241 B2 JP H0225241B2 JP 56138276 A JP56138276 A JP 56138276A JP 13827681 A JP13827681 A JP 13827681A JP H0225241 B2 JPH0225241 B2 JP H0225241B2
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JP
Japan
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volume
insulating material
present
mixture
amount
Prior art date
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JP56138276A
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Japanese (ja)
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JPS5848301A (en
Inventor
Rii Uooraazu Richaado
Yuujin Ozuboon Baanon
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Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
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TRW Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は抵抗材料および抵抗材料から製造され
る抵抗体に関する。更に詳細には、本発明は高抵
抗率並びに丈夫な又は望ましい物理的特性を有す
る抵抗体を与え、そして比較的安価な材料から製
造されるガラス質エナメル抵抗材料に関するもの
である。 商業上使用されている種類の電気抵抗材料は、
ガラスフリツトと電気伝導材料の微粉砕粒子との
混合物からなるガラス質エナメル抵抗材料であ
る。ガラス質エナメル抵抗材料を電気絶縁材料、
通常セラミツクの基板の表面上に被覆し、そして
焼付けてガラスフリツトを軟化させる。冷却時
に、その中に分散された導電粒子を有するガラス
膜が与えられる。 広範囲の抵抗値を有する電気抵抗体が望ましい
ので、広範囲の抵抗値の抵抗体を製造できるそれ
ぞれの性質を有するガラス質エナメル抵抗材料が
必要である。高抵抗率を与える抵抗材料は、一般
に導電粒子として貴金属を利用しており、それ故
比較的高価である。しかし、最近、酸化錫
(SnO2)を利用して比較的安価なガラス質エナメ
ル抵抗材料が提供されている。酸化物および添加
剤もガラス質エナメル抵抗材料および抵抗体を製
造するのに利用されており、そして米国特許
4065743号明細書「抵抗材料、それから製造され
る抵抗体、およびそお製造法」は添加剤としての
酸化タンタル(Ta2O5)および酸化錫(SnO2
の導電相を利用するガラス質エナメル材料を開示
している。 酸化錫(SnO2)の導電相、または酸化錫およ
び添加物、例えば酸化タンタル(Ta2O5)の導電
相を有するガラス質エナメル抵抗材料を利用する
際には、材料の抵抗率は導電材料の割合を減少さ
せることによつて増大される。ガラスの容量は20
%〜80%であり、導電材料の対応の容量は80%〜
20%である。しかし、酸化錫含量の好ましい範囲
は40〜60容量%である。導電相の含量が40容量%
以下に減少し、それに対応してガラス含量が60容
量%以上に増大すると、材料を焼付けて抵抗体を
製造する際に、うわぐすりが膨張し、非常に泡立
つてしまう。この種の状況下のうわぐすり材料は
厚い厚さを有することによつて歪を生ずる抵抗層
を与え、そして弱められ、容易に切断され、破壊
される。この困難のため、ガラス60容量%の上限
を有するガラス含量、好ましくは50容量%以下の
含量を有する抵抗体が作られている。このこと
は、この種の材料の用途、および高含量のガラス
の使用によつて与えられるはずの大きな抵抗率を
有する抵抗体を与える能力を制限する。 ガラス質エナメル抵抗材料を作る技術において
は、抵抗体を作る際にガラス質エナメル材料を焼
付ける温度を高くすると、抵抗体の望ましい電気
的特性、例えばその温度安定性がしばしば与えら
れるか、増大することが見い出されている。しか
し焼付温度の増大は通常同時に抵抗体の抵抗率を
減少させる。それ故、所望の抵抗率を有する抵抗
体を製造するためには、高温における抵抗材料の
焼付から生ずる抵抗率の減少を考慮して、ガラス
含量を十分に増大させることが必要であることが
見い出された。しかし、前記のように、60%以上
のガラス量を利用した場合に生ずる望ましくない
物理的特性を回避するために、この種の抵抗体の
ガラス含量は60容量%に限定され、好ましくは50
容量%とされている。 それ故、本発明の目的は、新規の改良抵抗材料
およびそれから製造される抵抗体を提供すること
にある。 本発明の別の目的は、新規の改良ガラス質エナ
メル抵抗材料およびそれから製造される抵抗体を
提供することにある。 本発明の別の目的は、酸化錫および酸化タンタ
ルの導電相を有し、比較的高い抵抗率並びに望ま
しい物理的特性を有する新規の改良ガラス質エナ
メル抵抗材料を提供することにある。 本発明の別の目的は、製造プロセス時の焼付温
度の変化に対して比較的敏感でない抵抗率を製造
する新規の改良ガラス質エナメル抵抗材料を提供
することにある。 本発明の別の目的は、比較的高い抵抗率並びに
望ましい物理的特性を与えながら、焼成温度を最
適値に昇温できる新規の改良ガラス質エナメル抵
抗材料を提供することにある。 他の目的は以下の説明から明らかとなるであろ
う。 これらの目的は、硼ケイ酸アルカリ土類金属ガ
ラスフリツト、ジルコニウムの酸化物含有の絶縁
材料、および酸化錫(SnO2)と酸化タンタル
(Ta2O5)の微粉砕粒子の導電相の混合物からな
り、前記ガラスと絶縁材料は全抵抗材料の約70容
量%までの量存在する抵抗材料によつて達成され
る。絶縁材料は、ジルコニア(ZrO2)、ジルコニ
ウム酸カルシウム(CaZrO3)、ジルコニウム酸バ
リウム(BaZrO3)、およびジルコニウム酸スト
ロンチウム(SrZrO3)からなる群から選択され
る。 従つて、本発明は、以下に例示される特性、体
質および成分の関係を有する組成物および抵抗体
に係わる。 一般に、本発明のガラス質エナメル抵抗材料
は、ガラス質ガラスフリツト、ジルコニウムの酸
化物含有の絶縁材料、および酸化錫(SnO2)の
微粒子の導電相の混合物からなる。導電相は米国
特許第4065743号明細書に教示の添加物質、酸化
タンタル(Ta2O5)も包含する。ガラスフリツト
は混合物中に約30〜約60容量%の量、好ましくは
約35〜40容量%の量で存在できる。絶縁材料は混
合物の約15容量%まで、所望ならばそれ以上の
量、好ましくは10〜15容量%の量のジルコニウム
の酸化物、例えばジルコニア(ZrO2)、ジルコニ
ウム酸カルシウム(CaZrO3)、ジルコニウム酸バ
リウム(BaZrO3)、およびジルコニウム酸スト
ロンチウム(SrZrO3)である。ガラスフリツト
と添加物質の総含量は、抵抗材料の50容量%であ
ることが好ましいが、60容量%の量および70容量
%程度の量を使用できる。酸化錫(SnO2)の好
ましい量は混合物の40〜60容量%であり、そして
酸化タンタル(Ta2O5)を利用する場合には酸化
錫(SnO2)に導電相の50重量%までの量で添加
する。 使用されるガラスフリツトは、導電相の融点以
下の融点を有するガラス質エナメル抵抗体組成物
を調製するのに使用される周知の組成物の中、特
に硼ケイ酸アルカリ土類金属フリツト、例えば硼
ケイ酸バリウムフリツトまたは硼ケイ酸カルシウ
ムフリツト好ましいことが見い出された。この種
のフリツトの調製方は周知であり、そして例えば
成分の酸化物の形態のガラス成分を一緒に溶融
し、そして溶融組成粉を水中に注入してフリツト
を形成することからなる。勿論、バツチ成分は、
通常のフリツト製造条件下で所望の酸化物を生成
する如何なる化合物でも良い。例えば、酸化硼素
は硼酸から得られ、二酸化ケイ素はフリントから
生成され、酸化バリウムは炭酸バリウムから生成
される。粗フリツトを好ましくはボールミル内で
水でフリツトの粒度を減少させ、実質上均一の大
きさのフリツトを得る。 本発明の抵抗材料は、適当量のガラスフリツ
ト、絶縁材料、酸化錫粒子、および酸化タンタル
粒子を一緒に完全に混合することによつて調製さ
れる。 本発明の抵抗材料で抵抗体を製造するために、
酸化材料を所望の厚さで基板の表面上に適用す
る。基本は抵抗材料の焼付温度に耐えられる如何
なる材料でも良い。基板は一般に絶縁体、例えば
セラミツク、ガラス、磁器、凍石、チタン酸バリ
ウム、またはアルミナである。抵抗材料をはけ
塗、浸し塗、噴霧、またはスクリーン型適用によ
つて層として基板上に適用できる。次いで、抵抗
材料被覆物を有する基板を通常の炉内においてガ
ラスフリツトが軟化するが酸化錫と酸化タンタル
が溶融する点以下の温度において焼付ける。抵抗
材料を好ましくは不活性または非酸化性雰囲気、
例えばアルゴン、ヘリウム、または窒素中におい
て焼付ける。使用される特定の焼付温度は、使用
される特定のガラスフリツトの軟化温度に依存す
る。基板および抵抗材料を冷却させると、ガラス
質エナメル層は硬化して抵抗材料を基板に結合さ
せる。 第1図に示されるように、本発明の抵抗体は一
般に10として示される。抵抗体10は、その上
に被覆焼付けられた本発明の抵抗材料の層14を
有するセラミツク基板12からなる。抵抗材料の
層14は、ガラスおよび絶縁材料16、および酸
化錫(SnO2)および酸化タンタル(Ta2O5)の
微粉砕粒子の導電相からなる。導電相粒子18を
ガラスおよび絶縁材料16内に埋設し、その全体
にわたつて分散させる。 以下の例の中、本発明の実施例は例であり他
の例は参考のために示す。 例 酸化錫(SnO2)50容量%からなる導電相を異
なる量のガラスフリツトおよび絶縁材料と混合し
た。ガラスフリツトは、重量でBaO50%、
B2O320%およびSiQ230%の組成を有していた。
使用された絶縁材料はジルコニア(ZrO2)であ
つた。表に示される割合の導電相、ガラスフリ
ツトおよび絶縁材料を一緒に混合することによつ
て、抵抗材料の数種のバツチを調整した。各混合
物をボールミル内においてブチルカルビトールア
セテートで摩砕して完全な混合物とした。ブチル
カルビトールアセテートを蒸発させ、混合物をエ
ル・ロイシエ・エンド・カンパニー製のスクイー
ジ媒体と配合して抵抗体組成物を調整した。 予焼成銅端子が適用されたセラミツク板上に組
成物をスクリーン型で適用することによつて、抵
抗体を各抵抗体組成物で製造した。次いで、抵抗
体を窒素雰囲気を有するトンネル炉内において表
に示されるピーク温度において30分のサイクル
で焼付けた。得られた抵抗体の抵抗率を表およ
び第2図のグラフに示す。
The present invention relates to a resistive material and a resistor made from a resistive material. More particularly, the present invention relates to a vitreous enamel resistive material that provides a resistor with high resistivity and durable or desirable physical properties, and is manufactured from relatively inexpensive materials. The types of electrically resistive materials used commercially are:
A vitreous enamel resistance material consisting of a mixture of glass frit and finely divided particles of electrically conductive material. Vitreous enamel resistance material, electrical insulation material,
It is usually coated onto the surface of a ceramic substrate and baked to soften the glass frit. Upon cooling, a glass film is provided with conductive particles dispersed therein. Since electrical resistors with a wide range of resistance values are desirable, there is a need for vitreous enamel resistive materials with respective properties that allow resistors with a wide range of resistance values to be fabricated. Resistive materials that provide high resistivity generally utilize noble metals as conductive particles and are therefore relatively expensive. However, recently, relatively inexpensive vitreous enamel resistance materials have been provided using tin oxide (SnO 2 ). Oxides and additives have also been utilized to produce vitreous enamel resistive materials and resistors, and U.S. Pat.
No. 4065743, "Resistance material, resistor produced therefrom, and manufacturing method thereof" uses tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) and tin oxide (SnO 2 ) as additives.
A vitreous enamel material utilizing a conductive phase is disclosed. When utilizing a vitreous enamel resistive material with a conductive phase of tin oxide (SnO 2 ) or a conductive phase of tin oxide and an additive, e.g. tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), the resistivity of the material is is increased by decreasing the proportion of Glass capacity is 20
% ~ 80%, and the corresponding capacity of conductive material is 80% ~
It is 20%. However, the preferred range of tin oxide content is 40-60% by volume. Conductive phase content is 40% by volume
If the glass content decreases below and the glass content correspondingly increases above 60% by volume, the glaze will expand and become very foamy when the material is baked to produce the resistor. The glaze material in this type of situation has a large thickness, thereby providing a resistive layer that causes distortion and is weakened, easily cut and destroyed. Because of this difficulty, resistors are made with a glass content with an upper limit of 60% by volume, preferably less than 50% by volume. This limits the applications of this type of material and the ability to provide resistors with the large resistivities that would be provided by the use of high glass contents. In the art of making vitreous enamel resistive materials, increasing the temperature at which the vitreous enamel material is baked when making the resistor often imparts or increases desirable electrical properties of the resistor, such as its temperature stability. It has been found that However, increasing the bake temperature usually simultaneously decreases the resistivity of the resistor. It has therefore been found that in order to produce a resistor with the desired resistivity, it is necessary to increase the glass content sufficiently to account for the decrease in resistivity resulting from baking of the resistive material at high temperatures. It was. However, as mentioned above, the glass content of this type of resistor is limited to 60 volume %, preferably 50
It is expressed as capacity %. It is therefore an object of the present invention to provide a new and improved resistance material and a resistor made therefrom. Another object of the present invention is to provide a new and improved vitreous enamel resistive material and resistors made therefrom. Another object of the present invention is to provide a new and improved vitreous enamel resistance material having a tin oxide and tantalum oxide conductive phase and having relatively high resistivity and desirable physical properties. Another object of the present invention is to provide a new and improved vitreous enamel resistance material that produces a resistivity that is relatively insensitive to changes in baking temperature during the manufacturing process. Another object of the present invention is to provide a new and improved vitreous enamel resistance material that allows firing temperatures to be increased to optimal values while providing relatively high resistivity as well as desirable physical properties. Other purposes will become apparent from the description below. These objects consist of a borosilicate alkaline earth metal glass frit, an insulating material containing an oxide of zirconium, and a conductive phase mixture of finely divided particles of tin oxide (SnO 2 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). , the glass and insulating materials are achieved by the resistive material being present in an amount up to about 70% by volume of the total resistive material. The insulating material is selected from the group consisting of zirconia ( ZrO2 ), calcium zirconate ( CaZrO3 ), barium zirconate ( BaZrO3 ), and strontium zirconate ( SrZrO3 ). Accordingly, the present invention relates to a composition and a resistor having the characteristics, constitution, and component relationships exemplified below. Generally, the vitreous enamel resistance material of the present invention consists of a mixture of a vitreous glass frit, an oxide-containing insulating material of zirconium, and a conductive phase of fine particles of tin oxide (SnO 2 ). The conductive phase also includes the additive material tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) taught in US Pat. No. 4,065,743. The glass frit can be present in the mixture in an amount of about 30 to about 60% by volume, preferably about 35 to 40% by volume. The insulating material can be an oxide of zirconium, such as zirconia (ZrO 2 ), calcium zirconate (CaZrO 3 ), zirconium, in an amount of up to about 15% by volume of the mixture, more if desired, preferably 10-15% by volume. barium acid (BaZrO 3 ), and strontium zirconate (SrZrO 3 ). The total content of glass frit and additives is preferably 50% by volume of the resistive material, although amounts as high as 60% and as much as 70% by volume can be used. The preferred amount of tin oxide (SnO 2 ) is 40-60% by volume of the mixture, and if tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) is utilized, the tin oxide (SnO 2 ) comprises up to 50% by weight of the conductive phase. Add in quantity. The glass frit used may be selected from among the well-known compositions used to prepare glassy enamel resistor compositions having a melting point below the melting point of the conductive phase, particularly borosilicate alkaline earth metal frits, such as borosilicate. Barium acid frits or calcium borosilicate frits have been found to be preferred. The preparation of frits of this type is well known and consists, for example, in melting together the glass components in the form of their oxides and injecting the molten powder into water to form the frit. Of course, the batch ingredients are
Any compound that produces the desired oxide under normal frit manufacturing conditions may be used. For example, boron oxide is obtained from boric acid, silicon dioxide is produced from flint, and barium oxide is produced from barium carbonate. The coarse frit is reduced in particle size with water, preferably in a ball mill, to obtain a substantially uniformly sized frit. The resistive material of the present invention is prepared by thoroughly mixing together appropriate amounts of glass frit, insulating material, tin oxide particles, and tantalum oxide particles. In order to manufacture a resistor using the resistance material of the present invention,
Apply the oxidized material to the desired thickness on the surface of the substrate. Basically, any material that can withstand the baking temperature of the resistance material may be used. The substrate is generally an insulator, such as ceramic, glass, porcelain, cryostone, barium titanate, or alumina. The resistive material can be applied as a layer onto the substrate by brushing, dipping, spraying, or screen-type application. The substrate with the resistive material coating is then baked in a conventional furnace at a temperature below the point at which the glass frit softens but the tin oxide and tantalum oxide melt. The resistive material is preferably placed in an inert or non-oxidizing atmosphere,
For example, baking in argon, helium, or nitrogen. The particular baking temperature used will depend on the softening temperature of the particular glass frit used. As the substrate and resistive material cool, the vitreous enamel layer hardens and bonds the resistive material to the substrate. As shown in FIG. 1, the resistor of the present invention is generally designated as 10. The resistor 10 consists of a ceramic substrate 12 having a layer 14 of the resistive material of the present invention baked over thereon. The layer of resistive material 14 consists of a conductive phase of glass and insulating material 16 and finely divided particles of tin oxide (SnO 2 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). Conductive phase particles 18 are embedded within the glass and insulating material 16 and dispersed throughout. In the following examples, embodiments of the present invention are examples, and other examples are provided for reference. Example A conductive phase consisting of 50% by volume of tin oxide (SnO 2 ) was mixed with different amounts of glass frit and insulating material. Glass frit is BaO50% by weight,
It had a composition of 20% B 2 O 3 and 30% SiQ 2 .
The insulating material used was zirconia (ZrO 2 ). Several batches of resistive materials were prepared by mixing together the conductive phase, glass frit, and insulating material in the proportions indicated in the table. Each mixture was milled with butyl carbitol acetate in a ball mill to complete the mixture. The resistor composition was prepared by evaporating the butyl carbitol acetate and blending the mixture with squeegee media from L. Loisier & Company. Resistors were manufactured with each resistor composition by applying the composition in a screen mold onto a ceramic plate to which prefired copper terminals were applied. The resistors were then baked in a tunnel furnace with a nitrogen atmosphere at the peak temperatures indicated in the table for a 30 minute cycle. The resistivity of the obtained resistor is shown in the table and the graph in FIG.

【表】 第2図の曲線Aは絶縁材料ジルコニア(ZrO2
を含まない従来の酸化錫抵抗体を表わし、一方曲
線BおよびCはジルコニア(ZrO2)10容量%お
よび15容量%を含む本発明の抵抗体を表わす。曲
線Aは、950℃で焼付けた抵抗体が345kΩ/スク
エアの高い値であり、1000℃の焼付温度では
135kΩ/スクエアの減少した抵抗率であり、そ
して焼付温度が1025℃に増大した場合には77k
Ω/スクエアの低い抵抗率であることを示す。一
方、曲線Bは、950℃で焼付けた抵抗体の場合に
1100kΩ/スクエアの高い抵抗率であり、抵抗率
は1000℃および1025℃の焼付温度の場合にはそれ
ぞれ1600kΩ/スクエアおよび1700kΩ/スクエ
アに増大することを示す。多量のジルコニアを有
する抵抗体の場合の曲線Cは、より高い抵抗率、
即ち950℃および1000℃の焼付温度の場合にはそ
れぞれ2600kΩ/スクエアおよび3000kΩ/スク
エア、および2000kΩ/スクエアの抵抗率を示
す。最後の抵抗率は、曲線Bの抵抗体の場合に所
定温度で得られる1700kΩ/スクエアの抵抗率よ
りも若干大きい。 このように、表および第2図は、ジルコニア
10〜15容量%をうわぐすり組成物に添加すると、
得られる抵抗体の抵抗率がジルコニアを含まない
従来の酸化錫抵抗材料と比較して著しく増大する
ことを示す。また、グラフは、絶縁材料を添加す
る場合には焼付温度の増大が曲線Aの従の材料の
ようには抵抗率を著しくは減少させずに、抵抗率
を若干変化させるだけであることを示す。このよ
うに、絶縁材料の添加は得られた抵抗体の抵抗率
を増大させ、そして焼付温度の変化に対する感度
を減少させた。比較的高い抵抗率以外に例で得
られる抵抗体は膨張せず、泡立たず、切断および
破壊に抵抗し、そして望ましい物理的特性を示し
た。 例 抵抗組成物の3種のバツチを例に記載の方法
で調製したが、絶縁材料はジルコニウム酸カルシ
ウム(CaZrO3)であつた。抵抗体を抵抗組成物
から例に記載の方法で製造し、そして以下のピ
ーク温度で焼付けられた抵抗体は表に表される
抵抗率を与えた。絶縁材料を含む抵抗体は増大し
た抵抗率を与え、焼付温度の増大に対して比較的
敏感ではなく、そして望ましい物理的特性を有し
ていた。
[Table] Curve A in Figure 2 is the insulating material zirconia (ZrO 2 ).
curves B and C represent the resistors of the present invention containing 10% and 15% by volume of zirconia (ZrO 2 ). In curve A, the resistor baked at 950℃ has a high value of 345kΩ/square, and at the baking temperature of 1000℃
Reduced resistivity of 135kΩ/square and 77k when bake temperature increases to 1025°C
Indicates low resistivity of Ω/square. On the other hand, curve B is for a resistor baked at 950℃.
It shows a high resistivity of 1100 kΩ/square, and the resistivity increases to 1600 kΩ/square and 1700 kΩ/square for baking temperatures of 1000° C. and 1025° C., respectively. Curve C for a resistor with a large amount of zirconia has a higher resistivity,
That is, in the case of baking temperatures of 950° C. and 1000° C., the resistivities are 2600 kΩ/square, 3000 kΩ/square, and 2000 kΩ/square, respectively. The final resistivity is slightly higher than the resistivity of 1700 kΩ/square obtained at the given temperature for the resistor of curve B. In this way, the table and Figure 2 show that zirconia
When added to glaze compositions at 10-15% by volume,
It is shown that the resistivity of the resulting resistor is significantly increased compared to conventional tin oxide resistance materials without zirconia. The graph also shows that when adding an insulating material, increasing the baking temperature only changes the resistivity slightly, without reducing it as significantly as in the secondary material of curve A. . Thus, the addition of insulating material increased the resistivity of the resulting resistor and decreased its sensitivity to changes in baking temperature. In addition to relatively high resistivities, the resistors obtained in the examples did not swell, did not bubble, resisted cutting and breaking, and exhibited desirable physical properties. EXAMPLES Three batches of resistive compositions were prepared in the manner described in the Examples, but the insulating material was calcium zirconate (CaZrO 3 ). Resistors were prepared from the resistor compositions in the manner described in the examples and resistors baked at the following peak temperatures gave the resistivities shown in the table. Resistors containing insulating materials provided increased resistivity, were relatively insensitive to increased bake temperatures, and had desirable physical properties.

【表】【table】

【表】 例 抵抗組成物の3種のバツチを例に記載の方法
で調製したが、絶縁材料はジルコニウム酸バリウ
ム(BaZrO3)であつた。抵抗体を抵抗組成物か
ら例に記載の方法で製造し、そして以下のピー
ク温度で焼付けられた抵抗体は表の示される抵
抗率を与えた。絶縁材料を含む抵抗体は、増大し
た抵抗率を与え、焼付温度の増大に対して比較的
敏感ではなく、そして望ましい物理的特性を有し
ていた。
Table: Examples Three batches of resistive compositions were prepared as described in the examples, but the insulating material was barium zirconate (BaZrO 3 ). Resistors were prepared from the resistor compositions in the manner described in the examples and resistors baked at the following peak temperatures gave the resistivities shown in the table. Resistors containing insulating materials provided increased resistivity, were relatively insensitive to increased bake temperatures, and had desirable physical properties.

【表】 例 抵抗組成物の3種のバツチを例に記載の方法
で調製したが、絶縁材料はジルコニウム酸ストロ
ンチウム(SrZrO3)であつた。抵抗体を抵抗組
成物から例に記載の方法で製造し、そして以下
のピーク温度で焼焼付けられた抵抗体は表に示
される抵抗率を与えた。絶縁材料を含む抵抗体
は、増大した抵抗率を与え、焼付温度の増大に対
して比較的敏感ではなく、そして望ましい物理的
特性を有していた。
TABLE EXAMPLES Three batches of resistive compositions were prepared as described in the examples, but the insulating material was strontium zirconate (SrZrO 3 ). Resistors were prepared from the resistor compositions in the manner described in the examples and resistors baked at the following peak temperatures gave the resistivities shown in the table. Resistors containing insulating materials provided increased resistivity, were relatively insensitive to increased bake temperatures, and had desirable physical properties.

【表】 例 酸化錫90%と酸化タンタル10%とのバツチおよ
び酸化錫75%と酸化タンタル25%とのバツチを与
えるように所定の容量で酸化物を一緒に混合する
ことによつて、酸化錫(SnO2)と酸化タンタル
(Ta2O5)との2種の導電相を調製した。導電相
50容量%を表に示される割合のガラスフリツト
および絶縁材料50容量%と混合することによつ
て、抵抗組成物のバツチを調製した。抵抗体を例
に記載の方法で製造し、そして以下のピーク温
度で焼成された抵抗体は表に示される抵抗率を
与えた。絶縁材料を含む抵抗体は、焼付温度の増
大に対してそれほど敏感でなく、そして望ましい
物理的特性を有していた。
[Table] Example Oxidation by mixing the oxides together in given volumes to give a batch of 90% tin oxide and 10% tantalum oxide and a batch of 75% tin oxide and 25% tantalum oxide. Two conductive phases were prepared: tin (SnO 2 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). conductive phase
Batches of resistive compositions were prepared by mixing 50% by volume with glass frit and 50% by volume of insulating material in the proportions shown in the table. Resistors were manufactured in the manner described in the examples and resistors fired at the following peak temperatures gave the resistivities shown in the table. Resistors containing insulating materials were less sensitive to increased bake temperatures and had desirable physical properties.

【表】【table】

【表】 前記例から、絶縁材料を従来の抵抗体組成物に
添加することによつて提供される本発明の抵抗体
の抵抗率への効果が明らかである。このように、
例は酸化錫うわぐすり材料の組成物にジルコニ
ア(ZrO2)10容量%および15容量%を添加する
ことを示し、一方表は添加剤として酸化タンタ
ル(Ta2O5)を有する酸化錫抵抗組成物への絶縁
材料の効果を示す。同様に、表、表および表
は絶縁材料、即ちジルコニウム酸カルシウム
(CaZrO3)、ジルコニウム酸バリウム(BaZrO3)、
およびジルコニウム酸ストロンチウム(SrZrO3
をそれぞれ従来の酸化錫うわぐすり組成物に添加
した場合の抵抗率への効果を示す。約200kΩ/
スクエア〜1.3メガΩ/スクエアで変化する抵抗
率が得られ、そしてうわぐすり組成物を950℃〜
1025℃の異なる温度で焼付ける際の効果が特に第
2図において従来の酸化錫うわぐすり材料の場合
と比較すると明らかである。 このように、本発明は、以前は抵抗体の物理的
歪および弱化を生じさせるガラス含量の増大によ
つてのみ達成されていた高抵抗率を有する酸化錫
うわぐすり型の抵抗体を製造するための抵抗材料
を与える。また、例は、混合物の約10〜15容量%
の量のジルコニウム酸化物含有の絶縁材料、例え
ばジルコニア(ZrO2)、ジルコニウム酸カルシウ
ム(CaZrO3)ジルコニウム酸バリウム
(BaZrO3)、およびジルコニウム酸ストロンチウ
ム(SrZrO3)を添加することの有効さを示す。
より高い抵抗率を酸化錫型うわぐすり抵抗体に与
える以外に、添加剤は抵抗体の製造時に使用され
た高い焼付温度において達成される抵抗率を安定
化させる。製造時の温度変化の影響が少ないの
で、得られる抵抗体の抵抗率をより良く制御でき
る。本発明によつて提供される広範囲の焼成温度
にわたつての比較的高い抵抗率の維持は、得られ
る抵抗体の抵抗率を実質上変化させずに他の望ま
しい特性を達成するための各種の焼付温度の選択
を可能とする。また、本発明の抵抗体は比較的安
価な材料から作られる。 前記目的は効率良く達成されていることが明ら
かであり、本発明の範囲から逸脱せずに或る種の
変形を行うことができるので、前記事項は説明の
ためのものであつて、限定するものではない。
Table 1 The above examples demonstrate the effect on the resistivity of the resistor of the present invention provided by adding an insulating material to a conventional resistor composition. in this way,
The example shows the addition of 10% by volume and 15% by volume of zirconia (ZrO 2 ) to the composition of tin oxide glaze material, while the table shows the addition of 10% by volume and 15% by volume of zirconia (ZrO 2 ), while the table shows the addition of tin oxide resistance with tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) as an additive. 2 shows the effect of insulating materials on the composition. Similarly, Tables, Tables and Tables show insulating materials, namely calcium zirconate (CaZrO 3 ), barium zirconate (BaZrO 3 ),
and strontium zirconate ( SrZrO3 )
The effect on resistivity when each is added to a conventional tin oxide glaze composition is shown. Approximately 200kΩ/
Resistivity varying from sq to 1.3 MΩ/sq was obtained, and the glaze composition was heated to 950°C to
The effect of baking at a different temperature of 1025° C. is particularly evident in FIG. 2 when compared with the conventional tin oxide glaze material. Thus, the present invention produces tin oxide glaze-type resistors with high resistivities previously achieved only by increasing the glass content, which results in physical distortion and weakening of the resistor. Gives resistance material for. Also, an example is about 10-15% by volume of the mixture
demonstrate the effectiveness of adding zirconium oxide-containing insulating materials such as zirconia (ZrO 2 ), calcium zirconate (CaZrO 3 ), barium zirconate (BaZrO 3 ), and strontium zirconate (SrZrO 3 ) in amounts of .
In addition to providing higher resistivity to the tin oxide type glaze resistor, the additive stabilizes the resistivity achieved at the high baking temperatures used during the manufacture of the resistor. Since the influence of temperature changes during manufacturing is small, the resistivity of the resulting resistor can be better controlled. The maintenance of relatively high resistivity over a wide range of firing temperatures provided by the present invention makes it possible to maintain a relatively high resistivity over a wide range of firing temperatures. Allows selection of baking temperature. Additionally, the resistor of the present invention is made from relatively inexpensive materials. The foregoing is intended to be illustrative and non-limiting, as it is clear that the object has been efficiently achieved and certain modifications may be made without departing from the scope of the invention. It's not a thing.

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

第1図は本発明の抵抗材料を使用して製造され
た抵抗体の一部分の断面図、第2図は例の抵抗
体および従来の抵抗材料から製造された抵抗体の
抵抗率と焼付温度との関係を示すグラフである。 10……抵抗体、12……基板、14……抵抗
材料の層、16……ガラスおよび絶縁材料、18
……導電相粒子。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of a resistor manufactured using the resistive material of the present invention, and FIG. 2 shows the resistivity and baking temperature of the example resistor and resistors manufactured from conventional resistive materials. It is a graph showing the relationship between. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10...Resistor, 12...Substrate, 14...Resistance material layer, 16...Glass and insulating material, 18
...Conductive phase particles.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 硼ケイ酸アルカリ土類金属ガラスフリツト
と、ジルコニウムの酸化物含有の絶縁材料と、酸
化錫と酸化タルタルの微粒子の導電相との混合物
からなり、前記ガラスと絶縁材料は抵抗材料の約
70容量%までの量存在することを特徴とする基板
に適用し焼付けて比較的高い抵抗率および丈夫な
物理的特性を有する電気抵抗体を形成するのに適
したガラス質エナメル抵抗材料。 2 絶縁材料がジルコニア、ジルコニウム酸カル
シウム、ジルコニウム酸バリウム、およびジルコ
ニウム酸ストロンチウムからなる群から選択され
る特許請求の範囲第1項に記載のガラス質エナメ
ル抵抗材料。 3 絶縁材料が混合物の約15容量%までの量で存
在する特許請求の範囲第1項〜第2項のいずれか
に記載のガラス質エナメル抵抗材料。 4 ガラスフリツトが混合物の約50容量%以下の
量で存在する特許請求の範囲第1項〜第2項のい
ずれにか記載のガラス質エナメル抵抗材料。 5 ガラスフリツトおよび絶縁材料が混合物の約
50容量%の量で存在し、そして絶縁材料が混合物
の約15容量%までの量で存在する特許請求の範囲
第1項〜第2項のいずれかに記載のガラス質エナ
メル抵抗材料。 6 絶縁基板および基板表面上の抵抗材料の層か
らなり、抵抗材料が、ジルコニウムの酸化物含有
の絶縁材料を包含する硼ケイ酸アルカリ土類金属
ガラス内に埋設され、かつ全体にわたつて分散さ
れた酸化錫と酸化タンタルの粒子の導電相を包含
し、前記ガラスと絶縁材料は抵抗材料の約70容量
%までの量存在することを特徴とする比較的高い
抵抗率および丈夫な物理的特性を有する電気抵抗
体。 7 絶縁材料がジルコニア、ジルコニウム酸カル
シウム、ジルコニウム酸バリウム、およびジルコ
ニウム酸ストロンチウムからなる群から選択され
る特許請求の範囲第6項に記載の電気抵抗体。 8 絶縁材料が混合物の約15容量%までの量で存
在する特許請求の範囲第6項〜第7項のいずれか
に記載の電気抵抗体。 9 導電相が混合物の約50容量%以下の量で存在
する特許請求の範囲第6項〜第7項のいずれかに
記載の電気抵抗体。 10 ガラスフリツトおよび絶縁材料が混合物の
約50容量%の量で存在し、そして絶縁材料が混合
物の約15容量%までの量で存在する特許請求の範
囲第6項〜第7項のいずれかに記載の電気抵抗
体。
[Scope of Claims] 1 Consisting of a mixture of a borosilicate alkaline earth metal glass frit, an insulating material containing an oxide of zirconium, and a conductive phase of fine particles of tin oxide and tartaric oxide, wherein the glass and the insulating material have a resistance. Approx. of material
A vitreous enamel resistive material suitable for application to a substrate and baking to form an electrical resistor having relatively high resistivity and robust physical properties, characterized in that it is present in an amount of up to 70% by volume. 2. The vitreous enamel resistance material of claim 1, wherein the insulating material is selected from the group consisting of zirconia, calcium zirconate, barium zirconate, and strontium zirconate. 3. A vitreous enamel resistive material according to any one of claims 1 to 2, wherein the insulating material is present in an amount up to about 15% by volume of the mixture. 4. A vitreous enamel resistance material according to any one of claims 1 to 2, wherein the glass frit is present in an amount up to about 50% by volume of the mixture. 5 The glass frit and the insulating material are approximately
A vitreous enamel resistive material according to any of claims 1 to 2, wherein the vitreous enamel resistive material is present in an amount of 50% by volume and the insulating material is present in an amount up to about 15% by volume of the mixture. 6 consisting of an insulating substrate and a layer of resistive material on the surface of the substrate, the resistive material being embedded in and dispersed throughout a borosilicate alkaline earth metal glass containing an oxide-containing insulating material of zirconium; The glass and insulating material contains a conductive phase of tin oxide and tantalum oxide particles, characterized by a relatively high resistivity and robust physical properties characterized by the presence of up to about 70% by volume of the resistive material. Electrical resistor with. 7. The electrical resistor of claim 6, wherein the insulating material is selected from the group consisting of zirconia, calcium zirconate, barium zirconate, and strontium zirconate. 8. An electrical resistor according to any of claims 6 to 7, wherein the insulating material is present in an amount up to about 15% by volume of the mixture. 9. The electrical resistor of any of claims 6 to 7, wherein the conductive phase is present in an amount up to about 50% by volume of the mixture. 10. The glass frit and the insulating material are present in an amount of about 50% by volume of the mixture, and the insulating material is present in an amount up to about 15% by volume of the mixture. electrical resistor.
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