JPH024124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、非酸化性雰囲気中での焼成で厚膜抵
抗体等を形成するための抵抗材料に関する。この
抵抗材料を使用すれば、共通のセラミツク基板に
厚膜抵抗体と卑金属配線導体とを同時に形成する
ことが出来る。 従来の技術 最近、電子回路装置を超小型化するために、多
層セラミツク基板が使用されるようになつた。こ
の種の多層セラミツク基板を低コスト化するため
に、配線導体をニツケル等の卑金属で形成するこ
とが試みられている。 発明が解決しようとする問題点 上述の如く、卑金属で配線導体を形成する場合
には、未焼成セラミツクシート（生シート）に導
体ペーストを塗布したものを非酸化性雰囲気中で
焼成しなければならない。ところが、導体ペース
トと同時に非酸化性雰囲気中で焼成し、実用可能
な特性を得ることが出来る抵抗材料はまだ開発さ
れていない。従つて、卑金属で配線導体を形成す
る従来の多層セラミツク基板においては、各セラ
ミツク層間に配線導体を設け、基板表面上に、抵
抗等の受動素子、トランジスタ等の能動素子、及
びこれ等の配線導体を設けなければならなかつ
た。この結果、セラミツク層中の配線パターンが
粗であるにも拘らず、セラミツク基板表面におけ
る配線パターン及び回路素子の配置が密になり、
電子回路装置の小型化に限界があつた。上述の如
き問題及びこれに類似した問題は、非酸化性雰囲
気中で焼成可能な抵抗材料が得られれば解決され
る。従つて、本発明の目的は、非酸化性雰囲気中
で焼成可能な抵抗材料を提供することにある。 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の抵抗材料
は、珪化タングステン 44.0〜94.0重量部、弗化
カルシウム、弗化ストロンチウム、及び弗化バリ
ウムの内の少なくとも１種の弗化金属 1.0〜
41.0重量部、ガラス 5.0〜55.0重量部から成る。 作 用 上記組成の抵抗材料を使用して抵抗体ペースト
を作り、これをセラミツク生シート上に印刷し、
非酸化性雰囲気中で焼成すれば、実用可能な特性
を有する厚膜抵抗を得ることが出来る。従つて、
ニツケル等の卑金属導体ペーストによる厚膜導体
の形成と同時に卑金属厚膜抵抗を形成することが
出来る。 実施例 １ 次に、本発明の実施例に係わる抵抗材料及びこ
れを利用した多層セラミツク回路基板の形成方法
について述べる。 まず、ガラスを得るために、SiO₂53重量部、
ZnO7.0重量部、CaCO₃12.0重量部、B₂O₃20.0重
量部、BaCO₃8.0重量部を混合し、アルミナルツ
ボ中、1400℃で30分間溶融し、この溶融液を水中
に投入し、急冷させた。このガラスをアルミナ乳
鉢で約50μm程度に粉砕し、更にこれをエタノー
ルと共にポリオチレン製ポツトミルの中に入れ、
アルミナボールで150時間粉砕し、粒径が10μm以
下の粉末状のガラスを得た。 次に、上記ガラスと、W₅Si₃と、CaF₂とを第１
表に示す割合に秤量し、ボールミルに入れて混合
した。次いで、この混合物をアルゴンガス雰囲気
中1200℃で１時間熱処理を行なつた。そして、こ
れをエタノールと共にポリエチレン製のポツトミ
ル中に入れ、アルミナボールで24時間粉砕し、
10μm以下、好ましくは5μm以下の抵抗材料の粉
末を得た。なお、この粉末（抵抗体組成物）の組
成は、最初の原料の組成と実質的に同じである。
しかる後、上記抵抗材料の粉末100重量部と、有
機バインダ（ニトロセルロース10重量部をブチル
カルビトール90重量部で溶かしたもの）25重量部
とを３本ロールミルで混練して約800ポイズの抵
抗体ペーストとした。 一方、上記抵抗体ペーストを印刷するための磁
器生シートを次の方法で作製した。Al₂O₃粉末50
重量部、SiO₂粉末20重量部、SrO粉末25重量部、
Li₂O粉末１重量部、及びMgO粉末４重量部から
なるセラミツク原料粉末と、アクリル酸エステル
ポリマーの水溶液からなるバインダーと、グリセ
リンと、カルボン酸塩及び水と、をそれぞれボー
ルミルに入れて混合して、スリツプを作製し、脱
泡処理した後にドクターブレード法により厚さ
200μmの長尺の生シートを作製した。そして、こ
の生シートから９mm×９mmと６mm×９mmの２種類
の生シート片を切り抜いた。 次に、第１図に示す如く、前者の生シート片１
上に、ニツケル（Ni）粉末と有機バインダとを
３：１の比で混練した導電性ペーストを200メツ
シユのスクリーンを用いて印刷し、125℃、10分
間乾燥することによつて第１図に示す如くNi導
体膜２を形成した。 次に、本発明に係わる抵抗体ペーストを導電性
ペーストと同様にスクリーン印刷し、乾燥するこ
とによつて、第１図に示す如く抵抗体膜３を形成
した。 次に、生シート片１の上に鎖線で示す大きさの
もう一方の生シート片４を積層し、100℃、150
Kg／cm²で熱圧着し、これを酸化性雰囲気中500℃
で熱処理して有機バインダをとばし、N₂（98.5容
積％）＋H₂（1.5容積％）の還元性雰囲気中で1200
℃、２時間焼成し、第２図に示す如く、磁器層１
ａ，４ａの中に、厚膜導体２ａと厚膜抵抗体３ａ
とを有する混成集積回路用の多層磁器回路基板を
完成させた。なお、抵抗体３ａの導体２ａにかか
らない部分の大きさは、３mm×３mmであり、膜厚
は18μmである。 次に、この抵抗体３ａの25℃におけるシート抵
抗をブリツジ法で測定し、且つ、25℃から125℃
の温度範囲での抵抗温度係数を測定したところ、
第１表の結果が得られた。

【表】 上述から明らかな如く、本実施例の抵抗体ペー
ストを磁器生シートに塗布して還元性雰囲気中で
焼成することにより、厚膜抵抗体が得られる。従
つて、Ni等の卑金属ペーストと同時に焼成する
ことが出来る。このため、磁器層内に、Ni等の
ペーストによる厚膜導体と共に、厚膜抵抗を設け
ることが可能になり、混成集積回路の低コスト
化、小型化が出来る。 また、第１表から明らかな如く、 ガラス 5.0〜55.0重量部、 W₅Si₃ 44.0〜94.0重量部、 CaF₂ 1.0〜41.0重量部 の組成によつて、シート抵抗47.2〜7912Ω／口の
厚膜抵抗を得ることが出来る。従つて、組成比を
適宜選択することによつて、任意の抵抗値を得る
ことが出来る。また、抵抗温度係数は−795〜＋
603ppm／℃に収まるので、実用可能な抵抗を提
供することが出来る。 実施例 ２ ガラスの組成が変化しても、実施例１と同様な
作用効果が得られることを確かめるために、次の
如くガラス粉末を作製した。二酸化珪素（SiO₂）
65.0重量部、三酸化二ホウ素（B₂O₃）23.0重量
部、炭酸カルシウム（CaCO₃）8.0重量部、及び
酸化アルミニウム（Al₂O₃）4.0重量部を混合し、
実施例１と同様の手法にて粉末状のガラスを得
た。 次に、このガラスとW₅Si₃及びCaF₂を第２表に
示す比率に混合し、実施例１と同一の方法で抵抗
体組成物の粉末を得、これを使用して実施例１と
同一の方法で同一構造の多層磁器回路基板を形成
し、実施例１と同様に電気的特性を測定したとこ
ろ、第２表の結果が得られた。

【表】 この実施例２から明らかなように、ガラス組成
を変えても抵抗特性に大きな相違は見られない。
つまり、本発明において使用されるガラスは必ず
しも特定された１つの組成に限られるものではな
い。なお、実施例１におけるSiO₂―ZnO―CaO
―B₂O₃―BaO系ガラス、実施例２のSiO₂―B₂O₃
―CaO―Al₂O₃系ガラスはいずれも作業点（１×
10⁴ホイズとなる温度）が900〜1200℃のガラスで
ある。本発明の抵抗体組成物のガラスは、実施例
１及び２の組成のガラスに限ることなく、900〜
1200℃の作業点を有し、且つ還元性雰囲気で焼成
する際に金属化されやすい金属酸化物（PbO，
SnO₂，Bi₂O₃等）を含まないものであれば、どの
ような組成物でもよいことが確かめられている。 実施例 ３ 弗化金属が変化しても、実施例１と同様な作用
効果が得られることを確かめるために、弗化金属
のSrF₂を用意し、実施例１と同一組成のガラス
とW₅Si₃とSrF₂とを第３表の割合に秤量し、これ
を使用して、アルゴンガス雰囲気中の熱処理温度
を900℃にした他は、実施例１の同一方法で抵抗
体組成物を形成した。しかる後、実施例１と同一
方法で、抵抗体ペーストを作り、更に多層磁器回
路基板を作製し、電気的特性を測定したところ、
第３表に示す結果が得られた。

【表】 この第３表から明らかな如く、SrF₂を使用し
ても、CaF₂の場合とほぼ同様な作用効果が得ら
れる。 実施例 ４ 珪化タングステンとしてWSi₂、弗化金属とし
てSrF₂を使用しても実施例１と同様な作用効果
が得られることを確かめるために、実施例１と同
一組成のガラス、WSi₂，SrF₂を第４表に示す割
合に秤量し、アンゴンガス雰囲気での熱処理温度
を1100℃とした他は、実施例１と同一方法で抵抗
体組成物の粉末を作り、これを使用して実施例１
と同一方法で、抵抗体ペーストを作り、更に多層
磁器基板を作り、その電気的特性を測定したとこ
ろ、第４表の結果が得られた。

【表】

【表】 実施例 ５ 珪化タングステンをWSi₂とし、且つ弗化金属
を複数種類としても実施例１と同様な作用効果が
得られることを確かめるために、実施例１と同一
組成のガラス、WSi₂，CaF₂，BaF₂を第５表に示
す割合に秤量し、実施例１と同一方法で抵抗体組
成物の粉末を作り、これを使用して実施例１と同
一方法で、ペーストを作り、更に多層磁器回路基
板を作り、電気的特性を測定したところ、第５表
の結果が得られた。この結果から明らかな如く、
弗化金属を複数種としても、１〜41重量部の範囲
内であれば、１種の場合と同様な作用効果が得れ
る。

【表】 変形例 本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形例が可能なものである。 (a) 弗化金属の種類を３種類にした場合、また珪
化タングステンを複数種の組み合せとした場合
も実施例１と同様な作用効果が得られることが
確かめられている。 (b) ガラスと珪化タングステンと弗化金属との混
合物の焼成温度を900〜1200℃の範囲にするこ
とが望ましいことが確認されている。また、こ
の焼成は、アルゴンガス以外の不活性雰囲気、
又は真空中、又は中性雰囲気、又は還元性雰囲
気で行つてもよい。 (c) 抵抗体ペーストを作るための有機バインダ
は、エチルセルロース等の樹脂を、テレピン
油、ブチルカルビトールアセテート等の高沸点
溶剤に溶かしたものでもよい。また、このバイ
ンダの量は15〜35重量部程度が望ましい。 (d) 生シートと共に抵抗体を焼成する際の雰囲気
は中性雰囲気であつてもよい。 (e) 非酸化性雰囲気中での生シート及び抵抗体及
び導体の焼成は、1050〜1250℃の範囲で行うこ
とが望ましい。なお、この焼成の前に、400〜
600℃の酸化性雰囲気で熱処理を施して有機物
を分解させることが望ましい。 発明の効果 上述から明らかな如く、本発明に係わる抵抗材
料は、非酸化性雰囲気で焼成可能であるので、ニ
ツケル等の卑金属による導体ペーストと共に焼成
することが出来る。従つて、本発明は電子回路装
置の小型化及び低コスト化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる多層磁器回路
基板を作製する際の生シートと導体及び抵抗体の
パターンを示す平面図、第２図は第１図の―
線に相当する部分の焼成後の多層磁器回路基板を
示す断面図である。 １…生シート片、２…導体膜、３…抵抗体膜、
４…生シート片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 珪化タングステン 44.0〜94.0重量部、 弗化カルシウム、弗化ストロンチウム、及び弗
   化バリウムの内の少なくとも１種の弗化金属
   1.0〜41.0重量部、 ガラス 5.0〜55.0重量部、 から成る抵抗材料。 ２ 前記珪化タングステンは、W₅Si₃，WSi₂の
   内の少なくとも１種である特許請求の範囲第１項
   記載の抵抗材料。 ３ 前記ガラスは、作業点が900〜1200℃の範囲
   のものである特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の抵抗材料。