JPH0362033B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、厚膜抵抗層として二酸化タングステ
ン及び／又は二酸化モリブデンを用いたセラミツ
ク電子部品およびその製造法に関するものであ
る。

従来、混成集積回路基板に用いられる厚膜抵抗
層としては、酸化ルテニウム、酸化パラジウム等
の貴金属酸化物とガラス質との混合物からなるも
のが広く知られている。しかしながら、これら厚
膜抵抗層は、厚膜抵抗ペーストを基板上に印刷
後、酸化雰囲気中で焼成する必要がある。従つ
て、例えば、タングステン、モリブデン等の高融
点金属を導体層とするセラミツク配線基板上に厚
膜抵抗層を形成するためには、これら高融点金属
を酸化雰囲気焼成時の酸化から守るために、貴金
属を主成分とする導電性保護層の形成が必要とな
り、コスト高となる問題点があつた。

その他、酸化スズやホウ化ランタン等とガラス
質とからなる厚膜抵抗層も知られているが、これ
らは中性雰囲気中で焼成する必要がある。このた
め、タングステン、モリブデン等の高融点金属を
導体層とするセラミツク配線基板上にこのような
厚膜抵抗層を形成するには、高融点金属導体の表
面に鉄属メツキ等の保護膜を施し、高融点金属か
らなる導体層の酸化を防ぐことが極めて大切であ
る。しかしながら、中性雰囲気といえども完全な
る中性を保持することは極めて困難で、弱い酸化
雰囲気となると鉄属メツキ層の表面がわずかに酸
化され、厚膜抵抗層との界面抵抗の発生や半田漏
れ不良等の問題点が生ずることがあつた。

本発明は、前記のような問題点を解決するため
に成されたものであり、高融点金属導体層や鉄属
メツキ層等が酸化されて導通抵抗が大きくなるこ
とがない還元性雰囲気中で焼成された厚膜抵抗層
を含むセラミツク電子部品及びその製造法を提供
する事を目的とする。

本発明は、セラミツク基板と高融点金属導体層
とを重ね合わせた複層板の高融点金属導体層表面
上に、二酸化タングステン及び／又は二酸化モリ
ブデンとガラス質とを主成分とする厚膜抵抗層を
接続配置したことを特徴とするセラミツク電子部
品を提供しようとするものである。

本発明はさらにセラミツクグリーンシートまた
はセラミツク焼成基板上に、タングステン、モリ
ブデン等の高融点金属より成る導体ペーストを印
刷形成した後、還元性雰囲気中で焼成してセラミ
ツク基板と導体層とより成る複層板を形成し、次
いで、該複層板の露出した導体層上に三酸化タン
グステン及び／又は三酸化モリブデン粉末とガラ
ス粉末とを主成分とする厚膜抵抗ペーストを印刷
し、水素を含む還元性雰囲気中で昇温速度70℃／
分以下で焼成して、二酸化タングステン及び／又
は二酸化モリブデンとガラス質とを主成分とする
厚膜抵抗層を形成することを特徴とするセラミツ
ク部品の製造法を提供しようとするものである。

以下、本発明の構成を詳細に順次工程順に説明
する。

まず、アルミナ、ベリリア等を主成分とするセ
ラミツクグリーンシートを、公知のドクターブレ
ード法等により調整し、混成集積回路基板として
必要な方法に切断した第１図に示すセラミツクグ
リーンシート１を準備する。次いで、そのグリー
ンシート１上にタングステン、モリブデン等の高
融点金属を主成分とする導体ペースト２と、該導
体ペースト２の１部分が露出する開口３を有する
セラミツクグリーンシート１と同一成分を主原料
とする絶縁ペースト４とを、スクリーン印刷によ
り交互に印刷積層する。なお、導体ペースト２と
絶縁ペースト４との積層数は用途に応じて適宜選
択すればよい。そして、セラミツクグリーンシー
ト１の表面に導体ペースト２および絶縁ペースト
３を交互に積層した積層体と、1400〜1800℃の還
元性雰囲気中で５〜180分間焼成し複層体を形成
する。そして、複層体の表面に露出した導体層上
に、好ましくは１〜5μ程度のNiメツキ等の鉄属
メツキ層５を施す。そしてメツキ層５と導体層と
の密着強度を向上させるため、800〜1200℃の温
度で５〜30分程度還元雰囲気中で熱処理する。

次いで、三酸化タングステン及び／又は三酸化
モリブデン５〜60体積％とガラス粉末95〜40体積
％とを混合した厚膜抵抗ペースト６を、メツキ層
上にスクリーン印刷する。なお、この場合用いる
ガラス粉末としては、タングステン、モリブデン
等よりも酸化生成エネルギーの少ない金属の酸化
物、例えば酸化鉛、酸化亜鉛等の含有量が少な
く、かつ熱膨張係数がセラミツクに近く、酸化タ
ングステン、酸化モリブデン等が金属に還元され
る温度よりも低い温度で溶融するものであること
が必要である。例えば具体的なガラス成分として
はSiO₂55〜75％、Al₂O₃3〜10％、B₂O₃15〜25
％、BaO₂2〜７％、K₂O1〜４％、Na₂O1〜４％、
LiO₂0.5〜２％のものがよく、その軟化点は600〜
750℃程度、熱膨張係数は40〜60×10^-7／℃程度
が好ましく、具体的な溶融温度としては、650〜
850℃程度のものが適当である。

次いで、上記厚膜抵抗ペーストを印刷した基板
を、還元雰囲気中好ましくは水素雰囲気中で焼成
し厚膜抵抗を形成し、本発明のセラミツク電子部
品を得る。このとき三酸化タングステン及び／ま
たは三酸化モリブデンは還元されて亜酸化物とな
り、主に二酸化タングステン及び／又は二酸化モ
リブデンに変質し、導電性を示すようになる。三
酸化タングステン及び／又は三酸化モリブデンを
還元して、安定な二酸化タングステン及び／又は
二酸化モリブデンにするための焼成条件として
は、ガラス溶融温度以下の温度で上記反応が充分
完了する必要があるため、昇温速度は70℃／分以
下が好ましく、また最高温度は、二酸化タングス
テン及び／又は二酸化モリブデンが金属化して比
抵抗が著しく低下するのを防ぐため、水素雰囲気
中の酸素分圧にもよるが850℃以下が好ましい。

なお、上記説明では、セラミツクグリーンシー
トを用いた例について述べたが、勿論グリーンシ
ートに限定されるものではなく、焼成されたセラ
ミツク板を用い、その表面に前記導体ペーストお
よび絶縁ペーストを積層しても勿論よいものであ
る。

また、厚膜抵抗ペーストの原料として三酸化タ
ングステン、三酸化モリブデンを用いたが二酸化
タングステン、二酸化モリブデンあるいは焼成導
体を選択することにより、金属タングステン、金
属モリブデン等も用いることができる。

そして、本発明の最も特長とするのは厚膜抵抗
層として水素を含む還元雰囲気中で焼成されたガ
ラス中に二酸化タングステン及び／又は二酸化モ
リブデンが分散接触したものを用いることであ
り、さらにその厚膜抵抗層をガラス酸化物及び／
又はモリブデン酸化物とガラスとの混合物を還元
焼成することにより得ることであつて、そうする
ことにより酸化焼成することなく厚膜抵抗層を有
するセラミツク電子部品を得ることができるもの
である。

以下、実施例につき説明する。

実施例 セラミツク成分として、アルミナ90重量パーセ
ントの他シリカ、マグネシア等を10重量パーセン
ト含む原料に成形助剤としてポリビニルブチラー
ル等の有機バインダーを混合し、ドクターブレー
ド法により厚み0.8mmのセラミツクグリーンシー
トを作成した。

次に、タングステン粉末98重量パーセント、シ
リカ２重量パーセントのメタライズ成分に印刷助
剤を加えた導体ペーストと、グリーンシートと同
一組成の粉末に印刷助剤を加えた絶縁ペーストと
を、グリーンシート上に交互に印刷しパターンを
形成した積層体を得た。次いで、その積層体を露
点35℃の水素と窒素の混合雰囲気中、1550℃ ２
時間保持して焼成し、セラミツク基板を形成し
た。

次に、焼成後の基板上に露出した露出導体上
に、硼化水素浴系無電解ニツケルメツキによりニ
ツケルを2μ析出させ、800℃で熱処理した後、ニ
ツケルメツキ上に第１図に示すようにガラス粉末
を変化させて平均粒径0.7μの三酸化タングステン
粉末とガラス粉末からなるペースト、平均粒径
0.5μの三酸化モリブデン粉末とガラス粉末からな
るペースト、および三酸化タングステン粉末およ
び三酸化モリブデン粉末との等量とガラス粉末か
らなるペーストとを、それぞれニツケルメツキ上
に各々厚さ20〜25μとなるように印刷した。

次いで、露点40℃の水蒸気を含む水素と窒素の
比が１：３の混合ガス中において、昇温速度40
℃／分、最高温度800℃、５分で焼成し、厚膜抵
抗層を有するセラミツク多層配線基板を得た。得
られた二酸化タングステンと二酸化モリブデンよ
りなる厚膜抵抗層の抵抗値を第２図に示す。

なお、上述した実施例においてはセラミツク多
層配線基板の例を説明したが、本発明は上述した
実施例に限定されることはなく、例えばチツプ抵
抗体等のデイスクリート部品等、種々のセラミツ
ク電子部品に応用できる。

以上、実施例から明らかなように、本発明によ
るセラミツク電子部品は、セラミツク基板と高融
点金属導体層とを重ね合わせた複層板の高融点金
属導体層上に、二酸化タングステン及び／又は二
酸化モリブデンとガラス質とよりなる厚膜抵抗層
を接続したものであり、従来の酸化雰囲気中で焼
成された厚膜抵抗層を接続したものと較べて以下
の特徴を有する。

１ 厚膜抵抗層を還元雰囲気で焼成するため、従
来のように耐酸化性の保護膜を形成しなくて
も、内部の卑金属導体を酸化することがないの
で導通抵抗値の安定したセラミツク電子部品を
作成できる。

２ 表面電極に鉄層等の卑金属メツキ層を用いて
も酸化膜が形成されないため、貴金属を使用し
なくても安定した半田漏れ性を有する電極が得
られる。

３ 高価な貴金属による耐酸化性膜を必要とせ
ず、さらに厚膜抵抗材料を貴金属を使用しない
のでセラミツク電子部品を安価に作成できる。

４ 従来達成するのが難しかつた、厚膜抵抗に必
要な広い抵抗範囲10¹〜10⁶Ω／□の要求を、ほ
ぼ満たすことができる。

本発明は以上述べたとおり、厚膜抵抗層として
二酸化タングステン、二酸化モリブデンとガラス
とからなり水素を含む還元雰囲気中で焼成された
厚膜抵抗層を有するセラミツク電子部品であり、
酸化焼成を全く必要としないので導体層が酸化さ
れることがなく、導通抵抗値の安定した安価なセ
ラミツク電子部品を形成できる事となり、電子工
業界の発展に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセラミツク電子部品の要
部断面を示す図、第２図は、本発明による二酸化
タングステンと二酸化モリブデンよりなる厚膜抵
抗層の抵抗値を示すグラフである。 １…セラミツクグリーンシート、２…導体ペー
スト、３…開口部、４…絶縁ペースト、５…鉄属
メツキ層、６…厚膜抵抗ペースト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツク基板と高融点金属導体層とを重ね
   合わせた複層板の高融点金属導体層表面上に、二
   酸化タングステン及び／又は二酸化モルブデンと
   ガラス質とを主成分とする厚膜抵抗層を接続配置
   したことを特徴とするセラミツク電子部品。 ２ セラミツクグリーンシートまたはセラミツク
   焼成基板上に、タングステン、モリブデンの高融
   点金属より成る導体ペーストを印刷形成し、還元
   性雰囲気中で焼成してセラミツク基板と高融点金
   属導体層とより成る複層板を形成し、次いで該複
   層板の露出した導体層上に三酸化タングステン及
   び／又は三酸化モリブデン粉末とガラス粉末とを
   主成分とする厚膜抵抗ペーストを印刷し、水素を
   含む還元性雰囲気中で昇温速度70℃／分以下で焼
   成して、二酸化タングステン及び／又は二酸化モ
   リブデンとガラス質とを主成分とする厚膜抵抗層
   を形成することを特徴とするセラミツク電子部品
   の製造法。