JPH04254301A - Resistor element and its manufacture - Google Patents

Resistor element and its manufacture

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JPH04254301A
JPH04254301A JP3015178A JP1517891A JPH04254301A JP H04254301 A JPH04254301 A JP H04254301A JP 3015178 A JP3015178 A JP 3015178A JP 1517891 A JP1517891 A JP 1517891A JP H04254301 A JPH04254301 A JP H04254301A
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JP
Japan
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film
paste
resistor
bismuth
ruthenium
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Application number
JP3015178A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Okano
和之 岡野
Chiharu Hayashi
千春 林
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a high quality resistor element with a superior yield and at a low cost which is used for a chip resistor, a variable resistor, a hybrid IC, a thermal printer head, etc. CONSTITUTION:A resistor element is constituted in a structure wherein a bismuth oxide based substratum film 4 is formed for a double oxide based resistance film 3 made of ruthenium and lead oxide, and a lead oxide based substratum film 4 is formed for a double oxide based resistance film 3 made of ruthenium and bismuth. These films are manufactured by printing and baking paste. Hence resistor material is not vaporized in a baking process, the resistance value yield is improved, and a thin oxide film resistor of high quality can be obtained at a low cost.

Description

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

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はチップ抵抗器,可変抵抗
器,ハイブリッドIC及び感熱印字ヘッドなどで使用さ
れる抵抗体及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistor used in chip resistors, variable resistors, hybrid ICs, thermal print heads, etc., and a method for manufacturing the resistor.

【0002】0002

【従来の技術】金属化合物の熱分解によって対応する金
属酸化物の膜を形成する技術を、抵抗膜製造に応用する
と、抵抗膜厚が小さく構成結晶粒子径の小さく揃った抵
抗体が得られる。例えば、ルテニウム化合物を使えば、
金属の蒸着被膜を用いた抵抗体よりも面積抵抗が大きい
にもかかわらず電流ノイズ特性が良好で、さらに酸化物
で構成されているため耐パワー特性も良好な抵抗体を形
成することができる。それとともに、製造装置コスト、
そのランニングコスト及び原材料コストも、印刷と焼成
のみからなる簡単な工程の構成であるため、真空プロセ
スを含む工程よりも小さく抑えることが可能である。
2. Description of the Related Art When a technique of forming a film of a corresponding metal oxide by thermal decomposition of a metal compound is applied to the production of a resistive film, a resistor having a small resistive film thickness and uniform crystal grain sizes can be obtained. For example, if you use a ruthenium compound,
Although the resistor has a larger sheet resistance than a resistor using a vapor-deposited metal film, it has better current noise characteristics, and since it is made of an oxide, it can also have better power resistance. At the same time, manufacturing equipment costs,
The running cost and raw material cost can also be kept lower than a process including a vacuum process because it is a simple process consisting only of printing and firing.

【0003】一方、酸化ルテニウムは高温で昇華するタ
イプの化合物であり、その蒸気圧は高いことが知られて
いる。特に、ルテニウムの複酸化物系は、パイロクロア
型,ペロブスカイト型を問わず、高温における蒸気圧が
非常に高いと思われる。例えば、発明者らの実験によれ
ば、ペロブスカイト型構造を取るルテニウム酸バリウム
やルテニウム酸ストロンチウムを、シリコンや石英ガラ
スを基体として前述の方法で形成した場合、大気中で6
50℃、30分の加熱を行うと完全に揮散して基体上か
ら消失することがわかっている。そこで、基体の材質や
焼成条件の検討を行い物質の揮散を抑制することを試み
たが、揮散によって生じる基体内及び基体間での抵抗値
などの特性のバラツキを実用レベルまで低減させること
はできなかった。
On the other hand, ruthenium oxide is a type of compound that sublimates at high temperatures, and is known to have a high vapor pressure. In particular, ruthenium double oxides, regardless of whether they are pyrochlore or perovskite, are thought to have extremely high vapor pressures at high temperatures. For example, according to experiments conducted by the inventors, when barium ruthenate or strontium ruthenate, which has a perovskite structure, is formed using silicon or quartz glass as a substrate by the method described above, 6
It is known that heating at 50° C. for 30 minutes completely evaporates and disappears from the substrate. Therefore, attempts were made to suppress the volatilization of substances by examining the material of the substrate and the firing conditions, but it was not possible to reduce to a practical level the variation in properties such as resistance within and between substrates caused by volatilization. There wasn't.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、得られ
る抵抗体の抵抗値として要求される範囲を満足するため
には、体積固有抵抗が酸化ルテニウムなどより1オーダ
ー程度高い前述の複酸化物系を使用することが不可欠で
あり、これらの物質が有する上記のような欠点を改善す
る方法を考案しなければならない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to satisfy the range required for the resistance value of the resulting resistor, the above-mentioned double oxide system, which has a volume resistivity that is about one order of magnitude higher than that of ruthenium oxide etc., must be used. Therefore, it is necessary to devise a method to improve the above-mentioned drawbacks of these substances.

【0005】本発明は、この欠点を解消し、電気的特性
にすぐれた抵抗体を、特性のバラツキが小さい状態で生
産できる抵抗体及びその製造方法を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate this drawback and to provide a resistor and a method for manufacturing the same, which can produce resistors with excellent electrical characteristics with little variation in characteristics.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基体と、この基体上に形成された酸化ビ
スマスを主成分とする第1の膜と、この第1の膜上に形
成されたルテニウムと鉛の複合酸化物のみかあるいは抵
抗温度係数調節のための他の金属酸化物との混合物から
なる第2の膜とを備えることを特徴とするものである。 また、本発明は基体と、この基体上に形成された酸化鉛
を主成分とする第1の膜と、この第1の膜上に形成され
たルテニウムとビスマスの複合酸化物のみかあるいは抵
抗温度係数調節のための他の金属酸化物との混合物から
なる第2の膜とを備えることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate, a first film mainly composed of bismuth oxide formed on the substrate, and a first film formed on the substrate. The second film is made of a composite oxide of ruthenium and lead formed in the above-described method, or a mixture thereof with other metal oxides for adjusting the temperature coefficient of resistance. Further, the present invention includes a base, a first film formed on the base and mainly composed of lead oxide, and a composite oxide of ruthenium and bismuth formed on the first film or a resistance temperature It is characterized by comprising a second film made of a mixture with other metal oxides for coefficient adjustment.

【0007】また本発明の製造方法は、構造中にビスマ
スを含む化合物からなる活剤と溶剤と増粘剤とからなる
ペーストを基体上に塗布または印刷して乾燥する工程と
、これを大気中で700℃以下の温度で焼成して第1の
膜を形成する工程と、構造中にルテニウムを含む化合物
と構造中に鉛を含む化合物のみかあるいは構造中にその
他の金属を含む化合物との混合物からなる活剤と溶剤と
増粘剤とからなるペーストを第1の膜上に塗布または印
刷して乾燥する工程と、これを加熱焼成する工程を順次
行うものであり、また構造中に鉛を含む化合物からなる
活剤と溶剤と増粘剤からなるペーストを基体上に塗布ま
たは印刷して乾燥する工程と、これを大気中で700℃
以下の温度で焼成して第1の膜を形成する工程と、構造
中にルテニウムを含む化合物と構造中にビスマスを含む
化合物のみかあるいは構造中にその他の金属を含む化合
物との混合物からなる活剤と溶剤と増粘剤とからなるペ
ーストを第1の膜上に塗布または印刷して乾燥する工程
と、これを加熱焼成する工程を順次行うものである。
[0007] The manufacturing method of the present invention also includes the steps of applying or printing a paste consisting of an active agent consisting of a compound containing bismuth in its structure, a solvent, and a thickener onto a substrate and drying it, and drying the paste in the atmosphere. a step of firing at a temperature of 700°C or less to form the first film, and a mixture of only a compound containing ruthenium in its structure and a compound containing lead in its structure or a compound containing other metals in its structure. A process of coating or printing a paste consisting of an active agent, a solvent, and a thickener on the first film and drying it, and a process of heating and baking it are performed in sequence. A process of coating or printing a paste consisting of an active agent, a solvent, and a thickening agent on a substrate and drying it in the atmosphere at 700°C.
a step of firing at a temperature below to form a first film; A step of applying or printing a paste made of a thickening agent, a solvent, and a thickener onto the first film and drying the paste, and a step of heating and baking the paste are sequentially performed.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、基体とルテニウムと鉛の複合
酸化物を主成分とする第2の膜(抵抗体膜)の間にそれ
ら双方との反応性がある酸化ビスマス系の第1の膜を設
けるか、基体とルテニウムとビスマスの複合酸化物を主
成分とする第2の膜(抵抗体膜)の間にそれら双方との
反応性がある酸化鉛系の第1の膜を設けたものであり、
抵抗体膜の焼成時に下地として設けてある酸化ビスマス
や酸化鉛を主成分とする酸化物膜が融解することにより
、上に形成された抵抗体膜からの成分の揮発を防ぐ効果
がある。
[Operation] According to the present invention, a bismuth oxide-based first film which is reactive with both the substrate and the second film (resistor film) mainly composed of a composite oxide of ruthenium and lead is provided. Either a film is provided, or a lead oxide-based first film that is reactive with both of them is provided between the substrate and a second film (resistor film) mainly composed of a composite oxide of ruthenium and bismuth. It is a thing,
When the resistor film is fired, the oxide film mainly composed of bismuth oxide or lead oxide, which is provided as an underlayer, is melted, which has the effect of preventing the volatilization of components from the resistor film formed above.

【0009】この原因としては、酸化ビスマスや酸化鉛
を主成分とする酸化物系はその融点が低く、金属化合物
の熱分解によって形成された膜を構成するような非常に
小さな粒子である場合には、さらに融点が下がって文献
値(800℃前後)よりもはるかに低くなるものであり
、抵抗体膜の揮発と基体の軟化点に強い相関があって、
基体の軟化点が低いほうが抵抗体膜の揮発が小さくなる
ことに起因するものである。
The reason for this is that oxides whose main components are bismuth oxide and lead oxide have a low melting point, and when they are very small particles such as those forming a film formed by thermal decomposition of a metal compound, The melting point has further decreased and is much lower than the literature value (around 800°C), and there is a strong correlation between the volatilization of the resistor film and the softening point of the substrate.
This is because the lower the softening point of the base, the less volatilization of the resistor film.

【0010】またルテニウム酸鉛においては8配位サイ
トの鉛イオンがビスマスイオンと置換しやすく、ルテニ
ウム酸ビスマスにおいては同様にビスマスイオンが鉛イ
オンと置換しやすいため、抵抗膜の焼成時にこのような
反応が起こることにより、化学的にも抵抗体膜の揮散を
抑制する効果が期待できる。
[0010] In addition, in lead ruthenate, the lead ions at the 8-coordination site are easily replaced by bismuth ions, and in bismuth ruthenate, the bismuth ions are similarly easy to replace with lead ions, so such problems occur during firing of the resistive film. The reaction can be expected to have the effect of chemically suppressing volatilization of the resistor film.

【0011】本発明は、以上の2つのメカニズムによっ
て物質の揮散を抑制することにより、電気的特性のすぐ
れた実用的な抵抗体を特性のバラツキが小さい状態で生
産できる製造方法で提供することができる。
The present invention provides a manufacturing method that can produce practical resistors with excellent electrical characteristics with small variations in characteristics by suppressing volatilization of substances through the above two mechanisms. can.

【0012】0012

【実施例】以下に本発明の一実施例の抵抗体及びその製
造方法について詳細な説明を行う。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A resistor according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be explained in detail below.

【0013】(実施例1)図1(a)に本実施例の抵抗
体の断面図を示す。図において、1は基体、2は電極、
3は抵抗体膜、4は下地膜である。抵抗体膜3は特許請
求の範囲でいう第2の膜、下地膜4は第1の膜に相当す
る。
(Embodiment 1) FIG. 1(a) shows a sectional view of a resistor of this embodiment. In the figure, 1 is a base, 2 is an electrode,
3 is a resistor film, and 4 is a base film. The resistor film 3 corresponds to a second film, and the base film 4 corresponds to a first film in the claims.

【0014】次に具体的な製造方法について説明する。 基体1として、96%アルミナ基板に軟化点725℃の
バリウムホウケイ酸ガラスをグレーズがけしたものを用
いる。次に市販のロジン(品名シルバタック140、荒
川化学製)を等重量のターピネオールに溶解した溶液(
以下、ビヒクル液と呼ぶ)に、オクチル酸ビスマス(旭
電化製)を5.0wt%溶解した溶液を(以下、5−ビ
スマスペーストと呼ぶ)、ステンレスマスク325メッ
シュのスクリーン印刷版を用いて基体上に印刷した。 これを150℃,15分で乾燥した後、30℃/分の昇
温速度で加熱、各所定温度で10分保持した後、同じ速
度で降温するというプロファイルで大気中焼成を行った
。これにより膜厚が300Å程度の淡黄色透明の酸化ビ
スマス系の下地膜4が形成される。
Next, a specific manufacturing method will be explained. As the substrate 1, a 96% alumina substrate glazed with barium borosilicate glass having a softening point of 725° C. is used. Next, a solution of commercially available rosin (product name Silvatac 140, manufactured by Arakawa Chemical) dissolved in an equal weight of terpineol (
A solution (hereinafter referred to as 5-bismuth paste) in which 5.0 wt% bismuth octylate (manufactured by Asahi Denka) was dissolved in a solution (hereinafter referred to as vehicle liquid) was applied onto a substrate using a screen printing plate with a stainless steel mask of 325 mesh. printed on. After drying this at 150° C. for 15 minutes, it was heated at a temperature increase rate of 30° C./min, held at each predetermined temperature for 10 minutes, and then fired in the air using a profile in which the temperature was lowered at the same rate. As a result, a pale yellow transparent bismuth oxide base film 4 having a thickness of about 300 Å is formed.

【0015】これのCuKαによるX線回折図形を図2
に示す。図2から、回折図形11で示される500℃以
下で生成したδ型の酸化ビスマスが基体1のグレーズ中
に含まれるシリカと反応して、600℃になると回折図
形12から明らかなようにほぼ完全にケイ酸ビスマスに
変化することがわかる。このケイ酸ビスマスは、さらに
焼成温度を上げて700℃になると基体1のグレーズと
の反応が進んで回折図形13から明らかなようにガラス
状となる。
The X-ray diffraction pattern of this CuKα is shown in FIG.
Shown below. From FIG. 2, it can be seen that the δ-type bismuth oxide produced at temperatures below 500°C, as shown by the diffraction pattern 11, reacts with the silica contained in the glaze of the substrate 1, and at 600°C, the δ-type bismuth oxide is almost completely produced as shown in the diffraction pattern 12. It can be seen that it changes to bismuth silicate. When the firing temperature is further increased to 700° C., this bismuth silicate reacts with the glaze of the substrate 1 and becomes glassy as is clear from the diffraction pattern 13.

【0016】次に抵抗体膜3形成のためのペーストは、
ビヒクル液20gに対し、オクチル酸ルテニウム0.6
gとオクチル酸鉛0.616gを溶解した溶液(以下、
55RPペーストと呼ぶ。)を用い、この55RPペー
ストではルテニウムと鉛の比が1:1に調整されている
(このペーストについても下地膜4と同じプロファイル
で焼成すればよい。)。
Next, the paste for forming the resistor film 3 is as follows:
Ruthenium octylate 0.6 per 20g vehicle liquid
A solution containing 0.616 g of lead octylate and 0.616 g of lead octylate (hereinafter referred to as
It is called 55RP paste. ), and in this 55RP paste, the ratio of ruthenium to lead is adjusted to 1:1 (this paste may also be fired with the same profile as the base film 4).

【0017】次に、酸化ビスマス系の下地膜4の効果を
検証するため、図2(a)に示すように抵抗体膜3を1
基体あたり1200個作成し、100個のサンプリング
を行って抵抗値のバラツキを調べるとともに、抵抗体成
分の揮発を見積もるため透明なガラス板上に形成して波
長540nmにおける光透過率を測定した。抵抗値測定
サンプルは分割用のスリットが設けられた96%アルミ
ナ基板に、前述と同じガラスグレーズを施し、図2(a
)に示すように電極2として銀−パラジウムを焼きつけ
たものを用いた。これの1個のサイズは2.0×1.2
mm、抵抗体の有効サイズは0.6×0.7mmである
。また、光透過率測定サンプルは基体1として前述のガ
ラスグレーズと似た組成であるコーニング社の7059
ガラス板を用いた。酸化ビスマス系の下地膜4を形成す
るためのペーストは前述と同じ5−ビスマスペーストを
用いた。なお、前述のような焼成条件による結晶構造の
変化は7059ガラス板上でも認められることをX線回
折によって確認した。そして前述の55RPペーストを
用いて抵抗体膜3を形成する。ここで下地膜4,抵抗体
膜3の焼成温度を(表1)に掲げるように変えて形成し
、特性の測定結果を(表1)に示す。
Next, in order to verify the effect of the base film 4 based on bismuth oxide, the resistor film 3 was coated as shown in FIG. 2(a).
1200 resistors were prepared for each substrate, and 100 resistors were sampled to examine the variation in resistance value. In order to estimate the volatilization of resistor components, they were formed on a transparent glass plate and the light transmittance at a wavelength of 540 nm was measured. The resistance value measurement sample was made by applying the same glass glaze as above to a 96% alumina substrate with slits for dividing.
), a baked silver-palladium electrode was used as the electrode 2. The size of one of these is 2.0 x 1.2
mm, and the effective size of the resistor is 0.6 x 0.7 mm. In addition, the light transmittance measurement sample was Corning's 7059, which has a similar composition to the glass glaze mentioned above, as the substrate 1.
A glass plate was used. The same 5-bismuth paste as described above was used as the paste for forming the bismuth oxide base film 4. It was confirmed by X-ray diffraction that the change in crystal structure due to the firing conditions as described above was also observed on the 7059 glass plate. Then, the resistor film 3 is formed using the aforementioned 55RP paste. Here, the base film 4 and the resistor film 3 were formed by changing the firing temperatures as listed in (Table 1), and the measurement results of their characteristics are shown in (Table 1).

【0018】[0018]

【表1】[Table 1]

【0019】この表で、CVはばらつきを示すパラメー
タであり、(数1)で定義されるものである。
In this table, CV is a parameter indicating variation, and is defined by (Equation 1).

【0020】[0020]

【数1】[Math 1]

【0021】この表より、抵抗値のばらつきと光透過率
との間に明らかに相関があり、光透過率が増加する(す
なわち、抵抗体成分の揮発の程度が大きい)ほど抵抗値
のばらつきも大きくなることがわかる。下地膜4の酸化
ビスマス系膜の焼成条件と抵抗値のばらつきの関係は、
抵抗体膜3の焼成条件によらず700℃でばらつきが増
加する。これは、前述のX線回折の結果を加味して次の
ように説明できる。酸化ビスマス系膜を700℃で焼成
すると非晶質化するが、これによって生じるガラス層は
ビスマスを含むとはいえ量的に少ない(膜厚300Å)
ため、組成的には基体1のバリウムホウケイ酸ガラスに
近くなっていると予想される。このため、融点(あるい
は軟化点)が上昇し、抵抗体成分の揮発を抑制する効果
が減少するために、その抵抗値ばらつきが増加する。こ
のデータと(表1)の右端の欄に比較として示した下地
膜形成を行っていない比較例における抵抗体膜のデータ
を比較すると、まだ少しは揮発抑制の効果があると判断
されるが、実用的には好ましくないと思われる。以上よ
り、下地酸化ビスマス系膜の焼成は700℃以下で行う
べきであり、できれば600℃前後で行うのが望ましい
ことがわかる。
From this table, it is clear that there is a correlation between the variation in resistance value and the light transmittance, and as the light transmittance increases (that is, the degree of volatilization of the resistor component increases), the variation in resistance value also decreases. You can see it getting bigger. The relationship between the firing conditions of the bismuth oxide film of the base film 4 and the variation in resistance value is as follows.
Regardless of the firing conditions of the resistor film 3, the variation increases at 700°C. This can be explained as follows, taking into account the results of the X-ray diffraction described above. When a bismuth oxide film is fired at 700°C, it becomes amorphous, but the resulting glass layer, although containing bismuth, is small in quantity (300 Å thick).
Therefore, it is expected that the composition is close to the barium borosilicate glass of Substrate 1. Therefore, the melting point (or softening point) increases and the effect of suppressing volatilization of resistor components decreases, resulting in an increase in resistance value variations. Comparing this data with the data of the resistor film in the comparative example in which no base film was formed, which is shown in the rightmost column of Table 1, it is judged that there is still some effect of suppressing volatilization. This seems undesirable from a practical standpoint. From the above, it can be seen that the base bismuth oxide film should be fired at a temperature of 700°C or lower, preferably around 600°C.

【0022】さらに、下地膜4の酸化ビスマス系膜の焼
成条件を600℃、10分に固定し(従って、ケイ酸ビ
スマスの膜となっている。)抵抗ペースト中のルテニウ
ムと鉛の比率を変化させるとともに、その焼成条件を前
述と同様に変化させて平均抵抗値とばらつきを調べた。 この時、抵抗ペースト中の金属化合物濃度は55RPペ
ーストと同じになるように(表2)に示す配合比で混合
してペーストを作成した。基体の種類とサンプリング個
数は前述の検討と同様である。この結果を(表2)に示
す。
Furthermore, the firing conditions for the bismuth oxide film of the base film 4 were fixed at 600° C. for 10 minutes (therefore, the film was made of bismuth silicate), and the ratio of ruthenium to lead in the resistor paste was varied. The average resistance value and variation were investigated by changing the firing conditions in the same manner as described above. At this time, a paste was prepared by mixing at the compounding ratio shown in Table 2 so that the metal compound concentration in the resistance paste was the same as that of the 55RP paste. The type of substrate and the number of samples sampled were the same as in the previous study. The results are shown in (Table 2).

【0023】[0023]

【表2】[Table 2]

【0024】また、このような酸化ビスマス系膜の効果
を明らかにするため、(表2)の検討とまったく同じサ
ンプルを酸化ビスマス系膜なしで作成し、同様な評価を
行った。この結果を比較例として(表3)に示す。
Furthermore, in order to clarify the effect of such a bismuth oxide film, the same sample as in the study shown in Table 2 was prepared without the bismuth oxide film, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 3 as a comparative example.

【0025】[0025]

【表3】[Table 3]

【0026】(表2)及び(表3)から明白に判断され
るように、酸化ビスマス系膜を下地として設けた場合に
はCV値が小さく、抵抗値のばらつきを少なくする効果
がある。この効果は、抵抗体中に含まれるルテニウムと
鉛の比率にほとんど関係なく現れ、本発明者らが意図し
たメカニズムの正当性を示していると思われる。
As clearly judged from Tables 2 and 3, when a bismuth oxide film is provided as a base, the CV value is small and there is an effect of reducing variations in resistance value. This effect appears almost regardless of the ratio of ruthenium to lead contained in the resistor, and seems to demonstrate the validity of the mechanism intended by the present inventors.

【0027】以上のように本実施例によれば、揮発防止
のための酸化ビスマス系膜を下地として焼成温度700
℃以下で設け、その上にルテニウムと鉛の複酸化物系膜
を抵抗体として設けることにより、抵抗値ばらつきが実
用レベルにある抵抗体を製造することができる。
As described above, according to this embodiment, the bismuth oxide film for preventing volatilization is used as the base and the firing temperature is 700.
By forming the resistor at a temperature of 0.degree.

【0028】(実施例2)以上の検討に基づいて、本発
明の第2の実施例として抵抗値温度係数の調節を目的と
して種々の金属を抵抗体膜3中に添加した。これは、ペ
ースト中に種々の金属の有機化合物を添加することによ
って行われ、その際のペースト中金属濃度は55RPペ
ーストと同様になるように調整された。検討した金属と
しては、Co,Fe,Ni,Mn,Ti,In,Cu,
V,Cr,Zn,Cd,Sn,Ag,Y,Zr,Nb,
Rh,Pt,La,Ce,Au,Ca,Sr,Baなど
が挙げられ、有機基の種類としてはオクチル酸,アセチ
ルアセトン,アルコキシドなどである。酸化ビスマス系
膜を600℃,10分の条件で形成した基体1(前記と
同様、1基体あたり1200個)に、これらの金属を含
有するペーストを用いて700℃,10分の条件で抵抗
体膜3を作成して抵抗値のばらつきを評価したところ、
いずれの組成においても(表2)に示した程度のCV値
であることがわかった。ただ、上記の金属を非常に多く
含有させた組成(ルテニウムと鉛の合計に対して約50
mol%以上)ではCV値が10%を越えるサンプルが
見られるようになり、抵抗温度係数の調節には少量の添
加で効果のあるCo,Fe,Ni,Mn,Vなど遷移金
属を用いるのが望ましいと思われる。この結果ルテニウ
ム45mol%,鉛45mol%,マンガン10mol
%の組成のペーストを使用して、平均抵抗値7.4kΩ
/□、CV値5.2%、抵抗温度係数15ppm/℃(
−55℃から125℃の間の平均)という特性の抵抗体
を製造できた。
(Example 2) Based on the above study, as a second example of the present invention, various metals were added to the resistor film 3 for the purpose of adjusting the temperature coefficient of resistance. This was done by adding organic compounds of various metals into the paste, and the metal concentration in the paste was adjusted to be similar to the 55RP paste. The metals studied include Co, Fe, Ni, Mn, Ti, In, Cu,
V, Cr, Zn, Cd, Sn, Ag, Y, Zr, Nb,
Examples of the organic group include Rh, Pt, La, Ce, Au, Ca, Sr, and Ba, and examples of the organic group include octylic acid, acetylacetone, and alkoxide. A resistor was formed on the substrate 1 (1200 pieces per substrate as above) on which a bismuth oxide film was formed at 600°C for 10 minutes using a paste containing these metals at 700°C for 10 minutes. When film 3 was created and the variation in resistance value was evaluated,
It was found that all compositions had CV values as shown in Table 2. However, the composition contains a very large amount of the above metals (approximately 50% of the total of ruthenium and lead).
mol% or more), some samples have CV values exceeding 10%, and it is recommended to use transition metals such as Co, Fe, Ni, Mn, and V, which are effective even when added in small amounts, to adjust the temperature coefficient of resistance. Seems desirable. As a result, ruthenium 45 mol%, lead 45 mol%, manganese 10 mol%
Using a paste with a composition of %, the average resistance value was 7.4 kΩ.
/□, CV value 5.2%, resistance temperature coefficient 15ppm/℃ (
It was possible to manufacture a resistor with characteristics of (average temperature between -55°C and 125°C).

【0029】(実施例3)以下に、本発明の第3の実施
例について説明する。
(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described below.

【0030】ビヒクル液にオクチル酸鉛(半井化学製)
を7.0wt%となるように溶解し、これを酸化鉛系膜
形成用ペーストとした。第1の実施例と同様な基体に印
刷,乾燥した後、同様に焼成を行い下地膜4を形成する
。この膜の生成した結晶相をX線回折で調べたところ、
500℃から650℃までは酸化鉛、700℃では非晶
質であることがわかった。
[0030] Lead octylate (manufactured by Hanui Chemical Co., Ltd.) in the vehicle liquid
was dissolved to a concentration of 7.0 wt%, and this was used as a paste for forming a lead oxide film. After printing and drying on the same substrate as in the first embodiment, baking is performed in the same manner to form the base film 4. When the crystal phase formed in this film was examined by X-ray diffraction, it was found that
It was found that from 500°C to 650°C it is lead oxide, and at 700°C it is amorphous.

【0031】そして、ビヒクル液20gに対しオクチル
酸ルテニウム0.6gとオクチル酸ビスマス0.86g
を溶解して作成されたペースト(以下、55RBペース
トと呼ぶ)を用いて、第1の実施例と全く同様に抵抗体
膜3を形成する。これに第1の実施例と同様の検討を行
って酸化鉛系の下地膜4のルテニウムとビスマスの複酸
化物系の抵抗体膜3に対する効果を調べたところ、第1
の実施例とほぼ同等の結果が得られた。
[0031] Then, 0.6 g of ruthenium octylate and 0.86 g of bismuth octylate were added to 20 g of vehicle liquid.
A resistor film 3 is formed in exactly the same manner as in the first embodiment using a paste prepared by dissolving the 55RB paste (hereinafter referred to as 55RB paste). The same study as in the first embodiment was conducted to investigate the effect of the lead oxide based base film 4 on the ruthenium and bismuth double oxide based resistor film 3.
Almost the same results as in Example 1 were obtained.

【0032】また抵抗温度係数調節のために第2の実施
例に従って遷移金属添加物を加えて検討した結果、60
0℃,10分で酸化鉛系下地膜を形成し、その上にルテ
ニウム42.5mol%,ビスマス42.5mol%,
コバルト15mol%の組成の膜を700℃,10分で
形成することにより、平均抵抗値5.25kΩ/□,C
V値2.3%、抵抗温度係数3ppm/℃の特性を持つ
抵抗体が製造できた。
Further, as a result of adding a transition metal additive according to the second embodiment to adjust the temperature coefficient of resistance, it was found that 60
A lead oxide based base film was formed at 0°C for 10 minutes, and 42.5 mol% of ruthenium, 42.5 mol% of bismuth,
By forming a film with a composition of 15 mol% cobalt at 700°C for 10 minutes, the average resistance was 5.25 kΩ/□, C
A resistor having characteristics of a V value of 2.3% and a resistance temperature coefficient of 3 ppm/°C was manufactured.

【0033】以上のように本実施例によれば、揮発防止
のための酸化鉛系膜を下地として焼成温度700℃以下
で設け、その上にルテニウムとビスマスの複酸化物系膜
を抵抗体として設けることにより、抵抗値ばらつきが実
用レベルにある抵抗体を製造することができる。
As described above, according to this embodiment, a lead oxide film for preventing volatilization is formed as a base at a firing temperature of 700° C. or less, and a ruthenium and bismuth double oxide film is formed on top of it as a resistor. By providing this, it is possible to manufacture a resistor whose resistance value variation is at a practical level.

【0034】なお、以上の実施例においては抵抗体構造
として図2(a)に示されたものを検討したが、電極と
して抵抗体膜よりも低い温度で形成可能な材料(例えば
、500〜700℃焼成の銀ペーストや真空蒸着法,ス
パッタ法による金属薄膜など)を使用するならば、図2
(b)に示した構造(電極後づけタイプ)で実施しても
実施例と同様の効果が得られる。
In the above embodiments, the resistor structure shown in FIG. Figure 2
Even if the structure shown in (b) (electrode post-installation type) is used, the same effects as in the example can be obtained.

【0035】また、本発明の目的が抵抗体成分の焼成プ
ロセスにおける揮発を抑制することにあることから推測
できるように、図2において抵抗体膜24と膜25を逆
の位置関係に設けた構造についても検討を行った。この
場合には、抵抗体膜からの物質揮散が激しくならない温
度(400〜500℃)で、まず抵抗体膜を焼成し、そ
の後膜25を印刷,乾燥,焼成するというプロセスとな
るが、低温で焼成されていることが原因で抵抗体膜の強
度が小さいため膜25を形成する過程において抵抗体膜
が傷ついたりあるいは基体から剥離して脱落するという
ことが発生した。
Furthermore, as can be inferred from the fact that the purpose of the present invention is to suppress volatilization of resistor components during the firing process, the structure in which the resistor film 24 and the film 25 are provided in the opposite positional relationship in FIG. We also considered the following. In this case, the process involves first firing the resistor film at a temperature (400 to 500°C) at which the volatilization of substances from the resistor film is not severe, and then printing, drying, and firing the film 25, but at a low temperature. Since the strength of the resistor film is low due to being fired, the resistor film may be damaged or peeled off from the base during the process of forming the film 25.

【0036】なお、基体1に関しては、明らかに判断さ
れるように、800〜900℃程度の耐熱性を有する材
料であれば使用することができるが、形成される膜の厚
みが300〜1000Åと小さいため、その表面平滑性
には注意を要する。例えば、市販の96%アルミナ基板
の表面を用いると、それにグレーズ処理したものを用い
た場合に比べて抵抗値は増大し、ばらつきも増加する。 特に、抵抗値のばらつきに対してきわめて精密な制御が
要求される感熱印字ヘッドの発熱抵抗体を製造する際な
どには、基体1表面の平滑性を注意深く評価する必要が
ある。
Regarding the substrate 1, as is clearly judged, any material can be used as long as it has heat resistance of about 800 to 900°C, but if the thickness of the formed film is 300 to 1000 Å, Because it is small, care must be taken to ensure its surface smoothness. For example, if the surface of a commercially available 96% alumina substrate is used, the resistance value will increase and the variation will increase compared to the case where a glazed surface is used. In particular, when manufacturing a heating resistor for a thermal print head, which requires extremely precise control over variations in resistance, the smoothness of the surface of the substrate 1 must be carefully evaluated.

【0037】また、以上の実施例においてはペーストの
ビヒクルとしてα−ターピネオールにロジンを溶解させ
たものを用いているが、これは本実施例で適用した印刷
方法がスクリーン印刷であることによるものであり、溶
剤と樹脂については他の各種印刷に適合するように選択
し、調整することが可能である。原料である金属化合物
もそれにしたがって選択されるべきであり、本実施例で
選ばれた化合物に限定されるものではない。
[0037]Also, in the above examples, a paste vehicle in which rosin was dissolved in α-terpineol was used, but this was because the printing method applied in this example was screen printing. Yes, solvents and resins can be selected and adjusted to suit other types of printing. The metal compound as a raw material should also be selected accordingly, and is not limited to the compound selected in this example.

【0038】以上のように、本実施例によれば、抵抗値
5〜7Ω/□で抵抗温度係数が0ppm/℃に近い電気
的特性のすぐれた抵抗体を、低コストで、しかも実用的
な歩留まりで製造することが可能となり、工業上の効果
は大きい。
As described above, according to this embodiment, a resistor with excellent electrical characteristics with a resistance value of 5 to 7 Ω/□ and a resistance temperature coefficient close to 0 ppm/°C can be manufactured at a low cost and in a practical manner. It becomes possible to manufacture with a high yield, which has a great industrial effect.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように本発明は、抵抗体物質の焼
成プロセスにおける揮散が少なくなり、電気的特性にす
ぐれた抵抗体を、特性のばらつきが小さい状態で生産で
きる抵抗体及びその製造方法を提供することができる。
As described above, the present invention provides a resistor and a method for manufacturing the same, which reduce volatilization of the resistor material during the firing process and can produce a resistor with excellent electrical characteristics with little variation in characteristics. can be provided.

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

【図1】(a),(b)本発明の一実施例による抵抗体
の構造を示す断面図
[Fig. 1] (a), (b) Cross-sectional views showing the structure of a resistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における酸化ビスマス系
膜の焼成温度による結晶相の変化を示したCuKαによ
るX線回折の特性図
[Fig. 2] Characteristic diagram of X-ray diffraction using CuKα showing changes in crystal phase depending on firing temperature of bismuth oxide film in the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  基体 2  電極 3  抵抗体膜 4  下地膜 1 Base 2 Electrode 3 Resistor film 4 Base film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基体と、この基体上に形成された酸化ビス
マスを主成分とする第1の膜と、この第1の膜上に形成
されたルテニウムと鉛の複合酸化物のみかあるいは抵抗
温度係数調整のための他の金属酸化物との混合物からな
る第2の膜とを備えることを特徴とする抵抗体。
Claim 1: A base body, a first film formed on the base body mainly composed of bismuth oxide, and a composite oxide of ruthenium and lead formed on the first film, or only a resistance temperature. A resistor comprising a second film made of a mixture with another metal oxide for coefficient adjustment.
【請求項2】基体と、この基体上に形成された酸化鉛を
主成分とする第1の膜と、この第1の膜上に形成された
ルテニウムとビスマスの複合酸化物のみかあるいは抵抗
温度係数調節のための他の金属酸化物との混合物からな
る第2の膜とを備えることを特徴とする抵抗体。
[Claim 2] A base, a first film mainly composed of lead oxide formed on the base, and a composite oxide of ruthenium and bismuth formed on the first film or a resistance temperature. and a second film made of a mixture with another metal oxide for coefficient adjustment.
【請求項3】構造中にビスマスを含む化合物からなる活
剤と溶剤と増粘剤とからなるペーストを基体上に塗布ま
たは印刷して乾燥する工程と、これを大気中で700℃
以下の温度で焼成して第1の膜を形成する工程と、構造
中にルテニウムを含む化合物と構造中に鉛を含む化合物
のみかあるいは構造中にその他の金属を含む化合物との
混合物からなる活剤と溶剤と増粘剤とからなるペースト
を第1の膜上に塗布または印刷して乾燥する工程と、こ
れを加熱焼成する工程を順次行うことを特徴とする請求
項1記載の抵抗体の製造方法。
3. A step of coating or printing a paste consisting of an active agent consisting of a compound containing bismuth in its structure, a solvent, and a thickener on a substrate and drying the paste at 700° C. in the atmosphere.
A step of firing at a temperature below to form a first film; 2. The resistor according to claim 1, wherein the steps of applying or printing a paste made of a thickener, a solvent, and a thickener onto the first film and drying the paste, and heating and baking the same are performed in sequence. Production method.
【請求項4】構造中に鉛を含む化合物からなる活剤と溶
剤と増粘剤からなるペーストを基体上に塗布または印刷
して乾燥する工程と、これを大気中で700℃以下の温
度で焼成して第1の膜を形成する工程と、構造中にルテ
ニウムを含む化合物と構造中にビスマスを含む化合物の
みかあるいは構造中にその他の金属を含む化合物との混
合物からなる活剤と溶剤と増粘剤とからなるペーストを
第1の膜上に塗布または印刷して乾燥する工程と、これ
を加熱焼成する工程を順次行うことを特徴とする請求項
2記載の抵抗体の製造方法。
4. A step of applying or printing a paste consisting of an active agent consisting of a compound containing lead in its structure, a solvent, and a thickening agent onto a substrate and drying the paste at a temperature of 700°C or less in the atmosphere. a step of firing to form a first film, and an active agent and a solvent consisting of only a compound containing ruthenium in its structure and a compound containing bismuth in its structure or a mixture of a compound containing other metals in its structure. 3. The method of manufacturing a resistor according to claim 2, wherein the steps of applying or printing a paste containing a thickener on the first film and drying the paste, and heating and baking the paste are sequentially performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009130103A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Koa Corp Resistor

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