JPH0438121B2

JPH0438121B2 -

Info

Publication number: JPH0438121B2
Application number: JP59009392A
Authority: JP
Inventors: Narayan Purabuu Ashoku; Uooren Hangu Kenisu
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1983-01-21
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1992-06-23
Also published as: US4452844A; JPS59138307A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は改良された抵抗温度係数を持つ低抵
抗値の厚膜抵抗インクおよびそのインクで形成し
た抵抗被膜を有する回路板に関する。〔発明の背景〕多層回路構体の製造において、適当な基板に種
種の機能を持つ厚膜を形成するのに特殊なインク
組成を用いることが知られている。この出願の発
明者は、酸化第一錫をベースとして、これに３酸
化モリブデン更に場合に応じて金属モリブデンを
組合わせた低抵抗値厚膜抵抗インクを開発した。
このインクおよびその製法は、米国特許第
4379195号明細書に開示されているが、こゝでは
それらを参考として述べる。このインクは、従来の基板にも適合するが、特
に、米国特許第4256796号明細書に開示されてい
る回路製造用のポーセレン被覆金属基板に好適す
るものである。こゝでは、この米国特許の基板と
して述べる。このインクは、この米国特許の基板
用として調製された他の種々の機能を持つインク
とも両立する性質を持つている。このインクは、低抵抗値抵抗インクで、即ち、
約５Ω／□から約1000Ω／□までの抵抗値を持つ
ように調製された抵抗インクである。このインク
は、上記の抵抗値範囲の上限値および下限値の両
方で安定な抵抗温度係数を呈することを特長とす
る。〔発明の概要〕この発明による優れた低抵抗値抵抗インクは、
硼酸アルミニウムバリウムガラスまたは硼珪酸カ
ルシウムバリウムガラスと、酸化第一錫、および
３酸化モリブデン単独または３酸化モリブデンと
金属モリブデンとの混合物とから成る導電性成分
と、抵抗温度係数を上げる変更物質としての酸化
カドミウムまたは抵抗温度係数を下げるための変
更物質としての酸化第二鉄、酸化バナジウムまた
はこれらの混合物と、適当な有機ビヒクルとを含
んでいる。〔詳細な説明〕この発明は、ポーセレン被覆金属回路板上に複
雑な単層型または多層型厚膜を形成するのに有効
な、信頼性の高い低抵抗値抵抗インクを提供する
ものである。この発明の抵抗インクは、前記米国
特許第4256796号のポーセレン被覆金属板に形成
される回路に応用して特に有効であるが、アルミ
ナ基板等の現在市販されている通常の基板にも有
効に利用できる。低抵抗の抵抗値の範囲は、明確
に定義されてる訳ではないが、当業者は、一般に
その範囲は約５〜1000Ω／□であると考えてい
る。この出願の発明者の米国特許出願第280937号
明細書（特開昭58−8767号公報対応）に開示され
ている抵抗インクの抵抗値範囲は約10〜500Ω／
□である。この発明に従えば、ある種の抵抗温度
係数変更物質を添加することによつて、従来の範
囲の上限および下限における抵抗インクの抵抗温
度係数の値を安定化させ、許容限度内に入れるこ
とが出来ることが分かつた。更に詳しく述べると、低抵抗値の上限の抵抗
値、即ち、約500〜1000Ω／□の値を持つ抵抗イ
ンクの組成は、大体において負の抵抗温度係数
値、即ち、−300〜−600ppm／℃の値を持つこと
が分かつているが、このような負の値は許容範囲
外である。更に、非常に低い抵抗値、即ち、約５
〜50Ω／□の値を持つ抵抗インクの組成が高い抵
抗温度係数値、即ち、400〜600ppm／℃の値を持
つことが分かつている。抵抗温度係数値は出来る
だけゼロに近いことが必要であるため、この値も
許容範囲外である。この発明に従えば、低抵抗
値、即ち、約５〜1000Ω／□の全範囲に対してゼ
ロに近い抵抗温度係数値を持つ優れた抵抗インク
が得られる。抵抗インクが低抵抗値範囲の上限の抵抗値を持
つ場合、酸化カドミウムを約0.5〜10重量％添加
することにより、その抵抗温度係数値を許容範囲
内に入れることが出来る。また、抵抗インクが低
抵抗値範囲の下限の抵抗値を持つ場合、酸化第二
鉄、酸化バナジウム、叉は、これら両者の混合物
を約0.5〜10重量％添加することにより、その低
抵抗温度係数を許容範囲内に入れることが出来
る。こゝに用いる「酸化バナジウム」という用語
の意味は、３酸化バナジウム（V₂O₃）と５酸化
バナジウム（V₂O₅）の両方を含んでいる。酸化
バナジウムと酸化第二鉄とを共に用いる場合、こ
れらはどのような割合で用いてもよい。これらの
添加物により、抵抗温度係数値を約±200ppm／
℃の許容範囲以内に制御することが出来る。この抵抗インクのガラスフリツト成分は、硼酸
アルミニウムバリウムガラスまたは硼珪酸カルシ
ウムバリウムガラスのどちらでもよい。硼酸アルミニウムバリウムガラスは、重量比
で、 (a) 酸化バリウム約40〜55％、望ましくは約45
％； (b) 酸化アルミニウム約16〜22％、望ましくは約
20％；および (c) ３酸化硼素約14〜40％、望ましくは35％を含
んでいる。硼珪酸カルシウムバリウムガラスは、重量比
で、 (a) 酸化バリウム約40〜55％、望ましくは52％； (b) 酸化カルシウム約10〜15％、望ましくは12
％； (c) ３酸化硼素約14〜25％、望ましくは16％；お
よび (d) ２酸化シリコン約13〜23％、望ましくは20％
を含んでいる。これらのガラスフリツトは、両方とも、前記米
国特許第4256796号の基板に適合する。ガラスフ
リツトは、抵抗インク全体の約10〜65重量％、望
ましくは約15〜30重量％を占める。抵抗インクの有機ビヒクルは、例えば、特にエ
チルセルローズのようなセルローズ誘導体、ポリ
アクリレート、メタクリレート、ポリエステル、
ポリオレフイン等の合成樹脂のような通常の結合
材中の１種あるいは複数種のものである。市販さ
れているビヒクルの中で推奨されるものは、例え
ば、アモコ社（Amoco Chemicals Corp.）製の
純液体ポリブデンAmoco Ｈ−25型、Amoco Ｈ
−50型およびAmoco Ｌ−100型、デユポン社
（E.I.dupont de Nemours and Co.）製のポリメ
タクリル酸ｎ−ブチル等である。必要であれば、
これらの有機ビヒクルに、同様のインク組成物に
通常用いられる例えばパイン油、テルピネオー
ル、ブチルカルビトールアセテート、テキサス社
（Texas Eastman Company）から商標Texanol
という名称で市販されているエステルアルコール
等のような適当な粘度変更剤溶剤、叉は、N.L.
社（N.L.Industries）から商標Thixatrolという
名称で市販されているヒマシ油誘導体等のような
固体材料を含ませることが出来る。有機ビヒクル
は、抵抗インク全体の約５〜40重量％、望ましく
は約20〜30重量％を占める。抵抗インクの導電性成分は、酸化第一錫と３酸
化モリブデンとの混合物であり、また、この３酸
化モリブデンの一部を金属モリブデンと置き換え
たものでもよい。金属モリブデンは、低抵抗値範
囲の下限、即ち、100Ω／□未満、特に約５〜50
Ω／□の抵抗値を持つインクに用いられる。抵抗インクの導電性成分は、３酸化モリブデン
約40〜95重量％、望ましくは約50〜90重量％と、
酸化第一錫約５〜60重量％、望ましくは約10〜50
重量％とを含んでいる。金属モリブデンを用いる
場合は、３酸化モリブデン全体の約５〜70重量％
を金属モリブデンで置き換える。これらの割合
は、３酸化モリブデンの含有量に基づくものであ
り、導電性成分全体の量を基準として決めるもの
ではない。導電性成分は、抵抗インク全体の約30
〜85重量％、望ましくは約45〜65重量％を占め
る。この発明による優れた抵抗インクは、例えば、
通常のアルミナ板または前記米国特許第4256796
号のポーセレン被覆金属板のような基板に、スク
リーンプリント、刷毛塗り、吹付け等の通常の手
段で被着させるが、スクリーンプリントが推奨さ
れる。被着させたこのインク被膜を、次に、空気
中で100〜25℃で約15分間乾燥した後、窒素中で
最高温度850〜950℃で４〜10分間焼成する。この
技術分野で普通に行なわれているように、抵抗イ
ンクは、通常、すべての導電性インクが被着され
焼成された後、基板に被着され焼成される。こ焼
成された被膜の抵抗値は、レーザトリミングまた
は空気磨耗トリミングのような通常の手段で調節
できる。この発明の抵抗インクで形成された被膜
は、低抵抗値範囲の上限および下限の両方におけ
る抵抗温度係数値が許容可能な値になることに加
えて、電流ノイズ特性およびレーザ整形性が良
く、また熱衝撃、半田に対する浸漬、熱の蓄積、
電力負荷および湿度の影響に対する安定性に優れ
ている。次に挙げる例によつて、この発明を更に詳しく
説明するが、この説明は本発明を限定するもので
はない。この例において、別示ない限り、成分量
の割合はすべて重量比で示し、温度はすべて℃で
示す。例１低抵抗値の範囲の上限の抵抗値を持つインクが
次の組成で得られた。

【表】上の組成で、ガラスフリツトの組成は、酸化バ
リウム45％、酸化アルミニウム20％および３酸化
硼素35％から成り、ビヒクルはエチルセルローズ
のエステルアルコート（Texanol）による６％溶
液とした。上記の粉末成分を有機ビヒクルと合わせて、ま
ず手で混合した後、３ロールミルで剪断力を加え
てスクリーンプリントに適する滑らかなペースト
を得た。混合作業中の損失を補い、適当な流動性
を保証するために追加ビヒクルを添加した。導電性銅インクを、前記米国特許第4256796号
明細書に記載された型のポーセレン被覆鋼板上に
被着して焼成した。次に、上記のインクを基板に
印刷し、10分間空気中で125℃で乾燥し、ベルト
式炉内窒素中で最高温度900℃で４〜６分間焼成
した。すべての場合、抵抗被膜の幅は2.54mmであ
つた。面抵抗および熱間の抵抗温度係数（TCR）
値を測定したところ次の表のようになつた。

【表】表の測定結果より、酸化カドミウムが、抵抗
インクの抵抗温度係数値を上げるのに有効である
ことが分かる。例２例１の手順に従つて、低抵抗値の範囲の下限の
抵抗値を持つ抵抗インクが次の組成で得られた。

【表】ガラスフリツトおよび媒体は例１の場合と同じ
であり、例１と同様にスクリーンを用いてインク
層を形成して焼成した後、面抵抗および抵抗温度
係数値を測定したところ、次の表のような結果
が得られた。

【表】表の測定結果より、酸化第二鉄、酸化バナジ
ウムおよびこれらの混合物が、抵抗インクの抵抗
温度係数の値を下げるのに有効であることが分か
る。これらの測定結果より、この発明の変更物質
が、低抵抗値範囲において優れた抵抗温度係数制
御作用を行うことが分かる。また、すべての被膜
は熱的安定性が優れていた。

Claims

【特許請求の範囲】１酸化第一錫と、３酸化モリブデンまたは３酸
化モリブデンと金属モリブデンの混合物とから成
る導電性成分約30〜85重量％と、硼酸アルミニウ
ムバリウムガラスと硼珪酸カルシウムバリウムガ
ラスとから成る群から選択されたガラス約10〜65
重量％と、適当な有機ビヒクル約５〜40重量％
と、 (i) 酸化カドミウムまたは、 (ii) 酸化第二鉄、酸化バナジウムまたはこれら両
者の混合物から成る抵抗温度係数変更物質約0.5〜10重量％
とを含む、回路基板上に抵抗被膜を形成するのに
適する抵抗インク。２約45〜65重量％の上記導電性成分と、約15〜
30重量％の上記ガラスと、約20〜30重量％の上記
ビヒクルと、を含んで成る、特許請求の範囲１項
に記載の抵抗インク。３上記抵抗温度係数変更物質が、抵抗の温度係
数を低下させるために添加されるもので、酸化第
二鉄、酸化バナジウムまたはこれら両者の混合物
から成る、特許請求の範囲１項に記載の抵抗イン
ク。４形成される膜の抵抗値が約５〜50Ω／□であ
る、特許請求の範囲３項に記載の抵抗インク。５上記抵抗温度係数変更物質が抵抗の温度係数
を上昇させるために添加されるもので、酸化カド
ミウムから成る、特許請求の範囲１項に記載の抵
抗インク。６形成される膜の抵抗値が約500〜1000Ω／□
である、特許請求の範囲５項に記載の抵抗イン
ク。７表面の一部に、下記の組成を有する抵抗イン
クの被膜を有する回路板。記ａ酸化第一錫と、三酸化モリブデンまたはは三
酸化モリブデンと金属モリブデンの混合物とか
ら成る導電性成分約30〜85重量％、ｂ硼酸アルミニウムバリウムガラスと硼珪酸カ
ルミウムバリウムガラスとから成る群から選択
されたガラス約10〜65重量％、ｃ適当な有機ビヒクル約５〜40重量％、ｄ(i) 酸化カドミウムまたは、 (ii) 酸化第二鉄、酸化バナジウムまたはこれら
の混合物、から成る抵抗温度係数変更物質0.5〜10重量％。８上記回路板がポーセレン被覆金属板である、
特許請求の範囲第６項に記載の回路板。９上記金属板が鋼板である、特許請求の範囲８
項に記載の回路板。