JPH08268722A - RuO2 粉末の製造方法 - Google Patents

RuO2 粉末の製造方法

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JPH08268722A
JPH08268722A JP9581795A JP9581795A JPH08268722A JP H08268722 A JPH08268722 A JP H08268722A JP 9581795 A JP9581795 A JP 9581795A JP 9581795 A JP9581795 A JP 9581795A JP H08268722 A JPH08268722 A JP H08268722A
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JP
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ruo
particles
powder
compound
aqueous solution
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JP9581795A
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Katsuhiro Kawakubo
勝弘 川久保
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分散性が良好で、かつ、粒度分布が狭く、厚
膜抵抗体を構成したときの面積抵抗値のばらつきが小さ
く、かつ、ノイズ特性が良好なRuO2 粉末を提供す
る。 【構成】 不定形酸化ルテニウム水和物を300〜10
00℃で焙焼してRuO2 粒子を得、RuO2 に対しK
およびNaの少なくとも一方が0.1〜10.0モル%
となるように用意したKOH水溶液、NaOH水溶液ま
たはこれらの混合水溶液に前記RuO2 粒子を浸漬し、
前記水溶液を蒸発させてKOHおよび/またはNaOH
で被覆したRuO2 粒子を得、該RuO2 粒子を200
〜1000℃で焙焼したのち、水洗、乾燥することを特
徴とするRuO2 粉末の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗値分布が小さく、
ノイズ特性の良好な厚膜抵抗ペーストを構成するための
RuO2 粉末を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】RuO2 粉末はRuO2 成分とガラス成
分の比率を変えることによって緩やかに抵抗値が変わる
抵抗体が形成できるため、厚膜抵抗体の導電物として広
く用いられている。抵抗値分布が小さく、ノイズ特性の
良好な厚膜抵抗体を形成するためには、RuO2 粉末は
微細で、凝集が少なく、分散性が良好で、粒度分布の狭
いことが必要である。RuO2 粉末の製造方法として
は、一般に塩化ルテニウムの酸性溶液をアルカリで中和
するか、ルテニウム酸アルカリ金属塩の溶液をアルコー
ルや蟻酸等で中和還元して折出させた不定形酸化ルテニ
ウム水和物を高温で焙焼することによって製造されてい
る。
【0003】これらの製造方法においては、製造の条
件、その他の処理条件によって、RuO2 粉末の粒度が
大きく異なるため、RuO2 水和物に粒子成長抑制剤と
してアルカリ金属イオンを添加し焙焼する方法(特開昭
59−50032号公報)や、不定形酸化ルテニウム粉
末にK、Naを付着させた後、焙焼したRuO2 粉末を
用いて抵抗体ペーストを得る方法(特公昭63−558
41号公報)が考えられている。しかしながら、この方
法では、K、Naの添加量や付着量が多いとRuO2
末の粒度が小さくなりすぎて、凝集しやすく、K、Na
の添加量や付着量が少ないと、粉末の粒度は大きくな
り、分散性は良くなるが、粒度分布が広くなり、分散性
が良好でかつ粒度分布が狭いRuO2 粉末を製造するこ
とが困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、分散性が良
好でかつ粒度分布が狭く、厚膜抵抗体を構成したときの
抵抗値分布が小さく、しかもノイズ特性が良好なRuO
2粉末を製造する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるRuO2
粉末の製造方法は、第1の態様によれば、不定形酸化ル
テニウム水和物を300〜1000℃で焙焼してRuO
2 粒子を得、RuO2に対しKおよびNaの少なくとも
一方が0.1〜10.0モル%となるように用意したK
化合物水溶液、Na化合物水溶液またはこれらの混合水
溶液に前記RuO2 粒子を浸漬し、前記水溶液を蒸発さ
せてK化合物および/またはNa化合物で被覆したRu
2 粒子を得、該RuO2 粒子を200〜1000℃で
焙焼したのち、水洗、乾燥してRuO2 粉末を得る。
【0006】また、第2の態様によれば、不定形酸化ル
テニウム水和物を300〜1000℃で焙焼してRuO
2 粒子を得、RuO2 に対しKおよびNaの少なくとも
一方が0.1〜10.0モル%となるように用意したK
化合物水溶液、Na化合物水溶液またはこれらの混合水
溶液に前記RuO2 粒子を浸漬し、前記水溶液を蒸発さ
せてK化合物および/またはNa化合物で被覆したRu
2 粒子を得、該RuO2 粒子に対し200〜1000
℃で第1段の焙焼を行ったのち、水洗、乾燥し、さら
に、300〜1000℃で第2段の焙焼を行ってRuO
2粉末を得る。
【0007】さらに、上記K化合物、Na化合物は、
K、Naの酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩から選ば
れる。
【0008】
【作用】本発明では、不定形酸化ルテニウム水和物を焙
焼して得られたRuO2 粒子に、例えば、KOHおよび
NaOHの少なくとも一方を被覆させ、再び焙焼したの
ち、水洗、乾燥する。ここで用いられる不定形酸化ルテ
ニウム水和物は、従来から行われているいかなる合成方
法で合成されたものであってよい。不定形酸化ルテニウ
ム水和物の粒度は、100オングストローム以下であ
る。この不定形酸化ルテニウム水和物を300〜100
0℃で焼くと焼結され、100〜2000オングストロ
ームぐらいの凝集しやすいRuO2 粒子となる。このR
uO2 粒子を、例えば、KOH、NaOH水溶液または
これらの混合水溶液に浸け、蒸発(乾固)させると、R
uO2 粒子の表面にKOHおよび/またはNaOHが被
覆した状態となる。この被覆粒子を、200〜1000
℃で焙焼すると、K2RuO4 やNa2RuO4 のような
水溶性塩の表面層ができる。
【0009】ここで、100オングストロームぐらいの
細かいRuO2は、全体がNa2RuO4 となってしま
い、水洗により、それ全体が溶解して除去される。そし
て、粗いRuO2 −K2RuO4は、表面のみが水洗さ
れ、粒度が幾分か小さくなる。その結果、比較的粒度の
そろったRuO2 粉末ができる。このRuO2 粉末に対
して、さらに300〜1000℃の温度で第2段の焙焼
を行うと、水洗された表面が加熱されて、結晶性が回復
する。不定形酸化ルテニウム水和物の焙焼温度を300
〜1000℃に限定した理由は次の通りである。すなわ
ち、300℃より低い温度では、不定形酸化ルテニウム
水和物が完全にRuO2 にならないのであって、逆に1
000℃より高い温度ではRuO2 の粒度が大きくなり
すぎ、またRuO2 がRuO4 となって揮発してしま
い、RuO2 の収率が低下するためである。
【0010】不定形酸化ルテニウム水和物を焙焼して得
られたRuO2 にK化合物やNa化合物、例えばKOH
および/またはNaOHで被覆し、200〜1000℃
で焙焼すると、RuO2 とK、Naが反応し、K2Ru
4あるいはNa2RuO4で表されるルテニウム酸アル
カリ金属塩がRuO2 粒子の表面に生成する。このと
き、粒度の小さい場合、RuO2 粒子は完全にルテニウ
ム酸アルカリ金属塩になり、粒度の大きい場合、RuO
2 粒子は表面層のみがルテニウム酸アルカリ金属塩に変
化する。そして、粒度の大きいRuO2 粒子では、表面
層においてRuO2とルテニウム酸アルカリ金属塩の変
化が平衡に達するため、結晶性の高いRuO2 が得られ
るものと考えられる。不定形酸化ルテニウム水和物を焙
焼して得られたRuO2 粒子を被覆するために、KやN
aの量をRuO2 に対し0.1〜10.0モル%に限定
した理由は次の通りである。すなわち、0.1モル%よ
りも少ないと効果がなく、10.0モル%よりも多い
と、ルテニウム酸アルカリ金属塩に変化するRuO2
多すぎて収率が低下し過ぎるためである。
【0011】K、Naの供給源としてはどの様な化合物
でも良く、例えば酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等
が挙げられる。これらの化合物は水溶液の形でRuO2
粒子に付着させることが好ましい。K、Naの化合物で
被覆したRuO2 粒子を焙焼する温度を200〜100
0℃に限定した理由は次の通りである。すなわち、20
0℃より低い温度ではRuO2 がルテニウム酸アルカリ
金属塩に変化しないため効果がなく、1000℃より高
い温度ではRuO2 がRuO4 となって揮発し、RuO
2 の収率が低下するためである。K、Naの化合物を被
覆させ焙焼して得られたRuO2 粉末を水洗するのは、
表面層のルテニウム酸アルカリ金属塩をRuO2 粉末か
ら取り除くためである。ルテニウム酸アルカリ金属塩は
水に溶解しやすいため、RuO2 粉末から容易に分離で
きる。なお、100オングストローム程度以下の粒度で
は、粒子全体が取り除かれる。水洗によりルテニウム酸
アルカリ金属塩を取り除いたRuO2 粉末は、乾燥し、
厚膜抵抗ペーストの原料に使用する。このときの乾燥方
法はいかなる方法でもよい。
【0012】また、水洗によりルテニウム酸アルカリ金
属塩を取り除いたRuO2 粉末を乾燥後、300〜10
00℃で再び焙焼することによって、さらに分散性の良
好なRuO2 粉末が得られる。これは、第2段の焙焼を
行うことによってRuO2 の結晶性が向上するためと考
えられる。第2段の焙焼の温度を300〜1000℃に
限定した理由は次の通りである。すなわち、300℃よ
り低い温度では効果がなく、1000℃より高い温度で
はRuO2 の結晶が成長し、粒度が大きくなりすぎ、ま
たRuO2 がRuO4 となって揮発しRuO2 の収率が
低下するためである。
【0013】
【実施例】
(実施例1)K2RuO4溶液をメタノールで還元して1
00オングストローム以下の粒度の不定形酸化ルテニウ
ム水和物を得た。該不定形酸化ルテニウム水和物を水洗
し、不純物を取り除いた後、600℃で2時間焙焼して
100〜2000オングストロームの粒度のRuO2
子を得た。RuO2 に対しKが0.1モル%となるよう
に前記RuO2 粒子をKOH溶液に懸濁し、110℃で
蒸発(乾固)させた後、800℃で2時間焙焼した。得
られたRuO2 粉末を水洗した後、110℃で乾燥し
た。
【0014】(実施例2)K2RuO4溶液をメタノール
で還元して100オングストローム以下の粒度の不定形
酸化ルテニウム水和物を得た。該不定形酸化ルテニウム
水和物を水洗し、不純物を取り除いた後、800℃で2
時間焙焼して100〜2000オングストロームの粒度
のRuO2 粒子を得た。RuO2 に対しKが1.0モル
%となるように前記RuO2 粒子をKOH溶液に懸濁
し、110℃で乾燥(乾固)後、800℃で2時間焙焼
した。得られたRuO2 粉末を水洗した後、110℃で
乾燥した。
【0015】(実施例3)K2RuO4溶液をメタノール
で還元して100オングストローム以下の粒度の不定形
酸化ルテニウム水和物を得た。該不定形酸化ルテニウム
水和物を水洗し、不純物を取り除いた後、800℃で2
時間焙焼して100〜2000オングストロームの粒度
のRuO2 粒子を得た。RuO2 に対しKが10.0モ
ル%となるように前記RuO2 粒子をKOH溶液に懸濁
し、110℃で乾燥(乾固)後、800℃で2時間焙焼
した。得られたRuO2 粉末を水洗した後、110℃で
乾燥した。
【0016】(実施例4)実施例1で得たRuO2 粉末
をさらに600℃で2時間焙焼した。 (実施例5)実施例2で得たRuO2 粉末をさらに80
0℃で2時間焙焼した。 (実施例6)実施例3で得たRuO2 粉末をさらに80
0℃で2時間焙焼した。
【0017】(比較例1)K2RuO4溶液をメタノール
で還元して得られた不定形酸化ルテニウム水和物を水洗
し、不純物を取り除いた後、600℃で2時間焙焼して
RuO2 粉末を得た。 (比較例2)K2RuO4溶液をメタノールで還元して得
られた不定形酸化ルテニウム水和物を水洗し、不純物を
取り除いた後、RuO2 に対しKが0.1モル%となる
ようにKOH溶液に懸濁し、乾燥(乾固)後、800℃
で2時間焙焼し、RuO2 粉末を得た。
【0018】実施例1〜6と比較例1および2のRuO
2 粉末を各々別個に、PbO/SiO2/B23/Al2
3 が重量%で55/30/10/5であるガラス粉末
とエチルセルロースのターピネオール溶液とともに3本
ロールミルで混練し、8種類の抵抗ペーストを作製し
た。なお、抵抗ペーストは、抵抗特性を比較するため、
面積抵抗値でおよそ10kΩとなるようにRuO2 粉末
とガラス粉末を配合した。一方、96%アルミナ基板に
Ag/Pdペーストを印刷し、850℃で焼成してAg
/Pd電極を作製した。該Ag/Pd電極の上に前記8
種類の抵抗ぺーストを印刷し、150℃で乾燥後、ピー
ク温度850℃×9分、トータル30分間のベルト炉で
焼成し、幅1.0mm、長さ1.0mm、膜厚7〜10
μmの8種類の抵抗体を形成した。
【0019】初期抵抗値のばらつきは、前記8種類の各
々について50個の抵抗体の変動係数で評価した。変動
係数は、標準偏差を平均値で除した値で、相対的なばら
つきの目安として用いられており、値の小さいものほど
ばらつきが小さい。抵抗温度係数は、温度−55〜25
℃間の抵抗値の平均変化率(COLD−TCR)と、温
度25〜125℃の抵抗値の平均変化率(HOT−TC
R)とで評価した。電流ノイズはQuan−Techの
ノイズメータで測定した。実施例1〜6と比較例1およ
び2の抵抗ペーストの特性をRuO2 /ガラス配合と合
わせて表1に示した。実施例と比較例より、本発明の製
造方法によって製造したRuO2 粉末を用いた抵抗体は
面積抵抗値のばらつきが小さく、またノイズ特性も優れ
ていることが判る。なお、抵抗温度係数(HOT−TC
R、COLD−TCR)は、実施例1〜6と比較例1お
よび2でほぼ同等であった。
【0020】
【表1】 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 RuO2 /ガラス (重量比) 25/75 30/70 23/77 27/73 K+/RuO2または Na+/RuO2(モル比) 0.1 1.0 10.0 0.1 面積抵抗値(kΩ) 10.1 10.2 11.5 9.7 面積抵抗値の 変動係数(%) 2.8 2.2 3.0 1.6 Hot−TCR (ppm/℃) −110 −109 −109 −99 Cold−TCR (ppm/℃) −138 −140 −141 −131 電流ノイズ(dB) −5 −10 −6 −7 実施例5 実施例6 比較例1 比較例2 RuO2 /ガラス (重量比) 32/68 25/75 22/78 27/73 K+/RuO2または Na+/RuO2(モル比) 1.0 10.0 0 0 面積抵抗値(kΩ) 10.8 12.0 8.1 9.9 面積抵抗値の 変動係数(%) 2.0 3.0 7.5 4.7 Hot−TCR (ppm/℃) −102 −111 −100 −118 Cold−TCR (ppm/℃) −142 −139 −149 −153 電流ノイズ(dB) −10 −6 +5 −2
【0021】
【発明の効果】本発明による製造方法によって、従来の
技術では困難であった初期抵抗値のばらつきが小さく、
電流ノイズの小さい抵抗ペーストが作製できるRuO2
粉末の製造が可能となった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不定形酸化ルテニウム水和物を300〜
    1000℃で焙焼してRuO2 粒子を得、RuO2 に対
    しKおよびNaの少なくとも一方が0.1〜10.0モ
    ル%となるように用意したK化合物水溶液、Na化合物
    水溶液またはこれらの混合水溶液に前記RuO2 粒子を
    浸漬し、前記水溶液を蒸発させてK化合物および/また
    はNa化合物で被覆したRuO2 粒子を得、該RuO2
    粒子を200〜1000℃で焙焼したのち、水洗、乾燥
    することを特徴とするRuO2粉末の製造方法。
  2. 【請求項2】 不定形酸化ルテニウム水和物を300〜
    1000℃で焙焼してRuO2 粒子を得、RuO2 に対
    しKおよびNaの少なくとも一方が0.1〜10.0モ
    ル%となるように用意したK化合物水溶液、Na化合物
    水溶液またはこれらの混合水溶液に前記RuO2 粒子を
    浸漬し、前記水溶液を蒸発させてK化合物および/また
    はNa化合物で被覆したRuO2 粒子を得、該RuO2
    粒子に対し200〜1000℃で第1段の焙焼を行った
    のち、水洗、乾燥し、さらに、300〜1000℃で第
    2段の焙焼を行うことを特徴とするRuO2 粉末の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 K化合物がKの酸化物、水酸化物、炭酸
    塩、硝酸塩のいずれかであり、Na化合物がNaの酸化
    物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩のいずれかである請求項
    1または2に記載の方法。
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Cited By (3)

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