JPS588767A - 抵抗器用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の関連する技術分野〕 この発明は、低抵抗値範囲における厚膜抵抗器用インク
並びにポースリン被覆金属基板上の多層電気回路構造に
おける上記インクの使用に関する。

〔発明の背景〕

多層回路構体を形成するに際して適当な基板上に種々の
機能を持つ厚膜を形成するために特別なインク配合を使
用することは、従来技術においてよく知られている。電
子産業Ｋ　％−ける広範囲な用途に使用できるように、
種々の基板上に高密度多層集積回路パタンを構成するこ
とに関連して、このような技術に対する関心が増加して
いる。

上記回路の作成に必要な改良された基板が、１９８１年
３月１９日付で特許されたハング氏ほかの米国特許第４
２５６７９６号に開示されている。なお、このハング（
Ｈａｎｇ）氏ほかの発明け、本明細書中に一つの参考と
して引用さｈている。この米国特許に開示され、た基板
は改良されたポースリン組成物で被覆さ九た金属より成
り、このポースリン組成物はそのベースとする含有酸化
物について言えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）あるい
は酸化マグネシウムと他のある種の酸化物との混合物と
、酸化バリウム（ＢａＯ）、三酸化硼素（Ｂ２Ｏ２）お
よび二酸化シリコン（Ｓ　ｈ　０２　）の混合物からな
るものである。

望ましい金属は、例えば銅のような種々の他の金属で被
覆さｈ、た鋼（スチール）、特に低炭素鋼である。ポー
スリン組成をこの金属芯に施とし熱処理（焼成、）シて
金属芯上に半失透化したポースリン被覆物を形成する。

その被覆物はその最初の溶融点で非常に低粘度を持って
いるが次に失透作用のためほとんど瞬間的に高粘度とな
る。ハイブリッド回路としての応用に望ましいこの熱処
理さｈた被覆物は、少なくとも７００°Ｃの変形温度と
、少なくとも約１１０　Ｘｌ０−７／Ｃという高い熱膨
張係数を持っている。

前記の米国特許におけるポースリン金属基板はそｈ迄に
却らｈでいた基板材料よりも大きく改良されているが、
それらの基板は市販の厚膜インクと調和しないあるいは
調和しにくいという点だけが欠点である。この米国特許
♀、基板と調和する改良されたインクを開発することの
必要性に加えて餉子工業界では改良さｔた低抵抗値の抵
抗器用インクの必要なことも一般的に認めらｈでいる。

低抵抗値とは、約１０Ω／口から約５００Ω／口の抵抗
値を意味している。これらの必要性はともにこの発明に
よって充足される。

〔発明の開示〕

この発明に従って作らｈる改良さｒｒだ低抵抗値ノ抵抗
器用インクは、バリウム−アルミニウムー硼酸塩ガラス
あるｌＡはバリウム−カルシウム−硼珪酸ガラスと、酸
化第１錫と、三酸化モリブデンまた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、およ
び適当な有機溶媒（ビヒクル）から成る。

この発明によｈは、ポースリン被覆金属回路板上に複雑
な単一層のあるいは多層の厚膜回路の製造に利用し得る
信頼性の高い改良された低抵抗値の抵抗器用インクが提
供される。この発明の抵抗器用インクは、前記した米国
特許のポースリン被覆金属板上に形成へれる回路の場合
に特に有効であるが、現在利用さハている普通の基板、
例えばアルミナ板にも効果的に利用することができる。

低抵抗値の抵抗器用インクの製造における主たる問題は
、十分に低い値を得るために、通常は金属が使用される
が、成る量の良導電体を加えなければならない点である
。添加さｈた導電体の量か増加するにつねて、そうして
作らハた被膜の熱的安定性は急速に減少する。抵抗値が
例えば約１０Ω／口でまた容認できる抵抗の温度係数を
持っている、低抵抗値の抵抗器用のインクを調合するこ
とは非常に困難である。この発明はそのよう々インクを
するものである。

この発明による改良さ九た抵抗器用インクは、前記米国
特許の基板を有するポースリンとの適合性に加えて、他
の機能用に特に調合さｔたインクとも適合性を持ってい
る。この発明による抵抗器用インクと、前記米国特許の
ポースリン金属板用に調製された他の機能および保護用
インクとは、その金属板それ自体と共に多層厚膜集積回
路構造に大きな進歩をもたらすものである。

ガラスフリットには２つの形式すなわちバリウム−アル
ミニウム硼酸塩とバリウム−カルシウム硼珪酸塩があり
、両者とも前記米国特許の基板をもつポースリンと適合
する。その結果、この発明のインクで作った厚膜抵抗器
は前記米国特許の基板と同様な優れた再加熱安定性と熱
膨張特性を持っている。

この発明のインクに適合する第１のガラスは、重量を基
準として次の組成を有するバリウム−アルミニウム硼酸
塩ガラスである。

ａ）酸化バリウム・・・約４０乃至５５重量パーセント
、望ましくは約４５重量パーセント、 ｂ）酸化アルミニウム・・・約１６乃至２２重量パーセ
ント、望ましくは約２０重量パーセント、及びＣ）三酸
化硼素・・・約１４乃至４０重量パーセント、望ましく
は約３５重量パーセント。

あるいは、この発明の新しいインクのガラスフリットは
重量を基準として次の組成を有するバリウム−カルシウ
ム硼珪酸ガラスである。

ａ）酸化バリウム・・・約４０乃至５５重量パーセント
、望ましくは約５２重量パーセント、 ｂ）酸化カルシウム・・・約１０乃至１５重量パーセン
ト、望ましくは約１２重量パーセン！・、Ｃ）三酸化硼
素・・・約１４乃至２５重量パーセント、望ましくは約
１６重量パーセント、及びｄ）二酸化シリコン・・・約
１３乃至２３重量パーセント、望捷しくに約２０重量パ
ーセント。

こｈらのガラスフリットは両者とも前記米国特許の基板
き適合する。ある特定の用途において、どちらのガラス
を選択するかは、その回路中の他のインクの成分、使用
さねている回路板の型、その回路か意図する用途などの
諸要因によって決捷る。これらの諸要因の中で、その回
路が意図して因る用途は、このインク用の特別なガラス
フリットを選択するに当って最も重要である。このガラ
スフリツ）ｌｄ、本発明のインクの約１０乃至６５重量
パーセント、望ましくは約１５乃至３０重量パーセント
を構成している。

有機溶媒（ビヒクル）は、例えは、セルローズ誘導体、
特にエチルセルローメ、ポリアクリル酸エステルあるい
はメタクリ、レートのような合成樹脂、ポリエステル、
ポリオレフィンその他類似物のような結合剤である。一
般に、ここに述べた型のインクに使用さｈている在来の
溶媒（ビヒクル）はこの発明のインクに使うことができ
る。市販さｈている好ましい溶媒の中には、例えは、ア
モコ化学会社（Ａｍｏｃｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏ
ｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販さハているアモコＨ−２
５、アモコＨ−５０並ヒにアモコＬ１００のような純粋
な液体ポリブテン、デュポン社（Ｅ、１．Ｄｕｐｏｎｔ
　　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏ、）から市販
さハているポリｎ−ブチルメタクリレートその他同種の
ものがある。

上記の樹脂は、個々に捷たは２種あるいはそり。

以上のどんな組合せででも使用することができる。

もし必要があｈ−ば、適当な粘度調整剤をこの樹脂材料
に添加することもできる。こｈらの調整剤は、同様なイ
ンク組成に通常使用されるような溶剤、たとえはパイン
油、テルピネオール、ブチルカルピトールアセテート、
テキサノール（Ｔｅｘａｎｏｌ　）なる商標でテキサス
・・イーストマン社（ＴｅｘａｓＥａｓｔｍａｎ　Ｃｏ
ｍｐａｎｙ　）から市販さｈているエステルアルコール
およびこれらに類似のもの、あるＡは、例えばシクサト
ロル（Ｔｈ１ｘａｔｒｏｌ　）　ｆｌる商標でエヌ・エ
ル１１インダストリー／＜’　ＣＮ、１．、　、　Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｉｅｓ）から市販さｈているひまし油誘導体
のような固形材料とすることができる。有機溶媒はこの
発明のインクの約５乃至４０重量パーセント、望捷しく
に約２０乃至３０重量パーセントを構成している。

この発明の抵抗器用インクの導電性成分は酸化第一錫と
三酸化モリブデンの混合物で、との三酸化モリブデンの
一部は金属モリブデンで置換することができる。普通は
酸化第二錫すなわちＳｎ　０２が、抵抗器用インク組成
中に混合されるが、酸化第一錫すなわちＳｎＯは普通そ
のようには使わわていない。三酸化モリブデンと酸化第
一錫の組合せはこの発明の抵抗器用インクにおいて効果
的であり、そのことは予想外のことであった。なぜなら
、酸化第二錫と三酸化モリブデンか同様なインク組成に
おいて有効でなかったからである。この発明のインクの
導電性成分中の三酸化モリブデンを金楓モリブテンで置
換することは、１００Ω／口あるいはそ九以下、特に約
１０から約５０Ω／口の値を持つ抵抗器を作るためであ
る。

この抵抗器用インク中における三酸化モリブデンの精し
い機能は未だ確認さｈていないが、ガラスをより半導電
性にすることと思われる。このインクの導電性成分は、
約４０乃至９５重量パーセント、望ましくは約５０乃至
９０重量パーセントの三酸化モリブデンと約５乃至６０
重量パーセント、望ましくは約１０乃至５０重量パーセ
ントの酸化第一錫を含んでいる。

導電性成分が金属モリブデンを含んでいる時は、とわを
約５乃至７０重量パーセントの三酸化モリブデンで置換
できる。これらの割合は、三酸化モリブテンの含有量に
よるもので導電性成分の全量によって決まるものではな
い。導電性成分は、この抵抗器用インクの約３０乃至８
５重量パーセント、望ましくは約４５乃至６５重量パー
セントを構成する。

この発明の改良さｈ−た抵抗器用インクは、基板、例え
ば従来のアルミナ基板あるいは前述の米国特許における
改良されたポースリン被覆金属板上に通常手段すなわち
スクリーン印刷、刷毛塗り、吹き付は等の方法で施すが
、スクリーン印刷法が好ましい。インクの被覆は、次に
１００〜１２５°Ｃの空気中で約１５分間乾燥される。

こうして得らｈた被膜は次に、窒素中で最高温度８５０
°Ｃから９５０°Ｃで４乃至１０分間加熱処理（焼成）
される。この技術分野で通常行なわれているように、こ
の抵抗器用インクは、導電性インクがすべて施さｈまた
加熱処理された後に基板上に供給さハそして加熱処理さ
れる。加熱処理された膜の抵抗値は、レーザートリミン
グあるいは空気吹付は研磨材トリミングのような一般的
方法で調整することができる。この発明の抵抗器用イン
クで形成された膜は非常に良好な、抵抗の温度係数、電
流雑音特性、レーザによるトリミング加工性、並びに熱
衝撃、ろう浸け、熱蓄積、負荷および湿度に対する安定
性を示した。

次に、この発明の実施例を示すが、この発明は、これら
実施中に述べられている事項に制限されるものではない
。各実施例において、全ての量とパーセンテージ（割合
）は重量を基礎とし、また温度は特に断りのない限り摂
氏で示され−るものとする。

導電性成分として酸化第一錫と三酸化モリブデンを含む
抵抗器用インクを次の配合で調製した。

上記の配合において、ガラスフリットは４５係の酸化バ
リウム、２０％の酸化アルミニウムおよび３５係の三酸
化硼素から成っている。溶媒は、テキサノール（Ｔｅｘ
ａｎｏｌ　）なる商品名のエステルアルコールに対する
エチルセルローズの６重量パーセント溶液である。

上記の粉末材料は有機溶媒中に入れて、初めに手作業で
混合し次いで３本のロールミルにかけてこね合わせてス
クリーン印刷に適した均一に混合さ九たペーストにした
。混合作業中の損失分の補充用としておよび適切な流動
性を得るために更に溶媒を追加した。

銅導電体用インクを前述の米国特許に開示された型のポ
ースリン被覆鋼基板上へ施し加熱処理を行なった。次に
、上記インクをこの基板上へ印刷法で施し、１０分間１
２５度の温度で空気乾燥させ、そしてベルト炉内におい
て窒素雰囲気中で４から６分間最高９００度の温度で加
熱処理した。どの例でも抵抗器被膜の幅は１５朋（６０
ミル）であった。

抵抗器のシート抵抗と熱ＴＣＲの測定結果を表■の通っ
である。

表　　　１ と九らの結果は、銅導電体インクの端子との適合性があ
ることを示している。種々の配合のシート抵抗は、この
発明のインクの配合を調整することによって、そこから
形成される膜の抵抗値を十分に制御し得ることを例証し
ている。

実施例２ ゛酸化第一錫と、金属モリブデンと三酸化モリブデンの
混合体とを含む抵抗器用インクを実施例１の手順に従っ
て以下の配合で調製した。

上記の配合において、ガラスＩと有機溶媒は実施例１に
おけるものと同じ組成である。ガラス■は５１．５９％
の酸化バリウム、１２，５８　％の酸化カルシウム、１
５．６２％の三酸化硼素および２０．２１　％の二酸化
シリコンから成っている。

上記インクを、実施例］、の手順に従って銅導電被膜を
含むポースリン被覆鋼板上へ施し加熱処理した。このイ
ンクの幾つかのサンプルはまた銅導電被膜を含む従来の
アルミナ板上に同様の手順で施し加熱処理した。これら
のサンプルのシー、ト抵抗の測定結果は表■の通りであ
る。

表　　　■ 表′■における結果も、このインクの配合を変えること
によって抵抗値が変化することを示している。

実験さり、た両県板上におけるどの被膜も良好な熱的安
定性を示した。

（１５） ４４３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路板上に抵抗被膜を形成するのに適した抵抗器
   用インクであって、 ａ）酸化第一錫と、三酸化モリブデンまたは三酸化モリ
   ブデンと金属モリブデンとの混合物、とから成る約３０
   乃至８５重量パーセントの導電性成分と、 ｂ）バリウム−アルミニウム硼酸塩ガラスとバリウム−
   カルシウム硼珪酸ガラスとから成る群から選ばれた約１
   ０乃至６５重量パーセントのガラスと、Ｃ）約５乃至４
   ０重量パーセントの適当な有機溶媒と、 から成る抵抗器用インク。