JPS59138307A - 抵抗インクおよび回路板 - 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】 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
膜抵抗インクに関する０ 〔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４，３７９，
１９５号明細書に開示されているが、こ＼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４，２５６，７９６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＼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ってい
る。

このインクは、低抵抗値抵抗インクで、即ち、約５Ω／
口から約１０００Ω／口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
を里すること分特長とする０ 〔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、適尚な有機媒体とを含んでいる。

〔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４　、２５６　、　’
７９６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／口であると
考えている。この出願の発明者の米国特許出願第２８０
．９３’７号明細書に開示されている抵抗インクの抵抗
値範囲は約１０〜５００Ω／口である。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
って、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った。

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／口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１．−３０
０〜−６ｏｏ　ｐｐｍ　７°Ｃ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二更に
、非常に低い抵抗値、即ち、約５〜５０Ω／口の値を持
つ抵抗インクの組成が高い抵抗温度係数値、即ち、４０
０〜６００　ｐｐｍ／　°Ｃ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／口の全範
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重量係添世襲ることに
よシ、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、又は、こ
れら両者の混合物を約０．５〜１０重量係添世襲ること
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Ｘ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（■２０３）と５酸化・くナジウム
（■２０．）の両方を含んでいる。酸化ノくナジウムと
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／°Ｃ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ット成分は、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係、望ましくは３５％を含
んでいる。

硼珪酸カルシウムバリウムは、重量比で、ａ）酸化バリ
ウム約４０〜５５％、望ましくは５２チ；ｂ）酸化カル
シウム約１０〜１５チ、望ましくは１２％；び ｄ）２酸化シリコン約１３〜２３チ、望捷しくけ２０％
を含んでいる。

これらのガラスフリットは、両方とも、前記米国特許第
４，２５６，７９６号の基板に適合する。ガラスフリッ
トは、抵抗インク全体の約１０〜１５重量ヂ、望ましく
は約１５〜３０重量ｑ６を占める。

抵抗インクの有機媒体は、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、ポリオレフィン等の合成樹
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。市販されている溶剤で推奨されるものは、例え
ば、アモコ肚（Ａｍｏｃｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｃｏ
ｒｐ、　）製の純液体ポリブテンＡｍ０ＣＯＨ−２５型
、Ａｍ０ｃＯＨ−５０型およびＡｍｏｃ。

Ｌ　−１００型、デュポン社（Ｋ　、　Ｉ　、　ｄｕｐ
ｏｎｔ　ａｅＮｅｍｏｕｒｓ　ａｎａ　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
、こ五らの有機媒体に、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、ブチルカルピ
トールアセテート、テキサス社（Ｔｅｘａｓ　ＥａＳｔ
ｍａｎ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から商標ＴｅｘａｎＯ１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
溶剤、又は、Ｎ、Ｌ。

社（Ｎ、Ｌ、　Ｉｒｏｌｕｓｔ％ｒｉｅｓ　’）から商
標Ｔｈ１ｘａｔｒｏｌ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
。有機媒体は、抵抗インク全体の約５〜７０重量係、望
ましくは約３０〜８５重量係を占める。

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／
口未満、特に約５〜５０Ω／口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３０〜８５重量係と、酸化第
−錫約５〜６０重世襲、望ましくは約３０〜８５重量係
とを含んでいる。金属モリブデンを用いる場否は、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５〜７０重量係
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４　、２５５　、　’７
’９５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、吹付は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１００〜１２５
°Ｃで約１５分間乾燥した後、窒素中で最高温度８５０
〜９５０°Ｃ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）　ＩＪ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、Ｉた熱衝撃、半田に対する浸漬、熱の蓄積、零力
角ＩＴ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Ｑ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°Ｃ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。

上の組成で、ガラスフリットの組成は、酸化バリウム４
５％、酸化アルミニウム２０％および３酸化硼素３５％
から成り、媒体はエチルセルローズ（Ｄｘパステルルコ
ール（Ｔｅｘａｎｏｌ　）ＶＣよる６チ溶液とした。

上記の粉末成分を有機媒体と合わせて、まず手で混合し
た後、３０−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媒体を添加
した。

導電性銅インクを、前記米国特許第４，２５６，７９６
号明細書に記載された型のポーセレン被覆優板よに被着
して焼成した。次に、上記のインクを基板に印刷し、１
０分間空気中で１２５°Ｃで乾燥し、ベルト式炉内窒素
中で最高温度９００°Ｃで４〜６分間焼成した。すべて
の場合、抵抗被膜の幅は２．５４蛯であった。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１のようになった。

表■の測定結果よシ、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〇 例（２） 例（１〕の手順に従って、低抵抗値の範囲の下限のガラ
スフリットおよび媒体は例（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０ 表　　■ 表Ｈの測定結果よ、す、酸化第二鉄、酸化バナジウムお
よびこれらの混合物が、抵抗インクの抵抗源１痣係数の
値を下げるのに有効であることが分かる。これらの測定
結果よシ、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１すべでの被膜は熱的安定性が優れていた。

特許出願人　　アールシーニー　コーポレーション代理
人　清水　哲ほか２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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ラムノ（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
   機媒体約５〜４０重量％と、酸化カドミウムまたは、 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的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。