JPS5915481B2 - グレ−ズ抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は珪化物−ガラス系グレーズ抵抗器の製造方法、
特に焼成工程を空気中と還元雰囲気中において２段階で
焼成し、卑金属電極を実質的に酸化させることな〈実施
できる方法に関するものである。

従来、グレーズ抵抗器は、抵抗材料としてＲｕＯ２−ガ
ラスからなるインキｌ艮−ノ々ラジウム雷権トに印刷し
、空気中で焼成して形成される。

銀−パラジウム電極等の貴金属電極以外の卑金属電極上
にＲｕＯ□−ガラス系グレーズ抵抗体を空気中で形成す
ることを考えた場合、電極材料の酸化現象が生じ、グレ
ーズ抵抗器の形成は不可能である。

そのため、卑金属電極を用いてグレーズ抵抗器を形成す
るには、グレーズ抵抗器を還元雰囲気中で焼成する必要
がある。

しかし、Ｒｕ ０２系グレーズ抵抗材料はその性質上還
元雰囲気で処理された場合、 の反応が容易に起り、抵抗体としての特性が得られない
。

一方、珪化物−ガラス系グレーズ抵抗材料は空気中での
焼成が可能であると同時に、珪化物の性質上雰囲気が還
元雰囲気になっても化学変化を受けることがない。

したがって、珪化物−ガラス系グレーズ抵抗体は還元雰
囲気中での焼成の可能なものである。

グレーズ抵抗インキは導体、ガラス成分以外に結合剤と
して有機バインダーを含んでいる。

そのため、このような成分からなる印刷膜を還元雰囲気
で熱処理した場合、有機バインダーは燃焼せずに熱分解
し、そのあとに炭素が残る。

結果として焼成後の抵抗膜中に炭素成分が残り、抵抗特
性に悪影響を与える。

このような理由から、グレーズ抵抗膜焼成には前工程と
して脱バインダ一工程が必要である。

脱バインダ一工程は、バインダを燃焼させるという意味
から酸素を含む雰囲気、すなわち空気中で行うのが最も
適当である。

しかし、電極材料が卑金属の場合、たとえ脱バインダ一
工程の温度が低いとしても空気中では電極表面が酸化さ
れてしまう。

本発明によれば、脱バインダ一工程を最も効率のよい空
気中で行ない、そののち還元雰囲気中で焼成してグレー
ズ抵抗体を形成すると同時に、脱バインダ一工程で一部
酸化した電極表面を還元して電極表面を清浄な面にもど
すことによって、卑金属電極上に珪化物−ガラス系グレ
ーズ抵抗体を形成することを可能にする。

卑金属電極材料として、たとえば、銅、ニッケル・タン
グステン等が一般的である。

これらの電極材料のうち、タングステンの電極はアルミ
ナの焼成と同時に形成されるものであり、また配線の多
層化の工程も非常に簡単であり、これからの電子回路用
配線基板として有用なものである。

本発明の方法を用いることにより、タングステンあるい
はそれにニッケルメッキした電極を劣化させることなく
珪化物−ガラス系グレーズ抵抗器の形成を可能にする。

本発明ではすでに述べて来たように脱バインダーは空気
中で行なうが、空気中といえども脱バインダ一温度が低
いとバインダの燃焼が完全でなく、グレーズ抵抗体とし
ての特性が得られない。

一方、脱バインダ一温度が高すぎると、電極として用い
たタングステンあるいはニッケルの酸化の程度が大きく
なり、後工程の還元雰囲気燃成工程で元の状態にもどら
なくなる。

図は、ベル状の温度分布を有する連続厚膜炉で焼成した
ときの脱バインダ一温度と抵抗値との関係を示す。

なお、この連続厚膜炉は焼成の前と後の雰囲気が可変の
二元雰囲気炉である。

また、脱バインダ一温度とは空気中での熱処理の最高温
度を意味し、この脱バインダ一温度を超える熱処理は水
素と窒素の混合ガスからなる還元雰囲気において行なっ
ている。

なお、その最高温度は８５０℃である。

この図から明らかなように、脱バインダ一温度が３５０
℃よりも低いときには、グレーズ抵抗体の抵抗が非常に
高くなる。

これは、３５０℃より低い温度での脱バインダーでは、
バインダーが十分に除去されていないため、高温でガラ
スが十分に流れず、グレーズ抵抗体としての構造が形成
されないからと考えられる。

また、脱バインダ一温度が３５０℃よりも高い温度にな
ると、次第にその抵抗値が減少する。

しかし、この場合には抵抗値が違っても抵抗体としての
特性は保たれている。

脱バインダ一温度が５００°Ｃよりも高くなった場合に
は、タングステンあるいはそれにニッケルメッキされた
電極の酸化の程度が大きくなり、あと工程の還元雰囲気
でも電極が元にもどらないと同時に接着強度の劣化も生
じる。

したがって、脱バインダー条件は空気中で３５０〜５０
０°Ｃの温度までが適当である。

以上述べてきたように、電極を有する珪化物−ガラス系
グレーズ抵抗膜の脱バインダーを空気中において３５０
〜５００℃の温度まで行い、そののち還元雰囲気中で焼
成することにより、卑金属材料を電極としたグレーズ抵
抗器を形成することを可能にし、また特に電極材料とし
て有用なタングステンあるいはそれにニッケルメッキさ
れた電極上にもグレーズ抵抗体の形成を可能にする。

したがって、本発明の方法は、卑金属電極を用いたグレ
ーズ抵抗器を形成できると同時に、タングステン導体を
用いた多層配線基板上に厚膜抵抗器の形成を可能にする
という点で、今後の電子回路の小型化、高密度化の要請
に対応し得るものであり、工業上極めて有用なグレーズ
抵抗器の製造方法を提供するものである。

以下に本発明の方法の実施例を述べる。

実施例 Ｉ Ｍ Ｏ□、７５ Ｔ ａｏ、２５ Ｓ １２の組成を有
する粉末とガラスフリットをビークルとともに混練して
、グレーズ抵抗インキとした。

なお、このときの珪化物／（珪化物干ガラス）は重量比
で０．３であった。

このインキを２００メツシユのスクリーンを用いて、タ
ングステンメタライズ電極を有するアルミナ基板と、こ
れのタングステン部にニッケルメッキしたアルミナ基板
上にスクリーン印刷した。

こののち１２０℃で、１０分間乾燥してから、雰囲気制
御可能な厚膜炉に流した。

厚膜炉の条件は、進行方向に対して３５０°Ｃまで空気
中雰囲気とし、そのあとの工程を水素５％、窒素９５％
混合ガスの還元雰囲気とした。

炉の最高温度は８５０℃であった。

このようにして得られたグレーズ抵抗器の抵抗緒特性を
第１表に示す。

なお、短時間過負荷テストは１００ｍＷ／ｍＡの電力を
印加して、初期値に対する抵抗変化率で評価した。

また、耐湿テストは温度６０℃、相対湿度９５％の雰囲
気中に１０００時間放置した後の初期値に対する抵抗変
化率で評価した。

以上のように抵抗器の諸特性には全く問題なくまた焼成
後の電極表面は非常に清浄であった。

実施例 ２ Ｍ Ｏｏ、ａ Ｔ ａｏ、２ Ｍ ｇｏ、２Ｓ ｉ ＋
、７の組成を有する粉末とガラスフリットをビークルと
混練し、グレーズ抵抗インキとした。

このときの珪化物／（珪化物干ガラス）は重量比で０．
１であった。

このインキを実施例１と同じ方法で同じ材質の基板上に
印刷し、１２０℃で１０分間乾燥させてから、この試料
を雰囲気制御可能な厚膜炉に流した。

厚膜炉の条件は試料の進行方向に対して４５０℃まで空
気中雰囲気とし、そのあとの工程を水素７％、窒素９３
％の混合ガスの還元雰囲気とした。

炉の最高温度は８５０°Ｃであった。

上記の条件で得られたグレーズ抵抗器の抵抗緒特性を第
２表に示す。

また、この脱バインダー条件の場合もタングステンある
いはこれにニッケルメッキされた電極は清浄な状態を保
っていた。

実施例 ３ 実施例２で作製した試料を、次に示す条件を有する厚膜
炉に流した。

すなわち、厚膜炉の条件は〉て試料の進行方向に対して
５００°Ｃまで空気中雰囲気とし、そのあとの工程を水
素５％、窒素９５％混合ガスの還元雰囲気とした。

炉の最高温度は８５０℃であった。

この条件で形成されたグレーズ抵抗器の抵抗緒特性を第
３表に示す。

焼成処理後のタングステンメタライズ電極あるいはこれ
にニッケルメッキされた表面はわずかに変色していたが
、実用上特に問題はなかった。

たとえば、ニッケルメッキされた試料について述べると
、焼成後の電極上で半田が十分流れることが確認され、
電極としての性質が失われていないことが確認された。

以上実施例で述べたように、本発明は、卑金属電極を酸
化させることなく、諸特性を満足する珪化物−ガラス系
グレーズ抵抗体を得ることを可能にし、電子回路構成上
きわめて有利な厚膜抵抗器の形成方法を提供するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法において、空気中での脱バインダ処理
の最高温度と得られるグレーズ抵抗器の抵抗値との関係
の一例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 卑金属電極の付与されている珪化物−ガラス系グレ
   ーズ抵抗印刷膜を、室温から３５０°Ｃ〜５００℃の温
   度までを空気中において熱処理して脱バインダーし、そ
   ののち還元雰囲気中で焼成することを特徴とするグレー
   ズ抵抗器の製造方法。 ２ 卑金属電極がアルミナ上にメタライズされたタング
   ステンであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のグレーズ抵抗器の製造方法。 ３ 卑金属電極がタングステンメタライズの上にニッケ
   ルメッキされたものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のグレーズ抵抗器の製造方法。