JPS61179501A - 抵抗体の製造方法 - Google Patents
抵抗体の製造方法Info
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- JPS61179501A JPS61179501A JP61019154A JP1915486A JPS61179501A JP S61179501 A JPS61179501 A JP S61179501A JP 61019154 A JP61019154 A JP 61019154A JP 1915486 A JP1915486 A JP 1915486A JP S61179501 A JPS61179501 A JP S61179501A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/06—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material including means to minimise changes in resistance with changes in temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01C3/00—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C—ALLOYS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な抵抗体およびその製造方法に関するユ
ニッケルークロム合金は不連続波腹抵抗器およびハイブ
リット回路の抵抗体として広く使用されている。この合
金が使用されるのは抵抗率が高いためばかりではなく、
高温に６いて良好な安定性を示すからでめり、また低い
抵抗の温度係数（ＴＣＰ）を有するように設けることが
できるからである。適当な方法で股Ｃブられないならば
ニッケルークロム合金は必ずしも低いＴＣＲを有ざない
。
リット回路の抵抗体として広く使用されている。この合
金が使用されるのは抵抗率が高いためばかりではなく、
高温に６いて良好な安定性を示すからでめり、また低い
抵抗の温度係数（ＴＣＰ）を有するように設けることが
できるからである。適当な方法で股Ｃブられないならば
ニッケルークロム合金は必ずしも低いＴＣＲを有ざない
。
安定性は抵抗体の抵抗の経時変化として定義される。Ｔ
ＣＰは温度変イヒに対する抵抗体の抵抗の可逆変化の
割合として定義される。
ＣＰは温度変イヒに対する抵抗体の抵抗の可逆変化の
割合として定義される。
ニッケルークロム合金は長年に亘って多くの目的に受は
入れられてきたか、特別品質の精密抵抗体に対する要求
は次第に厳しくなってきた。特殊用途の抵抗体が満たす
べき要求の１つは、１１５°Ｃの温度で２０００時間空
気中に放置した債の抵抗の変化か０５％よりも小ざいよ
うな安定性を示すということである。さらにこの安定性
の要求に加えて、特殊用途の抵抗体はＯ±（２５Ｘ １
０’ ） ℃’の最低標準を満たすような抵抗の温度係
数、すなわちＴＣＲｌを有するのが望ましい。このＴＣ
Ｐ標準は±２５ｐｐｍ″Ｃ１とも言われ、電流ミル規格
、すなわちＭ Ｉ Ｌ ５５１８２に規定されている。
入れられてきたか、特別品質の精密抵抗体に対する要求
は次第に厳しくなってきた。特殊用途の抵抗体が満たす
べき要求の１つは、１１５°Ｃの温度で２０００時間空
気中に放置した債の抵抗の変化か０５％よりも小ざいよ
うな安定性を示すということである。さらにこの安定性
の要求に加えて、特殊用途の抵抗体はＯ±（２５Ｘ １
０’ ） ℃’の最低標準を満たすような抵抗の温度係
数、すなわちＴＣＲｌを有するのが望ましい。このＴＣ
Ｐ標準は±２５ｐｐｍ″Ｃ１とも言われ、電流ミル規格
、すなわちＭ Ｉ Ｌ ５５１８２に規定されている。
ニッケルークロム二元合金に関しては、例えば８０重重
量のニッケルと２０重量％のクロムからなる組成物のよ
うに組成物中のニッケルｍ度が高い場合に上記範囲内の
安定性、すなわち１７５℃の温度で２０００時間空気中
に放置した後の抵抗の変化が０５％よりも小さいような
安定性が得られる。しかしながら、そのような抵抗体組
成物はＴＣＲが高すぎ、一般に数百ｐｐｍ ’ｃ’の範
囲である。クロム濃度を高めることによってＴＣＲをＯ
に近づけることができるが、安定性が悪化する。
量のニッケルと２０重量％のクロムからなる組成物のよ
うに組成物中のニッケルｍ度が高い場合に上記範囲内の
安定性、すなわち１７５℃の温度で２０００時間空気中
に放置した後の抵抗の変化が０５％よりも小さいような
安定性が得られる。しかしながら、そのような抵抗体組
成物はＴＣＲが高すぎ、一般に数百ｐｐｍ ’ｃ’の範
囲である。クロム濃度を高めることによってＴＣＲをＯ
に近づけることができるが、安定性が悪化する。
本発明の目的は上記安定性の要求を満たし、かつ±２５
１）ｌ）ｍ ℃よりも低いＴＣＲを示し、従って上記ミ
ル規格を満たす新規な抵抗体を提供することにか恒 さらに、本発明の別の目的は上記抵抗体を再瑛性良く製
造することができ、従って上記各要求を満たす抵抗器を
生産規模で得ることかできる上記抵抗体の製造方法を提
供することにある。
１）ｌ）ｍ ℃よりも低いＴＣＲを示し、従って上記ミ
ル規格を満たす新規な抵抗体を提供することにか恒 さらに、本発明の別の目的は上記抵抗体を再瑛性良く製
造することができ、従って上記各要求を満たす抵抗器を
生産規模で得ることかできる上記抵抗体の製造方法を提
供することにある。
本発明においては、第３成分、すなわち珪素か上記ニッ
ケルークロム合金に導入される。ニッケル、クロムおよ
び珪素の相対比率が特定の範囲内にある場合には上記安
定性およびＴＣＰ標準か共に満たされることか見出され
た。
ケルークロム合金に導入される。ニッケル、クロムおよ
び珪素の相対比率が特定の範囲内にある場合には上記安
定性およびＴＣＰ標準か共に満たされることか見出され
た。
上記ニッケル、クロムおよび珪素の濃度範囲は本発明に
用いられるニッケル、クロムおよび珪素の重量％範囲を
示す三角座標である図面によってよりよく理解される。
用いられるニッケル、クロムおよび珪素の重量％範囲を
示す三角座標である図面によってよりよく理解される。
図面には四角形ＡＢＣＤが示されている２点Ａの組成物
、すなわち３８重量％のニッケル、５７川量％のクロム
および５重量％の珪素からなる組成物は上記安定性の要
求を満たすことが実験によって見出された。換言すれば
、点Ａの組成物は１７５°Ｃの温度で２０００時間空気
中に１１１置した後の抵抗の変化が０．５％よりも小さ
い安定性を示すことか児出された。さらに、点Ａ（Ｄ＠
成物は上記ミル規格ＭＩ Ｌ ５５１Ｂ２を充分に満た
す一１６ｐｐｍ ℃−１の平均ＴＣＲを有していること
が判明した。平均シート抵抗はスクエア当り１３０オー
ム（ｏｈｍｓ ｐｅｒ ５ｑｕａｒｅ ）であった。
、すなわち３８重量％のニッケル、５７川量％のクロム
および５重量％の珪素からなる組成物は上記安定性の要
求を満たすことが実験によって見出された。換言すれば
、点Ａの組成物は１７５°Ｃの温度で２０００時間空気
中に１１１置した後の抵抗の変化が０．５％よりも小さ
い安定性を示すことか児出された。さらに、点Ａ（Ｄ＠
成物は上記ミル規格ＭＩ Ｌ ５５１Ｂ２を充分に満た
す一１６ｐｐｍ ℃−１の平均ＴＣＲを有していること
が判明した。平均シート抵抗はスクエア当り１３０オー
ム（ｏｈｍｓ ｐｅｒ ５ｑｕａｒｅ ）であった。
同様に、点Ｂの組成物、すなわち３７重量％のニッケル
、５６重量％のクロムおよび７重」％の珪素からなる組
成物は１ｔ５℃の温度で２０００時間空気中に放置した
後の抵抗の変化が０．５％よりも小ざく、上記安定性の
要求を満たすことが見出された。さらに、この組成物は
Ｍ Ｉ Ｌ ５５１８２を充分に満たす一１０ｐｐｍ
℃−１の平均ＴＣＲを有していた。平均シート抵抗はス
クエア当り１１００オームであった。
、５６重量％のクロムおよび７重」％の珪素からなる組
成物は１ｔ５℃の温度で２０００時間空気中に放置した
後の抵抗の変化が０．５％よりも小ざく、上記安定性の
要求を満たすことが見出された。さらに、この組成物は
Ｍ Ｉ Ｌ ５５１８２を充分に満たす一１０ｐｐｍ
℃−１の平均ＴＣＲを有していた。平均シート抵抗はス
クエア当り１１００オームであった。
また、点Ｃの組成物、すなわち５５重量％のニッケル、
３７重重量のクロムおよび８重量％の珪素からなる組成
物は上記安定性の要求を満たすことが見出された。さら
に、この組成物は一２０ｐｐｍ ℃−１の平均下ＣＲを
有していた。平均シート抵抗はスクエア当り１２５オー
ムであった。
３７重重量のクロムおよび８重量％の珪素からなる組成
物は上記安定性の要求を満たすことが見出された。さら
に、この組成物は一２０ｐｐｍ ℃−１の平均下ＣＲを
有していた。平均シート抵抗はスクエア当り１２５オー
ムであった。
さらに、点りの組成物、すなわち５５重口％のニッケル
、３６重量％のクロムおよび９重量％の珪素からなる組
成物は上記安定性の要求を満たし、また−６ｐｐｍ℃−
’の平均ＴＣＲを有していた。平均シート抵抗はスクエ
ア当り２９０オームであった。
、３６重量％のクロムおよび９重量％の珪素からなる組
成物は上記安定性の要求を満たし、また−６ｐｐｍ℃−
’の平均ＴＣＲを有していた。平均シート抵抗はスクエ
ア当り２９０オームであった。
上記点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの組成物に加えて、線ＡＢｃ
１５？よＵＣＤ上に存在する多数の組成物もまた上記安
定性およびＴＣＲの要求を満たすことが確認された。
１５？よＵＣＤ上に存在する多数の組成物もまた上記安
定性およびＴＣＲの要求を満たすことが確認された。
上記から明らかなように、線Ａ８．ＣＤ、ＢＤおよびＡ
Ｃ上の組成物および四角形ＡＢＣＤ内の組成物は改良
された安定性およびＴＣＲを有する。
Ｃ上の組成物および四角形ＡＢＣＤ内の組成物は改良
された安定性およびＴＣＲを有する。
四角形ＡＢＣＤよりも外側に存在する組成物は上記のよ
うな改良された安定性およびＴＣＲを有さないことが判
明した。
うな改良された安定性およびＴＣＲを有さないことが判
明した。
上記のような改良された安定性およびＴＣＲを有する抵
抗体は以下の方法によって製造された。
抗体は以下の方法によって製造された。
市販のスパッタリング装置（エアコーチメスカールＨＲ
Ｃ３７３型（Ａｉｒｃｏ−Ｔｅｍｅｓｃａｌ ｔｙｐｅ
）−ＩＲ℃３７３） ）を用いて二陰極プラナ−マグネ
トロンスパッタリング（ｄｕａｌ Ｃａｔｈｏｄｅ ｐ
ｌａｎａｒ ｍａｇｎｅｔｒ。
Ｃ３７３型（Ａｉｒｃｏ−Ｔｅｍｅｓｃａｌ ｔｙｐｅ
）−ＩＲ℃３７３） ）を用いて二陰極プラナ−マグネ
トロンスパッタリング（ｄｕａｌ Ｃａｔｈｏｄｅ ｐ
ｌａｎａｒ ｍａｇｎｅｔｒ。
ｎ ５ｔ）ｌＪｔｔｅｒｉｎｌｌｌ）によって金属薄膜
を基板上に設けｔ＝ｏ一方のターゲットとして高純度珪
素を用い、もう一方のターゲットとしてクロム−ニッケ
ル合金を用いた。各ターゲットに電圧を印加し、スパッ
タリングを得た。各ターゲットに対するスパッタリング
電力を制御することによって得られる実際の￥＠成を調
整した。オージェ電子分光分析法によって実際の組成を
測定した。多数のセラミック抵抗器基板〔ローゼンター
ルトーミック（Ｒｏｓｅｎｔｈａｌ Ｔｈｏ…１℃）
〕をスパッターされた材料の飛行路中で揺り勅かして均
一゛な被嗅を得た。
を基板上に設けｔ＝ｏ一方のターゲットとして高純度珪
素を用い、もう一方のターゲットとしてクロム−ニッケ
ル合金を用いた。各ターゲットに電圧を印加し、スパッ
タリングを得た。各ターゲットに対するスパッタリング
電力を制御することによって得られる実際の￥＠成を調
整した。オージェ電子分光分析法によって実際の組成を
測定した。多数のセラミック抵抗器基板〔ローゼンター
ルトーミック（Ｒｏｓｅｎｔｈａｌ Ｔｈｏ…１℃）
〕をスパッターされた材料の飛行路中で揺り勅かして均
一゛な被嗅を得た。
スパッタリングガスとして１％の酸素が混合されたアル
ゴンを用いた。スパッタリングガスの圧力を０３乃至０
．７パスカルの範囲で変化させた。
ゴンを用いた。スパッタリングガスの圧力を０３乃至０
．７パスカルの範囲で変化させた。
さらに、ガスの流量を５０ｃｄ／分とした。
基板を金属薄膜で被覆した後、基板を真空蒸着装置に移
して一酸化珪素で被覆し、その後空気中で熱処理した。
して一酸化珪素で被覆し、その後空気中で熱処理した。
クロム含有率が高い組成物、すなわち５重量％の珪素、
５７重量％のクロムおよび３８重量％のニッケルからな
る組成物並びに７重量％の珪素、５６重量％のクロムお
よび３７重量％のニッケルからなる組成物は空気中で４
５０℃の温度で４時間熱処理した。ニッケル含有率が高
い組成物、すなわち８重量％の珪素、３７重量％のクロ
ムおよび５５重量％のニッケルからなる組成物並びに９
重量％の珪素、３６重量％のクロムおよび５５５重量％
のニッケルからなる組成物は空気中で３５０℃の温度で
１６時間熱処理した。その後得られたブランクを巻いて
螺旋状にし、端子を通常の方法で取り付けた。
５７重量％のクロムおよび３８重量％のニッケルからな
る組成物並びに７重量％の珪素、５６重量％のクロムお
よび３７重量％のニッケルからなる組成物は空気中で４
５０℃の温度で４時間熱処理した。ニッケル含有率が高
い組成物、すなわち８重量％の珪素、３７重量％のクロ
ムおよび５５重量％のニッケルからなる組成物並びに９
重量％の珪素、３６重量％のクロムおよび５５５重量％
のニッケルからなる組成物は空気中で３５０℃の温度で
１６時間熱処理した。その後得られたブランクを巻いて
螺旋状にし、端子を通常の方法で取り付けた。
四角形Ａ Ｂ ＣＤによって表わされる組成物が充分な
安定性を有すると考えられるのは、安定性は抵抗簿暎の
表面の酸化の程度に関連があるからである。ニッケルー
クロム二元合金薄膜への第３成分の導入、すなわち珪素
の導入によって表面化学が変えられ、ニッケルークロム
二元合金薄膜の表面に生成されるＣｒ ２０３よりも良
好なパシベーション特性を有する別の酸化物あるいは混
合酸化物が生成されるものと考えられる。
安定性を有すると考えられるのは、安定性は抵抗簿暎の
表面の酸化の程度に関連があるからである。ニッケルー
クロム二元合金薄膜への第３成分の導入、すなわち珪素
の導入によって表面化学が変えられ、ニッケルークロム
二元合金薄膜の表面に生成されるＣｒ ２０３よりも良
好なパシベーション特性を有する別の酸化物あるいは混
合酸化物が生成されるものと考えられる。
抵抗体Ｍｉｌｌのパシベーションの改良によってより少
量の金属しか酸化物に変えられず、金属薄膜組成物はよ
り小ざな影響しか受けない。ニッケルークロム二元合金
薄膜においては、一般にクロムが選択的に酸化され、そ
の結果ニッケル濃度が高められた金属が残り、このため
に熱処理の間にＴＣＲがバラスに変化する。上記組成物
によって得られる改良されたパシベーションはこの熱処
理の間のプラスへの変化を制限し、それと同時に著しく
はマイナスでない初期ＴＣＲを与える。従って、得られ
る抵抗体のＴＣＲはＯに近い。
量の金属しか酸化物に変えられず、金属薄膜組成物はよ
り小ざな影響しか受けない。ニッケルークロム二元合金
薄膜においては、一般にクロムが選択的に酸化され、そ
の結果ニッケル濃度が高められた金属が残り、このため
に熱処理の間にＴＣＲがバラスに変化する。上記組成物
によって得られる改良されたパシベーションはこの熱処
理の間のプラスへの変化を制限し、それと同時に著しく
はマイナスでない初期ＴＣＲを与える。従って、得られ
る抵抗体のＴＣＲはＯに近い。
図面は、ニッケル、クロムおよび珪素を三項点とする三
角座標であり、座標中の四角形ＡＢＣＤは本発明の抵抗
体を構成する組成物の組成範囲を表わす。
角座標であり、座標中の四角形ＡＢＣＤは本発明の抵抗
体を構成する組成物の組成範囲を表わす。
Claims (5)
- （１）主として、３７〜５５重量％のニッケル、３６〜
５７重量％のクロムおよび５〜９重量％の珪素からなる
安定性および抵抗の温度係数が改良された抵抗体。 - （２）スパッタリングガス中で高純度珪素からなる第１
のターゲットおよびクロム−ニッケル合金からなる第２
のターゲットに電圧を印加してスパッタリングを行ない
、上記第１のターゲットおよび上記第２のターゲットの
スパッタリング電力を調整して基板上にニッケル、クロ
ムおよび珪素からなる合金であって、重量％で表わされ
る上記ニッケル、クロムおよび珪素の各濃度がニッケル
、クロムおよび珪素を三頂点とする三角座標中の四角形
ＡＢＣＤによって表わされる範囲内にある合金を付着さ
せ、次いで一酸化珪素で被覆することを特徴とする抵抗
体組成物の製造方法（但し上記四角形の点Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＤはそれぞれ３８重量％のニッケル、５７重量％の
クロムおよび５重量％の珪素からなる組成、３７重量％
のニッケル、５６重量％のクロムおよび７重量％の珪素
からなる組成、５５重量％のニッケル、３７重量％のク
ロムおよび８重量％の珪素からなる組成、および５５重
量％のニッケル、３６重量％のクロムおよび９重量％の
珪素からなる組成を表わす点である）。 - （３）スパッタリングガス中で高純度珪素からなる第１
のターゲットおよびクロム−ニッケル合金からなる第２
のターゲットに電圧を印加してスパッタリングを行ない
、上記第１のターゲットおよび上記第２のターゲットの
スパッタリング電力を調整して基板上にニッケル、クロ
ムおよび珪素からなる合金であつて、重量％で表わされ
る上記ニッケル、クロムおよび珪素の各濃度がニッケル
、クロムおよび珪素を三頂点とする三角座標中の四角形
ＡＢＣＤによって表わされる範囲内にある合金を付着さ
せ、次いで一酸化珪素で被覆し、さらに熱処理すること
を特徴とする抵抗体組成物の製造方法（但し上記四角形
の点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤはそれぞれ３８重量％のニッケ
ル、５７重量％のクロムおよび５重量％の珪素からなる
組成、３７重量％のニッケル、５６重量％のクロムおよ
び７重量％の珪素からなる組成、５５重量％のニッケル
、３７重量％のクロムおよび８重量％の珪素からなる組
成、および５５重量％のニッケル、３６重量％のクロム
および９重量％の珪素からなる組成を表わす点である）
。 - （４）上記基板を空気中で３５０℃の温度で１６時間熱
処理することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
方法。 - （５）上記基板を空気中で４５０℃の温度で４時間熱処
理することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方
法。
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| JPS647483B2 JPS647483B2 (ja) | 1989-02-09 |
Family
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