JPS6175504A - 抵抗材料 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、非酸化性雰囲気中での焼成で厚膜抵抗体部音
形成するための抵抗材料に関する。この抵抗材料を使用
すれば、共通のセラミック基板に厚膜抵抗体と卑金属配
線導体とを同時に形成することが出来る・ 従来の技術 最近、電子回路装置を超小型化するために、多層セラミ
ック基板が使用されるようになった。この梅の多層セラ
ミック基板を低コスト化するためＩＩＣ，、配線導体Ｖ
＝ニッケルの卑金属で形成することが試みられている。

発明が解決しようとする問題点 上述の如く、卑金属で配線導体馨形成する場合には、未
焼成セラミツクシート（化ジートノに導体ペーストを塗
布したものを非酸化性雰囲気中で焼成しなけ才ｔばなら
ない。ところが、４体ペーストと同時に非酸化性雰囲気
中で焼成し、実用可能な特性を得ることが出来る抵抗材
料はまだ開発されていない。従って、卑金属で配線導体
を形成する従来の多層セラミック基板においては、各セ
ラミック層間に配線導体を設け、基板表面上に、抵抗等
の受動素子、トランジスタ等の能動素子、及びこ九等の
配線導体ケ設けなければならなかった。

この結果、セラミック層中の配線パターンが粗であるに
も拘らず、セラミック基板表面における配線パターン及
び−路素子の配置が密になり、電子回路装置の小型化に
限界があった。上述の如き問題及びこれに類似した問題
は、非酸化性雰囲気中で焼成可能な抵抗材料が得られれ
ば解決される。

従って、本発明の目的は、非酸化性雰囲気中で焼成可能
な抵抗材料′（ｌｌ′提供することにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の抵抗材料は、珪化タ
ングステン　４４．０〜９４．０重量部、弗化カルシウ
ム、弗化スト豐ンチウム、及び弗化バリウムの内の少な
（とも１種の弗化金属　１．０〜４１．０重量部、ガラ
ス　５．０〜５５．０重量部から成る。

作用 上記組成の抵抗材料を、使用して抵抗体ペーストを作り
、これをセラミック生シート上に印刷し。

非酸化性雰囲気中で焼成すれば、実用可能な特性を有す
る厚膜抵抗ン得ることが出来る。従って、ニッケル等の
卑金属導体ペーストによる厚膜導体の形成と同時に卑金
属厚膜抵抗を形成することが出来る口 実施例１ 次に、本発明の実施例に係わる抵抗材料及びこれをオＵ
用した多層セラミック回路基板の形成方法について述べ
る。

まず、ガラスケ得るために、Ｓｈｏ、　５３重量部。

ＺｎＯ７，Ｏ重量部、ＣａＣＯ５１２−ＯＮ置部、　Ｂ
、０゜２０．０重量部、　ＢａＣＯ３８，ＯＮ置部Ｚ混
合し、アルミナルツボ中、１４００℃で３０分間溶融し
、この溶融液を水中に投入し、急冷させた。このガラス
をアルミナ乳鉢で約５０μｍ程度に粉砕し、更にこれを
エタノールと共にポリエチレン製ポットミルの中に入れ
、アルミナボールで１５０Ｆ￥Ｐ間粉砕し、粒径が１０
μｍ以下の粉末状のガラスビ得た。

次ニ、上記ガラスと、％Ｓ５と、　ＣａＦ、とン第１表
に示す割合に秤量し、ボールミルに入れて混合した。次
いで、この混合物をアルゴンガス雰囲気中１２００℃で
１時間熱処理を行なった。そして、こｎｅｔエタノール
と共にポリエチレン製のボットミル中に入れ、アルミナ
ボールで２４時間粉砕し、１０μｍ以下、好ましくは５
μｍ以下の抵抗材料の粉末を得た。なお、この粉末（抵
抗体組成＠］の組成は、最初の原料の組成と実質的に同
じである。しかる後、上記抵抗材料の粉末１００］ｉｆ
部と、有機バインダにトロセルロースｌＯ重量部ンプチ
ルカルビトール９０重量部で溶かしたもの３２５重量部
とを３本ロールミルで混練して約８００ボイズの抵抗体
ペーストとした。

−万、上記抵抗体ペーストケ印刷するための磁器生シー
トを次の方法で作製した。ＡＩ、０．粉末５Ｏｘｉ部、
Ｓｉｎ、粉末２０軍置部、　ＳｒＯ粉末２５Ｍ量部、Ｌ
ｉ、Ｏ粉本Ｉ　ＭＥ蓋部、及びＭｇＯ粉末４重量部から
なるセラミック原料粉末と、アクリル酸エステルポリマ
ーの水溶液からなるバインダーと、グリセリンと、カル
ボン酸塩及び水と、なそれぞれボールミルに入れて混合
して、スリップを作製し、脱泡処理した後にドクターブ
レード法により厚さ２００μｎ〕の長尺の生シートケ作
製した。そして、この生シートから、９　ｍｍ　Ｘ　９
　ｍｍと６　ｍｍ　Ｘ　９　ｍｍの２種類の生シート片
を切り抜いた。

次に、第１図に示す如（、前者の生シート片（１）上に
、ニッケル（Ｎｉ）粉末と有機バインダとを３＝１の比
で混練した導電性ペーストを２００メツシユのスクリー
ンを用いて印刷し、１２５℃、１０分間乾燥することに
よって第１図に示す如＜　Ｎｉ導体膜＋２１を形成した
。

次に１本発明に係わる抵抗体ペーストン導電性ペースト
と同様にスクリーン印刷し、乾燥することによって、第
１図に示す如（抵抗体膜１３１ン形成した。

次に、生シート片（１）の上に鎖線で示す大きさのもう
一方の生シート片１４１　ｙ積層し、１００℃、１５０
　ｋｇ／ｃｍ　で熱圧着し、これン酸化性雰囲気中５０
０℃で熱処理して有機バインダ乞とばし、Ｎ、　（９８
，５容積％］＋Ｈｔ　（１，５容積％）の還元性雰囲気
中で１２００℃、２時間焼成し、第２図に示す如（・磁
器層１）ａ）（４ａ）の中に、厚膜導体（２ａ〕と厚膜
抵抗体（３ａ）とを有する混成集積回路用の多層磁器回
路基板を完成させた。なお、抵抗体＋　３ａ）の導体（
２ａ）にかからない部分の大きさは、３ｍｍＸ３ｍｍで
あり、膜厚は１８μｍである。

次に、この抵抗体（３ａ）の２５℃におけるシート抵抗
をブリッジ法で測定し、且つ、２５℃から１２５℃の温
度範囲での抵抗温度係数ン測定したところ、第１表の結
果が得られた。

上述から明らかな如く、本実施例の抵抗体ペーストを磁
器生シートに塗布して還元性雰囲気中で焼成することに
より、厚膜抵抗体が得られる。従って、Ｎｉ等の卑金属
ペーストと同時に焼成することが出来る。このたぬ、磁
器層内に％Ｎｉ等のペーストによる厚膜導体と共に、厚
膜抵抗を設けることが可能になり、混成集積回路の低コ
スト化、小型化が出来る。

また、第１表から明らかな如く。

ガラス　　５．０〜５５．０重量部、 ｗ５Ｓｉ、　　４４．０〜９４−０重量部、ＣａＦｔ　
　　　１−０〜４１−０　’ｌｆ量部承部成によって、
シート抵抗４７．２〜７９１２Ω／口の厚膜抵抗ｙａ’
得ることが出来る。従って。

組成比を適宜選択することによって、任意の抵抗値を得
ることが出来る。また、抵抗温度係数は−７９５〜＋６
０３　ｐｐｍ／　℃に収まるので、実用可能な抵抗を提
供することが出来る。

実施例２ ガラスの組成が変化しても、実施例１と同様な作用効果
が得られることを確かめるために、次の如（ガラス粉末
を作製した。二酸化珪素（Ｓｔｏｗ）６５．０重量部、
三酸化ニホウ素（Ｂ、Ｏ，）２３．０重量部、炭酸カル
シウム（ＣａＣＯ，）　８．０重量部、及び酸化アルミ
ニウム（ＡＩ！ＯｊＪ　４−０重量部を混合し、実施例
１と同様の手法にて粉末状のガラスを得た。

次に、このガラスとＷ、Ｓｉｌ及びＣａＦ、’を第２表
に示す比率に混合し、実施例１と同一の方法で抵抗体組
成物の粉床を得、こｎを使用して実施例１と同一の方法
で同一構造の多層磁器回路基板を形成し、実施例１と同
様に電気的特性ケ測定したところ１Ｍ２表の結果が得ら
れた。

この実施例２から明らかなように、ガラス組成を変えて
も抵抗特性に大きな相違は見られない。

つまり１本発明にお−１で使用されるガラスは必ずしも
特定された１つの組成に限られるものではない。なお、
実施例１におけるＳｉｎ、　−ＺｎＯ−ＣａＯ−Ｂ、　
０ｌ−ＢａＯ系ガラス、実施ｆ！Ｉ　２の５ｉ０１−　
Ｂ１０Ｂ　−Ｃａ０−ＡＩ、Ｏ，糸ガラスはいずれも作
業点（ＩＸＩＯホイズとなる温度］が９００〜１２００
℃のガラスである。本発明の抵抗体組成物のガラスは、
実施例１及び２の組成のガラスに限ることなく、９００
〜１２００℃の作業点を有し、且つ還元性雰囲気で焼成
する際に金属化されやすい金輌酸化物（ＰＰｂｏｌＳｎ
ｏ、Ｂ１）０１等］を含まないものであれば、どのよう
な組成物でもよいことが確かめられて（する。

実ＩＭ例３ 弗化金属が変化しても、実施例１と同様な作用効果が得
られることケ確かめるために、弗化金属の５ｒＦｔＹ用
意し、実施例１と同一組成のガラスと％ＳｉｌとＳ　ｒ
Ｆ＊とを第３表の割合に秤量し、これを使用して、アル
ゴンガス雰囲気中の熱処理温度ン９００℃にした他は、
実施例１と同一方法で抵抗体組成物を形成した。しかる
後、実施例１と同一方法で、抵抗体ペーストラ作り、更
に多層磁器回路基板を作製し、電気的特性を測定したと
ころ、第３表に示す結果が得られた。

この第３表から明らかな如＜　−５ｒＦｚ　’ｆ使用し
て　□も、ＣａＦ、の場合とけぼ同様な作用効果が得ら
れる。

実施例４ 珪化タングステンとしてＷＳｉ、、弗化金鵬としてＳｒ
Ｆ＊Ｙ使用しても実施例１と同様な作用効果が得られる
ことｙａ−確かめるために、実施例１と同一組成のガラ
ス、　ＷＳｆ、、　ＳｒＦ、ン第４表に示す割合に秤量
し、アルゴンガス雰囲気での熱処理温度！１）００℃と
した他は、実施ｆｌｌ　１と同一方法で抵抗体組成物の
粉末ケ作り、これケ使用して実施例１と同一方法で、抵
抗体ペーストヶ作り、更に多層磁器基板７作り、その電
気的特性を測定したところ、第４表の結果が得られた。

実施例５ 珪化タングステン’ＬＷＳｉｔとし、且つ弗化金楕欠複
数種類としても実施例１と同様な作用効果が得られるこ
とを確かめるたぬに、実施例１と同−ｍｇのガラス、Ｗ
Ｓｉ、、　ＣａＦ、、　ＢａＦ、　ｙａ−第５表に示す
割合に秤量し、実施例１と同一方法で抵抗体組成物の粉
末を作り、これケ使用して実施例１と同一方法で、ペー
ストを作り、更に多層磁器回路基板を作り、電気的特性
を測定したところ、第５表の結果が得られた。この結果
から明らかな如く、弗化金属を複数種としても、１〜４
１重量部の範囲内であれば、１種の場合と同様な作用効
果が得らｎる。

変形例 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく。

例えば次の変形例が可能なものである。

（ａｌ　　弗化金属の種類を３種類にした場−１＆１　
また珪化タングステンを複数種の組み合せとした場合も
実施例１と同様な作用効果が得られることが確かめられ
ている。

（ｂ）　　ガラスと珪化タングステンと弗化金属との混
合物の焼成温度を９００〜１２００℃の範囲にすること
が望ましいことが確認されている。また、この焼成は、
アルゴンガス以外の不活性雰囲気、又は真空中、又は中
性雰囲気、又は還元性雰囲気で行ってもよ−１゜ （ｃｌ　　抵抗体ペース）Ｙ作るための有機バインダは
、エチルセルロース等の樹脂を、テレピン油、ブチルカ
ルピトールアセテート等の高沸点溶剤に溶かしたもので
もよ（・。また、このバインダの量は１５〜３５重量部
程度承部ましく・。

（ｄｉ　　生シートと共に抵抗体ン焼成する際の雰囲気
は中性雰囲気であってもよい。

（ｅｌ　　非酸化性雰囲気中での生シート及び抵抗体及
び導体の焼成は、１０５０〜１２５０℃の範囲で行うこ
とが望ましく・。なお、この焼成の前に。

４００〜６００℃の酸化性雰囲気で熱処理ケ施して有機
物を分解させることが望ましい。

発明の効果 上述から明らかな如く、本発明に係わる抵抗材料は、非
酸化性雰囲気で焼成Ｉｌｉ］能であるので、ニッケル等
の卑金楕による導体ペーストと共に焼成することが出来
る。従って、不発明は電子回路装置の小型化及び低コス
ト化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冥施例に係わる多層磁器回路基板を作
製する際の生シートと導体及び抵抗体のパターンを示す
平面図、第２図は第１図の■−■線に相当する部分の焼
成後の多層磁器回路基板を示す断面図である。 ＋１）　、＝生シート片、Ｆ２＋・・・導体膜、（３）
・・・抵抗体膜、（４）・・・生シート片。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪化タングステン　４４．０〜９４．０重量部、
   弗化カルシウム、弗化ストロンチウム、及び弗化バリウ
   ムの内の少なくとも１種の弗化金属　１．０〜４１．０
   重量部、 ガラス　５．０〜５５．０重量部、 から成る抵抗材料。
2. （２）前記珪化タングステンは、Ｗ＿５Ｓｉ＿３、ＷＳ
   ｉ＿２の内の少なくとも１種である特許請求の範囲第１
   項記載の抵抗材料。
3. （３）前記ガラスは、作業点が９００〜１２００℃の範
   囲のものである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   抵抗材料。