JPS62209801A

JPS62209801A - グレ−ズ抵抗体ペ−スト

Info

Publication number: JPS62209801A
Application number: JP61051705A
Authority: JP
Inventors: 寛敏渡辺; 治牧野; 徹石田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1987-09-16

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グレーズ抵抗材料にかかり、中性雰囲気中、あ
るいは還元雰囲気中の非還元性雰囲気中で焼成可能なグ
レーズ抵抗体ペーストを提供するものである。

従来の技術従来、電極を形成したアルミナ基板上に設ける抵抗材料
として、ＲｕＯ□−ガラスから構成されるＲｕＯ□グレ
ーズ抵抗体がひろく実用に供されている。

このグレーズ抵抗体は、焼結アルミナ基板上の銀あるい
は銀とパラジウムからなる電極を空気中で焼付けたうえ
で、Ｒｕ０２−ガラスを樹脂バインダと溶剤からなるビ
ヒクル中に分散させたペーストをアルミナ基板上の前記
電極に接続するように印刷し、空気中７００〜９００°
Ｃの温度で焼成して形成される。これら厚膜技術に関し
ては、たとえばプラナ−、フィリップス著、シックフィ
ルムサーキット、ロンドンバターワース社（Ｐｌａｎｅ
ｒ、、Ｐｈ１ｌｌ−ｉｐｓ、　ｒＴｈｉｃｋ　Ｆｉｌｍ
　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓｊ　　（ＬＯＮＤＯＮ　ＢＵＴＴＥ
Ｒ−ｗＯＲＴＨＳ社））に論じられてる。

一方、銀−パラジウム電極等の貴金属以外の卑金属電極
上、例えばＷ、、　ＭＯ％　Ｃｕ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、電橋上へのグレーズ抵抗
体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体を形成す
るためにはグレーズ抵抗体を還元雰囲気中、あるいは中
性雰囲気中で焼成する必要がある。

しかし、Ｒｕｎｇ系グレーズ抵抗材料はその性質上還元
雰囲気中で処理された場合、Ｒｕ０＝　＋　Ｈ２−”Ｒｕ　＋　Ｈ２Ｏの反応が容易
に起こり、抵抗体としての特性が得られない。また、一
般にＲｕＯ□系グレーズ抵抗体ペーストは導体、ガラス
成分以外に結合剤としてエチルセルロースなどの有機ポ
リマーを含んでいる。

そのため、このような印刷膜を還元雰囲気中あるいは中
性雰囲気中で熱処理した場合、有機ポリマーは完全には
燃焼せずに炭化し、ガラスに吸着されて炭素残渣が生じ
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
性に悪影響を与えていた。

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、中性雰囲気を問わず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
還元雰囲気中や、中性雰囲気中でも焼成が可能なもので
ある。

発明が解決しようとする問題点しかし、前述のようなエチルセルロースなどの燃焼型有
機ポリマーを珪化物−ガラス系グレーズ抵抗体ペースト
のバインダとして用いる限り、卑金属電極上に珪化物−
ガラス系グレーズ抵抗膜を形成するためには、前工程と
してバインダを燃焼飛散させる脱パインダニ程と、後で
還元処理を必ず施さねばならなかった（特公昭５９−１
５４８１号公報）。

つまり、脱パインダニ程はバインダを燃焼させるという
意味から酸素を多量に含む雰囲気、即ち空気中で行うの
が最も適当である。しかし、電極材料が卑金属の場合、
たとえ脱パインダニ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。そのため後工程で還元処
理を施さねばならないと言う問題点を有していた。

また、−車酔化した金属酸化物はその性質上還元処理中
に基板内部へ拡散したり、昇華飛散するなどの問題点も
有していた。

さらに種度に細かいガラス粉末を用いたペーストの場合
、ガラス粉末が活性なため脱パインダニ程が完了する前
にガラスが融けて炭素残渣を発生させていた。

本発明は上記問題点に鑑み、中性雰囲気、あるは還元雰
囲気等の非還元性雰囲気中で焼成可能なグレーズ抵抗体
ペーストを提供するものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するため、本発明のグレーズ抵抗体ペ
ーストは、平均粒径０．２〜５．０μｍの珪化物導体粉
末と、平均粒径２．０〜１０．０μｍの非還元性ガラス
粉末、及び低温で解重合を起こす有機バインダを含むビ
ヒクルから構成されたものである。

作用本発明は上記したように、グレーズ抵抗体ペーストのビ
ヒクルが低温で解重合をおこすポリマーと溶剤より構成
されるため、脱パインダニ程も焼成も非還元性雰囲気中
で行うことができ、中性雰囲気中や、還元雰囲気中で焼
成される卑金属電極と同時に用いることができることと
なる。

また、平均粒径０．２〜５．０μｍの珪化物導体粉末と
、平均粒径２．０〜１０．０μｍの非還元性ガラス粉末
を用いることにより、炭素残渣を生じ難く、抵抗温度係
数がゼロに近い、耐湿特性の安定な抵抗体を得ることが
できる。

実施例以下本発明の一実施例のグレーズ抵抗体ペーストについ
て説明する。

［実施例］まず、珪素と各金属をＡｒガス中の１２００〜１４００
℃の温度で反応させ、珪化モリブデン（ＭｏＳｉｚ）、
珪化タングステン（ＷＳｉｚ）　、珪化タンタル（Ｔａ
Ｓｉｚ）、珪化ニオブ（ＮｂＳｉ　ｚ）、珪化マンガン
（ＭｎＳｉｚ）、珪化チタン（ＴｉＳｉｚ）、珪化ジル
コン（ＺｒＳｉｔ）、珪化アルミニウム（ＡＩＳｉｚ）
、珪化鉄（ＦｅＳｉｚ）、珪化クロム（ＣｒＳｉ、）、
珪化コバルト（ＣｏＳｉｚ）、珪化ニッケル（ＮｉＳｉ
ｚ）、珪化マグネシウム（ＭｇｚＳｉ）の各珪化物を得
、有機溶媒中で湿式粉砕を行い、平均粒径０．２〜５．
０μｍの珪化物導体粉末を得た。一方、非還元性ガラス
粉体は原料粉体として、ＢａＣ０，、Ｈ３ＢＯ３、Ｍｇ
ｏ、　ＣａＣ０＋、Ｓｉｎｇ、Ａ１ｔ０３を主に用い、
１２００〜１３００℃の温度で溶融後、純水中で急冷し
、粗粉砕、湿式粉砕をおこなって２．０〜１０．０μｍ
のガラス粉体を得た。

これら珪化物導体粉末と非還元性ガラス粉末を珪化物導
体粉末／（珪化物導体粉末＋非還元性ガラス）比が重量
比で０．１〜０．４となるように混合し、グレーズ抵抗
粉末とした。

このグレーズ抵抗粉末と混練するビヒクルはテルピネオ
ール中にポリメチルメタアクリレートが１０％重量比に
なるよう秤量し、溶解して得た。

そして、グレーズ抵抗粉末を１ｇあたり０．６〜０　、
７　ｃｃのビヒクルで混練してグレーズ抵抗体ペースト
を得た。

このグレーズ抵抗体ペーストを３２５メツシエのステン
レススクリーンを用いてＣｕ電電極持持アルミナ基板上
にスクリーン印刷した。この後１２０℃で１０分間乾燥
してから、雰囲気制御可能な厚膜炉で焼成した。厚膜炉
の条件は釣鐘状の温度プロファイルで９００℃１０分間
保持のトータル焼成時間４５分であった。このときの雰
囲気は窒素雰囲気でおこなった。

このようにしてえられたグレーズ抵抗体の代表的抵抗緒
特性を第１表に示す。

（１人丁金　ら）なお、面積抵抗Ｒｓは、抵抗体の膜厚１２μｍに換算し
て評価した。また、短時間過負荷テスト（ＳＴＯＬ　：
　５ｈｏｒｔ　Ｔｉｍｅ　０ｖｅｒ−１ｏａｄ　Ｔｅ５
ｔ）は２５０ｍＷ／ｍｍ２の電力を５秒間印加して初期
値に対する抵抗変化率で評価した。

また、抵抗温度係数Ｔ　ＣＲ（ｐｐｍ／　’Ｃ）は、２
５℃時の抵抗値に対する１２５℃時の抵抗値を１℃あた
りの変化率で評価した。

以上のように本［実施例］によれば、導体材料とガラス
、およびビヒクルで構成されるグレーズ抵抗体ペースト
が、平均粒径０．２〜５．０μｍの珪化物導体粉末と、
平均粒径２．Ｑ〜１０．０μｍの非還元性ガラス粉末、
及び低温で解重合を起こす有機バインダを含むビヒクル
から構成されることにより、中性雰囲気中で容易に焼成
でき、卑金属材料と共存可能な高性能グレーズ抵抗体を
形成できる。

［比較例］本発明の効果を明らかにするために［実施例コの珪化物
導体粉末が平均粒径０．２μｍ未満、あるいは５μｍ超
えるものを作成し、また、非還元性ガラス粉末が平均粒
径２μｍ未満、あるいは１０μｍを超えるものを作成し
、実施例と同じ手順でグレーズ抵抗体を形成し評価した
。

このときの抵抗体の代表的緒特性を第２表に示１°　　
　　　（以下心ｂ〉なお、電流ノイズＮ　（ｄＢ）はＱｕａｎ−ｔｅｃｈ社
製抵抗体ノイズメーター３１５Ｂで測定した。

また、耐湿テストは温度６０℃、相対湿度９５％雰囲気
中に１００時間放置した後の初期値に対する抵抗変化率
ΔＲ（％）で評価した。

珪化物導体粉末の平均粒径と非還元性ガラスの平均粒径
と耐湿テスト（６０℃、９９％ＲＨ１）００Ｈｒｓ）の
抵抗変化率の［実施例コ、し比較例コを図に示す。

ｌは、本発明の［実施例コを示す珪化物導体と非還元性
ガラスの平均粒径の領域を、２は［比較例］を示す各々
の平均粒径の領域を示す。

以上［比較例〕に示すように、非還元性ガラス粉末が平
均粒径２μｍ未満、あるいは１０μｍを超えるものを用
い、実施例と同じ手順で焼成したグレーズ抵抗体では、
ガラスの流動性が適度でなく、ガラスが微粉末のときは
脱バインダが不完全なままガラスが融は炭素残渣が生じ
る。このため抵抗体としての諸特性を満足しない。また
、ガラス粉末が１０μｍを超えるものではガラスの流動
性が悪く、耐湿性が向上しない。一方、珪化物導体粉末
が平均粒径０．２μｍ未満、あるいは、５μｍを超える
ものを用いて同様に形成したグレーズ抵抗体では、やは
りガラスの流動性に影響を与え、諸特性を満たさない。

なお、実施例において、有機ポリマーとしてポリメチル
メタアクリートを用いたが、低温で解重合をおこし昇華
飛散するものであれば何でもよく例えば、ポリブチルメ
タアクリレート、ポリテトラフルオロエチレンや、ポリ
−α−メチルスチレンを単体、あるいは混合して用いて
もよい。

また、実施例では窒素雰囲気中で焼成したが、非酸化性
雰囲気であれば良く、７％未満の水素を含む還元性雰囲
気中でも焼成可能である。

また、実施例では硼珪酸ガラスをもちいたが、ガラスの
性質としては非還元性であればよい。

発明の効果以上のように本発明のグレーズ抵抗体ペーストは、平均
粒径０．２〜５．０μｍの珪化物導体粉末と、平均粒径
２．０〜１０．０μｍの非還元性ガラス粉末、及び低温
で解重合を起こす有機バインダを含むビヒクルから構成
されることにより、非還元性雰囲気中で高性能グレーズ
抵抗体を容易に形成でき、また、卑金属材料との共存に
よるコストの低減や、単一雰囲気中での焼成による工程
管理工数の低減等、多くの波及効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は、グレーズ抵抗体ペーストを窒素雰囲気中で形成し
、耐湿テスト１００時間後における抵抗変化率ΔＲにお
いて各抵抗変化率を満足する珪化物導体材料、非還元性
ガラスの平均粒径の領域を示すグラフである。１・・・・・・本発明の実施例を示す領域、２・・・・
・・比較例を示す領域。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均粒径０．２〜５．０μｍの珪化物導体粉末と
、平均粒径２．０〜１０．０μｍの非還元性ガラス粉末
、及び低温で解重合を起こす有機バインダを含むビヒク
ルから構成されるグレーズ抵抗体ペースト。
（２）有機バインダは非還元性ガラス粉末の軟化点より
も低い温度で解重合をおこし、ポリメチルメタアクリー
ト、ポリブチルメタアクリレート、ポリテトラフルオロ
エチレン、又はポリ−α−メチルスチレンのうち１種以
上から構成されることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載のグレーズ抵抗体ペースト。
（３）珪化物導体粉末が、珪化モリブデン、珪化タング
ステン、珪化タンタル、珪化ニオブ、珪化マンガン、珪
化チタン、珪化ジルコン、珪化アルミニウム、珪化鉄、
珪化クロム、珪化コバルト、珪化ニッケル、珪化マグネ
シウムの内一種以上であることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載のグレーズ抵抗体ペースト。
（４）非還元性ガラスは、硼珪酸ガラスから構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のグレ
ーズ抵抗体ペースト。