JPS6281701A - 抵抗組成物 - 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） この発明は、酸化鉄−酸化ルテニウム−酸化鉛を主たる
導電成分とする抵抗組成物に関するものである。

（従来技術） 金属酸化物を導電成分とする抵抗組成物、たとえば抵抗
ペーストとしては、たとえばＲｕＯ□あるいはＢ　ｔ２
Ｒｕ、Ｏ，などの酸化ルテニウム系やＡｇ−Ｐｄを主成
分としたものがあることは知られている。

たとえば、これらの抵抗ペーストをアルミナなどの絶縁
基板の上にスクリーン印刷により塗布し、空気中で焼き
付けることにより、半固定抵抗器の抵抗体として用いら
れていた。

しかしながら、この抵抗体上にスライダを摺動させると
、前記した抵抗ペーストにより得られた抵抗体では、１
００回転程度で抵抗値が初期値に比べて３０〜５０％の
変化を示すものであり、安定性に欠けるものであった。

また、高価なＲｕ０ｚまたはＡｇ−Ｐｄを主成分とする
ものであるため、得られる抵抗体の価格を引き上げる要
因となっていた。

このような問題を解決するため、この出願にかかる発明
者等は未だ公知になっていないが、酸化鉄−酸化ルテニ
ウム−酸化鉛を導電成分とする抵抗ペーストを見い出し
、実用可能なものにすることができた。

この抵抗ペーストによれば、抵抗値の変化、特に半固定
抵抗器の抵抗体とした場合には、スライダの回転寿命特
性が大幅に向上し、スライダを１００回程度回転させて
も、初期値に比べてわずか数％以内の抵抗値変化しか示
さないものに改善された。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、改善された導電成分からなる抵抗ペーストは
、より一層そのコストダウン、特に高抵抗領域（ＬＯＯ
ＫΩ／口以上）のコストダウンをはかる必要性があり、
また、高抵抗領域まで、抵抗温度特性（Ｔ、Ｃ，Ｒ，）
および回転寿命特性の優れた抵抗体とする必要性があっ
た。

それゆえに、この発明の主たる目的は、抵抗組成物、た
とえば抵抗ペーストのコストダウンをはかり、高抵抗領
域まで任意の抵抗値のものを得ることができ、抵抗温度
特性および回転寿命特性の優れた抵抗体を提供すること
である。

（問題点を解決するための手段） すなわち、この発明の要旨とするところは、金属酸化物
粉末、ガラスフリット、および有機質ビヒクルよりなる
抵抗組成物であつて、 前記金属酸化物粉末は、酸化鉄と、酸化ルテニウムと、
酸化鉛、および酸化タンタルまたは酸化ジルコニウムの
うち一方から選択される添加物とからなることを特徴と
するものである。

金属酸化物粉末の存在量は次の範囲に選択される。

つまり、各金属酸化物のうち、酸化鉄、酸化ルテニウム
および酸化鉛を、第１の構成成分とし、それぞれＦｅｘ
　Ｏｎ　＋　Ｒｕｏｔ　、Ｐｂ２Ｏ４に換算したとき、 Ｆｅ３０４：Ｒｕ０ｚ　：Ｐｂ３０ｔ＝　１　：０．６
　””３　：０．２〜１のモル比に選択される。

そして、酸化タンタルまたは酸化ジルコニウムを第２の
構成成分とし７、この酸化タンタルをＴａｚ　Ｏ５に換
算したとき、第１の構成成分の総量１モルに対し、０．
１５モル以下の範囲で選択されるか、または酸化ジルコ
ニウムをＺｒＯ２に換算したとき、第１の構成成分の総
量１モルに対し、０．２５モル以下の範囲で選択される
。

上記した善事１の構成成分および第２の構成成分につい
て、その存在量を規定したのは次の理由による。

つまり、第１の構成成分についてはＦｅ−ｈｏｇ量を基
準としており、このＦｅ、Ｏａに対し、ＲＵＯＺの成分
モル比率を０．６〜３としたのは、０．６未満、では抵
抗が大きくなりすぎるからであり、一方３を越えると電
気的特性には問題がないものの、Ｒｕ　Ｏｚ量が多くな
り経済的なメリットがなくなり、コストダウンに結びつ
かないからである。

また、ＰｂｚＯａについて、その成分モル比率を０．２
〜ｌとしたのは、０．２未満では電気的特性には問題が
ないものの、Ｐｂ３０．量が少なくなる分ＲｕＯ□量を
増やさなければならず、その結果コストアップとなり、
一方１を越えると抵抗値が大きくなりすぎるからである
。

次に、第２の構成成分について述べると、Ｔａ２Ｏ、量
を第１の構成成分の総１１モルに対して、０．１５モル
以下としたのは０．１５モルを越えると抵抗温度特性の
劣化が著しく、使用が不可能となるからである。

また、もう一方の第２の構成成分であるＺｒＯ２量を第
１の構成成分の総量１モルに対して０゜２５モル以下と
したのは、０．２５モルを越えると抵抗温度特性の劣化
を引き起こすからである。

また、金属酸化物粉末に対するガラスフリットの混合割
合は、金属酸化物粉末３０〜７０重量％に対し、ガラス
フリットは７０〜３０重量％の割合で配合される。ガラ
スフリット量がこの範囲に限定されるのは、金属酸化物
粉末が７０重量％を越え、ガラスフリット量が３０重量
％未満では耐湿特性が劣化し、一方金属酸化物粉末が３
０重量％未満で、ガラスフリット量が７０重量％を越え
ると、たとえば可変抵抗器の抵抗体として用いた場合に
、回転寿命特性が劣化するからである。

ガラスフリットとしては、たとえば、ホウケイ酸鉛系の
ものがある。

これらの金属酸化物粉末とガラスフリットからなる固形
成分に対しては、それらをペースト状とするために、有
機質ビヒクルが加えられる。上記した固形成分に対する
有機質ビヒクルの量は、２５〜３５重量％の範囲で選択
される。この範囲に限定したのは、印刷特性を考慮した
ことによる。

つまり、２５重量％未満では固形成分が多くなり、印刷
性のよいペーストが得られないからであり、一方、３５
重量％を越えると印刷パターンの滲みが発生し、一定面
積のパターンが形成されず、抵抗値にばらつきが生じる
からである。有機質ビヒクルとしては、たとえば、エチ
ルセルロースに溶剤であるα−テレピネオールを加えた
ものが用いられる。

抵抗ペーストを調製するには、金属酸化物粉末の原料で
あるＦ　ｅ３０ａ　、Ｒｕ○ｚ　、　　Ｐ　ｂ：＋　Ｏ
ａを所定比率で秤量し、各原料をボットミルに水ととも
に入れ、所定時間混合する。そののち水を蒸発させ、６
００〜９００℃で熱処理して金属酸化物粉末を得る。こ
の金属酸化物粉末にガラスフリットを所定比率で加え、
さらに添加物としてＴａ２Ｏ５またはＺｒＯ２ならびに
有機質ビヒクルを加えて混合することにより抵抗ペース
トが得られる。この他、Ｔａｚ　Ｏ，またはＺｒ０Ｚを
Ｆｅ３Ｏ４、Ｒｕ　０２　、　　Ｐ　ｂ：＋　０４とと
もに秤量混合してもよい。

この抵抗ペーストは、たとえばアルミナの絶縁基板の上
にスクリーン印刷により塗布され、空気中、たとえば７
００〜９００℃の温度で焼き付けられ、抵抗体として構
成されることになる。

（実施例） 以下、この発明は実施例に基づいて詳細に説明する。

実施例Ｉ 金属酸化物粉のうち第１の構成成分であるＦｅ５０、、
ＲｕＯ２およびＰｂ３Ｏ４を第１表に示すモル比率で調
合し、ボットミル中で水とともに２４時間湿式混合した
。その復水を蒸発させ、乾燥粉末をルツボに入れて７０
０℃の温度で２時間保持して導電性粉末を得た。この導
電性粉末に第１表に示す割合で第２の構成成分である’
ｒａＺ。

、を加え、さらにホウケイ酸鉛系ガラスフリットを加え
た。これらの固形成分に対して、有機質ビヒクルを２８
重量％加えて混練し、抵抗ペーストを調製した。

これらの抵抗ペーストを、アルミナ基板の表面に４龍の
間隔で予め形成した１対の銀焼き付は電極間にスクリー
ン印刷で塗布し、８５０℃、１０分間の条件で焼き付け
た。

得られた抵抗体の面積抵抗値、Ｃｏ１ｄ　Ｔ、Ｃ，Ｒ，
ＨｏｔＴ、Ｃ，Ｒおよび回転寿命特性を測定し、その結
果を第１表に合わせて示した。

Ｃｏ１ｄ　Ｔ、Ｃ，Ｒ，Ｈｏｔ　Ｔ、Ｃ，Ｒについては
、次の試験法に基づいて行なった。

Ｃｏ１ｄ　Ｔ、Ｃ，Ｒ（５５℃）　　：旧Ｌ　ＳＴＤ　
２Ｏ２Ｆ試験法３０４ Ｈｏｔ　Ｔ、Ｃ，Ｒ（＋　１５０℃）　　：旧Ｌ　ＳＴ
Ｄ　２Ｏ２Ｆ試験法３０４ また、回転寿命特性については、抵抗体の上にスライダ
を摺動し、初期抵抗値に対する１００回転後の抵抗値の
変化を測定した値である。

第１表から、Ｔａ２Ｏ５を加えても、回転寿命特性を劣
下させることなく、抵抗値を可変することができること
が理解できる。

なお、Ｔａ２Ｏ，の添加量範囲は、第１表に示すように
第１の構成成分の組成によりやや異なるか、０．１５モ
ル以下で効果があり、これらの範囲以上では、抵抗温度
特性の劣化が著しく、±５００ｐｐｍ／”Ｃを越えるた
め使用が不可能である。

実施例■ この実施例においても実施例Ｉと同様、第１の構成成分
および第２の構成成分を第２表に示す割合で処理して、
導電性粉末を処理した。

この導電性粉末に対して、ホウケイ酸鉛ガラスフリット
を５０重量％：５０重量％の比率になるように加え、さ
らにこれら固形成分に対して有機質ワニスを２８重量％
加えて混練し、抵抗ペーストを調製した。

この抵抗ペーストを、実施例■と同様に処理し、アルミ
ナ基板の上に抵抗体として形成した。

そして、実施例■と同様に特性を測定し、その結果を第
２表に合わせて示した。

第２表から、ＺｒＯ２を加えても、その添加により高抵
抗値が得られ、抵抗温度特性、回転寿命特性を劣化させ
ないことがわかる。

（効果） 以上の説明から明らかなように、Ｆｅ、０４−ＲｕＯ□
−Ｐｂ３０４を導電成分とする抵抗組成物にＴａｚ　ｏ
ｓまたはＺｒＯ２を加えることにより、抵抗温度特性、
回転寿命特性を劣化させずに、高抵抗の抵抗組成物を得
ることができる。

特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属酸化物粉末、ガラスフリット、および有機質ビ
   ヒクルよりなる抵抗組成物であって、前記金属酸化物粉
   末は、酸化鉄と、酸化ルテニウムと、酸化鉛、および酸
   化タンタルまたは酸化ジルコニウムのうち一方からなる
   添加物とからなり、 前記各金属酸化物のうち、酸化鉄、酸化ルテニウム、お
   よび酸化鉛を第１の構成成分とし、酸化タンタルまたは
   酸化ジルコニウムを第２の構成成分としたとき、 第１の構成成分につき、酸化鉄をＦｅ＿３Ｏ＿４に換算
   し、酸化ルテニウムをＲｕＯ＿２に換算し、酸化鉛をＰ
   ｂ＿３Ｏ＿４に換算したとき、各第１の構成成分は次の
   モル比からなり、 Ｆｅ＿３Ｏ＿４：ＲｕＯ＿２：Ｐｂ＿３Ｏ＿４＝１：０
   ．６〜３：０．２〜１前記第２の構成成分である酸化タ
   ンタルをＴａ＿２Ｏ＿５に換算したとき、前記第１の構
   成成分の総量１モルに対し０．１５モル以下の割合で添
   加するか、または前記第２の構成成分である酸化ジルコ
   ニウムをＺｒＯ＿２に換算したとき、前記第１の構成成
   分の総量１モルに対し０．２５モル以下の割合で含有さ
   れていることを特徴とする、抵抗組成物。 ２　前記金属酸化物粉末とガラスフリットは、金属酸化
   物粉末が３０〜７０重量％、ガラスフリットが７０〜３
   ０重量％の割合からなる、特許請求の範囲第１項記載の
   抵抗組成物。 ３　前記金属酸化物粉末およびガラスフリットからなる
   固形成分に対して、有機質ビヒクルが２５〜３５重量％
   の割合からなる、特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の抵抗組成物。 ４　前記有機質ビヒクルは、有機質ワニスからなる、特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の抵
   抗組成物。