JPS63202001A

JPS63202001A - 厚膜抵抗組成物、厚膜抵抗体、並びに厚膜ハイブリッドｉｃ

Info

Publication number: JPS63202001A
Application number: JP62033297A
Authority: JP
Inventors: 忠道浅井; 満藤井; 敏夫小川; 修伊藤; 研高橋; 昭池上; 浩大津; 和彦阿藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-08-22
Also published as: JPH0482161B2

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〕１′一本発明は、厚膜ハイブリッドＩＣ等を用いる厚膜抵抗組
成物及びそれを用いた厚膜ハイブリッドＩＣに関する。

〔従来の技術〕

従来、厚膜ハイブリッドＩＣ等に用いられている抵抗体
用材料には、空気中で焼成できるものとしてＲｕ　ＯＺ
糸材料が一般に用いられていた。従って、導体回路も空
気中で焼成されても酸化等の心配のないＡｇ−Ｐｄ系材
料が使用されていた。

しかし、Ａｇ−Ｐｄ系材料は抵抗値が比較的高く厚膜ハ
イブリッドＩＣの低インピーダンス化を図る上でのネッ
クとなっていた。

一方、銅系の回路導体はＡｇ−Ｐｄ系に比べて低インピ
ーダンスであると云う利点があるが、銅は酸化され易い
ので、非酸化性雰囲気中例えば窒素ガス中でないと焼成
できない。また、抵抗材料に上記のＲｕ○２系材料を用
いると窒素ガス中ではＲｕ　Ｏ２が還元されてしまうた
め使用できないと云う問題がある。

そこで、銅系の導体回路を有する厚膜ハイブリッドＩＣ
においては抵抗体材料として、６はう化物例えばＬａＢ
ａにガラス粉、有機ビヒクルを加えたペースト（特公昭
５９−５１７２１号）が知られている。

しかし、これらは、面積抵抗値で数に０７口以上の抵抗
値の安定な抵抗体が得られないという問題があった。

酸化錫（ＳｎＯｚ）も非酸化性雰囲気中で焼成可能な抵
抗体材料として知られているが、上記６はう化物とは逆
に面積抵抗値で数１０に０７口以下の安定なものが得ら
れないと云う問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記ＬａＢ５系抵抗ペーストは１面積抵抗値で数に０７
口以上のものが実際には得られないので。

抵抗体皮膜を長くしたり、チップ抵抗体を併用するなど
していた。そのためハイブリッドＩＣとしての集積度を
上げることができず、かつ、チップ抵抗体の取り付は等
のために製造工程が複雑となると云う問題があった。

そこで、上記の抵抗体材料をそれぞれ用いたものでは、
得ることができない数にΩ／口〜数１０にΩ／口の範囲
内の抵抗値のものを得るために、酸化錫（ＳｎＯｚ）と
ＬａＢ５とのブレンドを行なったが、両者は焼成の過程
で化学反応を起こすためか、抵抗値が不安定でばらつき
、とうてい実用性のある抵抗体を得ることができなかっ
た。

本発明の目的は、非酸化性雰囲気中で焼成可能であり、
かつ、使用頻度が高い数にΩ〜数１０にΩの抵抗値範囲
がカバーでき、抵抗値が安定な抵抗体を得ることができ
る厚膜抵抗組成物およびそれを用いた厚膜ハイブリッド
ＩＣを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の厚膜抵抗組成物は、（１）Ｒ期律表のＨａ、ＩＶａ、Ｖａ、およびＶＩａ族
のほう化物、炭化物、窒化物、けい化物の各化合物群よ
り選ばれる２種以上でそのうちの少なくとも１成分が］
−０〜９０重量部と、有効量のガラス及び有機ビヒクル
を含む厚膜抵抗組成物。

（２）（ａ）周期律表のＩＩＩａ、ＩＶａ、Ｖａ、及び
■８族のほう化物の１種以上コ、０〜９０重量部に対し
くｂ）Ｈａ、ＩＶａ、Ｖａ、及びＶＩａ族の炭化物、窒
化物、けい化物の１種以上９０〜１０重量部と、有効量
のガラス及び有機ビヒクルを含む厚膜抵抗組成物。

（３）（ａ）周期律表のｍａ、ＩＶａ、Ｖａ、及び−Ｖ
Ｉ　ａ族のほう化物の１種以上】０〜９０重量部に対し
くｂ）Ｈａ、ＩＶａ、Ｖａ、及びＶＩａ族の窒化物の】
種以上９０〜１０重景部と、有効量のガラス及び有機ビヒクルを含む厚膜抵抗組成物
。

にある。また、これを用いた（４）セラミックス基板上に、周期律表のｍａ。

ＩＶａ、Ｖａ、およびＶＩａ族のほう化物、炭化物。

窒化物、けい化物の各化合物群より選ばれる２種以上と
、有効量のガラスを含む厚膜抵抗体と銅導体から成る厚
膜回路を有していることを特徴とする厚膜ハイブリッド
ＩＣにある。

なお、上記（ａ）成分が多くなると焼成後の抵洗体の抵
抗値は低くなる傾向があり、一方（ｂ）成分が多くなる
と抵抗値は高くなる傾向があるが、両者の配合比率は必
要とする抵抗値に応じて上記範囲内で任意に選択するこ
とができる。

上記のＨａ、ＩＶａ、■ａ、及びＶＩａ族の元素は、Ｓ
ｃ、Ｙ、ランタノイド、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎ−”’ｈｒ’；
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗがある。

前記において、（ａ）成分としてほう化物を、（ｂ）成
分として炭化物、窒化物及びけい化物から選択した両成
分の組合せが好ましい。なかでも（ｂ）成分としては、
窒化物がよい。

また、前記（ａ）成分はランタンポライドで、（ｂ）成
分がＴ　ｉ　Ｎである組合せが特に好ましい。

上記導電性材料は、粉末状で使用されるが、粉末として
は平均粒径０．１〜２μｍの範囲のものが好ましい。

上記の他に、バインダーとしてのガラス及び成形時の有
機ビヒクルは、従来用いられている公知の材料が使用で
きる。

ガラスとしては、はうけい酸系ガラス、例えばほうけい
酸アルミカルシュラムガラス、はうけい酸アルミ亜鉛ガ
ラス、はうけい酸アルミバリュウムガラスなどの粉末状
のものを、前記導電性材料成分に対し２０〜８０重量％
の範囲で用いるのがよい。抵抗体の抵抗値に合せて配合
するのがよい。

また、有機ビヒクルとしては熱分解性の樹脂、例えばメ
タアクリル酸系樹脂をテルピネオール、ブチルカルピト
ールアセテート等の溶剤に溶解したものを用いる。

上記の厚膜抵抗組成物は、セラミックス基板上に塗布、
例えばスクリーン印刷などの方法によって形成される。

しかるのち予備乾燥後、非酸化性雰囲気中で焼成され厚
膜ハイブリッドＩＣが得られる。焼成温度は、配合守れ
る抵抗ペーストによっても異なるが、８５０〜９５０℃
が一般的である。

〔作用〕

前記ランタンポライドと酸化錫をブレンドしたものは、
例えばＬａＢａ＋５ｎＯｚ−）Ｓｎ＋ＬａＯ２＋ＢｚＯａのよ
うな反応が起り、全屈Ｓｎの生成により所定の抵抗値の
ものが得られないばかりか、水に不安定なり２０３が生
成されるために不安定となり、ばらつく原因になるもの
と考えられる。

これに対し、本発明においては、２種以上の導電性材料
をブレンドしているが、焼成後の抵抗体の抵抗値が不安
定な要素は認められず、所定の抵抗値のものを非酸化性
雰囲気中で焼成することにより容易に得ることができる
。

また、焼成後の抵抗体は熱衝撃に対しても抵抗値の変化
が少ないので安定な厚膜ハイブリッドＩＣを提供するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１第１表に示す粒径２μｍ以下の導電性粉末と、はうけい
酸アルミ系ガラスの平均粒径１μｍの粉末をらい潰機で
混合した後、有機ビヒクルとして２０重量％メタアクリ
ル酸系樹脂／ブチルカルビ量％加え、３本ロールを用い
て室温で混練し、ペースト状の本発明の厚膜抵抗組成物
を得た。

次に、第１図に示すようにアルミナ基板１（０，Ｓｎｗ
ｏＸ　７２ｍｍＸ　５５ｎ＋ｍ）上に、銅系の導体ペー
スト（ＤｕＰｏｎｔ社製：９１５３）を用いてスクリー
ン印刷法により導体端子２を形成後、１２０’ｃ。

１０分乾燥し、窒素ガス中で９００℃、１０分の焼成を
行なった。

次に、前記厚膜抵抗組成物を同様にして、印刷し抵抗体
３を形成した。これを、１２０℃、１０分乾燥し、次い
で窒素ガス中で８５０，９００および９５０℃で焼成を
行なって抵抗体を作成した。

第２図に、抵抗値の焼成温度依存性を示す。

第１表に示すとおりの面積抵抗値、抵抗値のばらつき幅
を有する試験用サンプルを得た。試験用サンプルとして
は、はぼ同じ抵抗値を有する抵抗体皮膜９０個を用いて
、１条件の試験に供した。

また、−５５°Ｃ（２５分）→２５℃（５分）→１５０
℃（２５分）→２５℃（５分）を１サイクルとする２０
０サイクルのヒートサイクル試験を行なった。結果を第
１表に示す。

比較例１導電性材料の組成が異なる他は、実施例１同様にして、
厚膜抵抗組成物を作成し、これをアルミナ基板上に印刷
後、乾燥、焼成を行なって抵抗体を作成した。得られた
抵抗体の面積抵抗値、抵抗値のばらつき幅およびヒート
サイクル試験を行なった結果を第２表に示す。また、第
３図に、抵抗値の焼成温度依存性を示す。

実施例１に比べ、ガラス分の割合が大きくなるほど抵抗
値のばらつき幅、ヒートサイクル後の抵抗値の変化率が
大きい。また、抵抗体の焼成温度依存性が抵抗値に影響
していることが分かる。

比較例２粒径２μｍ以下の導電性材料およびはうけい酸アルミ系
ガラス粉末とを第３表に示す割合に配合し、実施例１と
同様にして厚膜抵抗組成物を作成した。これを実施例１
と同様に、アルミナ基板上に印刷し、乾燥、焼成した。

これらの特性を第３表に示す。

本比較例からは、得られた抵抗体の抵抗値のばらつきが
大きい。

実施例２粒径２μｍ以下のＬａＢｅ、ＴｉＮ　およびほうけい酸
アルミ系ガラス粉末とを第４表に示す割合に配合し、実
施例１と同様にして厚膜抵抗組成物を作成した。これを
実施例１と同様に、アルミナ基板上に印刷し、乾燥、焼
成した。これらの特性を第４表に示す。

表から明らかなように、安定で、２８Ω／口〜１８ＭΩ
／口の抵抗値をもった抵抗体が得られた。

実施例３粒径２μｍ以下のＴｉＢｚとＶＮの導電性材料の粉末、
および平均粒径１μｍのほうけい酸アルミ系ガラス粉末
を使用し、厚膜抵抗体の抵抗値に合せて調合した。これ
をらい潰機で室温で混合した後、有機ビヒクルとして２
０％メタアクリル酸系樹脂／ブチルカルピトールアセテ
ート溶液を上記粉末成分に対し約２０重量％加え、３本
ロールを用いて室温で混練し、ペースト状の本発明の厚
膜抵抗組成物を得た。

次に、アルミナ基板（０，８ｍｍＸ　７２ｍ＋ｎ×５５
ｎｗｎ）上に、銅系導体ペースト（ＤｕＰｏｎｔ社製：
９１５３）を用いてスクリーン印刷法により導体回路パ
ターンを形成した。これを１２０℃、１０分乾燥し。

窒素ガス中で９００℃、１０分の焼成を行なった。

次に、上記銅導体回路を形成した基板の抵抗形成部に、
抵抗値に応じ調合された前記厚膜抵抗組成物を抵抗値順
に印刷した。これを、１２０℃。

１０分乾燥し、次いで窒素ガス中で９００℃。

１０分焼成を行なって抵抗体を形成した。

次に、所望の抵抗値を得るため抵抗体にレーザトリミン
グを行なった。

次いでＩＣ１容量等の電子部品を所定の個所に耐湿性の
樹脂をもってコーティングした。

△ 上記によって、従来のチップ抵抗を用いたものよりも小
型化された厚膜ハイブリッドＩＣが得られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、抵抗体の抵抗値の変化率が少なく、ヒ
ートサイクルに対しても安定で、任意の抵抗値を有する
厚膜ハイブリッドＩＣを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた試験用抵抗体の平面図
、第２図および第３図は抵抗体の焼成体温度依存性を示
すグラフである。１・・・基板、２・・・導体端子、３・・・抵抗体。

Claims

【特許請求の範囲】１、周期律表のIIIａ、IVａ、ＶａおよびVIａ族のほう
化物、炭化物、窒化物、けい化物の各化合物群より選ば
れる２種以上でそのうちの少なくとも１成分が１０〜９
０重量部と、有効量のガラス及び有機ビヒクルを含む厚
膜抵抗組成物。２、（ａ）周期律表のIIIａ、IVａ、Ｖａ、及びVIａ族
のほう化物の１種以上１０〜９０重量部に対し（ｂ）IIIａ、IVａ、Ｖａ、及びVIａ族の炭化物、窒化
物、けい化物の１種以上９０〜１０重量部と、有効量のガラス及び有機ビヒクルを含む厚膜抵抗組成物
。３、（ａ）周期律表のIIIａ、IVａ、Ｖａ、及びVIａ族
のほう化物の１種以上１０〜９０重量部に対し（ｂ）IIIａ、IVａ、Ｖａ、及びVIａ族の窒化物の１種
以上９０〜１０重量部と、上記（ａ）（ｂ）の導電性成分に対し２０〜８０重量％
のガラス及び有効量の有機ビヒクルを含む厚膜抵抗組成
物。４、セラミックス基板上に、周期律表のIIIａ、IVａ、
Ｖａ、およびVIａ族のほう化物、炭化物、窒化物、けい
化物の各化合物群より選ばれる２種以上と、有効量のガ
ラスを含む厚膜抵抗体と、銅導体から成る厚膜回路を有
することを特徴とする厚膜ハイブリツドＩＣ。５、セラミックス基板上に、周期律表のIIIａ、IVａ、
Ｖａ、およびVIａ族のほう化物、炭化物、窒化物、けい
化物の各化合物群より選ばれる２種以上と、有効量のガ
ラスを含む厚膜抵抗体と、銅導体から成る厚膜回路とそ
れらを保護する被覆層を有することを特徴とする厚膜ハ
イブリッドＩＣ。