JPS6366901A - 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） 本発明は酸化性雰囲気中での焼成で厚膜抵抗体を形成す
るための抵抗材料に関するもので、特に低膨張セラミッ
ク基板に必要とする形状）：印刷焼成することによって
得られる厚膜抵抗体を形成する為の組成物に関する。

（従来の技術） 最近の超ＬＥｄの進歩に伴ない、多層配線基板に対して
、信号の高速化、配線の高密度化が要求されてきている
。従来の多層配線基板（例えばタングステン同時焼成、
又は厚膜ハイブリッドアルミナ基板）では満足すること
ができないため、次の要求項目を満たすような材料の開
発が進められている。

１）低温（１０００℃前後）で焼成できること。

２）シリコンチップに近い低膨張係数を有すること。

３）誘電率が低いこと。

リ　導通抵抗の低い導体（Ａｇ　、　Ｃｕ　、　Ａｕな
ど）で多層化構造ができる。

この低温焼成化により基板層間内ζ二抵抗体を内蔵した
多層基板を作ることが可能となるか、低熱膨張用抵抗材
料は開発されていない。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の酸化ルテニウムを導電物質として用いた抵抗ペー
ストには、基板の接合性を向上させるために、又、低温
で短時間での焼付けを可能にするため、Ｐｔ）Ｏ−Ｂ、
　Ｏ，−ｚｒｏ系をはじめとする低融点のガラスフリッ
トが混入されている。このガラスは高熱膨張であるため
低熱膨張の基材に用いるとクラックを生じてしまい、実
用可能な特性を得ることができなかった。

そこで酸化ルテニウム抵抗ペーストの膨張を下げるため
、低膨張の粉末（Ｓｉｎ、など）を混入すると内部気孔
が多くなり、又、高融点、低熱膨張のガラスフリットを
加えたペーストを調整すると膜の焼結が進まない為に、
共に実用に耐えるものではない。

（問題点を解決するための手段）（作用）上記の如き問
題及びこれに類似する問題は低熱膨張でしかも低融点の
抵抗材料が開発されれば解決されること：；着目し、鋭
意研究の結果、以下の抵抗材料を生み出した。

酸化ルテニウムを含有する抵抗材料に於て、夕なくとも
、熱膨張係数３．ＯＸ　１０−’／”（：以下、作業温
度１２００℃以上を有するガラスフリット４５．０〜７
９．０重量部、１三酸化鉛４．０〜１５重Ｃρ 置部を含有せしめたことを特徴抵抗材料にして、焼成時
にｐｂ、ｏ、はガラスフリット表面と反応してｐｂｏ−
ｓｉｏ、を主成分とするガラスを生成し、この生成され
たガラスは酸化ルテニウム粉末及び基材を構成するセラ
ミックとの爛れ性が良いために膜と基板との接合性や抵
抗体の焼結を助長するものである。未反応のガラスフリ
ットは抵抗層の膨張係数を下げ、冷却時の収縮を妨げ、
抵抗体にクラックを生じさせない。又、生成されたガラ
スは元のガラスフリットとの濡れも良いために緻密な厚
膜抵抗体を形成する。

而して、ガラスフリットの熱膨張係数はなるべく低いも
のが良（３，ＯＸ　ｉ　ｏ−’／”Ｃ以下のものは抵抗
層の膨張係数を下げ、基板の膨張係数に近づけることが
できる。

か＼るガラスフリットの添加量を４５．０〜７９．０重
量部としたのは４５．０重量部未満では熱膨張が大きい
ので、クランクを生じ易く、又７９．０重量部を越えた
場合は導電性が悪くなり、殆んど絶縁体となってしまい
抵抗材料としての価値を失なうものである。

又、１三酸化鉛は４．０〜１５．０重量部添加される。

これはＲｕｂ、が焼結するのに必要な成分であ４゜１三
酸化鉛がガラスフリットと反応して生成するガラス（主
成分：　Ｐｂ、０４−８ｉＯ＊　）は、Ｒｕｂ、　　と
たいへん濡れが良く緻密な膜を作るのに必要であるが、
Ｒｕｂ、粉末の量に応じて必要量が決まり゛てくるもの
である。Ｒｕｂ、　　Ｍ置部の手分前後の１三酸化鉛重
量部を含んでいれば充分であり、それ以上加えてもあま
り意味がないし、熱膨張が上がってしまう恐れがある。

少ないとＲｕｂ、粉末の焼結が甘くなり、膜が緻密化し
なくなってしまうのである。

上記に加えて更に五酸化ニオブは抵抗温度特性（ＴＣＲ
）を下げる効果があるが、０．０８９〜０．１３４重量
部ぞ加えることによってＴＣＲを０±５０　ｐｐｍの範
囲で調整することができる。

次ニＮａ　、　Ｍｇ、　Ｋ　、　Ｃａ　、　Ｍｎ　、　
Ｆｅ　、　Ｎｉ　、　Ｃｕ　。

Ｚｎ　、　Ｃｄの酸化物は焼結助剤であり、これを７重
ｉｉ憾以上添加することにより効果的に焼成温度を下げ
、ＴＣＲを安定化することができる。

本発明の上記抵抗材料は抵抗体ペーストとして、これを
低熱膨張セラミック基板上に印刷し、酸化雰囲気中で焼
成すれば実用可能な特性を有する厚膜抵抗体を作ること
ができる。

実施例 本発明の抵抗体の試料とその特性を調べるとともに市販
ペーストの特性を示したものが、表１及び表２に示すと
おりである。

これによれば本発明によるものは抵抗値（第１表）は、
市販ペーストによるもの（第２表）よりはるかに小さく
、抵抗温度係数も一７０台から＋８０台の範囲で安定し
ているほか、本発明の抵抗材料を用いた厚膜回路基板は
低膨張セラミック上（：塗布したときにクラックの発生
を認めなかったが、在来の市販抵抗材料を用いた場合は
クラックの発生を認めた。

第　　２　　表 但し特（：低膨張セラミック上に塗布印刷後特性値を調
べた。

次に本発明の実施例について詳細に説明する。

熱膨張係数２．７　Ｘ　１　ｏ−６／″Ｃ１軟化点８２
０℃物による添加剤１０，０３：ｆｉ部、１三酸化ニオ
ブ０．１重量部を、アクリル系樹脂３．０重量部、ブテ
ールカルビドール２８．０重量部、とともに３本ロール
ミルで混練して約８００ボイズの抵抗体ベーストとした
。添加剤、五酸化ニオブは抵抗体の温度係数Ｔ　ＣＲ＝
０に近づくように調整した。

次に上記の抵抗体ペーストをコージェライトを主結晶と
する低膨張、低温焼成ガラスセラミック（熱膨張係数２
．５　Ｘ　１　ｏ−’／”ｃ　）　　基板上に２５０メ
ツシユのスクリーンを用いて、ハンドプリントした（エ
マルジョン厚２５〜５０μｍ）。印刷後約１５分間室温
でレベリングをした後、１００℃の恒温槽で１０分間乾
燥し、大気中１０００℃で１５分間焼成し厚膜抵抗体を
得た。

続いてシート抵抗値、ＴＣＲ（２５〜１５０℃）を測定
したところ、２．１６ＫＱ１口、’Ｉ’ＣＲ＝　−２３
，２４ｐｐｍという結果を得た。

しかる後に同一方法で抵抗体成分の添加量を変化させた
ところ１０Ω〜１ＭΩをカバーする抵抗体を得ることが
できた。

（発明の効果） 上述から明らかな如く、本発明に係る抵抗材料は低熱膨
張性であり、又低温焼成が可能であるので、信号の高速
化、配線の高密度化を目的とした低熱膨張材料、結晶化
ガラス、ムライト、Ａｌ、０．−ガラス複合材料等に厚
膜抵抗体を形成することができる。

従って本発明によれば、低熱膨張材料の使用範囲を広く
し、電子回路装置の信号の高速化、配線の高密度化に寄
与することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化ルテニウムを含有する抵抗材材料に於て、少
   なくとも、熱膨張係数３．０×１０＾−＾６℃以下、作
   業温度１２００℃以上を有するガラスフリット４５．０
   〜７９．０重量部、四三酸化鉛４．０〜１５．０重量部
   を含有せしめたことを特徴とする抵抗材料。
2. （２）五酸ニオブ０．０８９〜０．１３４重量部を含有
   せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   抵抗材料。
3. （３）Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ
   、Ｚｎ、Ｃｄの酸化物のうち１種以上を７重量％以上含
   有せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、又
   は第２項記載の抵抗材料。