KR20060050917A - 후막저항체 페이스트 및 후막저항체 - Google Patents

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Abstract

저항체 조성물이 유기비히클 내에 분산되어 이루어지는 후막저항체용 페이스트이다. 저항체 조성물은 RuO2, Ru복합산화물의 1종 또는 2종 이상을 도전성재료로서 포함하는 것과 동시에, 유리조성물, 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물, 금속재료를 함유한다. 또, CuO, Cu2O를 첨가물로서 함유해도 된다. 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물은 BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3 중 어느 하나이다. 필요로 하는 저항값에 따라 저항체 조성물의 조성을 최적화한다. Pb프리로 TCR이나 STOL이 우수한 후막저항체를 실현할 수 있다.

Description

후막저항체 페이스트 및 후막저항체{THICK-FILM RESISTOR PASTE AND THICK-FILM RESISTOR}
본 발명은, 후막저항체의 형성에 매우 적합한 후막저항체 페이스트와, 그 후막저항체 페이스트를 이용하여 형성되는 후막저항체에 관한 것이다.
예를 들어, 후막저항체 페이스트는, 일반적으로 유리조성물, 도전성재료, 유기비히클을 주성분으로서 구성되어 있다. 유리조성물은 저항값의 조절 및 페이스트의 결착성을 부여하기 위해 함유되어 있다. 이 후막저항체 페이스트를 기판 상에 인쇄한 후 소성함으로써, 두께 5~20㎛ 정도의 후막저항체가 형성된다. 그리고, 이 종류의 후막저항체 페이스트(후막저항체)에 있어서는, 통상, 도전성재료로서 납루테늄 산화물 등이 이용되고, 유리조성물로서 산화납(PbO)계 유리 등이 이용되고 있다.
그러나, 최근, 환경문제가 활발히 논의되고 있고, 예를 들어 땜납재료 등에 있어서는, 납을 제외하는 것이 요구되고 있다. 후막저항체 페이스트나 후막저항체에 있어서도 예외가 아니며, 따라서, 환경을 배려한 경우, 상기와 같이 도전성재료로서 납루테늄 산화물을 사용하는 것이나 유리조성물로서 PbO계 유리를 사용하는 것은 피해야만 한다.
이러한 상황으로부터, 납프리의 후막저항체 페이스트 및 후막저항체에 대한 연구가 각 방면에서 이루어지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1(일본특허공개 2003-197405호 공보)에는, 저항체 페이스트에 예를 들어 CaTiO3를 0vol% 초과, 13vol% 이하, 또는 NiO를 0vol% 초과, 12vol% 이하 함유시키는 것이 바람직하고, 또, CuO, ZnO, MgO 등의 첨가물을 동시에 첨가시키는 것이 바람직한 취지의 기술이 있다. 또한, 이 문헌에는, 그렇게 함으로써 높은 저항값을 가지면서, 저항값의 온도특성(TCR) 및 내전압특성(STOL)이 작은 저항체를 얻는 것에 적합한 납프리의 저항체 페이스트를 제공할 수 있는 취지가 기재되어 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 확실히 TCR이나 STOL의 개선이 보이고, 실제로 TCR이 ±100ppm 이내에서 STOL이 제로에 가까운 샘플도 개시되어 있다. 그러나, TCR과 STOL의 양자에 대하여 충분한 특성이 얻어지는 것은, 매우 한정된 조성에서뿐이고, 대부분의 조성에서는 STOL이 작다고 해도 1%이상의 값이다.
이와 같이, TCR과 STOL의 양자에 대하여 충분히 양호한 특성이 얻어지는 조성이 한정되면, 예를 들어 다른 특성에 관한 자유도가 제약되고, 저항체 페이스트의 설계상, 지장을 초래할 우려가 있다. 따라서, 한층 더 개선이 요구되는 바이다.
그래서, 본 발명은, 이러한 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로, 저항체의 온도특성(TCR) 및 내전압특성(STOL)을 조성에 따르지 않고 확실하게 작은 값으 로 할 수 있는 후막저항체 페이스트와 후막저항체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상술한 목적을 달성하기 위해, 장기간에 걸쳐 주도 면밀하게 연구를 거듭한 결과, 금속재료(예를 들어 Ag)와 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물을 병용하여 첨가함으로써, 안정하게 TCR과 STOL의 양자를 작은 값으로 할 수 있고, 특히, STOL에 대해서는 대략 제로에 가까운 값으로 할 수 있다는 지견를 얻는 데에 이르렀다.
본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 후막저항체 페이스트는, 저항체 조성물이 유기비히클 내에 분산되어 이루어지는 후막저항체용 페이스트로서, 상기 저항체 조성물은 RuO2, Ru복합산화물의 1종 또는 2종 이상을 도전성재료로서 포함하는 것과 동시에, 유리조성물, 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물, 금속재료를 함유하는 것을 특징으로 한다
본 발명에 있어서는, 첨가물로서 금속재료와 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물의 조합이 중요하고, 상기 조합으로 후막저항체 페이스트에 첨가함으로써, 형성되는 후막저항체의 TCR은 ±100ppm 이내로 현저하게 평탄화된다. 또한, STOL에 대해서는, 넓은 조성범위에 있어서, 대략 제로에 가까운(±0.1% 이내) 값이 달성된다.
이하, 본 발명을 적용한 후막저항체 페이스트 및 후막저항체의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 후막저항체 페이스트는, 유리조성물, 도전성재료 및 첨가물(금속 재료 및 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물)을 포함하고, 이들 성분으로 이루어지는 저항체 조성물이 유기비히클과 혼합되어 이루어지는 것이다.
여기서, 도전성재료는, 절연체인 유리조성물 내에 분산됨으로써, 구조물인 후막저항체에 도전성을 부여하는 역할을 한다. 도전성재료로서, Ru를 포함하는 도전성재료가 이용되고, 예를 들어 RuO2 또는 Ru복합산화물을 이용한다. Ru복합산화물로서는 CaRuO3, SrRuO3, BaRuO3, Bi2Ru2O7에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하다.
유리조성물은, 그 조성이 특히 한정되지 않지만, 본 발명에서는 환경보전상, 납을 실질적으로 포함하지 않는 납프리의 유리조성물을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서, 「납을 실질적으로 포함하지 않는」이란, 불순물 레벨을 초과하는 납을 포함하지 않는 것을 의미하고, 불순물 레벨의 양(예를 들어, 유리조성물 내의 함유량이 0.05 질량% 이하 정도)이면 함유되어 있어도 되는 취지이다. 납은 불가피 불순물로서 극미량 정도 함유되는 경우가 있다.
유리조성물은, 후막저항체가 되었을 때, 후막저항체 내에서 도전성재료 및 첨가물을 기판과 결착시키는 역할을 한다. 유리조성물로서는, 원료인 수식(修飾) 산화물 성분, 그물코(網目)형성 산화물성분 등을 혼합하여, 유리화한 것을 이용할 수 있다. 특히, 주요 수식산화물 성분으로서 알칼리토류 금속의 산화물, 구체적으로는 CaO, SrO, BaO에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 이용한 이른바 CaO계 유리가 매우 적합하다.
상기 유리조성물에서의 그 밖의 성분이지만, 그물코형성 산화물성분으로서는 B2O3 및 SiO2를 들 수 있다.
또한, 상기 주요 수식산화물 성분 외에, 그 밖의 수식산화물 성분으로서 임의의 금속산화물을 이용할 수 있다. 구체적인 금속산화물로서는, 예를 들어 ZrO2, Al2O3, ZnO, CuO, NiO, CoO, MnO, Cr2O3, V2O5, MgO, Li2O, Na2O, K2O, TiO2, SnO2, Y2O3, Fe2O3, MnO2, Mn3O4 등을 들 수 있고, 이들에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 이용하면 된다.
유리조성물의 각 성분은, 후막저항체의 저항값에 따라 선택할 수 있다.
본 발명의 후막저항체 페이스트는, 상기 도전성재료 및 유리조성물을 저항체 조성물에서의 기본조성으로서 포함하고, 또 금속재료와 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물의 양자를 첨가물로서 포함하는 것이 큰 특징점이다.
이들 첨가물 중, 금속재료로서는 Ag나 Pd 등의 단체금속, Ag-Pd 등, Ag나 Pd의 합금 등, 임의의 도전성 금속의 미립자 등이 사용가능하지만, 특히 후술하는 티탄산 화합물과의 조합을 고려하면, Ag가 가장 적합하다.
상기 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서는 BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3, MgTiO3 등을 들 수 있지만, 이들 티탄산 화합물은 저항값에 따라 선택하는 것이 바람직하고, 또한, 그 경우 조성도 각각 최적화하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 저항값이 10kΩ/□~25MΩ/□의 후막저항체를 제작하기 위한 후 막저항체 페이스트에 있어서는, 저항체 조성으로서 금속재료인 Ag와 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물 중의 BaTiO3를 조합하는 것이 바람직하다.
이 경우의 저항체 조성물의 조성은,
도전성재료 : 25~35질량%
유리조성물 : 35~60질량%
BaTiO3 : 0~20질량%(단, 0은 포함하지 않음)
금속재료 : 0~15질량%(단, 0은 포함하지 않음)
인 것이 바람직하다.
한편, 저항값이 1kΩ/□~500kΩ/□의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트에 있어서는, 저항체 조성으로서 금속재료인 Ag와 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물 중의 CaTiO3 또는 SrTiO3를 조합하는 것이 바람직하다.
이 경우의 저항체 조성물의 조성은,
도전성재료 : 15~30질량%
유리조성물 : 50~65질량%
CaTiO3, SrTiO3의 1종 또는 2종 이상 : 0~15질량%(단, 0은 포함하지 않음)
금속재료 : 0~20질량%(단, 0은 포함하지 않음)
인 것이 바람직하다.
여기서, 상술한 바와 같은 저항값이 10kΩ/□~25MΩ/□의 후막저항체 및 저항값이 1kΩ/□~500kΩ/□의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트에 있어서, 유리조성물은 주요 수식산화물 성분으로서 CaO를 포함하는 CaO계 유리인 것이 바람직하고, 그 밖의 수식산화물 성분으로서 NiO를 더 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, CaO, B2O3, SiO2, ZrO2를 포함하는 유리조성물, CaO, B2O3, SiO2, ZrO2, NiO를 포함하는 유리조성물 등을 들 수 있다.
또, 저항값이 10kΩ/□ 이하의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트에 있어서는, 특정의 유리조성물을 이용하는 것과 함께, 저항체 조성물의 조성을 최적화하는 것이 바람직하다.
이 경우의 조성은,
도전성재료 : 25~50질량%
유리조성물 : 20~65질량%
BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3의 1종 또는 2종 이상 : 0~10질량%(단, 0은 포함하지 않음)
금속재료 : 0~45질량%(단, 0은 포함하지 않음)
인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 저항값이 10kΩ/□ 이하의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트에 있어서, 유리조성물은, 그 밖의 수식산화물 성분으로서 MnO, Ta2O5에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 CaO계 유리조성물 또는 SrO계 유리조성물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, CaO, B2O3, SiO2 및 MnO를 포함하는 유 리조성물, CaO, B2O3, SiO2, ZrO2 및 Ta2O5를 포함하는 유리조성물, SrO, B2O3, SiO2 및 MnO를 포함하는 유리조성물, SrO, B2O3, SiO2, ZrO2 및 Ta2O5를 포함하는 유리조성물 등을 들 수 있다.
상기 저항체 조성물의 조성은, 저항값 외에 TCR이나 STOL을 고려하여 결정되고, 상기 범위로 함으로써 각각의 저항값에 있어서, TCR이나 STOL을 확실하게 작은 값으로 할 수 있다.
상술한 저항체 조성물은, 유기비히클 내에 분산함으로써 후막저항체 페이스트가 되는데, 후막저항체 페이스트용의 유기비히클로서는, 이 종류의 후막저항체 페이스트에 이용되는 것이 모두 사용가능하다. 예를 들어, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐부티랄, 메타크릴수지, 부틸메타크릴레이트 등의 바인더수지와, 테르피네올, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 아세테이트, 톨루엔, 각종 알콜, 크실렌 등의 용제를 혼합하여 이용할 수 있다. 이 때, 각종 분산제나 활성제, 가소제 등을 용도 등에 따라 적절히 병용할 수도 있다.
상기 유기비히클의 배합비율로는, 저항체 조성물의 질량(W1)과 유기비히클의 질량(W2)의 비율(W2/W1)이 0.25~4(W2:W1=1:0.25~1:4)인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 비율(W2/W1)이 0.5~2이다. 상기 비율을 벗어나면, 후막저항체를, 예를 들어 기판 상에 형성하는 데에 적합한 점도의 후막저항체 페이스트를 얻을 수 없게 될 우려가 있다.
본 발명의 후막저항체 페이스트에서는, 상기 금속재료와 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물의 동시첨가에 의해, 다른 첨가물을 이용하지 않고도 TCR이나 STOL을 충분히 개선할 수 있지만, 필요에 따라 다른 첨가물이 포함되어 있어도 된다. 첨가물로서는, 임의의 금속산화물을 들 수 있지만, 특히 CuO, Cu2O 등을 병용함으로써, STOL을 한층 더 개선할 수 있다. CuO, Cu2O 등에 대해서도, 저항값에 따라 최적범위가 다르고, 10kΩ/□~25MΩ/□의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트용 저항체 조성물에 있어서는, 0~4질량%로 하는 것이 바람직하다. 1kΩ/□~500kΩ/□의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트용 저항체 조성물에 있어서는, 0~5질량%로 하는 것이 바람직하다.
또한, 10kΩ/□ 이하의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트에 있어서도, 첨가물로서 CuO, Cu2O에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 병용함으로써, STOL을 한층 더 개선할 수 있다. 이 경우에서의 CuO, Cu2O에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 최적함유량은 8질량% 이하이다.
또, 저항값이 10kΩ/□ 이하의 후막저항체를 제작하기 위한 후막저항체 페이스트에 있어서는, 상기 도전성재료, 유리조성물, 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물 및 금속재료에 더하여, 첨가물로서 NiO, ZnO, MnO2, Mn3O4에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 5질량% 이하 더 포함하는 것이 바람직하다. 기본의 조성에 더하여, 첨가물로서 NiO, ZnO, MnO2, Mn3O4에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 병용함으로써, TCR특성을 더욱 양호하게 할 수 있다.
후막저항체를 형성하는 데에는, 상술한 성분을 포함하는 후막저항체 페이스트를, 예를 들어 기판 상에 스크린 인쇄 등의 수법으로 인쇄(도포)하고, 850℃ 정도의 온도에서 소성하면 된다. 기판으로서는, Al2O3기판이나 BaTiO3기판의 유전체기판이나, 저온소성 세라믹기판, AlN기판 등을 이용할 수 있다. 기판형태로서는, 단층기판, 복합기판, 다층기판 중 어느 것이어도 된다. 다층기판의 경우, 후막저항체는 표면에 형성해도 되고, 내부에 형성해도 된다. 형성된 후막저항체에 있어서는, 상기 후막저항체 페이스트에 포함되는 저항체 조성물의 조성이 소성후에도 대략 그대로 유지된다.
후막저항체의 형성시에는, 통상, 기판에 전극이 되는 도전패턴을 형성하는데, 이 도전패턴은, 예를 들어 Ag나 Pt, Pd 등을 포함하는 Ag계의 양도전재료를 포함하는 도전페이스트를 인쇄함으로써 형성할 수 있다. 또한, 형성한 후막저항체의 표면에 유리막 등의 보호막(오버글레이즈)을 형성해도 된다.
본 발명의 후막저항체를 적용가능한 전자부품으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 단층 또는 다층의 회로기판, 칩저항기 등의 저항기, 아이솔레이터소자, C-R복합소자, 모듈소자 등을 들 수 있다. 또한, 적층칩 콘덴서 등의 콘덴서나 인덕터 등의 전극부분에도 적용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 실험결과를 기초로 설명한다.
<유리조성물의 제작>
유리원료산화물(Ca의 경우는 CaCO3, Sr의 경우는 SrCo3)을 소정량 칭량하고, 볼밀에서 혼합한 후 건조하였다. 얻어진 분말을 백금도가니에 넣고, 5℃/분의 속도로 1300℃까지 승온하여, 그 온도로 1시간 유지한 후 수중에 투입함으로써 급냉하여 유리화하였다. 얻어진 유리화물을 볼밀에서 분쇄하여, 유리조성물 분말을 얻었다. 제작한 유리조성물 분말은 하기의 6종류이다.
유리조성물 1 = CaO:B2O3:SiO2:ZrO2=35:35:25:5(몰%)
유리조성물 2 = CaO:B2O3:SiO2:ZrO2:NiO=33:35:25:5:2(몰%)
유리조성물 3 = CaO:B2O3:SiO2:MnO=32:35:23:10(몰%)
유리조성물 4 = CaO:B2O3:SiO2:ZrO2:Ta2O5=35:35:24:5:1(몰%)
유리조성물 5 = SrO:B2O3:SiO2:MnO=32:35:23:10(몰%)
유리조성물 6 = SrO:B2O3:SiO2:ZrO2:Ta2O5=35:35:24:5:1(몰%)
<유기비히클의 제작>
바인더로서 에틸셀룰로오스, 유기용제로서 테르피네올을 이용하고, 유기용제를 가열교반하면서 바인더를 녹여 유기비히클을 제작하였다.
<후막저항체 페이스트의 제작>
도전성재료, 유리조성물 분말, 첨가물 및 유기비히클을 각 조성이 되도록 칭량하고, 3개의 롤밀에서 혼련하여 후막저항체 페이스트를 얻었다. 또, 도전성재료, 유리조성물 분말 및 첨가물의 합계질량과 유기비히클의 질량의 비는, 얻어진 저항 체 페이스트가 스크린 인쇄에 적합한 점도가 되도록 질량비로 1:0.25~1:4의 범위에서 조합하여, 저항체 페이스트를 제작하였다.
<저항체의 제작>
순도 96%의 알루미나기판 상에, Ag-Pt 도체 페이스트를 소정 형상으로 스크린 인쇄하여 건조시켰다. Ag-Pt 도체 페이스트에서의 Ag의 비율은 95질량%, Pt의 비율은 5질량%로 하였다. 이 알루미나기판을 벨트로(爐)에 넣고, 투입에서 배출까지 1시간의 패턴으로 소부를 행하였다. 이 때의 소부온도는 850℃, 그 온도에서의 유지시간은 10분간으로 하였다.
이와 같이 하여 도체가 형성된 알루미나기판 상에, 먼저 제작한 후막저항체 페이스트를 스크린 인쇄법으로 소정의 형상(1mm×1mm의 사각형상)의 패턴으로 도포하고 건조하였다. 그 후, 도체소부와 같은 조건으로 후막저항체 페이스트를 소부하여 후막저항체를 얻었다.
<저항체의 특성평가>
(1) 저항값
Agilent Technologies사 제품의 제품번호 34401A에 의해 측정. 시료수 24개의 평균값을 구하였다.
(2) TCR
실온 25℃를 기준으로 하여 -55℃ 및 125℃로 온도를 변화시켰을 때의 저항값 변화율을 구하였다. 시료수 10개의 평균값이다. -55℃, 25℃, 125℃의 저항값을R-55, R25, R125(Ω/□)로 하면, TCR(ppm/℃)=[(R-55-R25)/R25/80]×1000000, 또는 TCR(ppm/℃)=[(R125-R25)/R25/100]×1000000이다. 양자 중 수치가 큰 쪽을 TCR값으로 하였다.
(3) STOL(단시간 과부하)
후막저항체에 시험전압을 5초간 인가하고, 그 전후에서의 저항값의 변화율을 구하였다. 시료수 10개의 평균값이다. 시험전압=2.5×정격전압이고, 정격전압=√(R/4), R은 저항값(Ω/□)이다. 계산한 시험전압이 400V를 초과하는 저항값을 갖는 저항체에 대해서는, 시험전압을 400V에서 행하였다.
<시료 1~시료 29>
상기 후막저항체 페이스트의 제작시에 있어서, 유리조성물 분말 1을 이용하는 것과 함께, 첨가물로서 BaTiO3, Ag, CuO에서 선택하여 이용하고, 상기 저항체의 제작 항목의 기술에 따라 저항체를 제작하였다. 또, 시료 21에서는 CuO 대신에 Cu2O를 사용하였다.
<시료 30~시료 36>
상기 후막저항체 페이스트의 제작시에 있어서, 유리조성물 분말 2를 이용하는 것과 함께, 첨가물로서 BaTiO3, Ag, CuO에서 선택하여 이용하고, 상기 저항체의 제작 항목의 기술에 따라 저항체를 제작하였다. 또, 시료 32에서는 CuO 대신에 Cu2O를 사용하였다.
이들 각 시료에서의 저항체 조성물의 조성 및 특성평가결과를 표 1에 나타낸다. 또, 표 중에서의 수치는, 각 성분의 조성(질량%)을 나타낸다. 저항체 조성물의 조성을 적정하게 설정한 시료 10~시료 36에서는, 10kΩ/□를 초과하는 높은 저항값이 얻어지는 것과 함께, TCR ±100ppm 이내, STOL ±0.1% 이내가 실현되어 있다. 이에 대하여, BaTiO3, Ag, CuO의 첨가량이 적정범위를 벗어난 시료 5~시료 9에서는, 특히 STOL이 -1%를 초과하는 큰 값으로 되어 있다. 또한, 도전성재료와 유리조성물의 비율이 부적절한 시료 1~시료 4에서도, TCR이나 STOL의 열화가 보인다.
Figure 112005049001801-PAT00001
<시료 37~시료 56>
상기 후막저항체 페이스트의 제작시에 있어서, 유리조성물 분말 1을 이용하는 것과 함께, 첨가물로서 CaTiO3, Ag, CuO에서 선택하여 이용하고, 상기 저항체의 제작 항목의 기술에 따라 저항체를 제작하였다.
<시료 57~시료 58>
상기 후막저항체 페이스트의 제작시에 있어서, 유리조성물 분말 2를 이용하는 것과 함께, 첨가물로서 CaTiO3, Ag, CuO에서 선택하여 이용하고, 상기 저항체의 제작 항목의 기술에 따라 저항체를 제작하였다.
<시료 59~시료 60>
상기 후막저항체 페이스트의 제작시에 있어서, 유리조성물 분말 2를 이용하는 것과 함께, 첨가물로서 SrTiO3, Ag, CuO에서 선택하여 이용하고, 상기 저항체의 제작 항목의 기술에 따라 저항체를 제작하였다.
이들 각 시료에서의 저항체 조성물의 조성 및 특성평가결과를 표 2에 나타낸다. 또, 표 중에서의 수치는, 각 성분의 조성(질량%)을 나타낸다. 저항체 조성물의 조성을 적정하게 설정한 시료 46~시료 60에서는, 대략 5kΩ/□~500kΩ/□의 범위 내의 저항값이 얻어지는 것과 함께, TCR ±100ppm 이내, STOL ±0.1% 이내가 실현되어 있다. 이에 대하여, CaTiO3, SrTiO3, Ag, CuO의 첨가량이 적정범위를 벗어난 시료 41~시료 45에서는, TCR이 ±100ppm을 초과하거나 STOL이 -1%를 초과하는 큰 값으로 되어 있다. 또한, 도전성재료와 유리조성물의 비율이 부적절한 시료 37~시료 40에서도, TCR이나 STOL의 열화가 보인다.
Figure 112005049001801-PAT00002
<시료 61~시료 118>
시료 61~시료 118에서는, 유리조성물 분말로서 MnO함유 유리(유리조성물 분말 3 또는 유리조성물 분말 5)를 이용하는 것과 함께, 첨가물로서 BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3, Ag, CuO 등에서 선택하여 이용하고, 상기 저항체의 제작 항목의 기술에 따라 저항체를 제작하였다. 또, 시료 80에서는 CuO 대신에 Cu2O를 사용하였다.
이들 각 시료에서의 저항체 조성물의 조성 및 특성평가결과를 표 3 및 표 4에 나타낸다. 또, 표 중에서의 수치는, 각 성분의 조성(질량%)을 나타낸다. 표 3에서는 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서 BaTiO3를 이용한 저항체의 평가결과를, 표 4에서는 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서 CaTiO3 또는 SrTiO3를 이용한 저항체의 평가결과를 나타내었다.
표 3에서 명백한 바와 같이, 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서 BaTiO3를 이용하고, 저항체 조성물의 조성을 적정하게 설정한 시료 70~시료 92에서는, 10kΩ/□ 이하의 저항값이 얻어지는 것과 함께, TCR ±100ppm 이내, STOL ±0.1% 이내가 실현되어 있다. 이에 대하여, BaTiO3, Ag, CuO의 첨가량이 적정범위를 벗어난 시료 65~시료 69에서는, TCR이 ±100ppm을 초과하거나 STOL이 1%를 초과하는 큰 값으로 되어 있다. 또한, 도전성재료와 유리조성물의 비율이 부적절한 시료 61~시료 64에서도, TCR이나 STOL의 열화가 보인다.
또, 표 4에서 명백한 바와 같이, 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서 CaTiO3 또는 SrTiO3를 이용한 경우도, BaTiO3와 동일한 결과를 나타내고 있다.
Figure 112005049001801-PAT00003
Figure 112005049001801-PAT00004
<시료 119~시료 178>
시료 119~시료 178에서는, 유리조성물 분말로서 Ta2O5함유 유리(유리조성물 분말 4 또는 유리조성물 분말 6)를 이용하는 것과 함께, 첨가물로서 BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3, Ag, CuO 등에서 선택하여 이용하고, 상기 저항체의 제작 항목의 기술에 따라 저항체를 제작하였다. 또, 시료 138에서는 CuO 대신에 Cu2O를 사용하였다.
이들 각 시료에서의 저항체 조성물의 조성 및 특성평가결과를 표 5 및 표 6에 나타낸다. 또, 표 중에서의 수치는, 각 성분의 조성(질량%)을 나타낸다. 표 5에서는 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서 BaTiO3를 이용한 저항체의 평가결과를, 표 6에서는 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서 CaTiO3 또는 SrTiO3를 이용한 저항체의 평가결과를 나타냈다.
표 5에서 명백한 바와 같이, 저항체 조성물의 조성을 적정하게 설정한 시료 128~시료 150에서는, 10kΩ/□ 이하의 저항값이 얻어지는 것과 함께, TCR, STOL 모두에 있어서도 양호한 결과가 얻어지고 있다. 이에 대하여, BaTiO3, Ag, CuO의 첨가량이 적정범위를 벗어난 시료 123~시료 127에서는 TCR 및 STOL이 큰 값으로 되어 있다. 또한, 도전성재료와 유리조성물의 비율이 부적절한 시료 119~시료 122에서도, TCR이나 STOL의 열화가 보인다.
또, 표 6에서 명백한 바와 같이, 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물로서 CaTiO3 또는 SrTiO3를 이용한 경우도, BaTiO3와 동일한 결과를 나타내고 있다.
이상과 같이, Ta2O5함유 유리(유리조성물 분말 4 또는 6)를 이용한 경우에도, MnO함유 유리(유리조성물 분말 3 또는 5)와 동일한 결과가 얻어졌다.
Figure 112005049001801-PAT00005
Figure 112005049001801-PAT00006
본 발명에 의하면, 얻어지는 후막저항체에 있어서, 저항값의 온도특성(TCR) 및 내전압특성(STOL)을 조성에 따르지 않고 확실하게 작은 값으로 할 수 있다.

Claims (23)

  1. 저항체 조성물이 유기비히클 내에 분산되어 이루어지는 후막저항체용 페이스트로서,
    상기 저항체 조성물은, RuO2, Ru복합산화물의 1종 또는 2종 이상을 도전성재료로서 포함하는 것과 동시에, 유리조성물, 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물, 금속재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물이 BaTiO3이고, 상기 저항체 조성물의 조성이,
    도전성재료 : 25~35질량%
    유리조성물 : 35~60질량%
    BaTiO3 : 0~20질량%(단, 0은 포함하지 않음)
    금속재료 : 0~15질량%(단, 0은 포함하지 않음)
    인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속재료가 Ag인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    첨가물로서 CuO, Cu2O에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 4질량% 이하의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 유리조성물이 CaO계 유리조성물인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 유리조성물이 NiO를 포함하는 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 Ru복합산화물은, CaRuO3, SrRuO3, BaRuO3, Bi2Ru2O7에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물이 CaTiO3, SrTiO3의 1종 또는 2종 이 상이고, 상기 저항체 조성물의 조성이,
    도전성재료 : 15~30질량%
    유리조성물 : 50~65질량%
    CaTiO3, SrTiO3의 1종 또는 2종 이상 : 0~15질량%(단, 0은 포함하지 않음)
    금속재료 : 0~20질량%(단, 0은 포함하지 않음)
    인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 금속재료가 Ag인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    첨가물로서 CuO, Cu2O에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 5질량% 이하의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 유리조성물이 CaO계 유리조성물인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  12. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 유리조성물이 NiO를 포함하는 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  13. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 Ru복합산화물은, CaRuO3, SrRuO3, BaRuO3, Bi2Ru2O7에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 유리조성물이 MnO, Ta2O5에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하고, 상기 알칼리토류 금속의 티탄산 화합물이 BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이며, 상기 저항체 조성물의 조성이,
    도전성재료 : 25~50질량%
    유리조성물 : 20~65질량%
    BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3에서 선택되는 1종 또는 2종 이상 : 0~10질량%(단, 0은 포함하지 않음)
    금속재료 : 0~45질량%(단, 0은 포함하지 않음)
    인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 금속재료가 Ag인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    첨가물로서 CuO, Cu2O에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 8질량% 이하의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  17. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    첨가물로서 NiO, ZnO, MnO2, Mn3O4에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 5질량% 이하의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  18. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 유리조성물이 CaO계 유리조성물 또는 SrO계 유리조성물인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  19. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 Ru복합산화물은 CaRuO3, SrRuO3, BaRuO3, Bi2Ru2O7에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 후막저항체 페이스트.
  20. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 8항, 제 9항, 제 14항, 또는 제 15항 중 어느 한 항에 기재된 후막저항체 페이스트를 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 후막저항체.
  21. 제 20항에 있어서,
    제 2항 또는 제 3항에 기재된 후막저항체 페이스트를 이용하여 형성되고, 저항값이 10kΩ/□~25MΩ/□인 것을 특징으로 하는 후막저항체.
  22. 제 20항에 있어서,
    제 8항 또는 제 9항에 기재된 후막저항체 페이스트를 이용하여 형성되고, 저항값이 1kΩ/□~500kΩ/□인 것을 특징으로 하는 후막저항체.
  23. 제 20항에 있어서,
    제 14항 또는 제 15항에 기재된 후막저항체 페이스트를 이용하여 형성되고, 저항값이 10kΩ/□ 이하인 것을 특징으로 하는 후막저항체.
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