KR20140025338A - Ruthenium oxide powder, composition for thick film resistor elements using same, and thick film resistor element - Google Patents

Ruthenium oxide powder, composition for thick film resistor elements using same, and thick film resistor element Download PDF

Info

Publication number
KR20140025338A
KR20140025338A KR1020137022570A KR20137022570A KR20140025338A KR 20140025338 A KR20140025338 A KR 20140025338A KR 1020137022570 A KR1020137022570 A KR 1020137022570A KR 20137022570 A KR20137022570 A KR 20137022570A KR 20140025338 A KR20140025338 A KR 20140025338A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thick film
powder
ruthenium oxide
film resistor
composition
Prior art date
Application number
KR1020137022570A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101958496B1 (en
Inventor
카츄히로 카와쿠보
토시키 마에다
티큐오 신도
타카히토 나가노
Original Assignee
스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤
Publication of KR20140025338A publication Critical patent/KR20140025338A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101958496B1 publication Critical patent/KR101958496B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G55/00Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
    • C01G55/004Oxides; Hydroxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G55/00Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/003Thick film resistors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

루테늄의 함유율이 낮아도 충분한 성능을 가진 팁 저항기, 하이브리드(hybrid) IC, 또는, 저항 네트워크등의 전자 부품 재료로서 저가로 제조할 수 있는 산화 루테늄 분말, 그것을 이용한 후막 저항체용 조성물, 및 후막 저항체를 제공한다.
루틸형 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2) 분말이며, X선 회절법으로 그것의 (110) 면을 측정한 결정자 직경이 3~10 nm이고, Ru 함유량이 73 질량% 이상인 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 분말; 산화 루테늄 분말로 이루어진 도전성 입자와 유리 분말을 주요 구성 성분으로서 배합하여 이루어진 후막 저항체용 조성물; 후막 저항체 조성물이 지방산을 포함한 유기 비히클 중에 분산된 후막 저항체 페이스트이며, 지방산의 함유량이 산화 루테늄 100 중량부에 대해 0.1 ~ 10 중량부인 것을 특징으로 하는 후막 저항체 페이스트 등에 의해 제공된다.
Provides ruthenium oxide powder which can be manufactured at low cost as an electronic component material such as a tip resistor, a hybrid IC, or a resistance network having a sufficient performance even with a low ruthenium content, a composition for thick film resistors using the same, and a thick film resistor do.
Ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a rutile crystal structure, characterized in that the crystallite diameter measured by its X-ray diffraction method (110) is 3 to 10 nm, and the Ru content is not less than 73 mass%. Ruthenium powder; A composition for thick film resistors comprising a conductive powder composed of ruthenium oxide powder and a glass powder as main components; The thick film resistor composition is a thick film resistor paste dispersed in an organic vehicle containing a fatty acid, and the content of the fatty acid is provided by a thick film resistor paste or the like, which is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of ruthenium oxide.

Description

산화 루테늄 분말, 그것을 이용한 후막 저항체용 조성물 및 후막 저항체 {Ruthenium Oxide Powder, Composition for Thick film Resistor Elements Using Same, and Thick film Resistor Element}Ruthenium oxide powder, composition for thick film resistor elements using same, and thick film resistor element}

본 발명은, 산화 루테늄 분말, 그것을 이용한 후막 저항체용 조성물 및 후막 저항체에 관한 것으로, 루테늄의 함유율이 낮아도 충분한 성능을 가지는 팁 저항기, 하이브리드(hybrid) IC, 또는 저항 네트워크 등의 전자 부품 재료로서 저가로 제조할 수 있는 산화 루테늄 분말, 그것을 이용한 후막 저항체용 조성물 및 후막 저항체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ruthenium oxide powders, compositions for thick film resistors and thick film resistors using the same, and are inexpensive as electronic component materials such as tip resistors, hybrid ICs, or resistance networks that have sufficient performance even if the ruthenium content is low. A ruthenium oxide powder that can be produced, a composition for thick film resistors and a thick film resistor using the same.

일반적으로 팁 저항기, 하이브리드(hybrid) IC, 또는, 저항 네트워크 등의 후막 저항체는, 세라믹 기판에 후막 저항 페이스트를 인쇄하여 소성하는 것에 의해 형성된다. 후막 저항체용 조성물은, 도전 입자로서 산화 루테늄을 대표로 하는 루테늄 산화물 분말과 유리 분말을 주요 성분으로 한 것이 널리 이용되고 있다.Generally, thick film resistors, such as a tip resistor, a hybrid IC, or a resistance network, are formed by printing and baking a thick film resistor paste on a ceramic substrate. As the composition for thick film resistors, those having main components as ruthenium oxide powder and glass powder represented by ruthenium oxide as the conductive particles are widely used.

루테늄 산화물과 유리 분말이 후막 저항체에 이용되는 이유는, 공기중에서의 소성이 가능하고, 저항 온도 계수(TCR)를 0에 근접시키는 것이 가능한 점에 더해, 넓은 영역의 저항값의 저항체가 형성 가능한 점 등을 들 수 있다.The reason that ruthenium oxide and glass powder are used for the thick film resistor is that the firing in the air can be performed, and the resistance temperature coefficient (TCR) can be brought close to zero. Etc. can be mentioned.

루테늄 산화물과 유리 분말로 이루어진 후막 저항용 조성물에서는, 그 배합비에 의해 저항값이 바뀐다. 도전 입자인 루테늄 산화물의 배합비를 많이 하면 저항값이 내리고, 도전물의 배합비를 줄이면 저항값이 오른다. 이를 이용하여, 후막 저항체에서는 루테늄 산화물과 유리 분말의 배합비를 조정하여 소망하는 저항값을 발현하고 있다.In the composition for thick film resistances which consist of ruthenium oxide and glass powder, resistance value changes with the compounding ratio. If the compounding ratio of the ruthenium oxide which is a conductive particle is large, a resistance value will fall, and reducing a compounding ratio of a conductive material will raise a resistance value. By using this, a thick film resistor adjusts the compounding ratio of ruthenium oxide and glass powder, and expresses a desired resistance value.

루테늄 산화물로서 가장 일반적인 것은 루틸형의 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2)이며, 후술하는 루테늄 산화물의 종류 중에서 비저항이 가장 낮다. 그리고, 산화 루테늄(RuO2) 분말과 유리 분말의 편성에서는, 일반적으로 10-2Ω·cm ~ 104Ω·cm(10-4Ω·m ~ 102Ω·m)의 영역의 저항체를 형성할 수 있다.The most common ruthenium oxide is ruthenium oxide (RuO 2 ) having a rutile crystal structure, and has the lowest resistivity among the types of ruthenium oxide described below. In the combination of ruthenium oxide (RuO 2 ) powder and glass powder, generally, a resistor in a region of 10 −2 Ω · cm to 10 4 Ω · cm (10 -4 Ω · m to 10 2 Ω · m) is formed. can do.

루테늄 산화물로는, 루틸형의 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2), 파이로크로아형(pyrochlore-type)의 결정 구조를 가진 루테늄산 납, 루테늄산 비스머스, 페로브스카이트형 결정 구조를 가진 루테늄산 칼슘, 루테늄산 스트론튬, 루테늄산 바륨, 루테늄산 랜턴 등이 있으며, 이들은 모두 금속적인 도전성을 나타내는 산화물이다. Ruthenium oxides include ruthenium oxide (RuO 2 ) having a rutile crystal structure, lead ruthenium oxide having a crystal structure of pyrochlore-type, ruthenium acid bismuth, and perovskite crystal structures. Calcium ruthenate, strontium ruthenate, barium ruthenate, and lanterns of ruthenate are all oxides exhibiting metallic conductivity.

루틸형의 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2)은, 예를 들어, 부정형 산화 루테늄 수화물을 배소하여 얻어진 RuO2 입자에, 예를 들어, KOH 및 NaOH의 적어도 하나를 피복시켜, 다시 배소한 후, 세면, 건조하는 등의 방법으로 제조된다(특허 문헌 4 참조).Ruthenium oxide (RuO 2 ) having a rutile type crystal structure is coated with at least one of, for example, KOH and NaOH, and roasted again, for example, to RuO 2 particles obtained by roasting an amorphous ruthenium oxide hydrate. It is manufactured by the method of washing, washing | cleaning, drying, etc. (refer patent document 4).

루테늄 산화물과 유리 분말로 이루어진 후막 저항용 조성물은, 뛰어난 저항체 특성을 얻을 수 있기 때문에 널리 이용되고 있지만, 루테늄은 고가의 귀금속이며, 이것을 이용하는 후막 저항체는 가격이 비싼 단점이 있다.Thick film resistance compositions composed of ruthenium oxide and glass powder are widely used because of excellent resistance characteristics, but ruthenium is an expensive precious metal, and thick film resistors using the same have a high price.

이 때문에, 루테늄 산화물과 유리 분말의 편성에서는 도달하는 것이 어려운 낮은 저항값 영역의 후막 저항용 조성물에 대해서는, 도전물로서 팔라듐과 은을 첨가하는 것으로 소망한 저항값을 발현하고 있다. 그러나, 팔라듐은 루테늄보다 고가의 귀금속이며, 저항값이 낮은 영역의 후막 저항체도 이로 인해 가격이 비싸지는 단점이 있다. 또한, 루테늄과 팔라듐은 산출량이 적기 때문에 가격변동이 심하고, 후막 저항체의 제조에 대한 원료 가격이 안정되지 않다. 특히, 저항값이 낮은 후막 저항체에서도, 루테늄 또는 팔라듐의 함유율이 높기 때문에, 가격이 비싸고, 제품 가격이 불안정하게 된다. 따라서, 루테늄, 저항값이 낮은 영역에서 루테늄과 팔라듐의 사용량을 크게 줄인 낮은 가격의 후막 저항체용 조성물이 바람직하다.For this reason, about the composition for thick film resistance of the low resistance value area | region which is hard to reach | attach with the combination of ruthenium oxide and glass powder, the desired resistance value is expressed by adding palladium and silver as a electrically conductive material. However, palladium is a precious metal that is more expensive than ruthenium, and the thick film resistor in the region having low resistance has a disadvantage in that the price is high. In addition, since ruthenium and palladium have low outputs, price fluctuations are severe and raw material prices for the manufacture of thick film resistors are not stable. In particular, even in a thick film resistor having a low resistance value, since the content of ruthenium or palladium is high, the price is high and the product price becomes unstable. Therefore, a low priced thick film resistor composition which greatly reduces the amount of ruthenium and palladium in a ruthenium and a low resistance region is preferable.

지금까지 입경이 미세한 산화 루테늄(RuO2)을 후막 저항체에 이용한 예로서 특개평 7-22202(특허 문헌 1)가 있다. 이 특허 문헌 1에서는, 비표면적이 큰 산화 루테늄을 사용하는 것에 의해 정전 방전(ESD)에 대한 내구성이 개선되었다고 설명하고 있고, 비표면적이 50 m2/g 이상이며, 결정자 크기가 25 nm 이하인 산화 루테늄의 고형물을 사용한 후막 저항체 조성물의 예를 들고 있다. 그렇지만, 여기에 기재된 실시예에서는 비표면적이 가장 큰 것이라도 51.9 m2/g이며, 결정자 크기가 가장 작은 것이라도 13.3 nm이다. 이러한 비표면적과 결정자 크기에서는, 후막 저항체용 조성물로서 충분히 경제적인 효과를 얻을 수 있는 만큼 루테늄을 줄일 수 없다.Until now, an example of using ruthenium oxide (RuO 2 ) having a small particle diameter in a thick film resistor has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-22202 (Patent Document 1). This patent document 1 describes that the durability against electrostatic discharge (ESD) is improved by using ruthenium oxide having a large specific surface area, and the oxidation has a specific surface area of 50 m 2 / g or more and a crystallite size of 25 nm or less. Examples of thick film resistor compositions using solids of ruthenium are given. However, in the examples described herein, the largest specific surface area is 51.9 m 2 / g, and the smallest crystallite size is 13.3 nm. At such a specific surface area and crystallite size, ruthenium cannot be reduced as long as a sufficient economic effect can be obtained as a composition for thick film resistors.

또한, 특개평 8-217459(특허 문헌 2)에는, 비표면적이 70 m2/g 이상의 산화 루테늄 분말을 제조한 예가 기재되어 있다(실시예). 그러나, 결정자에 관한 기재는 없다. 또한, 산화 루테늄 중의 루테늄 함유량이 최대 73.9%인 것으로부터 수화한 결정의 완전성이 낮은 산화 루테늄이며, 이러한 산화 루테늄 분말을 이용한 후막 저항체는 저항값이 높아져, 후막 저항체용 조성물로서 루테늄을 줄이는 것을 할 수 없다.In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-217459 (Patent Document 2) describes an example in which ruthenium oxide powder having a specific surface area of 70 m 2 / g or more is produced (Example). However, there is no description of the determinant. In addition, ruthenium oxide having low completeness of crystallized crystals having a maximum ruthenium content of ruthenium oxide of 73.9%, and a thick film resistor using such ruthenium oxide powder has a high resistance value and can reduce ruthenium as a composition for thick film resistors. none.

이 외에, 특개평 4-290401(특허 문헌 3)에도 비표면적이 200 m2/g인 루테늄 산화물을 도전 입자로 하는 저항체 페이스트가 기재되어 있다(실시예). 그러나, 이것도 결정자에 관한 기재는 없고, H2O가 20% 부가되어 있는 루테늄 산화물이라고 기재되어 있다는 점에서, 수화한 결정의 완전성이 낮은 것이다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 4-290401 (Patent Document 3) also describes a resistor paste containing ruthenium oxide having a specific surface area of 200 m 2 / g as conductive particles (Example). However, this also has no description of crystallites, and since it is described as ruthenium oxide to which 20% of H 2 O is added, the completeness of the hydrated crystal is low.

<선행 기술 문헌>Prior art literature

<특허 문헌><Patent Documents>

- 특허 문헌 1: 특개평 7-22202호 공보-Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 7-22202

- 특허 문헌 2: 특개평 8-217459호 공보-Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-217459

- 특허 문헌 3: 특개평 4-290401호 공보-Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-290401

- 특허 문헌 4: 특개평 8-268722호 공보-Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-268722

본 발명의 목적은, 루테늄의 함유율이 낮아도 충분한 성능을 가진 팁 저항기, 하이브리드(hybrid) IC, 또는 저항 네트워크 등의 전자 부품 재료로 저가로 제조할 수 있는 산화 루테늄 분말, 그것을 이용한 후막 저항체용 조성물 및 후막 저항체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is a ruthenium oxide powder which can be manufactured at low cost from electronic component materials such as a tip resistor, a hybrid IC, or a resistance network having sufficient performance even with a low ruthenium content, a composition for a thick film resistor using the same, and It is to provide a thick film resistor.

본 발명자들은, 상술한 종래의 과제를 해결하기 위해 심도있는 연구를 거듭한 결과, 도전성 입자와 유리 분말을 주요 구성 성분으로 하는 후막 저항체용 조성물에 있어서, 결정성이 높은 산화 루테늄을 이용하는 것에 의해, 결정자 직경이 미세해도, 저항 페이스트의 소성시에 입자 성장이 억제되게 되는 것을 발견하고, 이러한 산화 루테늄(RuO2)을 원료로 하는 것에 의해, 저항값이 낮고 루테늄 함유율을 저감한 저가의 후막 저항체 조성물을 제공할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors conducted extensive research in order to solve the above-mentioned conventional subject, and, as a result, using ruthenium oxide with high crystallinity in the composition for thick film resistors whose electroconductive particle and glass powder are a main component, It is found that even when the crystallite diameter is minute, grain growth is suppressed during firing of the resist paste, and by using such ruthenium oxide (RuO 2 ) as a raw material, a low-resistance thick film resistor composition having a low resistance value and a reduced ruthenium content rate It confirmed that it can provide, and came to complete this invention.

즉, 본 발명의 제 1 발명에 의하면, 루틸(rutile)형 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2) 분말이며, X선 회절법으로 (110) 면을 측정한 결정자 직경이 3 ~ 10 nm이고, Ru 함유량이 73 질량% 이상인 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 분말이 제공된다.That is, according to the first invention of the present invention, it is a ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a rutile crystal structure, the crystallite diameter measured by the (110) plane by X-ray diffraction method is 3 to 10 nm, Ruthenium oxide powder is provided in which Ru content is 73 mass% or more.

본 발명의 제 2 발명에 의하면, 제 1 발명에 있어서, 산화 루테늄(RuO2) 분말의 비표면적이 70 m2/g 이상 내지 200 m2/g 이하인 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 분말이 제공된다.According to the second invention of the present invention, in the first invention, the ruthenium oxide powder is characterized in that the specific surface area of the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder is 70 m 2 / g or more and 200 m 2 / g or less.

본 발명의 제 3 발명에 의하면, 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 산화 루테늄(RuO2) 분말은 결정자 직경 D1과 비표면적 직경 D2의 비가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 분말이 제공된다.According to the third invention of the present invention, in the first or second invention, the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder has a ratio of the crystallite diameter D1 and the specific surface area diameter D2 satisfying the following formula (1). Is provided.

D1/D2≥0.70 … (1)D1 / D2? (One)

(단, 결정자 직경 D1은 X선 회절법에 따른 루틸형 결정 구조의 (110) 면에서의 측정값(nm)이며, 비표면적 직경 D2는 분말의 비표면적을 S(m2/g), 비중을 ρ(g/cm3)으로 나타낼 때 6×10-6/(ρ·S)의 계산값(nm)이다).(However, the crystallite diameter D1 is the measured value (nm) in the (110) plane of the rutile crystal structure according to the X-ray diffraction method, and the specific surface area diameter D2 is the specific surface area of the powder S (m 2 / g), specific gravity Is a calculated value (nm) of 6 × 10 −6 / (ρ · S) when expressed as ρ (g / cm 3 ).

본 발명의 제 4 발명에 의하면, 제 1 내지 제 3 발명 중의 어느 하나에 따른 산화 루테늄 분말로 이루어진 도전성 입자와 유리 분말을 주요 구성 성분으로 배합하여 이루어진 후막 저항체용 조성물이 제공된다.According to the 4th invention of this invention, the composition for thick film resistors which mix | blends electroconductive particle which consists of ruthenium oxide powder and glass powder with any one of 1st-3rd invention as a main component is provided.

본 발명의 제 5 발명에 의하면, 제 4 발명에 있어서, 도전성 입자로서 은(Ag) 가루, 팔라듐(Pd) 가루, 또는 팔라듐으로 코팅된 은 가루의 산화물 분말 및 귀금속 분말 중의 1종 이상을 더 배합한 것을 특징으로 하는 후막 저항체용 조성물이 제공된다.According to the fifth invention of the present invention, in the fourth invention, at least one of silver (Ag) powder, palladium (Pd) powder, or oxide powder of silver powder coated with palladium and precious metal powder is further blended as conductive particles. A composition for thick film resistors is provided.

본 발명의 제 6 발명에 의하면, 제 4 또는 제 5 발명에 있어서, 도전성 입자와 유리 분말은 질량비로 5 : 95 ~ 70 : 30의 범위에서 배합되는 것을 특징으로 하는 후막 저항체용 조성물이 제공된다.According to the 6th invention of this invention, in 4th or 5th invention, electroconductive particle and glass powder are mix | blended in the range of 5: 95-70: 30 by mass ratio, The composition for thick film resistors is provided.

본 발명의 제 7 발명에 의하면, 제 4 내지 제 6 발명 중 어느 하나에 있어서, 유리 분말은 50% 누계 입도가 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 후막 저항체용 조성물이 제공된다.According to the 7th invention of this invention, the composition for thick film resistors in any one of 4th-6th invention whose glass powder has a 50% cumulative particle size of 5 micrometers or less is provided.

본 발명의 제 8 발명에 의하면, 제 4 내지 제 7 발명 중 어느 하나에 따른 후막 저항체용 조성물이 지방산을 포함한 유기 비히클(vehicle) 중에 분산된 후막 저항체 페이스트이며, 지방산의 함유량이 산화 루테늄 100 중량부에 대해 0.1 ~ 10 중량부인 것을 특징으로 하는 후막 저항체 페이스트가 제공된다.According to the eighth invention of the present invention, the thick film resistor composition according to any one of the fourth to seventh inventions is a thick film resistor paste dispersed in an organic vehicle containing a fatty acid, and the fatty acid content is 100 parts by weight of ruthenium oxide. It is provided with a thick film resistor paste, characterized in that 0.1 to 10 parts by weight relative to.

본 발명의 제 9 발명에 의하면, 제 8 발명에 있어서, 지방산은 탄소수가 12 이상의 고급 지방산인 것을 특징으로 하는 후막 저항체 페이스트가 제공된다.According to the ninth invention of the present invention, in the eighth invention, a thick film resistor paste is provided wherein the fatty acid is a higher fatty acid having 12 or more carbon atoms.

본 발명의 제 10 발명에 의하면, 제 8 발명에 있어서, 도전성 입자와 유리 분말은 질량비로 5 : 95 ~ 70 : 30의 범위에서 배합되는 것을 특징으로 하는 후막 저항체 페이스트가 제공된다.According to the 10th invention of this invention, in 8th invention, electroconductive particle and glass powder are mix | blended in the range of 5: 95-70: 30 by mass ratio, The thick film resistor paste is provided.

본 발명의 제 11 발명에 의하면, 제 4 내지 제 7 발명 중 어느 하나에 따른 후막 저항체용 조성물을 세라믹 기판 상에서 소성하여 이루어진 후막 저항체가 제공된다.According to the eleventh invention of the present invention, there is provided a thick film resistor formed by baking the composition for a thick film resistor according to any one of the fourth to seventh inventions on a ceramic substrate.

본 발명의 제 12 발명에 의하면, 제 8 내지 제 10 발명 중 어느 하나에 따른 후막 저항체 페이스트를 세라믹 기판에 도포한 후, 소성하여 형성된 후막 저항체가 제공된다.According to the twelfth invention of the present invention, there is provided a thick film resistor formed by applying the thick film resistor paste according to any one of the eighth to tenth inventions to a ceramic substrate and then baking.

본 발명의 방법에 따르면, 루틸형 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2) 분말이, X선 회절법으로 그것의 (110) 면을 측정한 결정자 직경이 3 ~ 10 nm로 미세하고, Ru 함유량이 73 질량% 이상과 결정성이 높기 때문에, 미세하면서도, 저항 페이스트 소성시에 입자 성장이 억제된다. 이것의 효과는, 산화 루테늄(RuO2)의 비표면적이 특정 범위보다 커져, 상기 비표면적과 비중으로부터 산출되는 비표면적 직경이, 상기 X선 회절법으로 (110) 면을 측정한 결정자 직경에 있어서 특정의 범위에 있으면, 한층 큰 효과를 얻을 수 있게 된다.According to the method of the present invention, ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a rutile crystal structure has a crystallite diameter of 3 to 10 nm and its Ru content is measured by measuring its (110) plane by X-ray diffraction. Since it is 73 mass% or more and high crystallinity, grain growth is suppressed at the time of baking the resist paste while being fine. The effect of this is that the specific surface area of ruthenium oxide (RuO 2 ) is larger than a specific range, and the specific surface area diameter calculated from the specific surface area and specific gravity is determined in the crystallite diameter in which the (110) plane is measured by the X-ray diffraction method. If it exists in a specific range, a larger effect will be acquired.

따라서, 본 발명의 산화 루테늄(RuO2) 분말을 원료로 하는 것에 의해, 저가로 경제성이 뛰어난 후막 저항체용 조성물 및 후막 저항체 페이스트를 제공할 수 있다.Therefore, by using the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder of this invention as a raw material, the composition for thick film resistors and thick film resistor paste which are excellent in cost efficiency at low cost can be provided.

더욱이, 본 발명에 의하면, 이러한 루테늄 산화물 분말을 후막 저항체용 조성물로서 이용하여 세라믹 기판 상에 소성하는 것으로, 고성능인 후막 저항체를 형성할 수 있다.Moreover, according to the present invention, by using such a ruthenium oxide powder as a composition for thick film resistors and baking on a ceramic substrate, a high performance thick film resistor can be formed.

이하, 본 발명의 산화 루테늄 분말, 그것을 이용한 후막 저항체용 조성물 및 후막 저항체에 대해 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the ruthenium oxide powder of this invention, the composition for thick film resistors, and thick film resistor using the same are demonstrated in detail.

1. 산화 루테늄 분말1. Ruthenium Oxide Powder

본 발명의 산화 루테늄 분말은, 루틸형 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2) 분말이며, X선 회절법으로 그것의 (110) 면을 측정한 결정자 직경이 3 ~ 10 nm이고, Ru 함유량이 73 질량% 이상인 것을 특징으로 한다.The ruthenium oxide powder of the present invention is a ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a rutile crystal structure, having a crystallite diameter of 3 to 10 nm and its Ru content of 73 measured by its X-ray diffraction method. It is characterized by the above-mentioned mass%.

후막 저항체용의 산화 루테늄(RuO2) 분말은, 일반적으로, 습식에서 합성된 수화한 산화 루테늄 분말을 열처리 하는 것에 의해 제조되고 있어, 그 합성 방법이나 열처리의 조건에 의해 입경이나 결정성이 다르다. 또한, 입경이나 결정성에 의해 특성도 차이가 난다. 본 발명은, 산화 루테늄(RuO2) 분말의 입경이나 결정성이, 하기와 같은 조건(a)를 만족하는 것에 의해, 소망하는 저항값의 후막 저항체를 저가로 제공하려는 것이다.Ruthenium oxide (RuO 2 ) powder for thick film resistors is generally produced by heat treating a hydrated ruthenium oxide powder synthesized by wet, and the particle size and crystallinity are different depending on the synthesis method and heat treatment conditions. In addition, the characteristics also vary depending on the particle size and crystallinity. An object of the present invention is to provide a thick film resistor having a desired resistance value at low cost by satisfying the following condition (a) in the particle size and crystallinity of ruthenium oxide (RuO 2 ) powder.

(a) X선 회절법에 따라 루틸형 결정 구조의 (110) 면에서 측정한 결정자 직경이 3 ~ 10 nm이며, Ru 함유량이 73 질량% 이상인 산화 루테늄(RuO2) 분말.(a) Ruthenium oxide (RuO 2 ) powder whose crystallite diameter is 3-10 nm and Ru content is 73 mass% or more, measured by the (110) plane of a rutile crystal structure by X-ray diffraction method.

후막 저항체용 원료인 산화 루테늄(RuO2) 분말은, 일차 입자의 입경이 작고, 일차 입자를 거의 단결정이라고 볼 수 있는 경우, 입경을 X선 회절법에 따라 측정된 결정자 직경으로 대용할 수 있다. 루틸형의 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2)에서는, 회절 피크 중에, 결정 구조의 (110), (101), (211), (301), (321) 면의 회절 피크가 비교적 크지만, 본 발명에서는 (110) 면에서 측정한 결정자 직경이 3 ~ 10 nm가 아니면 안된다.Ruthenium oxide (RuO 2 ) powder, which is a raw material for a thick film resistor, has a small particle size of the primary particles, and when the primary particles can be regarded as almost single crystals, the particle diameter can be substituted by the crystallite diameter measured by the X-ray diffraction method. In ruthenium oxide (RuO 2 ) having a rutile crystal structure, although the diffraction peaks of the (110), (101), (211), (301) and (321) planes of the crystal structure are relatively large among the diffraction peaks, In the present invention, the crystallite diameter measured in the (110) plane must be 3 to 10 nm.

후막 저항체의 저항값은, 저항체 폭과 저항체 길이의 비를 1 : 1으로 한 면적 저항값으로 평가된다. 산화 루테늄(RuO2) 분말과 유리 분말을 주요 구성 성분으로 하는 후막 저항체용 조성물에서는, 이러한 배합비가 동일해도, 원료 분말의 입경에 의해 나타나는 면적 저항값이 다르다. 전술한 바와 같이, 일반적으로 후막 저항체에서는 입경 15 nm ~ 500 nm의 산화 루테늄 분말과 입경 500 nm ~ 10 ㎛의 유리 분말이 이용되고 있다.The resistance value of the thick film resistor is evaluated as an area resistance value in which the ratio of the resistor width and the resistor length is 1: 1. In the composition for thick film resistors whose ruthenium oxide (RuO 2 ) powder and the glass powder are the main constituents, even if these compounding ratios are the same, the area resistance values represented by the particle size of the raw material powder are different. As described above, ruthenium oxide powder having a particle size of 15 nm to 500 nm and glass powder having a particle size of 500 nm to 10 μm are generally used in the thick film resistor.

입경이 15 nm 이상의 산화 루테늄(RuO2) 분말을 이용할 경우, 입경이 작은 것이 저항값은 낮아지는 경향이 있지만, 입경을 작게 하면 3 nm 이하에서 저항값은 반대로 높아진다. 이 때문인지는 몰라도, 3 nm ~ 15 nm의 입경의 산화 루테늄(RuO2) 분말을 원료로 한 후막 저항체의 예는 거의 눈에 띄지 않는다.When ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a particle size of 15 nm or more is used, the smaller the particle size, the lower the resistance value is. Although this may not be the case, examples of thick film resistors made from ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a particle diameter of 3 nm to 15 nm are hardly noticeable.

입경이 작은 산화 루테늄(RuO2) 분말에서는, 저항 페이스트를 소성하여 형성된 후막 저항막 중의 산화 루테늄(RuO2) 입자들 간의 거리가 작아져, 면적 저항값이 낮아진다고 생각된다. 그러나, 산화 루테늄(RuO2) 분말의 입경을 너무 작게 할 경우, 저항 페이스트를 소성하는 동안에 산화 루테늄(RuO2) 입자의 성장이 일어나서, 산화 루테늄(RuO2) 간의 거리가 커져 면적 저항값이 높아진다고 생각된다.In ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a small particle diameter, it is considered that the distance between the ruthenium oxide (RuO 2 ) particles in the thick film resistive film formed by firing the resistance paste becomes small, and the area resistance value is lowered. However, if the particle size of the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder is made too small, the growth of ruthenium oxide (RuO 2 ) particles occurs during the firing of the resist paste, and the distance between the ruthenium oxide (RuO 2 ) increases, resulting in a high area resistance value. I think.

이로 인해, 본 발명에서는, 입경이 작고 저항 페이스트 소성시에 입자 성장이 억제된 산화 루테늄(RuO2) 분말을 원료로서 사용하는 것에 의해, 저항값이 낮고 루테늄 함유율을 저감한 저가의 후막 저항체 조성물을 얻으려는 것이다. 산화 루테늄(RuO2) 분말의 결정자 직경이 3 nm 미만이면, 상기와 같이 소성 동안에 입자의 성장이 일어나, 면적 저항값이 높아지는 문제가 있고, 반대로, 결정자 직경이 10 nm를 넘으면 면적 저항값이 높아지는 문제가 있다. 산화 루테늄(RuO2) 분말의 결정자 직경은 3.2 ~ 9.8 nm가 보다 바람직하다.Because of this, in the present invention, particle size is small and the resistance paste firing the ruthenium oxide grain growth is inhibited in (RuO 2) low-thick film resistor composition of the powder by using as a raw material, a low resistance value reducing the ruthenium content To get. If the crystallite diameter of the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder is less than 3 nm, the growth of particles occurs during firing as described above, resulting in a problem that the area resistance value becomes high. On the contrary, when the crystallite diameter exceeds 10 nm, the area resistance value becomes high. there is a problem. Ruthenium oxide (RuO 2) crystallite diameter of the powder is more preferably 3.2 ~ 9.8 nm.

또한, 본 발명에서는, 산화 루테늄(RuO2)의 Ru 함유량이 73 질량% 이상이 아니면 안된다. Ru 함유량이 73 질량% 미만이면, 결정성이 낮기 때문에, 저항 페이스트의 소성 중에 산화 루테늄 입자의 성장이 일어나 면적 저항값이 높아지는 문제가 있다. Ru 함유량은 74 질량% 이상인 것이 바람직하다.In the present invention, and should the Ru content of ruthenium oxide (RuO 2) be at least 73% by weight. If the Ru content is less than 73% by mass, the crystallinity is low, so that there is a problem that growth of ruthenium oxide particles occurs during firing of the resistance paste, resulting in an increase in the area resistance value. It is preferable that Ru content is 74 mass% or more.

본 발명에서, 후막 저항체용 산화 루테늄(RuO2) 분말은, 상기 조건을 만족할 필요가 있지만, 한층 더 하기의 조건(b)을 만족하는 것이 바람직하고, 또한 조건(c)도 만족하는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해 후막 저항체의 면적 저항값이 높아지지 않고, 한층 더 저가의 후막 저항체를 제공할 수 있다.In the present invention, the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder for a thick film resistor needs to satisfy the above conditions, but more preferably satisfies the following condition (b), and more preferably satisfies the condition (c). Do. Thereby, the area resistance value of a thick film resistor does not become high and a lower cost thick film resistor can be provided.

(b) 비표면적이 70 m2/g 이상, 200 m2/g 이하인 산화 루테늄(RuO2) 분말.(b) Ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a specific surface area of at least 70 m 2 / g and at most 200 m 2 / g.

(c) X선 회절법에 따라 루틸형 결정 구조의 (110) 면에서 측정한 결정자 직경을 D1(nm), 도전성 입자의 비표면적을 S(m2/g), 비중을 ρ(g/cm3)로 나타냈을 때, 6×10-6/(ρ·S)으로 산출되는 비표면적 직경 D2(nm)로서 D1/D2≥0.70인 산화 루테늄(RuO2) 분말.(c) The crystallite diameter measured on the (110) plane of the rutile crystal structure according to the X-ray diffraction method, D1 (nm), the specific surface area of the conductive particles S (m 2 / g), specific gravity ρ (g / cm 3) nd represented by, 6 × 10 -6 / (ρ · S) to calculate a specific surface area diameter D2 (nm) D1 / D2≥0.70 a ruthenium oxide (RuO 2) as a powder that is.

산화 루테늄(RuO2) 분말의 비표면적이 70 m2/g 미만인 경우, 후막 저항체로 했을 때의 저항값이 높아져, 루테늄 함유율의 저감 효과를 얻을 수 없다. 또한, 200 m2/g를 넘으면, 후막 저항체 페이스트 중에서의 분산이 저하되어, 산화 루테늄 분말의 응집이 생기기 때문에, 후막 저항체의 저항값이 높아져, 루테늄 함유율의 저감 효과를 얻을 수 없다. 바람직한 비표면적은 75 ~ 190 m2/g이다.Ruthenium oxide (RuO 2), if the specific surface area of the powder was 70 m 2 / g less than the higher the resistance value when a thick film resistor can not be obtained the effect of reducing the ruthenium content. Moreover, when it exceeds 200 m <2> / g, since dispersion in a thick film resistor paste will fall and the ruthenium oxide powder will aggregate, the resistance value of a thick film resistor will become high and a reduction effect of a ruthenium content rate cannot be acquired. Preferred specific surface areas are 75 to 190 m 2 / g.

후막 저항체에 이용되는 산화 루테늄(RuO2) 분말의 일차 입자의 입경은 작기 때문에, 결정자 직경이나 비표면적 직경으로 대표할 수 있다. 그리고, 일차 입자를 거의 단결정이라고 볼 수 있는 경우, 입경을 X선 회절법에 따라 측정된 결정자 직경으로 대용할 수 있다. 결정자가 작아지면, 완전하게 Bragg 조건을 만족하는 결정 격자가 줄어들어, X선을 조사했을 때의 회절선 프로파일이 퍼진다. 격자 왜곡이 없다고 가정했을 경우, 결정자 직경을 D1(nm), X선의 파장을 λ(nm), 회절선 프로파일의 확대를 β, 회절각을 θ로 하면, 이하의 Scherrer 식으로부터 결정자 직경이 측정된다.Since the particle size of the primary particles of ruthenium oxide (RuO 2 ) powder used for the thick film resistor is small, it can be represented by the crystallite diameter or the specific surface diameter. And when a primary particle can be seen as a nearly single crystal, a particle diameter can be substituted by the crystallite diameter measured by the X-ray-diffraction method. As the crystallite becomes smaller, the crystal lattice that completely satisfies the Bragg condition is reduced, and the diffraction line profile when the X-ray is irradiated is spread. If there is no lattice distortion, the crystallite diameter is measured from the Scherrer equation below with a crystallite diameter of D1 (nm), an X-ray wavelength of λ (nm), an extension of the diffraction line profile to β, and a diffraction angle of θ. .

D1(nm) = (K·λ) / (β·cosθ) … (2)D 1 (nm) = (K · λ) / (β · cosθ)... (2)

(식 중, K는 Scherrer 정수이며, 0.9를 이용한다)(Where K is a Scherrer integer, using 0.9)

앞서 설명한 바와 같이, 루틸형의 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2)에서는, 회절 피크 중에, 결정 구조의 (110), (101), (211), (301), (321) 면의 회절 피크가 비교적 크고, 이러한 회절선 프로파일의 확대로부터 결정자 직경을 산출하는 것이 가능하다.As described above, in ruthenium oxide (RuO 2 ) having a rutile crystal structure, the diffraction peaks of the (110), (101), (211), (301) and (321) planes of the crystal structure are among the diffraction peaks. Is relatively large, and it is possible to calculate the crystallite diameter from the enlargement of this diffraction line profile.

한편, 비표면적 직경은 분말의 입경이 미세해지면 그 비표면적이 커진다. 이것에 의해, 분말의 입경을 D2(nm), 밀도를 ρ(g/cm3), 비표면적을 S(m2/g)로 하면, 분말이 구체나 입방체의 형상인 경우, 하기 관계식이 성립된다. 이러한 D2에 의해 산출되는 입경은 비표면적 직경으로 불리고 있다.On the other hand, the specific surface diameter becomes larger when the particle diameter of the powder becomes finer. Thus, if the particle size of the powder is D2 (nm), the density is ρ (g / cm 3 ), and the specific surface area is S (m 2 / g), the following relation holds when the powder is in the shape of a sphere or a cube. do. The particle diameter calculated by this D2 is called a specific surface area diameter.

D2(nm) = 6×103 / (ρ·S) … (3)D 2 (nm) = 6 × 10 3 / (ρ · S). (3)

산화 루테늄(RuO2)의 분말이 다결정인 경우, 또는 수화 등에 의해 결정의 완전성이 부족한 경우 등은, 결정자 직경 D1보다 비표면적 직경 D2가 커져, D2에 대한 D1의 비율, 즉, D1/D2는 1보다 작아진다. 따라서, D1/D2의 값은 입자의 결정 완전성의 기준이 되어, D1/D2가 작은 만큼 입자를 형성하고 있는 결정의 완전성은 낮고, D1/D2가 큰 만큼 결정의 완전성은 높다고 판단할 수 있다. 일반적으로, 분말이 미세하게 되는 것에 따라 입자를 형성하고 있는 결정의 완전성은 저하하고, D1/D2의 값은 작아지는 경향이 보인다. 본 발명에서는, 결정성이 높고, 단결정에 가깝기 때문에, D1/D2≥0.70이 되는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 것은 D1/D2≥0.73이 되는 것이다.
When the powder of ruthenium oxide (RuO 2 ) is polycrystalline, or when crystal integrity is insufficient due to hydration or the like, the specific surface area diameter D2 becomes larger than the crystallite diameter D1, and the ratio of D1 to D2, that is, D1 / D2 Is less than 1. Therefore, the value of D1 / D2 serves as a criterion of crystal integrity of the particles, and it can be judged that the integrity of the crystals forming particles as low as D1 / D2 is low, and the integrity of crystals as high as D1 / D2 is high. In general, as the powder becomes finer, the integrity of the crystals forming the particles decreases, and the value of D1 / D2 tends to decrease. In the present invention, since the crystallinity is high and close to the single crystal, it is preferable that D1 / D2? 0.70. More preferably, D1 / D2 ≧ 0.73.

2. 루테늄 산화물 분말의 제조 방법2. Manufacturing Method of Ruthenium Oxide Powder

후막 저항체용 산화 루테늄(RuO2) 분말은, 그것의 제조 방법에 따라 제한되는 것은 아니지만, 습식에서 합성된 수화한 산화 루테늄 분말을 열처리 하는 것에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에서는, 그 합성 방법이나 열처리의 조건에 의해 입경이나 결정성이 다르다.The ruthenium oxide (RuO 2 ) powder for the thick film resistor is not limited by its production method, but is preferably produced by heat-treating the hydrated ruthenium oxide powder synthesized in a wet manner. In such a manufacturing method, particle size and crystallinity differ depending on the synthesis method and heat treatment conditions.

Ru 산화물의 수화물을 합성할 때의 Ru 용액이나 합성법에는, 대표적인 방법으로서 K2Ru2O4 수용액에 에탄올을 부가하는 방법이나, RuCl3 수용액을 KOH 등으로 중화하는 방법을 들 수 있다.Examples of the Ru solution and synthesis method for synthesizing the Ru oxide hydrate include a method of adding ethanol to a K 2 Ru 2 O 4 aqueous solution, or a method of neutralizing the RuCl 3 aqueous solution with KOH or the like.

수화한 산화 루테늄 분말은, 산화 분위기하에서 400℃을 넘는 온도로 열처리 하는 것으로, 결정수를 취할 수 있어, 분말의 결정성이 높아진다. 여기서, 산화 분위기란 산소를 10 체적% 이상 포함한 기체이며, 예를 들어, 공기를 사용할 수 있다.The hydrated ruthenium oxide powder is subjected to heat treatment at a temperature exceeding 400 ° C. in an oxidizing atmosphere, whereby crystallized water can be taken up, thereby increasing the crystallinity of the powder. Here, an oxidizing atmosphere is gas containing 10 volume% or more of oxygen, For example, air can be used.

열처리의 온도는 400℃보다 낮으면 루테늄 산화물이 완전하게 생성되지 않고, 800℃을 넘으면, 루테늄 산화물의 입경이 너무 커지거나 루테늄이 6가나 8가의 산화물(RuO3나 RuO4)이 되어, 휘발하는 비율이 높아져 바람직하지 않다. 따라서, 열처리 온도는 500 ~ 800℃로 하는 것이 일반적이다. 또한, 적정한 열처리의 시간은 열처리 온도, 열처리의 분위기, 열처리 방법 등에 의해 적절하게 설정한다. 열처리 시간이 1시간 이상이면, 특히 고온에서는 루테늄 산화물의 입경이 커져, 루테늄이 6가나 8가의 산화물(RuO3나 RuO4)이 되어 휘발하는 경향이 있다. 바람직한 것은 40분 이하, 보다 바람직한 것은 30분 이하이다.
If the temperature of the heat treatment is lower than 400 ° C, ruthenium oxide is not completely produced, and if it exceeds 800 ° C, the ruthenium oxide becomes too large or the ruthenium becomes hexavalent or octavalent oxide (RuO 3 or RuO 4 ) and volatilizes. The ratio is high, which is undesirable. Therefore, the heat treatment temperature is generally set to 500 to 800 ° C. In addition, the time of appropriate heat processing is appropriately set by heat processing temperature, the atmosphere of heat processing, a heat processing method, etc. If the heat treatment time is 1 hour or more, the particle size of the ruthenium oxide becomes large, especially at high temperatures, and ruthenium tends to volatilize into a hexavalent or octavalent oxide (RuO 3 or RuO 4 ). 40 minutes or less are preferable and 30 minutes or less are more preferable.

3. 후막 저항체 조성물3. Thick Film Resistor Composition

본 발명은, 특정의 결정자 직경을 가지고, 특정의 루테늄 함유량인 루테늄 산화물 분말을 합성하여, 그것을 후막 저항체용 조성물의 도전 성분으로 하는 것으로, 루테늄 산화물의 배합량을 줄여, 저가의 후막 저항체를 얻으려고 하는 것이다.The present invention synthesizes a ruthenium oxide powder having a specific crystallite diameter and has a specific ruthenium content, and uses it as a conductive component of a composition for thick film resistors, thereby reducing the compounding amount of ruthenium oxide and obtaining an inexpensive thick film resistor. will be.

즉, 본 발명은, 산화 루테늄 분말로 이루어진 도전성 입자와 유리 분말을 주요 구성 성분으로서 배합하여 되는 후막 저항체용 조성물을 제공한다.
That is, this invention provides the composition for thick film resistors which mix | blends electroconductive particle which consists of ruthenium oxide powder, and glass powder as a main structural component.

(1) 도전성 입자(1) conductive particles

본 발명은, 도전성 입자로서 앞에서 본 루테늄 산화물 분말을 사용하지만, 본 발명의 후막 저항체용 조성물에는, 필요에 따라, 산화 루테늄(RuO2) 분말 이외의 도전성 입자를 포함해도 좋다. 이러한 도전성 입자로는, 은(Ag) 가루, 팔라듐(Pd) 가루 또는 팔라듐에 의해 코팅된 은가루의 산화물 분말 및 귀금속 분말을 들 수 있다. 형상은 구상, 플레이크상 등 특별히 한정되지 않고, 평균 입경은 0. 1 ~ 10 ㎛의 것이 바람직하다.The present invention, use of the ruthenium oxide as the conductive powder in front of the particle, but is for a thick film resistor composition of the present invention, it may include conductive particles, other than ruthenium (RuO 2) oxide powder, if necessary. As such electroconductive particle, the silver powder (Ag) powder, the palladium (Pd) powder, or the oxide powder of silver powder coated with palladium, and a noble metal powder are mentioned. The shape is not particularly limited in terms of spherical shape, flake shape and the like, and the average particle diameter is preferably 0.1 to 10 µm.

그 밖에도, 파이로크로아형의 결정 구조를 가진 루테늄산 납, 루테늄산 비스머스, 페로브스카이트형 결정 구조를 가진 루테늄산 칼슘, 루테늄산스트론튬, 루테늄산 바륨, 루테늄산 랜턴 등의 루테늄 산화물 등을 들 수 있다.
In addition, ruthenium oxides such as lead ruthenate, bismuth ruthenic acid, calcium ruthenate, strontium ruthenate, barium ruthenate, and ruthenate lantern having a pyrochroma type crystal structure can be used. Can be mentioned.

(2) 유리 분말(2) glass powder

유리 분말은 그 조성이나 제조 방법에 따라 한정되지 않는다. 후막 저항체에는, 일반적으로 납을 함유하는 알루미노보로실리케이트산 납이 많이 이용되고 있고, 그 외에 보로실리케이트산 아연계, 보로실리케이트산 칼슘계, 보로실리케이트산 바륨계 등의 납을 함유하지 않는 조성의 유리 분말도 이용되고 있다. 유리는, 일반적으로, 소정의 성분 또는 그러한 선구체를 목적하는 저항값을 얻을 수 있는 것과 같은 배합으로 혼합하여, 이들을 용해하여 급냉하는 것에 의해 제조된다. 용해 온도는 1400℃ 전후, 급냉은 용해물을 냉수 안에 넣어 찬 벨트상에 흘리는 것에 의해 행해지는 것이 많다. 유리의 분쇄는 볼 밀, 진동 밀, 유성 밀, 또는 비즈 밀 등으로 목적하는 입도까지 행해진다.Glass powder is not limited by the composition and the manufacturing method. Lead aluminoborosilicates containing lead are generally used for thick film resistors, and lead-free compositions such as zinc borosilicate, calcium borosilicate, and barium borosilicate are used. Glass powder is also used. Generally, glass is manufactured by mixing a predetermined component or such a precursor in the same compound | mixing which can obtain a desired resistance value, melt | dissolving these, and quenching them. The melting temperature is about 1400 degreeC, and quenching is often performed by pouring a melt into cold water and flowing it on the belt. The grinding of the glass is carried out to a desired particle size with a ball mill, a vibration mill, a planetary mill, a bead mill, or the like.

유리 분말의 입경도 한정되지 않지만, 레이저 회절을 이용한 입도 분포계의 50% 누계 입도는 5 ㎛ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하지는 3 ㎛ 이하다. 유리 분말의 입도가 너무 크면, 소성된 후막 저항체의 면적 저항값은 낮아지지만, 면적 저항값의 불균형이 커져, 제품 수율이 저하하고, 부하 특성이 저하하는 등의 불편이 생길 가능성이 높아진다.The particle diameter of the glass powder is not limited, but the 50% cumulative particle size of the particle size distribution system using laser diffraction is preferably 5 µm or less, more preferably 3 µm or less. If the particle size of the glass powder is too large, the area resistance value of the fired thick film resistor is lowered, but the imbalance of the area resistance value is increased, so that inconveniences such as a decrease in product yield and a load characteristic are increased.

산화 루테늄(RuO2) 분말 등의 도전성 입자와 유리 분말의 비율은 목적하는 면적 저항값에 의해 임의로 바꿀 수 있다. 즉, 목적하는 저항값이 높은 경우에는 도전성 입자를 적게 배합하고, 목적하는 저항값이 낮은 경우에는 도전성 입자를 많이 배합한다. 바람직한 중량비는 도전성 입자 : 유리 분말 = 5 : 95 ~ 70 : 30의 범위이다. 이보다 도전성 입자가 적으면 저항값이 너무 높아져 불안정이 된다. 반대로, 이것보다 도전성 입자가 많으면 형성되는 저항체 막이 물러진다.Of the conductive particles and the glass powder such as ruthenium oxide (RuO 2) powder may optionally be replaced by an area resistance value of interest. That is, electroconductive particle is mix | blended little when the target resistance value is high, and electroconductive particle is mix | blended many when the target resistance value is low. Preferable weight ratio is the range of electroconductive particle: glass powder = 5: 95-70: 30. If there is less electroconductive particle than this, resistance value becomes high too much and becomes unstable. On the contrary, when there are more electroconductive particles than this, the resistive film formed will fall.

본 발명의 후막 저항체용 조성물에는, 산화 루테늄(RuO2) 분말, 유리 분말 이외에 면적 저항값이나 저항 온도 계수의 조정, 팽창 계수의 조정, 내전압성의 향상이나 그 외의 개질을 목적으로 한 첨가제를 포함해도 아무런 지장이 없다. 후막 저항체용 조성물의 첨가제로서는, MnO2, CuO, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, Al2O3, ZrO2, ZrSiO4 등이 일반적으로 이용되고 있다. 또한, 첨가제의 비율은 산화 루테늄(RuO2) 분말과 유리 분말의 중량의 합계에 대해 0.05 ~ 20%가 일반적이다.
In addition to ruthenium oxide (RuO 2 ) powder and glass powder, the composition for thick film resistors of the present invention may contain additives for the purpose of adjusting the area resistance value, the resistance temperature coefficient, the adjustment of the expansion coefficient, the improvement of the voltage resistance and other modifications. There is no obstacle. As an additive of the composition for thick film resistors, MnO 2 , CuO, TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , ZrSiO 4, and the like are generally used. In addition, the proportion of the additive is generally 0.05 to 20% based on the total weight of the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder and the glass powder.

(3) 수지 성분(3) resin components

본 발명의 후막 저항체용 조성물은 비히클로 불리는 수지 성분을 용해한 용제 중에 분산하면 후막 저항체 페이스트가 된다. 본 발명에서는, 비히클의 수지나 용제의 종류나 배합에 의해 한정되지 않는다. 수지 성분으로는 에틸 셀룰로오스, 말레인산 수지, 로진 등이 일반적이고, 용제는 테르피네올, 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트 등이 일반적으로 이용되고 있다. 이러한 배합비는 소망하는 점도에 의해 조정된다. 또한, 페이스트의 건조를 늦출 목적으로 비점이 높은 용제를 더하는 것도 할 수 있다. 저항체용 조성물에 대한 비히클의 비율은 특별히 한정되지 않지만 중량으로 30% ~ 100%가 일반적이다. When the composition for thick film resistors of this invention is disperse | distributed in the solvent which melt | dissolved the resin component called a vehicle, it becomes a thick film resistor paste. In this invention, it is not limited by the kind or compounding of resin of a vehicle, and a solvent. As the resin component, ethyl cellulose, maleic acid resin, rosin, and the like are generally used. As a solvent, terpineol, butyl carbitol, butyl carbitol acetate and the like are generally used. This blending ratio is adjusted by the desired viscosity. Moreover, a solvent with high boiling point can also be added for the purpose of slowing drying of a paste. The ratio of the vehicle to the composition for the resistor is not particularly limited, but is 30% to 100% by weight.

본 발명의 후막 저항체용 조성물을 비히클 중에 분산시켜 후막 저항체 페이스트를 제조하려면, 쓰리-롤 밀 이외에 유성 밀, 비즈 밀 등을 이용할 수 있지만, 페이스트의 제조 방법으로 한정되지 않는다. 미리 본 발명의 후막 저항체용 조성물을 볼 밀이나 뇌궤기로 혼합하고 나서, 비히클 중에 분산시키는 것도 할 수 있다.In order to manufacture the thick film resistor paste by dispersing the composition for thick film resistors of the present invention in a vehicle, an oil mill, a bead mill, or the like can be used in addition to the three-roll mill, but is not limited to the method for producing the paste. The composition for thick film resistors of the present invention may be previously mixed with a ball mill or brain trachea, and then dispersed in a vehicle.

후막 저항체 페이스트에서는, 무기 원료 분말의 응집을 풀어, 수지 성분을 용해한 용제 중에 분산하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 분말의 입경이 작아지면 응집이 강해져 2차 입자를 형성하기 쉬워진다. 본 발명의 산화 루테늄(RuO2) 분말에서는 2차 입자를 풀어 일차 입자에 분산시키는 것을 용이하게 하기 위해서, 지방산을 분산제로서 이용하는 것이 유효하다. 지방산은 산화 루테늄(RuO2) 분말의 표면에 부착되어 분산을 용이하게 하는 기능이 있다고 생각된다.In the thick-film resistor paste, it is preferable to loosen the inorganic raw material powder and disperse in the solvent in which the resin component is dissolved. In general, the smaller the particle size of the powder, the stronger the aggregation and the easier it is to form secondary particles. In the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder of the present invention, it is effective to use a fatty acid as a dispersant in order to facilitate dissociation of secondary particles into primary particles. Fatty acid is believed to have a function of adhering to the surface of ruthenium oxide (RuO 2 ) powder to facilitate dispersion.

본 발명에 사용되는 지방산은, 포화, 불포화 여부를 묻지 않지만, 산화 루테늄(RuO2) 분말을 분산시켜 다시 응집하는 것을 막는 관점에서, 탄소수가 12 이상의 고급 지방산이 보다 바람직하다. 지방산은 무기 원료 분말을 비히클 중에 분산시킬 때 가해도 좋고, 미리 산화 루테늄(RuO2) 분말에 부착시킨 후에 비히클 중에 분산시켜도 좋다.
Fatty acid used in the present invention include, but are not ask whether saturated, unsaturated, in terms dispersing ruthenium (RuO 2) oxide powder that prevents re-agglomeration, it is the number of carbon atoms is more preferred more than 12 higher fatty acid. The fatty acid may be added when the inorganic raw material powder is dispersed in the vehicle, or may be previously attached to the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder and then dispersed in the vehicle.

4. 후막 저항체4. Thick Film Resistor

본 발명의 후막 저항체는 상기 후막 저항체용 조성물을 세라믹 기판상에서 소성한 후막 저항체이며, 또한, 상기 후막 저항체 페이스트를 세라믹 기판에 도포한 후, 소성하여 형성된 후막 저항체다.The thick film resistor of the present invention is a thick film resistor obtained by baking the composition for thick film resistors on a ceramic substrate, and is a thick film resistor formed by applying the thick film resistor paste to a ceramic substrate and then baking.

후막 저항체 내의 무기 성분 중의 Ru 함유량은 목적하는 저항값의 크기에 의해 조정한다. 예를 들어, 저항값이 1 KΩ 전후의 후막 저항체를 얻으려면, Ru의 함유량이 18% 이하, 특히 15% 이하로 하는 것이 경제적이며, 저항값이 보다 작은 100Ω의 후막 저항체가 필요하면, 더욱 Ru 함유율은 높게 할 필요가 있다. 본 발명에서는 후막 저항체의 무기 성분 중의 Ru 함유량을 23 질량% 이하로 하는 것으로, 광범위한 저항값의 요구에 대응할 수 있다.Ru content in the inorganic component in a thick film resistor is adjusted with the magnitude | size of a desired resistance value. For example, in order to obtain a thick film resistor having a resistance value of around 1 KΩ, it is economical to have a Ru content of 18% or less, particularly 15% or less. It is necessary to make content rate high. In the present invention, the Ru content in the inorganic component of the thick film resistor is set to 23% by mass or less, so that a wide range of resistance values can be met.

이하에서는 실시예를 바탕으로, 본 발명에 따른 루테늄 산화물 분말의 제조와 그것을 이용한 후막 저항체용 조성물 및 후막 저항체를 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the preparation of the ruthenium oxide powder according to the present invention, a composition for thick film resistors and a thick film resistor using the same will be described based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

루테늄 산화물 분말의 형상 및 물성을 평가하기 위해서, X선 회절로 물질 분류와 결정자 직경을 측정하였다. 결정자 직경은 X선 회절의 피크로부터 산출할 수 있다. 여기에서는 X선 회절에 의해 얻을 수 있는 루틸 구조의 피크를 Kα1, Kα2에 파형 분리한 후, 측정 기기의 광학계에 의한 확대를 보정한 Kα1의 피크의 확대로 반값폭을 측정하여, Scherrer 식에 의해 산출하였다.In order to evaluate the shape and physical properties of the ruthenium oxide powder, the material classification and crystallite diameter were measured by X-ray diffraction. The crystallite diameter can be calculated from the peak of X-ray diffraction. Here, the peaks of the rutile structure obtained by X-ray diffraction are separated into waveforms of Kα1 and Kα2, and then the half-value width is measured by the magnification of the peak of Kα1 which is corrected by the optical system of the measuring instrument. Calculated.

형성된 후막 저항체는, 막 두께, 저항값, 25℃에서 55℃까지의 저항 온도 계수(COLD-TCR), 25℃에서 125℃까지의 저항 온도 계수(HOT-TCR), 전류 노이즈, 정전기를 방전했을 때의 저항값 변화율(ESD 특성)을 평가하였다.The formed thick film resistors discharged film thickness, resistance value, resistance temperature coefficient (COLD-TCR) from 25 ° C to 55 ° C, resistance temperature coefficient (HOT-TCR) from 25 ° C to 125 ° C, current noise, and static electricity. The resistance change rate (ESD characteristic) at the time of evaluation was evaluated.

막 두께는 촉침의 두께 조도계로 5개의 후막 저항체의 막 두께를 측정한 값을 평균하였다.The film thickness averaged the value which measured the film thickness of five thick film resistors with the thickness roughness meter of a stylus.

또한, 저항값은 25개의 후막 저항체의 저항값을 디지털 멀티 미터로 측정한 값을 평균하였다.In addition, the resistance value averaged the value which measured the resistance values of 25 thick film resistors with the digital multimeter.

저항 온도 계수는, 후막 저항체를 -55℃, 25℃, 125℃에 각각 15분 보관 유지하고 나서, 각각의 저항값(R-55, R25, R125)을 측정하여, 하기 식(4) 및 (5)에 의해 계산함으로써, 5개의 후막 저항체의 평균을 취하였다.The resistance temperature coefficient was maintained at -55 ° C, 25 ° C, and 125 ° C for 15 minutes in each of the thick film resistors, and then measured the respective resistance values (R -55 , R 25 , R 125 ), and the following equation (4) And (5), the average of five thick film resistors was taken.

COLD-TCR(ppm/℃) = (R-55-R25)/R25/(-80) ×106 … (4)COLD-TCR (ppm / ° C) = (R -55 -R 25 ) / R 25 / (-80) x 10 6 . (4)

HOT-TCR(ppm/℃) = (R125-R25)/R25/(100) ×106 … (5)HOT-TCR (ppm / ° C.) = (R 125 -R 25 ) / R 25 / (100) x 10 6 . (5)

전류 노이즈는, Quan-Tech사 MODEL315C로, 1/10 W의 전압을 인가하여 측정된 전류 노이즈를 노이즈 인덱스로 나타내고, 5개의 후막 저항체에서의 평균을 취하였다.The current noise was measured by applying a voltage of 1/10 W in a Quan-Tech company MODEL315C, represented by a noise index, and averaged at five thick film resistors.

ESD 특성은, 200pF-0Ω의 유닛에 1 KV의 전압으로 전하를 충전한 후, 후막 저항체에 방전하여, 방전 전의 저항값을 R0, 방전 후의 저항값을 R1로서, 방전 후의 저항값 변화를 하기 식(6)에 의해 계산하였다. 5개의 후막 저항체로 변화율을 측정하여 평균을 취하였다.The ESD characteristics are charged to a 200 pF-0Ω unit at a voltage of 1 KV, and then discharged to a thick film resistor, whereby the resistance value before discharge is R 0 and the resistance value after discharge is R 1 . It calculated by following formula (6). The change rate was measured and averaged with five thick film resistors.

ESD 특성(%) = (R1-R0)/R0×100 … (6)
ESD characteristic (%) = (R 1 -R 0 ) / R 0 × 100... (6)

(실시예 1 ~ 12)(Examples 1 to 12)

실시예 1에서는, 루테늄산 칼륨을 용해한 수용액을 원료로 하여, 수용액 중에서 산화 루테늄의 침전을 합성하고, 이것을 고액분리 하며, 세정 후 80℃로 건조하여 산화 루테늄 분말을 얻었다. 건조 후의 산화 루테늄은 루테늄 함유율이 61.5 질량%이며, 산화 수화물이었다. 이러한 건조 후의 산화 루테늄 분말을 650℃로 10 분간 열처리 하여, Ru 함유량 73.8 질량%의 산화 루테늄(RuO2) 분말을 얻었다. 한편, 실시예 2 ~ 12에서는, 실시예 1과는 달리, 이러한 건조 후의 산화 루테늄 분말을, 표 1과 같이, 680 ~ 800℃, 10 ~ 30 분의 범위에서 열처리 조건을 변화시켰다.In Example 1, ruthenium oxide was synthesize | combined in aqueous solution using the aqueous solution which melt | dissolved potassium ruthenate as a raw material, this was solid-liquid separated, and it washed and dried at 80 degreeC, and obtained the ruthenium oxide powder. Ruthenium oxide after drying had a ruthenium content rate of 61.5 mass%, and was an oxidized hydrate. Heat treatment for 10 min this ruthenium oxide powder after drying to 650 ℃ to, Ru content of the ruthenium oxide to give a 73.8 mass% (RuO 2) powder. On the other hand, in Examples 2-12, unlike Example 1, the ruthenium oxide powder after drying changed the heat processing conditions in the range of 680-800 degreeC for 10 to 30 minutes, as Table 1 shows.

얻어진 산화 루테늄(RuO2) 분말을 평균 입경 1.5 ㎛의 유리 분말과 함께, 에틸 셀룰로오스 5 질량% ~ 15 질량%과 테르피네올 75 질량% ~ 95 질량%로 이루어진 비히클에 쓰리-롤 밀로 분산시켜 후막 저항 페이스트를 준비하였다. 유리 분말로는, 유리 분말 A(PbO: 50 질량%, SiO2: 35 질량%, B2O3: 10 질량%, Al2O3: 5 질량%)를 이용하였다. 또한, 실시예 4, 7에서는 유리 분말 B(SiO2: 35 질량%, B2O3: 20 질량%, Al2O3: 5 질량%, CaO: 5 질량%, BaO: 20 질량%, ZnO: 15 질량%)를 사용하였다. 산화 루테늄(RuO2) 분말과 유리 분말의 배합은, 실시예 1 ~ 10에서는, 형성된 후막 저항체의 면적 저항값이 대략 1 KΩ가 되도록 조정하였다.The obtained ruthenium oxide (RuO 2 ) powder was dispersed together with a glass powder having an average particle diameter of 1.5 μm in a three-roll mill in a vehicle composed of 5% by mass to 15% by mass of ethyl cellulose and 75% by mass to 95% by mass of terpineol. A resist paste was prepared. Glass powder A (PbO: 50 mass%, SiO 2 : 35 mass%, B 2 O 3 : 10 mass%, Al 2 O 3 : 5 mass%) was used as the glass powder. In Examples 4 and 7, glass powder B (SiO 2 : 35 mass%, B 2 O 3 : 20 mass%, Al 2 O 3 : 5 mass%, CaO: 5 mass%, BaO: 20 mass%, ZnO : 15 mass%). The combination of ruthenium oxide (RuO 2) powder and the glass powder of Example 1-10, the area resistance value of the thick-film resistor formed was adjusted to be about 1 KΩ.

후막 저항 페이스트의 준비에서는, 산화 루테늄(RuO2) 분말과 유리 분말의 합계 100 중량부에 대해 비히클 43 중량부의 배합으로 하였다. 이 때, 실시예 10 이외에 스테아르산을 쓰리-롤 밀로 비히클 중에 분산시켜, 후막 저항 페이스트를 준비하였다. 이러한 후막 저항 페이스트를 순도 96 질량%의 알루미나 기판 상에 인쇄, 건조, 소성하여 후막 저항체를 형성하고 평가하였다. In preparation of the thick film resistance paste, 43 parts by weight of the vehicle was added to 100 parts by weight of the total of the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder and the glass powder. At this time, in addition to Example 10, stearic acid was dispersed in a vehicle with a three-roll mill to prepare a thick film resistance paste. This thick film resistance paste was printed, dried, and baked on an alumina substrate having a purity of 96% by mass to form and evaluate a thick film resistor.

미리 알루미나 기판에 소성하여 형성된 1 질량% Pd, 99 질량% Ag의 전극 상에, 준비한 후막 저항 페이스트를 인쇄하여, 150℃×5분에서 건조한 후, 피크 온도 850℃×9분, 총 30분에 소성하여 후막 저항체를 형성하였다. 후막 저항체의 크기는 저항체 폭을 0.3 mm, 저항체 길이를 0.3 mm, 두께 10 ㎛가 되도록 하였다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The prepared thick film resistance paste was printed on an electrode of 1% by mass Pd and 99% by mass of Ag which was previously baked on an alumina substrate, dried at 150 ° C for 5 minutes, and then at a peak temperature of 850 ° C for 9 minutes for a total of 30 minutes. It baked and formed the thick film resistor. The thick film resistor was made to have a resistor width of 0.3 mm, a resistor length of 0.3 mm, and a thickness of 10 μm. The evaluation results are shown in Table 1 below.

Figure pct00001
Figure pct00001

(비교예 1 ~ 7)(Comparative Examples 1 to 7)

실시예 1과 마찬가지로, 루테늄산 칼륨을 용해한 수용액을 원료로 하여, 수용액 중에서 산화 루테늄의 침전을 합성하고, 이것을 고액분리 하며, 세정 후 80℃로 건조하여 산화 루테늄 분말을 얻었다. 다음으로, 실시예 1과는 달리, 이러한 건조 후의 산화 루테늄 분말을, 하기 표 2와 같이, 200 ~ 850℃, 10 ~ 60 분의 범위에서 열처리 조건을 변화시켰다.In the same manner as in Example 1, an aqueous solution in which potassium ruthenate was dissolved was used as a raw material, and a precipitate of ruthenium oxide was synthesized in an aqueous solution. Next, unlike Example 1, the ruthenium oxide powder after drying was changed in heat treatment conditions in the range of 200 to 850 ° C for 10 to 60 minutes, as shown in Table 2 below.

그 후, 실시예 1과 마찬가지로, 후막 저항 페이스트를 준비하고, 후막 저항체를 형성하여 평가하였다. 더불어, 모든 비교예에서 유리 분말 A를 사용하였다. 산화 루테늄(RuO2) 분말과 유리 분말의 배합은, 비교예 1 ~ 5에서는, 형성된 후막 저항체의 면적 저항값이 대략 1 KΩ가 되도록 조정하였다. 또한, 비교예 2, 5 이외에 스테아르산을 이용하여 쓰리-롤 밀로 비히클 중에 분산시켜, 후막 저항 페이스트를 준비하였다.Then, the thick film resistance paste was prepared like Example 1, the thick film resistor was formed and evaluated. In addition, glass powder A was used in all the comparative examples. The combination of ruthenium oxide (RuO 2) powder and the glass powder Comparative Example 1-5, the area resistance value of the thick-film resistor formed was adjusted to be about 1 KΩ. Further, in addition to Comparative Examples 2 and 5, stearic acid was used to disperse in the vehicle with a three-roll mill to prepare a thick film resist paste.

Figure pct00002
Figure pct00002

(실시예 13 ~ 18)(Examples 13-18)

실시예 1 ~ 12에서 사용한 원재료에 더하여, 평균 입경 1.0 ㎛의 은(Ag) 가루, 평균 입경 0.3 ㎛의 팔라듐(Pd) 가루와 첨가제를 사용하였고, 실시예 13 ~ 18에서는 형성된 후막 저항체의 면적 저항값이 대략 5Ω가 되도록 조정하였다.In addition to the raw materials used in Examples 1 to 12, silver (Ag) powder having an average particle diameter of 1.0 µm, palladium (Pd) powder and an additive having an average particle diameter of 0.3 µm were used, and in Examples 13 to 18, the area resistance of the thick film resistor formed. The value was adjusted to be approximately 5Ω.

후막 저항 페이스트의 준비에서는, 산화 루테늄(RuO2) 분말, Ag 가루, Pd 가루의 도전 가루와, 유리 분말, 첨가제 가루의 합계 100 중량부에 대해 비히클 43 중량부의 배합으로 하였다. 이 때, 스테아르산을 쓰리-롤 밀로 비히클 중에 분산시켜, 후막 저항 페이스트를 준비하였다. 이러한 후막 저항 페이스트를, 실시예 1 ~ 12와 같이, 인쇄, 건조, 소성하여 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 3에 나타냈다.In preparation of the thick film resistance paste, 43 parts by weight of the vehicle was added to 100 parts by weight of the conductive powder of ruthenium oxide (RuO 2 ) powder, Ag powder, and Pd powder, and the glass powder and the additive powder in total. At this time, stearic acid was dispersed in the vehicle with a three-roll mill to prepare a thick film resist paste. Such thick film resistance pastes were evaluated by printing, drying and baking as in Examples 1 to 12. The evaluation results are shown in Table 3 below.

실시예 13 ~ 18에서는 후막 저항체의 ESD 특성의 인가 전압을 3 KV로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 ~ 12로 같은 수법으로 평가하였다.In Examples 13-18, it evaluated by the same method as Examples 1-12 except having changed the applied voltage of the ESD characteristic of a thick-film resistor into 3 KV.

Figure pct00003
Figure pct00003

(비교예 8 ~ 12)(Comparative Examples 8-12)

비교예 1 ~ 7과 같은 방법으로, 얻은 건조 후의 산화 루테늄 분말을, 표 4와 같이, 200 ~ 850℃, 10 ~ 60 분의 범위에서 열처리 조건을 변화시켰다.In the same manner as in Comparative Examples 1 to 7, the heat treatment conditions of the obtained ruthenium oxide powder after drying were changed in the range of 200 to 850 ° C for 10 to 60 minutes as shown in Table 4.

그 후, 실시예 13 ~ 18과 같이, 실시예 1 ~ 12에서 사용한 원재료에 더하여, 평균 입경 1.0 ㎛의 은(Ag) 가루, 평균 입경 0.3 ㎛의 팔라듐(Pd) 가루와 첨가제를 사용하였고, 비교예 8 ~ 12에서는, 형성된 후막 저항체의 면적 저항값이 대략 5Ω가 되도록 조정하였다. 또한, 비교예 2, 5 이외에 스테아르산을 이용하여 쓰리-롤 밀로 비히클 중에 분산시켜, 후막 저항 페이스트를 준비하였다. 이러한 후막 저항 페이스트를 비교예 13 ~ 18과 같은 수법으로 평가하였다.Thereafter, as in Examples 13 to 18, in addition to the raw materials used in Examples 1 to 12, silver (Ag) powder having an average particle diameter of 1.0 µm, palladium (Pd) powder having an average particle diameter of 0.3 µm, and additives were used. In Examples 8-12, it adjusted so that the area resistance value of the formed thick film resistor might be set to about 5 ohms. Further, in addition to Comparative Examples 2 and 5, stearic acid was used to disperse in the vehicle with a three-roll mill to prepare a thick film resist paste. These thick film resistance pastes were evaluated by the same method as Comparative Examples 13-18.

Figure pct00004
Figure pct00004

<평가><Evaluation>

표 1의 실시예, 표 2의 비교예에 나타낸 것처럼, 실시예에서는, 본 발명의 특정의 결정자 직경, 고결정성을 가진 산화 루테늄(RuO2) 분말을 이용했기 때문에, 무기 성분 중의 Ru 함유율이 실시예 12 이외에는 비교예보다 적게 되어 있다. 또한, 실시예에서는, 전류 노이즈의 값이 낮고, 정전기를 방전시켰을 때의 저항값 변화(ESD 특성)도 우수하다.As shown in the examples of Table 1 and the comparative examples of Table 2, in Examples, since the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a specific crystallite diameter and high crystallinity of the present invention was used, the Ru content in the inorganic component was carried out. Except Example 12, it is less than a comparative example. Further, in the embodiment, the value of the current noise is low, and the resistance value change (ESD characteristic) at the time of discharging static electricity is also excellent.

또한, 산화 루테늄에 더해 팔라듐과 은을 첨가한 낮은 저항값 영역에서는, 표 3의 실시예, 표 4의 비교예에 나타낸 것처럼, 실시예에서는, 본 발명의 특정의 결정자 직경, 고결정성을 가진 산화 루테늄(RuO2) 분말을 이용했기 때문에, 무기 성분중의 Ru 함유율을 저하시키는 것으로 되어 있다. 또한, 정전기를 방전시켰을 때의 저항값 변화(ESD 특성)도 우수하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 고가의 루테늄의 사용량을 저감하여 경제적으로 유리할 뿐만 아니라, 전기 특성이 뛰어난 후막 저항체 조성물을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.In addition, in the low resistance region in which palladium and silver were added in addition to ruthenium oxide, as shown in the examples of Table 3 and the comparative examples of Table 4, in the examples, the specific crystallite diameter and the high crystallinity of the present invention were oxidized. Since ruthenium (RuO 2 ) powder was used, it is supposed to reduce the Ru content in the inorganic component. Moreover, the resistance value change (ESD characteristic) at the time of discharge of static electricity is also excellent. Therefore, according to the present invention, it can be seen that it is possible to obtain a thick film resistor composition which is not only economically advantageous by reducing the amount of expensive ruthenium, but also excellent in electrical characteristics.

이에 대해, 비교예에서는 결정자 직경이 본 발명의 범위로부터 빗나가는 루테늄 산화물을 이용했으므로, 무기 성분 중의 산화 루테늄(RuO2)의 함유율이 전반적으로 실시예보다 커서, 소망한 결과를 얻을 수 없었다.On the other hand, in Comparative Example because the use of ruthenium oxide missing from the scope of the crystallite size of the present invention, inorganic component content of ruthenium oxide (RuO 2) generally greater than the embodiment of, it was not possible to obtain a desired result.

Claims (12)

루틸(rutile)형 결정 구조를 가진 산화 루테늄(RuO2) 분말이며, X선 회절법으로 (110) 면을 측정한 결정자 직경이 3 ~ 10 nm이고, Ru 함유량이 73 질량% 이상인 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 분말.Ruthenium oxide (RuO 2 ) powder having a rutile crystal structure, the crystallite diameter measured by the (110) plane by X-ray diffraction method is 3 to 10 nm, Ru content is characterized in that more than 73% by mass Ruthenium Oxide Powder. 제 1 항에 있어서, 산화 루테늄(RuO2) 분말의 비표면적이 70 m2/g 이상 내지 200 m2/g 이하인 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 분말.The ruthenium oxide powder according to claim 1, wherein the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder has a specific surface area of 70 m 2 / g or more and 200 m 2 / g or less. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 산화 루테늄(RuO2) 분말은 결정자 직경 D1과 비표면적 직경 D2의 비가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 분말:
D1/D2≥0.70 … (1)
(단, 결정자 직경 D1은 X선 회절법에 따른 루틸형 결정 구조의 (110) 면에서의 측정값(nm)이며, 비표면적 직경 D2는 분말의 비표면적을 S(m2/g), 비중을 ρ(g/cm3)으로 나타낼 때 6×10-6/(ρ·S)의 계산값(nm)이다).
The ruthenium oxide powder according to claim 1 or 2, wherein the ruthenium oxide (RuO 2 ) powder satisfies the following formula 1 with a ratio of crystallite diameter D1 and specific surface area diameter D2:
D1 / D2? (One)
(However, the crystallite diameter D1 is the measured value (nm) in the (110) plane of the rutile crystal structure according to the X-ray diffraction method, and the specific surface area diameter D2 is the specific surface area of the powder S (m 2 / g), specific gravity Is a calculated value (nm) of 6 × 10 −6 / (ρ · S) when expressed as ρ (g / cm 3 ).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 따른 산화 루테늄 분말로 이루어진 도전성 입자와 유리 분말을 주요 구성 성분으로 배합하여 이루어진 후막 저항체용 조성물.The composition for thick film resistors which consisted of the electroconductive particle which consists of the ruthenium oxide powder in any one of Claims 1-3, and glass powder as a main component. 제 4 항에 있어서, 도전성 입자로서 은(Ag) 가루, 팔라듐(Pd) 가루, 또는 팔라듐으로 코팅된 은 가루의 산화물 분말 및 귀금속 분말 중의 1종 이상을 더 배합한 것을 특징으로 하는 후막 저항체용 조성물.The thick film resistor composition according to claim 4, further comprising at least one of silver (Ag) powder, palladium (Pd) powder, or silver powder coated with palladium as an electroconductive particle and at least one of a noble metal powder. . 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 도전성 입자와 유리 분말은 질량비로 5 : 95 ~ 70 : 30의 범위에서 배합되는 것을 특징으로 하는 후막 저항체용 조성물.The composition for thick film resistors according to claim 4 or 5, wherein the conductive particles and the glass powder are blended in a mass ratio of 5:95 to 70:30. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 있어서, 유리 분말은 50% 누계 입도가 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 후막 저항체용 조성물.The composition for thick film resistors according to any one of claims 4 to 6, wherein the glass powder has a 50% cumulative particle size of 5 µm or less. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 하나에 따른 후막 저항체용 조성물이 지방산을 포함한 유기 비히클(vehicle) 중에 분산된 후막 저항체 페이스트이며, 지방산의 함유량이 산화 루테늄 100 중량부에 대해 0.1 ~ 10 중량부인 것을 특징으로 하는 후막 저항체 페이스트.The thick film resistor composition according to any one of claims 4 to 7 is a thick film resistor paste dispersed in an organic vehicle containing a fatty acid, the fatty acid content is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of ruthenium oxide. Thick film resistor paste. 제 8 항에 있어서, 지방산은 탄소수가 12 이상의 고급 지방산인 것을 특징으로 하는 후막 저항체 페이스트.9. The thick film resistor paste according to claim 8, wherein the fatty acid is a higher fatty acid having 12 or more carbon atoms. 제 8 항에 있어서, 도전성 입자와 유리 분말은 질량비로 5 : 95 ~ 70 : 30의 범위에서 배합되는 것을 특징으로 하는 후막 저항체 페이스트.The thick film resistor paste according to claim 8, wherein the conductive particles and the glass powder are blended in a mass ratio of 5:95 to 70:30. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 하나에 따른 후막 저항체용 조성물을 세라믹 기판 상에서 소성하여 이루어진 후막 저항체.The thick film resistor formed by baking the composition for thick film resistors in any one of Claims 4-7 on the ceramic substrate. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 후막 저항체 페이스트를 세라믹 기판에 도포한 후, 소성하여 형성된 후막 저항체.The thick film resistor formed by baking the thick film resistor paste according to any one of claims 8 to 10 on a ceramic substrate.
KR1020137022570A 2011-06-21 2012-06-15 Ruthenium Oxide Powder, Composition for Thick film Resistor Elements Using Same, and Thick film Resistor Element KR101958496B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011136939 2011-06-21
JPJP-P-2011-136939 2011-06-21
PCT/JP2012/065313 WO2012176696A1 (en) 2011-06-21 2012-06-15 Ruthenium oxide powder, composition for thick film resistor elements using same, and thick film resistor element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140025338A true KR20140025338A (en) 2014-03-04
KR101958496B1 KR101958496B1 (en) 2019-03-14

Family

ID=47422534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137022570A KR101958496B1 (en) 2011-06-21 2012-06-15 Ruthenium Oxide Powder, Composition for Thick film Resistor Elements Using Same, and Thick film Resistor Element

Country Status (5)

Country Link
JP (3) JP5835325B2 (en)
KR (1) KR101958496B1 (en)
CN (1) CN103429537B (en)
TW (1) TWI529135B (en)
WO (1) WO2012176696A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170020094A (en) 2015-08-13 2017-02-22 대주전자재료 주식회사 Lead-free thick film resistor composition, resistor and method thereof
KR20190022296A (en) * 2017-08-25 2019-03-06 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 Thick film resistor composition and thick film resistor paste comprising the same
KR20190132394A (en) * 2017-03-28 2019-11-27 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 Ruthenium oxide powder, composition for thick film resistor, paste for thick film resistor and thick film resistor
KR20200126223A (en) * 2019-04-29 2020-11-06 강릉원주대학교산학협력단 Ruthenium dioxide and method for preparing the same

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6167880B2 (en) * 2013-12-05 2017-07-26 東芝ライテック株式会社 Heater and image forming apparatus
EP3193340A4 (en) 2014-09-12 2018-04-18 Shoei Chemical Inc. Thin film resistive body and production method for same
CN104961165A (en) * 2015-06-19 2015-10-07 东华大学 Surface-modified ruthenium oxide hydrate, preparation thereof and application of surface-modified ruthenium oxide hydrate
CN105139916B (en) * 2015-06-30 2017-01-04 苏州洋杰电子有限公司 Carbon dust doping molybdenio thick-film resistor paste and preparation method thereof
JP6740829B2 (en) * 2016-09-12 2020-08-19 住友金属鉱山株式会社 Ruthenium dioxide powder, method for producing the same, thick film resistor paste, and thick film resistor
KR20180038237A (en) 2016-10-06 2018-04-16 삼성전자주식회사 Composite material, method of forming the same and apparatus including composite material
JP6848327B2 (en) * 2016-10-19 2021-03-24 住友金属鉱山株式会社 A method for producing a composition for a positive temperature coefficient resistor, a paste for a positive temperature coefficient resistor, a positive temperature coefficient resistor, and a positive temperature coefficient resistor.
CN110634637B (en) * 2017-10-23 2021-06-22 潮州三环(集团)股份有限公司 Thick film resistor paste with resistance value range of 1M omega/□ -10M omega/□ and preparation method thereof
CN107986341A (en) * 2017-12-18 2018-05-04 西安宏星电子浆料科技有限责任公司 Plate resistor slurry ruthenium-oxide powder and preparation method thereof
JP7121231B2 (en) 2018-01-15 2022-08-18 三菱マテリアル株式会社 Conductive film and its manufacturing method
JP7110671B2 (en) * 2018-03-29 2022-08-02 住友金属鉱山株式会社 Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7056407B2 (en) * 2018-06-27 2022-04-19 住友金属鉱山株式会社 How to dry ruthenium oxide powder
JP7251068B2 (en) * 2018-07-31 2023-04-04 住友金属鉱山株式会社 Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7124645B2 (en) * 2018-10-31 2022-08-24 住友金属鉱山株式会社 Method for producing ruthenium oxide powder, ruthenium oxide powder, and thick film resistor paste containing ruthenium oxide powder
CN110085346B (en) * 2019-04-30 2021-04-30 东莞珂洛赫慕电子材料科技有限公司 Heating resistor slurry adaptive to silicon nitride substrate and preparation method and application thereof
CN115516578A (en) * 2020-05-01 2022-12-23 住友金属矿山株式会社 Thick film resistor paste, thick film resistor, and electronic component
CN112010558B (en) * 2020-09-03 2022-09-27 山东华菱电子股份有限公司 Lead-free silicate glass glaze raw material composition, lead-free silicate glass glaze and application thereof
CN114105228B (en) * 2021-11-25 2022-08-19 西北有色金属研究院 Preparation method of ruthenium oxide for thick film resistor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030062512A1 (en) * 1999-12-01 2003-04-03 Ryan Joseph V. Electrically conducting ruthenium dioxide aerogel composite
JP2005235754A (en) * 2004-01-20 2005-09-02 Tdk Corp Conductive material, its manufacturing method, resistor paste, resistor and electronic component
JP2005306677A (en) * 2004-04-22 2005-11-04 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ru-M-O FINE POWDER, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND THICK FILM RESISTOR COMPOSITION USING THE SAME
JP2006248815A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ru-Mn-O FINE POWDER, ITS MANUFACTURING METHOD AND THICK FILM RESISTOR COMPOSITION USING THE SAME

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5252933A (en) * 1975-10-24 1977-04-28 Shoei Kagaku Kogyo Kk Ressiting coating containing rutile ruthenium oxide
JPS57205462A (en) * 1981-06-12 1982-12-16 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Resistance paint
JPS5950032A (en) * 1982-09-17 1984-03-22 Shoei Kagaku Kogyo Kk Manufacture of ruthenium dioxide powder
JPH01282457A (en) * 1988-05-09 1989-11-14 Terumo Corp Enzyme sensor
JP2605875B2 (en) * 1989-07-10 1997-04-30 富士ゼロックス株式会社 Resistor film and method of forming the same
EP0628974A2 (en) * 1993-06-07 1994-12-14 E.I. Du Pont De Nemours & Company Incorporated Thick film resistor composition
JPH113801A (en) * 1997-06-11 1999-01-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Thick-film resistance paste and its manufacture
JP4466402B2 (en) * 2005-02-17 2010-05-26 住友金属鉱山株式会社 Thick film conductor composition
US8628695B2 (en) * 2008-04-18 2014-01-14 E I Du Pont De Nemours And Company Surface-modified ruthenium oxide conductive material, lead-free glass(es), thick film resistor paste(s), and devices made therefrom
JP5045615B2 (en) * 2008-08-27 2012-10-10 住友金属鉱山株式会社 Conductive powder and method for producing the same
JP5465915B2 (en) * 2009-04-16 2014-04-09 国立大学法人信州大学 Method for forming thin film conductive film

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030062512A1 (en) * 1999-12-01 2003-04-03 Ryan Joseph V. Electrically conducting ruthenium dioxide aerogel composite
JP2005235754A (en) * 2004-01-20 2005-09-02 Tdk Corp Conductive material, its manufacturing method, resistor paste, resistor and electronic component
JP2005306677A (en) * 2004-04-22 2005-11-04 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ru-M-O FINE POWDER, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND THICK FILM RESISTOR COMPOSITION USING THE SAME
JP2006248815A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ru-Mn-O FINE POWDER, ITS MANUFACTURING METHOD AND THICK FILM RESISTOR COMPOSITION USING THE SAME

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170020094A (en) 2015-08-13 2017-02-22 대주전자재료 주식회사 Lead-free thick film resistor composition, resistor and method thereof
KR20190132394A (en) * 2017-03-28 2019-11-27 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 Ruthenium oxide powder, composition for thick film resistor, paste for thick film resistor and thick film resistor
KR20190022296A (en) * 2017-08-25 2019-03-06 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 Thick film resistor composition and thick film resistor paste comprising the same
KR20200126223A (en) * 2019-04-29 2020-11-06 강릉원주대학교산학협력단 Ruthenium dioxide and method for preparing the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN103429537A (en) 2013-12-04
JP2017122043A (en) 2017-07-13
JP6079851B2 (en) 2017-02-15
JP2016074593A (en) 2016-05-12
CN103429537B (en) 2015-04-22
JPWO2012176696A1 (en) 2015-02-23
TW201311569A (en) 2013-03-16
TWI529135B (en) 2016-04-11
KR101958496B1 (en) 2019-03-14
JP6256636B2 (en) 2018-01-10
JP5835325B2 (en) 2015-12-24
WO2012176696A1 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6256636B2 (en) Method for producing ruthenium oxide powder
CN110461771B (en) Ruthenium oxide powder, composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP6931455B2 (en) A composition for a resistor, a resistor paste containing the same, and a thick film resistor using the same.
TWI803673B (en) Composition for thick film resistors, paste for thick film resistors, and thick film resistors
JP4285315B2 (en) Ru-MO powder, method for producing the same, and thick film resistor composition using the same
JP4692028B2 (en) Ru-Mn-O fine powder, method for producing the same, and thick film resistor composition using the same
JP7139691B2 (en) Composition for thick film resistor, thick film resistor paste and thick film resistor
JP7183507B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7110671B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7279492B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP7390103B2 (en) Resistor compositions, resistance pastes, thick film resistors
JP7245418B2 (en) Composition for thick film resistor, paste for thick film resistor, and thick film resistor
JP6804044B2 (en) A composition for a resistor, a resistor paste containing the same, and a thick film resistor using the same.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right