[go: up one dir, main page]

KR900004815B1 - 저항기 조성물 - Google Patents

저항기 조성물

Info

Publication number
KR900004815B1
KR900004815B1 KR1019850009441A KR850009441A KR900004815B1 KR 900004815 B1 KR900004815 B1 KR 900004815B1 KR 1019850009441 A KR1019850009441 A KR 1019850009441A KR 850009441 A KR850009441 A KR 850009441A KR 900004815 B1 KR900004815 B1 KR 900004815B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
glass
resistor
firing
metal
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
KR1019850009441A
Other languages
English (en)
Other versions
KR860004974A (ko
Inventor
마니칸탄 내어 쿠마란
Original Assignee
이 아이 듀우판 디 네모아 애드 캄파니
도늘드 에이 호우즈
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 이 아이 듀우판 디 네모아 애드 캄파니, 도늘드 에이 호우즈 filed Critical 이 아이 듀우판 디 네모아 애드 캄파니
Publication of KR860004974A publication Critical patent/KR860004974A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR900004815B1 publication Critical patent/KR900004815B1/ko
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/06553—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of a combination of metals and oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/06533—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06573—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the permanent binder
    • H01C17/0658—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the permanent binder composed of inorganic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49082—Resistor making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12049—Nonmetal component

Landscapes

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

Abstract

내용 없음.

Description

저항기 조성물
본 발명은 두꺼운 필름 저항기 조성물 특히 낮은 산소-함유 분위기하에서 소성(燒成) 가능한 두꺼운 필름 저항기 조성물에 관한 것이다.
질소(또는 낮은 분압의 산소)하에 소성 가능한 전도체와 양립할 수 있는 스크린 인쇄성 저항기 조성물은 두꺼운 필름 기술분야에서 비교적 새로운 것이다.
두꺼운 필름 저항기 조성물은 일반적으로 절연성 유리상 모체(母體)내에 미세하게 분산된 전기전도성 물질의 혼합물로 구성된다. 저항기 혼합물은 전도성 필름에 마무리 처리되어 결과 저항기가 적절한 전기회로에 연결되도록 한다.
전도성 물질은 보통 귀금속의 소결(燒結)된 입자이다. 이들은 우수한 전기적 특성을 가지지만 값이 비싸다. 그러므로 안정한 저항치의 범위를 갖는 양립할 수 있는 저항기와 값싼 전도성 물질을 함유하는 회로를 개발하는 것이 바람직하다.
일반적으로 구리, 니켈, 알루미늄과 같은 비귀금속 전도체상은 산화되기 쉽다. 두꺼운 필름을 제조하는 동안에 이들 금속은 계속 산화하여 저항치를 증가시킨다. 그러나 이들 금속은, 제조공정이 낮은 산소분압에서 또는 "불활성"분위기하에서 수행될 수 있다면 비교적 안정하다. 여기서 사용되는 낮은 산소분압은 소성 온도에서 금속 전도체상과 그 산화물로 구성되는 계(系)의 평형 산소분압보다 더 낮은 산소분압으로서 정의된다. 그러므로 성질을 열화시키지 않고 낮은 산소분압하에서 소성에 견딜 수 있는, 양립할 수 있는 저항기의 기능상(functional phases)을 개발하는 것이 이 기술분야의 중요한 목적이다. 이러한 상(相)은 이들이 "불황성" 또는 낮은 산소분압분위기하에서 같이 소성될 때 저항기 필름을 제조한 후에 열역학적으로 안정해야하고 비귀금속 마무리 처리에 상호작용하지 않아야 한다. 중요한 안정성 인자는 온도저항계수(TCR)이다. 저항기 성분이 온도 변화에 영향을 받을 때 저항치가 유의하게 변하지 않을 경우 물질은 안정하다고 생각된다.
첫번째 측면에서, 본 발명은 유기매체내에 분산된, (a) 1) 금속산화물이, 소성온도에서 조성물이 소성되는 분위기의 산소분압보다 더 낮은 산소분압을 가지며 2) 금속이 구리보다 더 음수의 생성 자유에너지를 가지는, 금속 산화물내 양이온 과량의 고용체(固溶體)로 필수적으로 구성되는 반전도성 물질의 세분된 입자들과 (b) 반전도성 물질의 연화점 이하의 연화점을 갖는 비환원성 유리의 세분된 입자들로 구성되는, 낮은 산소-함유 분위기하에서 소성하기 위한 두꺼운 필름 저항기 조성물에 관한 것이다.
두번째 측면에서, 본 발명은 상기한 조성물의 인쇄층을 낮은 산소-함유 분위기하에서 소성시켜 유기매체를 휘발시키고 유리를 액상 소결시킴에 의하여 제조된 저항기 부품에 관한 것이다.
후앙(Huang)등의, 미국특허 제3,394,087호는 초자 유리원료 50-95중량%와 내화금속 질화물과 내화 금속입자의 혼합물50-5중량%의 혼합물로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다. Ti, Zr, Hf, Va, Nb, Ta, Cr, Mo및 W의 질화물이 공지되어 있다. 내화금속에는 Ti, Zr, Hf, Va, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W가 포함된다. 후앙등의, 미국특허 제3,503,801호는 초자 유리원료와 CrB2, ZrB2, MOB2, TaB2및 TiB2와 같은 IV족, V족 또는 VI족의 금속 붕소화물의 미세입자로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다. 후앙등의, 미국특허 제4,039,997호에는 보로실리케이트 유리25-90중량%와 금속규화물 75-10중량%로 구성되는 저항기 조성물이 공지되어 있다. 공지된 금속 규화물로는 WSi, MoSi2, VaSi2, TiSi2, ZrSi2, CaSi2및 TaSi2가 있다. 분스트라(Boonstra)등의, 미국특허 제4,107,387호는 금속로듐산염(Pb3Rh7O15또는 Sr3RhO15), 유리 결합제 및 금속산화물 TCR조절제(driver)로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다. 금속산화물은 일반식 Pb2M2O6-7로 표시되며 여기서 M은 Ru, Os또는 Ir이다. 핫지(Hodge)의, 미국특허 제4,137,519호는 세분된 유리원료입자와 W금속을 갖거나 또는 갖지 않은 W2C3및 WO3의 세분된 입자의 혼합물로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다. 샤피로(shapiro)등의, 미국특허 제4,168,344호는 세분된 유리입자와 각각의 비율이 12-75/5-60/5-70부피%인 Ni, Fe및 Co 20-60중량%의 세분된 입자의 혼합물로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다. 소성시에, 금속은 유리내에 분산된 합금을 형성한다. 샤피로등의 제4,205,298호는 혼합물내에 분산된 Ta2N의 미세입자를 갖는 초자 유리원료의 혼합물로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다.
조성물은 임의로 B, Ta, Si, ZrO2 및 MgZrO3의 미세입자들도 함유할 수 있다. 메르쯔(Merz)등의, 미국 특허 제4,209,764호는 초자 유리원료, Ta금속 및 50중량%까지의 Ti, B, Ta2O5, TiO2, BaO2, ZrO2, WO3, Ta2, N, MoSi2또는 MgSiO3의 미세입자 혼합물로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다. 발러(wahler)등의, 미국특허 제4,215,020호는 SnO2의 미세입자, Mn, Ni, Co 또는 Zn산화물의 1차 부가물의 미세입자 및 Ta, Nb, W 또는 Ni산화물의 2차 부가물의 미세입자의 혼합물로 구성되는 저항기 조성물을 공지하고 있다.
카미가이도(Kamigaito)등의 미국특허 제4,384,989호는 조성물의 고유저항을 떨어뜨리게 하는, BaTiO3, 도핑원소인 Sb, Ta 또는 Bi및 질화규소, 질화티탄, 질화지르코늄 또는 탄화규소와 같은 첨가제로 구성되는 전도성 세라믹 조성물에 관한 것이다. 하토리(Hattori)등의 일본 특허출원 제58-36481호는 NixSiy또는 Tax, Siy와 임의의 유리원료로 구성되는 저항기 조성물에 관한 것이다(그 조성물이나 제조방법에 관한 명세는 없음).
본 발명의 조성물은 낮은 산소-함유 분위기하에서 소성되는 미소회로 조항기 성분을 형성하기에 적절한 불균질의 필름 조성물에 관한 것이다. 상술한 바와 같이 공기중에서 소성시킬 때, 비(卑)금속 전도성 물질의 산화되는 경향에 의해 낮은 산소 분위기 소성이 필요하다. 그러므로 본 발명의 저항기 조성물은 하기 3가지 기재 성분을 함유한다. : (1) 양이온이 풍부한 고용체인 하나 이상의 반전도성 물질, (2) 하나 이상의 금속 전도성 물질 또는 이들의 전구물질, (3) 절연성 유리 결합체, (4) 상기 3가지 성분 모두가 분산되어 있는 유기매체.
조성물의 저항치는 계내에 존재하는 반전도성/전도성/절연성상의 상대적인 비율을 변화시킴으로써 조절된다. 부수적인 무기물질은 온도 저항 계수를 조절하기 위하여 부가된다. 알루미나 또는 유사한 세라믹 기질상에 인쇄되고, 낮은 산소 분압 분위기하에서 소성된 후에, 저항기 필름은 기능상의 비와 관계있는 광범위한 저항치와 낮은 온도 저항계수를 갖는다.
A. 반전도성 물질
본 발명의 조성물내에 사용될 수 있는 반전도성 물질은 Me:Me'Ox형태의 양이온 과량(도핑된)고용체이며 여기서 Me와 Me'는 같거나 다른 금속일 수 있다.
Me와 Me'가 다른 경우, Me는 Me'O결정격자의 반드시 양립할 수 있어야 한다. 즉 Me와 Me'의 전하(원자가), 이온반경, 화학친화도 및 결정학적 구조가 서로 양립할 수 있어야만 하며 이들은 상당히 달라서는 안된다. 이러한 기준에 해당하는 것은 많은 가운데 Sn:SnO2, Sb:SnO2, ZrO2, Hf:HfO2및 Zr:HfO2이다. 상기한 금속-금속산화물 고용체는 금속산화물 격자가 과량이 금속 양이온을 함유하는 금속이 풍부한 용액이다. 성분들의 상호의 용해도 한계이내에서 Me'Ox에 대한 Me의 농도는 계의 반전도성을 변화시키기 위하여 변화될 수 있다. 전형적으로, 용액은 금속성분의 0.01-15원자% 정도를 포함한다. Me2+또는 Me3+산화물을 가진 금속 산화물(Me'Ox)을 도핑하면 물질의 전하를 중성으로 유지하기 위하여 격자형성과 전자부족 현상이 유도된다. 이 전자부족 현상은 부분적으로 이 고용체의 독특한 전기적 성질 때문이다. 이 주제에 대한 보다 상세한 것은, Z.M.자르젭스키(Jarzebski)저서인 산화물 반도체(Oxides Semiconductors)(Pergamon Press, NY.1973)에 나와있다.
위에 지적한 바와같이, 용해금속(Me)의 산화물은 조성물이 소성되는 분위기의 산소분압보다 더 낮은 산소분압을 저항기의 소성온도에서 갖는 것이 또한 필수적이다. 이 조건이 충족되지 않으면, 결과 저항기는 그 전기적 성질에 있어 불안정하게 된다. 이에 관해서는, R.A.스왈린(Swalin) 저서인 고체 열역학(Thermodynamics of Solids) (John Wiley &Sons, Inc.NY.1962)의 그림7.7에 참고되어 있다. 이 그림은 온도의 함수로서 여러가지 산화물의 표준 생성자유 에너지의 도표이며 많은 이러한 산화물의 산소 분압도 나타낸다.
게다가, 고용체의 금속 성분은 구리와 이 저항기의 마무리처리에 사용될 수 있는 다른 비금속 전도성 물질과의 화학반응을 방지하기 구리보다 더 낮은 생성자유 에너지를 가지는 것이 필수적이다.
B. 유기 결합체
본 발명에 있어서 존재하는 제3의 주요성분은 하나 이상의 절연성상이다. 유리원료는, 반전도성상 및/또는 전도성상보다 낮은 융점을 갖고 비환원성 무기 이온 또는 조절된 방식내에서 환원될 수 있는 무기 이온을 포함하는 임의의 조성물이다. 바람직한 조성물은 Ba2+, Ca2+, Zn2+, Na+및 Zr4+및 Ti4+를 함유하는 알루미노 보노실리케이트 유리 및 납 게르마네이트 유리등이다. 또한 이들 유리의 혼합물도 사용될 수 있다.
환원성 분위기하에서 두꺼운 필름을 소성하는 동안에, 무기이온은 금속으로 환원되고 계를 통하여 분산되며 전도성 기능상으로 된다. 이러한 계의 예로는 ZnO, SnO, SnO2등과 같은 금속산화물을 함유하는 유리들이다. 이러한 무기 산화물은 질소 분위기내에서 열역학적으로 비환원성이다. 그러나 "경계선(border line)"산화물이 탄소나 유기 물에 의해 파묻히거나 감싸질 때에는, 소성 동안에 유발되는 부분적인 혼원 분위기는 계의 산소 분압보다 훨씬 더 낮다. 환원된 금속은 증발되고 재침적되거나 또는 계내에 미세하게 분산된다. 이 미세한 금속 분말은 매우 활성적이기 때문에, 이들은 다른 산화물과 상호작용하거나 다른 산화물내에 확산되며 금속이 풍부한 상을 형성한다.
유리논 소요의 비율로 소요의 성분을 혼합하고 혼합물을 가열하여 용융물을 형성시키는, 통상의 유리 제조기술에 의해 제조된다. 이 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 가열은 용융물이 완전히 액체로 되고 균질물이 되는 시간동안 정상온도까지 실행한다. 본 작업에서 성분은 플라스틱 구(球)가 있는 폴리에틸렌 용기내에서 흔들어서 미리 혼합시키고, 다음에 유리의 조성에 따라 다르지만, 1200℃까지 도가니에서 용융시킨다. 용융물은 1-3시간 동안 정상온도에서 가열된다. 다시 용융물을 냉수에 붓는다. 급냉시키는 물의 최대온도는 용융물 대 불의 부피비를 증가시킴으로써 가능한 한 낮게 유지한다. 물로부터 분리한 후의 거친 유리원료는 공기중에서 건조시켜 남아있는 물을 제거하거나 메탄올로 행궈 물을 제거한다. 거친 유리원료는 다시 알루미나 구를 사용한 자기 용기내에서 3-5시간 동안 볼밀링(ball-milling)한다. 슬러리는 건조시키고 알루미나 실린더를 사용한 폴리에틸렌 피복 금속용기내에서 소요의 입자크기와 입자크기분포에 따라 24-48시간 동안 Y-밀링 한다. 물질로부터 모아진 알루미나는, 있다 하여도, X-선 회절분석에 의해 측정된 바와 같이 관찰 할 수 있는 한계이내에는 없다.
분쇄된 유리원료 슬러리를 분쇄기로부터 제거한 후에, 과량의 용매를 따라서 제거하고 유리원료분말은 어떤 큰 입자를 제거하기 위하여 각 밀링공정의 끝무렵에 325매쉬체를 통하여 거른다.
유리원료의 주요 성질은 하기와 같다.:유리원료는 무기 결정성 입자 물질의 액상 소결을 돕고; 유리원료내에 존재하는 몇몇의 무기 이온을 감소된 산소분압하에서의 소성중에 전도성 금속입자로 환원시키고; 그리고 유리원료의 일부는 저항기에 둔감한 기능상을 형성시킨다.
C. 전도성 물질
반전도성 저항기 물질은 일반적으로 꽤 높은 고유저항 및/또는 높은 음수의 HTCR(Hot Temperature Coefficient of Resistance:고온저항계수)치를 가지고 있기 때문에, 조성물내에 전도성 물질을 포함하는 것이 보통 바람직하다. 전도성 물질을 부가하면 전도도가 증가되고, 즉 고유저항이 낮아지고 어떤 경우에는 HTCR치도 변할 수 있다. 그러나 더 낮은 HTCR치가 필요할때, 다양한 TCR조절제가 사용되기도 한다. 본 발명에서 사용되는 바람직한 전도성 물질은 RuO2, Ru, Cu, Ni및 Ni3B이다. 산소를 적게 함유하는 소성조건에서 금속의 전구물질인 다른 화합물도 또한 사용될 수 있다. 금속의 합금도 또한 유용하다.
D. 유기매체
상기 한 무기입자는 기계적 혼합(예로, 로울 밀(roll mill)상에서의 혼합)에 의해 불활성 액체 매체(매개체)와 혼합하여 스크린 인쇄에 적절한 경점성과 유동학적 성질을 갖는 페이스트(paste)와 같은 조성물을 형성하게 된다. 이 조성물은 통상의 방법으로 통상의 세라빅 기질상에 "두꺼운 필름(thick film)"으로서 인쇄된다.
유기 매체의 주요 목적은 조성물의 세라믹 또는 다른 기질상에 쉽게 적용될 수 있는 형태로 조성물의 세분된 고체의 분산을 위한 매체로서 작용하는 것이다. 그래서, 이 유기매체는 우선 고체가 적절한 안정성을 가지고 분산될 수 있는 것이어야 한다. 다음으로, 유기매체의 유동학적 성질은 분산하는데 양호한 적용성질을 부여하는 정도여야 한다.
대부분의 두꺼운 필름 조성물은 스크린 인쇄법에 의하여 기질상에 적용된다. 그러므로, 조성물은 스크린을 쉽게 통과할 수 있도록 적절한 점도를 가져야 한다. 또한, 이들 조성물은 스크리닝된 후에 쉽게 고착될 수 있도록 요변성(thixotropic)이 있어야 하며, 이렇게 함으로써 양호한 분해능을 얻는다. 유동학적 성질이 가장 중요한 반면, 유기매체는 또한 고체와 기질의 적절한 습윤성, 양호한 건조속도, 거친 취급에 견딜 수 있는 충분한 건조필름 강도 및 양호한 소성 특성을 갖도록 배합되는 것이 바락직하다. 소성처리된 조성물의 만족스런 외관도 중요하다.
모든 이러한 기준으로 볼 때, 다양한 액체가 유기매체로서 사용될 수 있다. 대부분의 두꺼운 필름 조성물을 위한 유기 매체는 전형적으로 요변화제와 습윤제도 종종 함유하는 용매내의 수지용액이다. 용매는 보통 130-150℃범위내에서 끓는다.
이러한 목적으로 가장 흔히 사용되는 수지는 이텔 셀롤로오즈이다. 그러나, 에틸히드록시에틸 셀롤로오즈, 나무로진, 에틸 셀롤로오즈와 페놀수지의 혼합물, 저급 알콜의 폴리메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜모노아세테이트의 모노부틸 에테르와 같은 수지도 사용될 수 있다.
적절한 용매에는 케로센, 광물 주정, 디부틸프탈레이트, 부틸 카르비톨, 부틸 가르비톨 아세테이트, 헥실렌 글리콜 및 고지점 알콜과 알콜 에스테르가 포함된다. 이들과 용매의 여러가지 조합물이 원하는 점도와 휘발성을 갖도록 제조된다.
통상 사용되는 요변화제로는 경화 피마자유와 이들의 유도체 및 에틸 셀롤로오즈가 있다. 물론 임의의 현탁액내에서 고유의 전단감점(專斷減粘)과 결부된 용매/수지 성질만으로도 이 분야에서 적절하기 때문에 요번화제를 함입시키는 것이 항상 필요한 것은 아니다. 적절한 습윤제는 인산염 에스테르와 콩(soya)레시틴이다.
페이스트 분산액내의 고체에 대한 유기 매체의 비는 상당히 변할 수 있고, 분산액이 적용되는 방법과 사용된 유기 매체의 종류에 따라 다르다. 일반적으로 좋은 적용범위를 얻기 위하여, 분산액은 고체 40-90중량%와 유기매체60-10중량%를 보충적으로 함유한 것이다.
페이스트는 3-로울 밀상에서 편리하게 제조된다. 페이스트의 점도는 브룩필드(Brookfield)점도게로 저,중,고 전단 속도하에서 실온에서 측정하였을 때 전형적으로 20-150Pa.S이다. 이용되는 유기매체(매개체)의 양과 형태는 주로 원하는 최종 배합물 점도와 인쇄 두께에 의하여 결정된다.
E. 배합 및 적용
본 발명의 저항기 물질은 유리원료, 전도성상 및 반전도성상을 적절한 비율로 함께 완전히 혼합함으로써 제조될 수 있다. 혼합은 볼 밀링이나 또는 볼 밀링 후 물(또는 유기액체 매체)속에서 성분을 Y-밀링시키고 120℃에서 밤새 슬러리를 건조시킴으로써 바람직하게 실행된다. 어떤 경우에는, 혼합은 혼합물의 조성에따라, 고온에서 바람직하게는 500℃까지의 온도에서 물질을 하소(하소)시키고 나서 행한다. 하소된 물질을 0.5-2미크론 또는 이 보다 작은 평균입자 크기로 분쇄한다. 그러한 열처리는 전도성상 및 반전도성상의 혼합물, 그 다음에 적당량의 유리 또는 반전도성상 및 절연성상과 혼합묀 혼합물, 그 다음에 전도성상과 혼합된 혼합물로써 또는 모든 기능상의 혼합물로써 수행될 수 있다. 상들의 열처리는 일반적으로 TCR의 조절을 개선시킨다. 하소 온도의 선택은 사용되는 특정 유리 원료의 융점에 좌우된다.
기질상에 저항기 조성물을 마무리 처리하기 위하여, 마무리 물질을 기질의 표면에 우선 적용한다. 기질은 보통 유리, 도자기, 동석(steatite), 바륨 티탄산염, 알루미나 등과 같은 소결된 세라믹 제품이다. 상표명 알시마그(Alsimag
Figure kpo00001
)알루미나 기질이 바람직하다. 그 다음 마무리 물질을 건조시켜 유기매체를 제거하고 불활성 분위기하에서 바람직하게는 질소 분위기하에서 통상의 화로나 콘베이어 벨트(conveyour belt)화로내에서 소성시킨다. 최대 소성 온도는 마무리 조성물에 사용된 유리원료의 연화점과 관계있다. 보통 이 온도는 750℃-1200℃사이에서 변한다. 물질이 실온까지 냉각될 때, 유리층에 채워넣어지고 유리층을 통해 분산된 Cu, Ni같은 전도성 금속입자를 갖는 유리조성물이 형성된다.
본 발명의 물질을 가진 저항기를 만들기 위하여, 저항물질은 상기한 바와 같이 마무리 처리와 함께 소성된 세라믹체의 표면상에 20-25미크론의 균일한 건조 두께로 적용된다. 조설물은 자동프린터나 종래 방법의 수동 프린터를 사용함으로써 프린트할 수 있다. 바람직하게는 200-325매쉬 스크린을 사용하는 자동 스크린 프린트 기술을 이용한다. 프린트 패턴(printed pattern)은 소성전에 약 5-15분간 200℃이하에서, 예컨대 약 150℃까지의 온도에서 건조시킨다. 물질을 소결시키고 복합 필름을 형성하기 위한 소성은 약300~600℃에서 유기물질의 연소를 허용하고, 약800~1000℃의 최대 온도에서 약 5-30분간씩 지속되는 온도 프로필(profile)을 갖는 벨트 화로내에서 바람직하게는 행해지며, 다음에 중간온도에서 불필요한 화학반응이나, 너무 급격한 냉각으로부터 발생할 수 있는 필름내의 응력 발생에 의한 기질 파괴를 방지하기 위하여 조절된 냉각 사이클(cycle)을 행한다. 전체의 소성 절차는 소성 온도에 도달하는 20-25분, 소성온도에서 약 10분간, 냉각에서 약 20-25분간으로서 약 1시간에 걸쳐 바람직하게는 진행된다. 화로 분위기는 화로의 부리를 통하여 질소 가스를 계속 주입함으로써 산소 분압을 낮게 유지한다. 질소 기체의 압력은 전체를 통하여 양(+)으로 유지되어야 하는데 이는 화로 속으로 대기가 흘러들어감으로써 산소 분압이 증가하는 것을 방지하기 위한 것이다. 정상적인 실예와 같이 화로를 800℃로 유지하고 질소 또는 유사한 불활성기체 유동을 항상 유지시킨다. 상기 한 저항기계 전 마감처리는 필요하다면, 후 마감처리에 의해 대치될 수 있다. 후 마감처리의 경우에는, 저항기가 마감처리전에 인쇄되고 소성된다.
F. 시험방법
하기 실시예에서, 고온저항계수(HTCR)는 하기 방법으로 측정된다.:
온도 저항계수(TCR)를 시험하기 위한 시료는 하기와 같이 제조된다; 시험할 저항기 배합물의 패턴을 10개의 부호화된 알시마크 614 1_1"세라믹 기질의 각각에 스크린 인쇄하고 실온에서 평형이 되게하고 나서 150℃에서 건조시킨다. 소성전에 건조된 필름의 각 세트의 평균 두께는 브러쉬 서어프어낼라이저(Brush Surfanalyzer)로 측정할 때 20-25미크론이어야 한다. 건조되고 인쇄된 기질은 분당35℃씩 850℃까지 가열하는 사이클을 사용하여 약 60분동안 소성시키고, 850℃에서 9-10분간 머물게 하고 분당30℃의 속도로 주위온도까지 냉각시킨다.
G. 저항 측정 및 계산
시험 기질을 조절된 온도 챔버(chamber)내의 단부에 적재하고 디지탈 저항계에 전기적으로 연결한다. 챔버내의 온도는 25℃로 조절하고 평형이 되게 한후, 각 기질의 저항을 측정하고 기록한다.
챔버의 온도를 125℃까지 상승시키고 평형이 되도록 한후, 기질의 저항을 또다시 측정하고 기록한다.
고온 정항계수(HTCR)는 하기와 같이 계산한다:
Figure kpo00002
R25℃와 HTCR의 값을 평균하고R25℃값은 25미크론 건조 인쇄 두께로 표준화하고, 고유 저항은 25미크론 건조 인쇄두께에서 오옴/스퀘어(square:□)로 표시한다. 복수시험치의 표준화는 하기 관계식으로 계산한다.
Figure kpo00003
H. 변동계수
변동계수(CV: coefficient of variance)는 시험된 저항기의 평균저항과 각각의 저항의 함수이며, 관계식
Figure kpo00004
로 표시된다. 여기서
Figure kpo00005
R1=각 시료의 측정저항
Rav=모든 시료의 평균계산저항(
Figure kpo00006
)
n=시료수
Figure kpo00007
본 발명은 하기 실시예를 참고로하여 보다 잘 이해될 것이고 모든 조성물은 다른 언급이 없는한 중량%로 나타내었다.
[실시예]
하기 실시예에서, 하기 유리 조성물이 사용되었다.
[표 1]
Figure kpo00008
[실시예 1-4]
TCR조절제로서 MoSi2를 함유하는 SnO2:Sb의 고용체를 22시간(실시예2-4에서는 24시간)동안 물속에서 볼밀링시키고 125℃에서 밤새 건조시켰다. 건조물질은 15분간 건조 분쇄시켜 균질의 미세분말을 얻었다. 저항기 조성물을 배합하고 이로부터 저항기를 제조하여 시험하였다. 배합물의 조성과 이로부터의 저항기의 전기적 성질은 하기 표 2에서 주어진다.
[표 2]
Figure kpo00009
이 데이타는 부가 전도성 물질(RuO2)과 TCR조절제(MoSi2)를 사용함으로써 낮은 고유저항과 실용적인 HTCR값을 갖는 저항기가 제조될 수 있음을 나타낸다.
[실시예 5]
실시예1-4에서 사용된 것과 동일한 가공 분말의 양을 상기한 방법으로 저항기 조성물을 배합하는데 사용하여 이들로부터 저항기를 제조하고 시험하였다. 배합물의 조성과 저항기의 전기적 성질은 아래에 주어진다.
Figure kpo00010
상기 조성물로부터 제조된 저항기는 상당히 낮은 고유저항과 상당히 높은 HTCR값을 갖는다. 이러한 성질은 반전도성, 전도성 및 절연성성분의 비율을 수정함으로써 쉽게 조절될 수 있다. 예를들어, (1)조성물에 가공분말을 더 많이 부가하고 RuO2양을 감소시킴으로써 또는 (2)유리의 양을 증가시키고 RuO2와 가공분말의 양을 감소시킴으로써 저항은 상승될 수 있고 HTCR은 감소될 수 있다.
[실시예 6-7]
상기 물질의 방법으로 제조된 가공분말의 양을 또다시 사용함으로써, 두개의 부수적인 두꺼운 필름 저항기 조성물을 배합하고 이로부터 저항기를 제조하고 시험하였다. 각각의 배합물의 조성과 이들로부터의 저항기의 전기적 성질이 하기 표 3에 주어진다.
[표 3]
Figure kpo00011
상기한 저항기는 극도로 높은 고유저항과 상당히 큰 음수의 HTCR값을 갖는다. 그러나 이러한 성질은 단순한 조성 변화에 의해 조절될 수 있다. 예를들어 고유저항은 하나 또는 그 이상의 전도성상 물질을 부가함으로써 낮춰질 수 있고 HTCR은 Nb2O5, TaSi2, NiSi2및 이들의 혼합물과 같은 TCR조절제를 부가함으로써 보다 더 크게 될 수 있다. 유사한 결과가 조성물에 대해 치-알루미나(chi-alumina)양을 감소시키고 NoSi2를 부가함으로써 얻어질 수 있다.

Claims (5)

  1. 유기매체내에 분산된, (a) (1)금속 산화물이, 소성온도에서 조성물이 소성되는 분위기의 산소 분압보다 더 낮은 산소분압을 가지며 (2)금속이 구리보다 더 음수의 생성 자유에너지를 가지는, 금속 산화물내양이온 과량의 고용체(固溶體)로 필수적으로 구성되는 반전도성 물질의 세분된 입자들과 (b)반전도성 물질의 연화점 이하의 연화점을 갖는 비환원성 유리의 세분된 입자들로 구성되는, 낮은 산소-함유 분위기하에서 소성하기 위한 두꺼운 필름 저항기 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 반전도성 물질이 Sn:SnO2, Sb:SnO2, In:SnO2, Hf:HfO2및 Zr : HfO2로부터 선택되는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 비환원성 유리가 Ba2+, Ca2+, Zn2+, Na-및 Zn4+를 함유하는 알루미노 보로실리케이트 유리; Pb2+와 Bi3+를 함유하는 알루미노 보로실리케이트 유리; Ca2+, Zr4+및 Ti4+를 함유하는 알루미노 보로실리케이트 유리; 납 게르마네이트 유리 및 이들 유리의 혼합물로서 선택되는 조성물.
  4. 제1항에 있어서, RuO2, Ru, Cu, Ni, Ni2B이들의 혼합물 및 이들의 전구물질로부터 선택된 전도성 물질의 입자들을 함유하는 조성물.
  5. 제1항 조성물의 인쇄층을 산소-함유 분위기하에서 소성시켜 유기매체를 휘발시키고 유리를 액상 소결시킴에 의하여 제조된 저항기 부품.
KR1019850009441A 1984-12-17 1985-12-16 저항기 조성물 Expired KR900004815B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/682,298 US4652397A (en) 1984-12-17 1984-12-17 Resistor compositions
US682.298 1984-12-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR860004974A KR860004974A (ko) 1986-07-16
KR900004815B1 true KR900004815B1 (ko) 1990-07-07

Family

ID=24739080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019850009441A Expired KR900004815B1 (ko) 1984-12-17 1985-12-16 저항기 조성물

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4652397A (ko)
EP (1) EP0186065B1 (ko)
JP (1) JPS61166101A (ko)
KR (1) KR900004815B1 (ko)
CA (1) CA1249432A (ko)
DE (1) DE3563395D1 (ko)
DK (1) DK582585A (ko)
GR (1) GR853029B (ko)
IE (1) IE56952B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2723555B2 (ja) * 1987-12-14 1998-03-09 松下電器産業株式会社 グレーズ抵抗材料およびこれを用いた混成集積回路装置
JPH0812801B2 (ja) * 1988-01-11 1996-02-07 株式会社日立製作所 ハイブリットｉｃ用基板とそれを用いたハイブリットｉｃ及びその装置
US5980785A (en) * 1997-10-02 1999-11-09 Ormet Corporation Metal-containing compositions and uses thereof, including preparation of resistor and thermistor elements

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3394087A (en) * 1966-02-01 1968-07-23 Irc Inc Glass bonded resistor compositions containing refractory metal nitrides and refractory metal
US3503801A (en) * 1967-11-29 1970-03-31 Trw Inc Vitreous enamel resistance material and resistor made therefrom
US4039997A (en) * 1973-10-25 1977-08-02 Trw Inc. Resistance material and resistor made therefrom
US4168344A (en) * 1975-11-19 1979-09-18 Trw Inc. Vitreous enamel material for electrical resistors and method of making such resistors
JPS5856111B2 (ja) * 1976-01-23 1983-12-13 オムロン株式会社 外部雰囲気検知装置の製法
NL7602663A (nl) * 1976-03-15 1977-09-19 Philips Nv Weerstandsmateriaal.
US4091144A (en) * 1976-05-24 1978-05-23 Rca Corporation Article with electrically-resistive glaze for use in high-electric fields and method of making same
JPS5366561A (en) * 1976-11-26 1978-06-14 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Thick film varistor composition
US4137519A (en) * 1977-10-25 1979-01-30 Trw, Inc. Resistor material, resistor made therefrom and method of making the same
US4215020A (en) * 1978-04-03 1980-07-29 Trw Inc. Electrical resistor material, resistor made therefrom and method of making the same
US4585580A (en) * 1978-08-16 1986-04-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick film copper compatible resistors based on hexaboride conductors and nonreducible glasses
US4205298A (en) * 1978-11-20 1980-05-27 Trw Inc. Resistor material, resistor made therefrom and method of making the same
US4209764A (en) * 1978-11-20 1980-06-24 Trw, Inc. Resistor material, resistor made therefrom and method of making the same
GB2097778B (en) * 1981-05-06 1984-11-21 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk Barium titanate composition
US4362656A (en) * 1981-07-24 1982-12-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick film resistor compositions
JPS5836481A (ja) * 1981-08-28 1983-03-03 Ricoh Co Ltd マルチストライクインキリボン
US4548741A (en) * 1982-06-01 1985-10-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for doping tin oxide
US4548742A (en) * 1983-12-19 1985-10-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Resistor compositions

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61166101A (ja) 1986-07-26
US4652397A (en) 1987-03-24
GR853029B (ko) 1986-12-18
KR860004974A (ko) 1986-07-16
IE853150L (en) 1986-06-17
EP0186065A1 (en) 1986-07-02
DK582585A (da) 1986-06-18
CA1249432A (en) 1989-01-31
IE56952B1 (en) 1992-02-12
DK582585D0 (da) 1985-12-16
DE3563395D1 (en) 1988-07-21
EP0186065B1 (en) 1988-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930001968B1 (ko) 서미스터 조성물
KR910000922B1 (ko) 내오염성 산화루디늄 기제 저항기 조성물
US4657699A (en) Resistor compositions
JPH08253342A (ja) カドミウムおよび鉛を含有しない厚膜ペースト組成物
JPH04305021A (ja) 酸化スズを含むパイロクロール化合物の製造方法
US5534194A (en) Thick film resistor composition containing pyrochlore and silver-containing binder
KR900004078B1 (ko) 저항기 조성물
KR0130831B1 (ko) 후막 레지스터 조성물(thick film resistor composition)
CA1091918A (en) Electrical resistor material, resistor made therefrom and method of making the same
KR900007660B1 (ko) 후막 필름 저항기 조성물
KR900004815B1 (ko) 저항기 조성물
US5474711A (en) Thick film resistor compositions
KR970009197B1 (ko) 두꺼운층-저항의 제조를 위한 저항재료
KR870001760B1 (ko) 붕규산염 유리조성물
DE69300503T2 (de) Zusammensetzung für einen Dickschichtwiderstand.
JPS5931841B2 (ja) 抵抗材料およびそれにより作られた抵抗器
EP0201362B1 (en) Base metal resistive paints
US4698265A (en) Base metal resistor
US3372058A (en) Electrical device, method and material
JPH0422005B2 (ko)
GB1559523A (en) Resistor material and resistor made thereform
JPS6314481B2 (ko)
JP2006079908A (ja) 導電性材料及びその製造方法、抵抗体ペースト、抵抗体、電子部品

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

G160 Decision to publish patent application
PG1605 Publication of application before grant of patent

St.27 status event code: A-2-2-Q10-Q13-nap-PG1605

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 19930708

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 19930708

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301