专利名称：电阻体膏剂、电阻体、及使用了所述电阻体的电路基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于形成电阻值的偏差小、且温度系数的绝对值小的电阻体的电阻体膏剂(paste)；使用所述电阻体膏剂形成的电阻体；以及使用所述电阻体形成的电路基板。
背景技术：
如下述专利文献所示，电阻体膏剂含有玻璃组成物、导电性材料、以及载色剂(vehicle)。
电阻体是在将所述电阻体膏剂通过丝网印刷等印刷在基板上，之后通过烧制而形成的。
但是，如在下述的专利文献中所述的那样，一直以来，为防止污染环境，开发出了不含铅的电阻体膏剂。
在下述专利文献中，使用Bi2Ru2O7或NdBiRu2O7等作为不含铅的导电材料。
然而，在使用含有Bi2Ru2O7或NdBiRuO2O7的电阻体膏剂形成的电阻体中，发现电阻值的偏差变大。这是因为由于Bi2Ru2O7或NdBiRu2O7的合成温度低(约为700℃～900℃)，所以如果烧制所述电阻体膏剂(烧制温度约为800℃～1000℃)，则会分解、再烧制。另外，认为Bi2Ru2O7或NdBiRu2O7中Bi的存在也是造成电阻值的偏差变大的原因。
另外，缩小电阻体的温度系数(TCRTemperature Coefficient ofResistance)的绝对值也很重要。例如，将符合的具有不同温度系数的多种导电性材料添加到电阻体膏剂内，实现缩小所述温度系数的绝对值。例如，由于RuO2具有正的温度系数，所以添加具有负的温度系数的Nb2O5或MnO2等。
然而，目前所使用的导电性材料，温度系数的控制非常困难，从而容易在TCR特性上产生偏差。
发明内容
因此，本发明的目的在于，为解决上述现有的课题，尤其提供一种用于形成电阻值的偏差小、且温度系数的绝对值小的电阻体的电阻体膏剂；使用所述电阻体膏剂形成的电阻体；以及使用所述电阻体形成的电路基板。
本发明的电阻体膏剂，其特征在于，具有不含铅的玻璃组成物、RuO2、Ru2Nd2O7、以及有机载色剂。
由于Ru2Nd2O7的合成温度是约为1100℃～1300℃的高温，所以所述电阻体膏剂不会在烧制温度分解，能够形成电阻值的偏差小的电阻体。另外，Ru2Nd2O7的温度系数为负、RuO2的温度系数为正，通过将它们混合，能够适当且简单地减小电阻体的温度系数的绝对值。
在本发明中，优选RuO2和Ru2Nd2O7的混合比(RuO2∶Ru2Nd2O7)，以质量％计算，在97∶3～50∶50的范围内。由此，能够更加适当地形成电阻值的偏差小的电阻体。
另外在本发明中，优选所述玻璃组成物含有B2O3、CaO、SiO2以及Al2O3，B2O3-CaO-SiO2-Al2O3系的玻璃组成物适于高温烧结。
另外本发明的电阻体，其特征在于，具有不含铅的玻璃组成物、RuO2、Ru2Nd2O7。
所述电阻体是通过烧制所述的电阻体膏剂而得到的。在本发明中，能够简单且适当地得到温度系数的绝对值小的电阻体。
另外，本发明的电路基板，其特征在于，在基材的表面、或所述基材的内部的至少任一处形成上述记载的电阻体。在本发明中，能够简单且适当地得到具有电阻值的偏差小、温度系数的绝对值小的电阻体的电路基板。
本发明的电阻体膏剂，其特征在于，具有不含铅的玻璃组成物、RuO2、Ru2Nd2O7、以及有机载色剂。
由于Ru2Nd2O7的合成温度是约为1100℃～1300℃的高温，所以所述电阻体膏剂不会在烧制温度分解，能够形成电阻值的偏差小的电阻体。另外，Ru2Nd2O7的温度系数为负、RuO2的温度系数为正，通过将它们混合，能够适当且简单地减小电阻体的温度系数的绝对值。
图1是将低温烧制陶瓷基板从膜厚方向进行切断，表示其截面的剖面图；图2是表示实施例的电阻体的电阻值的偏差的图表；图3是表示比较例的电阻体的电阻值的偏差的图表；图中1-低温烧制陶瓷基板；2-陶瓷层；4-内层配线导体；5-表层配线导体；6-电阻体；7-芯片部件具体实施方式
本实施方式的电阻体膏剂构成为，具有不含铅的玻璃组成物、RuO2、Ru2Nd2O7、以及有机载色剂。
在所述玻璃组成物中，由于使用B2O3-CaO-SiO2-Al2O3系适于高温烧结，因此是优选的。并且优选的是，B2O3的组成比x为1～50质量％；CaO的组成比y为10～50质量％；SiO2的组成比z为45～70质量％；Al2O3的组成比w为1～30质量％(在此，满足组成比x+y+z+w≤100质量％的关系)。另外优选的是，在所述玻璃组成物中，作为剩余组成可以含有Na2O、K2O、MgO中的至少一种，所述剩余组成的组成比v在0～10质量％的范围内(在此，满足组成比x+y+z+w+v＝100质量％的关系)。
在所述有机载色剂中含有有机粘合剂和有机溶剂。作为所述有机粘合剂，可以从乙基纤维素、硝化纤维素、甲基丙烯酸酯(盐)等选择至少一种。另外作为所述有机溶剂，可以从萜品醇(terpineol)、乙醇、丁基卡必醇醋酸纤维(butyl carbitol acetate)等选择至少一种。
另外，根据用途可适当添加分散剂、或界面活性剂、增塑剂等。
Ru2Nd2O7具有负的温度系数，RuO2具有正的温度系数。
在本实施方式中，优选RuO2与Ru2Nd2O7的混合比(RuO2∶Ru2Nd2O7)，以质量％计算，在97∶3～50∶50的范围之内。更优选的所述混合比在95∶5～55∶45的范围之内，进一步优选的范围是在90∶10～55∶45的范围之内。根据后述的试验可知，通过适当调整所述混合比，能够有效地抑制电阻体的电阻值的偏差(3σ/T(％))。在此σ为标准偏差，T表示平均电阻值。
另外，所述玻璃组成物与RuO2和Ru2Nd2O7的混合比(质量％)，按必要的电阻值进行适当的调整。如果增多作为绝缘材料的玻璃组成物的混合比，则能够增大所述电阻体的电阻值，另一方面，如果增多RuO2和Ru2Nd2O7的混合比，则能够减小所述电阻体的电阻值。
可以将本实施方式的所述电阻体膏剂丝网印刷在基板上，有机溶剂经烧制后蒸发，从而形成电阻体。所述电阻体用于电路基板、例如低温烧制陶瓷基板(LTCClow Temperature Co-fired Ceramic substrate)的表面或内部等。
图1是将所述低温烧制陶瓷基板从膜厚方向进行切断，表示其截面的局部剖面图。
所述低温烧制陶瓷基板1是层叠多个陶瓷层2而成的。如图1所示，在各陶瓷层2，冲裁形成有通孔(via hole)2a，在各通孔2a填充例如Ag系的通路(via)导体3。
另外，如图1所示，在各陶瓷层2之间，形成有例如Ag系导体的内层配线导体4的图案。所述内层配线导体4是通过丝网印刷等在生片(greensheet)(在该说明书中，所述陶瓷层2是指烧制所述生片之后的状态)的表面形成所述导体膏剂的图案，并进行烧制形成的。
另外，如图1所示，在低温烧制陶瓷基板1的表面，形成有例如Ag系导体的表层配线导体5的图案。所述表层配线导体5是通过丝网印刷等在位于最上层的生片的表面形成导体膏剂的图案，并进行烧制形成的。
各内层配线导体4以及所述表层配线导体5，经由所述通路导体3而电连接。
如图1所示，在所述低温烧制陶瓷基板1中使用本实施方式的电阻体6。在所述陶瓷基板1的内层或表面形成所述电阻体6的图案。
如图1所示，在所述低温烧制陶瓷基板1的表面，芯片部件7电连接于所述表层配线导体(电极)5。
本实施方式的电阻体6至少包含上述玻璃组成物、RuO2和Ru2Nd2O7，电阻值的偏差小，另外，电阻值的温度系数(TCRTemperature Coefficientof Resistance)的绝对值小。
此外，与上述同样地，RuO2和Ru2Nd2O7的混合比(RuO2∶Ru2Nd2O7)，以质量％计算，被调整在97∶3～50∶50的范围内，由此，能够有效地减小所述电阻体6的电阻值的偏差(3σ/T(％))。另外，以该混合比，能够使所述温度系数的绝对值在400ppm/℃以下。
对于图1所示的低温烧制陶瓷基板1的制造方法进行说明。首先，分别准备陶瓷生片、Ag系导体膏剂、和电阻体膏剂。
所述电阻体膏剂具有不含铅的玻璃组成物、RuO2、Ru2Nd2O7、和有机载色剂。所述电阻体膏剂中的Ru2Nd2O7是将RuO2粉末和Nd2O3粉末混合、并在约为1100℃～1300℃的高温下合成通过该混合而得到的粉末而制得的。
在所述陶瓷生片上形成通孔，在所述通孔中填充所述Ag系导体膏剂，进而在所述陶瓷生片的表面，将所述Ag系导体膏剂丝网印刷成规定图案。另外，在所述生片的表面，将所述电阻体膏体丝网印刷成规定图案。如此，形成多个没有印刷·填充膏体的所述陶瓷生片。所述陶瓷生片在烧制后，成为图1所示的陶瓷层2，在各生片，在图1所示的通路导体3、内层配线导体4、表层配线导体5以及电阻体6的形成部位，进行膏体的印刷·填充。
而且，重合多个所述陶瓷生片，同时烧制所述陶瓷生片、Ag系导体膏剂、以及电阻体膏剂。烧制温度优选在800℃～1000℃的范围之内。在所述电阻体膏剂中含有的Ru2Nd2O7的合成温度在1100℃～1300℃，所以，在烧制工序时，Ru2Nd2O7不会在分解之后再烧制，能够适当且简单地形成电阻值的偏差小的电阻体6。
另外，通过混合温度系数为负的Ru2Nd2O7与温度系数为正的RuO2，能够简单地控制温度系数，尤其，在使RuO2和Ru2Nd2O7的混合比(RuO2∶Ru2Nd2O7)，以质量％计算，在97∶3～50∶50的范围内时，能够简单且适当地将所述温度系数的绝对值调整到400ppm/℃以下。即，在本实施方式中，能够简单且适当地形成电阻值的偏差小、而且温度系数的绝对值小的电阻体6。
此外，本实施方式的电阻体6，除了用于高温烧制陶瓷基板(HighTemperature Co-fired Ceramic substrate)，此外还可用于基材。
在900℃烧制以下述表1所示的混合比而形成的电阻体膏剂，形成电阻体，测量各电阻体的平均电阻值T以及电阻值的偏差(3σ/T(％))。σ为标准偏差。此外，在各电阻体膏剂中，作为有机载色剂使用有机粘合剂的乙基纤维素和有机溶剂的萜品醇的混合物，在玻璃组成物中，使用B2O3-CaO-SiO2-Al2O3系。
如表1所示，如果混合比(RuO2∶Ru2Nd2O7)为99∶1(质量％)、40∶60(质量％)，则由于电阻值的偏差超过50％，所以在97∶3～50∶50的范围内调整所述混合比。另外，从表1所示的实验结果可知，如果所述混合比在95∶5～55∶45的范围内，则能够可靠地将电阻值的偏差减小到小于50％。另外，如果在90∶10～55∶45的范围内调整所述混合比，则能够可靠地将所述电阻值的偏差减小到小于40％。
接着，在基材上对不含铅的玻璃组成物(B2O3-CaO-SiO2-Al2O3系)、RuO2、Ru2Nd2O7、以及含有有机载色剂的电阻体膏剂(实施例)进行丝网印刷，另外，在所述电阻体膏剂的两侧，对作为电极的Ag导体膏剂进行丝网印刷，同时烧制所述电阻体膏剂以及所述Ag导体膏剂。并且，形成了多个具有由相同组成形成的电阻体(实施例)的基材。
另外，在基材上对含有铅的玻璃组成物(PbO-B2O3-SiO2-Al2O3系)、RuO2、Ru2Pb2O6.5、以及含有有机载色剂的电阻体膏剂(比较例)进行丝网印刷，另外，在所述电阻体膏剂的两侧，对作为电极的Ag导体膏剂进行丝网印刷，同时烧制所述电阻体膏剂以及所述Ag导体膏剂。并且，形成了多个具有由相同组成形成的电阻体(比较例)的基材。
实施例以及比较例的有关于制造方法的条件(烧制温度等)都相同。
然后，测量了实施例以及比较例的各电阻体的电阻值。在各个实施例以及比较例中，将测量了的各电阻体的电阻值划分成每隔200Ω的数据区间，研究了具有相同数据区间内的电阻值的所述电阻体的数量(频度)。
图2是实施例的电阻体的实验结果，图3是比较例的电阻体的实验结果。从图2、图3所示可以明确看出，与比较例相比，实施例的电阻值的偏差小。
权利要求
1.一种电阻体膏剂，其特征在于，具有不含铅的玻璃组成物、RuO2、Ru2Nd2O7、以及有机载色剂。
2.如权利要求1所述的电阻体膏剂，其中，RuO2和Ru2Nd2O7的混合比(RuO2∶Ru2Nd2O7)，以质量％计算，在97∶3～50∶50的范围内。
3.如权利要求1或2所述的电阻体膏剂，其中，所述玻璃组成物含有B2O3、CaO、SiO2以及Al2O3。
4.一种电阻体，其特征在于，具有不含铅的玻璃组成物、RuO2、以及Ru2Nd2O7。
5.一种电路基板，其特征在于，在基材的表面、或所述基材的内部的至少任一处形成权利要求4所述的电阻体。
全文摘要
目的在于尤其提供一种用于形成电阻值的偏差小、且温度系数小的电阻体的电阻体膏剂；使用所述电阻体膏剂形成的电阻体；以及使用所述电阻体形成的电路基板。本实施方式的电阻体膏剂具有不含铅的玻璃组成物、RuO
文档编号C09D5/24GK101013617SQ20061017252
公开日2007年8月8日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年1月13日
发明者佐久间博 申请人:阿尔卑斯电气株式会社