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JP2529030B2 - Thick film resistance composition, hybrid IC using the composition, and method for producing the same - Google Patents

Thick film resistance composition, hybrid IC using the composition, and method for producing the same

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JP2529030B2
JP2529030B2 JP3028249A JP2824991A JP2529030B2 JP 2529030 B2 JP2529030 B2 JP 2529030B2 JP 3028249 A JP3028249 A JP 3028249A JP 2824991 A JP2824991 A JP 2824991A JP 2529030 B2 JP2529030 B2 JP 2529030B2
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glass
thick film
boride
metal
average particle
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JP3028249A
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修 伊藤
忠道 浅井
敏夫 小川
典孝 神村
喜重 遠藤
喬雄 小林
博巳 磯前
政記 上圷
通男 大谷
勝男 海老沢
Original Assignee
株式会社日立製作所
日立化成工業株式会社
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.)
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、厚膜ハイブリッドIC
等に使用するCu導体に好適な厚膜抵抗組成物、該組成
物を用いた厚膜ハイブリッドICおよびその製法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a thick film hybrid IC.
The present invention relates to a thick film resistance composition suitable for a Cu conductor used for the above, a thick film hybrid IC using the composition, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】厚膜ハイブリッドICとは、基板上に導
体回路、厚膜抵抗体および誘電体を印刷、焼成技術によ
り形成し半導体集積回路素子等を積載したものである。
ここで用いる基板とは、Al23,AlN,BeOを添
加したSiC等により構成される絶縁性基板をさす。ま
た厚膜抵抗体とは、厚膜印刷技術により、基板上に形成
した抵抗体回路のことである。厚膜ハイブリッドICで
は一般に、導体回路にAg−Pd系材料、抵抗体にはR
uO2 −ガラス系材料が使用されている。しかし、Ag
−Pd系材料はインピーダンスが高く、エレクトロマイ
グレーションを起こし易いという欠点があり、厚膜ハイ
ブリッドICに用いる上で問題となっていた。そこで、
Ag−Pd系材料に比べてインピーダンスが低くエレク
トロマイグレーションを起こさないCu系材料が導体回
路用材料として注目されているが、Cuは酸化され易い
ので還元性雰囲気、例えば窒素ガス中でないと焼成でき
ない。
2. Description of the Related Art A thick film hybrid IC is one in which a conductor circuit, a thick film resistor, and a dielectric are formed on a substrate by printing and firing techniques, and semiconductor integrated circuit elements and the like are stacked on the substrate.
The substrate used here refers to an insulating substrate made of SiC added with Al 2 O 3 , AlN, and BeO. The thick film resistor is a resistor circuit formed on a substrate by a thick film printing technique. In thick-film hybrid ICs, Ag-Pd materials are generally used for conductor circuits and R is used for resistors.
uO 2 -glass materials have been used. But Ag
The -Pd-based material has a drawback that it has a high impedance and is apt to cause electromigration, which has been a problem in using it for a thick film hybrid IC. Therefore,
A Cu-based material, which has a lower impedance than that of an Ag-Pd-based material and does not cause electromigration, has been attracting attention as a material for a conductor circuit.

【0003】一方、抵抗体として前記RuO2 −ガラス
系材料を用いると、窒素ガス中ではRuO2 が還元され
てしまうという問題がある。そこで、導体回路にCu系
材料を用いた厚膜ハイブリッドICにおいては、還元性
雰囲気中でも用いることができる抵抗材料としてLaB
6 が知られている(特開昭55−30889号)。しかし、これ
は抵抗値で10kΩ/□までしかカバ−できないのが実
状である。
On the other hand, when the RuO 2 -glass material is used as the resistor, there is a problem that RuO 2 is reduced in nitrogen gas. Therefore, in a thick film hybrid IC using a Cu-based material for a conductor circuit, LaB is used as a resistance material that can be used even in a reducing atmosphere.
6 is known (JP-A-55-30889). However, in reality, the resistance value can be covered only up to 10 kΩ / □.

【0004】厚膜ハイブリッドIC用としての抵抗材料
に要求される抵抗値範囲は、10Ω/□〜1MΩ/□で
ある。従って、還元性雰囲気中で焼成する厚膜ハイブリ
ッドICの上記抵抗値範囲をカバ−するためには、10
Ω/□〜1kΩ/□付近までをLaB6−ガラス系材料
で、また、10kΩ/□〜1MkΩ/□をSnO2 −ガ
ラス系材料を用いて対応している。
The resistance value range required for a resistance material for a thick film hybrid IC is 10 Ω / □ to 1 MΩ / □. Therefore, in order to cover the above resistance value range of the thick film hybrid IC fired in a reducing atmosphere, 10
LaB 6 -glass-based materials are used up to about Ω / □ to 1 kΩ / □, and SnO 2 -glass-based materials are used for 10 kΩ / □ to 1 MkΩ / □.

【0005】また、RuO2 −ガラス系に匹敵する高性
能な抵抗材料はいまだ見出されておらず、そのためにA
g−Pdの導体回路にRuO2 −ガラス系の抵抗体を組
合せて用いている。
Further, a high-performance resistive material comparable to the RuO 2 -glass system has not yet been found, and therefore A
A RuO 2 -glass type resistor is used in combination with the conductor circuit of g-Pd.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】Cu系導体回路と組合
せる抵抗体の導電性成分としては、金属ほう化物が考え
られる。
A metal boride can be considered as the conductive component of the resistor combined with the Cu-based conductor circuit.

【0007】金属ほう化物としては、前記LaB6 −ガ
ラス系が用いられているが、これは、TCR(抵抗温度
係数)が不安定であり、ハイブリッドIC等の抵抗材料
としては問題である。
As the metal boride, the above LaB 6 -glass system is used, but this has a TCR (temperature coefficient of resistance) instability and is a problem as a resistance material for hybrid ICs and the like.

【0008】上記LaB6−ガラス系抵抗材料のTCR
を改善する方法として、LaB6 に対して非反応性を示
すTiO,Ti35,Ti23,NbO,C,Si,G
e,SiC等の物質をTCR調節剤として配合すること
が提案されている(特開昭55−29199 号)。
The LaB 6 -glass resistance material TCR
As a method of improving the above, TiO, Ti 3 O 5 , Ti 2 O 3 , NbO, C, Si and G which are non-reactive with LaB 6
It has been proposed to incorporate substances such as e and SiC as TCR regulators (Japanese Patent Laid-Open No. 55-29199).

【0009】しかし、これは本発明者らの検討によれ
ば、厚膜ハイブリッドICの抵抗材料に要求される前記
抵抗値範囲(10Ω/□〜1MΩ/□)、特に低抵抗領
域(10Ω/□〜1kΩ/□)の抵抗体のTCRを所定
の範囲内に抑えるには十分とは云えない。
However, according to the study by the present inventors, this is due to the resistance value range (10 Ω / □ to 1 MΩ / □) required for the resistance material of the thick film hybrid IC, particularly in the low resistance region (10 Ω / □). It cannot be said to be sufficient to keep the TCR of a resistor of 1 kΩ / □) within a predetermined range.

【0010】本発明の目的は、LaB6 などの金属ほう
化物を含む厚膜抵抗組成物からなる抵抗体のTCRが±
100ppm /℃以内であり、厚膜ハイブリッドICとし
て要求される抵抗範囲を与える厚膜抵抗組成物および該
組成物を用いた厚膜ハイブリッドICを提供することに
ある。
It is an object of the present invention that the TCR of a resistor made of a thick film resistor composition containing a metal boride such as LaB 6 is ±.
It is an object of the present invention to provide a thick film resistance composition which gives a resistance range of 100 ppm / ° C. or less and which is required as a thick film hybrid IC, and a thick film hybrid IC using the composition.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として、金属ほう化物,ガラス及び有機ビヒクル
を含む厚膜抵抗組成物では、前記金属ほう化物とガラス
の混合物100重量部に対し、金属Coまたは結晶性C
o酸化物を、Co量に換算して0.1 〜10重量部含む
ようにする。また、基板上にCu導体回路と、該導体回
路に接して形成された厚膜抵抗体とを有するハイブリッ
ドICにおいては、前記厚膜抵抗体が金属ほう化物とガ
ラス、及び金属Coまたは結晶性のCo酸化物を含む組
成物の焼結体からなり、該焼結体は、その抵抗温度係数
(TCR)が±100ppm /℃以内となるに必要な量の
金属Coまたは結晶性のCo酸化物を含む組成物を用い
る。
As a constitution for achieving the above object, in a thick film resistance composition containing a metal boride, glass and an organic vehicle, 100 parts by weight of a mixture of the metal boride and glass are added, Metallic Co or crystalline C
O oxide is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight in terms of Co amount. Further, in a hybrid IC having a Cu conductor circuit on a substrate and a thick film resistor formed in contact with the conductor circuit, the thick film resistor is made of metal boride and glass, and metal Co or crystalline. It comprises a sintered body of a composition containing a Co oxide, and the sintered body contains metallic Co or crystalline Co oxide in an amount necessary to keep the temperature coefficient of resistance (TCR) within ± 100 ppm / ° C. A composition containing is used.

【0012】本発明において、金属ほう化物としては希
土類元素,IV族元素,V族元素,VI族元素,VIII族元素
から選ばれる金属のほう化物がある。その具体例として
は、LaB6 ,TiB2 ,ZrB2 ,TaB2 ,Mo
B,WB,FeB,NiB,HfB2 ,NbB2 等が用
いられる。
In the present invention, metal borides include metal borides selected from rare earth elements, group IV elements, group V elements, group VI elements and group VIII elements. Specific examples thereof include LaB 6 , TiB 2 , ZrB 2 , TaB 2 and Mo.
B, WB, FeB, NiB, HfB 2 , NbB 2 or the like is used.

【0013】ガラスとしては、還元性雰囲気でも還元し
ない非還元性のガラスであれば特に限定されないが、約
900℃の温度における焼成過程を経るので、800℃
以上の軟化点を有するガラスでなければ焼成過程におい
て還元されてしまう。特に軟化点が500〜600℃の
ガラスは、還元性雰囲気で還元されやすい性質を有す
る。従って本発明では、例えばほうけい酸系ガラスが好
ましい。
The glass is not particularly limited as long as it is a non-reducing glass that does not reduce even in a reducing atmosphere, but since it undergoes a firing process at a temperature of about 900 ° C., it is 800 ° C.
Unless the glass has the above softening point, it will be reduced in the firing process. In particular, glass having a softening point of 500 to 600 ° C. has a property of being easily reduced in a reducing atmosphere. Therefore, in the present invention, for example, borosilicate glass is preferable.

【0014】有機ビヒクルとしては、非還元性雰囲気で
分解可能なものが好ましく、例えばアクリル樹脂をブチ
ルカルビトールアセテート,エチルセルロース等に溶解
した有機ビヒクルが好ましい。有機ビヒクルは、ペース
ト印刷時の印刷特性からその粘度範囲が要求されるが、
本発明の場合には、ブチルカルビトールアセテート10
0ccに対してアクリル樹脂の添加量が25〜35gの範
囲であれば良好な印刷特性が得られる。
The organic vehicle is preferably one that can be decomposed in a non-reducing atmosphere, for example, an organic vehicle in which an acrylic resin is dissolved in butyl carbitol acetate, ethyl cellulose or the like is preferable. The viscosity range of the organic vehicle is required due to the printing characteristics during paste printing,
In the case of the present invention, butyl carbitol acetate 10
Good printing characteristics can be obtained if the amount of acrylic resin added is in the range of 25 to 35 g relative to 0 cc.

【0015】金属Coまたは結晶性のCo酸化物は、前
記金属ほう化物と前記ガラスとの混合物100重量部に
対し、Co量に換算して0.1 〜10重量部の範囲が好
ましい。
The metallic Co or crystalline Co oxide is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight in terms of Co amount with respect to 100 parts by weight of the mixture of the metal boride and the glass.

【0016】より好ましくは0.1〜5重量部の範囲の
添加であり、抵抗温度係数(TCR)の減少により有効で
ある。
More preferably, the addition is in the range of 0.1 to 5 parts by weight, and it is more effective in reducing the temperature coefficient of resistance (TCR).

【0017】ところで、前記金属ほう化物と前記ガラス
との配合比は、目的とする抵抗体の抵抗値範囲等によっ
て決定されるものであるが、本発明ではガラスが50〜
95体積%となるように配合することが好ましい。ガラ
スが95体積%を超えると、金属ほう化物の効果が小さ
くなり、ガラスが50体積%に充たないと、厚膜抵抗体
の形成が困難になるからである。
By the way, the compounding ratio of the metal boride and the glass is determined according to the resistance value range of the intended resistor, etc.
It is preferable that the compounding amount be 95% by volume. This is because when the glass content exceeds 95% by volume, the effect of the metal boride becomes small, and when the glass content does not reach 50% by volume, it becomes difficult to form the thick film resistor.

【0018】また、各粉末の粒径としては、金属ほう化
物の平均粒径はガラスの平均粒径よりも小さいことが好
ましく、金属ほう化物が0.5 〜3μm程度、ガラスが
5〜6μmである。Coについては、目的とする抵抗体
の抵抗値範囲によって異なるが、CoO粉末を用いた場
合には、1〜5μmであればよい。
Regarding the particle size of each powder, the average particle size of the metal boride is preferably smaller than the average particle size of the glass, the metal boride is about 0.5 to 3 μm, and the glass is 5 to 6 μm. is there. Co varies depending on the target resistance value range of the resistor, but when CoO powder is used, it may be 1 to 5 μm.

【0019】なお、ガラスには金属CoまたはCo酸化
物を含むものもあるが、後述するように本発明者らの検
討によれば、こうしたガラス中に含まれる金属Coまた
はCo酸化物では、本発明の目的を達成することができ
ない。
Although some glasses contain metallic Co or Co oxides, the inventors of the present invention have investigated the metallic Cos or Co oxides contained in such glasses as described later. The object of the invention cannot be achieved.

【0020】以上のように、本発明における厚膜抵抗組
成物は、金属ほう化物,ガラス,有機ビヒクル,金属コ
バルトまたは結晶性のコバルト酸化物から構成される
が、金属ほう化物としてLaB6 粉末、ガラスとしてほ
うけい酸ガラス、及び結晶性のコバルト酸化物としてC
oO粉末をよく混合したものに、有機ビヒクルを所定量
添加した組成物が、最も好ましい。
As described above, the thick film resistance composition in the present invention is composed of metal boride, glass, organic vehicle, metal cobalt or crystalline cobalt oxide, and LaB 6 powder as metal boride, Borosilicate glass as glass and C as crystalline cobalt oxide
The most preferable is a composition in which a predetermined amount of an organic vehicle is added to a well-mixed oO powder.

【0021】本発明の抵抗組成物を用いれば、還元性雰
囲気中で焼成することができるので、導体回路にCu系
材料を用いることができ、低インピーダンスでTCRの
小さなハイブリッドICを提供することができる。
Since the resistance composition of the present invention can be fired in a reducing atmosphere, a Cu-based material can be used for the conductor circuit, and a hybrid IC with low impedance and small TCR can be provided. it can.

【0022】また、本発明においては、ハイブリッドI
C等の電子回路を形成する基板として、特に前記Cu回
路および抵抗体と、還元性雰囲気中で一体に焼成できる
グリーンシ−ト等のグリーンボディを用いるのがよい。
その一例として、アルミナ,アルミナ・ほうけい酸ガラ
ス等のグリーンボディがある。これらは、周知の方法に
より作成することができる。
Further, in the present invention, the hybrid I
As a substrate for forming an electronic circuit such as C, it is preferable to use a green body such as a green sheet that can be integrally fired in a reducing atmosphere with the Cu circuit and the resistor.
As an example, there is a green body made of alumina, alumina-borosilicate glass, or the like. These can be created by a known method.

【0023】[0023]

【作用】本発明の抵抗組成物がCu導体とともに用いる
と好適で、高精度な抵抗体を得ることができるのは、金
属ほう化物とガラスを含む組成物に、Coまたは結晶性
のCo化合物を含ませたからである。これにより、還元
性雰囲気中で前記組成物を焼成すると、金属ほう化物粒
子の粒界にCoほう化物が形成される。
The resistance composition of the present invention is preferably used together with a Cu conductor, and a highly accurate resistor can be obtained by adding Co or a crystalline Co compound to a composition containing a metal boride and glass. Because it was included. As a result, when the composition is fired in a reducing atmosphere, Co boride is formed at the grain boundaries of metal boride particles.

【0024】図1はCoOの添加量とTCRとの関係を
示したものである。この図は、10Ω/□前後の面積抵
抗値を有する表2中のNo.1〜5の厚膜抵抗体をもとに
して調査した結果である。明らかにCoOの添加量の増
加につれてTCRが減少していることがわかる。一般に
厚膜抵抗体の特性としては、図2に示すように面積抵抗
値が増加すると、それにつれてTCRの値が減少する。
従って、面積抵抗値の値によって、添加するCo量(金
属Coまたは結晶性のCo酸化物の量)を調整しなけれ
ばならない。すなわち、面積抵抗値の小さい場合にはそ
の添加量を多くし、面積抵抗値の大きい場合にはその添
加量を少なくする。結果的にTCRの値を±100ppm
/℃以内するためである。
FIG. 1 shows the relationship between the amount of CoO added and the TCR. This figure is the result of an investigation based on the thick film resistors No. 1 to 5 in Table 2 having a sheet resistance value of around 10 Ω / □. It is apparent that the TCR decreases as the amount of CoO added increases. Generally, as a characteristic of the thick film resistor, as the area resistance value increases as shown in FIG. 2, the TCR value decreases accordingly.
Therefore, the amount of Co to be added (the amount of metallic Co or crystalline Co oxide) must be adjusted according to the value of the sheet resistance value. That is, when the area resistance value is small, the addition amount is increased, and when the area resistance value is large, the addition amount is decreased. As a result, the TCR value is ± 100 ppm
This is for keeping the temperature within / ° C.

【0025】このように、上記Coほう化物の生成によ
り、金属ほう化物の焼結はより促進され、強固で安定な
抵抗体が形成される。これによって、金属ほう化物間の
電気的接触も良好になり、抵抗値のばらつきを低減でき
るようになる。これは、金属ほう化物粒子近傍のガラス
に半導体的性質が付与され、抵抗値の変化が抑制され、
TCRを正から負に変えるために、抵抗体のTCRを実
質的に減少できるからだと考えられる。
As described above, the formation of the Co boride promotes the sintering of the metal boride to form a strong and stable resistor. As a result, the electrical contact between the metal borides is improved, and the variation in resistance value can be reduced. This is because the glass in the vicinity of the metal boride particles is provided with a semiconductor property, and the change in resistance is suppressed,
It is believed that the TCR of the resistor can be substantially reduced in order to change the TCR from positive to negative.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

(実施例1)金属ほう化物としてLaB6 (平均粒径1
μm)粉末、表1に組成を示すほうけい酸ガラスNo.1
(平均粒径5μm)粉末およびCoO(平均粒径5μ
m)粉末をよく混合する。該混合物に、ブチルカルビト
ールアセテート100ccにアクリル樹脂30gを溶解し
た有機ビヒクルを所定量添加し、均一に混合して抵抗組
成物のペーストを作成した。なお、該ペーストは、La
6 とガラスNo.1の配合量を一定(体積比で1:1)
にし、CoOの添加量を変えたもの(No.1〜No.6)
と、LaB6 ,ガラスNo.1の配合量およびCoOの添
加量をある範囲内で変えたもの(No.7〜No.9)を調
製した。
(Example 1) LaB 6 (average particle size 1
μm) powder, borosilicate glass No. 1 whose composition is shown in Table 1
(Average particle size 5 μm) Powder and CoO (Average particle size 5 μm
m) Mix the powders well. A predetermined amount of an organic vehicle prepared by dissolving 30 g of an acrylic resin in 100 cc of butyl carbitol acetate was added to the mixture and mixed uniformly to prepare a paste of a resistance composition. The paste is La
B 6 and glass No. 1 compounding amount is constant (volume ratio 1: 1)
And the amount of CoO added was changed (No. 1 to No. 6)
If, LaB 6, was obtained by changing within a certain range the amount of the amount and CoO of glass No.1 a (No.7~No.9) was prepared.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】予めCu導体回路が形成されたアルミナ基
板上に、325メッシュのスクリーンマスクを用いて上
記ペーストにより抵抗パターンを印刷した。これを酸素
濃度10ppm の窒素ガス雰囲気中のベルト炉中で900
℃に加熱して焼成した。ここで、窒素ガス雰囲気中すな
わち非酸化性雰囲気中に若干量酸素を含有させる理由
は、Cu導体回路のはんだぬれ性を改善することにあ
る。
A resistance pattern was printed on the alumina substrate on which a Cu conductor circuit was formed in advance by using the above paste using a 325 mesh screen mask. 900 in a belt furnace in a nitrogen gas atmosphere with an oxygen concentration of 10 ppm
It was heated to ℃ and baked. Here, the reason for containing a slight amount of oxygen in the nitrogen gas atmosphere, that is, in the non-oxidizing atmosphere is to improve the solder wettability of the Cu conductor circuit.

【0029】上記焼成後の抵抗体の特性を表2に示す。Table 2 shows the characteristics of the resistor after firing.

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】表2から明らかなように、8.7Ω/□〜
29.6kΩ/□の抵抗値を有する厚膜抵抗体のTCR
を所定のCoO量の添加により極めて小さくすることが
できる。
As is clear from Table 2, 8.7Ω / □ ~
Thick film resistor TCR with a resistance of 29.6 kΩ / □
Can be made extremely small by adding a predetermined amount of CoO.

【0032】(比較例1)表1に示すように、CoOを
含有させたガラスNo.2〜No.4を用いた抵抗組成物に
ついて比較を行った。該ガラスは、各酸化物を混合し
て、1500℃,1時間保持後、水中に投入して急冷
し、カレットとしたものを、らいかい機、次いでボール
ミルにより粉砕して、平均粒径5μmの粉末としたもの
を用いた。
(Comparative Example 1) As shown in Table 1, comparison was made with respect to a resistance composition using CoO-containing glasses No. 2 to No. 4. The glass was mixed with each oxide, kept at 1500 ° C. for 1 hour, put into water and rapidly cooled, and cullet was crushed by a raider machine and then a ball mill to obtain an average particle size of 5 μm. What was made into a powder was used.

【0033】これを表3に示す比率でLaB6 と組合せ
実施例1と同様にして抵抗体を作成した。該抵抗体の抵
抗特性を表3に示す。
This was combined with LaB 6 in the ratio shown in Table 3 to prepare a resistor in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the resistance characteristics of the resistor.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】表3から明らかなように、CoOをガラス
に含ませて添加した場合はTCRを低下させることはで
きない。これは、ガラス中のCoOが非晶質の状態で存
在するからである。従って、CoOは抵抗体中に結晶と
して含まれている必要がある。
As is clear from Table 3, the TCR cannot be lowered when CoO is added in the glass. This is because CoO in glass exists in an amorphous state. Therefore, CoO needs to be contained as crystals in the resistor.

【0036】しかし、CoOを含有するガラスを用いて
も、実施例1と同様に別に金属Coまたは結晶性Co酸
化物を所定量添加すれば、実施例1と同様の効果が得ら
れる。
However, even if a glass containing CoO is used, the same effect as in Example 1 can be obtained by adding a predetermined amount of metallic Co or crystalline Co oxide as in Example 1.

【0037】(実施例2)表4及び表5に示す金属ほう
化物、および金属Co,Co酸化物を用いて抵抗組成物
を調製した。また、ガラスは前記表1のガラス(No.
1)を用いた。
Example 2 A resistance composition was prepared using the metal borides shown in Tables 4 and 5 and the metals Co and Co oxides. Further, the glass is the glass (No.
1) was used.

【0038】なお、金属ほう化物とガラスは、体積比で
ほゞ1:1となるように配合した。上記抵抗組成物を用
いて実施例1と同様に抵抗体を作成し、抵抗特性を測定
した。結果を表4及び表5に示す。
The metal boride and the glass were mixed in a volume ratio of about 1: 1. A resistor was prepared in the same manner as in Example 1 using the above resistance composition, and the resistance characteristics were measured. The results are shown in Tables 4 and 5.

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】表4、及び表5から明らかなように、金属
CoまたはCo酸化物を添加したものは、抵抗体のTC
Rを著しく低下することができる。
As is clear from Tables 4 and 5, TCs of resistors were obtained by adding metallic Co or Co oxide.
R can be significantly reduced.

【0042】(実施例3)ステレオの音声分離,ビデオ
の色再現に必要な抵抗マトリックス回路の抵抗体は、高
精度なものが要求される。
(Embodiment 3) The resistors of the resistor matrix circuit required for stereo audio separation and video color reproduction are required to be highly accurate.

【0043】例えば、ステレオ音声の分離度と抵抗値精
度との関係は次式で示される。
For example, the relation between the degree of separation of stereo sound and the resistance value accuracy is shown by the following equation.

【0044】[0044]

【数1】 [Equation 1]

【0045】ここで、Sは分離度、αは抵抗値精度を表
す。ステレオ音声の左右の分離度は、一般に40dB以
上が要求される。抵抗値精度が−1%の場合、α=0.
99となり、Sは46dBとなる。従って、分離度を4
0dB以上とするには、抵抗値精度は、±1%以内が要
求され、TCRも必然的に±100ppm /℃以内とする
必要がある。
Here, S represents the degree of separation, and α represents the resistance value accuracy. The left / right separation of stereo sound is generally required to be 40 dB or more. When the resistance value accuracy is -1%, α = 0.
It becomes 99 and S becomes 46 dB. Therefore, the degree of separation is 4
To obtain 0 dB or more, the resistance value accuracy is required to be within ± 1%, and the TCR is necessarily within ± 100 ppm / ° C.

【0046】ステレオ音声を処理する抵抗マトリックス
回路においては、上記した音声分離度を達成するため
に、各抵抗体の抵抗値精度が±1%以内である必要があ
る。
In the resistance matrix circuit for processing stereo audio, the resistance value accuracy of each resistor must be within ± 1% in order to achieve the above audio separation.

【0047】従って、表2に示す抵抗組成物のうちの、
本発明に該当する組成物を用いて抵抗体を作成した場合
に、優れた音声分離度のものが得られた。
Therefore, among the resistance compositions shown in Table 2,
When a resistor was prepared using the composition corresponding to the present invention, excellent sound isolation was obtained.

【0048】本発明の組成物を抵抗マトリックス回路の
抵抗体に適用すると、音声分離度の高い高精度の抵抗体
となることがわかった。
It has been found that when the composition of the present invention is applied to the resistor of the resistance matrix circuit, it becomes a resistor of high precision with high sound isolation.

【0049】図3は、上記マトリックス回路をハイブリ
ッドIC化した回路パターンの一部を示すものである。
なお、本発明によりCu導体を用いることができる。
FIG. 3 shows a part of a circuit pattern obtained by forming the matrix circuit into a hybrid IC.
A Cu conductor can be used according to the present invention.

【0050】(実施例4)本実施例は、Cuを導体回路
とする低温焼成の3次元多層ハイブリッドICの内層用
抵抗体に、本発明の抵抗組成物を適用した例である。
(Embodiment 4) This embodiment is an example in which the resistance composition of the present invention is applied to a resistor for an inner layer of a low temperature fired three-dimensional multilayer hybrid IC having Cu as a conductor circuit.

【0051】図4は上記アクティブフィルタの部分断面
図である。
FIG. 4 is a partial sectional view of the active filter.

【0052】アルミナ・ほうけい酸ガラスからなるグリ
ーンシートにスルーホールを設け、Cu導体回路を印刷
する。その上に抵抗体を印刷形成する。本実施例では、
該抵抗体として焼成後の抵抗値が30Ω/□〜10kΩ
/□となるように、表2のNo.4,No.7,No.8およ
びNo.9の抵抗組成物を用いた。該実装多層板は、実施
例1と同様にして900℃で焼成した。
A through hole is provided in a green sheet made of alumina / borosilicate glass, and a Cu conductor circuit is printed. A resistor is printed on it. In this embodiment,
The resistance value after firing as the resistor is 30Ω / □ to 10 kΩ
The resistance compositions of Nos. 4, No. 7, No. 8 and No. 9 in Table 2 were used so that /. The mounted multilayer board was fired at 900 ° C. in the same manner as in Example 1.

【0053】各抵抗体のTCRは±100ppm /℃以内
であり、高精度なアクティブフィルタを得ることができ
た。
The TCR of each resistor was within ± 100 ppm / ° C., and a highly accurate active filter could be obtained.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように、本発明の抵抗組成物は、
Cuを導体回路とする集積回路の抵抗体として還元性雰
囲気中で、Cu導体と一体焼成することができ、かつ、
得られた抵抗体のTCRを±100ppm /℃以内にでき
る効果がある。従って、この抵抗体は高い抵抗値精度が
求められるマトリックス回路等の高精度のハイブリッド
IC用として提供することができる。
As described above, the resistance composition of the present invention is
As a resistor of an integrated circuit having Cu as a conductor circuit, it can be integrally fired with a Cu conductor in a reducing atmosphere, and
There is an effect that the TCR of the obtained resistor can be controlled within ± 100 ppm / ° C. Therefore, this resistor can be provided for a high precision hybrid IC such as a matrix circuit which requires a high resistance value precision.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】CoO添加量とTCRとの関係を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the amount of CoO added and TCR.

【図2】面積抵抗値とTCRとの関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a sheet resistance value and a TCR.

【図3】抵抗マトリックス回路をハイブリッドIC化し
た回路パターンの部分図である。
FIG. 3 is a partial view of a circuit pattern obtained by forming a resistance matrix circuit into a hybrid IC.

【図4】3次元多層ハイブリッドICの部分断面図であ
る。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a three-dimensional multilayer hybrid IC.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…抵抗体、2…Cu導体電極、3…誘電体、4…絶縁
性基板。
1 ... Resistor, 2 ... Cu conductor electrode, 3 ... Dielectric, 4 ... Insulating substrate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 敏夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 神村 典孝 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 遠藤 喜重 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 小林 喬雄 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社 日立製作所 東海工場内 (72)発明者 磯前 博巳 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社 日立製作所 東海工場内 (72)発明者 上圷 政記 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社 日立製作所 東海工場内 (72)発明者 大谷 通男 千葉県香取郡多古町水戸1番地 日立粉 末冶金 株式会社 香取工場内 (72)発明者 海老沢 勝男 千葉県香取郡多古町水戸1番地 日立粉 末冶金 株式会社 香取工場内 (56)参考文献 特開 昭54−149899(JP,A) 特開 平2−139901(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Ogawa 4026 Kujimachi, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. (72) Noritaka Kamimura 4026 Kujicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Research Institute, Hitachi Ltd. In-house (72) Inventor Yoshishige Endo 502 Jinrachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Machinery Research Laboratory (72) Inventor Takao Kobayashi 1410 Inada, Katsuta-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Tokai factory (72) Invention Person Hiromi Isomae 1410 Inada, Katsuta-shi, Ibaraki, Ltd. 1410 Inada, Tokai Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masaaki Kaminumi 1410 Inada, Katsuta, Ibaraki, Ltd. Tokai Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Otani Man 1 Mito, Tako-cho, Katori-gun, Chiba Prefecture Hitachi Powder Sue Metallurgical Company Katori Factory 2) Inventor Katsuo Ebisawa 1 Mito, Tako-cho, Katori-gun, Chiba Hitachi Powder Suigei Metal Co., Ltd. Katori factory (56) References JP-A-54-149899 (JP, A) JP-A-2-139901 (JP, A) )

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属ほう化物,ガラスおよび有機ビヒクル
を含む厚膜抵抗組成物において、前記金属ほう化物とガ
ラスとの混合物100重量部に対し、金属Coまたは
o酸化物の少なくとも1つを、Co量に換算して0.1
〜10 重量部含み、前記金属ほう化物の平均粒径が0.
5〜3μm 、前記ガラスの平均粒径が5〜6μm、お
よび前記金属CoまたはCo酸化物の平均粒径が1〜5
μmであることを特徴とする厚膜抵抗組成物。
1. A thick film resistance composition containing a metal boride, glass and an organic vehicle, wherein metal Co or C is added to 100 parts by weight of the mixture of the metal boride and glass.
At least one of the oxides is 0.1 in terms of Co content.
10 to 10 parts by weight , and the average particle size of the metal boride is 0.
5 to 3 μm, the average particle diameter of the glass is 5 to 6 μm,
And the average particle size of the metal Co or Co oxide is 1 to 5
The thick film resistance composition is characterized by having a thickness of μm .
【請求項2】前記金属ほう化物とガラスとの混合物は、
50〜95体積%のガラスと残部金属ほう化物であるこ
とを特徴とする請求項1記載の厚膜抵抗組成物。
2. A mixture of the metal boride and glass comprises:
The thick film resistance composition according to claim 1, wherein the composition is 50 to 95% by volume of glass and the balance is metal boride.
【請求項3】前記ガラスがほうけい酸ガラスであること
を特徴とする請求項1記載の厚膜抵抗組成物。
3. The thick film resistance composition according to claim 1, wherein the glass is borosilicate glass.
【請求項4】希土類元素,IV族元素,V族元素,VI族元
素,VIII族元素からなる群から選ばれる少なくとも1つ
の元素のほう化物と、ガラスと、前記ほう化物と前記ガ
ラスとの混合物100重量部に対して、Co量に換算し
て0.1〜10 重量部の金属CoまたはCo酸化物の少
なくとも1つと、有機ビヒクルとを含み、前記ほう化物
の平均粒径が0.5〜3μm 、前記ガラスの平均粒径が
5〜6μm、および前記金属CoまたはCo酸化物の平
均粒径が1〜5μmであることを特徴とする厚膜抵抗組
成物。
4. A boride of at least one element selected from the group consisting of rare earth elements, group IV elements, group V elements, group VI elements and group VIII elements, glass, and a mixture of the boride and the glass. to 100 parts by weight of at least one metal Co or Co oxide from 0.1 to 10 parts by weight in terms of Co content, includes an organic vehicle, wherein the boride
Has an average particle size of 0.5 to 3 μm, and the average particle size of the glass is
5 to 6 μm, and the flatness of the metal Co or Co oxide
A thick film resistance composition having an average particle size of 1 to 5 μm .
【請求項5】前記ほう化物と前記ガラスとの混合物は、
50〜95体積%のガラスと残部金属ほう化物であるこ
とを特徴とする請求項4記載の厚膜抵抗組成物。
5. The mixture of the boride and the glass is
The thick film resistance composition according to claim 4, wherein the composition is 50 to 95% by volume of glass and the balance is metal boride.
【請求項6】前記ガラスがほうけい酸ガラスであること
を特徴とする請求項4記載の厚膜抵抗組成物。
6. The thick film resistance composition according to claim 4, wherein the glass is borosilicate glass.
【請求項7】前記有機ビヒクルが、ブチルカルビトール
アセテートにアクリル樹脂を溶解させたものであること
を特徴とする請求項4記載の厚膜抵抗組成物。
7. The thick film resistance composition according to claim 4 , wherein the organic vehicle is butyl carbitol acetate in which an acrylic resin is dissolved.
【請求項8】基板上に、Cu導体回路と、該導体回路に
接して形成された厚膜抵抗体とを有するハイブリッドI
Cにおいて、前記厚膜抵抗体が、金属ほう化物とガラス
の混合物100重量部に対し、金属CoまたはCo酸化
物の少なくとも1つを、Co量に換算して0.1〜10
重量部含み、前記金属ほう化物の平均粒径が0.5〜3
μm、前記ガラスの平均粒径が5〜6μm、および前記
金属CoまたはCo酸化物の平均粒径が1〜5μmであ
組成の焼結体であることを特徴とするハイブリッドI
C。
8. A hybrid I having a Cu conductor circuit and a thick film resistor formed in contact with the conductor circuit on a substrate.
In C, the thick film resistor, with respect to 100 parts by weight of a mixture of metal boride and glass, at least one of the metals Co or Co oxide, in terms of Co amount 0.1 to 10
Including parts by weight , the average particle size of the metal boride is 0.5 to 3
μm, the average particle size of the glass is 5 to 6 μm, and
The average particle size of the metal Co or Co oxide is 1 to 5 μm
Hybrid I, which is a sintered body of the composition that
C.
【請求項9】前記厚膜抵抗体中の、前記金属ほう化物と
ガラスとの混合物は、50〜95体積%のガラスと残部
金属ほう化物であることを特徴とする請求項8記載のハ
イブリッドIC。
9. The hybrid IC according to claim 8 , wherein the mixture of the metal boride and glass in the thick film resistor is 50 to 95% by volume of glass and the balance metal boride. .
【請求項10】前記厚膜抵抗体中の、前記ガラスがほう
けい酸ガラスであることを特徴とする請求項8記載のハ
イブリッドIC。
10. The hybrid IC according to claim 8 , wherein the glass in the thick film resistor is borosilicate glass.
【請求項11】無機質材料からなるグリーンボディ上
に、Cu導体回路を形成する工程、希土類元素,IV族元
素,V族元素,VI族元素,VIII族元素からなる群から選
ばれる少なくとも1つの元素のほう化物と、ガラスと、
前記ほう化物とガラスとの混合物100重量部に対し、
Co量に換算して0.1〜10 重量部の金属Coまたは
Co酸化物の少なくとも1つと、有機ビヒクルとを
み、前記金属ほう化物の平均粒径が0.5〜3μm 、前
記ガラスの平均粒径が5〜6μm、および前記金属Co
またはCo酸化物の平均粒径が1〜5μmである抵抗組
成物を、前記導体回路に接して所定の抵抗体パターンに
形成する工程、還元性雰囲気中で、前記グレーンボデ
ィ、Cu導体回路および抵抗体パターンを一体にして加
熱焼成する工程、を含むことを特徴とするハイブリッド
ICの製法。
11. A step of forming a Cu conductor circuit on a green body made of an inorganic material, and at least one element selected from the group consisting of rare earth elements, group IV elements, group V elements, group VI elements, and group VIII elements. Boride, glass,
For 100 parts by weight of the mixture of boride and glass,
Included is 0.1 to 10 parts by weight of metallic Co or at least one of Co oxides and an organic vehicle in terms of Co amount.
The average particle size of the metal boride is 0.5 to 3 μm,
The average particle diameter of the glass is 5 to 6 μm, and the metal Co is
Alternatively, a step of forming a resistor composition having a Co oxide having an average particle size of 1 to 5 μm in contact with the conductor circuit to form a predetermined resistor pattern, in a reducing atmosphere, the grain body, the Cu conductor circuit, and the resistor. A method of manufacturing a hybrid IC, which comprises the step of integrally heating the body patterns and firing.
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