過酷な温度環境下でも電子機器が安定な性能を示すには 厚膜ペースト

過酷な温度環境下で使用されるモビリティ等に搭載する電子部品は、広範囲の温度領域において諸特性の変化が小さくなければなりません。

受動部品の抵抗器ではこの指標として抵抗温度係数(Temperature Coefficient Resistance：TCR)が用いられます。

TCRは、基準温度（Ta）における抵抗値（R_Ta）を基準として、温度Tにおける抵抗値（R_T）から次式によって表されます。

TCR(ppm/℃)=(R_T-R_Ta) /R_Ta/(T-Ta)×10⁶

基準温度は通常25℃の温度が多く採用されていますが、20℃の温度を採る場合もあります。また、基準温度より低温側をCold-TCR、高温側をHot-TCRと呼び多くは区分されて用いられています。

Cold-TCR、Hot-TCRともゼロに近い抵抗器が安定した抵抗器といえます。しかし、Cold-TCR、Hot-TCRともゼロに近い値となる抵抗器の設計は非常に困難です。このため、抵抗器は通常はCold-TCRとHot-TCRのどちらに重点を置くかで設計され、それに基づいて材料が選択されます。

抵抗器の材料には、金属的な導電特性を示す物質と半導体的な導電特性を示す物質が用いられます。

金属的な導電特性の物質の温度Tにおける抵抗値R_Tは、

R_T=R₀(1+αδT)

で表され、αが正の値を取ることからR_Tはプラスとなり、TCRもプラス値となります。

半導体的な導電特性を示す物質の温度Tにおける抵抗値R_Tは、

R_T=βexp(E/kT)

で表され、Eが正の値をとることからR_Tはマイナスとなり、TCRもマイナス値となります。

※R₀:基準温度での抵抗値、α：抵抗率の温度係数、β：物質固有の定数、E:活性化エネルギー、k:ボルツマン定数

抵抗ペーストは、前述した金属的な導電特性成分と半導体的な導電特性成分を適切に組み合わせることによってTCRを０に近づけることができます。

（例：25℃を基準とした場合の挙動を表した場合）

住友金属鉱山の高精度TCR抵抗ペーストは、配合成分の最適化によりCold-TCR、Hot-TCRとも±50ppm/℃以内に調整した厚膜抵抗ペースト材料です。

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住友金属鉱山の高精度TCR抵抗ペーストは、広い温度範囲における抵抗値の温度変化を抑えた厚膜抵抗ペースト材料です。モビリティなどに搭載する電子部品以外にも、この特性と皆様の多彩な発想で様々な用途への応用が期待できる材料です。