JP2847894B2 - 抵抗体膜形成方法 - Google Patents
抵抗体膜形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 １） 産業上の利用分野 本発明は、ハイブリッドIC、サーマルヘッド等の各種
電子部品に使用される抵抗体を形成するための抵抗体膜
形成方法に関し、特に厚膜技術を用いた抵抗体膜形成方
法に関する。
電子部品に使用される抵抗体を形成するための抵抗体膜
形成方法に関し、特に厚膜技術を用いた抵抗体膜形成方
法に関する。
２） 従来の技術 抵抗体膜を形成する技術には厚膜技術と薄膜技術とが
ある。前記薄膜技術は、真空容器中の絶縁基板表面に蒸
着、スパッタリング等により抵抗体膜を形成する技術で
あり、薄くて均一な抵抗体膜を形成することができる反
面、製造設備が大型となってコスト高になるという問題
点があった。
ある。前記薄膜技術は、真空容器中の絶縁基板表面に蒸
着、スパッタリング等により抵抗体膜を形成する技術で
あり、薄くて均一な抵抗体膜を形成することができる反
面、製造設備が大型となってコスト高になるという問題
点があった。
前記厚膜技術は、抵抗体膜形成用のペーストを絶縁基
板表面に塗布または印刷してから乾燥、焼成して抵抗体
膜を形成する技術であり、設備が安価で生産性も高く、
低コストであるが、従来多用されている厚膜技術によっ
て形成された抵抗体膜は一般に膜厚が厚いため抵抗体膜
の熱容量が大きく、また、抵抗体膜がμｍオーダの粉体
の焼結体であるため抵抗値のバラツキが大きい上、電界
強度も弱いという問題点があった。そして、このような
抵抗体膜を発熱抵抗体として用いたサーマルヘッドは、
エネルギ消費量が大きく、熱応答性にも劣り、抵抗値も
変化し易いという問題点があった。
板表面に塗布または印刷してから乾燥、焼成して抵抗体
膜を形成する技術であり、設備が安価で生産性も高く、
低コストであるが、従来多用されている厚膜技術によっ
て形成された抵抗体膜は一般に膜厚が厚いため抵抗体膜
の熱容量が大きく、また、抵抗体膜がμｍオーダの粉体
の焼結体であるため抵抗値のバラツキが大きい上、電界
強度も弱いという問題点があった。そして、このような
抵抗体膜を発熱抵抗体として用いたサーマルヘッドは、
エネルギ消費量が大きく、熱応答性にも劣り、抵抗値も
変化し易いという問題点があった。
３） 発明が解決しようとする課題 そこで、従来、製造設備の安価な前記厚膜技術を用い
て薄膜状の抵抗体膜を製造する技術が種々提案されてお
り、それらの技術の一種として、MOD（Metal Organic D
eposition）法が提案されている。
て薄膜状の抵抗体膜を製造する技術が種々提案されてお
り、それらの技術の一種として、MOD（Metal Organic D
eposition）法が提案されている。
このMOD法において発熱抵抗体形成用の抵抗体膜は、
ルテニウム（Ru）、イリジウム（Ir）またはロジウム
（Rh）等の一群の元素から選択した少なくとも一種の金
属Ｍと、シリコン（Si）、バリウム（Ba）、ビスマス
（Bi）、鉛（Pb）等の元素を含む金属有機物材料を基板
に塗布、乾燥して形成される。このMOD法は、安価な設
備で生産性が高く、均一な薄い抵抗体膜が得られるとい
うメリットがあるが、用いる金属有機物の種類、組み合
せや、有機配位子成分の構造の違いにより、成膜性が大
きく異なる。たとえば特開昭64−54710号公報には、オ
クチル酸ルテニウムとアルカリ土類金属のオクチル酸塩
の混合溶液を塗布・焼成して単層のペロブスカイト型の
ルテニウム酸塩を成分とする薄膜状の抵抗体膜を形成す
る方法が記載されている。しかしながら、前記特開昭64
−54710号公報に記載された材料の組み合せでは、絶縁
基板上に抵抗体膜を形成した場合、基板との密着性が低
く、クラックが生じ易いという問題点があった。前記基
板との密着性が低く、クラックが生じ易い原因は、次の
ようだと考えられる。すなわち、前記オクチル酸ルテニ
ウムとアルカリ土類金属のオクチル酸塩の混合溶液（す
なわち抵抗体膜形成用材料）は、それを基板に塗布、乾
燥してから焼成する際温度が上昇する過程において、あ
る温度で急激に（爆発的に）燃焼してそのとき重量が急
減する。この重量が急減するとき、前記抵抗体膜形成用
材料は、クラックやピンホールが発生し、基板との密着
性が損なわれるものと考えられる。
ルテニウム（Ru）、イリジウム（Ir）またはロジウム
（Rh）等の一群の元素から選択した少なくとも一種の金
属Ｍと、シリコン（Si）、バリウム（Ba）、ビスマス
（Bi）、鉛（Pb）等の元素を含む金属有機物材料を基板
に塗布、乾燥して形成される。このMOD法は、安価な設
備で生産性が高く、均一な薄い抵抗体膜が得られるとい
うメリットがあるが、用いる金属有機物の種類、組み合
せや、有機配位子成分の構造の違いにより、成膜性が大
きく異なる。たとえば特開昭64−54710号公報には、オ
クチル酸ルテニウムとアルカリ土類金属のオクチル酸塩
の混合溶液を塗布・焼成して単層のペロブスカイト型の
ルテニウム酸塩を成分とする薄膜状の抵抗体膜を形成す
る方法が記載されている。しかしながら、前記特開昭64
−54710号公報に記載された材料の組み合せでは、絶縁
基板上に抵抗体膜を形成した場合、基板との密着性が低
く、クラックが生じ易いという問題点があった。前記基
板との密着性が低く、クラックが生じ易い原因は、次の
ようだと考えられる。すなわち、前記オクチル酸ルテニ
ウムとアルカリ土類金属のオクチル酸塩の混合溶液（す
なわち抵抗体膜形成用材料）は、それを基板に塗布、乾
燥してから焼成する際温度が上昇する過程において、あ
る温度で急激に（爆発的に）燃焼してそのとき重量が急
減する。この重量が急減するとき、前記抵抗体膜形成用
材料は、クラックやピンホールが発生し、基板との密着
性が損なわれるものと考えられる。
本発明は前述の事情および検討結果に鑑み、抵抗体膜
が均一で基板との密着強度が大きく電気的特性の優れた
抵抗体膜の製造方法を提供することを課題とする。
が均一で基板との密着強度が大きく電気的特性の優れた
抵抗体膜の製造方法を提供することを課題とする。
B.発明の構成 １） 課題を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明の抵抗体膜形成方法
は、ルテニウム（Ru）、またはイリジウム（Ir）の中か
ら選択した金属元素のメルカプチド化合物と、ケイ素
（Si）、ビスマス（Bi）、鉛（Pb）の中から選択した金
属元素の有機化合物とを主成分とする抵抗体膜形成用材
料を基板上に塗布、焼成することを特徴とする。
は、ルテニウム（Ru）、またはイリジウム（Ir）の中か
ら選択した金属元素のメルカプチド化合物と、ケイ素
（Si）、ビスマス（Bi）、鉛（Pb）の中から選択した金
属元素の有機化合物とを主成分とする抵抗体膜形成用材
料を基板上に塗布、焼成することを特徴とする。
２） 作用 本発明の抵抗体膜形成方法で使用する前記ルテニウム
（Ru）またはイリジウム（Ir）の中から選択した金属元
素のメルカプチド化合物は、白金族元素とイオウを配位
原子とする化合物である。このような化合物は安定であ
り、気中焼成（酸素雰囲気中で焼成）する際、熱による
分解速度はゆるやかであり、爆発的に燃焼して重量が急
減するようなことはない。したがって、前記メルカプチ
ド化合物および前記有機化合物を主成分とする抵抗体膜
形成用材料は、徐々に燃焼して、酸化ルテニウム（Ru
O2）または酸化イリジウム（IrO2）を均一に含有する抵
抗体膜となる。この抵抗体膜はサブミクロンのレベルで
均質であり、クラックやピンホールがなく、基板との密
着強度が大きい。
（Ru）またはイリジウム（Ir）の中から選択した金属元
素のメルカプチド化合物は、白金族元素とイオウを配位
原子とする化合物である。このような化合物は安定であ
り、気中焼成（酸素雰囲気中で焼成）する際、熱による
分解速度はゆるやかであり、爆発的に燃焼して重量が急
減するようなことはない。したがって、前記メルカプチ
ド化合物および前記有機化合物を主成分とする抵抗体膜
形成用材料は、徐々に燃焼して、酸化ルテニウム（Ru
O2）または酸化イリジウム（IrO2）を均一に含有する抵
抗体膜となる。この抵抗体膜はサブミクロンのレベルで
均質であり、クラックやピンホールがなく、基板との密
着強度が大きい。
３） 実施例 以下、図面を参照して本発明の抵抗体膜形成方法の実
施例を説明する。
施例を説明する。
［第１実施例］ 第１図において、アルミナ等のセラミック製の基板本
体1aとその表面に形成されたアンダーグレーズ層1bとか
ら構成された絶縁基板１の表面に、抵抗体膜形成用材料
をスクリーン印刷によりベタ印刷する。
体1aとその表面に形成されたアンダーグレーズ層1bとか
ら構成された絶縁基板１の表面に、抵抗体膜形成用材料
をスクリーン印刷によりベタ印刷する。
前記抵抗体膜形成用材料としては、下記の各金属有機
物材料を混合して使用する。
物材料を混合して使用する。
ルテニウムトリルメルカプチド［Ru（SC6H4C
H3）３］、 有機シリコンポリマ［SiO（C6H4CH3）２］２、 ビスマスBiまたは鉛Pbのオクチル酸塩［Bi（C7H15CO
O）３］または［Pb（C7H15COO）２］、 すなわち、上記各金属有機物を焼成後の原子数比が、
Ru:Si:Bi（またはPb）＝1:0.5:0.5となるような割合で
混合し、さらに、α−ターピネオール、ブチルカルビト
ールアセテート等の溶剤を使用して粘度を8000〜20000c
psに調整する。この混合物（抵抗体膜形成用材料）を10
0〜400メッシュのステンレススクリーンを用いて前記絶
縁基板１表面上に印刷塗布する。この印刷塗布された絶
縁基板１を120℃で乾燥してから、赤外線ベルト焼成炉
において800℃のピーク温度で10分間焼成して抵抗体膜
３を形成する。このようにして形成された抵抗体膜２
は、膜厚0.1〜0.5μｍであり、シート抵抗は膜厚0.2μ
ｍに換算して50Ω／口程度である。
H3）３］、 有機シリコンポリマ［SiO（C6H4CH3）２］２、 ビスマスBiまたは鉛Pbのオクチル酸塩［Bi（C7H15CO
O）３］または［Pb（C7H15COO）２］、 すなわち、上記各金属有機物を焼成後の原子数比が、
Ru:Si:Bi（またはPb）＝1:0.5:0.5となるような割合で
混合し、さらに、α−ターピネオール、ブチルカルビト
ールアセテート等の溶剤を使用して粘度を8000〜20000c
psに調整する。この混合物（抵抗体膜形成用材料）を10
0〜400メッシュのステンレススクリーンを用いて前記絶
縁基板１表面上に印刷塗布する。この印刷塗布された絶
縁基板１を120℃で乾燥してから、赤外線ベルト焼成炉
において800℃のピーク温度で10分間焼成して抵抗体膜
３を形成する。このようにして形成された抵抗体膜２
は、膜厚0.1〜0.5μｍであり、シート抵抗は膜厚0.2μ
ｍに換算して50Ω／口程度である。
なお第２図は、本実施例の前記混合物すなわち、抵抗
体膜形成用材料を焼成する際の重量減少を示すグラフで
あり、Ａは重量減少曲線、ＢはＡの微分曲線である。第
２図から分かるように、抵抗体膜形成用材料の重量は徐
々にゆるやかに減少しており、重量減少曲線Ａが垂直に
なるような重量減少（すなわち、爆発的な燃焼による急
激な重量減少）は生じていない。
体膜形成用材料を焼成する際の重量減少を示すグラフで
あり、Ａは重量減少曲線、ＢはＡの微分曲線である。第
２図から分かるように、抵抗体膜形成用材料の重量は徐
々にゆるやかに減少しており、重量減少曲線Ａが垂直に
なるような重量減少（すなわち、爆発的な燃焼による急
激な重量減少）は生じていない。
［第２実施例］ 前記第１実施例と同様の絶縁基板（図示せず）の表面
に、抵抗体膜形成用材料をスクリーン印刷によりベタ印
刷する。
に、抵抗体膜形成用材料をスクリーン印刷によりベタ印
刷する。
前記抵抗体膜形成用材料としては、下記の各金属有機
物材料を混合して使用する。
物材料を混合して使用する。
イリジウムオクチルメルカプチド［Ir（SC8H17）３］ ケイ素Siのオクチル酸塩［Si（C7H15COO）４］ ビスマスBiのオクチル酸塩［Bi（C7H15COO）３］ すなわち、上記各金属有機物を焼成後の原子数比が、
Ir:Si:Bi＝1:1:1となるような割合で混合し、さらに、
α−ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート等
の溶剤を使用して粘度を8000〜20000cpsに調整する。こ
の混合物を250〜400メッシュのステンレススクリーンを
用いて前記絶縁基板表面上に印刷塗布する。この印刷塗
布された絶縁基板を120℃で乾燥してから、赤外線ベル
ト焼成炉において800℃のピーク温度で10分間焼成して
抵抗体膜を形成する。このようにして形成された抵抗体
膜は、膜厚0.1〜0.3μｍであり、シート抵抗は膜厚0.2
μｍに換算して450Ω／口程度である。
Ir:Si:Bi＝1:1:1となるような割合で混合し、さらに、
α−ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート等
の溶剤を使用して粘度を8000〜20000cpsに調整する。こ
の混合物を250〜400メッシュのステンレススクリーンを
用いて前記絶縁基板表面上に印刷塗布する。この印刷塗
布された絶縁基板を120℃で乾燥してから、赤外線ベル
ト焼成炉において800℃のピーク温度で10分間焼成して
抵抗体膜を形成する。このようにして形成された抵抗体
膜は、膜厚0.1〜0.3μｍであり、シート抵抗は膜厚0.2
μｍに換算して450Ω／口程度である。
［参考例］ 前記第１実施例と同様の絶縁基板の表面に、抵抗体膜
形成用材料をスクリーン印刷によりベタ印刷する。
形成用材料をスクリーン印刷によりベタ印刷する。
前記抵抗体膜形成用材料としては、下記の各金属有機
物材料を混合して使用する。
物材料を混合して使用する。
ロジウムベンジルメルカプチド［Rh（SCH2C6H5）３］ ケイ素Siの有機ポリマー［SiO（C7H15O）２］２ 鉛Pbのオクチル酸塩［Pb（C7H15COO）２］ すなわち、上記各金属有機物を焼成後の原子数比が、
Rh:Si:Pb＝1:0.5:0.5となるような割合で混合し、さら
に、α−ターピネオール、ブチルカルビトールアセテー
ト等の溶剤を使用し、セルロース系の高分子を用いて粘
度を8000〜15000cpsに調整する。この混合物を325〜400
メッシュのステンレススクリーンを用いて前記絶縁基板
表面上に印刷塗布する。この印刷塗布された絶縁基板を
100℃で乾燥してから、赤外線ベルト焼成炉において800
℃のピーク温度で10分間焼成して抵抗体膜を形成する。
このようにして形成された抵抗体膜は、膜厚0.1〜0.2μ
ｍであり、シート抵抗は膜厚0.2μｍに換算して4500Ω
／口程度である。このロジウム（Rh）を用いて形成した
抵抗体膜も前記ルテニウム（Ru）またはイリジウム（I
r）を用いて形成した実施例１または２の抵抗体膜と同
様に良好な抵抗体膜が得られた。
Rh:Si:Pb＝1:0.5:0.5となるような割合で混合し、さら
に、α−ターピネオール、ブチルカルビトールアセテー
ト等の溶剤を使用し、セルロース系の高分子を用いて粘
度を8000〜15000cpsに調整する。この混合物を325〜400
メッシュのステンレススクリーンを用いて前記絶縁基板
表面上に印刷塗布する。この印刷塗布された絶縁基板を
100℃で乾燥してから、赤外線ベルト焼成炉において800
℃のピーク温度で10分間焼成して抵抗体膜を形成する。
このようにして形成された抵抗体膜は、膜厚0.1〜0.2μ
ｍであり、シート抵抗は膜厚0.2μｍに換算して4500Ω
／口程度である。このロジウム（Rh）を用いて形成した
抵抗体膜も前記ルテニウム（Ru）またはイリジウム（I
r）を用いて形成した実施例１または２の抵抗体膜と同
様に良好な抵抗体膜が得られた。
以上、本発明による抵抗体膜の形成方法の実施例を詳
述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱するこ
となく、種々の小設計変更を行うことが可能である。
述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱するこ
となく、種々の小設計変更を行うことが可能である。
例えば、抵抗体膜形成用材料としては実施例で示した
もの以外の材料も使用することが可能であり、使用する
材料に応じて、粘度、焼成温度、焼成時間等も変えるこ
とが可能である。また、抵抗体膜形成用材料を絶縁基板
表面に塗布する方法としては、スクリーン印刷法の代わ
りに、ディップ法、ロールコート法、スピンコート法等
を採用することも可能である。
もの以外の材料も使用することが可能であり、使用する
材料に応じて、粘度、焼成温度、焼成時間等も変えるこ
とが可能である。また、抵抗体膜形成用材料を絶縁基板
表面に塗布する方法としては、スクリーン印刷法の代わ
りに、ディップ法、ロールコート法、スピンコート法等
を採用することも可能である。
C.発明の効果 前述の本発明の抵抗体膜形成方法は、ルテニウム（R
u）またはイリジウム（Ir）の中から選択した金属元素
のメルカプチド化合物と、ケイ素（Si）、ビスマス（B
i）、鉛（Pb）の中から選択した金属元素の有機化合物
とを主成分とする抵抗体膜形成用材料を基板上に塗布、
焼成するので、焼成する際の抵抗体膜形成用材料の燃
焼、分解速度はゆるやかであり、爆発的に燃焼して重量
が急減するようなことはない。したがって、本発明の前
記抵抗体膜形成材料は、徐々に燃焼して、酸化ルテニウ
ム（RuO2）、または酸化イリジウム（IrO2）を均一に含
有する抵抗体膜となる。この抵抗体膜はサブミクロンの
レベルで均質であり、クラックやピンホールがなく、基
板との密着強度が大きい。したがって、本発明によって
形成される前記抵抗体膜は、抵抗値のばらつきが小さ
く、また、電界、電力に対する強度が大きく、電力印加
時の抵抗値変動が小さい。すなわち、本発明の抵抗体膜
の形成方法によれば、前記成膜特性および電気的特性の
優れた抵抗体膜を簡素な設備を使用して低コストで形成
することができる。
u）またはイリジウム（Ir）の中から選択した金属元素
のメルカプチド化合物と、ケイ素（Si）、ビスマス（B
i）、鉛（Pb）の中から選択した金属元素の有機化合物
とを主成分とする抵抗体膜形成用材料を基板上に塗布、
焼成するので、焼成する際の抵抗体膜形成用材料の燃
焼、分解速度はゆるやかであり、爆発的に燃焼して重量
が急減するようなことはない。したがって、本発明の前
記抵抗体膜形成材料は、徐々に燃焼して、酸化ルテニウ
ム（RuO2）、または酸化イリジウム（IrO2）を均一に含
有する抵抗体膜となる。この抵抗体膜はサブミクロンの
レベルで均質であり、クラックやピンホールがなく、基
板との密着強度が大きい。したがって、本発明によって
形成される前記抵抗体膜は、抵抗値のばらつきが小さ
く、また、電界、電力に対する強度が大きく、電力印加
時の抵抗値変動が小さい。すなわち、本発明の抵抗体膜
の形成方法によれば、前記成膜特性および電気的特性の
優れた抵抗体膜を簡素な設備を使用して低コストで形成
することができる。
第１図は本発明の抵抗体膜形成方法の第１実施例の説明
図、第２図は同実施例の作用説明図、である。
図、第２図は同実施例の作用説明図、である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−286402（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288301（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−27203（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01C 7/00,17/06 B41J 2/335
Claims (2)
- 【請求項１】ルテニウム（Ru）またはイリジウム（Ir）
の中から選択した金属元素のメルカプチド化合物と、ケ
イ素（Si）、ビスマス（Bi）、鉛（Pb）の中から選択し
た金属元素の有機化合物とを主成分とする抵抗体膜形成
用材料を基板上に塗布、焼成することを特徴とする抵抗
体膜形成方法。 - 【請求項２】前記メルカプチド化合物がアリール基また
はアルキル基を含むことを特徴とする請求項１記載の抵
抗体膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124871A JP2847894B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 抵抗体膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124871A JP2847894B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 抵抗体膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424902A JPH0424902A (ja) | 1992-01-28 |
| JP2847894B2 true JP2847894B2 (ja) | 1999-01-20 |
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ID=14896163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124871A Expired - Fee Related JP2847894B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 抵抗体膜形成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847894B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP2124871A patent/JP2847894B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0424902A (ja) | 1992-01-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |