JP2933135B2 - 抵抗体の製造方法及びサーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

抵抗体の製造方法及びサーマルヘッドの製造方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はハイブリッドICや各種電子装置に用いられる
抵抗体の製造方法及びサーマルヘッドの製造方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来、ハイブリッドICやサーマルヘッドなどの電子装
置に用いられる抵抗体の製造方法としては、厚膜抵抗ペ
ーストを基板上に塗布し、焼成して抵抗体を形成する厚
膜方式と、スパッタリング等を用いる薄膜方式が知られ
ている。
前者は例えば酸化ルテニウムとガラスフリットに粉末
混合物を、溶剤と樹脂を混合した有機ビヒクルに分散さ
せた厚膜抵抗ペーストを基板上にスクリーン印刷し、焼
成して抵抗体を形成するものである。
また最近、ルテニウムあるいはレニウムの金属有機物
を用いて、厚膜方式で薄膜抵抗体を得る方法も提案され
ている(特開昭62−292453号公報参照)。
後者は真空技術を応用するもので、例えばタンタル等
の難溶性金属の薄膜をスパッタリングにより基板上に蒸
着しホトリソ技術によりパターンを形成して薄膜抵抗体
を形成するものであり、一部のサーマルヘッドの抵抗体
として用いられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の厚膜抵抗ペーストを用いた厚膜方式で
は抵抗体の形成設備が安価で、生産性も高いが、形成さ
れる抵抗体の膜厚が10μm程度またはそれ以上と厚いこ
と、厚膜ペーストがガラスフリットと酸化ルテニウムの
粉末の不均一な混合物であることから、電界に対する強
度が弱い、即ち電圧を変えると抵抗値がある値以上で急
激に変化するという問題点がある。
さらに、形成される抵抗体の抵抗値制御がガラス粉末
と酸化ルテニウムの組成比だけでは困難であり、ガラス
粉末や酸化ルテニウムの粒径の違い、焼成温度によって
抵抗値にバラツキが大きく出てしまったり、組成比、平
均粒径を同じにしてもロットによって抵抗値が異なると
いう問題点がある。
またルテニウムあるいはレニウムの金属有機物を用い
た厚膜方式、薄膜抵抗体を得るものでは、ルテニウムあ
るいはレニウムと、ケイ素あるいはバリウムなどのアル
カリ土類金属の組み合わせで抵抗体を形成しており、こ
のような組み合わせの抵抗体では焼成後の膜に結晶体が
析出して均一の膜質のものが得られず、また耐電力、耐
電界強度が小さく、さらに抵抗値のバラツキが改善され
ない。
スパッタリングによる薄膜方式では均一な薄膜抵抗体
が得られるが、設備が高価でありまた生産性が低い上、
電力あるいは電界に対する強度が弱いという問題点があ
った。
従って、本発明の目的は前記のような従来の問題点を
解決するため、厚膜方式で均一かつ電気的諸特性のすぐ
れた薄膜抵抗体を得ることである。
またこのような抵抗体を使用したサーマルヘッドを提
供することである。
〔課題を解決するための手段および作用〕
前記目的を達成するため、本発明はレニウム(Re)の
有機配位子錯体とケイ素(Si)の有機配位子錯体を含
み、更に鉛(Pb)またはビスマス(Bi)から選ばれた少
なくとも1種の金属の有機配位子錯体を含む抵抗ペース
トを基板に塗布し、その後焼成して抵抗体を形成すると
ともに、前記抵抗ペーストの焼成後の抵抗体中に含まれ
る前記レニウム(Re)の原子数と他の金属(M)の原子
数の和の比(Re/M)が0.6〜2.0であることを特徴とする
抵抗体の製造方法を提供するものである。
また上記の抵抗体を使用して、サーマルヘッドを作成
するものである。
形成された抵抗体は各種の酸化レニウム(ReO2、Re
O3、Re2O7、Re2O、ReO、Re2O3、Re2O5など)およびパイ
ロクロア化合物(Pb2Re2O6、Bi2Re2O7など)などの導電
性酸化物と、他の金属成分の酸化物(SiO2、Bi2O3、PbO
など)である絶縁性酸化物を含んだ原子レベルで混合さ
れた均質な薄膜抵抗体である。即ち鉛、ビスマスの少な
くとも一方の存在によりレニウムやシリコンの結晶析出
を抑制することができるので均質なものとなる。絶縁性
酸化物は成膜、抵抗値調整、基板との密着に寄与する。
〔実施例〕
本発明の実施例を説明する。
(1) 実施例1 金属有機物として下記の2−エチルヘキサン酸錯体を
使用する。
Re;Re(OOCC7H15 Bi;Bi(OOCC7H15 Si;Si(OOCC7H15 Pb;Pb(OOCC7H15 上記金属有機物のうち、Re、Si、Biを金属元素の原子
数比がRe:Si:Bi=1:0.5:0.5になるような割合で混合
し、これを全体の70〜80wt%、有機溶剤としてα−テル
ピネオールを18〜28wt%、樹脂としてエチルセルロース
を2wt%の割合で混合し、粘度が5000〜30000cpsの混合
溶液に調整する。これを抵抗ペーストとして150〜400メ
ッシュのステンレススクリーンにより、アルミナ上にガ
ラスをコーティングしたグレーズドアルミナ基板上に印
刷塗布する。
その後120℃で乾燥後、赤外線ベルト焼成炉において8
00℃のピーク温度で10分間焼成して、基板上に抵抗体膜
を形成する。
形成された抵抗体の膜厚は0.1〜0.4μmであり、シー
ト抵抗は0.3μm厚さに換算して40Ω/□である。
上記実施例1では焼成後のReと他の金属(M)との原
子数比がRe/M=1について述べているが、本発明はこれ
に限らず、Re/M=0.6〜2.0であれば用いることが出来
る。いくつかの組成の抵抗体について表1に示す。
表1において、シート抵抗は膜厚を0.3μmと換算し
たものである。
なお、表1の試料Bは上記実施例1の抵抗体である。
また、上記実施例においては各金属有機物として2−
エチルヘキサン酸錯体を用いた例について説明したが、
本発明はこれに限られるものではなく、レニウムや他の
金属がカルボン酸類、メルカプタン類、β−ジケトン
類、イミダゾール類など安定な錯体を形成し、その金属
有機物が有機溶剤に溶解するものであれば、各種の金属
有機物を用いることができる。
さらに有機溶剤としてはα−テルピネオールの他、ブ
チルカルビトールアセテート等の溶剤を用いることが出
来ることは言うまでもない。そして、樹脂として、エチ
ルセルロース樹脂の如くセルロース系樹脂の他、アクリ
ル系の樹脂を用いることも出来る。
(2) 実施例2 前記実施例1で得られた表1のBの抵抗体をサーマル
ヘッドに使用した例について説明する。
第1図は本発明のサーマルヘッドの主要部構成図であ
って、第1図(a)は平面図、第1図(b)はX−Y線
に沿った断面図である。
第1図において、1は共通電極、2は対向電極、3は
抵抗体、4はアルミナ基板、5はアンダーグレーズ層、
6はオーバーグレーズ層である。
第1図において、アンダーグレーズ層5を形成したア
ルミナ基板4から成るグレーズドアルミナ基板上に、抵
抗体3が直接形成されている。この抵抗体3は実施例1
によって形成された抵抗体であり、各素子毎に分離され
ており抵抗体の端部上から共通電極1、対向電極2が形
成されている。
このサーマルヘッドは次のようにして作製される。
まず、前記実施例1で示した抵抗体膜を、グレーズド
アルミナ基板上に形成する。
次にレジスト塗布、露光、現像により、抵抗体膜のレ
ジストパターンを得る。続いて、フッ硝酸をエッチング
液として用い、抵抗体をエッチングして8〜24ドット/m
mの抵抗体パターンを得る。
次に、抵抗体上にノリタケ株式会社製の有機金ペース
トD27を全面印刷後、焼成して金膜を形成し、これにレ
ジスト塗布、露光、現像により共通電極1及び対向電極
2用導体のレジストパターンを得る。これにヨウ素−ヨ
ウ化カリウム〔I2、KI〕溶液をエッチング液として用
い、導体パターンを作製する。
さらに保護膜として田中マッセイ株式会社製のガラス
ペーストLS201を印刷した後、焼成してオーバーグレー
ズ層6(第1図(a)では図示省略)を形成してサーマ
ルヘッドを完成する。
このように作製した8ドット/mmのサーマルヘッドの
抵抗素子(サイズ105μm×150μm、膜厚0.2μm、抵
抗値95Ω)のSST(Step Stress Test)強度試験の結果
を第2図に示す。
SST強度試験は周知の如く電力量を変化させて抵抗変
化比を調べるものであり、この場合、1ms幅のパルスを1
0ms毎にパルスの高さを変えて、即ち電圧を変えること
によって電力量を変化させて抵抗変化比を調べるもので
ある。
第2図においてIは本発明の抵抗体、IIは従来の酸化
ルテニウム系厚膜抵抗体(サイズはIと同じで、膜厚15
μm、抵抗値120Ω)の試験結果を示す。第2図から明
らかな如く、本発明の抵抗体は電力変化に対する抵抗値
の変化が小さく、耐電力強度が大きいことがわかる。
また同じ抵抗素子に対する静電破壊テストの結果を第
3図に示す。このテストは高電圧(〜2000V)を非常に
短いパルス10nsecで抵抗体素子に印加することによる抵
抗値変化を測定して、抵抗体の耐電界強度を調べるもの
である。
第3図においてもIは本発明の抵抗体素子、IIは従来
の酸化ルテニウム系厚膜抵抗体素子の試験結果の測定値
を示す。第3図から明らかな如く、従来の厚膜抵抗体素
子の測定値Iでは1000Vまでに約50%の抵抗値の低下を
示すのに対し、本発明の抵抗体素子の測定値IIでは、少
なくとも1000Vまでの高電圧印加では抵抗値変化はな
く、静電気による破壊に強いことがわかる。
なお、これらの試験結果は、表1のBのものである
が、他の組成の抵抗体を用いた抵抗体素子についても同
様の結果を得た。
〔発明の効果〕
本発明では鉛またはビスマスの少なくとも一方の存在
により焼成時におけるレニウムやシリコンの結晶析出化
を抑制するので、その抵抗体は、従来のガラスフリット
を用いた厚膜抵抗体と同様の安価な設備で形成されるに
もかかわらず、均質で薄い膜として形成することができ
る。
また抵抗値の制御が各金属の組成比と焼成条件によっ
てほぼ決定でき、ロットによるバラツキなど他のパラメ
ータの影響を考慮する必要がない。
さらに従来の厚膜抵抗体に比べて電力量及び電界によ
る抵抗値変動が小さく信頼性の高い抵抗体を得ることが
できる。
このように厚膜抵抗体の長所と薄膜抵抗体の長所を併
せ持ち、耐電力強度も大きいので、これらの抵抗体を用
いて昇華型などの電力量の大きい感熱記録用サーマルヘ
ッドが得られる。
有機配位子錯体を使用して抵抗体を形成したので、抵
抗体膜が均質であるのみならず原子・分子レベルで焼結
成膜された非常に薄い膜厚の抵抗体を提供できるため
に、微細なエッチングが可能となり、所望の微細線など
の形状の高解像用の抵抗体素子を安価に形成することが
できる。
また、このように非常に薄い膜厚の抵抗体を用いた高
解像用の抵抗体素子を用いることにより、安価にサーマ
ルヘッドの画質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの主要部の
構成説明図、 第2図は本発明の抵抗体と従来例の抵抗体のSST強度試
験の結果図、 第3図は本発明の抵抗体と従来例の抵抗体の静電破壊テ
ストの結果図である。 1……共通電極、2……対向電極、 3……抵抗体、4……アルミナ基板、 5……アンダーグレーズ層、 6……オーバーグレーズ層。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レニウム(Re)の有機配位子錯体とケイ素
    (Si)の有機配位子錯体を含み、更に鉛(Pb)またはビ
    スマス(Bi)から選ばれた少なくとも1種の金属の有機
    配位子錯体を含む抵抗ペーストを基板に塗布し、その後
    焼成して抵抗体を形成するとともに、 前記抵抗ペーストの焼成後の抵抗体中に含まれる前記レ
    ニウム(Re)の原子数と他の金属(M)の原子数の和の
    比(Re/M)が0.6〜2.0であることを特徴とする抵抗体の
    製造方法。
  2. 【請求項2】抵抗体からなる複数の発熱体素子を含むサ
    ーマルヘッドの製造方法において、 前記抵抗体は、レニウム(Re)の有機配位子錯体とケイ
    素(Si)の有機配位子錯体を含み、更に鉛(Pb)または
    ビスマス(Bi)から選ばれた少なくとも1種の金属の有
    機配位子錯体を含む抵抗ペーストを基板に塗布し、その
    後焼成して抵抗体を形成するとともに、前記抵抗ペース
    トの焼成後の抵抗体中に含まれる前記レニウム(Re)の
    原子数と他の金属(M)の原子数の和の比(Re/M)が0.
    6〜2.0であることを特徴とするサーマルヘッドの製造方
    法。」
  3. 【請求項3】前記抵抗ペーストを500℃以上のピーク温
    度で焼成することを特徴とする請求項1記載の抵抗体の
    製造方法。
  4. 【請求項4】前記抵抗ペーストを500℃以上のピーク温
    度で焼成することを特徴とする請求項2記載のサーマル
    ヘッドの製造方法。
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