JPH0243379A - 絶縁ホーロ基板およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回路基板、サーマルヘッド用基板。

耐摩耗性基板として用いる絶縁ホーロ基板およびその製
造法に関する。

従来の技術 従来技術の説明としてサーマルヘッド用絶縁ホーロ基板
の製造法を例に挙げ詳述する。

溶融・冷却して作ったガラスフリットをボールミルでミ
ル引きして平均粒径が２〜３μｍの電着用スラリーを作
製し、このスラリーにホーロ用鋼板などの金属基板を浸
漬し、対極と金属基板間に直流電圧を印加してガラスフ
リット粒子を金属基板上に電着する。その後、基板を十
分に乾燥し、焼成してサーマルヘッド用絶縁ホーロ基板
を形成する。この方法で形成したサーマルヘッド用絶縁
ホーロ基板の表面粗度は、中心線平均粗さＲａで５　へ
−７ ０，０５〜０．０８μｍであり、従来のホーロ基板（Ｒ
ａｏ、１５〜０．３μｍ）に比べて、極めて平滑性に優
れている。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来例によるホーロ基板の平滑性では、基
板表面にサーマルヘッドの導電回路を形成したとき、抵
抗値のバラツキが大きくなるだめサーマルヘッド用基板
としては、満足なものではなかった。この解決方法とし
ては、スラリー中のガラス粒子の粒径を小さくしてホー
ロ表面の平滑性を向上させることが考えられるが、ホー
ロ層の膜厚を厚くすると、電着後、スラリー中から金属
基板を引き上げたとき、電着層が急激に乾燥して金属基
板から電着層が剥離する。このため、スラリー中のガラ
ス粒子の粒径の小さい場合は、膜厚の薄いものしか形成
することができなかった。この膜厚の薄い絶縁ホーロ基
板にサーマルヘッドを形成すると、抵抗値のバラツキは
確かに小さくなるが、逆に、熱効率が悪くなってし１う
。これはホーロの膜厚が薄いため、熱が蓄熱されにくく
、６　へ−７ 放熱しやすいからである。以上のように、従来技術で形
成された絶縁ホーロ基板をサーマルヘッド用基板に適用
しても、十分なサーマルヘッド特性を示さなかった。

本発明は、上記のような絶縁ホーロ基板の膜厚と表面性
の問題点を解決するものであり、膜厚が厚くしかも表面
粗度の小さい絶縁ホーロ基板およびこの絶縁ホーロ基板
を形成する製造法に関するものである。

課題を解決するだめの手段 上記従来の課題を解決するために本発明は、金属基板上
に第１のガラス粒子を電着したのち、ガラスの軟化点よ
り低い温度で熱処理もしくは乾燥を行ない、その後、さ
らに第２のガラス粒子を電着して、焼成を行って絶縁ホ
ーロ基板を形成するものであシ、特に、第１のガラス粒
子の平均粒径より第２のガラス粒子の平均粒径を小さく
することによって解決するものである。さらに、第１の
ガラス粒子の軟化点よりも第２のガラス粒子の軟化点を
低くするものである。

７へ−７ 作　　用 上述のように、ガラス粒子を電着被覆し、金属基板をガ
ラスの軟化点より低い温度で一度熱処理することによっ
て、ガラス粒子が半焼結された状態ですなわちガラス化
前のある程度ガラス粒子の粒子間結合した不完全な層で
あるため二度目の電着が可能となる。しかし、仮に軟化
点以上の温度で熱処理すると、ガラス化がおこるため完
全な絶縁層となってしまうため二度目の電着を行うこと
はできない。この現象を利用して、−度目の電着時のガ
ラスの粒径を大きくして膜厚を厚く電着し、二度目の電
着時のガラスの粒径を小さくして膜厚を薄く電着するこ
とにより、トータルとして膜厚の厚い、しかも、表面粗
度の小さい絶縁ホーロ基板を形成することが可能となる
。さらに二度目で使用するガラスの軟化点を、−度目で
使用するガラスの軟化点より低くすることによシ、焼成
するときの流れ性が良くなるのでさらに平面平滑性が良
くなる。

まだ、−度目の電着後、熱処理をせずに、乾燥だけ行な
うと、熱処理をしたものに比べ、ガラス同志の結合がな
いので、衝撃に弱く、基板エツジ部などで、剥離やクラ
ックが生じやすくなるが、取シ扱いを注意すれば、問題
なく二度目の電着がおこ々える。

実施節 以下本発明の実施例について説明する。

〈実施例１〉 金属基板を脱脂・水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・
水洗して前処理を行なった後、平均粒径が７μｍの第１
のガラス粒子からなるスラリー中に浸漬して、対極と金
属基板間に直流電圧を印加して第１表の組成の第１のガ
ラス粒子を金属基板上に１００μｍ電着しだ後、第１表
のガラスの軟化点を基準に７４０℃、７２０℃、７１０
℃。

７００℃、６００℃の各温度で熱処理し、さらに平均粒
径が０．７μｍの第２のガラス粒子からなるスラリーに
浸漬して、ガラス粒子を５０μｍ電着することが可能か
どうか試験した。まだ、７μｍのガラス粒子を１００μ
ｍ電着後、室温で十分に９１＼−ノ 乾燥し、熱処理せずに０．７μｍのガラスを５０μｍ電
着することができるか試験した。同様に、７μｍのガラ
ス粒子を１００μｍ電着し、スラリーから引き上げた後
、表面が乾燥しないうちに平均粒径が０．７μｍのスラ
リーに浸漬して、ガラス粒子を５０μｍ電着することが
できるか試験した。この時使用したガラスの組成と軟化
点を第１表に、結果を第２表に示す。

第　　　１　　　表 １０、＋ １１７、−７ 以上、第２表届３〜届７に示すようにガラスの軟化点よ
り低い温度で熱処理したものは、二回以上電着すること
が可能であるが、Ａ、　Ｉ　Ｈ＆、　２のように軟化点
以上のものは、電着層が完全にガラス化してしまうため
、絶縁層となり、二回以上電着することは不可能となる
。まだ、届６のように一度目の電着後、熱処理しないも
のでも二回目の電着は可能であるが、ガラス粒子と金属
基板が静電的に結合しているだけなので、衝撃に弱く、
また、二回目の電着時には、スラリーの分散媒が電着層
にしみ込んでくるため、電着層にクラックが生じやすく
なる。同様に漸５のように６ｏ○℃熱処理の場合も結合
が弱いのでクラックが生じやすくなる。また、Ｓ７のよ
うに、−回目の電着の後、表面が乾燥しないうちにスラ
リーに浸漬したものは、７％、　５　、　＆、　７のよ
うにクランクは生じなかったが、電着層表面に大きなタ
レやウネリを生じ、結果として表面粗度が届３〜塵６よ
り若干大きいものとなった。しだがって、作業性、クラ
ック、タレ。

ウネリの生じやすさなどから考えると、半焼結の状態に
ある軟化点に近い温度で熱処理するのが最も好ましいと
思われる。

一般的にガラスの粒径の小さいものほど表面粗度も小さ
くなるが、逆に、電着て形成できる膜厚は薄くなってく
る。このことを示している例が第２表の届８（比較例１
）であり、従来、平均粒径が０．７μｍのガラスでは、
６０１１ｍ以上の膜厚を形成することは不可能で、それ
以上の膜厚にすると電着層にクラックや剥離が生じるた
め、膜厚の厚い、しかも、表面性に優れた絶縁ホーロ基
板を形成することはできなかった。しかし、本発明の方
法を用いれば、上記の問題点を解決できることが実施例
１の結果より明らかである。

〈実施例２〉 第１図は本発明による絶縁ホーロ基板を用いたサーマル
ヘッドの断面図で、１は金属基板、２はニッケルメッキ
層、３ａ、３ｂはホーロ層、４は電極、５は発熱抵抗体
、６はオーバーコート層である。

まず、金属基板１を脱脂・水洗・酸洗・水洗・１３　ヘ
一／ ニッケルメッキ・水洗して前処理を行なった後、平均粒
径が７μｍの第１のガラス粒子からなるスラリー中に浸
漬して、対極と金属基板間に直流電圧を印加してガラス
粒子を金属基板上に電着し、ガラスの軟化点以下の温度
７０ｏ　’ｃで熱処理した。

次に平均粒径が２．０μｍの第１表組成の第２のガラス
粒子からなるスラリーに上記の基板を浸漬し、同様に電
着を行い、ガラスの作業温度９００℃で焼成を行って絶
縁ホーロ基板を形成した。このときの第一回目の電着で
形成した第１のホーロ層３ａの膜厚は１ｏｏｌｔｍ、二
回目の電着で形成した第２のホーロ層３ｂの膜厚は５ｏ
μｍである。

この絶縁ホーロ基板上に電極４９発熱抵抗体５゜オーバ
ーコー）　層６　全形成して、サーマルヘッドを形成し
た。

〈実施例３〉 実施例２と同様に、−回目の電着では平均粒径が７μｍ
の第１のガラス粒子からなるスラリーを用い、二回目の
電着の時には平均粒径が０．７μｍの第２のガラス粒子
からなるスラリーを用いて絶１４ベーノ 縁ホーロ基板を形成し、さらにその上にサーマルヘッド
の導電回路を形成した。どのときのホーロ層の膜厚は、
−回目１００μｍ、二回目５０μｍである。

〈比較例２〉 平均粒径が０．７μｍのスラリーに前処理を行った金属
基材を浸漬して電着し、作業温度で焼成して絶縁ホーロ
層を形成した。このときは実施例２゜３のように、−度
熱処理して二回電着するのではなく、−回だけ電着を行
い、熱処理なしに焼成したものである。このとき形成し
たホーロ層の膜厚は５０μｍで、それ以上の膜厚にしよ
うとすると、電着で被覆したガラス層にひび割れや剥離
が生じるため、実施例１，２と同じ膜厚の絶縁ホーロ基
板は形成できなかった。実施例１，２と同様にこの基板
上にもサーマルヘッドの導電回路を形成した。

〈比較例３〉 比較例１と同様に平均粒径が３μｍのスラリを用いて一
度だけの電着て１５０μｍの膜厚の絶１５　・、−７ 縁ホーロ基板を形成し、さらにその上にサーマルヘッド
の導電回路を形成した。

以上の実施例２〜３．比較例２．比較例３について、絶
縁ホーロ層の中心線表面粗度Ｒａと、サーマルヘッドの
発熱抵抗体の抵抗値バラツキを測定した。この結果を第
３表に示す。

第　　　３　　　表 以上のように、本発明の方法を用いて絶縁ホーロ基板を
形成したものは、表面粗度が小さく、さらにサーマルヘ
ッド用基板として用いても従来のものより抵抗値のバラ
ツキの少ないことがわかる。

しかも、比較例２のようにガラスの粒度の小さいものは
、膜厚を厚くすると電着層に亀裂や、剥離が生じるだめ
、膜厚の厚い絶縁ホーロ基板を形成することは不可能で
あったが、本発明の方法を用いることにより、膜厚の厚
い絶縁ホーロ基板の形成が可能となシ、結果として熱効
率や抵抗値バラツキの優れたサーマルヘッドを形成する
ことができる。

〈実施例４〉 平均粒径が７μｍの第１表に示す組成の第１のガラス粒
子からなるスラリーに前処理を行った金属基材を浸漬し
て第１のガラス粒子を１００μｍ電着し、その後、７１
０℃で熱処理し、さらに、平均粒径が０．７μｍで、第
４表Ａの組成からなる第２のガラス粒子のスラリーに浸
漬してガラス粒子を５０．ｕｍ電着し、乾燥の後、第４
表Ａのガラスの作業温度で焼成して絶縁ホーロ基板を形
成した。

〈実施例５〉 実施例４と同様に、平均粒径が７μｍの第１表組成の第
１のガラス粒子を１００μｍ電着して、７１０　’Ｃで
熱処理した後、平均粒径が０．７μｍで、第４表Ｂの組
成からなる第２のガラス粒子のスラ１７　へ−／ リーに浸漬してガラス粒子を５０μｍ電着し、乾燥の後
、第４表Ｂのガラスの作業温度で焼成して絶縁ホーロ基
板を形成した。

〈比較例４〉 実施例４と同様に、平均粒径が７μｍの第１表組成のガ
ラスを１００μｍ電着して、７１０”Ｃで熱処理した後
、平均粒径が０．７μｍで、第４表Ｃの組成からなるガ
ラスのスラリーに浸漬してガラス粒子を５０μｍ電着し
、乾燥の後、第１表のガラスの作業温度で焼成して絶縁
ホーロ基板を形成した。

１８　ベージ 第 表 （重量％） 以上の実施例４〜５．比較例４の絶縁ホーロ基板上に電
極・発熱抵抗体・オーバーコート層からなるサーマルヘ
ッドの導電回路を形成し、発熱抵抗体の抵抗値バラツキ
絶縁ホーロ層の中心線平均１９へ−７ 粗さＲａを測定した。この結果を第５表に示す。

第　　　５　　　表 以上のように、二度目に電着するときのガラスの軟化点
を一回目に電着するときのガラスの軟化へ（７２ｏ℃）
より低くしだものは、表面粗さ。

抵抗値バラツキが小さく、優れている。

絶縁ホーロ基板として、絶縁性を問われないものは、−
回目の電着時から第４表Ａ、　Ｂのよう々アルカリ金属
を含有するガラスを用いてもかまわないが、絶縁性２表
面性を問われる場合は、−回目にアルカリ金属を含有し
ない第１表、第４表Ｃのようなガラスを用い、二回目に
低軟化点の流れ性の良い第４表へ、Ｂのようなガラスで
、しかも、ガラスの平均粒径が小さいガラスを用いる必
要がある。

以上詳述の如く、サーマルヘッド用基板のような表面性
、絶縁性、熱効率等を問われるような基板には、−回目
の電着で、平均粒径の比較的大きい、しかも、アルカリ
金属を含まない絶縁性の高いガラスを用い、二回目の電
着では、平均粒径の小さいガラスを用いる必要がある。

特に、極めて表面性を問われるものには、アルカリ金属
等を含有した低軟化点の流れ性の良い、しかも、平均粒
径の小さいガラスを二回目の電着で用いると、極めて抵
抗値バラツキの少ないサーマルベラドラ形成することが
可能となる。

本発明においては、二回電着して絶縁ホーロ基板を形成
する方法についてのみ述べだが、必要に応じては、二回
以上の多数回電着が可能であり３層構成の面状発熱体の
形成方法には、本発明の方法を用いることが可能である
。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、金属２１　／
＼−ノ 基板に第１のガラス粒子を電着し、この後で、第１のガ
ラス粒子よりも粒子径の小さな第２のガラス粒子を電着
し、乾燥・焼成して絶縁ホーロ層を形成することによシ
、絶縁ホーロ層を厚くするものにおいても平面平滑性を
向上できる。

また、第１のガラス粒子を電着した後に、乾燥して、こ
の後に第２のガラス粒子を電着することにより、ホーロ
表面のうねりを小さくできる。

また、第１のガラス粒子を電着した後に、第１のガラス
粒子の軟化点よりも低い温度で熱処理することにより、
第２のガラス粒子の電着時のクラックや剥離の発生を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

１図は本発明の絶縁ホーロ基板を使用したサーマルヘッ
ドの断面構成図である。 １・・・・・・金属基材、２・・・・・・電解ニッケル
メッキ層、３ａ・・・・・・第１の絶縁ホーロ層、３ｂ
・・・・・・第２の絶縁ホーロ層、４・・・・・・電極
、６・・・・・・発熱抵抗体、６・・・・・・オーバー
コート層。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名ｆ−
−−金九薯腋 ３α−１１−１の社滅爪−Ｕ層 ３ｂ−一一寥２の奪色來艮、爪−口ｉ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基板上に設けた第１のガラス粒子からなる第
   １の絶縁ホーロ層と、前記第１の絶縁ホーロ層の上に、
   連続して設けた前記第１のガラス粒子よりも粒子径の小
   さな第２のガラス粒子からなる第２の絶縁ホーロ層とを
   有する絶縁ホーロ基板。
2. （２）第１のガラス粒子と第２のガラス粒子を構成する
   ガラスが同一の組成からなる特許請求の範囲第１項記載
   の絶縁ホーロ基板。
3. （３）第１のガラス粒子と第２のガラス粒子を構成する
   ガラスが異なる組成からなる特許請求の範囲第１項記載
   の絶縁ホーロ基板。
4. （４）第１のガラス粒子と第２のガラス粒子を構成する
   ガラスが異なる組成からなり、第２のガラス粒子を構成
   するガラスの軟化点が第１のガラス粒子を構成するガラ
   スの軟化点よりも低いことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の絶縁ホーロ基板。
5. （５）第１のガラス粒子を分散させた第１のスラリー中
   に金属基板を入れ、この金属基板上に第１のガラス粒子
   を少なくとも一回以上電着し、前記第１のガラス粒子よ
   りも粒子径の小さな第２のガラス粒子を分散させた第２
   のスラリー中に前記金属基板を入れ、第１のガラス粒子
   の電着層上に第２のガラス粒子を少なくとも一回以上電
   着し、乾燥、焼成して絶縁ホーロ層を金属基板に形成す
   る絶縁ホーロ基板の製造法。
6. （６）第１のガラス粒子を分散させた第１のスラリー中
   に金属基板を入れ、この金属基板上に第１のガラス粒子
   を少なくとも一回以上電着して乾燥する工程と、前記第
   １のガラス粒子よりも粒子径の小さな第２のガラス粒子
   を分散させた第２のスラリー中に前記金属基板を入れ、
   第１のガラス粒子からなるガラス層上に第２のガラス粒
   子を少なくとも一回以上電着する工程を有し、上記二つ
   の工程をそれぞれ少なくとも一回以上経た後、乾燥、焼
   成して絶縁ホーロ層を金属基板に形成する絶縁ホーロ基
   板の製造法。
7. （７）第１のガラス粒子を分散させた第１のスラリー中
   に金属基板を入れ、この金属基板上に第１のガラス粒子
   を少なくとも一回以上電着し、その後、第１のガラス粒
   子の軟化点より低い温度で熱処理する工程と、前記第１
   のガラス粒子よりも粒子径の小さな第２のガラス粒子を
   分散させた第２のスラリー中に前記金属基板を入れ、第
   １のガラス粒子からなるガラス層上に第２のガラス粒子
   を少なくとも一回以上電着する工程を有し、上記二つの
   工程をそれぞれ少なくとも一回以上経た後、乾燥、焼成
   して絶縁ホーロ層を金属基板に形成する絶縁ホーロ基板
   の製造法。
8. （８）第１のスラリーと第２のスラリーを構成するガラ
   ス粒子が同一の組成からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項、第６項、第７項のいずれかに記載の絶縁
   ホーロ基板の製造法。
9. （９）第１のスラリーと第２のスラリーを構成するガラ
   ス粒子が異なる組成からなり、第２のガラス粒子よりも
   第１のガラス粒子の方がガラスの軟化点が高いことを特
   徴とする特許請求の範囲第５項、第６項、第７項のいず
   れかに記載の絶縁ホーロ基板の製造法。