JPH03290266A

JPH03290266A - サーマルプリンタヘッド用導体回路の形成方法

Info

Publication number: JPH03290266A
Application number: JP2090288A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Oda; 正明小田
Original assignee: Vacuum Metallurgical Co Ltd
Current assignee: Vacuum Metallurgical Co Ltd
Priority date: 1990-04-06
Filing date: 1990-04-06
Publication date: 1991-12-19

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、サーマルプリンタヘッド用導体回路の形成方
法に関し、更に詳細には、金属超微粒子ペーストによる
サーマルプリンタヘッド用導体回路の形成方法に関する
ものである。

（従来の技術）サーマルプリンタヘッドの一般的な構造は、第２図に示
されているように、通常、表面に断熱のためのアンダー
コート層すが形成されたアルミナ基板ａ上に所定の間隔
をおいて貴金属による導体回路Ｃが形成され、この導体
回路Ｃと直交する方向にこの導体回路の上からＲｕ　Ｏ
２等の抵抗ペーストでスクリーン印刷焼成法により１０
０−３００μｍ幅の発熱体部ｄが形成され、更に、これ
らの回路を保護するためのオーバーコート層ｅがガラス
系ペーストにより形成された構造となっている。

なお、プリンタの解像度を上げるためには、導体回路お
よび抵抗回路の幅、厚さの双方を小さくすればよいこと
が分かっている。特に、導体回路の厚さを薄くすること
により、ヘッド表面の凹凸が小さくなり、プリンタの伝
熱特性すなわち高速性、および解像度等が著しく改善さ
れることが知られている。

ところで、サーマルプリンタヘッド用の上記導体回路の
形成方法としては、次の三つの方法が知られている。

第一の方法は、粒径が５μｍ程度の金等の貴金属粒子を
含む厚膜用ペーストを使用し、１００μｍ幅程度までの
導体回路を形成する場合にあっては、スクリーン印刷法
により、また１００μｍ幅以下の導体回路を形成する場
合にあっては、スクリーン印刷法により全面にわたる膜
形成を行った後、フォトプロセスを用いてパターンニン
グをして行う方法である。この方法による場合は、導体
回路の薄膜の厚は５〜１０μｍ程度となる。

第二の方法は、真空蒸着法、スパッタリング法等の真空
プロセスを用いて膜形成を行い、フォトプロセスにより
パターンニングを行って、導体回路を形成する方法であ
る。この方法では、導体回路の膜厚を、０．０１〜１．
０μｍ程度まで容易に制御できる。

第三の方法は、厚膜用ペーストでなく、金等の貴金属を
含む有機貴金属液を使用し、導体膜を形成し、フォトプ
ロセスを用いてパターンニングをし、導体回路を形成す
る方法である。この方法によれば、−回の導体回路形成
工程を経ることにより、膜厚が０．１μｍ程度となる。

（発明が解決しようとする課題）上記第一の方法においては、金属ペーストの金属粒子の
含有率は５０％以上であるが、その粒径が１μｍ以上で
あるので、形成された導体回路の膜厚が５〜１０μｍと
大きくなってしまい、１μｍ以下とすることがてきない
ため、導体回路幅および厚み等が小さくできず、従って
、プリンタの高解像度化が不可能である。

また、第二の方法においては、真空バッチ処理を必要と
するため、生産性に欠けるとういう問題がある。

更に、上記第三の方法においては、貴金属が金属有機物
中に原子状で存在するため、形成する金属薄膜の薄膜化
は容易であるが、金属成分の含有率は１５〜２０重量％
と低いため、導体として通常必要な０．２〜０．３μｍ
以上を達成するには、２〜３回の塗布、乾燥、焼成を繰
り返す必要があり、形成が面倒であり、生産性低下を招
くという問題がある。この方法においては、更に、使用
する金属有機物中に、シアン等の有害物質が含まれてい
ることが多く、焼成行程での安全、衛生」二問題がある
。

そこで、本発明は、上記３つの導体回路の形成方法の問
題に鑑み、容易な方法でより薄い導体回路を形成するこ
とのできるシーマルプリンタヘッド用導体回路の形成方
法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、有機溶剤中に粒径０．１μｍ以下の金属超微
粒子を均一に高分散させて形成した金属ペーストを使用
し、サーマルプリンタヘッド用の導体回路を形成するこ
とを特徴とするものである。

導体回路の形成法としては、スクリーン印刷法を用い、
そのパターンニングにフォトプロセスを併用すればよい
。また、形成された導体回路の幅は１〜１００μｍとす
ることが望ましい。

本発明の方法で用いる金属としては、金、銀、ニッケル
、インジウム、錫、亜鉛、チタン、銅、クロム、クンタ
ル、タングステン、パラジウム、白金、鉄、コバルト、
珪素、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム
等のうち、少なくとも１種の金属またはこれら金属の合
金が挙げられる。

また、本発明の方法で用いる有機溶媒としては、炭素数
５以上のアルコール類、例えばテレピネオール、シトロ
ネロール、ゲラニオール、ネロール、フェネチルアルコ
ールの１種以上を含有する溶媒、または有機エステル類
、例えば酢酸エチル、オレイン酸エチル、酢酸ブチル、
グリセリドの１種以上を含有する溶媒であればよ（、使
用する金属等によって適宜選択できる。なお、有機溶媒
中に必要に応じて適当な有機物を添加してもよい。

（作　用）本発明の導体回路の形成方法においては、上記従来の第
一の方法と基本的には同様に、上記金属ペーストを基板
上に塗布し、乾燥し、焼成することにより、導体回路を
形成することができる。、形成された導体回路の膜厚は
、１μｍ以下を達成できた。また、本方法によれば一回
の塗布、乾燥、焼成工程を経ることにより、形成された
金属簿膜の膜厚を、導体として必要な膜厚すなわち０．
３μｍ以上きすることができる。

（実施例）以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例
による金属薄膜の形成方法について説明する。

第１図は、本発明の実施例によるサーマルプリンタヘッ
ド用導体回路の形成方法に使用される金属ペーストを製
造するための金属ペースト製造装置の一例を示す概略図
である。

この金属ペースト製造装置は、互いに連通された蒸発室
１と回収室２とを備えている。上記蒸発室１には、該蒸
発室１内にヘリウムガスを導入するたｔのヘリウムガス
導入通路３が接続されており、このヘリウムガス導入通
路３には、該通路を開閉するバルブ４が設けられている
。また、回収室２には、該回収室２の上記蒸発室１との
連通部の近傍において、該回収室２内に有機溶媒蒸気を
導入するだめの有機溶媒蒸気導入通路５が接続されてお
り、この有機溶媒蒸気導入通路５には、該通路を開閉す
るバルブ６が設けられている。回収室２には更に、該回
収室２を真空にするための真空ポンプ（図示せず）に接
続された排気通路７が接続されており、この通路７にも
、該通路を開閉するためのバルブ８が設けられている。

上記蒸発室１内には、使用する金属９を収容するるつば
１０が配置されており、このるつぼ１０には、内部の金
属９を加熱するための高周波誘導加熱装置１１が設けら
れている。一方、上記回収室２内には、冷却板１２が配
置されており、この冷却板１２は、冷却剤循環油ｉｉ！
８１３によって循環させられている冷却剤によって常時
冷却されている。

以下、上で説明した金属ペースト製造装置を用いての金
属ペーストの製造を説明する。なお、この実施例におい
ては、金属として金を、有機溶媒蒸気としてα−テルピ
ネオール蒸気を用いた。

まず、バルブ４および６を閉じ、一方バルブ８を開き真
空ポンプを作動して排気し、蒸発室１および回収室２の
圧力を１Ｏ−６Ｔｏｒｒまで下げた。

次いで、バルブ４を開いてヘリウムガスを蒸発室ｌに導
入しながらバルブ８を介しての排気を続け、内部をヘリ
ウムガス圧Ｉ　　Ｔｏｒｒに保った。この後、バルブ６
を開いてα−テルピネオール蒸気１４を回収室２に導入
しながら、るっぽ１０内の金９を高周波誘導加熱装置１
１により加熱して全蒸気１５を発生させた。全蒸気１５
は、排気の流れに従って蒸発室１から回収室２へき移行
され、この流れの中で、全蒸気１５は凝縮して全超微粒
子となり、回収室２でα−テルピネオール蒸気１４と混
合されて、冷却剤１３によって低温に保たれた冷却板１
２上に、α−テルピネオールの薄い膜１６で覆われて安
定化した金ＭＡ微粒子１７となって沈積した。これを回
収して透過電子顕微鏡で観察したところ、金の超微粒子
は凝集やチェーン化しておらず、α−テルピネオール中
に孤立してよ（分散していた。これは、全超微粒子がα
−テルピネオール蒸気とよく混合されるたぬ、金粒子同
士が結合する前にα−テルピネオールで膜状に包まれて
しまうためと思われる。金粒子は、形状が球形でよくそ
ろっており、粒径は平均０．０１μｍであった。このよ
うにして得られた粒子に分散剤、結合剤を加えて混合し
、金属ペーストを作成した。

この金属ペーストにおける金の比率は、重量比で、４０
重爪％であった。

上記金属ペーストを用い導体回路を形成し、サーマルプ
リンタヘッドを作製した。

まず、アルミナ基板上に、ガラスペーストを使用し、ス
クリーン印刷、乾燥、焼成法（焼￥＆９３０℃、１５分
間）により、厚さ５μｍのアンダコート層を形成した。

この上に、上記金属ペーストをスクリーン印刷法により
塗布し、これを１２０℃で１０分間乾燥し、次いで８５
０℃で１５分間焼成し、膜厚０，５μｍの金導体膜を形
成した。

０この膜を、フォトプロセスによりパターンニングを行い
、幅２０μｍ１ギャップ２０μｍのファインパターン導
体回路を形成した。更に、この上から、上記導体回路と
直交する方向にＲｕ　０２抵抗体ペーストを使用し、ス
クリーン印刷、乾燥、焼成法（焼成９００℃、２０分間
）により、亨さ１０μｍ１幅６０μｍを有する発熱体部
を形成した。

最後に、これらの保護層として、ガラスペーストを使用
し、スクリーン印刷、乾燥、焼成法（焼成８３０℃、１
５分間）により、厚さ５μｍのメーバーコート層を形成
し、サーマルプリンタヘッドを作製した。−ンを形成し
た。金属ペーストの塗布厚は、約１２μｍであった。こ
れを、大気中で１２０℃に１５分間保って乾燥し、次い
で、マツフル炉を用い、ピーク温度８５０℃、保持時間
１０分の条件で焼成を行い、導体膜を形成した。

以上のように、金属超微粒子高分散ペーストを使用した
ため、スクリーン印刷、焼成法という簡便な方法で、厚
膜用ペースト使用では達成できない、狭ライン、狭ギャ
ップの導体回路が形成され、また導体回路の膜厚が小さ
いため、発熱体部表面の凹凸が最大的１μｍ程度に抑え
られた。また、導体回路の表面は、各焼成工程終了後も
平滑なままであり、その抵抗値は９０ｍΩ／口（０，５
μｍ）を示した。

（発明の効果）以上説明したように、本発明による方法では、貴金属粒
子を含むペーストを使用するため、工程は、厚膜用ペー
スト使用時と同様に、１００μｍ幅程度まではスクリー
ン印刷、それ以下は、フォトプロセスパターンニングと
の併用といった簡便なものを使用することができ、低コ
スト化が可能である。しかも、厚膜用ペーストとは異な
り、金属ペースト中に含まれている金属粒子の粒径が０
゜００２μｍ〜０．１μｍ以下で、個々の粒子が高分散
されているため、薄膜化に適したものである。

また、有機金属液のように金属５３２分が原子状で分散
しているものは、金属成分の含有率は、１５〜２０重量
％が限界であるが、本発明の方法で使用１２する金属ペーストは、粒子分散型であるため、金属成分
含有率が１〜６０重量％までの間で制御でき、従って、
含有率を変えたものを使用し、塗布厚を調整することに
より、形成膜厚を０．０１μｍ〜１μｍとすることがで
きる。更に、薄膜化が可能であることからフォトプロセ
スパターンユング法により、０．１μｍ幅程度までのフ
ァインパターン化も可能であり、サーマルプリンタヘッ
ドの高解像度化に対し最も適した方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法において金属ペーストを形成する
際に使用される金属ペースト製造装置の概略図、第２図は、サーマルプリンタヘッドの一般的な構造を示
す斜視図である。）３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機溶剤中に粒径０．１μｍ以下の金属超微粒子
を均一に高分散させて形成した金属ペーストを使用し、
サーマルプリンタヘッド用の導体回路を形成することを
特徴とするサーマルプリンタヘッド用導体回路の形成方
法。
（２）導体回路の形成法としてスクリーン印刷法を用い
、そのパターンニングにフォトプロセスを併用したこと
を特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタヘッド用
導体回路の形成方法。
（３）形成された導体回路の幅が１〜１００μｍである
ことを特徴とするサーマルプリンタヘッド用導体回路の
形成方法。