JPH04162601A

JPH04162601A - 抵抗体薄膜とその製造方法およびその抵抗体薄膜を用いたサーマルヘッド

Info

Publication number: JPH04162601A
Application number: JP2287287A
Authority: JP
Inventors: Kumiko Baba; 馬場　久美子; Kazuo Baba; 馬場　和夫; Koichi Haga; 浩一羽賀
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-08

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、ハイブリッドＩＣ，サーマルヘッド。

その他の各種電子部品に用いられる抵抗体薄膜とその製
造方法、およびその抵抗体薄膜を用いたサーマルヘッド
に関する。

〔従来の技術〕

ハイブリッドＩＣや各種電子部品に用いられる抵抗体薄
膜の製造方法には、スパッタリング等の真空蒸着技術に
よる。所謂薄膜方式と、材料ペーストを塗布、焼成して
薄層を得る厚膜方式とが知られている。

上記抵抗体薄膜の製造方法の一つである上記の所謂薄膜
方式は、基板上に抵抗体材料をスパッタリング、蒸着等
の成膜技術によって形成し、これを所望の形状にフォト
エツチングするという技術を主体とするものであるため
、製造設備が大規模なものとなり、製造工程数も多い。

一方、厚膜方式は、抵抗体材料のペーストを、予め所望
のパターンに形成されたスクリーン版を用いて印刷し、
これを焼成するすることによって薄膜を得る技術である
ため、製造設備と製造工程は上記の所謂薄膜方式に比較
して簡単である。

ファクシミリやプリンターなどの記録手段として広く採
用されている感熱記録装置に用いられるサーマルヘッド
は、その構成要素である電極層。

発熱抵抗層などを、上記の所謂薄膜方式や厚膜方式で形
成しているが、特に、印字ドツト形状を左右する発熱抵
抗体は均一な膜層とする必要があるために所謂薄膜方式
を採用するのが望ましいが、所謂薄膜方式は上記したよ
うに製造設備が大規模で、その工程数が多いことから、
厚膜方式で製造することが多い。

そのため、厚膜方式によって均一な発熱抵抗体を形成す
るため、例えば特公昭５７−１８５０６号公報や特公昭
５９−２２６７５号公報に開示されたように、厚膜方式
にフォトエツチング等の薄膜成形技術を採り入れた厚膜
−薄膜混成方式を採用したものもある。

［発明が解決しようとする課題］上記従来の技術における厚膜−薄膜混成方式では、材料
ペーストの塗布、焼成によって発熱抵抗体を形成する厚
膜方式で成層した該発熱抵抗層は、必ずしも均質なもの
でないため、また材料ペースト中の粉体の粒径にロフト
間でばらつきがあることから、フォトエツチング処理で
微細な形状を正確に得ることが難しいという問題がある
。

また、このことは、上記発熱抵抗体の形成に限らず、ハ
イブリッドＩＣ等の電子部品の抵抗体薄膜の形成におい
ても同様である。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、厚膜
方式によって均質な抵抗体薄膜を得ること、またこの抵
抗体薄膜を発熱抵抗体としたサーマルヘッドを提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明は、抵抗体薄膜が、インジウム（Ｉｎ）、ｇ（Ｓｎ）、およ
び鉛（Ｐｂ）の各酸化物を含有し、錫の原子数比が１〜
１５％、鉛の原子数比が０．５〜ｌＯ％であることを特
徴とする。

また、この抵抗体薄膜を製造する方法が、絶縁基板上に
、インジウム、錫、および鉛の各有機配位子錯体の混合
溶液を塗布し、酸素雰囲気中、５５０℃以上で焼成する、ことを特徴と
する。

さらに、サーマルヘッドを、インジウム、錫。

および鉛の各有機配位子錯体の混合溶液の塗布。

焼成により生じる抵抗体薄膜で発熱抵抗体を構成したこ
とを特徴とする。

［作用］インジウム、錫、鉛という比較的安価な材料を用いて均
質で薄く、また可視光を透過するエツチング可能な抵抗
体薄膜が形成される。

また、抵抗体の抵抗値の制御が、導電性酸化物であるＩ
ｎ、Ｏ，と、絶縁性酸化物であるＳｎＯ２とＰｂ０ｇの
混合比、すなわち各金属の組成比によってほぼ決定でき
るため、従来の厚膜抵抗体に見られた材料の粒径なと、
ロフトの違いに起因するばらつき等の他のパラメータを
考慮する必要がない。

さらに、インジウム、錫、鉛の有機配位錯体を含有する
ペーストを用いることにより、これらの各金属酸化物の
原子レベルでの混合が実現し、サーマルヘッドに適用し
た場合に、形成される発熱抵抗体膜の均質化が図られる
。

そして、抵抗体薄膜が均質であるために、一般の強酸に
よるエツチングが可能となり、所望の微細線形状などの
抵抗体を形成できる。

さらにまた、鉛の存在によって、抵抗体薄膜と基板との
間の密着性が向上する。

［実施例コ以下、本発明の実施例の実施例につき、図面を参照して
詳細に説明する。

まず、インジウム、錫、および鉛の各酸化物を含有し、
錫の原子数比が１〜１５％、鉛の原子数比が０．５〜ｌ
Ｏ％とした抵抗体薄膜とその製造方法の実施例を説明す
る。

第１図は本発明による抵抗体薄膜の製造工程の一実施例
の説明図である。

同図において、工程１は抵抗体ペースト調製工程であり
、成膜材料である金属有機物溶液として、例えば、エン
ゲルハード社製のメタルレジネート（商品名）の下記の
番号のものを使用する。

１ｎ：Ａ−２３０７（Ｉｎを１１．６ｗｔ％含有）Ｓｎ：＃１１ＢＢ（Ｓｎを３，１ｗｔ％含有）Ｐｂ：＃２０７−Ａ（ｐｂを２７．８ｗｔ％含有）上記の溶液をを印刷、乾燥し、焼成した後の原子数比が
所定の値、例えばＴｎ：Ｓｎ：Ｐｂ＝９４：５：１とな
るような割合で混合し、有機溶剤として、例えばα−チ
ルビオネール、樹脂エチルセルロースを使用し、粘度を
８０００〜２００００ｃｐｓに調整してペーストを得る
。

このペーストを、１５０〜４００メツシユのステンレス
スクリーンを用いて所定の絶縁基板上にスクリーン印刷
する（工程２）。

このスクリーン印刷は、所要の形状に形成されたステン
レススクリーンにより、例えばハイブリッドＩＣの抵抗
体やサーマルヘッドの発熱抵抗体の形状に基板上にペー
ストを塗布するものである。

次に、スクリーン印刷したペーストを、約１２０℃で乾
燥しく工程３）、赤外線ベルト焼成炉などを用い、５５
０℃以上で１０分間焼成する（工程４）。

これにより、基板上に膜厚が０．１〜０．４μｍの抵抗
体薄膜を得る。

この抵抗体薄膜のシート抵抗は、０．３５〜１゜２にΩ
／口である。

第２図は抵抗体薄膜の焼成温度とＳｎ含有率に対するシ
ート抵抗変化の説明図であり、縦軸はシート抵抗（ｋΩ
／口）、横軸はＳｎ／（Ｓｎ＋Ｉｎ十Ｐｂ）％で、Ｐｂ
＝１ａｔｍ％における（Ｉ）は焼成温度７００℃、（Ｉ
Ｉ）は同じく５５０″Ｃの時のシート抵抗の変化を示す
。

また、第３図は抵抗体１膜のＰｂおよびＳｎ含有率に対
するシート抵抗の依存度の説明図であり、縦軸はシート
抵抗（ｋΩ／口）、横軸はＳｎ／（Ｓｎ＋Ｉｎ＋Ｐｂ）
％で、（１）（ｎ）Ｃｍ）はそれぞれＰｂが０．５％、
１％、１０％の時のＳｎの含有率に対するシート抵抗の
変化を示す。

上記実施例では、焼成後の原子数比が、Ｉｎ：Ｓｂ：Ｐ
ｂ＝９４：５：１となる場合、すなわちＩｎ、Ｓｎ、Ｐ
ｂの合計とＳｎとの原子数比（Ｓｎ／　（Ｉｎ＋Ｓｎ＋
Ｐｂ））が５％、またＩｎ。

Ｓｎ、Ｐｂの合計とｐｂとの原子数比（Ｐｂ／（Ｉｎ＋
Ｓｎ＋Ｐｂ））が１％のものについて説明した。

しかし、本発明はこれに限るものではなく、Ｉｎ、Ｓｎ
、Ｐｂの合計とＳｎの原子数比が、（Ｓｎ／　（Ｉ　ｎ
＋５ｎ））　＝１〜２５ａｔｇａ％、またＩｎとＳｎの
合計とＰｂとの原子数比が（Ｐ　ｂ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｐ
ｂ））＝０．５〜１０ａｔｍ％であれば、良好な成膜状
態の抵抗体薄膜を得ることができる。

なお、上記実施例の説明において、乾燥させたペースト
の焼成条件を、５５０℃以上のピーク温度で行うのは、
５５０℃以下では薄膜の形成が困難であることによる。

第４図は抵抗体薄膜の材料ペーストの焼成温度対重量変
化率の分析結果の説明図であって、横軸は焼成温度、縦
軸は重量変化率である。

同図において、矢印Ａで示した焼成温度２００℃までの
重量の減少は、溶剤が揮発したことによるものである。

また、矢印Ｂで示した３００℃〜５００℃での重量減少
は、有機配位子が金属から分離離脱して燃焼したことに
よるものと考えられる。

そして、５００℃〜５５０℃における緩やかな重量の減
少は、分解した炭素残留分の燃焼によるものである。

そして、５５０℃以上では、有機成分は完全に除去され
、各金属元素が完全に酸化物となり、抵抗体膜薄膜が形
成されると考えられる（矢印Ｃ）。

また、上記の実施例では、各金属有機物溶液として、エ
ンゲルハード社のメタルレジネートを用いたが、本発明
はこれに限らず、Ｉｎや他の金属がカルボン酸やイミダ
ゾール、β−ジケトン、メルカプタン類、等の有機物と
安定な錯体を形成し、その金属有機物が有機溶剤に溶け
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。

例えば、Ｉｎとして　　Ｉ　ｎ　（ＯＣＯＣ７Ｈｌｓ）　３Ｓｎ
として　　Ｓ　ｎ　（ＯＣＯＣ７Ｈ＋　ｓ　）　ａＰｂ
として　　Ｐ　ｂ　（ＯＣＯＣ？　Ｈ＋ｓ）　ｚなどを
挙げることができる。

なお、Ｐｂの金属有機物に代えてビスマス（Ｂｉ）の金
属有機物を用いることもできる。

さらに、上記実施例では、材料ペーストの塗布法として
スクリーン印刷を用いた例を説明したが、本発明はこれ
に限らず、厚膜形成に用いられる塗布法１例えばスピン
コード法、ロールコート法あるいはデイツプコート法な
どの既知の塗布法で材料ペーストを絶縁基板上に全面塗
布、乾燥し、これを焼成後にエツチング処理して所望の
形状の抵抗体薄膜を形成してもよい。

次に、上記実施例で説明した本発明による抵抗体薄膜を
発熱抵抗体として用いたサーマルヘッドの実施例につい
て説明する。

第５図は本発明によるサーマルヘッドの一実施例の説明
図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｙ
線に沿った断面図である。

同図において、１はアルミナ等の絶縁基板、２はガラス
系材料からなるアンダーグレーズ層（蓄熱層）、３は共
通電極、４は対向電極（個別電極）、５は発熱抵抗体素
子、６はガラス系材料からなるオーバーグレーズ層（保
護膜）である。

このサーマルヘッドは、アンダーグレーズ層２を被覆し
た絶縁基板１　（グレーズドアルミナ基板）上に、発熱
抵抗体素子５がドツト単位で個別に直接形成され、該発
熱抵抗体素子５の両端部にそれぞれ接続した共通電極３
と対向電極４がグレーズドアルミナ基板上に形成されて
いる。

この形式のサーマルヘッドは、共通電極３と対向電極４
とに橋絡する発熱抵抗体素子５とからなる多数の発熱部
を持ち、文字９図形等のデータに従って対向電極４を選
択して選択された発熱抵抗体素子５に電流を供給し、発
熱抵抗体素子５がその発生するジュール熱で加熱される
ことを利用して、感熱記録媒体に文字５図形等を印字す
るものである。

発熱抵抗体素子５を形成する抵抗体薄膜は、前記第１図
で説明した方法により絶縁基板上に形成される。

第６図は本発明によるサーマルヘッドの製造方法の一実
施例の説明図である。

以下、（ａ）〜（ｈ）の工程順に従って説明する。

先ず、抵抗体材料のペーストを、アンダーグレーズ層２
を被覆した絶縁基板１（グレーズドアルミナ基板）上に
スクリーン印刷し、乾燥、焼成して抵抗体薄膜５０を形
成する（ａ）。

抵抗体薄膜５０の上に、フォトレジスト７ｏを塗布し、
乾燥して、発熱抵抗体素子のパターンをもつフォトマス
ク８を介して光線９で露光し、露光された部分のフォト
レジストを硬化させる（ｂ）。

露光したフォトレジスト７０を現像し、硬化した発熱抵
抗体素子形成部分のフォトレジスト７を残して、未露光
フォトレジストを除去し、不要部分の抵抗体薄膜を露出
する（ｃ）。

続いて、例えば８％のＨＣＩ、あるいはＨＣｆＦｅＣＩ
２ｓの水溶液をエツチング液として、露出した部分の抵
抗体薄膜５０をエツチングし、その後フォトレジストを
除去して所望の発熱抵抗体素子５（例えば、６〜１６ド
ツ）　／　ｍ　ｍ　）を形成する（ｄ）。

形成した発熱抵抗体素子５の上を覆って、金属有機物ペ
ースト、例えばノリタケ株式会社製の有機金ペース）Ｄ
２７　（商品名）を全面印刷し、これをピーク温度８０
０℃で焼成して金膜１００を形成する（ｅ）。

形成した金膜１００の上にフォトレジスト７０を塗布し
、電極のパターンをもつフォトマスク８０を介して光線
９で露光して、電極部分のフォトレジストを硬化させる
（ｆ）。

露光したフォトレジストを現像して、未露光部分を除去
し、発熱抵抗体素子５の部分を露出させる（ｇ）。

これをエツチング液（例えば、ヨウ素ヨウ化カリウムの
水溶液）を用いてエツチング処理し、その後フォトレジ
スト７を除去して共通電極３と対向電極４を得る（ｈ）
。

最後に、共通電極３．対向電極４および発熱抵抗体素子
５の全面を覆ってガラス系材料、例えば田中マソセイ株
式会社製のガラスペース）ＬＳ２０１（商品名）を印刷
し、焼成して、保護膜であるオーバグレーズ層６を形成
する（ｉ）。

これにより、前記第５図に示したようなサーマルヘッド
が得られる。

なお、本発明は上記の形式のサーマルヘッド（個別対向
型）に限らず、発熱抵抗体がサーマルヘッドの主走査方
向に連続して形成された形式、あるいは、共通電極と個
別電極とが櫛の歯型に交互に配置された交互リード型サ
ーマルヘッド、その他の各種サーマルヘッドの発熱抵抗
体に適用できるものである。

また、サーマルヘッドに限らず、前記したように、各種
の電子部品の抵抗体薄膜に適用できるものである。

［発明の効果］以上、詳細に説明したように、本発明によれば、抵抗体
薄膜の抵抗値の制御が、導電性酸化物であるＩｎ２Ｏ，
と、絶縁性酸化物であるＳｎＯ□とＰｂ０ｚの混合比、
すなわち各金属の組成比によってほぼ決定できるため、
従来の厚膜抵抗体に見られた材料の粒径の相違など、ロ
フトの違いに起因するばらつき等の他のパラメータを考
慮する必要がなく均質な抵抗体薄膜を得ることができる
。

さらに、インジウム、錫、鉛の有機配位錯体を含有する
ペーストを用いることにより、これらの各金属酸化物の
原子レベルでの均一な混合が実現され、サーマルヘッド
に適用した場合に、形成される発熱抵抗体膜の均質化が
達成できる。

そして、抵抗体薄膜が均質であるために、塩酸や硝酸な
どの一般な強酸によるエツチングが可能となり、所望の
微細形状の抵抗体素子を形成できる。

さらにまた、鉛の存在によって、抵抗体薄膜と基板との
間の密着性が向上し、従来のガラス系材料（ガラスフリ
ント）を用いた厚膜抵抗体薄膜と同様に、簡単な製造設
備で均質な抵抗体薄膜を得ることが可能であり、大面積
の基板やガラス基板上に均質な抵抗体薄膜を成膜するこ
とができる、など、前記従来技術の欠点を除いて優れた
品質の抵抗体薄膜、および優れた機能のサーマルヘッド
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による抵抗体薄膜の製造工程の一実施例
の説明図、第２図は抵抗体薄膜の焼成温度とＳｎ含有率
に対するシート抵抗変化の説明図、第３図は抵抗体薄膜
のＰｂおよびＳｎ含有率に対するシート抵抗の依存度の
説明図、第４図は抵抗体薄膜の材料ペーストの焼成温度
対重量変化率の分析結果の説明図、第５図は本発明によ
るサーマルヘッドの一実施例の説明図、第６図は本発明
によるサーマルヘッドの製造方法の一実施例の説明図で
ある。１・・・・絶縁基板、２・・・・アンダーグレーズ層、
３・・・・共通電極、４・・・・対向電極、５・・・・
発熱抵抗体素子、６・・・・オーバーグレーズ層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インジウム，錫，および鉛の各酸化物を含有し、
錫の原子数比が１〜１５％，鉛の原子数比が０．５〜１
０％であること、を特徴とする抵抗体薄膜。
（２）絶縁基板上に、インジウム，錫，および鉛の各有
機配位子錯体の混合溶液を塗布し、酸素雰囲気中、５５０℃以上で焼成すること、を特徴と
する抵抗体薄膜の製造方法。
（３）インジウム，錫，および鉛の各有機配位子錯体の
混合溶液の塗布，焼成により生じる抵抗体薄膜で発熱抵
抗体を構成したことを特徴とするサーマルヘッド。