JPH04279005A

JPH04279005A - 抵抗体

Info

Publication number: JPH04279005A
Application number: JP3041683A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Torigoe; 薫鳥越; Katsuhiro Sato; 克洋佐藤; Hiroyuki Tanaka; 浩之田中; Fumiaki Taho; 田甫　文明; Yutaka Akasaki; 赤崎　豊
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1992-10-05

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】

【０００１】

【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とその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【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、厚膜抵抗体形成用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、抵抗体形成材料のス
パッタリング等による薄膜方式が知られている。

【０００３】前者は例えば特開昭５３−１００４９６号
公報、特開昭５４−１１９６９５号公報に記載されてい
るように、酸化ルテニウムとガラスフリットの粉末混合
物を、溶剤と樹脂を混合した有機ビヒクルに分散させた
厚膜抵抗体形成用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。

【０００４】後者は例えば特開昭５５−６３８０４号公
報に記載されているように、真空技術を応用するもので
、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、フォ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。

【０００５】従来の厚膜抵抗体形成用ペーストを用いた
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、厚膜抵抗体体形成用ペーストがガラスフ
リットと酸化ルテニウムの粉体の不均一な混合物である
ことから、抵抗値のばらつきが大きいとか、電界に対す
る強度が弱い、すなわち、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のばら
つき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。後者の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、また生産性が低いという問題点
がある。

【０００６】また、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（Ｍｅ
ｔａｌｌｏ　　Ｏｒｇａｎｉｃ　　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法が提案されている。ＭＯＤ法とは、金属および／
または金属酸化物とガラスとの混合物のかわりに、金属
有機化合物の溶液を用いてペーストを作製し、厚膜方式
と同様の方法で薄膜を形成する方法である（特開昭６０
−１０２７０１号、特開昭６０−１０２７０２号、特開
昭６２−２９２４５３号、特開平１−１５２０７４号、
特開平２−３９９５３号、特開平２−３３９０１号、特
開平２−３３９０２号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記金属有機化合物の
溶液を用いた厚膜方式で薄膜を形成する方法により得ら
れる抵抗体膜は、その膜厚の均一性および成分分布の均
一性になお問題を残し、抵抗体膜の抵抗値にもばらつき
があった。

【０００８】そこで本発明は前記の従来の問題点を解決
し、抵抗値のばらつきの小さい均一な抵抗体膜を持った
抵抗体とその製造方法を提供することを目的としている
。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明者らは抵抗体における抵抗値ばらつきの原因に
ついて鋭意検討した結果、抵抗値ばらつきの原因は主に
二つの要因から生じていると考えた。すなわち、その一
つは抵抗体の膜厚ばらつきにより生じる抵抗値ばらつき
ともう一つは抵抗体自身の材料組成等抵抗体の薄膜物性
に関する特性の不均一さから生じているものと考えた。

【００１０】抵抗体の膜厚ばらつきは抵抗ペースト印刷
時に生じる膜厚ばらつきがそのまま焼成後まで残り、抵
抗体の膜厚ばらつきとなるものと考えられる。従って、
抵抗体ペーストの印刷むら等の印刷時に発生する膜厚ば
らつきの原因となる問題を解決することが必要になる。

【００１１】そこで本発明は次のような構成を採用した
。すなわち、支持体基板上に形成させた粒径１００Å以
下の抵抗体微粒子からなる抵抗体、または、抵抗体微粒
子は白金族系の酸化物および添加成分成分としてシリコ
ン（Ｓｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓ
ｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（
Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、カルシウム（Ｃａ）、
バリウム（Ｂａ）の酸化物の中から選ばれる少なくとも
一種の酸化物を含有する前記抵抗体、または、白金族系
の酸化物はイリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、白
金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）
の酸化物の中から選ばれる少なくとも一種の酸化物を含
有する前記抵抗体、または、イリジウム（Ｉｒ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、オ
スミウム（Ｏｓ）の有機金属化合物の中から選ばれる少
なくとも一種の有機金属化合物および添加成分成分とし
てシリコン（Ｓｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、
スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、
チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、カルシウム（
Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）元素を持つ化合物の中から選
ばれる少なくとも一種の化合物を含有する抵抗体形成用
ペーストを基板に塗布、乾燥した後、焼成する前記抵抗
体の製造方法、または、前記抵抗体形成用ペーストは粘
度調整剤や印刷性改良剤を添加剤として含有する前記抵
抗体の製造方法、または、前記抵抗体を用いる電子部品
である。

【００１２】本発明は抵抗体膜を構成する材料として、
例えばＩｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｏｓ等の白金属系の有
機金属化合物および添加成分としてＳｉ、Ｂｉ、Ｐｂ、
Ｓｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｂａの少なくとも
一成分を含有する化合物を有機溶媒に溶解し、均一系混
合溶液として後さらに印刷、塗布に適した抵抗体形成用
ペーストとするために粘度調整剤や印刷性改良剤で抵抗
ペーストの印刷性、塗布性を改良したものである。

【００１３】上記有機金属化合物としては従来から知ら
れている公知の化合物を任意に選ぶことができる。例を
上げれば金属アルコシド、オクチル酸塩、ナフテン酸塩
、金属アセチルアセトナート等から構成される有機金属
化合物であればよい。添加成分として添加する化合物は
上記有機金属化合物と同様に、それら添加成分元素から
構成される化合物であればよい。また、上記粘度調整剤
、印刷性改良剤としては一般に塗料、印刷業界で用いて
いるものを単独で、あるいはいくつかを混合して使用で
きる。例を上げればニトロセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース等のセルロース類、ポリエチレン、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、
ポリエチルメタクリレート、ポリカーボネート等の汎用
ポリマー、レジン、アスファルト等の天然高分子化合物
、また印刷性改良剤としてはステアリン酸、アラキジン
酸等の有機酸、２，２，４−トリメチル−ペンタン−１
，３−ジオール−モノブチルエステル等が用いられる。

【００１４】また、上記有機溶媒としては用いる有機金
属化合物および粘度調整剤、印刷性改良剤等を溶解する
ものであれば良いが、印刷性、乾燥性の観点より適当な
沸点を持つ有機溶媒が好ましい。例を上げれば、トルエ
ン、キシレン、ブチルカルビトールアセテート、イソホ
ロン、酢酸ベンゾイル、テルピネオール、トリエチレン
グリコールモノメチルエーテル等、一般にスクリーン印
刷用ペーストで用いられる有機溶媒が使用できる。

【００１５】本発明の最大の特徴は上記抵抗体形成用ペ
ーストで作製した抵抗体膜が高分解透過型電子顕微鏡に
よる観察の結果、１００Å以下の抵抗体微粒子からなる
ことであり、このような多数の超微粒子から構成される
本発明による抵抗体膜は非常に緻密な構造を持っており
、その表面は非常に平滑であり、また抵抗体膜内の金属
組成比、結晶性、膜厚等の薄膜特性が非常に均一である
と考えられる。

【００１６】本発明による抵抗体はその抵抗値ばらつき
の均一性により厚膜工程で作製したにもかかわらず、薄
膜法で作製した抵抗体にも劣らない優れた抵抗体となる
。この抵抗体は半導体作製に用いられているエッチング
液で任意のパターニングができることが確認されており
、従来の抵抗体で不可能であるパターン状の放熱特性に
優れた、高解像度、多階調のサーマルヘッドに使用でき
る。

【００１７】

【実施例】実施例１ペースト材料として、Ｎ．Ｅ．ケムキャット社のＩｒレ
ジネート（Ａ−１１２３）、Ｓｉレジネート（＃２８Ｆ
Ｃ）、Ｂｉレジネート（＃８３６５）を原子比で１：１
：１になるように配合し、アスファルトのテルピネオー
ル抽出液を全レジネートの重量に対して４０重量％添加
した。この混合溶液をターピネオールで希釈、濃縮する
ことにより粘度を５，０００〜３０，０００ｃｐに調整
した。ここで得られた抵抗体形成用ペーストを１５０な
いし４００メッシュのステンレススクリーンによりグレ
ースセラミック（ＮＫ２１７：ノリタケカンパニーリミ
テッド社製）基板上に印刷塗布し、１２０℃で乾燥後、
赤外線ベルト焼成炉において５００℃以上８００℃程度
の温度で約１０分間焼成して基板上に抵抗体膜を形成し
た。

【００１８】抵抗体の大きさは８ｍｍ×２３０ｍｍ膜厚
は０．１〜０．４μｍであり、表面抵抗率は５３０Ω／
□±１．１％（膜厚：０．４μｍ）であった。なお、表
面抵抗値測定は三菱油化（株）製の表面抵抗率計（ＭＣ
Ｐ−Ｔ４００）を用い、抵抗体の長手方向に１ｍｍ間隔
に表面抵抗値を測定し、抵抗値の標準偏差を平均の抵抗
値で除算したものを抵抗値ばらつきとした。この抵抗体
を抵抗体膜を横切るように切断し、透過型電子顕微鏡で
その断面観察を行ったところ、１０から１００Å以下の
微粒子が層状に積層した構造を持っていることが認めら
れた。

【００１９】また、この抵抗体を用いてサーマルヘッド
を試作したところ従来厚膜法で作製したものに比べて耐
電力強度、耐電圧強度に優れたサーマルヘッドであった
。

【００２０】実施例２ペースト材料として、Ｎ．Ｅ．ケムキャット社のＲｈレ
ジネート（＃８８２６）、Ｓｉレジネート（＃２８ＦＣ
）、Ｐｂレジネート（＃２０７−Ａ）を原子比で１：１
：０．５になるように配合し、アスファルトのテルピネ
オール抽出液を全レジネートの重量に対して４０重量％
添加した。この混合溶液をテルピネオールを使用するこ
とにより粘度を約５，０００ｃｐに調整し、ペーストと
した。このペーストを用いた他は実施例１と同様の方法
により抵抗体膜を作製した。抵抗体膜の膜厚は０．３７
μｍであり、表面抵抗率は５ＫΩ／□±２．５％であっ
た。透過型電子顕微鏡での断面観察によると１００Å以
下の微粒子が層状に積層した構造を持っていることが認
められた。

【００２１】実施例３ペースト材料として、Ｎ．Ｅ．ケムキャット社のＰｄレ
ジネート（＃７６１１）、Ｓｉレジネート（＃２８ＦＣ
）、Ｂｉレジネート（＃８３６５）、Ｂレジネートを原
子比で１：１：１：０．５になるように配合し、アスフ
ァルトのテルピネオール抽出液を全レジネートの重量に
対して４０重量％添加した。この混合溶液をテルピネオ
ールを使用することにより粘度を約５，０００ｃｐに調
整し、ペーストとした。このペーストを用いた他は実施
例１と同様の方法により抵抗体膜を作製した。抵抗体膜
の膜厚は０．４０μｍであり、表面抵抗率は８．５ＫΩ
／□±２．０％であった。透過型電子顕微鏡での断面観
察によると１００Å以下の微粒子が層状に積層した構造
を持っていることが認められた。

【００２２】実施例４ペースト材料として、Ｎ．Ｅ．ケムキャト社のＰｔレジ
ネート（＃９４５０）、Ｃａレジネート（４０Ｂ）、Ｐ
ｂレジネート（＃２０７−Ａ）を原子比で１：０．５：
０．５になるように配合し、アスファルトのテルピネオ
ール抽出液を全レジネートの重量に対して４０重量％、
さらに印刷性改良剤として２，２，４−トリメチル−ペ
ンタン−１，３−ジオール−モノブチルエステルを２重
量％添加した後、テルピネオールにより粘度を約５，０
００ｃｐに調整し、ペーストとした。このペーストを用
いた他は実施例１と同様の方法により抵抗体膜を作製し
た。抵抗体膜の膜厚は０．３６μｍであり、表面抵抗率
は１．２ＫΩ／□±３．０％であった。また、抵抗体の
粒子径は１００Å以下であり、表面の均一な抵抗体膜で
あった。

【００２３】比較例厚膜用抵抗体形成用ペーストの酸化ルテニウム系ペース
ト（ＧＺＸ−０．５Ｋ：田中マッセイ（株）製）を用い
る他は実施例１と同様の方法によって抵抗体膜を作製し
た。抵抗体の膜厚は約１０μｍであった。表面抵抗値は
５１０Ω／□±２０％であった。前記本発明の実施例と
比較して表面抵抗値のばらつきが一桁大きい。

【００２４】この抵抗体も実施例１と同様に抵抗体粒子
径を測定したところ粒径０．１〜１μｍの抵抗体粒子か
らなることが分かった。また、この抵抗体を用いてサー
マルヘッドを試作したところ、その印字品質は満足でき
るものではなかった。

【００２５】前記実施例では、抵抗体ペーストの塗布法
としてスクリーン印刷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、厚膜形成用とし
て用いられる塗布法、例えばスピンコート法、ロールコ
ート法あるいはディツプコート法等により抵抗体ペース
トを基板上に全面塗布して焼成後、エッチングして所望
の形状の抵抗体を形成してもよい。また、インクジェッ
ト法のような直接描画法を用いてもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明により作製された抵抗体は従来か
らの抵抗体に比較して抵抗体膜内の均一性が著しく向上
したことにより、抵抗値のばらつきも大きく改善され、
た。そのため高解像度、あるいは多階調性が要求される
サーマルヘッド等の発熱抵抗体として利用することがで
きる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　支持体基板上に形成させた粒径１００
Å以下の抵抗体微粒子からなることを特徴とする抵抗体
。
【請求項２】　　抵抗体微粒子は白金族系の酸化物およ
び添加成分成分としてシリコン（Ｓｉ）、ビスマス（Ｂ
ｉ）、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ
）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）の酸化物
の中から選ばれる少なくとも一種の酸化物を含有するこ
とを特徴とする請求項１記載の抵抗体。
【請求項３】　　白金族系の酸化物はイリジウム（Ｉｒ
）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、オスミウム（Ｏｓ）の酸化物の中から選ばれる少
なくとも一種の酸化物を含有することを特徴とする請求
項２記載の抵抗体。
【請求項４】　　請求項１、２または３記載の抵抗体を
用いることを特徴とする電子部品。