JPH11233301A - 薄膜抵抗発熱素子及びその製造方法 - Google Patents
薄膜抵抗発熱素子及びその製造方法Info
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- JPH11233301A JPH11233301A JP10030734A JP3073498A JPH11233301A JP H11233301 A JPH11233301 A JP H11233301A JP 10030734 A JP10030734 A JP 10030734A JP 3073498 A JP3073498 A JP 3073498A JP H11233301 A JPH11233301 A JP H11233301A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 断続通電の際の発熱が良好で、しかも耐久性
が良好で、小型化が可能な抵抗発熱素子を提供する。 【解決手段】 絶縁基板2の表面上に、Ta−SiO2
系サーメットからなる抵抗膜4と、抵抗膜4に接続され
抵抗膜4を電源に電気的に接続するための対をなす端子
電極膜6A,6Bとが形成されており、抵抗膜4及び端
子電極膜6A,6Bを覆うように保護膜8が形成されて
いる。抵抗膜4は、厚さ0.1〜2.0μmであり、T
aの含有率が0.52以下で0.46以上であり、負の
抵抗温度係数を有する。この負の抵抗温度係数を有する
抵抗膜4は、スパッタリングターゲットとして用いるT
aとSiO2 との比率を制御し、スパッタリングの際に
用いるArガスの分圧を制御することにより、形成する
ことができる。
が良好で、小型化が可能な抵抗発熱素子を提供する。 【解決手段】 絶縁基板2の表面上に、Ta−SiO2
系サーメットからなる抵抗膜4と、抵抗膜4に接続され
抵抗膜4を電源に電気的に接続するための対をなす端子
電極膜6A,6Bとが形成されており、抵抗膜4及び端
子電極膜6A,6Bを覆うように保護膜8が形成されて
いる。抵抗膜4は、厚さ0.1〜2.0μmであり、T
aの含有率が0.52以下で0.46以上であり、負の
抵抗温度係数を有する。この負の抵抗温度係数を有する
抵抗膜4は、スパッタリングターゲットとして用いるT
aとSiO2 との比率を制御し、スパッタリングの際に
用いるArガスの分圧を制御することにより、形成する
ことができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗発熱素子に関
するものであり、特に抵抗温度係数を所望値に設定する
ことが容易で、耐久性が良好で、小型化が可能な薄膜抵
抗発熱素子に関するものである。本発明の抵抗発熱素子
は、頻繁に通電を断続させる用途に特に好適である。
するものであり、特に抵抗温度係数を所望値に設定する
ことが容易で、耐久性が良好で、小型化が可能な薄膜抵
抗発熱素子に関するものである。本発明の抵抗発熱素子
は、頻繁に通電を断続させる用途に特に好適である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
通電により抵抗体を発熱させる抵抗発熱素子は、幅広い
分野で利用されている。最近では、特に抵抗体を薄膜と
して形成し、しかもその寸法(パターン面積)を微小に
したものが使用されている。このような抵抗発熱素子と
しては、感熱記録方式や熱転写記録方式の熱記録ヘッド
(サーマルヘッド)が例示される。この用途では、特
に、記録信号に応じて頻繁に通電がON−OFF(断
続)され、発熱及びその停止が繰り返される。
通電により抵抗体を発熱させる抵抗発熱素子は、幅広い
分野で利用されている。最近では、特に抵抗体を薄膜と
して形成し、しかもその寸法(パターン面積)を微小に
したものが使用されている。このような抵抗発熱素子と
しては、感熱記録方式や熱転写記録方式の熱記録ヘッド
(サーマルヘッド)が例示される。この用途では、特
に、記録信号に応じて頻繁に通電がON−OFF(断
続)され、発熱及びその停止が繰り返される。
【0003】従来、一般的な抵抗発熱体としてNi−C
rやPtが使用されているが、これらは抵抗温度係数が
正であり、このため発熱に伴い温度上昇すると抵抗値が
上昇し発熱量が低下しがちである。このため、所要の発
熱量を得るためには、通電の継続時間を長くする必要が
あり、通電時間の短縮すなわち通電の断続サイクルの速
さを向上させる点で不利があった。
rやPtが使用されているが、これらは抵抗温度係数が
正であり、このため発熱に伴い温度上昇すると抵抗値が
上昇し発熱量が低下しがちである。このため、所要の発
熱量を得るためには、通電の継続時間を長くする必要が
あり、通電時間の短縮すなわち通電の断続サイクルの速
さを向上させる点で不利があった。
【0004】そこで、本発明は、特に断続通電の際の発
熱が良好で、しかも耐久性が良好で、小型化が可能な抵
抗発熱素子を提供することを目的とするものである。
熱が良好で、しかも耐久性が良好で、小型化が可能な抵
抗発熱素子を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、基板の電気絶縁性表面
上に、Ta−SiO2 系サーメットからなる抵抗膜と、
該抵抗膜に接続され該抵抗膜を電源に電気的に接続する
ための対をなす端子電極膜とが形成されていることを特
徴とする薄膜抵抗発熱素子、が提供される。
如き目的を達成するものとして、基板の電気絶縁性表面
上に、Ta−SiO2 系サーメットからなる抵抗膜と、
該抵抗膜に接続され該抵抗膜を電源に電気的に接続する
ための対をなす端子電極膜とが形成されていることを特
徴とする薄膜抵抗発熱素子、が提供される。
【0006】本発明の一態様においては、前記抵抗膜は
負の抵抗温度係数を有する。
負の抵抗温度係数を有する。
【0007】本発明の一態様においては、前記抵抗膜は
Taの含有率が0.54以下であり、例えば0.52以
下で0.46以上である。
Taの含有率が0.54以下であり、例えば0.52以
下で0.46以上である。
【0008】本発明の一態様においては、前記抵抗膜は
厚さ0.1〜2.0μmである。
厚さ0.1〜2.0μmである。
【0009】本発明の一態様においては、前記抵抗膜及
び前記端子電極膜を覆うように保護膜が形成されてい
る。
び前記端子電極膜を覆うように保護膜が形成されてい
る。
【0010】また、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、TaとSiO2 とをターゲットと
して用いてスパッタリングを行うことにより基板の電気
絶縁性表面上にTa−SiO2 系サーメットからなる抵
抗膜を形成し、該抵抗膜上の一部に電源との電気的接続
のための対をなす端子電極膜を形成することを特徴とす
る、薄膜抵抗発熱素子の製造方法、が提供される。
達成するものとして、TaとSiO2 とをターゲットと
して用いてスパッタリングを行うことにより基板の電気
絶縁性表面上にTa−SiO2 系サーメットからなる抵
抗膜を形成し、該抵抗膜上の一部に電源との電気的接続
のための対をなす端子電極膜を形成することを特徴とす
る、薄膜抵抗発熱素子の製造方法、が提供される。
【0011】本発明の一態様においては、前記ターゲッ
トとして用いるTaとSiO2 との比率及び前記スパッ
タリングの際に用いるArガスの分圧の少なくとも一方
を制御することで、前記抵抗膜の抵抗温度係数を調整す
る。
トとして用いるTaとSiO2 との比率及び前記スパッ
タリングの際に用いるArガスの分圧の少なくとも一方
を制御することで、前記抵抗膜の抵抗温度係数を調整す
る。
【0012】本発明の一態様においては、前記ターゲッ
トとして用いるTaとSiO2 との比率を制御し、前記
スパッタリングの際に用いるArガスの分圧を制御する
ことにより、負の抵抗温度係数を有する前記抵抗膜を形
成する。
トとして用いるTaとSiO2 との比率を制御し、前記
スパッタリングの際に用いるArガスの分圧を制御する
ことにより、負の抵抗温度係数を有する前記抵抗膜を形
成する。
【0013】本発明の一態様においては、前記抵抗膜及
び前記端子電極膜を覆うように保護膜を形成する。
び前記端子電極膜を覆うように保護膜を形成する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
【0015】図1は本発明による薄膜抵抗発熱素子の一
実施形態を示す模式的分解斜視図であり、図2はその断
面図である。
実施形態を示す模式的分解斜視図であり、図2はその断
面図である。
【0016】これらの図において、2は絶縁基板であ
る。該基板2は、例えばガラスやアルミナ等の絶縁体か
らなる。基板2上には、抵抗膜4が形成されている。該
抵抗膜4は、Ta−SiO2 系サーメットからなり、そ
の厚さは、例えば0.1〜2.0μmであり、好ましく
は0.5〜1.0μmである。抵抗膜4上には、1対の
パターン状端子電極膜6A,6Bが形成されている。こ
れら電極膜6A,6Bとしては、例えば膜厚0.5μm
程度のNiからなるもの又は膜厚0.1μm程度のTi
膜と膜厚0.6μm程度のNi膜とを積層したもの又は
膜厚0.5μm程度のNi膜に膜厚0.1μm程度のP
t膜を積層したものを用いることができる。その上に
は、抵抗膜4及び電極膜6A,6Bを覆うように保護膜
8が形成されている。この保護膜8としては、例えば、
膜厚1μm程度のSiO2 からなるものを用いることが
できる。
る。該基板2は、例えばガラスやアルミナ等の絶縁体か
らなる。基板2上には、抵抗膜4が形成されている。該
抵抗膜4は、Ta−SiO2 系サーメットからなり、そ
の厚さは、例えば0.1〜2.0μmであり、好ましく
は0.5〜1.0μmである。抵抗膜4上には、1対の
パターン状端子電極膜6A,6Bが形成されている。こ
れら電極膜6A,6Bとしては、例えば膜厚0.5μm
程度のNiからなるもの又は膜厚0.1μm程度のTi
膜と膜厚0.6μm程度のNi膜とを積層したもの又は
膜厚0.5μm程度のNi膜に膜厚0.1μm程度のP
t膜を積層したものを用いることができる。その上に
は、抵抗膜4及び電極膜6A,6Bを覆うように保護膜
8が形成されている。この保護膜8としては、例えば、
膜厚1μm程度のSiO2 からなるものを用いることが
できる。
【0017】図3は本発明による薄膜抵抗発熱素子の別
の実施形態を示す模式的断面図である。本図において、
上記図1〜2におけると同様の機能を有する部材には同
一の符号が付されている。この図3の実施形態では、基
板2として、Si等の半導体からなる基体部2aの表面
上にSiO2 等からなる絶縁膜2bを形成したものを用
いている。この絶縁膜2bの表面上に抵抗膜4が形成さ
れている。このように、本発明では、基板2は抵抗膜4
が形成される表面が電気絶縁性を有していればよく、そ
の下の基体部分は所望の機能要素例えば種々の電子回路
素子などを有していてもよい。
の実施形態を示す模式的断面図である。本図において、
上記図1〜2におけると同様の機能を有する部材には同
一の符号が付されている。この図3の実施形態では、基
板2として、Si等の半導体からなる基体部2aの表面
上にSiO2 等からなる絶縁膜2bを形成したものを用
いている。この絶縁膜2bの表面上に抵抗膜4が形成さ
れている。このように、本発明では、基板2は抵抗膜4
が形成される表面が電気絶縁性を有していればよく、そ
の下の基体部分は所望の機能要素例えば種々の電子回路
素子などを有していてもよい。
【0018】上記抵抗膜4は、スパッタリング法を用い
て、次のようにして作製される。スパッタリングは、タ
ーゲットとしてTa及びSiO2 を所望比率で含有する
Ta−SiO2 系サーメットを用いる。所望のArガス
圧力(例えば1×10-4〜3×10-2Torr)下で、
所定の投入電力でスパッタすることで、基板2の表面上
にTa−SiO2 系サーメットからなる抵抗膜4が形成
される。
て、次のようにして作製される。スパッタリングは、タ
ーゲットとしてTa及びSiO2 を所望比率で含有する
Ta−SiO2 系サーメットを用いる。所望のArガス
圧力(例えば1×10-4〜3×10-2Torr)下で、
所定の投入電力でスパッタすることで、基板2の表面上
にTa−SiO2 系サーメットからなる抵抗膜4が形成
される。
【0019】以上のような抵抗膜4の作製において、ス
パッタリングの条件を変化させることで、抵抗温度係数
の著しく異なる抵抗膜4が形成される。
パッタリングの条件を変化させることで、抵抗温度係数
の著しく異なる抵抗膜4が形成される。
【0020】即ち、図4に示すように、Ta−SiO2
系サーメットのターゲットのTa組成比率=Ta/(T
a+SiO2 )[モル比]を変化させ、得られる抵抗膜
4の組成比率を変化させることで、抵抗膜4の抵抗温度
係数を幅広い範囲で制御することができる。特に、Ta
組成比率=Ta/(Ta+SiO2 )[モル比]が0.
52以下且つ0.46以上では抵抗温度係数が負でその
絶対値が200以上となる。Ta組成比率0.54以下
において抵抗温度係数が負となる。
系サーメットのターゲットのTa組成比率=Ta/(T
a+SiO2 )[モル比]を変化させ、得られる抵抗膜
4の組成比率を変化させることで、抵抗膜4の抵抗温度
係数を幅広い範囲で制御することができる。特に、Ta
組成比率=Ta/(Ta+SiO2 )[モル比]が0.
52以下且つ0.46以上では抵抗温度係数が負でその
絶対値が200以上となる。Ta組成比率0.54以下
において抵抗温度係数が負となる。
【0021】また、図5に示すように、Ar圧力を変化
させることによっても、得られる抵抗膜4の抵抗温度係
数を幅広い範囲で制御することができる。特に、Ar圧
力を上昇させるにつれて、温度係数が負の絶対値の大き
い方へと移行する。
させることによっても、得られる抵抗膜4の抵抗温度係
数を幅広い範囲で制御することができる。特に、Ar圧
力を上昇させるにつれて、温度係数が負の絶対値の大き
い方へと移行する。
【0022】以上のように、Ta組成比率を低下させ、
あるいはスパッタ時のAr圧力を上昇させることで、負
の抵抗温度係数を実現することができる。
あるいはスパッタ時のAr圧力を上昇させることで、負
の抵抗温度係数を実現することができる。
【0023】以上のようにして得られた抵抗発熱素子
は、良好な耐久性を示す。即ち、経時的に、抵抗値の変
化が少なく、電気的特性が安定している。図6は、以上
のようにして得られた抵抗発熱素子を125℃の温度環
境下で放置した時の、当初抵抗値からの抵抗値の変化率
の変化を示したものである。図から分かる様に、過酷な
温度環境下で1000時間経過後も0.2%以下の変化
しか発生せず、経時的安定性は良好である。
は、良好な耐久性を示す。即ち、経時的に、抵抗値の変
化が少なく、電気的特性が安定している。図6は、以上
のようにして得られた抵抗発熱素子を125℃の温度環
境下で放置した時の、当初抵抗値からの抵抗値の変化率
の変化を示したものである。図から分かる様に、過酷な
温度環境下で1000時間経過後も0.2%以下の変化
しか発生せず、経時的安定性は良好である。
【0024】上記端子電極膜6A,6Bや保護膜8は、
真空蒸着法やスパッタリング法により作製することがで
きる。図7は本発明の抵抗発熱素子を用いたサーマルヘ
ッドの一例を示す部分平面図であり、図8はそのX−X
断面図である。これらの図において、上記図1〜3にお
けると同様の機能を有する部材には同一の符号が付され
ている。
真空蒸着法やスパッタリング法により作製することがで
きる。図7は本発明の抵抗発熱素子を用いたサーマルヘ
ッドの一例を示す部分平面図であり、図8はそのX−X
断面図である。これらの図において、上記図1〜3にお
けると同様の機能を有する部材には同一の符号が付され
ている。
【0025】図7に示されているように、基板2上に
は、複数の微小な発熱ドットパターン〜が縦方向に
1列に配列されており、各発熱ドットパターンでは微小
面積の抵抗膜4に1対の電極膜6A,6Bが接続されて
いる。各発熱ドットパターンについて、不図示の電源か
ら電極膜6A,6Bを介して抵抗膜4に対して適時に通
電のON−OFFが行われ、抵抗膜4が発熱せしめられ
る。サーマルヘッドは、発熱ドットパターンを不図示の
感熱記録用紙と当接しながら、記録用紙に対して矢印R
の方向(発熱ドットパターン配列の方向と直交する方
向)に相対的に移動する。
は、複数の微小な発熱ドットパターン〜が縦方向に
1列に配列されており、各発熱ドットパターンでは微小
面積の抵抗膜4に1対の電極膜6A,6Bが接続されて
いる。各発熱ドットパターンについて、不図示の電源か
ら電極膜6A,6Bを介して抵抗膜4に対して適時に通
電のON−OFFが行われ、抵抗膜4が発熱せしめられ
る。サーマルヘッドは、発熱ドットパターンを不図示の
感熱記録用紙と当接しながら、記録用紙に対して矢印R
の方向(発熱ドットパターン配列の方向と直交する方
向)に相対的に移動する。
【0026】このサーマルヘッドは、本発明の薄膜抵抗
発熱素子を用いていることで、耐久性は良好であり、小
型化が容易である。また、発熱に伴い抵抗値が低下する
ので、所要の発熱量を得るために要する通電ONの時間
を短縮することができ、サーマル記録の記録速度の向上
及び節電の点で有利である。
発熱素子を用いていることで、耐久性は良好であり、小
型化が容易である。また、発熱に伴い抵抗値が低下する
ので、所要の発熱量を得るために要する通電ONの時間
を短縮することができ、サーマル記録の記録速度の向上
及び節電の点で有利である。
【0027】図9は本発明の抵抗発熱素子を用いた傍熱
型流量センサーの流量検知素子の一例を示す分解斜視図
である。この図において、上記図1〜3におけると同様
の機能を有する部材には同一の符号が付されている。
型流量センサーの流量検知素子の一例を示す分解斜視図
である。この図において、上記図1〜3におけると同様
の機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【0028】図9に示されているように、保護膜8上に
は、流量検知用感温膜10が形成されている。この感温
膜10としては膜厚0.5〜1μm程度で所望形状例え
ば蛇行形状にパターニングした白金やニッケルなどの温
度係数が大きく安定な金属抵抗膜を用いることができる
(あるいは酸化マンガン系のNTCサーミスターからな
るものを用いることもできる)。感温膜10の上には絶
縁膜12が形成されている。この絶縁膜12としては、
例えば、膜厚1μm程度のSiO2 からなるものを用い
ることができる。このように、抵抗膜4と感温膜10と
が薄膜(保護膜8)を介して極く近接して配置されてい
ることにより、感温膜10は抵抗膜4の発熱の影響を直
ちに受けることになる。
は、流量検知用感温膜10が形成されている。この感温
膜10としては膜厚0.5〜1μm程度で所望形状例え
ば蛇行形状にパターニングした白金やニッケルなどの温
度係数が大きく安定な金属抵抗膜を用いることができる
(あるいは酸化マンガン系のNTCサーミスターからな
るものを用いることもできる)。感温膜10の上には絶
縁膜12が形成されている。この絶縁膜12としては、
例えば、膜厚1μm程度のSiO2 からなるものを用い
ることができる。このように、抵抗膜4と感温膜10と
が薄膜(保護膜8)を介して極く近接して配置されてい
ることにより、感温膜10は抵抗膜4の発熱の影響を直
ちに受けることになる。
【0029】本実施形態の流量検知素子は、基板2とし
ては例えば厚さ0.5mm程度で大きさ2〜3mm角程
度のものを用いて、小さなチップ状とすることが可能で
ある。また、基板2は、被測定流体との間での熱伝導が
良好となるように、被測定流体に曝されるケーシングな
どに直接取り付けるのが好ましい。
ては例えば厚さ0.5mm程度で大きさ2〜3mm角程
度のものを用いて、小さなチップ状とすることが可能で
ある。また、基板2は、被測定流体との間での熱伝導が
良好となるように、被測定流体に曝されるケーシングな
どに直接取り付けるのが好ましい。
【0030】図10は本実施形態の流量検知素子を用い
た傍熱型流量センサーの回路構成図である。
た傍熱型流量センサーの回路構成図である。
【0031】直流電源40の電圧が、一方ではタイマー
回路20を介して抵抗膜4に印加されており、他方では
ブリッジ回路42に印加されている。ブリッジ回路42
中の差動増幅器44の出力が平均化処理回路46に入力
され、該平均化処理回路46から流量を示す出力信号が
得られる。ブリッジ回路42は上記感温膜10と温度補
償用の感温体(感温膜10と同一の材料からなるものを
使用でき、流量検知素子とは離れた位置で被測定流体の
温度検知を行う)22と他の抵抗体24,26とを含ん
で構成されており、感温膜10は上記抵抗膜4とともに
上記図9で示される流量検知素子14を構成している。
回路20を介して抵抗膜4に印加されており、他方では
ブリッジ回路42に印加されている。ブリッジ回路42
中の差動増幅器44の出力が平均化処理回路46に入力
され、該平均化処理回路46から流量を示す出力信号が
得られる。ブリッジ回路42は上記感温膜10と温度補
償用の感温体(感温膜10と同一の材料からなるものを
使用でき、流量検知素子とは離れた位置で被測定流体の
温度検知を行う)22と他の抵抗体24,26とを含ん
で構成されており、感温膜10は上記抵抗膜4とともに
上記図9で示される流量検知素子14を構成している。
【0032】タイマー回路20は適宜の周期でON−O
FF(断続)を行い、抵抗膜4には間欠的に電源電圧が
印加される。図11に差動増幅器44の出力信号44’
及び平均化処理回路46の出力信号46’の一例を示
す。抵抗膜4で発生する熱は感温膜10に到達して該感
温膜10の温度上昇をもたらすが、流量検知素子14が
被測定流体により冷却されるので感温膜10の温度上昇
は流体流量に依存している。この感温膜10の温度上昇
に対応する抵抗値の変化分が差動増幅器44の出力4
4’として得られる。この出力は44’は、タイマー回
路20のON−OFFに応じた周期で変動する。平均化
処理回路46では、例えばタイマー回路20のON−O
FFの直前1〜2周期の差動増幅器出力44’の最大値
と最小値との平均をとることにより、平均化出力46’
を得ている。この出力46’は、通電開始後適宜の時間
で一定値へと収束する。この値は、被測定流体の流量に
対応している。
FF(断続)を行い、抵抗膜4には間欠的に電源電圧が
印加される。図11に差動増幅器44の出力信号44’
及び平均化処理回路46の出力信号46’の一例を示
す。抵抗膜4で発生する熱は感温膜10に到達して該感
温膜10の温度上昇をもたらすが、流量検知素子14が
被測定流体により冷却されるので感温膜10の温度上昇
は流体流量に依存している。この感温膜10の温度上昇
に対応する抵抗値の変化分が差動増幅器44の出力4
4’として得られる。この出力は44’は、タイマー回
路20のON−OFFに応じた周期で変動する。平均化
処理回路46では、例えばタイマー回路20のON−O
FFの直前1〜2周期の差動増幅器出力44’の最大値
と最小値との平均をとることにより、平均化出力46’
を得ている。この出力46’は、通電開始後適宜の時間
で一定値へと収束する。この値は、被測定流体の流量に
対応している。
【0033】以上のような流量センサーでは、抵抗膜4
を断続的に発熱させることで、連続通電の場合より被測
定流体に対する加熱を少なくした状態で流量測定を行う
ことができ、被測定流体が可燃性流体である場合でもそ
の着火爆発の危険性を低減することができる。抵抗膜4
への断続通電の周期または1周期内における通電時間の
比率(デューティ比)を変化させることで、出力4
4’,46’の絶対値を変化させることができ、タイマ
ー回路20をこのような周期可変及び/またはデューテ
ィ比可変とすることにより、被測定流体の種類に応じて
最適レベルの出力44’,46’を得るようにすること
ができる。
を断続的に発熱させることで、連続通電の場合より被測
定流体に対する加熱を少なくした状態で流量測定を行う
ことができ、被測定流体が可燃性流体である場合でもそ
の着火爆発の危険性を低減することができる。抵抗膜4
への断続通電の周期または1周期内における通電時間の
比率(デューティ比)を変化させることで、出力4
4’,46’の絶対値を変化させることができ、タイマ
ー回路20をこのような周期可変及び/またはデューテ
ィ比可変とすることにより、被測定流体の種類に応じて
最適レベルの出力44’,46’を得るようにすること
ができる。
【0034】以上のような流量センサーに用いられる抵
抗発熱素子は、断続通電の際の発熱応答が良好で、しか
も耐久性が良好で、小型化が可能であることが要望され
るが、本発明の抵抗発熱素子はこのような要望を満たす
ものである。
抗発熱素子は、断続通電の際の発熱応答が良好で、しか
も耐久性が良好で、小型化が可能であることが要望され
るが、本発明の抵抗発熱素子はこのような要望を満たす
ものである。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
断続通電の際の発熱が良好で、しかも耐久性が良好で、
小型化が可能な抵抗発熱素子が提供される。
断続通電の際の発熱が良好で、しかも耐久性が良好で、
小型化が可能な抵抗発熱素子が提供される。
【0036】また、本発明によれば、Ta−SiO2 系
サーメット膜を抵抗体として用いているので、抵抗温度
係数を製造条件に応じて容易に制御でき、所望の特性の
抵抗発熱素子を容易に得ることができる。
サーメット膜を抵抗体として用いているので、抵抗温度
係数を製造条件に応じて容易に制御でき、所望の特性の
抵抗発熱素子を容易に得ることができる。
【図1】本発明による薄膜抵抗発熱素子の一実施形態を
示す模式的分解斜視図である。
示す模式的分解斜視図である。
【図2】本発明による薄膜抵抗発熱素子の一実施形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図3】本発明による薄膜抵抗発熱素子の別の実施形態
を示す模式的断面図である。
を示す模式的断面図である。
【図4】Ta−SiO2 系サーメットのターゲットのT
a組成比率を変化させたときに得られる抵抗膜の抵抗温
度係数の変化を示すグラフである。
a組成比率を変化させたときに得られる抵抗膜の抵抗温
度係数の変化を示すグラフである。
【図5】Ar圧力を変化させたときに得られる抵抗膜の
抵抗温度係数の変化を示すグラフである。
抵抗温度係数の変化を示すグラフである。
【図6】抵抗発熱素子の抵抗値の変化率の経時変化を示
すグラフである。
すグラフである。
【図7】本発明の抵抗発熱素子を用いたサーマルヘッド
の一例を示す部分平面図である。
の一例を示す部分平面図である。
【図8】図7のX−X断面図である。
【図9】本発明の抵抗発熱素子を用いた傍熱型流量セン
サーの流量検知素子の一例を示す分解斜視図である。
サーの流量検知素子の一例を示す分解斜視図である。
【図10】本発明の抵抗発熱素子を用いた流量検知素子
を用いた傍熱型流量センサーの回路構成図である。
を用いた傍熱型流量センサーの回路構成図である。
【図11】図10の傍熱型流量センサーにおける差動増
幅器の出力信号及び平均化処理回路の出力信号の一例を
示すグラフである。
幅器の出力信号及び平均化処理回路の出力信号の一例を
示すグラフである。
【符号の説明】 2 絶縁基板 2a 基板基体部 2b 基板絶縁膜 4 抵抗膜 6A,6B 端子電極膜 8 保護膜 10 流量検知用感温膜 12 絶縁膜 22 温度補償用感温体 24,26 抵抗体 40 直流電源 44 差動増幅器 46 平均化処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // H01C 7/06 H01C 17/12
Claims (10)
- 【請求項1】 基板の電気絶縁性表面上に、Ta−Si
O2 系サーメットからなる抵抗膜と、該抵抗膜に接続さ
れ該抵抗膜を電源に電気的に接続するための対をなす端
子電極膜とが形成されていることを特徴とする薄膜抵抗
発熱素子。 - 【請求項2】 前記抵抗膜は負の抵抗温度係数を有する
ことを特徴とする、請求項1に記載の薄膜抵抗発熱素
子。 - 【請求項3】 前記抵抗膜はTaの含有率が0.54以
下であることを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに
記載の薄膜抵抗発熱素子。 - 【請求項4】 前記抵抗膜はTaの含有率が0.52以
下で0.46以上であることを特徴とする、請求項3に
記載の薄膜抵抗発熱素子。 - 【請求項5】 前記抵抗膜は厚さ0.1〜2.0μmで
あることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載
の薄膜抵抗発熱素子。 - 【請求項6】 前記抵抗膜及び前記端子電極膜を覆うよ
うに保護膜が形成されていることを特徴とする、請求項
1〜5のいずれかに記載の薄膜抵抗発熱素子。 - 【請求項7】 TaとSiO2 とをターゲットとして用
いてスパッタリングを行うことにより基板の電気絶縁性
表面上にTa−SiO2 系サーメットからなる抵抗膜を
形成し、該抵抗膜上の一部に電源との電気的接続のため
の対をなす端子電極膜を形成することを特徴とする、薄
膜抵抗発熱素子の製造方法。 - 【請求項8】 前記ターゲットとして用いるTaとSi
O2 との比率及び前記スパッタリングの際に用いるAr
ガスの分圧の少なくとも一方を制御することで、前記抵
抗膜の抵抗温度係数を調整することを特徴とする、請求
項7に記載の薄膜抵抗発熱素子の製造方法。 - 【請求項9】 前記ターゲットとして用いるTaとSi
O2 との比率を制御し、前記スパッタリングの際に用い
るArガスの分圧を制御することにより、負の抵抗温度
係数を有する前記抵抗膜を形成することを特徴とする、
請求項7〜8のいずれかに記載の薄膜抵抗発熱素子の製
造方法。 - 【請求項10】 前記抵抗膜及び前記端子電極膜を覆う
ように保護膜を形成することを特徴とする、請求項7〜
9のいずれかに記載の薄膜抵抗発熱素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10030734A JPH11233301A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 薄膜抵抗発熱素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10030734A JPH11233301A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 薄膜抵抗発熱素子及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11233301A true JPH11233301A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12311911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10030734A Pending JPH11233301A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 薄膜抵抗発熱素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11233301A (ja) |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP10030734A patent/JPH11233301A/ja active Pending
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