JPS63278202A - Heating resistor - Google Patents

Heating resistor

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JPS63278202A
JPS63278202A JP62113369A JP11336987A JPS63278202A JP S63278202 A JPS63278202 A JP S63278202A JP 62113369 A JP62113369 A JP 62113369A JP 11336987 A JP11336987 A JP 11336987A JP S63278202 A JPS63278202 A JP S63278202A
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Japan
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heating resistor
resistor
resistivity
layers
thermal head
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JP62113369A
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Japanese (ja)
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Tomohiro Nakamori
仲森 智博
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a heating resistor whose electric resistivity is high and whose temperature dependency with respect to resistivity is low by laminating electric conductor layers which are composed of a metal M and insulation layers which are composed of silicon carbide SiC, thereby forming a multilayer structure. CONSTITUTION:A multilayer having three layers or more at least is made up by laminating electric conductor layers 27 which are composed of a metal M and insulation layers 29 which are composed of silicon carbide SiC. It is suitable that the metal M makes up the electric conductor layers using one kind of metal or a mixture of 2 kinds or more of metals which are chosen out of Ru, Rh, Pd, Os, Ir, and Pt. In this way, the temperature dependency with respect to resistivity of its resistor is low and its electric resistivity is high and when it is applied to a thermal head, it exhibits and excellent durability during driving.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、サーマルヘッド、ヒーター及びその他の電
子機器に用いる発熱抵抗体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a heating resistor used in thermal heads, heaters, and other electronic devices.

(従来の技術) 従来より、電力を印加することによって発熱体となり、
ヒータ或いは感熱ヘッド等に用いる、種々の発熱抵抗体
が授業されている。
(Conventional technology) Conventionally, by applying electric power, it becomes a heating element,
Various heat generating resistors for use in heaters, thermal heads, etc. have been taught.

近年、この発熱抵抗体の用途の一例として、当該発熱抵
抗体を薄膜状に配設して電流を通じ、この際に生じる発
熱を利用し、感熱紙を発色させてドツト状のモザイクを
作ることにより、絵、文字等の印字を行なうための、f
!々の構造の薄膜型サーマルヘッドが提案され、注目さ
れている。
In recent years, one example of the use of this heating resistor is to arrange the heating resistor in the form of a thin film and conduct an electric current, and use the heat generated at this time to color thermal paper and create a dot-shaped mosaic. , f for printing pictures, characters, etc.
! Thin-film thermal heads with various structures have been proposed and are attracting attention.

このような薄膜型サーマルヘッド(以下、単にサーマル
ヘッドと称する。)の−例として、例えば文献(「金属
表面技術」邦、 (6)、+983.第271〜277
頁)に開示されるものが知られている。
As an example of such a thin film type thermal head (hereinafter simply referred to as a thermal head), for example, the literature ("Metal Surface Technology" Japan, (6), +983. Nos. 271-277)
Page) is known.

上述の文献に開示される構造のサーマルヘッドでは、発
熱抵抗体を構成する材料として、主に、窒化タンタル(
TaJ)が用いられている。周知のように、窒化タンタ
ル(TaJ)は、例えばハイブリットIC等の薄膜抵抗
体として用いる場合(こは、抵抗値の安定性に優れてい
る。しかしながら、例えばサーマルヘッドを構成する発
熱抵抗体に窒化タンタル(Ta2N)を用いる場合には
、窒化タンタル(TaJ)の有する耐熱性、特に、耐酸
化粧か充分なものではなかった。これかため、窒化タン
タル(TaJ)u発熱抵抗体として用いる場合には、耐
酸化性を改善するため、耐酸化膜及び耐摩耗層といった
保護膜を配設するのか一般的である。
In the thermal head having the structure disclosed in the above-mentioned literature, the material constituting the heating resistor is mainly tantalum nitride (
TaJ) is used. As is well known, tantalum nitride (TaJ) is used, for example, as a thin film resistor in hybrid ICs (it has excellent resistance value stability). When using tantalum (Ta2N), the heat resistance of tantalum nitride (TaJ), especially the acid resistance, was not sufficient.For this reason, when tantalum nitride (TaJ) is used as a heating resistor, In order to improve oxidation resistance, it is common to provide protective films such as an oxidation-resistant film and a wear-resistant layer.

以下、図面を参照して、発熱抵抗体の用途の一例として
、従来のサーマルヘッドにつき説明する。
Hereinafter, a conventional thermal head will be described as an example of the use of a heating resistor with reference to the drawings.

第5図は、従来のサーマルヘッドを説明するため、サー
マルヘッドの概略的な要部断面図により示した説明図、
第6図(A)は、第5図に示す発熱抵抗体の配設状態を
示すための平面図である。これらの図中、断面を示すハ
ツチングは一部を除き省略して示す。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic cross-sectional view of the main part of the thermal head in order to explain the conventional thermal head;
FIG. 6(A) is a plan view showing the arrangement of the heating resistor shown in FIG. 5. FIG. In these figures, hatchings indicating cross sections are omitted except for some.

第5図において、11は例えばセラミックス、グレーズ
ドアルミナまたはその他任意好適な材料よりなる絶縁基
板を示し、当該絶縁基板11の表面に窒化タンタル(T
aJ)より構成寛れる発熱抵抗体13か、第6図(A)
に示すような矩形状に設けられている。
In FIG. 5, reference numeral 11 indicates an insulating substrate made of ceramics, glazed alumina, or any other suitable material, and the surface of the insulating substrate 11 is coated with tantalum nitride (T
Figure 6 (A)
It is provided in a rectangular shape as shown in .

また、この発熱抵抗体13の上側表面に、例えば金(A
u)、ニクロム(Ni−Cr)またはその他の好適材料
よりなる個別の給電体15及び17が互いに離間しで配
設されており、これら給電体15と給電体17との間に
相当する発熱抵抗体13の一部分(第5図中、斜線を付
して示す部分)が発熱部19を構成する。
Further, the upper surface of this heating resistor 13 is coated with gold (A), for example.
u) Separate power supplies 15 and 17 made of nichrome (Ni-Cr) or other suitable material are arranged spaced apart from each other, with a corresponding heating resistor between them. A portion of the body 13 (the shaded portion in FIG. 5) constitutes a heat generating portion 19.

ざらに、給電体15及び17と発熱部19に相当する発
熱抵抗体13の上側には、耐酸化膜21と耐摩耗層23
とが順次被着形成されており、これら二層の膜により発
熱抵抗体13の保護膜か構成されている。
Roughly speaking, an oxidation-resistant film 21 and a wear-resistant layer 23 are provided on the upper side of the power supply bodies 15 and 17 and the heating resistor 13 corresponding to the heat generating part 19.
These two layers constitute a protective film for the heating resistor 13.

また、窒化タンタル(TaJ)の有する電気抵抗率は約
300口Ω・cm程度である。ここで、例えば、サーマ
ルヘッドか長時間の使用に耐え得るように、発熱抵抗体
の有する膜厚を充分な膜厚として構成すると、当該発熱
抵抗体13が有する抵抗値は、所望の抵抗値よりも小さ
い値を示す場合か有った。従って、印字に必要な発熱量
を得るためには、発熱抵抗体13に供給する電流値を大
きくする必要が有った。しかしながら、配線回路及び駆
動方法及びその他の構成成分(いずれも図示せず)が有
する制約から、限られた電流値の範囲で天川的な発熱量
を得る必要が有る。これがため、第6図(B)の平面図
に示すように、発熱抵抗体13をミアンダ型の形状を以
って配設することにより、当該発熱抵抗体13の有する
抵抗値を上げる技術が知られている。
Further, tantalum nitride (TaJ) has an electrical resistivity of about 300Ω·cm. Here, for example, if the heating resistor is configured to have a sufficient film thickness so that the thermal head can withstand long-term use, the resistance value of the heating resistor 13 will be lower than the desired resistance value. There were also cases where it showed a small value. Therefore, in order to obtain the amount of heat necessary for printing, it was necessary to increase the value of the current supplied to the heating resistor 13. However, due to the limitations of the wiring circuit, the driving method, and other components (all not shown), it is necessary to obtain the same amount of heat within a limited current value range. Therefore, as shown in the plan view of FIG. 6(B), there is a known technique for increasing the resistance value of the heating resistor 13 by arranging the heating resistor 13 in a meandering shape. It is being

一方、印字品質の向上を図るためには、サーマルヘッド
に配設された発熱抵抗体13を微細化することが要求さ
れる。従って、ミアンダ型として形成した発熱抵抗体1
3ヲ、ざらに微細な形状とする必要が有るが、この微細
化には加工技術上の限界を有する。これがため、例えば
第6図(A)で説明した矩形のような、簡易な形状の発
熱抵抗体で、所望とする抵抗値が得られるような抵抗体
材料が望まれている。
On the other hand, in order to improve printing quality, it is required to miniaturize the heating resistor 13 disposed in the thermal head. Therefore, the heating resistor 1 formed as a meander type
3) Although it is necessary to make the shape roughly fine, there is a limit to this miniaturization due to processing technology. Therefore, there is a demand for a resistor material that can provide a desired resistance value with a heating resistor having a simple shape, such as the rectangular shape illustrated in FIG. 6(A), for example.

このような抵抗体材料として、例えばタンタル−シリコ
ン−窒素(Ta−8i−N) 、或いはタンタル−シリ
コン−酸素(Ta−3i−0)といった高い電気抵抗率
(103〜105μΩ・cm程度)を有する抵抗体材料
が開発されている。
Examples of such resistor materials include tantalum-silicon-nitrogen (Ta-8i-N) or tantalum-silicon-oxygen (Ta-3i-0), which have high electrical resistivity (approximately 103 to 105 μΩ·cm). Resistor materials have been developed.

(発明か解決しようとする問題点) しかしながら、上述した従来の抵抗体材料では、高い電
気抵抗率を有する反面、電気抵抗率に関して温度依存性
を有し、当該発熱抵抗体が高温になるに従って電気抵抗
率か低下する傾向が有る。従って、例えばサーマルヘッ
ドとして従来の抵抗体材料からなる発熱抵抗体を連続的
に駆動した場合、当該発熱抵抗体の温度によって電気抵
抗率に変動を生し、当該発熱抵抗体(こ対する印加電力
の制御を行なう必要が有る。また、当該抵抗体の発熱に
伴ない、当該抵抗体或いはこれに近接する構成成分の温
度か上昇すると、抵抗体の発熱量も相加的に増大するた
め、上述の印加電力の制御が困難であるという問題点が
有った。
(Problem to be solved by the invention) However, while the above-mentioned conventional resistor materials have high electrical resistivity, they also have temperature dependence in terms of electrical resistivity, and as the temperature of the heating resistor increases, the electrical resistance increases. There is a tendency for resistivity to decrease. Therefore, for example, when a heating resistor made of a conventional resistor material is continuously driven as a thermal head, the electrical resistivity varies depending on the temperature of the heating resistor, and In addition, as the resistor generates heat, if the temperature of the resistor or its nearby components rises, the amount of heat generated by the resistor increases additively, so the above-mentioned There was a problem in that it was difficult to control the applied power.

この発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、高い
電気抵抗率を有し、かつ当該抵抗率に関する温度依存性
が低い発熱抵抗体を提供し、当該発熱抵抗体を用いて優
れた電子機器を提供することに有る。
In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a heating resistor that has high electrical resistivity and low temperature dependence regarding the resistivity, and to provide an excellent electronic The purpose is to provide equipment.

(問題点を解決する1とめの手段) この目的の達成を図るため、この発明の発熱抵抗体によ
れば、 金属(M)よりなる導電体層と、炭化珪素(SiC)よ
りなる絶縁体層とを積層して多層構造としたことを特徴
としている。
(First Means to Solve the Problem) In order to achieve this objective, the heating resistor of the present invention includes a conductive layer made of metal (M) and an insulating layer made of silicon carbide (SiC). It is characterized by having a multilayer structure by laminating the above.

また、この発明の実施に当っては、上述した金属(M)
がルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム
(Pd)、オスミニウム(Os)、イリジウム(Ir)
及び白金(Pt)のうちから選ばれた1種類の金属また
は2種類以上の金属の混合物から導電体層を構成するの
が好適である。
In addition, in carrying out this invention, the above-mentioned metal (M)
Ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osminium (Os), iridium (Ir)
It is preferable that the conductor layer is made of one type of metal selected from the group consisting of metals and platinum (Pt) or a mixture of two or more types of metals.

(作用) この発明の発熱抵抗体の構成によれば、上述の金属より
なる導電体層と、炭化珪素(SiC)よりなる絶縁体層
とを積層して発熱抵抗体を構成したため、当該発熱抵抗
体の抵抗率に関する温度依存性を低減せしめることがで
きる。
(Function) According to the configuration of the heating resistor of the present invention, since the heating resistor is constructed by laminating the conductive layer made of the above-mentioned metal and the insulating layer made of silicon carbide (SiC), the heating resistor The temperature dependence of body resistivity can be reduced.

(実施例) 以下、図面を参照して、この発明の実施例につき説明す
る。尚、以下に説明する実施例では、この出願の好まし
い特定の数値的条件、材料、配M関係及びその他の条件
の下で説明するが、これらは単なる一例であるにすぎず
、この発明は以下に述べる実施例にのみ限定されるもの
ではないことを理解されたい。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below will be described under specific numerical conditions, materials, Mold arrangement relationships, and other conditions preferred by this application, but these are merely examples, and the present invention will be described below. It should be understood that the present invention is not limited to the embodiments described herein.

第1図(A)は、この発明の発熱抵抗体の用途の一例と
して、当該発熱抵抗体をサーマルヘッドに用いた場合の
実施例の説明に供する概略的な断面図、第1図(B)は
、第1図(A)に示した発熱抵抗体の積層構成の一例を
示す要部断面図である。図中、この発明の特徴となる構
成成分を除き、第5図を用いて既に説明した構成成分と
同一の機能を有する構成成分については、同一の符号を
付しで示す。さらに、同図中、断面を示すハツチングは
、一部を除き省略して示す。
FIG. 1(A) is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment in which the heating resistor of the present invention is used in a thermal head as an example of the use of the heating resistor of the present invention, and FIG. 1(B) FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an example of a laminated structure of the heating resistor shown in FIG. 1(A). In the figure, components having the same functions as the components already explained using FIG. 5 are designated by the same reference numerals, except for the components that are characteristic of the present invention. Further, in the same figure, hatchings indicating cross sections are omitted except for a part.

ます、第5図を用いて説明した従来のサーマルヘッドの
製造方法に従って、第1図(A)の断面図に示すように
、従来と同様のグレーズドアルミナより成る絶縁基板1
1の上側に発熱抵抗体25ヲ被着形成する。ここで、こ
の発明の発熱抵抗体25は、第1図(B)に示すように
、前述した種々の金属(M)を以って構成した導電体層
27と、炭化珪素(SiC)を以って構成した絶縁体層
29とを積層した、少なくとも3層以上の多層構造とし
て構成されている。従って、以下に述べる実施例の比較
を容易とするため、発熱抵抗体25を構成する導電体層
27と絶縁体層29との積層数に拘らず、両者の膜厚の
合計が約3000人となるように、発熱抵抗体25を絶
縁基板11の上側に形成する。然る後、絶縁基板11上
に被着した発熱抵抗体25が約50μmx75μmの矩
形を呈するようにパターンニングし、当該矩形形状を有
する発熱抵抗体25の密度を16ドツト/cmとして形
成する。
First, according to the conventional thermal head manufacturing method explained using FIG. 5, an insulating substrate 1 made of glazed alumina similar to the conventional one is made as shown in the cross-sectional view of FIG.
A heating resistor 25 is formed on the upper side of the heating resistor 1. Here, as shown in FIG. 1(B), the heating resistor 25 of the present invention includes a conductive layer 27 made of the various metals (M) described above and silicon carbide (SiC). It is constructed as a multilayer structure of at least three or more layers, in which an insulator layer 29 is laminated. Therefore, in order to facilitate the comparison of the examples described below, regardless of the number of laminated layers of the conductor layer 27 and the insulator layer 29 constituting the heat generating resistor 25, the total thickness of both layers is about 3000. The heating resistor 25 is formed on the upper side of the insulating substrate 11 so that the heat generating resistor 25 is formed on the insulating substrate 11. Thereafter, the heat generating resistor 25 deposited on the insulating substrate 11 is patterned to have a rectangular shape of approximately 50 μm x 75 μm, and the density of the heat generating resistor 25 having the rectangular shape is 16 dots/cm.

続いて、上述の発熱抵抗体25の上側に膜厚2LImの
金(Au)及びニクロム(Ni−Cr)よりなる給電体
15或いは17を被着形成した後、従来周知の作成条件
に従い、炭化珪素(SiC)よりなる保護膜31ヲ約4
umの膜厚で被着形成し、サーマルヘッドを形成した。
Subsequently, after forming a power supply body 15 or 17 made of gold (Au) and nichrome (Ni-Cr) with a film thickness of 2 LIm on the upper side of the heating resistor 25 described above, a silicon carbide film is formed in accordance with conventionally well-known manufacturing conditions. The protective film 31 made of (SiC) is about 4
A thermal head was formed by depositing the film to a film thickness of 1 um.

以下、図面ヲ参照して、この発明の発熱抵抗体の実施例
につき、さらに詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the heat generating resistor of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

策土叉茂旦 この第1実施例では、上述の導電体層27ヲ構成する金
属(M)として白金(Pt)V用い、絶縁体層29を炭
化珪素(SiC)として構成する。さらに、この第1実
施例では、絶縁基板11の上側に、まず導電体層27ヲ
積層し、当該導電体層27の上側に絶縁体層29を積層
する。然る後、導電体層27と絶縁体層29とを順次積
層し、発熱抵抗体25における積層数が3層、9層、1
9層または29層となるように、4種類のサーマルヘッ
ドを夫々作成した。ここで、既に述べたように、発熱抵
抗体25が有する膜厚を約3000人と一定とし、かつ
導電体層27と絶縁体層29との膜厚の比を1:1とす
る。
In this first embodiment, platinum (Pt) is used as the metal (M) constituting the conductor layer 27, and silicon carbide (SiC) is used as the insulator layer 29. Furthermore, in this first embodiment, a conductor layer 27 is first laminated on the upper side of the insulating substrate 11, and an insulator layer 29 is laminated on the upper side of the conductor layer 27. After that, the conductor layer 27 and the insulator layer 29 are sequentially laminated, and the number of laminated layers in the heating resistor 25 is 3, 9, and 1.
Four types of thermal heads were created, each having 9 layers or 29 layers. Here, as already mentioned, the thickness of the heating resistor 25 is constant at about 3000, and the ratio of the thicknesses of the conductive layer 27 and the insulating layer 29 is 1:1.

次に、発熱抵抗体を構成する導電体層及び絶縁体層の被
着方法につき説明する。
Next, a method for depositing the conductive layer and the insulating layer constituting the heating resistor will be explained.

この実施例の被着方法は、従来周知のマグネトロンスパ
ッタ法を用い、導電体層27ヲ形成するに当っては白金
(Pt)よりなるターゲットを直流(DC)でスパッタ
リングし、絶縁体層29ヲ形成するに当っては、交流(
RF)で炭化珪素(SiC)ターゲットのスパッタリン
グを行なう。実際にスパッタを行なうに際しては、発熱
抵抗体25ヲ被着せしめる絶縁基板11の表面を清浄化
するため、まず、真空中において、当該基板11を20
0℃の温度で30分間加熱した後、水冷によって室温ま
で温度を下げる。然る後、アルゴン(Ar)をスパッタ
ガスとして、上述のptターゲットをDC,SiCター
ゲットVRFで、同時にスパッタリングを行なう。この
際、スパッタ装置に備えられたシャッターを切り換える
ことによっていずれか一方の被スパツタ粒子(即ち、p
tま1とは5iC)7a遮断し、導電体層27と絶縁体
層29とが同時に絶縁基板11上(こ被着しないように
して発熱抵抗体25ヲ形成する。
The deposition method of this embodiment uses a conventionally well-known magnetron sputtering method, in which a target made of platinum (Pt) is sputtered with direct current (DC) to form the conductor layer 27, and the insulator layer 29 is sputtered with direct current (DC). In forming, exchange (
RF) to sputter a silicon carbide (SiC) target. When actually performing sputtering, in order to clean the surface of the insulating substrate 11 on which the heating resistor 25 is attached, the substrate 11 is first heated for 20 minutes in a vacuum.
After heating at a temperature of 0° C. for 30 minutes, the temperature is lowered to room temperature by water cooling. Thereafter, using argon (Ar) as a sputtering gas, sputtering is simultaneously performed using the above-mentioned PT target with DC and SiC target VRF. At this time, by switching the shutter provided in the sputtering device, one of the particles to be sputtered (i.e., p
The conductive layer 27 and the insulating layer 29 are simultaneously formed on the insulating substrate 11 (in such a manner that the heat generating resistor 25 is not deposited on the insulating substrate 11).

このようにして得た、この実施例の発熱抵抗体の特性を
比較するため、上述した、積層数の異なる4種類の発熱
抵抗体が有する電気抵抗率の温度依存性を0℃から12
0℃の温度範囲で測定した。
In order to compare the characteristics of the heat generating resistors of this example obtained in this way, the temperature dependence of the electrical resistivity of the above-mentioned four types of heat generating resistors with different numbers of layers was measured from 0°C to 12°C.
Measurements were made in a temperature range of 0°C.

また、この発明の第1実施例の発熱抵抗体と従来と類似
の発熱抵抗体との比較を行なう目的で、発熱抵抗体がP
t−3t−Cの1層のみで構成されることを除いて、同
一の構成条件により作成したサーマルヘッドを比較例と
して測定を行なった。
In addition, for the purpose of comparing the heating resistor of the first embodiment of the present invention with a heating resistor similar to the conventional one, the heating resistor was
As a comparative example, a thermal head made under the same structural conditions except that it was composed of only one layer of t-3t-C was measured.

第2図は、上述の電気抵抗率に関する温度依存性の測定
結果を説明するための特性曲線図である。第2図におい
て、縦軸に電気抵抗率(UΩ・cm) %取り、横軸に
発熱抵抗体の温度(℃)を取って示す。また、曲線工は
、上述の実施例のうち、発熱抵抗体25を3層構造とし
た場合、曲線11.111及び曲線IVハ、各々、9層
、19層或イハ29層として発熱抵抗体25を構成した
場合につき示している。さらに、曲線■は、上述した比
較例としての発熱抵抗体に関する測定結果を示している
FIG. 2 is a characteristic curve diagram for explaining the measurement results of the temperature dependence of the electrical resistivity mentioned above. In FIG. 2, the vertical axis shows the electrical resistivity (UΩ·cm) in %, and the horizontal axis shows the temperature of the heating resistor (° C.). Furthermore, in the above-described embodiments, when the heating resistor 25 has a three-layer structure, the curved line is constructed so that the heating resistor 25 has a three-layer structure. It is shown for the case where it is configured. Furthermore, curve (2) shows the measurement results regarding the heating resistor as the comparative example described above.

この図からも理解できるように、0℃から120°Cの
温度まで上昇するに従い、従来の発熱抵抗体(曲線■)
は、25°Cにおける抵抗率を基準として8.90〜−
24.2%の範囲で約2500uΩ”cmの抵抗率の変
s’ii伴なう。これに対して、この発明の第1実施例
に係る4種類の発熱抵抗体では、いずれの場合も抵抗率
の低下の度合が少なく、最大でも2.89−−11.2
%の範囲で約+3oouΩ”cm程度(曲線■)、最小
で2.09〜−8.79%の範囲て約900uΩ・cm
程度(曲線■)であり、かつ当該曲線は、はぼ直線的な
低下傾向を示し、上述の温度依存性が著しく低いことか
理解できる。
As can be understood from this figure, as the temperature increases from 0°C to 120°C, the conventional heating resistor (curve ■)
is 8.90 to - based on the resistivity at 25°C.
In the range of 24.2%, there is a change in resistivity of approximately 2500 uΩ"cm. On the other hand, in the four types of heating resistors according to the first embodiment of the present invention, the resistance is The degree of decrease in rate is small, at most 2.89--11.2
Approximately +3oouΩcm in the range of % (curve ■), and approximately 900uΩcm in the range of 2.09 to -8.79% at the minimum
(curve ■), and the curve shows an almost linear decreasing tendency, which can be understood to indicate that the above-mentioned temperature dependence is extremely low.

また、この第1芙施例の4種類の発熱抵抗体では、従来
構成の発熱抵抗体(Pt−St−C)に比べて、高い温
度でも、比較的安定に高抵抗率を維持し得ることが理解
できる。
In addition, the four types of heating resistors of this first example can maintain high resistivity relatively stably even at high temperatures compared to the heating resistor of the conventional configuration (Pt-St-C). I can understand.

また、上述の測定では、O″Cから120°Cの5晶度
範囲での測定結果のみを図示して説明した。し力1しな
がら、この発明の発熱抵抗体は、上述の5晶度朦囲での
み効果を有するものではなく、上述の温度範囲を超えて
サーマルへ・ソドの使用時(こ至り得る温度(約500
℃程度)においても、上述の測定結果と同様の効果を得
ることができる。
In addition, in the above measurement, only the measurement results in the 5 crystallinity range from O''C to 120°C were illustrated and explained. It is not only effective in a surrounding environment, but also when using a thermal or solar cell at a temperature exceeding the above-mentioned temperature range (approximately 500°C).
℃), the same effect as the above measurement result can be obtained.

策λ久茂り 次に、図面を参照して、この発明の第2実施砂すにつき
説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.

上述した第1実施例では、導電体層27として、白金(
Pt)を用いた場合につき説明した。しかしながら、こ
の発明の発熱抵抗体は、第1実施例の白金(Pt)を用
いた場合にのみ限定されるものではない。
In the first embodiment described above, the conductor layer 27 is made of platinum (
The case where Pt) was used was explained. However, the heating resistor of the present invention is not limited to the case where platinum (Pt) of the first embodiment is used.

この第2実施例では、導電体層27ヲパラジウム(Pd
)とした場合につき説明する。
In this second embodiment, the conductor layer 27 is made of palladium (Pd
) will be explained below.

第1実施例で既に説明した作成方法に従って、この第2
実施例では、導電体層27を、上述の金属CM)の−例
としてパラジウム(Pd)  で構成し、絶縁体層29
を炭化珪素(SiC)で構成した場合(こつき検討した
In accordance with the production method already explained in the first embodiment, this second
In the embodiment, the conductor layer 27 is made of palladium (Pd) as an example of the above-mentioned metal CM), and the insulator layer 29 is made of palladium (Pd).
A study was conducted on the case where the structure was made of silicon carbide (SiC).

前述の第1実施例で述べた場合と同様にして、この第2
実施例の発熱抵抗体の特性を比較するため、3層、9層
、19層及び29層と、4種類の発熱抵抗体が有する電
気抵抗率の温度依存性を0°Cから120°Cの温度範
囲で測定した。この測定に当り、第1実施例と同様に、
従来構成の発熱抵抗体との比較を行なう目的で、発熱抵
抗体がPd−3i−Cの1層のみで構成されることを除
いて同一の構成条件により作成したサーマルヘッドを比
較例とした。
In the same manner as described in the first embodiment, this second embodiment
In order to compare the characteristics of the heating resistors of the examples, the temperature dependence of the electrical resistivity of four types of heating resistors, 3 layers, 9 layers, 19 layers, and 29 layers, was measured from 0°C to 120°C. Measured over a temperature range. In this measurement, similarly to the first example,
For the purpose of comparison with a heat generating resistor having a conventional structure, a thermal head manufactured under the same structural conditions except that the heat generating resistor was composed of only one layer of Pd-3i-C was used as a comparative example.

第3図は、第2図と同様に、電気抵抗率に関する温度依
存性の測定結果を説明するための特性曲線図である。ま
た、曲線■は、第2実施例のうち、発熱抵抗体25ヲ3
層構造とした場合、曲線■、■及び曲線■は、各々9層
、19層或いは29層として発熱抵抗体を構成した場合
につき示している。さらに、曲線Xは、第2図と同様に
、比較例としての発熱抵抗体(Pd−3i−C)に関す
る測定結果を示す。
Similar to FIG. 2, FIG. 3 is a characteristic curve diagram for explaining the measurement results of the temperature dependence of electrical resistivity. In addition, the curve (■) represents the heating resistor 25 and 3 in the second embodiment.
In the case of a layered structure, curves (1), (2), and (2) indicate cases in which the heating resistor is constructed with 9 layers, 19 layers, and 29 layers, respectively. Furthermore, similarly to FIG. 2, a curve X shows the measurement results regarding a heating resistor (Pd-3i-C) as a comparative example.

この図からも理解できるように、0℃がら120°Cの
温度まで上昇するに従い、従来構成の発熱抵抗体(曲線
X)か25℃における抵抗率を基準として10.0〜−
15.8%の範囲で約2000uΩ−cmの抵抗率の低
下を伴なう。これに対して、この発明の第2実施例に係
る4種類の発熱抵抗体では、いずれの場合も抵抗率の低
下傾向が、はぼ直線的であり、抵抗率の低下は最大でも
2.53〜−9.02%の範囲で約1000uΩ・cm
程度(曲線■)、最小で2.20〜−8.15%の範囲
で約900uΩ”cm程度(曲線■)と、上述の温度依
存性が著しく低いことが理解できる。
As can be understood from this figure, as the temperature rises from 0°C to 120°C, the resistivity of the conventionally configured heating resistor (curve X) is 10.0 to - -
15.8% with a decrease in resistivity of about 2000 uΩ-cm. On the other hand, in the four types of heating resistors according to the second embodiment of the present invention, the tendency of the resistivity to decrease is almost linear in all cases, and the resistivity decrease is 2.53 at the maximum. Approximately 1000uΩ・cm in the range of ~-9.02%
It can be seen that the above-mentioned temperature dependence is extremely low, with a minimum value of about 900 uΩ''cm (curve ■) in the range of 2.20 to -8.15%.

さらに、前述の第1実施例と同様に、上述の第2実施例
も、従来構成の発熱抵抗体(Pd−3i−C)に比べて
、高い温度でも比較的安定に高抵抗率を維持し得ること
が理解できる。
Furthermore, similar to the first embodiment described above, the second embodiment described above also maintains high resistivity relatively stably even at high temperatures, compared to the conventionally configured heating resistor (Pd-3i-C). I can understand what I'm getting.

左命少北老 以下、発熱抵抗体をサーマルヘッドに用いで駆動させた
場合の寿命に関して、上述した第1実施例及び第2実施
例の発熱抵抗体と、従来の発熱抵抗体との比較試験を行
なった結果につき説明する。
The following is a comparison test between the heat generating resistors of the first and second embodiments described above and a conventional heat generating resistor regarding the lifespan when the heat generating resistor is used in a thermal head and driven. The results will be explained below.

この寿命比較試験では、前述した温度依存性に関する比
較を行なった場合と同一の構成からなるサーマルヘッド
を、繰り返し周期V2ms及びパルス幅を0.8msに
設定して駆動することにより行なった。また、駆動する
際の印加電力は、各々のサーマルヘッドを用いて感熱紙
に印字を行ない、当該感熱紙に印字された部分の発色(
黒色)の度合の指標としての光学濃度(Optical
 Density、O,D、)が常に約1.2となるよ
うに調整して行なった。
In this lifespan comparison test, a thermal head having the same configuration as that used in the temperature dependence comparison described above was driven with a repetition period of V2 ms and a pulse width of 0.8 ms. In addition, the power applied during driving is determined by printing on thermal paper using each thermal head, and coloring the portion printed on the thermal paper (
Optical density (optical density) as an indicator of the degree of blackness
The density (O, D,) was adjusted so that it was always about 1.2.

第4図は、この寿命比較試験の結果を示す特性曲線図で
ある。図中、横軸にパルスの印加数を取り、縦軸には初
期抵抗値Rと各ステップ終了時の抵抗値との差6日から
求めた抵抗変化率(ΔR/Rを百分率として表わしたも
の)を取ってプロットしたものである。図中、曲線aは
上述した第1実施例の発熱抵抗体のうち積層数が19層
であるサーマルヘッド(第2図の曲線■に相当)、曲線
すは第2実施例の発熱抵抗体のうち積層数が19層のも
の(第3図の曲線■)、曲線Cは従来技術として既に説
明した、窒化タンタル(TaJ)を発熱抵抗体として構
成したサーマルヘッドの結果を夫々示している。
FIG. 4 is a characteristic curve diagram showing the results of this life comparison test. In the figure, the horizontal axis represents the number of applied pulses, and the vertical axis represents the resistance change rate (ΔR/R expressed as a percentage) calculated from the 6-day difference between the initial resistance value R and the resistance value at the end of each step. ) is plotted. In the figure, curve a is a thermal head having 19 laminated layers of the heat generating resistor of the first embodiment (corresponding to curve ■ in FIG. 2), and curve a is that of the heat generating resistor of the second embodiment. Among them, the one with 19 laminated layers (curve 2 in FIG. 3) and the curve C show the results of a thermal head constructed of tantalum nitride (TaJ) as a heating resistor, which has already been explained as a prior art.

この第4図からも理解できるように、発熱抵抗体ヲ窒化
タンタル(TaJ)とした従来構成のサーマルヘッド(
曲線C)では、パルス印加数が102に達する辺から抵
抗変化率の変動を生じている。
As can be understood from Fig. 4, the conventional thermal head (
In curve C), the resistance change rate starts to fluctuate from the side where the number of applied pulses reaches 102.

これに対して、第1実施例に係るサーマルヘッド(曲線
a)では約105、第2実施例に係るサーマルヘッド(
曲線b)では約5×103に相当するパルス印加数まで
、抵抗変化率の変動が認められない。
On the other hand, in the thermal head according to the first embodiment (curve a), it is about 105, and in the thermal head according to the second embodiment (curve a)
In curve b), no variation in the rate of change in resistance is observed up to the number of applied pulses corresponding to approximately 5×10 3 .

以上、この発明の実施例につき詳細に説明したが、この
発明の実施例の発熱抵抗体は、従来の発熱抵抗体に比べ
て、第2図及び第3図を参照して説明したように温度依
存性が低く、かつ第4図から理解できるように、優れた
耐久性を有する。
The embodiments of the present invention have been described in detail above, but the heat generating resistor of the embodiment of the present invention has a higher temperature than the conventional heat generating resistor as explained with reference to FIGS. 2 and 3. It has low dependence and, as can be understood from FIG. 4, excellent durability.

また、上述した実施例では、白金(Pt)或いはパラジ
ウム(Pd)からなる導電体層を用い、発熱抵抗体を構
成した場合につき説明した。しかしながら、この発明は
上述の実施例にのみ限定されるものではなく、ルテニウ
ム(Ru)、ロジウム(Rh)、′オスミニウム(Os
)またはイリジウム(Ir)、或いは、これら金属の混
合物としても上述の実施例と同様な効果が得られた。
Furthermore, in the above-described embodiments, a case has been described in which the heating resistor is constructed using a conductor layer made of platinum (Pt) or palladium (Pd). However, the present invention is not limited only to the above-mentioned embodiments, but includes ruthenium (Ru), rhodium (Rh), 'osminium (Os)
) or iridium (Ir), or a mixture of these metals, the same effects as in the above-mentioned examples were obtained.

また、上述の実施例では、絶縁基板のよ(こ、まず、導
電体層27を被着し、その上側に絶縁体層29を積層し
た場合につき説明したが、例えば絶縁基板の上に、順次
、絶縁体層、導電体層の順序で積層した構成としても良
い。ざらに、上述の実施例では、積層数を奇数として説
明したが、当該積層数を偶数とし、例えば絶縁基板と接
する層を絶縁体層、保護層(或いは給電体)の下側に積
層せしめられた層を導電体層として構成しても良い。
In addition, in the above-mentioned embodiment, the case where the conductive layer 27 is first deposited and the insulating layer 29 is laminated on top of the insulating substrate is described, but for example, the insulating substrate is sequentially laminated with the insulating layer 29. , an insulator layer, and a conductor layer may be laminated in this order.In the above embodiment, the number of laminated layers is an odd number, but the number of laminated layers may be an even number, for example, a layer in contact with an insulating substrate A layer laminated under the insulating layer and the protective layer (or the power supply) may be configured as a conductive layer.

また、上述の実施例では、発熱抵抗体を被着形成するに
当り、マグネトロンスパッタ法を用いた場合につき説明
した。しかしながら、この発明は、この被着方法に限定
されるものではなく、例えば蒸着法、化学的気相成長(
Chemical VaporDeposition:
CVD)法またはその他、任意好適な被着方法として実
施することができる。
Furthermore, in the above-described embodiments, the case where the magnetron sputtering method was used to deposit and form the heating resistor was explained. However, the present invention is not limited to this deposition method; for example, vapor deposition, chemical vapor deposition (
Chemical VaporDeposition:
CVD) or any other suitable deposition method.

これら材料条件、配置関係、積層数、被着手段、膜厚及
びその他の条件は、この発明の目的の範囲内で、設計の
変更及び変形を任意好適に行ない得ること明らかである
It is clear that these material conditions, arrangement relationships, number of laminated layers, adhesion means, film thickness, and other conditions can be arbitrarily and suitably modified and modified in design within the scope of the object of the present invention.

(発明の効果) 上述した説明から明らかなように、この発明の発熱抵抗
体によれば、前述した金属或いは金属の混合物よりなる
導電体層と、炭化珪素(SiC)よりなる絶縁体層とを
積層して発熱抵抗体を構成している。これかため、電気
抵抗率に関する温度依存性か低く、かつ高い電気抵抗率
を有し、この発明を例えばサーマルヘッドに適用した場
合のように、駆動に際して優れた耐久性を有する。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the heating resistor of the present invention has a conductor layer made of the metal or a mixture of metals and an insulator layer made of silicon carbide (SiC). They are laminated to form a heating resistor. Therefore, the temperature dependence of the electrical resistivity is low and the electrical resistivity is high, and when the present invention is applied to a thermal head, for example, it has excellent durability when driven.

従って、この発明の発熱抵抗体を用いること(こより、
サーマルヘッド、ヒーター及びその他、種々の優れた電
子機器を提供することができる。
Therefore, using the heating resistor of the present invention (from this point,
It is possible to provide thermal heads, heaters, and various other excellent electronic devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(A)は、この発明の発熱抵抗体の実施例の説明
に供するため、サーマルヘッドの概略的な断面により示
す説明図、 第1図(B)は、この発明の詳細な説明するため、第1
図(A)に示した発熱抵抗体の積層関係の一例を示すた
めの要部断面図、 第2図は、第1実施例の電気抵抗率に関する温度依存性
を説明するための特性曲麺図、第3図は、第2実施例の
電気抵抗率に関する温度依存性を説明するための特性曲
線図、第4図は、この発明の実施例の寿命試験の結果を
説明するための特性曲線図、 第5図、第6図(A)及び第6図(B)は、従来技術の
説明(こ供する説明図である。 11・・・・絶縁基板、13.25・・・・発熱抵抗体
15、17・・・・給電体、19・・・・発熱部21・
・・・耐酸化膜、23・・・・耐摩耗層27・・・・導
電体層、29・・・・絶縁体層31・・・・保護膜。 特許出願人    沖電気工業株式会社メツへ くづ ! タラー大U已17すυノd九ζ−1C 実施例と比較例との寿命試験の説明図 q 従来の発熱抵抗体を用いたサーマルヘッドの断面図第5
図 ′共する特性曲線図 図 従来及びこの発明の説明図 第6図
FIG. 1(A) is an explanatory diagram showing a schematic cross section of a thermal head in order to explain an embodiment of the heating resistor of the present invention, and FIG. 1(B) is an explanatory diagram showing a detailed explanation of the present invention. Therefore, the first
FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts to show an example of the laminated relationship of the heating resistor shown in FIG. , FIG. 3 is a characteristic curve diagram for explaining the temperature dependence of the electrical resistivity of the second embodiment, and FIG. 4 is a characteristic curve diagram for explaining the life test results of the embodiment of the present invention. , FIG. 5, FIG. 6 (A), and FIG. 6 (B) are explanatory diagrams for explaining the prior art. 11...Insulating substrate, 13.25...Heating resistor 15, 17...Power supply body, 19...Heating part 21.
... Oxidation-resistant film, 23... Wear-resistant layer 27... Conductor layer, 29... Insulator layer 31... Protective film. Patent applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd. Taller U 17 mm 9 ζ-1C Explanatory diagram of the life test of the example and comparative example q Cross-sectional diagram of the thermal head using a conventional heating resistor No. 5
Figure 6: Characteristic curve diagram for the conventional and present invention diagrams

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)金属(M)より成る導電体層と、炭化珪素(Si
C)より成る絶縁体層とを積層して成ることを特徴とす
る発熱抵抗体。
(1) A conductor layer made of metal (M) and silicon carbide (Si
A heat generating resistor characterized by being formed by laminating an insulating layer consisting of C).
(2)前記金属(M)がルテニウム(Ru)、ロジウム
(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミニウム(Os)
、イリジウム(Ir)及び白金(Pt)のうちから選ば
れた1種類または2種類以上よりなる ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の発熱抵抗
体。
(2) The metal (M) is ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osminium (Os)
2. The heating resistor according to claim 1, wherein the heating resistor is made of one or more selected from the group consisting of , iridium (Ir), and platinum (Pt).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0944917A4 (en) * 1996-03-07 1999-09-29
US6388272B1 (en) 1996-03-07 2002-05-14 Caldus Semiconductor, Inc. W/WC/TAC ohmic and rectifying contacts on SiC

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