JPH01286403A - 抵抗体およびその製造方法ならびにその抵抗体を用いたサーマルヘッド - Google Patents

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や各種電子装置に用いられる
抵抗体およびその製造方法ならびにその抵抗体を用いた
サーマルヘッドに係り、特に厚膜方式で均質で特性の安
定な薄膜抵抗体を得るものに関する。

〔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、スパッタリング等を用いる薄膜方式が知られ
ている。

前者は例えば酸化ルテニウムとガラスフリットに粉末混
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。

また最近、ルテニウムあるいはレニウムの金属有機物を
用いて、厚膜方式で薄膜抵抗体を得る方法も提案されて
いる（特開昭６２−２９２４５３号公報参照）。

後者は真空技術を応用するもので、例えばタンタル等の
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
しホ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ト′の抵抗体
として用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の厚膜抵抗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、厚膜ペーストがガラスフリットと酸化ルテニウムの
粉末の不均一な混合物であることから、電界に対する強
度が弱い、即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点がある。

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
抗値にバラツキ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。

またルテニウムあるいはレニウムの金属有機物を用いた
厚膜方式、薄膜抵抗体を得るものでは、ルテニウムある
いはレニウムと、ケイ素あるいはバリウムなどのアルカ
リ土類金属の組み合わせで抵抗体を形成しており、この
ような組み合わせの抵抗体では焼成後の膜に結晶体が析
出して均一の改質のものが得られず、また耐電力、耐電
界強度が小さく、さらに抵抗値のバラツキが改善されな
い。

スパッタリングによる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上、電
力あるいは電界に対する強度が弱いという問題点があっ
た。

従って、本発明の目的は前記のような従来の問題点を解
決するため、厚膜方式で均一かつ電気的緒特性のすぐれ
た薄膜抵抗体を得ることである。

またこのような抵抗体を゛使用したサーマルヘッドを提
供することである。

〔課題を解決するための手段および作用〕前記目的を達
成するため、本発明はレニウム（Ｒｅ）とケイ素（Ｓｉ
）を含み、さらに鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）から選
ばれた少なくとも１種の酸化物を含有する抵抗体を提供
するものであり、好ましくはこれらの金属の金属有機物
の混合溶液を抵抗ペーストとして用い、これを基板上に
塗布・乾燥し、５００℃以上のピーク温度で空気中で焼
成することにより発熱抵抗体を形成するものである。

また上記の抵抗体を使用して、サーマルヘッドを作成す
るものである。

形成された抵抗体は各種の酸化レニウム（ＲｅＯ２、Ｒ
ｅｄ、、Ｒｅ４０７、Ｒｅ、０１Ｒｅｄ、ＲｅｚＯ，、
ＲｅｚＯｓなど）およびパイロクロア化合物（Ｐｂ−ｚ
Ｒｅ　ｚ　Ｏｂ　％　Ｂ　ｉ　ｔ　Ｒｅ　ｚ　Ｏ？など
）などの導電性酸化物と、他の金属成分の酸化物（Ｓｉ
ｎ２、Ｂ　ｉｚｏ　３、ｐｂｏなと）である絶縁性酸化
物を含んだ原子レベルで混合された均質な薄膜抵抗体で
ある。即ち鉛、ビスマスの少なくとも一方の存在により
レニウムやシリコンの結晶析出を抑制することができる
ので均質なものとなる。絶縁性酸化物は成膜、抵抗値調
整、基板との密着に寄与する。

〔実施例〕

本発明の詳細な説明する。

（１）実施例１ 金属有機物として下記の２−エチルヘキサン酸錯体を使
用する。

Ｒｅ　：　Ｒｅ　（ＯＯＣＣｌＨｔｓｈＢ　ｉ　；　Ｂ
　ｉ　　（ＯＯＣＣ？ＨＩ５）３Ｓ　ｉ　；　Ｓ　ｉ　
　（ＯＯＣＣ７Ｈ＋５）４Ｐｂ　；　Ｐｂ　（ＯＯＣＣ
ｗＨ＋ｓｈ上記金属有機物のうち、Ｒｅ、Ｓｉ、Ｂｉを
金属元素の原子数比がＲｅ　：Ｓｉ　：Ｂｉ＝１　二〇
、５：０．５になるような割合で混合し、これを全体の
７０〜３　Ｑｗｔ％、有機溶剤としてα−テルピネオー
ルを１８〜２８ｗｔ％、樹脂としてエチルセルロースを
２ｗｔ％の割合で混合し、粘度が５０００〜３００００
ｃｐｓの混合溶液に調整する。

これを抵抗ペーストとして１５０〜４００メツシユのス
テンレススクリーンにより、アルミナ上にガラスをコー
ティングしたグレーズドアルミナ基板上に印刷塗布する
。

その後１２０℃で乾燥後、赤外線ベルト焼成炉において
８００℃のピーク温度で１０分間焼成して、基板上に抵
抗体膜を形成する。

形成された抵抗体の膜厚は０．１〜０．４μｍであり、
シート抵抗は０．３μｍ厚さに換算して４０Ω／口・で
ある。

上記実施例１では焼成後のＲｅと他の金属（Ｍ）との原
子数比がＲｅ／Ｍ＝１について述べているが、本発明は
これに限らず、Ｒｅ　／　Ｍ−０，６〜２．０程度であ
れば用いることが出来る。いくつかの組成の抵抗体につ
いて表１に示す。

表１ 表１において、シート抵抗は膜厚を０．３μｍと換算し
たものである。

なお、表１の試料Ｂは上記実施例１の抵抗体である。

また、上記実施例においては各金属有機物として２−エ
チルヘキサン酸錯体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、レニウムや他の金
属がカルボン酸類、メルカプタン類、β−ジケトン類、
イミダゾール類など安定な錯体を形成し、その金属有機
物が有機溶剤に溶解するものであれば、各種の金属有機
物を用いることができる。

さらに有機溶剤としてはα−テルピネオールの他、ブチ
ルカルピトールアセテート等の溶剤を用いることが出来
ることは言うまでもない。そして、樹脂として、エチル
セルロース樹脂の如くセルロース系樹脂の他、アクリル
系の樹脂を用いることも出来る。

（２）実施例２ 前記実施例１で得られた表１のＢの抵抗体をサーマルヘ
ッドに使用した例について説明する。

第１図は本発明のサーマルヘッドの主要部構成図であっ
て、第１図（ａ）は平面図、第１図（ｂ）はＸ−Ｙ線に
沿った断面図である。

第１図において、１は共通電極、２は対向電極、３は抵
抗体、４はアルミナ基板、５はアンダーグレーズ層、６
はオーバーグレーズ層である。

第１図において、アンダーグレーズ層５を形成したアル
ミナ基板４から成るグレーズドアルミナ基板上に、抵抗
体３が直接形成されている。この抵抗体３は実施例１に
よって形成された抵抗体であり、各素子毎に分離されて
おり抵抗体の端部上から共通電極１、対向電極２が形成
されている。

このサーマルヘッドは次のようにして作製される。

まず、前記実施例１で示した抵抗体膜を、グレーズドア
ルミナ基板上に形成する。

・次にレジスト塗布、露光、現像により、抵抗体膜のレ
ジストパターンを得る。続いて、フッ硝酸をエツチング
液として用い、抵抗体を工・ノチングして８〜２４ドツ
ト／寵の抵抗体パターンを得る。

次に、抵抗体上にノリタケ株式会社製の有機金ペース）
Ｄ２７を全面印刷後、焼成して金膜を形成し、これにレ
ジスト塗布、露光、現像により共通電極ｌ及び対向電極
２用導体のレジストパターンを得る。これにヨウ素−ヨ
ウ化カリウム（ｔｚ、Ｋ　Ｉ　）　溶液をエツチング液
として用い、導体パターンを作製する。

さらに保護膜として田中マッセイ株式会社製のガラスペ
ース）ＬＳ２０１を印刷した後、焼成してオーバーグレ
ーズ層６　（第１図（ａ）では図示省略）を形成してサ
ーマルヘッドを完成する。

このように作製した８ドント／■重のサーマルヘッドの
抵抗素子（４Ｊイズ１０５μｍ、Ｘ１５０μｍ、膜厚０
．２．ｂｍ、抵抗値９５Ω）のＳ　Ｓ　Ｔ（Ｓｉｅｐ　
５ｔｒｅｓｓ　Ｔｅ５ｔ）強度試験の結果を第２図に示
す。

ＳＳＴ強度試験は周知の如く電力量を変化させて抵抗変
化比を調べるものであり、この場合、１ｍ　ｓ　幅のバ
ノ【スをｌ　Ｏｒｒ＋ｓ毎す、簑〈ルスの高さヲ変えで
、即ち電圧を変えることによっＣ電力量を変化させ（゛
抵り’ｉ’、変化比を調べるものである。

第２図においてＩは本発明の抵抗体、■は従来の酸化ル
テユパ２）、糸厚膜抵抗体（ザイズはＩと同１ｆ７で、
膜厚１５μｍ、抵抗値１２０Ω）の試験結果を示す。第
２図から明らかな々口く、本発明の抵抗体は電力、変化
に′対１−．７）抵抗値の変化が小さく、耐電力強１０
゛が大きいことがわかる。

また同し抵抗素子Ｃ，、−幻Ｖる静電破壊テストの結果
を第３し１Ｃ１゛示す。このラスト・は高電圧（〜２０
００Ｖ）を非常に短いパルス１Ｑｎｓｅｃで抵抗体素子
にＥｌ稍口するＪ、とＧこよる抵抗値変化を測定して、
抵抗体の耐電界強度を調べるものである。

第３図においてもＩは本発明の抵抗体素子、■は従来の
酸化ルテニウム系厚膜抵抗体素子の試験結果の測定値を
示す。第３図から明らかな如く、従来の厚膜抵抗体素子
の測定値Ｉでは１ｏｏｏｖまでに約５０％の抵抗値の低
下を示すのに対し、本発明の抵抗体素子の測定値■では
、少な（とも１、０００　Ｖまでの高電圧印加では抵抗
４Ｉｒｉ変化はなく、静電気による破壊に強いことがわ
かる。

なお、これらの試験結果は、表１のＢのものであるが、
他の３．１１成の抵抗体を用いた抵抗体素子についても
同様の結果を得た。

〔発明の効平〕

本発明では鉛またはビス“マスの少なくとも一方の存在
により焼成時におけるレニウムやシリコンの結晶析出化
を抑；ｂｌｌするので、その抵抗体は、従来のガラスフ
リットを用いた厚膜抵抗体と同様の安価な設備で形成さ
れるにもかかわらず、均質で薄い膜として形成すること
ができる。

また抵抗値の制御が各金属の組成比己〜焼成条件によっ
てほぼ決定でき、ロットによるバラツキなど他のパラメ
ータの影響を考慮する必要がない。

さらに従来の厚膜抵抗体に比べて電力量及び電界による
抵抗値変動が小さく信頼性の高い抵抗体を得ることがで
へる。

このように厚膜抵抗体の長所と薄膜抵抗体の長所を併せ
持ち、耐電力強度も大きいので、これらの抵抗体を用い
て昇華型などの電力量の大きい感熱記録用サーマルヘッ
ドが得られる。

抵抗体膜が均質であるために、エツチングが可能であり
、所望の微細線などの形状の抵抗体素子を形成すること
ができ、サーマルヘ−／　トの画質の向上が更に期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサー”フルヘッドの主要部
の構成説明図、 第２図は本発明の抵抗体と従来例の抵抗体のＳＳＴ強度
試験の結果図、 第３図は本発明の抵抗体と従来例の抵抗体の静電破壊テ
ストの結果図である。 １−・共通電極、　　　　２〜対向電極、３−抵抗体、
　　　　　　４−アルミナ基板、５・−・アンダーグレ
ーズ層、 ６・−オーバーグレーズ層。 特許出願人　　冨士ゼロックス株式会社代理人弁理士　
　　山　谷　晧　榮 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レニウム（Ｒｅ）、ケイ素（Ｓｉ）および鉛（Ｐ
   ｂ）またはビスマス（Ｂｉ）の酸化物を含有することを
   特徴とする抵抗体。
2. （２）レニウム（Ｒｅ）、ケイ素（Ｓｉ）および鉛（Ｐ
   ｂ）またはビスマス（Ｂｉ）の有機配位子錯体を含有す
   る抵抗ペーストを基板に塗布し、その後焼成することを
   特徴とする抵抗体の製造方法。
3. （３）レニウム（Ｒｅ）、ケイ素（Ｓｉ）および鉛（Ｐ
   ｂ）またはビスマス（Ｂｉ）の酸化物を含有する抵抗体
   で発熱体素子を構成したことを特徴とするサーマルヘッ
   ド。