JPS6356465A

JPS6356465A - 薄膜形電子装置

Info

Publication number: JPS6356465A
Application number: JP20197486A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Tanaka; 俊輔田中; Shunpei Tamaoki; 俊平玉置; Masaru Kuroda; 勝黒田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1988-03-11

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】（技術分野）本発明は薄膜形サーマルヘッドや各種の薄膜形電子装［
（ＬＣＤやＬＥＤなど）に関し、特にそれらの機能素子
の電極として薄膜、形電極を使用した薄膜形電子装置に
関するものである。

（従来技術）一例として薄膜形サーマルヘッドを例にして説明する。

第１図はサーマルヘッドの発熱体部分を示すものである
。２はセラミック基板やガラス基板の表面に形成された
絶縁層であり、例えばガラス質のグレーズ層である。絶
縁層２の上に抵抗体４がパターン化されて形成され、抵
抗体４の上に電極６゜８がパターン化されて形成されて
いる。抵抗体４及び電極６，８の上には保護膜１０が形
成されている。

抵抗体４のうち電極６，８で挟まれた領域が発熱体部で
ある。この発熱体部の上方からは、プラテンローラ１２
によって記録紙１４が押しつけられ、抵抗体４の発熱に
より記録が行なわれていく。

電極６．８の厚さｔは記録紙１４と発熱体部の段差を決
定するので、電極６，８は発熱印字効率の点から薄い方
が好ましい。また、電極６，８を蒸着法やスパッタ法に
よって製作する際の生産性や１発熱体部の構造に起因す
る耐クラツク性の点からも電極６．８は薄い方が好まし
い。そこで電極６，８としては比抵抗の低い金属を使用
する必要がある。

比抵抗の低い金冠を上げると、ＡＱ、　Ａｕ、　Ｃｕ。

Ａｇを上げることができる。これらのうちＡｕとＡｇは
高価であるので、安価であるＡＱとＣｕが量産品として
は好ましい。なお、例のために以下に各種の金属の比抵
抗を上げる。比抵抗の値は２０℃での値であり、単位は
μΩ・ａｍである。

ＡＱ・・・・・・　２．７４Ｃｒ・・・・・・１２．９Ｆｅ・・・・・・　９．８Ｎ１・・・・・・　７．０４Ｃｕ・・・・・・　１．７０Ｐｄ・・・・・・１０．５５Ａｕ・・・・・・　２．２０ＰＬ　・・・・・・１０．４２Ａｇ・・・・・・　１．６１電極６，８と駆動回路用ＩＣを接続するために電極６，
８の一部にバンプを形成することによって、ＴＡＢ　（
Ｔａｐｅ−Ａｕｔ、ｏｍａｔ＋ｅｄ−Ｂｏｎｄｉｎｇ）
方式やＣＣＢ　（Ｃｏｌｌａｐｓｅｄ−Ｃｏｎｔｒｏｌ
ｌｅｄ−Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式による接続が可能となる
。バンプの材質としては安価であること、低温、低圧力
の接着が可能であること、リフローが可能であること、
濡れ性のよい素材を用いれば安定した付着力を得ること
ができることから半田が好ましい。

アルミニウムは半田の濡れ性が悪く、単層では半田バン
プを形成することはできない。そこでＡＱの上１ｃＮｉ
層を蒸着法又はスパッタ法で形成したＡＱ−Ｎｉｌｉｌ
造が考えられるが、Ａ　Ｑ　−Ｎ　ｉには金属間化合物
が形成されるので抵抗値の上昇や保護膜の剥離を引き起
し、適当ではない。

これに対してＣｕは安価でマイグレーションを起しにく
い金属であり、接合層にＣｒを用いたＣｒ−Ｃｕ構造の
電極が一般に知られている。しかしＣｕは高温高湿下で
腐蝕が進行する問題がある。

（目的）本発明は薄膜形サーマルヘッドやその他の薄膜形電子装
置において、高温高湿下で耐腐蝕性があり、また、金属
間化合物も形成されずに長期的な使用に対しても安定し
ている薄膜形電極を備えた薄膜形電子装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（構成）本発明の薄膜形電子装置では、セラミック基板又はガラ
ス基板上に機能素子を形成し、その機能素子の電極とし
てＣｒ−Ｃｕ−Ｎｉ構造の薄膜形電極を形成した。

以下、本発明を第１図に示すサーマルヘッドについて具
体的に説明する。

電極６，８として下層から順にＣｒ−Ｃｕ−Ｎｉの三層
構造の電極を使用する。厚さはそれぞれＣｒが１０００
人、Ｃｕが４０００人、Ｎｉが１０００人である。

Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎｉ構造では、容易に半田バンプを形成す
ることができ、また、金属間化合物も１０００°Ｃ以下
では形成されず、信頼性上良好である。

第２図にＣｒ−Ｃｕｒと、そのＣｒ−Ｃｕ層の上層部に
５００〜１０００人のＮｉ層を蒸着法によす形成したＣ
　ｒ　−Ｃｕ　−Ｎ　ｉ層と、ＡＱ　Ｎｉ層及びＡＱ単
層のそれぞれの高温高湿保存テストの結果を示す。これ
らの電極材料は全て基板温度を２００℃にして蒸着法に
よって形成したものである。また、Ａｎ単層以外の電極
層では、共通電極部においてそれらの電極上にＡｇペー
ストを使用した。保護膜としては厚さ２μｍのＳｉＮを
使用し、基板はＡ４判の長さのものを使用し、８ドツト
／　ｍ　ｍの密度で電極パターンを形成した。保存環境
は温度８５℃、湿度８５％である。不良ビット発生率は
総ビットに対する不良ビットの割合を表わしている。こ
の図において３５０時間以後の直線の急瞬な立ち上がり
は、銀ペースト境界部の腐蝕によるものである。

第２図の結果からＣｒ−Ｃｕの上層部にＮ１層を形成す
ることによって、卓越した耐高温高湿性が得られること
がわかる。また、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎｉ電極は銀ペーストと
の異種貴金属接合面における腐蝕進行も抑制し′Ｃいる
。ＮｉがＣｕの腐蝕を抑制するのは、Ｎｉが表面層とし
て不働体を形成すること、また、Ａｇペーストとの異種
貴金属接合面における腐蝕を抑制するのはＣｕと接合し
ているＮｉがＣｕより卑な電位を有し、Ｎｉ表面が不動
体化するため、Ｃｕ＋２Ａｇ”−＋Ｃｕ”　”＋２Ａｇの速度を低下さ
せることによると考えられる。

以下に各種金属の熱膨張係数を示すが、ＮｉとＣｕの熱
膨張係数は比較的近い値を示すため、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎｉ
電極は温度サイクルによる熱ストレスにも十分な信頼性
を与える。

Ｃｕ・・・・・・１６．７Ｎｉ・・・・・・１２．８Ｃｒ・・・・・・　８．４Ａｕ・・・・・・１４．２Ｓｉ・・・・・・　２．５ＡＱ・・・・・・２３．０いずれも温度２３９にでの値であり、単位は１０−”　
ｄｅｇ−１である。

Ｃｕ上に直接半田メッキを形成すると、Ｃｕの溶食によ
り半田食われが発生するが、Ｎｉがバリヤ層として半田
食われを防止する。

Ａｌ１はマイグレーションが問題となる。セラミック基
板上の配線においても今後配線パターンが微細となり、
高電圧が印加される可能性が高い。

Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎｉ構造はＣｕを導電層としており、マイ
グレーションに対してはＡＱより格段に優れた構造であ
る。

（効果）本発明では機能素子の電極としてＣｒ−Ｃｕ−Ｎｉ構造
の薄膜形電極を使用したので、低コスト、高信頼性の薄
膜形電子装置を提供することができる。

また、貴金属ペーストを電極の一部として併用する薄膜
形電子装置においても、高信頼性及び低コストの電子装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されろ一例としての薄膜形サーマ
ルヘッドの要部を示す断面図、第２図は各種電極の高温
高湿保存テストの結果を示す図である。４・・・・・・抵抗体、６．８・・・・・・電極。１０・・・・・・保護膜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック基板又はガラス基板上に機能素子を形
成し、その機能素子の電極としてＣｒ−Ｃｕ−Ｎｉ構造
の薄膜形電極を形成した薄膜形電子装置。
（２）薄膜形電子装置がサーマルヘッドであり、セラミ
ック基板又はガラス基板上に絶縁層を介して抵抗体が形
成され、その抵抗体上に前記薄膜形電極が形成されてい
る特許請求の範囲第１項に記載の薄膜形電子装置。