JPH01235664A - 薄膜型サーマルヘッド - Google Patents

薄膜型サーマルヘッド

Info

Publication number
JPH01235664A
JPH01235664A JP63062401A JP6240188A JPH01235664A JP H01235664 A JPH01235664 A JP H01235664A JP 63062401 A JP63062401 A JP 63062401A JP 6240188 A JP6240188 A JP 6240188A JP H01235664 A JPH01235664 A JP H01235664A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
thin film
heating resistor
layer
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63062401A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Korechika
哲広 是近
Keizaburo Kuramasu
敬三郎 倉増
Kiyoharu Yamashita
清春 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63062401A priority Critical patent/JPH01235664A/ja
Publication of JPH01235664A publication Critical patent/JPH01235664A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335—Structure of thermal heads

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

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】 産業上の利用分方 本発明は、熱印字記録に用いる薄膜型サーマルヘッド、
特にその薄膜発熱抵抗体に関するものである。
従来の技術 一般に熱印字記録に用いられるサーマルヘッドは、絶縁
性基板上に複数個の発熱抵抗体および発熱抵抗体に電力
を供給するための電嘆を設け、個個の発熱抵抗体に電力
を供給することにより、ジュール熱を発生させ、これに
より、印字記録を行う構成となっている。
これらに用いる発熱抵抗体としては、薄膜発熱抵抗体が
熱応答性が良く、高解像度化でき、信・顔性が高く、ま
た、消費電力が小さい等の点で、優れている。
ところで、薄膜発熱抵抗体としては、次のことが必要と
なる。(1)高耐熱性、(2)高抵抗値、(3)高耐酸
化性、(4)製造プロセスにおけるシート抵抗の安定性
。
(1) 、 (2)については、例えば、チタン炭化物
と炭化珪素でなる薄膜発熱抵抗体く以後Tie−S工C
と略記)を用いれば、達成できるが、これは通常、T工
CとSiCの焼結体をターゲットとし、スパッタリング
により形成される。本来、TiCとSiCは、いずれも
、化学的に嘆めて安定であり、耐酸化性も良好であるが
、スパッタリング時の解離現象のため、形成される膜は
、必ずしも化学量論的組成のTieとSiCの混合物で
はな(、(TiC2、x(1)また、スパッタリング形
成した膜は、一般にアモルファス状態でガスを内蔵しや
すく、また、プラズマダメージに依り膜中に空孔等の構
造欠陥も存在し、膜内でのガス(0,N等)の拡散のし
やすさも強まる。即ち、こうした組成のズレや欠陥。
膜構造等に依り、(3)の耐酸化性が十分ではない。
通常サーマルヘッドは、発熱抵抗体上に耐摩耗保護膜を
形成した構造をとり、この耐摩耗保護膜は、発熱抵抗体
の酸化防止効果も有する。しかしながら、耐摩耗保護膜
にピンホール等の形成不良がある場合は、ピンホールを
通して、酸素が侵入する為、この限りではない。
最近のサーマルヘッドの高速化においては、短パルス幅
で電力を投入するため、高電力を印加する必要があり、
発熱抵抗体表面最高温度は、400〜500’C程度に
なり、従って、発熱抵抗体とじても、この程度の温度に
おける耐酸化性が十分でなければならない。このため、
発熱抵抗体を二層構造とし、その上層として、酸素の自
己拡散係数の小さい、珪素系の単一材料を採用すること
で、耐酸化性の良好な、薄膜発熱抵抗体を構成すること
ができる。
ところで、最近、情報端末機器の低コスト化の中で、サ
ーマルヘッドの低コスト化も盛んに行われている。これ
に対するアプローチとして、例えば、真空薄膜形成装置
を用いずに、印刷等の手法を用いて、薄膜形成すること
も行われている。この際、大気中における焼成工程が必
要となるため、通常、酸化物発熱抵抗体を用いる。この
酸化物系発熱抵抗体としては、RuO2系が安定である
ことが知られているが、このRuO2は、極めて高価で
ある。また、印刷に依る形成手段は、比較的、抵抗値バ
ラツキを生じやすく、加えて、RuO2と、この上に形
成する電極の間にコンタクト抵抗を生じやすいこと等が
挙げられる。従って、抵抗値バラツキを押えるためには
、発熱抵抗体のみシート抵抗再現性分布の良い通常の真
空薄膜形成装置を用い、電極、耐摩耗保護膜は印刷焼成
というハイブリッドプロセスが考えられる。
印刷電極は、大気中焼成のため、通常金レジネートが用
いられるが、こうしたハイブリッドプロセスを行う際、
これに適した発熱抵抗体の特徴としては、上述した耐酸
化性が良好なこと−(1)以外に、金レジネートと顕著
な合金化反応が生じないこと−(2)、金との密着性が
良好なこと−(3)等が、挙げられるが、上述した様な
二層構造の薄膜発熱抵抗体で上層に珪素系の単一材料を
採用したもの((1)を満たすもの)では、(2) 、
 (3)のいずれも満足することは、困難であった。
発明が解決しようとする課題 上述した様に、従来のサーマルヘッドの薄膜発熱抵抗体
では、発熱抵抗体のみを真空薄膜形成装置で形成し、電
極・耐摩耗保護膜を印刷・大気中焼成するハイブリッド
化プロセスにおいて、薄膜発熱抵抗体に必要な性質をす
べて満足することができなかった。
かかる点から、本発明は、サーマルヘッドのノ・イブリ
ッド化に必要な特徴を有する薄膜発熱抵抗体を備えた薄
膜型サーマルヘッドを提供することを目的とするもので
ある。
課題を解決するだめの手段 本発明は、上記課題を解決するために、薄膜発熱抵抗体
を二層構造とし、その上層として、珪素と、炭化珪素・
酸化珪素・窒化珪素・ホウ化珪素の中より選ばれたもの
の混合物でなるもの、特に珪素と炭化珪素を適切に混合
した混合物でなるものとしたものである。
作用 上述した構成における上層の珪素と炭化珪素の混合物で
なる材料層は、珪素、炭化珪素いずれも、酸素の自己拡
散係数が小さいため、酸化防止効果に擾れ、二層構造の
薄膜発熱抵抗体の下層材料層に特に耐酸化性がなくても
、良好な耐酸化性を有する薄膜発熱抵抗体を構成するこ
とができる。加えて、サーマルヘッドの低コスト化のた
めにハイブリッド化プロセスを用いる場合には、電極金
属(通常金)との顕著な合金化反応が生じないことと、
金電極の密着性が良好なことの2つが必要であるが、実
はこの2つは全く相反する性質である。
通常合金化反応が生じやすいもの程、密着性は良好にな
る。上述した上層の珪素と炭化珪素の混合物でなる材料
層について考えると、珪素のみとした場合、珪素と金電
極は、非常に顕著な合金化反応を生じるが、密着性は極
めて良好である。合金化反応が生じた場合、具体的には
、発熱抵抗体の抵抗値変動、電極抵抗値の増加、パター
ン形成時のエツチングが困難になること等が起こり、問
題となる。一方、上層を炭化珪素のみとした場合、炭化
珪素は極めて化学的に安定で、容易に金と合金化反応を
生じない。しかしながら、炭化珪素と金の密着性が悪い
。このように上層材料層を珪素のみ、あるいは、炭化珪
素のみにした場合には、各々合金化反応の抑制と、密着
性の良好化の両者を同時に満足することはできない。し
かしながら、上層材料層として、珪素と炭化珪素を適切
に混合した混合物(珪素組成比20〜9omo1%)を
用いることで、金との合金化反応を抑制し、かつ金との
密着性も良好にすることができ、この薄、嘆発熱抵抗体
を用いることで、上述したハイブリッド化プロセスを用
いることができ、サーマルヘッドの低コスト化と信頼性
の向上を図ることができ、その工業的価値は高い。
実施例 第1図に、本発明におけるハイブリッド化プロセスを用
いた薄膜型サーマルヘッドの基本構成を示す。本実施例
では、下層材料層としてTie −SiC1上層が珪素
(以後Siと略記)と炭化珪素(以後SiCと略記)の
混合物でなる二層構造の薄膜発熱抵抗体を用いた。
さて、第1図において、電気的絶縁性基板1上に、スパ
ッタリング等の薄膜形成技術により、T工C−3iCで
なる下層発熱体層2と、SlとSユCの混合物でなる上
層バッファ層3でなる薄膜発熱抵抗体4を形成し、この
上に、薄膜発熱抵抗体4に通電するために通常、金レジ
ネートを印刷焼成した電極5を形成した後、フォトリソ
グラフィー技術により、パターン形成し、この上に、通
常、ガラス等でなる保護層6(保護層6は、通常、紙に
印字する際の接触摩耗を防ぐために存在する)を印刷焼
成した構成をとる。
第2図に、本発明の薄膜発熱抵抗体の上層バッファE3
の酸化防止効果の一例を示す。同図で、横軸に大気中熱
処理温度、縦軸には各々の温度で1時間熱処理した際の
シート抵抗の初期値に対する変動を示す。曲線了ば、薄
膜発熱抵抗体の上層バッファ層3がなく、下層Tie/
SiCのみの場合、曲線8は、上、留バッフ7層3がS
i(膜厚1oOA)のみで、下層がTiC/SiCの場
合、曲線9は、上層バッファ層が5iC(IIQ厚10
0人)のみで、下層がTiC/SiCの場合である。曲
線7より、」二層バッファ層3がない場合は、350’
Cの大気中熱処理によっても、シート抵抗変動は、+1
6係程度で、顕著な酸化が起きているのに対し、曲線8
1曲線9より、上層バッファ層3が、SiあるいはS工
Cいずれにおいても、800 ’C程度まで酸化現象は
生じておらず著しく耐酸化性が向上していることがわか
る。これは、Si、SiCいずれも酸素の自己拡散係数
が小さいためであシ、本発明における上層バッファ層3
のSiとSiCの混合物における耐酸化性は、曲線8,
9ではさ1れた領域に存在し、耐酸化性は良好である。
この上層バッファ層3の81とSiCの混合物の組成比
を変えて、この上にAu レジネートを印刷し、800
°C,30m1n、の大気中焼成を行った際の人U〜上
層バッファ層3間の密着性、Auのシート抵抗の変化を
調べた結果を表1に示す。
(以下余白) 表1   AuとSi/SiC上層バッファ層の取り合
せ表1より、Au−Si / Si、0間の密着性につ
いては、Si組成比の増加に部ない良好になる。これは
、衆知の通り Au −Si反応が、375°C付近で
生じることに依る。一方、人Uシート抵抗は、Au−S
i合金形成に依り増加するため、SiC組成比が大きい
程、この合金化反応が生じないので正常な値となる。
表1より、密着性が良好かつAuシート抵抗が正常な上
層バッファ層3のSi/SiC混合物の組成範囲は、S
i組成比で、2o〜g □ mo1%であり、この組成
範囲においては、Au電欄形成後、フォトリソグラフィ
ー技術に依りパターン形成した後の発熱抵抗体の抵抗値
は、正常な値を示した。この後、ガラス保護膜を印刷焼
成した後の抵抗値も正常な値を示し、酸化傾向は存在し
ない。
この様に、本発明の二層構造薄膜発熱抵抗体の」二層に
、SiとSiCノ混合物(Si組組成比2御〜9ハイブ
リッド化プロセスを用いることができ、サーマルヘッド
の低コスト化が図れる。また、下層発熱体層2には、特
に耐酸化性を考慮する必要が彦いため、材料選択の自由
度が増大する。
尚、上層材料については、本実施例の81とSiCの混
合物以外に、Auとの反応性においては、Si>、) 
SiB ) SiN, 5102 、> SiC ( 
SIB : ホウ化珪素, SiN  窒化珪素, 5
io2  酸化珪素)であり、まだ珪素系化合物はいず
れも酸素の自己拡散係数が小さいことから、Slと、S
iB, SiN, 5i02の中より選ばれたものを適
切に混合した混合物を上層材料として用いても、同様な
結果を得ることができる。
発明の効果 以」−述べてきた様に、本発明は、薄膜発熱抵抗体とし
て、二層構造を有し、二層構造の上層が、珪素と、炭化
珪素・酸化珪素・窒化珪素・ホウ化珪素の中より選ばれ
たものを適切に混合した混合物でなるものであり、これ
により、ノ・イブリッド化プロセスを適応でき、サーマ
ルヘッドの低コスト化が図れると共に、下層材料の選択
の自由度が大きく、極めて信頼性の高いサーマルヘッド
を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の薄膜型サーマルヘッドの基
本構造を示した断面図、第2図は本発明の二層構造薄膜
発熱抵抗体の上層の一例として、珪素と炭化珪素の混合
物を用いた際の耐酸化性を説明するだめの特性図である
。 3・・・・・・上層バッファ層、4・・・・・・薄膜発
熱抵抗体。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)二層構造の薄膜発熱抵抗体を有し、この二層構造
    のうちの上層が、珪素と、炭化珪素・酸化珪素・窒化珪
    素・ホウ化珪素の中より選ばれたものの混合物でなる薄
    膜型サーマルヘッド。
  2. (2)二層構造の薄膜発熱抵抗体の上層が、珪素と炭化
    珪素の混合物でなる特許請求の範囲第1項に記載の薄膜
    型サーマルヘッド。
  3. (3)二層構造の薄膜発熱抵抗体の上層が、珪素と炭化
    珪素の混合物でなり、この混合物における珪素組成比が
    、20〜90mol%である特許請求の範囲第1項に記
    載の薄膜型サーマルヘッド。
JP63062401A 1988-03-16 1988-03-16 薄膜型サーマルヘッド Pending JPH01235664A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63062401A JPH01235664A (ja) 1988-03-16 1988-03-16 薄膜型サーマルヘッド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63062401A JPH01235664A (ja) 1988-03-16 1988-03-16 薄膜型サーマルヘッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01235664A true JPH01235664A (ja) 1989-09-20

Family

ID=13199077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63062401A Pending JPH01235664A (ja) 1988-03-16 1988-03-16 薄膜型サーマルヘッド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01235664A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870121A (en) * 1996-11-08 1999-02-09 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Ti/titanium nitride and ti/tungsten nitride thin film resistors for thermal ink jet technology

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870121A (en) * 1996-11-08 1999-02-09 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Ti/titanium nitride and ti/tungsten nitride thin film resistors for thermal ink jet technology

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6950117B2 (en) Thermal head
EP0150579B1 (en) Thermal head
JPH07132628A (ja) サーマルヘッドおよびその製造方法
US4835548A (en) Thermal head
EP0166408A2 (en) Gas sensor and method of producing the same
JPH0312551B2 (ja)
JP2010076157A (ja) サーマルヘッドの製造方法
JPH069163B2 (ja) 薄膜発熱抵抗体
JP3038039B2 (ja) セラミックスヒータ及びその製造方法
JPH06227015A (ja) サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜およびその製造方法
JPH0523042B2 (ja)
JPH05229153A (ja) サーマルヘッド
JPS62255160A (ja) 薄膜型サ−マルヘツド
JP2558500B2 (ja) サーマルヘッド
JP3323870B2 (ja) サーマルプリンタヘッド
JP2000246929A (ja) サーマルヘッドの製造方法
JPH02248260A (ja) 薄膜型サーマルヘッド
JPH01112702A (ja) サーマルヘッド
KR920008402B1 (ko) 감열기록 소자의 제조방법
JPH0557938A (ja) サーマルヘツドの製造方法
JPS6246656A (ja) サ−マルヘツド
JPS62202754A (ja) 薄膜型サ−マルヘツド
JPS61237661A (ja) サ−マルプリントヘツド
JPS62198101A (ja) 発熱抵抗体及びその形成方法
JPS6293901A (ja) サ−マルヘツド及びその製造方法