JPH0278575A - 耐熱性絶縁基板およびサーマルヘッド - Google Patents
耐熱性絶縁基板およびサーマルヘッドInfo
- Publication number
- JPH0278575A JPH0278575A JP22981988A JP22981988A JPH0278575A JP H0278575 A JPH0278575 A JP H0278575A JP 22981988 A JP22981988 A JP 22981988A JP 22981988 A JP22981988 A JP 22981988A JP H0278575 A JPH0278575 A JP H0278575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- heat
- resistant
- protective layer
- film
- 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
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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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、ファクシミリやプリンタなどの感熱記録装置
に用いられるサーマルヘッドとこのサーマルヘッドや各
種電子機器に用いられる耐熱性絶縁基板に関する。
に用いられるサーマルヘッドとこのサーマルヘッドや各
種電子機器に用いられる耐熱性絶縁基板に関する。
(従来の技術)
最近、ポリイミド樹脂のような耐熱樹脂を各種基板上に
絶縁層や蓄熱層などとして設けた耐熱性絶縁基板が、サ
ーマルヘッドの高抵抗基体やハイブリッドIC用の多層
回路基板などのような熱に対して高い信頼性が要求され
る各種電子機器の支持基板などとして多用されるように
なってきている。
絶縁層や蓄熱層などとして設けた耐熱性絶縁基板が、サ
ーマルヘッドの高抵抗基体やハイブリッドIC用の多層
回路基板などのような熱に対して高い信頼性が要求され
る各種電子機器の支持基板などとして多用されるように
なってきている。
たとえばサーマルヘッドにおいては、高抵抗基体として
従来のアルミナなどのセラミック基板上にグレーズガラ
ス層を熱の放散および蓄熱をコントロールする保温層と
して形成してなるものに代えて、セラミックス基板や金
属基板上にポリイミド樹脂層のような耐熱樹脂層を形成
した耐熱性絶縁基板が用いられている。
従来のアルミナなどのセラミック基板上にグレーズガラ
ス層を熱の放散および蓄熱をコントロールする保温層と
して形成してなるものに代えて、セラミックス基板や金
属基板上にポリイミド樹脂層のような耐熱樹脂層を形成
した耐熱性絶縁基板が用いられている。
このポリイミド樹脂層を保温層として設けたサーマルヘ
ッドとしては、たとえば以下のような構成を有するもの
が知られている。
ッドとしては、たとえば以下のような構成を有するもの
が知られている。
すなわち、Fe合金などからなる金属基板上に蓄熱層と
絶縁層とを兼ねるポリイミド樹脂などからなる耐熱樹脂
層を形成し、この上にTa−5in、、Ti−5iO□
などからなる発熱抵抗体をスパッタリング法などにより
膜形成する。さらに、この発熱抵抗体の上に発熱部とな
る開口を形成する如<AQやAQ −3i −Cuなど
からなる個別電極および共通電極を形成し、少なくとも
この発熱部を被覆するようシリコンオキシナイトライド
(SL−0−N)などからなり耐酸化膜を兼ねる耐摩耗
層を形成したものである。
絶縁層とを兼ねるポリイミド樹脂などからなる耐熱樹脂
層を形成し、この上にTa−5in、、Ti−5iO□
などからなる発熱抵抗体をスパッタリング法などにより
膜形成する。さらに、この発熱抵抗体の上に発熱部とな
る開口を形成する如<AQやAQ −3i −Cuなど
からなる個別電極および共通電極を形成し、少なくとも
この発熱部を被覆するようシリコンオキシナイトライド
(SL−0−N)などからなり耐酸化膜を兼ねる耐摩耗
層を形成したものである。
このようなサーマルヘッドは、保温層としてポリイミド
樹脂層を使用することによって、ポリイミド樹脂の熱拡
散率が従来のグレーズガラス層に比べて1/3〜1/6
と低いことから、熱効率に非常に優れたものとなる。ま
た、金属基板のような可撓性を有する支持基板を使用す
ることが可能になることから、曲げ加工を行うことも可
能になり、よって小型で安価で高性能なサーマルヘッド
として注目されている。しかし、このようなサーマルヘ
ッドは、その製造工程において以下のような問題点を有
していた。
樹脂層を使用することによって、ポリイミド樹脂の熱拡
散率が従来のグレーズガラス層に比べて1/3〜1/6
と低いことから、熱効率に非常に優れたものとなる。ま
た、金属基板のような可撓性を有する支持基板を使用す
ることが可能になることから、曲げ加工を行うことも可
能になり、よって小型で安価で高性能なサーマルヘッド
として注目されている。しかし、このようなサーマルヘ
ッドは、その製造工程において以下のような問題点を有
していた。
たとえば、発熱抵抗体や電極の形成の際に行うエツチン
グ処理時やマスキング膜のアッシング時に、耐熱樹脂層
に損傷を与えてしまう。
グ処理時やマスキング膜のアッシング時に、耐熱樹脂層
に損傷を与えてしまう。
また、真空中で発熱抵抗体物質を着膜させる際に、ポリ
イミド樹脂層内からのガス放出が多く、このガスの影響
により抵抗値の制御が難しいという問題が生じる。
イミド樹脂層内からのガス放出が多く、このガスの影響
により抵抗値の制御が難しいという問題が生じる。
さらに、ワイヤーボンディング法により配線する際に、
ポリイミド樹脂層の弾性によりボンディングを行いにく
いという問題が生じる。
ポリイミド樹脂層の弾性によりボンディングを行いにく
いという問題が生じる。
このような問題点を解決するための一手段として、本出
願人は先に耐熱樹脂層と発熱抵抗体層との間に、アルミ
ナ、シリコンオキシナイトライド。
願人は先に耐熱樹脂層と発熱抵抗体層との間に、アルミ
ナ、シリコンオキシナイトライド。
サイアロンなどの無機絶縁物からなる樹脂保護層を形成
したサーマルヘッドを提案している(特願昭62−21
428号、同62−134326号、同62−1916
55号)。
したサーマルヘッドを提案している(特願昭62−21
428号、同62−134326号、同62−1916
55号)。
このように耐熱樹脂層と発熱抵抗体層との間に樹脂保護
層を形成することによって、その製造工程においてポリ
イミド樹脂層の損傷やポリイミド樹脂層からのガス放出
が防止され、また全体の剛性もある程度高まるために実
装工程を安定して行えるなどの効果が得られている。
層を形成することによって、その製造工程においてポリ
イミド樹脂層の損傷やポリイミド樹脂層からのガス放出
が防止され、また全体の剛性もある程度高まるために実
装工程を安定して行えるなどの効果が得られている。
このように耐熱樹脂層上に樹脂保護層を形成することは
、サーマルヘッドの高抵抗基体としてだけではなく、他
の電子機器における絶縁基板としても、実装工程を安定
して行えるなど、有効な手段である。
、サーマルヘッドの高抵抗基体としてだけではなく、他
の電子機器における絶縁基板としても、実装工程を安定
して行えるなど、有効な手段である。
(発明が解決しようとする課題)
上述したように、ポリイミド樹脂のような耐熱樹脂層上
にアルミナ、シリコンオキシナイトライドやサイアロン
などの無機絶縁物からなる樹脂保護層を設けた耐熱性絶
縁基板を、たとえばサーマルヘッドの高抵抗基体として
用いることによって様々な利点が得られるものの、上述
したような無機絶縁物層では充分な膜強度が得られてお
らず。
にアルミナ、シリコンオキシナイトライドやサイアロン
などの無機絶縁物からなる樹脂保護層を設けた耐熱性絶
縁基板を、たとえばサーマルヘッドの高抵抗基体として
用いることによって様々な利点が得られるものの、上述
したような無機絶縁物層では充分な膜強度が得られてお
らず。
たとえば以下に示すような問題が発生している。
すなわち1本発明者らが上記した樹脂保護層を有するサ
ーマルヘッドをプリンタに組込んで実際に印字走行試験
を行ったところ、走行中に異常な抵抵値変化を示し、印
字に悪影響を及ぼす現象が多々認められた。この異常な
抵抗値変化を示す点について詳細に調べたところ、サー
マルヘッドと感熱紙あるいは感熱紙とローラの間に巻き
込まれたゴミなどの異物がサーマルヘッドの表面層とな
る耐摩耗層にクラックが生じさせ、このクラックが発熱
抵抗体まで達した場合に印字特性に悪影響を及ぼしてい
ることが判明した。
ーマルヘッドをプリンタに組込んで実際に印字走行試験
を行ったところ、走行中に異常な抵抵値変化を示し、印
字に悪影響を及ぼす現象が多々認められた。この異常な
抵抗値変化を示す点について詳細に調べたところ、サー
マルヘッドと感熱紙あるいは感熱紙とローラの間に巻き
込まれたゴミなどの異物がサーマルヘッドの表面層とな
る耐摩耗層にクラックが生じさせ、このクラックが発熱
抵抗体まで達した場合に印字特性に悪影響を及ぼしてい
ることが判明した。
このような問題は、従来のセラミックス基板上にグレー
ズガラス層を形成した高抵抗基体や金属基板上にガラス
層を形成した高抵抗基体を用い、それ以外を同一構造と
したサーマルヘッドにおいては、見られなかった現象で
ある。
ズガラス層を形成した高抵抗基体や金属基板上にガラス
層を形成した高抵抗基体を用い、それ以外を同一構造と
したサーマルヘッドにおいては、見られなかった現象で
ある。
これは、グレーズガラス層やガラス層を保温層として用
いた高抵抗基体を用いたサーマルヘッドでは基体全体の
硬度が大きく、これにより耐摩耗層に局所的な圧力が加
わっても耐摩耗層が基体と同様な変形しかしないため1
局部的な変形が阻止されて上述したようなりラックが生
じないものと考えられる。
いた高抵抗基体を用いたサーマルヘッドでは基体全体の
硬度が大きく、これにより耐摩耗層に局所的な圧力が加
わっても耐摩耗層が基体と同様な変形しかしないため1
局部的な変形が阻止されて上述したようなりラックが生
じないものと考えられる。
一方、これに対してポリイミド樹脂のような耐熱樹脂を
用いた高抵抗基体の場合、前述したように樹脂保護層に
よっである程度基体の剛性が高められているものの、樹
脂の変形態が耐摩耗層に比べて著しいため、耐摩耗層に
局所的な集中荷重が゛加わった際に耐熱樹脂層の変形を
樹脂保護層や耐摩耗層によって防止することができない
ためである。そして、耐熱樹脂層の変形に樹脂保護層や
耐摩耗層の変形が追随できなくなってクラックが生じて
しまうものと考えられる。
用いた高抵抗基体の場合、前述したように樹脂保護層に
よっである程度基体の剛性が高められているものの、樹
脂の変形態が耐摩耗層に比べて著しいため、耐摩耗層に
局所的な集中荷重が゛加わった際に耐熱樹脂層の変形を
樹脂保護層や耐摩耗層によって防止することができない
ためである。そして、耐熱樹脂層の変形に樹脂保護層や
耐摩耗層の変形が追随できなくなってクラックが生じて
しまうものと考えられる。
このような問題はサーマルヘッドに限らず、たとえば前
述したようにハイブリッドIC用多層回路基板などにお
いても、実装工程などで耐熱樹脂層の変形によってその
上に設けられた配線層の断線やボンディング不良などを
招いてしまう。
述したようにハイブリッドIC用多層回路基板などにお
いても、実装工程などで耐熱樹脂層の変形によってその
上に設けられた配線層の断線やボンディング不良などを
招いてしまう。
本発明は、このような従来技術の課題に対処するべくな
されたもので、剛性を高め実装工程などにおける不良発
生率を減少させた耐熱性絶縁基板と、プリンタなどに組
み込んで走行させた際の耐摩耗層のクラックを防止し、
信頼性を向上させたサーマルヘッドを提供することを目
的とする。
されたもので、剛性を高め実装工程などにおける不良発
生率を減少させた耐熱性絶縁基板と、プリンタなどに組
み込んで走行させた際の耐摩耗層のクラックを防止し、
信頼性を向上させたサーマルヘッドを提供することを目
的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明の耐熱性絶縁基板は、高熱伝導性の支持基板と、
この支持基板上に形成された耐熱樹脂層と、この耐熱樹
脂層上に設けられた水素およびハロゲン元素の少なくと
も一種を含有し、窒素、炭素、酸素の中から選ばれた少
なくとも一種と硅素からなる非晶質体の第1の層と、こ
の第1の層上に炭化硅素を主成分とし室温での比抵抗値
が10″ΩS■以上である非晶質炭化硅素からなる第2
の層とからなる樹脂保護層とを少なくとも具備すること
を特徴とするものである。なお、室温は約25℃とする
。
この支持基板上に形成された耐熱樹脂層と、この耐熱樹
脂層上に設けられた水素およびハロゲン元素の少なくと
も一種を含有し、窒素、炭素、酸素の中から選ばれた少
なくとも一種と硅素からなる非晶質体の第1の層と、こ
の第1の層上に炭化硅素を主成分とし室温での比抵抗値
が10″ΩS■以上である非晶質炭化硅素からなる第2
の層とからなる樹脂保護層とを少なくとも具備すること
を特徴とするものである。なお、室温は約25℃とする
。
また、本発明のサーマルヘッドは、高熱伝導性の支持基
板と、この支持基板上に形成された耐熱樹脂層と、この
耐熱樹脂層上に設けられた樹脂保護層と、この樹脂保護
層上に形成された多数の発熱抵抗体と、これら各発熱抵
抗体に接続された導電体と、前記発熱抵抗体の少なくと
も発熱部を被覆するように設けられた耐摩耗層とを少な
くとも具備するサーマルヘッドにおいて。
板と、この支持基板上に形成された耐熱樹脂層と、この
耐熱樹脂層上に設けられた樹脂保護層と、この樹脂保護
層上に形成された多数の発熱抵抗体と、これら各発熱抵
抗体に接続された導電体と、前記発熱抵抗体の少なくと
も発熱部を被覆するように設けられた耐摩耗層とを少な
くとも具備するサーマルヘッドにおいて。
前記樹脂保護層が、水素およびハロゲン元素の少なくと
も一種を含有し、窒素、炭素、酸素の中から選ばれた少
なくとも一種と硅素からなる非晶質体の第1の層と、こ
の第1の層上に炭化硅素を主成分とし室温での比抵抗値
が10′″Ω#1以上である非晶質炭化硅素からなる第
2の層とからなる樹脂保護層とを少なくとも具備するこ
とを特徴とするものである。
も一種を含有し、窒素、炭素、酸素の中から選ばれた少
なくとも一種と硅素からなる非晶質体の第1の層と、こ
の第1の層上に炭化硅素を主成分とし室温での比抵抗値
が10′″Ω#1以上である非晶質炭化硅素からなる第
2の層とからなる樹脂保護層とを少なくとも具備するこ
とを特徴とするものである。
(作 用)
本発明のサーマルヘッドにおいては樹脂保護層や耐熱摩
耗層として、また耐熱性絶縁基板においては樹脂保護層
として、水素およびハロゲン元素の少なくとも一種を含
有し珪素と窒素、炭素、酸素のうち少なくとも一種とを
主成分とする非晶質体層が形成され、さらにその上に非
晶質炭化珪素が形成されている。これらの非晶質体層は
膜中の水素やハロゲン元素によって非常に安定な状態に
保たれており、また転移など多く含むため非常に靭性が
大きい。また、無機質膜であるため、ポリイミド等に比
べると格段に硬度が大きくなっている。
耗層として、また耐熱性絶縁基板においては樹脂保護層
として、水素およびハロゲン元素の少なくとも一種を含
有し珪素と窒素、炭素、酸素のうち少なくとも一種とを
主成分とする非晶質体層が形成され、さらにその上に非
晶質炭化珪素が形成されている。これらの非晶質体層は
膜中の水素やハロゲン元素によって非常に安定な状態に
保たれており、また転移など多く含むため非常に靭性が
大きい。また、無機質膜であるため、ポリイミド等に比
べると格段に硬度が大きくなっている。
ところで、たとえばサーマルヘッドにおける耐熱樹脂層
の変形の防止のみを考えると、耐摩耗層の膜厚を増大さ
せることによっても達成できる。
の変形の防止のみを考えると、耐摩耗層の膜厚を増大さ
せることによっても達成できる。
しかし、この方法では発熱抵抗体と感熱紙との間の距離
が大きくなるため、効率の低下、解像度の低下など、性
能上の著しい欠点が生ずるのみならず、量産性も著しく
低下する。これに対して、本発明においては、上記性質
を有する非晶質体を使用しているので、膜厚を厚くする
ことなく基板全体の強度を向上させることができる。
が大きくなるため、効率の低下、解像度の低下など、性
能上の著しい欠点が生ずるのみならず、量産性も著しく
低下する。これに対して、本発明においては、上記性質
を有する非晶質体を使用しているので、膜厚を厚くする
ことなく基板全体の強度を向上させることができる。
また非晶質炭化珪素を積層しであることでデバイス製造
上不可欠である耐ドライエツチング性が確保される。さ
らに前記非晶質炭化珪素の比抵抗値がt ol+Ω′―
以上確保されることにより、絶縁基板としての役割りを
充分に果たす。
上不可欠である耐ドライエツチング性が確保される。さ
らに前記非晶質炭化珪素の比抵抗値がt ol+Ω′―
以上確保されることにより、絶縁基板としての役割りを
充分に果たす。
(実 施 例)
次に2本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの要部の構
成図であり、1はFe −Cr合金などからなる厚さ0
、5mm程度の金属基板を示している。 この金属基
板1上には、蓄熱層と絶縁層を兼ねるポリイミド樹脂や
ポリアミドイミド樹脂、あるいはこれらの混合物や積層
物からなる耐熱樹脂層2が20−程度の厚さで形成され
ており、この耐熱樹脂層2の上に厚さ1趣〜10連で窒
素、炭素、酸素のうち少なくとも一種と珪素とを主成分
とし、水素またはハロゲン元素を含む非晶質体からなる
樹脂保護層3が形成されて、耐熱性絶縁基板4が構成さ
れている。
成図であり、1はFe −Cr合金などからなる厚さ0
、5mm程度の金属基板を示している。 この金属基
板1上には、蓄熱層と絶縁層を兼ねるポリイミド樹脂や
ポリアミドイミド樹脂、あるいはこれらの混合物や積層
物からなる耐熱樹脂層2が20−程度の厚さで形成され
ており、この耐熱樹脂層2の上に厚さ1趣〜10連で窒
素、炭素、酸素のうち少なくとも一種と珪素とを主成分
とし、水素またはハロゲン元素を含む非晶質体からなる
樹脂保護層3が形成されて、耐熱性絶縁基板4が構成さ
れている。
この耐熱性絶縁基板4上には、Ta −SiO□、Ti
−3iO,などからなる発熱抵抗体5が形成されてお
り、この発熱抵抗体5の上に発熱部となる開口を形成す
る如<AffやAQ−3i−Cuなどからなる厚さ0.
7−〜1℃程度の個別電極6および共通電極7が形成さ
れ、少なくともこの発熱部となる開口を独習するように
SiO□からなる接着層8および5i−0−Nからなる
耐酸化膜を兼ねる耐摩耗層9が形成されている。
−3iO,などからなる発熱抵抗体5が形成されてお
り、この発熱抵抗体5の上に発熱部となる開口を形成す
る如<AffやAQ−3i−Cuなどからなる厚さ0.
7−〜1℃程度の個別電極6および共通電極7が形成さ
れ、少なくともこの発熱部となる開口を独習するように
SiO□からなる接着層8および5i−0−Nからなる
耐酸化膜を兼ねる耐摩耗層9が形成されている。
そしてこのサーマルヘッドは、個別電極6と共通電極7
との間に所定の時間間隔でパルス電圧を印加することに
より発熱部となる開口部に相当する発熱抵抗体が発熱し
印字記録が行われる。
との間に所定の時間間隔でパルス電圧を印加することに
より発熱部となる開口部に相当する発熱抵抗体が発熱し
印字記録が行われる。
このサーマルヘッドは、たとえば次のようにして製造さ
れる。
れる。
まず、第2図に示すように、Fe−16重量%Cr合金
からなる金属基板1を所定の寸法に切断し、脱脂洗浄し
て乾燥後、乾水素雰囲気中において600℃〜800℃
で熱処理を行う(第2図−イ)。次いで、この金属基板
1上に、たとえばポリイミドワニスやポリアミドイミド
ワニスをロールコータやスピンコータを用いて、焼成後
に20即〜30μsの膜厚となるように所定量塗布し、
乾燥、焼成を行い耐熱樹脂層2を形成する(第2図−口
)。
からなる金属基板1を所定の寸法に切断し、脱脂洗浄し
て乾燥後、乾水素雰囲気中において600℃〜800℃
で熱処理を行う(第2図−イ)。次いで、この金属基板
1上に、たとえばポリイミドワニスやポリアミドイミド
ワニスをロールコータやスピンコータを用いて、焼成後
に20即〜30μsの膜厚となるように所定量塗布し、
乾燥、焼成を行い耐熱樹脂層2を形成する(第2図−口
)。
次に、この耐熱樹脂層2表面を洗浄した後に(第2図−
ハ)、たとえばスパッタ法、イオンブレーティング法、
真空蒸着法、プラズマCVD法、ECRプラズVCVD
法、熱CVD法、光CVD法などによって樹脂保護層3
を形成する(第2図−二)、これらの方法の中でも、膜
の密着性が良いこと、比較的低温で処理でき基板の特性
を損わないこと、並びに膜の物性すなわち電気的特性や
光学的特性が容易に制御できることなどの点からプラズ
マCVD法が好適である。特に本発明においては被着基
板が耐熱樹脂であるために基板温度を、たとえば耐熱樹
脂としてポリイミド樹脂を用いた場合においても、一般
的なポリイミド樹脂の耐熱温度である550℃以上にで
きないため、 この耐熱温度未満の低温で処理可能な方
法が必要となる。
ハ)、たとえばスパッタ法、イオンブレーティング法、
真空蒸着法、プラズマCVD法、ECRプラズVCVD
法、熱CVD法、光CVD法などによって樹脂保護層3
を形成する(第2図−二)、これらの方法の中でも、膜
の密着性が良いこと、比較的低温で処理でき基板の特性
を損わないこと、並びに膜の物性すなわち電気的特性や
光学的特性が容易に制御できることなどの点からプラズ
マCVD法が好適である。特に本発明においては被着基
板が耐熱樹脂であるために基板温度を、たとえば耐熱樹
脂としてポリイミド樹脂を用いた場合においても、一般
的なポリイミド樹脂の耐熱温度である550℃以上にで
きないため、 この耐熱温度未満の低温で処理可能な方
法が必要となる。
このプラズマCVD法は、原料ガスのうちSi成分とし
てSiH4ガスやSiF4ガスなどを用い、他方の成分
としてN2ガス、CH4ガス、N、Oガスなどを用いて
、真空中でこれらのガスをプラズマ化し、基板上に目的
とするセラミックスの薄膜を形成する方法である。そし
てこの際に、膜中には原料ガス中の水素やフッ素のよう
なハロゲン元素が吸蔵され、これら元素の影響で非晶質
状態を安定して保つことが可能な薄膜が得られる。
てSiH4ガスやSiF4ガスなどを用い、他方の成分
としてN2ガス、CH4ガス、N、Oガスなどを用いて
、真空中でこれらのガスをプラズマ化し、基板上に目的
とするセラミックスの薄膜を形成する方法である。そし
てこの際に、膜中には原料ガス中の水素やフッ素のよう
なハロゲン元素が吸蔵され、これら元素の影響で非晶質
状態を安定して保つことが可能な薄膜が得られる。
なお、この実施例では以下に示す手順に従って、第3図
に示す平行平板型の容量結合型プラズマCVD装置を用
いて樹脂保護層3を形成して耐熱性絶縁基板4を作製し
た。
に示す平行平板型の容量結合型プラズマCVD装置を用
いて樹脂保護層3を形成して耐熱性絶縁基板4を作製し
た。
第3図において、11は真空チャンバであり、この真空
チャンバ11内には平板状接地電極12と高周波電極1
3とが対向して設置されており、この平板状接地電極1
2上に処理基板14、すなわち耐熱樹脂層が形成された
金属基板を載置する。次いで、図示を省略した真空ポン
プにより真空チャンバ11内を10−’ Torr程度
に排気した後、接地電極12に取り付けたヒータ15に
より処理基板14を150℃〜450℃程度に加熱する
。次いで、ガス導入口16から原料ガスを真空チャンバ
ll内に供給しつつ0.05Torr〜1 、0Tor
r程度の真空度を保つように排気口17から排気しなが
ら、高周波電極13にマツチングボックス18を介して
、高周波電源19からの電力を投入することにより、電
極間でグロー放電を起こさせて原料ガスをプラズマ化し
、処理基板14上に目的とする薄膜を形成する。
チャンバ11内には平板状接地電極12と高周波電極1
3とが対向して設置されており、この平板状接地電極1
2上に処理基板14、すなわち耐熱樹脂層が形成された
金属基板を載置する。次いで、図示を省略した真空ポン
プにより真空チャンバ11内を10−’ Torr程度
に排気した後、接地電極12に取り付けたヒータ15に
より処理基板14を150℃〜450℃程度に加熱する
。次いで、ガス導入口16から原料ガスを真空チャンバ
ll内に供給しつつ0.05Torr〜1 、0Tor
r程度の真空度を保つように排気口17から排気しなが
ら、高周波電極13にマツチングボックス18を介して
、高周波電源19からの電力を投入することにより、電
極間でグロー放電を起こさせて原料ガスをプラズマ化し
、処理基板14上に目的とする薄膜を形成する。
ここで、成膜の条件として具体的な例を次の第1表に示
す。
す。
(販T−+ b)
第1表
従来のスパッタリング法でたとえばSiO□を成膜する
場合、4000人/時間、5i−0−N膜をつけた場合
、5ooo人/時間であったのに比較して、プラズマC
VD法を用いる場合は第1表に示す様に成膜速度が大幅
に向上する。
場合、4000人/時間、5i−0−N膜をつけた場合
、5ooo人/時間であったのに比較して、プラズマC
VD法を用いる場合は第1表に示す様に成膜速度が大幅
に向上する。
よって、工程時間を短縮することができるので。
コストの低減に有利である。
ここで、樹脂保護層としては、たとえばa −3in。
5/ffiとa−3iC0,3−との組み合わせなどが
考えられる。
考えられる。
実験結果よりa−3iCは0.2/7+1程度の膜厚で
充分に耐CDE性を有することがわかった。また下層膜
がa−5iOの様に、ヌープ硬度500〜600Kgf
/m”程度の比較的硬度の低い膜であっても上層膜とし
てa−3iOを0.3虜程度積層することによりヌープ
硬度1300にgflrrxm2以上に硬度がアップす
ることがわかった・ 次に、この耐熱性絶縁基板4の樹脂保護層3上にスパッ
タリング法やその他の公知の方法によりTa−3iO□
、Ti−3in、などからなる発熱抵抗体物質を膜形成
しく第2図−ホ)、次いで電極物質のlIやAQ−3i
−Cu、あるいはAuなどをスパッタリング法などによ
り膜形成した後(第2図−へ)、発熱部となる開口が形
成されるような所望の回路パターンのマスキング膜を形
成し、たとえばケミカルドライエツチング処理を行い、
個々の発熱抵抗体5、個別電極6および共通電極7を形
成する(第2図−ト)。
充分に耐CDE性を有することがわかった。また下層膜
がa−5iOの様に、ヌープ硬度500〜600Kgf
/m”程度の比較的硬度の低い膜であっても上層膜とし
てa−3iOを0.3虜程度積層することによりヌープ
硬度1300にgflrrxm2以上に硬度がアップす
ることがわかった・ 次に、この耐熱性絶縁基板4の樹脂保護層3上にスパッ
タリング法やその他の公知の方法によりTa−3iO□
、Ti−3in、などからなる発熱抵抗体物質を膜形成
しく第2図−ホ)、次いで電極物質のlIやAQ−3i
−Cu、あるいはAuなどをスパッタリング法などによ
り膜形成した後(第2図−へ)、発熱部となる開口が形
成されるような所望の回路パターンのマスキング膜を形
成し、たとえばケミカルドライエツチング処理を行い、
個々の発熱抵抗体5、個別電極6および共通電極7を形
成する(第2図−ト)。
この後、SiO□からなる接着層8および5L−(1−
Nからなる耐酸化膜を兼ねる耐摩耗層9をスパッタリン
グ法やその他公知の方法で形成しく第2図−チ)、サー
マルヘッドを完成させる。
Nからなる耐酸化膜を兼ねる耐摩耗層9をスパッタリン
グ法やその他公知の方法で形成しく第2図−チ)、サー
マルヘッドを完成させる。
次に、このサーマルヘッドの製造工程において、樹脂保
護層の硬度および表面層となる耐摩耗層上における硬度
を測定した結果について述べる。
護層の硬度および表面層となる耐摩耗層上における硬度
を測定した結果について述べる。
まず、耐熱樹脂層2上に樹脂保護層3としてa−3iO
を500人、1摩、2即、3IU、5pの膜厚で前述の
手順により夫々°成膜し、 その上にa−5iC膜を0
.3−積層してそれぞれについてヌープ硬度を測定した
。その結果を第4図に示す。同図からも明らかなように
、a−3iOが2p〜3μs程度以上の膜厚でヌープ硬
度値がほぼ一定となった。また、膜厚が1趨以下では充
分な硬度に達していない。
を500人、1摩、2即、3IU、5pの膜厚で前述の
手順により夫々°成膜し、 その上にa−5iC膜を0
.3−積層してそれぞれについてヌープ硬度を測定した
。その結果を第4図に示す。同図からも明らかなように
、a−3iOが2p〜3μs程度以上の膜厚でヌープ硬
度値がほぼ一定となった。また、膜厚が1趨以下では充
分な硬度に達していない。
次に、上記各膜厚のa−5iO膜と0.3goのa −
5iC膜の積層膜よりなる樹脂保護層を有する耐熱性絶
縁基板を用い、前述の手順に従って発熱抵抗体、個別電
極および共通電極を形成し、さらにその上に接着層とし
て厚さIImの5in2膜と耐摩耗層として厚さ2虜の
5i−0−N膜とを順に成膜し、この5i−0−N膜上
でのヌープ硬度を測定した。その結果を第5図に示す。
5iC膜の積層膜よりなる樹脂保護層を有する耐熱性絶
縁基板を用い、前述の手順に従って発熱抵抗体、個別電
極および共通電極を形成し、さらにその上に接着層とし
て厚さIImの5in2膜と耐摩耗層として厚さ2虜の
5i−0−N膜とを順に成膜し、この5i−0−N膜上
でのヌープ硬度を測定した。その結果を第5図に示す。
同図からは、上記樹脂保護層における硬度と同様に樹脂
保護層のa−5iO膜が、約2μs以上でほぼ一定の硬
度に達し、1−未満では充分な硬度に達しないことがわ
かる。またa−5iCのみの膜でも1虜未満では充分な
硬度が得られないことがわかった。
保護層のa−5iO膜が、約2μs以上でほぼ一定の硬
度に達し、1−未満では充分な硬度に達しないことがわ
かる。またa−5iCのみの膜でも1虜未満では充分な
硬度が得られないことがわかった。
これらから、樹脂保護層の全膜厚が1tm程度まで範囲
では膜硬度向上の効果が充分に得られないことがわかっ
た。また膜厚はあまり厚くてもそれ以上の効果が得られ
ないばかりでなく、耐熱樹脂層による蓄熱効果が薄れ効
率が低下してしまうため、樹脂保護層の好ましい膜厚は
1/ffi〜1〇−程度となる。
では膜硬度向上の効果が充分に得られないことがわかっ
た。また膜厚はあまり厚くてもそれ以上の効果が得られ
ないばかりでなく、耐熱樹脂層による蓄熱効果が薄れ効
率が低下してしまうため、樹脂保護層の好ましい膜厚は
1/ffi〜1〇−程度となる。
次に、上記各膜厚のa−3iN膜およびa−5iC膜か
らなる樹脂保護層を有するサーマルヘッドをAQからな
る放熱基板上に両面テープを使用して実装し、同様にし
て実装したドライバ基板上の駆動用ICと超音波ワイヤ
ーボンディングによる配線試験を行ったところ、安定し
てボンディングが行えた。
らなる樹脂保護層を有するサーマルヘッドをAQからな
る放熱基板上に両面テープを使用して実装し、同様にし
て実装したドライバ基板上の駆動用ICと超音波ワイヤ
ーボンディングによる配線試験を行ったところ、安定し
てボンディングが行えた。
また、このようにして得たサーマルヘッドを60℃、9
0%の恒温恒湿槽で1000時間の放置テストを行った
ところ、膜のはがれもなく、何ら問題は生じなかった。
0%の恒温恒湿槽で1000時間の放置テストを行った
ところ、膜のはがれもなく、何ら問題は生じなかった。
また、これら各サーマルヘッドを実際にプリンタに組込
み印字走行試験を行った。なお、試験環境は常温、常湿
下とした。5k111の走行試験の結果、膜厚500人
のa−5iOと0.3−のa−3iC膜の積層膜を樹脂
保護層としたサーマルヘッドでは、耐摩耗層にクラック
が5ケ所、同じく膜厚500人のa−5iC膜を樹脂保
護層としたものではクラックが8ケ所発生していた。こ
れに対して、膜厚1/ffi、21M、3μs、54の
a−5iO膜上に0.3μsのa−8iC膜を積層した
ものは、いずれにもクラックの発生はほとんど見られな
かった。
み印字走行試験を行った。なお、試験環境は常温、常湿
下とした。5k111の走行試験の結果、膜厚500人
のa−5iOと0.3−のa−3iC膜の積層膜を樹脂
保護層としたサーマルヘッドでは、耐摩耗層にクラック
が5ケ所、同じく膜厚500人のa−5iC膜を樹脂保
護層としたものではクラックが8ケ所発生していた。こ
れに対して、膜厚1/ffi、21M、3μs、54の
a−5iO膜上に0.3μsのa−8iC膜を積層した
ものは、いずれにもクラックの発生はほとんど見られな
かった。
また、本発明との比較として、前述の実施例のサーマル
ヘッドにおいて樹脂保護層として膜厚1μsのサイアロ
ン層をスパッタリング法により形成した以外は同一構造
のサーマルヘッドを用いて、同様に5kmの印字走行試
験を行ったところ、耐摩耗層にクラックが20ケ所発生
した。
ヘッドにおいて樹脂保護層として膜厚1μsのサイアロ
ン層をスパッタリング法により形成した以外は同一構造
のサーマルヘッドを用いて、同様に5kmの印字走行試
験を行ったところ、耐摩耗層にクラックが20ケ所発生
した。
この試験結果からも、この実施例のサーマルヘッドが耐
クラツク性に優れていることが明らかである。
クラツク性に優れていることが明らかである。
すなわちこの実施例のサーマルヘッドは、耐熱性樹脂と
発熱抵抗体との間に樹脂保護層としてプラズマCVD法
により形成したa−3iN膜およびa−5iO膜によっ
て、電極物質および発熱抵抗体物質を所望の回路パター
ンに溶解除去する際に耐熱樹脂層を損傷する恐れがなく
なり、また真空中における発熱抵抗体物質の形成時のガ
ス発生を防止することができるため抵抗値も安定化する
。さらに。
発熱抵抗体との間に樹脂保護層としてプラズマCVD法
により形成したa−3iN膜およびa−5iO膜によっ
て、電極物質および発熱抵抗体物質を所望の回路パター
ンに溶解除去する際に耐熱樹脂層を損傷する恐れがなく
なり、また真空中における発熱抵抗体物質の形成時のガ
ス発生を防止することができるため抵抗値も安定化する
。さらに。
実装工程におけるワイヤーボンディング時に耐熱樹脂層
のクツション効果を樹脂保護層の硬さが相殺して、安定
してワイヤーボンディングを行うことが可能となる。そ
して、これらの効果とともに、この実施例のa−5iO
膜とa−5iO膜の積層膜は靭性と硬度が大きいため、
あまり膜厚を厚くすることなく、実際の印字動作におい
て耐摩耗層に局所的な圧力が加わっても、この樹脂保護
層によって耐熱樹脂層が変形することを防止でき、すな
わち局部的な変形が阻止されて耐摩耗層のクラックが防
止される。よって、長的間安定して印字走行を行うこと
が可能となり信頼性が大幅に向上する。
のクツション効果を樹脂保護層の硬さが相殺して、安定
してワイヤーボンディングを行うことが可能となる。そ
して、これらの効果とともに、この実施例のa−5iO
膜とa−5iO膜の積層膜は靭性と硬度が大きいため、
あまり膜厚を厚くすることなく、実際の印字動作におい
て耐摩耗層に局所的な圧力が加わっても、この樹脂保護
層によって耐熱樹脂層が変形することを防止でき、すな
わち局部的な変形が阻止されて耐摩耗層のクラックが防
止される。よって、長的間安定して印字走行を行うこと
が可能となり信頼性が大幅に向上する。
なお、以上の実施例では、樹脂保護層としてa−5iN
膜およびa−3iC膜それぞれを個別に使用したものに
ついて説明したが、これらの膜の積層物を樹脂保護層と
して用いても同様な効果が得られた。
膜およびa−3iC膜それぞれを個別に使用したものに
ついて説明したが、これらの膜の積層物を樹脂保護層と
して用いても同様な効果が得られた。
たとえば、ヌープ硬度と破壊強度の点で若干有利なa−
3iN膜を耐熱樹脂層上に2−程度の膜厚で形成し、そ
の上に耐エツチング特性(ケミカルドライ上ツチングに
対する)に有利なa−5iC膜を1i層程度の膜厚で形
成することによって、同様な効果が得られた。また、こ
れらa−5iN膜やa−3iC膜の構成元素の組成比を
変えて、膜質を変化させた膜の積層物を用いた際にも同
様な効果が得られた。
3iN膜を耐熱樹脂層上に2−程度の膜厚で形成し、そ
の上に耐エツチング特性(ケミカルドライ上ツチングに
対する)に有利なa−5iC膜を1i層程度の膜厚で形
成することによって、同様な効果が得られた。また、こ
れらa−5iN膜やa−3iC膜の構成元素の組成比を
変えて、膜質を変化させた膜の積層物を用いた際にも同
様な効果が得られた。
また、上述の実施例においては、サーマルヘラ碕
ドとしてα眸性評価について説明したが、上記耐熱性絶
縁基板はサーマルヘッドに限らず、たとえばハイブリッ
ドIC用の多層回路基板などとしても樹脂保護層の硬度
向上作用により、実装工程の安定性や配線層の破断など
による不良発生を有効に防止できる効果がある。
縁基板はサーマルヘッドに限らず、たとえばハイブリッ
ドIC用の多層回路基板などとしても樹脂保護層の硬度
向上作用により、実装工程の安定性や配線層の破断など
による不良発生を有効に防止できる効果がある。
以上説明したように本発明の耐熱性絶縁基板によれば、
樹脂保護層の硬度の向上により、実装工程を安定して行
うことができるとともに断線などによる不良の発生率が
減少し、またサーマルヘッドの高抵抗基体として用いた
場合には、サーマルヘッドの印字走行を安定化させるこ
とができる。
樹脂保護層の硬度の向上により、実装工程を安定して行
うことができるとともに断線などによる不良の発生率が
減少し、またサーマルヘッドの高抵抗基体として用いた
場合には、サーマルヘッドの印字走行を安定化させるこ
とができる。
また耐ケミカルドライエツチング性が良好なことから工
程適合性に優れている。さらにサーマルヘッド等に用い
る場合にも充分な絶縁性を有している。
程適合性に優れている。さらにサーマルヘッド等に用い
る場合にも充分な絶縁性を有している。
また、本発明のサーマルヘッドによれば、その製造工程
における耐熱樹脂層の損傷が防止され。
における耐熱樹脂層の損傷が防止され。
抵抗値の制御も容易となり、さらに実装工程におけるワ
イヤーボンディングも安定して行えるとともに、実用字
走行時の表面層となる耐摩耗層のクラックを有効に防止
でき、したがって安定した印字を行うことが可能となり
、その信頼性が格段に向上する。
イヤーボンディングも安定して行えるとともに、実用字
走行時の表面層となる耐摩耗層のクラックを有効に防止
でき、したがって安定した印字を行うことが可能となり
、その信頼性が格段に向上する。
第1図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの要部を示
す部分分解斜視図、第2図は本発明の一実施例のサーマ
ルヘッドの製造工程をフローチャートで示す図、第3図
は本発明の実施例で非晶質層の成膜に使用したプラズマ
CV Da装置の構成を示す図、第4図は本発明の実施
例における樹脂保護層の厚さとそのヌープ硬度との関係
をグラフで示す図、第5図は本発明の実施例における樹
脂保護層の厚さとそれぞれの耐摩耗層上におけるヌープ
硬度との関係をグラフで示す図である。 1・・・金属基板、 2・・・耐熱樹脂層、3
・・・樹脂保護層、 4・・耐熱性絶縁基板、5・
・・発熱抵抗体、 6・・・個別電極。 7・・・共通電極。 9・・酸化防止膜を兼ねる耐摩耗層。 第1図 第2図 第3図
す部分分解斜視図、第2図は本発明の一実施例のサーマ
ルヘッドの製造工程をフローチャートで示す図、第3図
は本発明の実施例で非晶質層の成膜に使用したプラズマ
CV Da装置の構成を示す図、第4図は本発明の実施
例における樹脂保護層の厚さとそのヌープ硬度との関係
をグラフで示す図、第5図は本発明の実施例における樹
脂保護層の厚さとそれぞれの耐摩耗層上におけるヌープ
硬度との関係をグラフで示す図である。 1・・・金属基板、 2・・・耐熱樹脂層、3
・・・樹脂保護層、 4・・耐熱性絶縁基板、5・
・・発熱抵抗体、 6・・・個別電極。 7・・・共通電極。 9・・酸化防止膜を兼ねる耐摩耗層。 第1図 第2図 第3図
Claims (2)
- (1)高熱伝導性の支持基板と、この支持基板上に形成
された耐熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に設けられた水
素およびハロゲン元素の少なくとも一種を含有し、窒素
、炭素、酸素の中から選ばれた少なくとも一種と硅素か
らなる非晶質体の第1の層と、この第1の層上に炭化硅
素を主成分とし室温での比抵抗値が10^1^1Ωcm
以上である非晶質炭化硅素からなる第2の層とからなる
樹脂保護層とを少なくとも具備することを特徴とする耐
熱性絶縁基板。 - (2)高熱伝導性の支持基板と、この支持基板上に形成
された耐熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に設けられた樹
脂保護層と、この樹脂保護層上に形成された多数の発熱
抵抗体と、これら各発熱抵抗体に接続された導電体と、
前記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆するように設
けられた耐摩耗層とを少なくとも具備するサーマルヘッ
ドにおいて、 前記樹脂保護層が、水素およびハロゲン元素の少なくと
も一種を含有し、窒素、炭素、酸素の中から選ばれた少
なくとも一種と硅素からなる非晶質体の第1の層と、こ
の第1の層上に炭化硅素を主成分とし室温での比抵抗値
が10^1^1Ωcm以上である非晶質炭化硅素からな
る第2の層とからなる樹脂保護層とを少なくとも具備す
ることを特徴とするサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22981988A JPH0278575A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 耐熱性絶縁基板およびサーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22981988A JPH0278575A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 耐熱性絶縁基板およびサーマルヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278575A true JPH0278575A (ja) | 1990-03-19 |
Family
ID=16898166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22981988A Pending JPH0278575A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 耐熱性絶縁基板およびサーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0278575A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113330589A (zh) * | 2019-01-23 | 2021-08-31 | Lg伊诺特有限公司 | 热电元件 |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP22981988A patent/JPH0278575A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113330589A (zh) * | 2019-01-23 | 2021-08-31 | Lg伊诺特有限公司 | 热电元件 |
| CN113330589B (zh) * | 2019-01-23 | 2024-02-20 | Lg伊诺特有限公司 | 热电元件 |
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