JPH0324902B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0324902B2 JPH0324902B2 JP58242148A JP24214883A JPH0324902B2 JP H0324902 B2 JPH0324902 B2 JP H0324902B2 JP 58242148 A JP58242148 A JP 58242148A JP 24214883 A JP24214883 A JP 24214883A JP H0324902 B2 JPH0324902 B2 JP H0324902B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating resistor
- electrode
- heat generating
- electrode layer
- thin 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、フアクシミリやプリンタ用の薄膜サ
ーマルヘツドの改良に係り、高精細で高速かつ長
寿命にし薄膜サーマルヘツド及びその製造方法に
関する。
ーマルヘツドの改良に係り、高精細で高速かつ長
寿命にし薄膜サーマルヘツド及びその製造方法に
関する。
現在実用化されている薄膜サーマルヘツドは、
発熱抵抗体と電極との間の段差が大きいため、記
録紙と発熱低抗体との間の接触が悪い。
発熱抵抗体と電極との間の段差が大きいため、記
録紙と発熱低抗体との間の接触が悪い。
そのため、記録紙の発色を充分なものにするた
めには、大きな電力を発熱抵抗体に投入して、発
熱抵抗体の温度を高くする必要がある。
めには、大きな電力を発熱抵抗体に投入して、発
熱抵抗体の温度を高くする必要がある。
このように、発熱抵抗体や電極に大電力を与え
ると、発熱体や電極の劣化が早められ、サーマル
ヘツドの寿命が短くなる。又サーマルヘツドの高
精細化及び高速化を計る上で、記録紙と発熱抵抗
体との接触不良は、大きな問題となつている。
ると、発熱体や電極の劣化が早められ、サーマル
ヘツドの寿命が短くなる。又サーマルヘツドの高
精細化及び高速化を計る上で、記録紙と発熱抵抗
体との接触不良は、大きな問題となつている。
従来の薄膜サーマルヘツドを、第１図に示す。
図において、１は基板８上に形成された発熱抵抗
体である。３は、発熱抵抗体１上に形成された電
極である。この電極３と発熱体１との間の段差を
少なくするために保護層４が形成されている。発
熱抵抗体１における発熱部２は、電極３を通して
供給される電力によつて発熱する。
図において、１は基板８上に形成された発熱抵抗
体である。３は、発熱抵抗体１上に形成された電
極である。この電極３と発熱体１との間の段差を
少なくするために保護層４が形成されている。発
熱抵抗体１における発熱部２は、電極３を通して
供給される電力によつて発熱する。
この薄膜サーマルヘツドにおいて、記録紙５を
ローラ６を用いて押えながら発熱部２に接触する
ようにしても、電極３と発熱抵抗体１との間の段
差が大きいために、記録紙５の中央部しか接触し
ない。
ローラ６を用いて押えながら発熱部２に接触する
ようにしても、電極３と発熱抵抗体１との間の段
差が大きいために、記録紙５の中央部しか接触し
ない。
その結果、記録紙５上の十分な面積に十分な濃
度の発色を得るためには、接触している部分７を
昇温する必要がある。そのためには、発熱部２に
大電力を供給する必要があり、その結果、電極３
や発熱抵抗体１が温度上昇し、酸化やエレクトロ
マイグレーシヨン及び熱膨張に基づく劣化の進行
が早められ、寿命が短かいという問題がある。
度の発色を得るためには、接触している部分７を
昇温する必要がある。そのためには、発熱部２に
大電力を供給する必要があり、その結果、電極３
や発熱抵抗体１が温度上昇し、酸化やエレクトロ
マイグレーシヨン及び熱膨張に基づく劣化の進行
が早められ、寿命が短かいという問題がある。
特に高精細化や高速化が進むにつれて、発熱部
２の長さが短くなり、記録紙と発熱部との接触が
増々困難になると共に、熱応答性を早くするため
には、発熱部をより高温にする必要があり、増々
寿命が短縮されるという欠点があつた。
２の長さが短くなり、記録紙と発熱部との接触が
増々困難になると共に、熱応答性を早くするため
には、発熱部をより高温にする必要があり、増々
寿命が短縮されるという欠点があつた。
これの改良として、第２図に示すものが提案さ
れている。即ち、発熱抵抗体１と電極３′との間
の段差を少なくするために、電極の上側を後退さ
せた、いわゆる後退電極３′が提案されている。
れている。即ち、発熱抵抗体１と電極３′との間
の段差を少なくするために、電極の上側を後退さ
せた、いわゆる後退電極３′が提案されている。
然しながらこの場合でも、発熱抵抗体１と後退
電極３′との間にはまた段差が残り、高精細化及
び高速化に充分に対処できないのが実情である。
電極３′との間にはまた段差が残り、高精細化及
び高速化に充分に対処できないのが実情である。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであ
り、上記段差を更に小さくして、高精細化・高速
化に対処でき、且つ長寿命の薄膜サーマルヘツド
及びその製造方法を提供せんとするものである。
り、上記段差を更に小さくして、高精細化・高速
化に対処でき、且つ長寿命の薄膜サーマルヘツド
及びその製造方法を提供せんとするものである。
即ち本発明は、発熱抵抗体の一部の比抵抗値を
小さくして、これを電極として利用するようにし
たものであり、その第１の発明は、発熱抵抗体の
発熱部以外の部分の比抵抗を小さくした。
小さくして、これを電極として利用するようにし
たものであり、その第１の発明は、発熱抵抗体の
発熱部以外の部分の比抵抗を小さくした。
発熱体に連接するように電極層を設けたことを
特徴する。
特徴する。
第２の発明は、拡散することによつて、発熱抵
抗体の比抵抗を小さくするようにした製造方法で
あり、絶縁基板の表面に発熱抵抗体の薄膜を形成
し、次にこの上に第１の電極層を形成し、更にそ
の上に第２の電極層を形成し、次に第１及び第２
の電極層をフオトエツチング等の手段によつて除
去して発熱抵抗体を露出させ、次に第２の電極層
を除去して第１の電極層を露出させ、露出した第
１の電極層をその重り部分の発熱抵抗体に拡散
し、その部分の発熱抵抗体を比抵抗を小さくした
ことを特徴とする。
抗体の比抵抗を小さくするようにした製造方法で
あり、絶縁基板の表面に発熱抵抗体の薄膜を形成
し、次にこの上に第１の電極層を形成し、更にそ
の上に第２の電極層を形成し、次に第１及び第２
の電極層をフオトエツチング等の手段によつて除
去して発熱抵抗体を露出させ、次に第２の電極層
を除去して第１の電極層を露出させ、露出した第
１の電極層をその重り部分の発熱抵抗体に拡散
し、その部分の発熱抵抗体を比抵抗を小さくした
ことを特徴とする。
又第３の発明は、イオン打込みによつて発熱抵
抗体の比抵抗を小さくするようにした製造方法で
あつて、絶縁基板の表面に発熱抵抗体と電極パタ
ーンを形成し、この基板をメタルマスク又はレジ
ストにて覆つて発熱抵抗体の電極部にする部分の
みを露出し、この露出した部分にイオン打込みを
行ないその部分の発熱抵抗体の比抵抗を小さくし
たことを特徴とする。
抗体の比抵抗を小さくするようにした製造方法で
あつて、絶縁基板の表面に発熱抵抗体と電極パタ
ーンを形成し、この基板をメタルマスク又はレジ
ストにて覆つて発熱抵抗体の電極部にする部分の
みを露出し、この露出した部分にイオン打込みを
行ないその部分の発熱抵抗体の比抵抗を小さくし
たことを特徴とする。
以下本発明の一実施例について、詳細に説明す
る。第３図に示すように、電極３と発熱抵抗体１
との間の段差に起因する熱効率の低下を解消する
ためには、上記両者の高さを同一にする必要があ
る。
る。第３図に示すように、電極３と発熱抵抗体１
との間の段差に起因する熱効率の低下を解消する
ためには、上記両者の高さを同一にする必要があ
る。
これを行なう手段として、フオトエツチング法
がある。この場合、発熱抵抗体１を先にフオトエ
ツチングにして形成した後に、電極層を形成し、
発熱抵抗体１の上に積層した電極層をフオトエツ
チングで除去して、同一高さの電極３を形成す
る。
がある。この場合、発熱抵抗体１を先にフオトエ
ツチングにして形成した後に、電極層を形成し、
発熱抵抗体１の上に積層した電極層をフオトエツ
チングで除去して、同一高さの電極３を形成す
る。
然しながら、この方法では、段差部の電極が残
ることが多く、又高精度のフオトエツチンングが
要求され、現実的ではない。
ることが多く、又高精度のフオトエツチンングが
要求され、現実的ではない。
そこで発明者らは、発熱抵抗体の比抵抗を場所
によつて変え、発熱抵抗体の比抵抗の大きい部分
を電極に代替えさせて、発熱する部分としない部
分とを同一高さにすることを考え出した。
によつて変え、発熱抵抗体の比抵抗の大きい部分
を電極に代替えさせて、発熱する部分としない部
分とを同一高さにすることを考え出した。
この発熱抵抗体の比抵抗を部分的に変える手段
として、新たな元素を発熱抵抗体中に加えるか、
或は発熱抵抗体の成分物質を後から加えて組成を
変えるかすることによつて達成されることが知ら
れている。
として、新たな元素を発熱抵抗体中に加えるか、
或は発熱抵抗体の成分物質を後から加えて組成を
変えるかすることによつて達成されることが知ら
れている。
発明者らは、熱拡散又はイオン打込み技術を応
用することによつて、発熱抵抗体の比抵抗を変え
ることに成功した。
用することによつて、発熱抵抗体の比抵抗を変え
ることに成功した。
実施例 １
第４図に示す如く、セラミツク基板８上に、発
熱抵抗体としてCr−Si薄膜１を形成した後に、
第１電極層としてCr薄膜３ａ、第２電極層とし
てAl薄膜３ｂを順次形成する。次に第２電極層
（Al薄膜）３ｂ、第１電極層（Cr薄膜）３ａをフ
オトエツチングして除去し、第５図に示すような
パターンを形成する。
熱抵抗体としてCr−Si薄膜１を形成した後に、
第１電極層としてCr薄膜３ａ、第２電極層とし
てAl薄膜３ｂを順次形成する。次に第２電極層
（Al薄膜）３ｂ、第１電極層（Cr薄膜）３ａをフ
オトエツチングして除去し、第５図に示すような
パターンを形成する。
このパターンにおいて、第２電極層（Al薄膜）
３ｂが本来の電極、露出している発熱抵抗体１が
発熱部となる。又露出している第１電極層（Cr
薄膜）３ａは、重なつている発熱抵抗体１（Cr
−Si薄膜）の中へ拡散される。
３ｂが本来の電極、露出している発熱抵抗体１が
発熱部となる。又露出している第１電極層（Cr
薄膜）３ａは、重なつている発熱抵抗体１（Cr
−Si薄膜）の中へ拡散される。
発熱抵抗体１（Si薄膜）上に形成した第１電極
層３ａ（Cr薄膜）は、400℃以下の熱処理によつ
て、Siの拡散により、CrSi2を形成するのは知ら
れており、例えば50nｍのSiと20nｍのCrの薄膜
は、490℃40分の熱処理で完全にCrSi2又はCrとSi
の混合相を形成する。
層３ａ（Cr薄膜）は、400℃以下の熱処理によつ
て、Siの拡散により、CrSi2を形成するのは知ら
れており、例えば50nｍのSiと20nｍのCrの薄膜
は、490℃40分の熱処理で完全にCrSi2又はCrとSi
の混合相を形成する。
従つて、Cr薄膜を50〜100nｍ形成し、500℃
100分程度の条件で真空中又は乾燥窒素雰囲気中
で熱処理することにより、Cr−Si薄膜中のSiか
Cr薄膜中に拡散し、Cr薄膜が残つている部分の
Cr−Si薄膜は、見かけ上Crの量が増加し、Siの
含有量が少なくなつたことになり、比抵抗が下が
る。
100分程度の条件で真空中又は乾燥窒素雰囲気中
で熱処理することにより、Cr−Si薄膜中のSiか
Cr薄膜中に拡散し、Cr薄膜が残つている部分の
Cr−Si薄膜は、見かけ上Crの量が増加し、Siの
含有量が少なくなつたことになり、比抵抗が下が
る。
Cr−Siの組成と比抵抗の関係を第６図に示す。
この図より、Siの含有量が少なくなると比抵抗は
急激に小さくなり、Crの比抵抗（13μΩ・cm）
に近づく。これに対し発熱抵抗体のCr−Siの比
抵抗は2000μΩ・cm以上であり、Crの多い部分は、
充分に電極として機能する。
この図より、Siの含有量が少なくなると比抵抗は
急激に小さくなり、Crの比抵抗（13μΩ・cm）
に近づく。これに対し発熱抵抗体のCr−Siの比
抵抗は2000μΩ・cm以上であり、Crの多い部分は、
充分に電極として機能する。
この熱処理により、第７図に示す如く電極部
１′と発熱部１との間の段差は、20〜50nｍとな
り、完全になくすことはできないが、従来の後退
電極構造でできる段差100nｍ以上に比べると格
段に小さい。
１′と発熱部１との間の段差は、20〜50nｍとな
り、完全になくすことはできないが、従来の後退
電極構造でできる段差100nｍ以上に比べると格
段に小さい。
発熱抵抗体中に拡散させる物質は、拡散後に比
抵抗を下げるものであればよいが、更に拡散する
温度が高過ぎない物質がよい。発熱抵抗体中に含
まれている物質（例えばCr−Siの場合はCr）で
あれば、中間相形成によつて、比抵抗が逆に増加
するというような現象も殆んど起らないので、特
によい。
抵抗を下げるものであればよいが、更に拡散する
温度が高過ぎない物質がよい。発熱抵抗体中に含
まれている物質（例えばCr−Siの場合はCr）で
あれば、中間相形成によつて、比抵抗が逆に増加
するというような現象も殆んど起らないので、特
によい。
従つてTaN、TaSa、TaSiO2等のTa系の発熱
抵抗体材料については、拡散させる物質はTaが
望ましく、又NiCrでは、Ni又はCrがよい。
抵抗体材料については、拡散させる物質はTaが
望ましく、又NiCrでは、Ni又はCrがよい。
実施例 ２
第８図に示す如く、発熱抵抗体１の電極３のパ
ターンを形成後、メタルマスク９又はレジスト
で、この基板８を覆つて、発熱抵抗体で電極部と
する部分のみを露出させ、Cr、Ta、Ni、等の元
素をイオン打込みする。
ターンを形成後、メタルマスク９又はレジスト
で、この基板８を覆つて、発熱抵抗体で電極部と
する部分のみを露出させ、Cr、Ta、Ni、等の元
素をイオン打込みする。
この方法は、感熱記録ヘツドの他の部分を熱で
損傷することがない。
損傷することがない。
イオン打込みを行なつた後、300℃程度でアニ
ールして組織の安定化をすることにより、イオン
を打込んだ部分の抵抗が充分下がる。
ールして組織の安定化をすることにより、イオン
を打込んだ部分の抵抗が充分下がる。
以上詳述した通り、本発明によれば、発熱抵抗
体の比抵抗を部分的に下げるようにして、その部
分を電極として使用するようにしたので、発熱部
と電極との間の段差をほとんどなくすことができ
た。
体の比抵抗を部分的に下げるようにして、その部
分を電極として使用するようにしたので、発熱部
と電極との間の段差をほとんどなくすことができ
た。
その結果、記録紙が発熱部全体に完全に接触さ
せることができるようになつて、大きな電力を要
することなく充分な濃度の発色を敏速に行なうこ
とができ、高精細化、高速化を実現させると共
に、長寿命化を計ることができた。
せることができるようになつて、大きな電力を要
することなく充分な濃度の発色を敏速に行なうこ
とができ、高精細化、高速化を実現させると共
に、長寿命化を計ることができた。
又加熱部分の連接する電極層がないので、電極
層を伝わつて逃げる熱がなく、又段差部がないの
で、ここに紙かす等が留らないので、熱効率を大
幅に向上ると共に、この熱効率の向上によつて、
更に高精細化、高速化及び長寿命化が促進される
など、優れた効果を有す。
層を伝わつて逃げる熱がなく、又段差部がないの
で、ここに紙かす等が留らないので、熱効率を大
幅に向上ると共に、この熱効率の向上によつて、
更に高精細化、高速化及び長寿命化が促進される
など、優れた効果を有す。
第１図は、従来のサーマルヘツド発熱部の縦断
面図、第２図は、従来例であり、後退電極構造の
サーマルヘツド発熱部の縦断面図である。第３図
は、理想的なサーマルヘツド発熱部を縦断面して
示した説明用図である。第４図は本発明の一実施
例であり、薄膜構成を示す縦断面図である。第５
図は本発明の一実施例であり、フオトエツチング
した状態を示し、(a)図は平面図、(b)図は縦断面図
である。第６図は、Cr−Si膜の組成による比抵
抗の変化を示す説明用線図である。第７図及び第
８図は本発明の一実施例であり、第７図は拡散法
によつて、第８図はイオン打込み法によつてサー
マルヘツドの加熱部を形成した縦断面図である。 １……発熱抵抗体、１′……発熱抵抗体の比抵
抗を小さくした部分（電極）、２……発熱部、３
……電極、３ａ……第１電極層、３ｂ……第２電
極層、４……保護層、５……記録紙、７……記録
紙の接触部、８……基板、９……メタルマスク、
１０……イオン。
面図、第２図は、従来例であり、後退電極構造の
サーマルヘツド発熱部の縦断面図である。第３図
は、理想的なサーマルヘツド発熱部を縦断面して
示した説明用図である。第４図は本発明の一実施
例であり、薄膜構成を示す縦断面図である。第５
図は本発明の一実施例であり、フオトエツチング
した状態を示し、(a)図は平面図、(b)図は縦断面図
である。第６図は、Cr−Si膜の組成による比抵
抗の変化を示す説明用線図である。第７図及び第
８図は本発明の一実施例であり、第７図は拡散法
によつて、第８図はイオン打込み法によつてサー
マルヘツドの加熱部を形成した縦断面図である。 １……発熱抵抗体、１′……発熱抵抗体の比抵
抗を小さくした部分（電極）、２……発熱部、３
……電極、３ａ……第１電極層、３ｂ……第２電
極層、４……保護層、５……記録紙、７……記録
紙の接触部、８……基板、９……メタルマスク、
１０……イオン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性基板上に発熱抵抗体を有するサーマル
ヘツドにおいて、上記発熱抵抗体の発熱部以外の
部分の比抵抗を小さくし、更に発熱部と比抵抗を
小さくした部分以外の発熱抵抗体の上に電極層を
設けたことを特徴とする薄膜サーマルヘツド。 ２ 絶縁基板の表面に発熱抵抗体の薄膜を形成
し、次いで上記発熱抵抗体の上に第１の電極層を
形成し、次いで第１の電極層の上に第２の電極層
を形成し、次にフオトエツチング等の手段によつ
て第１及び第２の電極層を除去して発熱抵抗体を
露出させ、次いで第２の電極層の一部を除いて第
１の電極層を露出させ、露出した第１の電極層を
その重なり部分の発熱抵抗体に拡散し、その部分
の発熱抵抗体の比抵抗を小さくしたことを特徴と
する薄膜サーマルヘツドの製造方法。 ３ 絶縁基板の表面に発熱抵抗体と電極パターン
を形成し、この基板をメタルマスク又はレジスト
にて覆つて発熱抵抗体の電極部にする部分のみを
露出し、この露出した部分にイオン打込みを行な
いその部分の発熱抵抗体の比抵抗を小さくしたこ
とを特徴とする薄膜サーマルヘツドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242148A JPS60135268A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 薄膜サ−マルヘツド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242148A JPS60135268A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 薄膜サ−マルヘツド及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135268A JPS60135268A (ja) | 1985-07-18 |
| JPH0324902B2 true JPH0324902B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=17085030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58242148A Granted JPS60135268A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 薄膜サ−マルヘツド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135268A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8810618B2 (en) | 2010-12-25 | 2014-08-19 | Kyocera Corporation | Thermal head and thermal printer including the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109673A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-08 | Alps Electric Co Ltd | Thermal head |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP58242148A patent/JPS60135268A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60135268A (ja) | 1985-07-18 |
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