JPS6016083B2 - サーマルヘツド - Google Patents
サーマルヘツドInfo
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- JPS6016083B2 JPS6016083B2 JP52131261A JP13126177A JPS6016083B2 JP S6016083 B2 JPS6016083 B2 JP S6016083B2 JP 52131261 A JP52131261 A JP 52131261A JP 13126177 A JP13126177 A JP 13126177A JP S6016083 B2 JPS6016083 B2 JP S6016083B2
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- Japan
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- thermal head
- tantalum
- manufacturing
- sputtering
- substrate
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/006—Thin film resistors
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は棚化タンタル薄膜を有するサーマルヘッドさら
にはその製造方法に関する。
にはその製造方法に関する。
熱印字記録に用いられるサーマルヘッドは例えばガラス
のような電気的な絶縁性と平滑面とを有する基板上に複
数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電力を供給する
ための電気導体とを設け、記録すべき情報に従って必要
な熱パターンが得られるように、対応する発熱抵抗体に
電気導体を介して電流を流して発熱させ、記録媒体に接
触することにより言己銭を行なうものである。
のような電気的な絶縁性と平滑面とを有する基板上に複
数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電力を供給する
ための電気導体とを設け、記録すべき情報に従って必要
な熱パターンが得られるように、対応する発熱抵抗体に
電気導体を介して電流を流して発熱させ、記録媒体に接
触することにより言己銭を行なうものである。
そこに用いられる発熱抵抗体としては、従来窒化タンタ
ル、ニクロム等の薄膜発熱抵抗体、銀−パラジウムを用
いた厚膜発熱抵抗体、シリコン半導体を用いた半導体発
熱抵抗体がある。このうち薄膜発熱抵抗体を用いたサー
マルヘッド‘ま厚膜発熱抵抗体、半導体発熱抵抗体等と
比較して熱応答性がよく耐熱性、耐熱衝撃性に優れ、寿
命が長く、信頼性が高い等の特徴を有している。この薄
膜発熱抵抗体としては、従来、窒化タンタルが比較的耐
熱性に優れ、信頼性も高く、又、閏有抵孔値も２５０〜
３００り○抑と比較的高い値で製造の制御性もよいため
、特に多く用いられている。しかるに窒化タンタルは約
３００こ○以上の高温に対しては急激に酸化されその抵
抗値が急激に増加し、記録紙に印字する場合、印字濃度
を劣化させる欠点がある。
ル、ニクロム等の薄膜発熱抵抗体、銀−パラジウムを用
いた厚膜発熱抵抗体、シリコン半導体を用いた半導体発
熱抵抗体がある。このうち薄膜発熱抵抗体を用いたサー
マルヘッド‘ま厚膜発熱抵抗体、半導体発熱抵抗体等と
比較して熱応答性がよく耐熱性、耐熱衝撃性に優れ、寿
命が長く、信頼性が高い等の特徴を有している。この薄
膜発熱抵抗体としては、従来、窒化タンタルが比較的耐
熱性に優れ、信頼性も高く、又、閏有抵孔値も２５０〜
３００り○抑と比較的高い値で製造の制御性もよいため
、特に多く用いられている。しかるに窒化タンタルは約
３００こ○以上の高温に対しては急激に酸化されその抵
抗値が急激に増加し、記録紙に印字する場合、印字濃度
を劣化させる欠点がある。
一般にはこの欠点を補うために酸化シリコン ｛Ｓｉ０
２）の耐酸化保護層を設け更にその上に酸化タンタル（
Ｔａ２Ｑ）の耐摩耗層を設けてサーマルヘッドとして使
用しているが、サーマルヘッドを長時間駆動させた時の
抵抗変化は少くなく、なお十分満足できるものではなか
った。特に近年高速サーマルヘッドの要求が増加しつつ
あるためヘッドの通電パルス中を短かくして感熱紙を発
色させる必要があり、従って電力は従釆より増加するこ
とになり、発熱抵抗体はさらに高温になるから寿命はよ
り短か〈なる。そのため、さらに耐熱性のある発熱抵抗
体が要求されている。本発明は上記の点を改良して、酸
化されにくく抵抗値が安定な薄膜発熱抵抗体を有するサ
ーマルヘッドを供給することを目的とし、その特徴とす
るところは、薄膜発熱抵抗体として棚化タンタルを使用
したサーマルヘッド、前記発熱体を覆う保護膜との組合
せ、さらには前記薄膜発熱抵抗体の製造方法にある。以
下、図面を参照しながら詳細に説明する。
２）の耐酸化保護層を設け更にその上に酸化タンタル（
Ｔａ２Ｑ）の耐摩耗層を設けてサーマルヘッドとして使
用しているが、サーマルヘッドを長時間駆動させた時の
抵抗変化は少くなく、なお十分満足できるものではなか
った。特に近年高速サーマルヘッドの要求が増加しつつ
あるためヘッドの通電パルス中を短かくして感熱紙を発
色させる必要があり、従って電力は従釆より増加するこ
とになり、発熱抵抗体はさらに高温になるから寿命はよ
り短か〈なる。そのため、さらに耐熱性のある発熱抵抗
体が要求されている。本発明は上記の点を改良して、酸
化されにくく抵抗値が安定な薄膜発熱抵抗体を有するサ
ーマルヘッドを供給することを目的とし、その特徴とす
るところは、薄膜発熱抵抗体として棚化タンタルを使用
したサーマルヘッド、前記発熱体を覆う保護膜との組合
せ、さらには前記薄膜発熱抵抗体の製造方法にある。以
下、図面を参照しながら詳細に説明する。
第１図は本発明に適用するサーマルヘッドの形状例の要
部断面図である。同図中の１はセラミックスガラスある
いは、グレーズセラミツクスのような電気的な絶縁物で
形成された基板である。２は棚化タンタルの薄膜発熱抵
抗体である。
部断面図である。同図中の１はセラミックスガラスある
いは、グレーズセラミツクスのような電気的な絶縁物で
形成された基板である。２は棚化タンタルの薄膜発熱抵
抗体である。
３は該薄膜発熱抵抗体に電力を供給するための電気導体
で、アルミニュウム、金等の電気良導体で形成されてい
る。
で、アルミニュウム、金等の電気良導体で形成されてい
る。
又、４は薄膜発熱抵抗体及び電気導体の保護層で、例え
ば電子ビーーム蒸着、スパッタ一等によって作製した酸
化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸
化タンタル等あるいはこれらを絹合せた多層構成が用い
られ、これによってサーマルヘッドの寿命を一層長くす
ることができる。棚化タンタルの薄膜発熱抵抗体の製造
は、電子ビーム葵着、スパッタリングいずれも可能であ
り、電子ビーム蒸着での製造は、棚化タンタルの粉末を
約１００ｋｇ′の以上の圧力でプレスして、タブレット
を作り、１×１げ４Ｔｏｎ以上の高真空度で、あらかじ
め一定温度に保った基板上に蒸着させることができる。
ば電子ビーーム蒸着、スパッタ一等によって作製した酸
化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸
化タンタル等あるいはこれらを絹合せた多層構成が用い
られ、これによってサーマルヘッドの寿命を一層長くす
ることができる。棚化タンタルの薄膜発熱抵抗体の製造
は、電子ビーム葵着、スパッタリングいずれも可能であ
り、電子ビーム蒸着での製造は、棚化タンタルの粉末を
約１００ｋｇ′の以上の圧力でプレスして、タブレット
を作り、１×１げ４Ｔｏｎ以上の高真空度で、あらかじ
め一定温度に保った基板上に蒸着させることができる。
一方、スパッタリングで作成するときにはターゲットに
棚化タンタルを使う方法と、棚素と金属タンタルを同時
にターゲットとする方法と、金属タンタルのみをターゲ
ットとして活性スパッタリングを行う方法とがある。棚
化タンタルをターゲットする場合、例えば石英皿等の上
に棚化タンタルを粉末の、枕態もしくはプレスした状態
で置くことにより、ターゲットとして用いることもでき
るが、あらかじめ１１００午０以上の真空ホットプレス
により暁結させたターゲットを使用する方が、スパッタ
リングの制御は行いやすい。また、棚素と金属タンタル
を同時にターゲットとする場合には、棚化と金属タンタ
ルを混合するか、又は、一方を他方に埋め込んだり表面
の一部に配置したりして、行うことができる。いずれの
場合にも１×１０‐３Ｔｏｒｒ〜５×１０‐ＩＴｏｎの
アルゴン雰囲気で行うのがよく、好ましくは１×１０‐
衣ｏｔｒ〜１×１０‐ＩＴｏｎがよい。ままた、活性ス
パッタリングを行う場合には金属タンタル板などの金属
単体をターゲットとして、アルゴン、ジボランの混合ガ
ス雰囲気中で行ない、その時のガス圧はアルゴンとジボ
ランの全ガス圧１×１０‐汀ｏｒｒ〜５×１０‐ＩＴｏ
ｒｒで好ましくは、１×１０‐汀ｏｒｒ〜５×１０‐２
Ｔｏｎでジボランは全圧力の１〜１０％で好ましくは２
〜６％がよい。
棚化タンタルを使う方法と、棚素と金属タンタルを同時
にターゲットとする方法と、金属タンタルのみをターゲ
ットとして活性スパッタリングを行う方法とがある。棚
化タンタルをターゲットする場合、例えば石英皿等の上
に棚化タンタルを粉末の、枕態もしくはプレスした状態
で置くことにより、ターゲットとして用いることもでき
るが、あらかじめ１１００午０以上の真空ホットプレス
により暁結させたターゲットを使用する方が、スパッタ
リングの制御は行いやすい。また、棚素と金属タンタル
を同時にターゲットとする場合には、棚化と金属タンタ
ルを混合するか、又は、一方を他方に埋め込んだり表面
の一部に配置したりして、行うことができる。いずれの
場合にも１×１０‐３Ｔｏｒｒ〜５×１０‐ＩＴｏｎの
アルゴン雰囲気で行うのがよく、好ましくは１×１０‐
衣ｏｔｒ〜１×１０‐ＩＴｏｎがよい。ままた、活性ス
パッタリングを行う場合には金属タンタル板などの金属
単体をターゲットとして、アルゴン、ジボランの混合ガ
ス雰囲気中で行ない、その時のガス圧はアルゴンとジボ
ランの全ガス圧１×１０‐汀ｏｒｒ〜５×１０‐ＩＴｏ
ｒｒで好ましくは、１×１０‐汀ｏｒｒ〜５×１０‐２
Ｔｏｎでジボランは全圧力の１〜１０％で好ましくは２
〜６％がよい。
また、スパッタリング中あるいは電子ビーム蒸着中に於
いて２００００〜５００午○の基板加熱を行なうことに
よって基板に対して棚化タンタルの密着性が向上し、又
、膜の安定性に効果がある。さらにまたスパッタリング
あるいは電子ビーム蒸着の後で２００ｑＣ〜６５０午○
の温度で真空中、大気中又はアルゴンガス等の雰囲気中
で熱処理を行なうことにより、必要な抵抗値にコントロ
ールすることができ、しかも、サーマルヘッドとして使
用する場合の安定性を増加するため寿命に対して効果が
ある。熱処理温度は、２００００以下では抵抗値変化は
非常に少ないために長時間の熱処理時間が要求され、一
方６５０ｏｏ以上では抵抗値の変化が急激に起こったり
、又ガラス等の基板では使用できなくなるなど使用上の
制約或いは制御の困難このため熱処理温度は２００００
〜６５０ｑｏが望ましい。このようにして得られた棚化
タンタルのサーマルヘッドは酸化されにくくて安定で、
従来の窒化タンタルを用いたサーマルヘッドの使用電力
限界が最大１７〜１８Ｗ′めであったのに対して、最大
２２〜２３Ｗ／孫の電力供給に対しても十分使用できる
。このことは、発熱抵抗体に大きな電力を印放して高温
とする高速印字用のサーマルヘッドにも好適である。さ
らこの棚化タンタル薄膜抵抗体の固有抵抗値は８０ム○
仇〜５×１び仏○弧と広い範囲の中から選択できるので
高抵抗値に設定すれば発熱させるための電流は少なくて
すみ、電極を薄く作製することができるので製造工程が
簡単になり、凹凸が少なくなるため摩耗に対しても強く
なる。また、電極部の抵抗の影響による薄膜発熱抵抗体
の発熱量も無視できる。次に実施例に基いて説明する。
いて２００００〜５００午○の基板加熱を行なうことに
よって基板に対して棚化タンタルの密着性が向上し、又
、膜の安定性に効果がある。さらにまたスパッタリング
あるいは電子ビーム蒸着の後で２００ｑＣ〜６５０午○
の温度で真空中、大気中又はアルゴンガス等の雰囲気中
で熱処理を行なうことにより、必要な抵抗値にコントロ
ールすることができ、しかも、サーマルヘッドとして使
用する場合の安定性を増加するため寿命に対して効果が
ある。熱処理温度は、２００００以下では抵抗値変化は
非常に少ないために長時間の熱処理時間が要求され、一
方６５０ｏｏ以上では抵抗値の変化が急激に起こったり
、又ガラス等の基板では使用できなくなるなど使用上の
制約或いは制御の困難このため熱処理温度は２００００
〜６５０ｑｏが望ましい。このようにして得られた棚化
タンタルのサーマルヘッドは酸化されにくくて安定で、
従来の窒化タンタルを用いたサーマルヘッドの使用電力
限界が最大１７〜１８Ｗ′めであったのに対して、最大
２２〜２３Ｗ／孫の電力供給に対しても十分使用できる
。このことは、発熱抵抗体に大きな電力を印放して高温
とする高速印字用のサーマルヘッドにも好適である。さ
らこの棚化タンタル薄膜抵抗体の固有抵抗値は８０ム○
仇〜５×１び仏○弧と広い範囲の中から選択できるので
高抵抗値に設定すれば発熱させるための電流は少なくて
すみ、電極を薄く作製することができるので製造工程が
簡単になり、凹凸が少なくなるため摩耗に対しても強く
なる。また、電極部の抵抗の影響による薄膜発熱抵抗体
の発熱量も無視できる。次に実施例に基いて説明する。
実施例 １
あらかじめ十分に洗浄されたグレーズドセラミックス基
板に１３００ｑｏでホットプレスした棚化タンタルＴａ
＆〔米国ペントロン社製、純度９９．７％〕をターゲッ
トとして、高周波２極スパッタで、アルゴンのトータル
圧力５×１０‐２Ｔｏｒｒ、基板加熱温度２００ｏｏの
条件にて７００Ａの厚さの発熱体を作製した。
板に１３００ｑｏでホットプレスした棚化タンタルＴａ
＆〔米国ペントロン社製、純度９９．７％〕をターゲッ
トとして、高周波２極スパッタで、アルゴンのトータル
圧力５×１０‐２Ｔｏｒｒ、基板加熱温度２００ｏｏの
条件にて７００Ａの厚さの発熱体を作製した。
この固有抵抗値は約２１０一〇功でこの時の面積抵抗は
約３００／口であった。この上にチタンを１０Ａ、アル
ミニウム１．５山肌電子ビームで蒸着した後、選択エッ
チングで４本／他の分解能をもつサーマルヘッドＡ，．
を形成した。次いで該サーマルヘッドＡ，．に保護層と
して電子ビーム蒸着により酸化タンタルを膜厚６山肌蒸
着したサーマルヘッドＡ，２、酸化アルミニウムを膜厚
８ム肌葵着したサーマルヘッドＡ，３、酸化マグネシュ
ウムを膜厚５仏の蒸着したサーマルヘッドＡ，４、及び
酸化シリコンを膜厚１．５山川次いで酸化タンタルを膜
厚６ム机の二層構成に蒸着したサーマルヘッドＡ，５を
用意した。
約３００／口であった。この上にチタンを１０Ａ、アル
ミニウム１．５山肌電子ビームで蒸着した後、選択エッ
チングで４本／他の分解能をもつサーマルヘッドＡ，．
を形成した。次いで該サーマルヘッドＡ，．に保護層と
して電子ビーム蒸着により酸化タンタルを膜厚６山肌蒸
着したサーマルヘッドＡ，２、酸化アルミニウムを膜厚
８ム肌葵着したサーマルヘッドＡ，３、酸化マグネシュ
ウムを膜厚５仏の蒸着したサーマルヘッドＡ，４、及び
酸化シリコンを膜厚１．５山川次いで酸化タンタルを膜
厚６ム机の二層構成に蒸着したサーマルヘッドＡ，５を
用意した。
比較のために、高周波２極の反応スパッタリングによっ
てタンタルをターゲットとし、アルゴンと窒素の全圧力
が８×１０‐２Ｔｏｎ、窒素分圧がｌｘｌｏ‐４Ｔｏｒ
ｒの条件で７００Ａの厚さの窒化タンタル発熱抵抗体の
サーマルヘッドＢ，．を作製した。
てタンタルをターゲットとし、アルゴンと窒素の全圧力
が８×１０‐２Ｔｏｎ、窒素分圧がｌｘｌｏ‐４Ｔｏｒ
ｒの条件で７００Ａの厚さの窒化タンタル発熱抵抗体の
サーマルヘッドＢ，．を作製した。
この薄膜をＸ線回折で分析したところＴもＮであった。
また、固有抵抗値は約２４５ム○弧でこの時の面積抵抗
値は約３５０／口であった。次いで該サ−マルヘツドＢ
，にスパッタリングによって６〃肌厚の酸化タンタル保
護層を設けたものＢ，２と、酸化シリコン膜を１．５一
肌設け更にその上に６Ａｍ厚の酸化タンタル膜を設けた
２層構成の保護層を有するものＢ３を用意した。用意さ
れたこれらのサーマルヘッド‘こ対して、パルス幅６の
ｓ５０ＨＺの繰り返し電圧を印加し、その供給電力を３
び分にＩＷａｔｔ／柵ずつ増加させて加速ストを行つた
ときの抵級化率等ｘｌｏｏ（％）の測定結果を第２図に
示す。
また、固有抵抗値は約２４５ム○弧でこの時の面積抵抗
値は約３５０／口であった。次いで該サ−マルヘツドＢ
，にスパッタリングによって６〃肌厚の酸化タンタル保
護層を設けたものＢ，２と、酸化シリコン膜を１．５一
肌設け更にその上に６Ａｍ厚の酸化タンタル膜を設けた
２層構成の保護層を有するものＢ３を用意した。用意さ
れたこれらのサーマルヘッド‘こ対して、パルス幅６の
ｓ５０ＨＺの繰り返し電圧を印加し、その供給電力を３
び分にＩＷａｔｔ／柵ずつ増加させて加速ストを行つた
ときの抵級化率等ｘｌｏｏ（％）の測定結果を第２図に
示す。
ここでＲはテスト前の抵抗値、△Ｒは抵抗値の変化分で
ある。スパッタ一により作製した棚化タンタル薄膜発熱
抵抗体Ａ，．は窒化タンタル薄膜発熱抵抗体Ｂ，．と比
べて、単位面積当り約１．７倍の電力を供給できる。
ある。スパッタ一により作製した棚化タンタル薄膜発熱
抵抗体Ａ，．は窒化タンタル薄膜発熱抵抗体Ｂ，．と比
べて、単位面積当り約１．７倍の電力を供給できる。
又、保護層を設けることにより、単位面積当りに供給で
きる電力は大中に改善されるが、棚化タンタル薄膜発熱
抵抗体は電子ビーム蒸着によって作製した酸化タンタル
（Ａ，２）、酸化アルミニウム（Ａ，３）、酸化マグネ
シュウム（Ａ，４）の保護層を一層だけ使用した場合で
も、二層の保護層をもつ窒化タンタル薄膜発熱抵抗体の
サーマルヘッドＢ３とほぼ同程度で、一層の保護層を有
する窒化タンタル薄膜発熱抵抗体のサーマルヘッドＢ２
よりもはるかに優れていた。又、棚化タンタル上に酸化
シリコンを酸化タンタルの二層の保護層を設けたサーマ
ルヘッドＡ，５はさらに大中に改善された。この最大供
給電力の増大は定電力駆動の場合、発熱現象にともなう
発熱抵抗体の劣化が軽減されることを意味する。通常、
感熱記録紙への熱エネルギー伝達に際しての供給電力は
、接触圧により異なるが大体１１〜１４Ｗ／めで十分で
あるから窒化タンタル薄膜発熱抵抗体の場合は、酸化シ
リコンと酸化タンタルの組合せ等の二層構成の保護層が
必須のものであるのに対し、棚化タンタル薄膜発熱抵抗
体の場合は、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化マ
グネシウム等の一層の保護層のみで十分印字でき、二層
の保護層があると更に寿命がのびることがわかる。実施
例 ２ 実施例１で用意したのと同じサーマルヘッドＡ，．に対
して保護層として酸化タンタルを膜厚６Ａｍスパッタし
たサーマルヘッドん２、酸化アルミニウムを膜厚８４肌
スパツタしたサーマルへッドん３、酸化マグネシュウム
を膜厚５仏のスパツタしたサーマルへッドん４、及び酸
化シリコン１．５仏の次いで酸化タンタル６ム仇の膜厚
に二層構成の保護層をスパッタリングで作製したサーマ
ルヘッドＡるを用意した。
きる電力は大中に改善されるが、棚化タンタル薄膜発熱
抵抗体は電子ビーム蒸着によって作製した酸化タンタル
（Ａ，２）、酸化アルミニウム（Ａ，３）、酸化マグネ
シュウム（Ａ，４）の保護層を一層だけ使用した場合で
も、二層の保護層をもつ窒化タンタル薄膜発熱抵抗体の
サーマルヘッドＢ３とほぼ同程度で、一層の保護層を有
する窒化タンタル薄膜発熱抵抗体のサーマルヘッドＢ２
よりもはるかに優れていた。又、棚化タンタル上に酸化
シリコンを酸化タンタルの二層の保護層を設けたサーマ
ルヘッドＡ，５はさらに大中に改善された。この最大供
給電力の増大は定電力駆動の場合、発熱現象にともなう
発熱抵抗体の劣化が軽減されることを意味する。通常、
感熱記録紙への熱エネルギー伝達に際しての供給電力は
、接触圧により異なるが大体１１〜１４Ｗ／めで十分で
あるから窒化タンタル薄膜発熱抵抗体の場合は、酸化シ
リコンと酸化タンタルの組合せ等の二層構成の保護層が
必須のものであるのに対し、棚化タンタル薄膜発熱抵抗
体の場合は、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化マ
グネシウム等の一層の保護層のみで十分印字でき、二層
の保護層があると更に寿命がのびることがわかる。実施
例 ２ 実施例１で用意したのと同じサーマルヘッドＡ，．に対
して保護層として酸化タンタルを膜厚６Ａｍスパッタし
たサーマルヘッドん２、酸化アルミニウムを膜厚８４肌
スパツタしたサーマルへッドん３、酸化マグネシュウム
を膜厚５仏のスパツタしたサーマルへッドん４、及び酸
化シリコン１．５仏の次いで酸化タンタル６ム仇の膜厚
に二層構成の保護層をスパッタリングで作製したサーマ
ルヘッドＡるを用意した。
これらのサーマルヘッドについて実施例１と同じテスト
を行い抵抗変化率を測定した。その結果抵抗変化率が急
激に増加する単位面積当りの電力限界値はそれぞれん２
では２０．５Ｗ／桝、Ａ匁では２１Ｗ／地、Ａ凶では２
１Ｗ／協、ん５では２３Ｗ′柵であり非常に良好な結果
を示した。実施例 ３ 棚化タンタルＴａＢ〔米国ペントロン社製、純度９９．
７％〕の粉末を１００ｋ９／均以上でプレスしたグブレ
ットを作成し、あらかじめ充分に洗浄されたグレーズド
セラミツクス基板上に基板加熱３００℃、真空度５×１
０‐６Ｔｏｍで１０００Ａの厚さに電子ビームで蒸着し
た。
を行い抵抗変化率を測定した。その結果抵抗変化率が急
激に増加する単位面積当りの電力限界値はそれぞれん２
では２０．５Ｗ／桝、Ａ匁では２１Ｗ／地、Ａ凶では２
１Ｗ／協、ん５では２３Ｗ′柵であり非常に良好な結果
を示した。実施例 ３ 棚化タンタルＴａＢ〔米国ペントロン社製、純度９９．
７％〕の粉末を１００ｋ９／均以上でプレスしたグブレ
ットを作成し、あらかじめ充分に洗浄されたグレーズド
セラミツクス基板上に基板加熱３００℃、真空度５×１
０‐６Ｔｏｍで１０００Ａの厚さに電子ビームで蒸着し
た。
この固有抵抗値は約６００山○弧でこの時の面積抵抗は
約６００′口であった。次にこの上にチタンを１０Ａ、
アルミニウムを１．５仏の電子ビームにより蒸着した後
、選択エッチングにより４本／脚の分解能をもったパタ
ーンを形成してサーマルヘッドＣ，．とした。このサー
マルヘッ‐ドＣ，．に保護膜として電子ビーム蒸着によ
り、酸化タンタルを膜厚６仏の蒸着したサーマルヘッド
Ｃ，２、酸化アルミニウムを膜厚８山肌黍着したサーマ
ルヘッドＣ，３、酸化マグネシウムを膜厚５山肌蒸着し
たサーマルヘッドＣ，４、及び酸化シリコン１．５ム肌
次いで酸化タンタル６仏のの二層構成に蒸着したサーマ
ルヘッドＣ，５を用意し、実施例１と同じテストを行っ
た。その結果、抵抗変化率が急激に増加する単位面積当
りの電力限界値はそれぞれ、Ｃ，．では１１Ｗ′紘、Ｃ
，２では１８．０Ｗ′磯、Ｃ，３では１８．５Ｗ／孫、
Ｃ，４では１８．５Ｗ′松、Ｃ，５では２０．５Ｗ／地
であった。
約６００′口であった。次にこの上にチタンを１０Ａ、
アルミニウムを１．５仏の電子ビームにより蒸着した後
、選択エッチングにより４本／脚の分解能をもったパタ
ーンを形成してサーマルヘッドＣ，．とした。このサー
マルヘッ‐ドＣ，．に保護膜として電子ビーム蒸着によ
り、酸化タンタルを膜厚６仏の蒸着したサーマルヘッド
Ｃ，２、酸化アルミニウムを膜厚８山肌黍着したサーマ
ルヘッドＣ，３、酸化マグネシウムを膜厚５山肌蒸着し
たサーマルヘッドＣ，４、及び酸化シリコン１．５ム肌
次いで酸化タンタル６仏のの二層構成に蒸着したサーマ
ルヘッドＣ，５を用意し、実施例１と同じテストを行っ
た。その結果、抵抗変化率が急激に増加する単位面積当
りの電力限界値はそれぞれ、Ｃ，．では１１Ｗ′紘、Ｃ
，２では１８．０Ｗ′磯、Ｃ，３では１８．５Ｗ／孫、
Ｃ，４では１８．５Ｗ′松、Ｃ，５では２０．５Ｗ／地
であった。
本実施例の電子ビーム蒸着で作成した棚化タンタル発熱
抵抗体も窒化タンタル発熱抵抗体より非常に良かつた。
実施例 ４ 実施例３で用意したサーマルヘッドＣ，．に対して保護
層をスパッタ一により形成し、酸化タンタル６ム仇のサ
ーマルヘッドＣ２２、酸化アルミニウム８一机のサーマ
ルヘッドＣ２３、酸化マグネシュウム５ム凧のサーマル
ヘッドＣ扱、酸化シリコン１．５ムの次いで酸化タンタ
ル６Ａ机の二層構成としたサーマルヘッドＣ２５を用意
した。
抵抗体も窒化タンタル発熱抵抗体より非常に良かつた。
実施例 ４ 実施例３で用意したサーマルヘッドＣ，．に対して保護
層をスパッタ一により形成し、酸化タンタル６ム仇のサ
ーマルヘッドＣ２２、酸化アルミニウム８一机のサーマ
ルヘッドＣ２３、酸化マグネシュウム５ム凧のサーマル
ヘッドＣ扱、酸化シリコン１．５ムの次いで酸化タンタ
ル６Ａ机の二層構成としたサーマルヘッドＣ２５を用意
した。
これらのサーマルヘッドに対して実施例１と同じテスト
を行い抵抗変化率を測定した。
を行い抵抗変化率を測定した。
その結果、抵抗変化率が急激に増加する単位面積当りの
電力限界値はそれぞれ、Ｃ２では１９．５Ｗ／柵、Ｃ２
３では２０．０Ｗ／柵、Ｃ２４では２０．０Ｗ／の、Ｃ
２５では２２Ｗ／めであった。実施例 ５ ６インチ径の金属タンタル板をターゲットとして用いた
。
電力限界値はそれぞれ、Ｃ２では１９．５Ｗ／柵、Ｃ２
３では２０．０Ｗ／柵、Ｃ２４では２０．０Ｗ／の、Ｃ
２５では２２Ｗ／めであった。実施例 ５ ６インチ径の金属タンタル板をターゲットとして用いた
。
充分に洗浄されたグレーズドセラミツクス基板を４００
℃に基板加熱してアルゴンジボラン混合ガス雰囲気中で
活性スパッタリングを行った。アルゴン＋ジポランの圧
力は３．５×１０‐沖ｏｒｒ、ジボラン分圧は１．５×
１０‐４Ｔｏｒｒで高周波２極スパッタにて１０００Ａ
の膜厚をつけた。この固有低抗値は５００ム○肌でこの
時の面積抵抗は５００／口であった。この上にバナジウ
ムを１００Ａ金を１山肌電子ビームで蒸着した後、選択
エッチング０で４本／肋分解能をもつサーマルヘッドパ
ターンを形成した。次いで保護膜として酸化アルミニウ
ム（ＡＩ２０３）１０り仇をスパッタで積層した。この
サーマルヘッドに対して実施例１と同じ加速テストをお
こなったところ２１Ｗ／のまで抵抗変化率は±２％以内
であった。本例もまた前記比較例の窒化タンタルを用い
たサーマルヘッドより非常に良好な結果が得られた。実
施例 ６６インチ蚤の金属タンタル坂上に、暁結した１
／４インチ径のホウ素板を多数個置いて表面積比で金属
タンタル：棚素がおよそ１：２になるようにしたターゲ
ットを用いた。
℃に基板加熱してアルゴンジボラン混合ガス雰囲気中で
活性スパッタリングを行った。アルゴン＋ジポランの圧
力は３．５×１０‐沖ｏｒｒ、ジボラン分圧は１．５×
１０‐４Ｔｏｒｒで高周波２極スパッタにて１０００Ａ
の膜厚をつけた。この固有低抗値は５００ム○肌でこの
時の面積抵抗は５００／口であった。この上にバナジウ
ムを１００Ａ金を１山肌電子ビームで蒸着した後、選択
エッチング０で４本／肋分解能をもつサーマルヘッドパ
ターンを形成した。次いで保護膜として酸化アルミニウ
ム（ＡＩ２０３）１０り仇をスパッタで積層した。この
サーマルヘッドに対して実施例１と同じ加速テストをお
こなったところ２１Ｗ／のまで抵抗変化率は±２％以内
であった。本例もまた前記比較例の窒化タンタルを用い
たサーマルヘッドより非常に良好な結果が得られた。実
施例 ６６インチ蚤の金属タンタル坂上に、暁結した１
／４インチ径のホウ素板を多数個置いて表面積比で金属
タンタル：棚素がおよそ１：２になるようにしたターゲ
ットを用いた。
充分し、洗浄されたグレーズドセラミックス基板を５０
０ｑｏに基板加熱してアルゴン圧；３×１０‐２Ｔｏｒ
ｒで、Ｒ・Ｆ・２極でスパッタした。スパッタ率は１２
０Ａ／分でスパツタして８００人の膜厚、固有抵抗値は
１２００ム○仇でこの時の面積抵抗１５００′口の薄膜
発熱抵抗体が得られた。この上にチタ．ンを１０Ａアル
ミニウムを１山肌電子ビームで蒸着した後、選択エッチ
ングで４本／側分解能をもつサーマルヘッドパターンを
形成した。次に保護膜として酸化タンタル（Ｔａ２０５
）ｌｏＡｍをスパッタで積層した。
０ｑｏに基板加熱してアルゴン圧；３×１０‐２Ｔｏｒ
ｒで、Ｒ・Ｆ・２極でスパッタした。スパッタ率は１２
０Ａ／分でスパツタして８００人の膜厚、固有抵抗値は
１２００ム○仇でこの時の面積抵抗１５００′口の薄膜
発熱抵抗体が得られた。この上にチタ．ンを１０Ａアル
ミニウムを１山肌電子ビームで蒸着した後、選択エッチ
ングで４本／側分解能をもつサーマルヘッドパターンを
形成した。次に保護膜として酸化タンタル（Ｔａ２０５
）ｌｏＡｍをスパッタで積層した。
このサーマルヘッド‘こ対して実施例１と同じ加速テス
トを行ったところ１９．５Ｗ／嫌まで抵抗変化率は士２
％以内で、窒化タンタルを用いたサーマルヘッドより非
常に良好な結果が得られた。実施例 ７５インチ径の石
英皿に棚化タンタルの粉末を置いてターゲットとした。
トを行ったところ１９．５Ｗ／嫌まで抵抗変化率は士２
％以内で、窒化タンタルを用いたサーマルヘッドより非
常に良好な結果が得られた。実施例 ７５インチ径の石
英皿に棚化タンタルの粉末を置いてターゲットとした。
十分に洗浄されたグレーズセラミックス基板を、基板加
熱２００ｑ○、アルゴン分圧５×１０‐２Ｔｏｎで高周
波２極スパッタを行った。スパッタ率を１００Ａ／ｍｉ
ｎで１０分間スパッタしたところ固有抵抗値４００ム○
仇でこの時の面積抵抗４００／□の棚化タンタル薄膜発
熱抵抗体が得られた。この上にチタンを１００Ａ、金を
１仏仇電子ビームで蒸着した後、選択エッチングで４本
／柳分解館をもつサーマルヘッドパターンを形成した。
次に５５０００でｌｑ時間空気中で熱処理したところ、
発熱抵抗体の抵抗値は４００／口から１０００′口に増
大した。この発熱抵抗体上に保護膜として酸化マグネシ
ウム（Ｍｇ○）を８り肌の厚さにスパツタしてサーマル
ヘッドＤ，２を得た。また、比較の為に上記工程から熱
処理を除いて得たサーマルヘッドＤ，．も用意した。こ
れらのサーマルヘッドに５０ＨＺで６肌ｓ、１５Ｗａ比
／柵の矩形波を継続して印加した時の抵抗変化率測定結
果を第３図に示す。
熱２００ｑ○、アルゴン分圧５×１０‐２Ｔｏｎで高周
波２極スパッタを行った。スパッタ率を１００Ａ／ｍｉ
ｎで１０分間スパッタしたところ固有抵抗値４００ム○
仇でこの時の面積抵抗４００／□の棚化タンタル薄膜発
熱抵抗体が得られた。この上にチタンを１００Ａ、金を
１仏仇電子ビームで蒸着した後、選択エッチングで４本
／柳分解館をもつサーマルヘッドパターンを形成した。
次に５５０００でｌｑ時間空気中で熱処理したところ、
発熱抵抗体の抵抗値は４００／口から１０００′口に増
大した。この発熱抵抗体上に保護膜として酸化マグネシ
ウム（Ｍｇ○）を８り肌の厚さにスパツタしてサーマル
ヘッドＤ，２を得た。また、比較の為に上記工程から熱
処理を除いて得たサーマルヘッドＤ，．も用意した。こ
れらのサーマルヘッドに５０ＨＺで６肌ｓ、１５Ｗａ比
／柵の矩形波を継続して印加した時の抵抗変化率測定結
果を第３図に示す。
１び回の印加パルス回数でＤ，．の抵抗変化率が１２％
であるのに対してＤ，２は６％であり熱処理により抵抗
変化が少なくなり安定化した。
であるのに対してＤ，２は６％であり熱処理により抵抗
変化が少なくなり安定化した。
実施例 ８
実施例７の熱処理を、Ａｒ中６５０℃で２時間に変えた
ところ抵抗は３５０／口に変化した。
ところ抵抗は３５０／口に変化した。
ここで保護膜として酸化マグネシゥム（Ｍや）８〃ｍを
スパツタしてサーマルヘッドＤ，３を得た。ここで実施
例７と同じ耐久テストを行った。その結果を第３図中に
示すが、実施例７の例よりも良好な結果が得られ、１×
１び回のパルス印加回数に於いても低抗変イゼ鞠ま２％
だった。
スパツタしてサーマルヘッドＤ，３を得た。ここで実施
例７と同じ耐久テストを行った。その結果を第３図中に
示すが、実施例７の例よりも良好な結果が得られ、１×
１び回のパルス印加回数に於いても低抗変イゼ鞠ま２％
だった。
第１図は本発明に係るサーマルヘッドの形状例の要部断
面図。 第２図、第３図は本発明の効果を示す特性図。１・・・
・・・基板、２・・・・・・薄膜発熱抵抗体、３・・・
・・・電気導体、４・・・・・・保護層。 寿ｌ図 募る図 第２図
面図。 第２図、第３図は本発明の効果を示す特性図。１・・・
・・・基板、２・・・・・・薄膜発熱抵抗体、３・・・
・・・電気導体、４・・・・・・保護層。 寿ｌ図 募る図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板と、該基板上に形成された発熱抵抗体と、該発
熱抵抗体に電力を供給する電気導体とを有するサーマル
ヘツドにおいて、発熱抵抗体が硼化タンタルであること
を特徴とするサーマルヘツド。 ２ 発熱抵抗体が酸化シリコン薄膜で覆われている特許
請求の範囲第１項記載のサーマルヘツド。 ３ 酸化タンタルの保護膜を有する特許請求の範囲第１
項または第２項記載のサーマルヘツド。 ４ 酸化アルミニウムの保護膜を有する特許請求の範囲
第１項または第２項記載のサーマルヘツド。 ５ 酸化マグネシウムの保護膜を有する特許請求の範囲
第１項または第２項記載のサーマルヘツド。 ６ 電子ビーム蒸着によつて基板上に硼化薄膜を製造す
ることを特徴とするサーマルヘツドの製造方法。 ７ ２００℃〜５００℃の基板加熱を行いながら電子ビ
ーム蒸着を行う特許請求の範囲第６項記載の製造方法。 ８ 電子ビーム蒸着のあとで、２００℃〜６５０℃で熱
処理を行う特許請求の範囲第６項または第７項記載の製
造方法。９ スパツタリングによつて基板上に硼化タン
タル薄膜の発熱抵抗体を製造することを特徴とするサー
マルヘツドの製造方法。 １０ スパツタリングのターゲツトが硼化タンタルをホ
ツトプレスしたものである特許請求の範囲第９項記載の
製造方法。 １１ 金属タンタルをターゲツトとし、アルゴンとジボ
ランの混合ガス雰囲気中で活性スパツタリングを行なう
特許請求の範囲第９項記載の製造方法。 １２ 金属タンタルと硼素とを同時にターゲツトとする
ように配置した特許請求の範囲第９項記載の製造方法。 １３ １×１０＾−＾３Ｔｏｒｒ〜５×１０＾−＾１Ｔ
ｏｒｒのアルゴン雰囲気中でスパツタリングを行なう特
許請求の範囲第９項または第１０項または第１２項記載
の製造方法。１４ ２００℃〜５００℃の基板加熱を行
ないながらスパツタリングを行なう特許請求の範囲第９
項ないし、第１３項記載の製造方法。 １５ スパツタリングのあとで、２００℃〜６５０℃で
熱処理を行なう特許請求の範囲第９項ないし、第１４項
記載の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52131261A JPS6016083B2 (ja) | 1977-10-31 | 1977-10-31 | サーマルヘツド |
| US05/906,359 US4296309A (en) | 1977-05-19 | 1978-05-15 | Thermal head |
| DE19782821950 DE2821950A1 (de) | 1977-05-19 | 1978-05-19 | Waermekopf und dessen herstellung |
| US06/552,013 US4545881A (en) | 1977-05-19 | 1983-11-16 | Method for producing electro-thermal transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52131261A JPS6016083B2 (ja) | 1977-10-31 | 1977-10-31 | サーマルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5463843A JPS5463843A (en) | 1979-05-23 |
| JPS6016083B2 true JPS6016083B2 (ja) | 1985-04-23 |
Family
ID=15053779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52131261A Expired JPS6016083B2 (ja) | 1977-05-19 | 1977-10-31 | サーマルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016083B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414988U (ja) * | 1987-07-16 | 1989-01-25 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11105374B2 (en) | 2016-04-12 | 2021-08-31 | Ntn Corporation | Rolling bearing unit |
| JP7203862B2 (ja) * | 2018-11-29 | 2023-01-13 | Nok株式会社 | 密封装置 |
-
1977
- 1977-10-31 JP JP52131261A patent/JPS6016083B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414988U (ja) * | 1987-07-16 | 1989-01-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5463843A (en) | 1979-05-23 |
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