JPS63122573A - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

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Publication number
JPS63122573A
JPS63122573A JP61270524A JP27052486A JPS63122573A JP S63122573 A JPS63122573 A JP S63122573A JP 61270524 A JP61270524 A JP 61270524A JP 27052486 A JP27052486 A JP 27052486A JP S63122573 A JPS63122573 A JP S63122573A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
resistor
electrode
heating resistor
electrode layer
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
JP61270524A
Other languages
English (en)
Inventor
Yozo Kobayashi
陽三 小林
Tokuhito Mochizuki
望月 徳人
Osamu Takigawa
修 滝川
Hideaki Hiraki
平木 英朗
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61270524A priority Critical patent/JPS63122573A/ja
Publication of JPS63122573A publication Critical patent/JPS63122573A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N97/00Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱印字記録装置に用いられるサーマルヘッド
に関するものである。
従来の技術 一般に、サーマルヘッドは例えばガラスグレーズ処理し
たセラミック基板上に多数の発熱抵抗体とこれらの発熱
抵抗体に電力を供給するための電気導体とを配設して形
成されている。そして、記録すべき情報にしたがって必
要な発熱抵抗体に電流を流して発熱させ、記録媒体にそ
の熱量を与えて記録を行っているものである。
しかして、熱印字記録装置としては、感熱紙を用いる形
式のもの、インクリボンを用いて普通紙にインクを熱転
写する形式のもの、昇華性染料を用いてインク蒸気によ
り記録する形式のもの等の種々のものが存する。これら
の熱印字記録装置において、高密度化、カラー化、多重
記録化、階調記録化等が進んでいる。このような高機能
化のためには、サーマルヘッドの高速化が必要なもので
ある。このサーマルヘッドの高速化の為には、ヘッドの
発熱抵抗体への通電時間を短くして印加電圧を増大し、
ヘッド温度を高温にしなければなら 2ないものである
しかしながら、従来の一般のサーマルヘッドは第2図に
示す構造のものであり、前述の高速化の要望に応えるこ
とができないものである。すなわち、アルミナ基板lの
表面にガラスグレーズ層2が形成され、このガラスグレ
ーズ層2の上に発熱抵抗体M3が形成されている。この
発熱抵抗体層3は一般にN i Cr、T a、−N、
 Cr−5L−0等が用いられている。このような発熱
抵抗体層3の上にCr層4及びAu層5等の2層構造よ
りなる電極層6が形成され、この電極層6の上にはSi
O3等よりなる酸化防止層7とTa、O6等による耐摩
耗層8とが順次積層されている。
このような構造のサーマルヘッドにおいて、酸化防止層
7が設けられてはいるものの、その酸化防止機能は充分
ではなく、高速印字を行うと発熱抵抗体層3のNiCr
、Ta、−N、Cr−3L−0等が酸化し、抵抗値が増
大すると云う欠点を有する。
二のようなことから本発明者等の研究により、酸化防止
層の性能とは別個に発熱抵抗体層の材質に着目し、Ru
O2系の薄膜抵抗体が耐酸化性を有し、高温における高
速駆動が可能であることが見出された。その具体的な構
造としては、第3図に示すようにガラスグレーズ層2を
有するアルミナ基板1にRub、系の薄膜抵抗体による
発熱抵抗体層9と電極層6と耐摩耗層8とを順次積層し
て形成しているものである。
発明が解決しようとする問題点 このようにRub、系の薄膜抵抗体による発熱抵抗体層
9を用いることにより発熱抵抗体M9自体の耐酸化性は
向上し、これにより、酸化防止層7を不用として耐摩耗
M8のみを設ければ良いものであるが、このような構造
においては別に新たな問題が生じてきた。すなわち、電
極層6は通常、前述のようにCrとAuとの2層構造で
あることが一般的であるが、Rub、系の薄膜抵抗体の
上にCr層を接触させて積層すると、経時的に抵抗値が
増大してしまうという状態が発生した。その原因は高温
時においては、CrとRub、系の薄膜抵抗体とが反応
を起すためと考えられる。
このような経時的な抵抗値の変動は、所望の発熱量を得
ることが困難となり、サーマルヘッドの正常な動作を期
待することができないと云う問題がある。
さらに、種々検討した結果、NiがRub、系薄膜抵抗
体と反応がなく、高温で安定であることが確認された。
したがって、Niを使用することが好ましいと判断され
る。しかしながら、NiはRub、系薄膜抵抗体と密着
性が悪く、印字中にNi電極層が剥離すると云う問題が
ある。この場合、電極形成後に熱処理をして密着性を強
化しても十分な密着性を得ることができず、その工程も
複雑化する欠点を有する。
問題点を解決するための手段 基板上に発熱抵抗体層と電極層と保護層とを順次積層し
て形成したサーマルヘッドにおいて、酸化ルテニウムを
第一の主成分とする薄膜酸化物により前記発熱抵抗体層
を形成し、前記電極層の少なくとも一部を前記発熱抵抗
体層の上に直接積層されたNiを主成分とする合金層と
する。
作用 酸化ルテニウムを第一の主成分とする薄膜酸化物により
形成された発熱抵抗体層にNiを主成分とする合金層が
接触して積層されているため、高温のもとにおいても両
者が反応することがなく、これにより、経時的な抵抗変
化が低減され、しがも、電極層が剥離する問題もなく、
長時間にわたっての信頼性が向上するものである。なお
、Niとの合金を作る金属としては、A1、Ti、Cu
、Fe、Mo、W等が適用される。
しかして、Niを主成分とする合金層の形成は、通常用
いられる抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ
リング法等によるものである。そして、Niを主成分と
する合金層の厚さは余り厚いと発熱抵抗体で生じた熱が
逃げてしまい、効率が悪いヘッドとなる。また、Niを
主成分とする合金層の厚さが余り薄いと電極のリード抵
抗が高くなって実際に発熱抵抗体に印加される電力が小
さくなり、余計に電力を印加しなければならず、効率が
悪くなってしまうものである。したがって、その厚さに
ついて見れば、100人〜3000人がよく、さらに好
ましくは500人〜1500人がよい。
また、Rub、系の薄膜抵抗体は、Rub、の他に多種
の添加成分を加えてもよい。Ru O,は単独の場合に
比べM (Ca、Sr、Baから選ばれた少なくとも一
種)の酸化物と併用することにより耐湿性が増す。実質
的にM / Ru = 1であれば、CaRu0..5
rRuO,、BaRu0.等の安定な構造となる。しか
して、多少比率がずれても問題はないが、Mの酸化物が
M / Ruの比率で0.6より少なくなると、析出す
るRub、の影響で耐湿性が劣化し、M / Ruの比
率で2より多くなると抵抗値が高くなって負の抵抗温度
係数を有するようになり、また、M / Ruの比率で
4以上では絶縁体に近くなる。従って、M/Ruは0.
8〜2の範囲であることが望ましい。
このようなRub、系の薄膜抵抗体による発熱抵抗体層
の形成は、酸化物をターゲットとしたスパッタリング法
、金属をターゲットとしてスパッタ中に酸化させる、所
謂、反応性スパッタリング法、抵抗加熱や電子ビームに
よる蒸着法等の通常の方法が採用される。
実施例 本発明の一実施例を第1図に基づいて説明する。
まず、Al、O,等のセラミックによる基板10上にグ
レーズ層11を形成し、このグレーズ層11を洗浄して
その上にRuO2系の薄膜抵抗体による発熱抵抗体層1
2が形成されている。この発熱抵抗体層12の上にはリ
ード電極13とAuによるリード層14との2層構造の
電極層15が積層され、この電極層15の上に保護層と
しての耐摩耗層16が形成されている。
これらの各層の作製は次のようにして行われている。ま
ず、MRuO,(MはCa% Sr、Ba)をターゲッ
トとし、RFスパッタリングによりグレーズ層11が形
成されたアルミナ基板10上に1000人着膜した。次
いで、基板温度220℃において、Ni−Fe重量比で
85:15のNi・Fe 1200人、Auが1μの厚
さを電子ビーム蒸着法により順次形成した。その後、所
謂微細加工技術により100μ×120μサイズの抵抗
体をパターニングした。さらに、耐摩耗層16としてA
l、O,をRFスパッタリングにより5μ厚さに形成し
た。
また、比較のために第2図に示す構造で発熱抵抗体層に
BaRu0.を1000人、電極としてCrが1200
人、Auが1μ、耐摩耗層としてAl、O,を5μのも
のを作製した。
さらに、従来の一般構造のものとして、第3図に示す構
造で発熱抵抗体層にTa、N を300人、電極として
Crが1200人、Auが1μ、酸化防止層としてSi
n、が2μ、耐摩耗層としてTa、O,を5μのものを
作製した。
このようなサンプルに対し、始めに、所謂ステップスト
レステストを実施し、抵抗体がどの程度の印加電力に耐
えるか検討した。試験条件はパルス周期3 m5ec、
パルス幅1 m5ecの繰返し電圧を5000パルス印
加し、lOワット/am”づつ増加させると云う方法で
ある。その結果は第1表に示す通りである。
第1表 ★はrloo以上」を意味する。
しかして、抵抗変化率が±10%で寿命であるとすると
、従来一般に用いられているCr、Au電極では印加電
力が50W/mm” で既に10%を越えているのに対
し、本実施例では90W/am”を越えても抵抗変化率
は±10%以下であった。
二〇印加電力を高くしても抵抗変化が少ないことは抵抗
体に大きな電力を供給することができ、従って、高速印
字を行うことができるものである。
ついで、長時間の安定性を検討した。パルス周期3 m
5ec、パルス幅1 m5ecの繰返パルスを使用電力
である40W/mm” で印加した。その時の抵抗変化
率を第2表に示す。
第2表 ★はrloo以上」を意味する。
このような試験結果から見て、本実施例に関するものは
抵抗値の変化率が小さく、長時間にわたって安定である
また、Ni−Fe層に代えてNi合金層として■Ni、
A1重量比で 95: 5 ■Ni、Ti重量比で 9o:l。
■Ni、Cu重量比で 95= 5 ■Ni、Mo重量比で 90:10 ■Ni、W  重量比で 90:10 の合金をそれぞれ電子ビーム蒸着法で作製して同様な測
定をしたところ、はぼ同様な結果が得られた。
なお、電極層としては抵抗体と接する部分がNiを主成
分とする合金層であれば、リード抵抗を低減するために
リード引き回し部はAuに限らず他の金属、例えばAl
、Cu等により形成することも可能である。
発明の効果 本発明は、上述のように基板上に発熱抵抗体層と電極層
と保護層とを順次積層して形成したサーマルヘッドにお
いて1発熱抵抗体層を酸化ルテニウムを第一の主成分と
する薄膜酸化物により形成したので、発熱抵抗体層自体
の耐酸化が高く、また、電極層の少なくとも一部を前記
発熱抵抗層の上に直接積層されたNiを主成分とする合
金層としたので、高温においても発熱抵抗体層と反応す
ることがなく、ヘッドを高速駆動することができ、また
、電極層が剥離することがなく、長期間にわたって抵抗
変化の少ない安定した駆動を行うことができるものであ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す一部の縦断側面図、第
2図は従来の一例を示す一部の縦断側面図、第3図は発
熱抵抗体層の材質を酸化ルテニウムに変えた状態の一部
の縦断側面図である。 10・・・基板、12・・・発熱抵抗体層、15・・・
電極層、16・・・耐摩耗層(保護層) 出 願 人   東京電気株式会社 株式会社 東 芝 −軍 」 図 32習□□□建) 、l  Z3 3)0図(ω) 」乙q

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に発熱抵抗体層と電極層と保護層とを順次積層し
    て形成したサーマルヘツドにおいて、酸化ルテニウムを
    第一の主成分とする薄膜酸化物により前記発熱抵抗体層
    を形成し、前記電極層の少なくとも一部を前記発熱抵抗
    体層の上に直接積層されたNiを主成分とする合金層と
    したことを特徴とするサーマルヘツド。
JP61270524A 1986-11-13 1986-11-13 サ−マルヘツド Pending JPS63122573A (ja)

Priority Applications (1)

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JP61270524A JPS63122573A (ja) 1986-11-13 1986-11-13 サ−マルヘツド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61270524A JPS63122573A (ja) 1986-11-13 1986-11-13 サ−マルヘツド

Publications (1)

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JPS63122573A true JPS63122573A (ja) 1988-05-26

Family

ID=17487421

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61270524A Pending JPS63122573A (ja) 1986-11-13 1986-11-13 サ−マルヘツド

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JP (1) JPS63122573A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016054168A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 住友電気工業株式会社 半導体素子及び半導体素子の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016054168A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 住友電気工業株式会社 半導体素子及び半導体素子の製造方法

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