DE3110580A1

DE3110580A1 - Waermedruckkopf und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE3110580A1
Application number: DE19813110580
Authority: DE
Inventors: Tsuneaki Kanagawa Kamei; Tsuneyoshi Yokohama Kawahito; Masao Mitani; Toyoji Tsunoda; Akira Yokohama Yabushita
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1982-04-01
Also published as: GB2072100A; JPS56130374A; GB2072100B; DE3110580C2; US4343986A

Description

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HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Wärmedruckkopf und Herstellungsverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmedruckkopf mit einem Substrat, auf dem Substrat gebildeten Wärmeer zeugungs-Dünnschichtwiderstandskörpernund elektrischen Leitern zum Zuführen elektrischen Stroms zu den Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörpern sowie ein. ' Verfahren zu seiner Herstellung.

Der Wärmedruckkopf kann beispielsweise bei Bildübertragungen verwendet werden. Der Wärmefarbschreiber,■ wie z. B. ein Bildfunkgerät, verwendet einen Wärmedruckkopf, der aus einer Zahl von in einer Reihe angeordneten Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpern gebildet ist. Die Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper sind einzeln mit den Leiterzügen verbunden, die zur Zuführung von Signalströmen zu den Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpern entsprechend Aufzeichnungssignalen eingerichtet sind, so daß jeder Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper

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selektiv.Wärme erzeugt, um eine Aufzeichnung auf einem wärmeempfindlichen Registrierpapier zu bewirken, das in Berührung mit dem Wärmedruckkopf gehalten wird.

Der als Bestandteil eines Wärmedruckkopfs verwendete Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper läßt sich grob nach dem Herstellungsverfahren in zwei Arten einteilen, wovon eine der sog. Dickschichttyp ist, während die andere der sog. Dünnschichttyp ist.

Der Wärmeerzeugungs-WiderStandskörper des Dickschichttyps wird hergestellt, indem man einen Wärmeerzeugungswiderstandskörper nach einer Siebdrucktechnik auf einem Aluminiumoxidsubstrat abscheidet. Der Wärmeerzeugungswiderstandskörper des Dünnschichttyps wird gebildet, indem man den Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper durch Vakuumverdampfung oder Aufstäuben auf einem keramischen Substrat abscheidet und dann eine Photoätzung vornimmt.

Die Erfindung bezieht sich auf den Wärmedruckkopf des Dünnschichttyps. Allgemein soll der Wärmedruckkopf verschiedene Anforderungen erfüllen. Und zwar ist es wesentlich, daß die Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper stabil sind,· so daß sie nur eine geringe Schwankung im Widerstandswert aufweisen. Außerdem soll der Wärmeerzeugungs-Widers tandskörper, da die Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper während der Aufzeichnung wiederholt · auf hohe Temperaturen erhitzt werden, eine hohe Beständigkeit gegen Oxidation und eine geringe Änderung des Widerstandswerts aufweisen. Weiter ist es wichtig, daß der Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper beim Ansprechen

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auf das Aufzeichnungssignal mit einer hohen Ansprechgeschwindigkeit arbeiten kann. Mit anderen Worten sollte die Temperatur des Wärmeerzeugungswiderstandes im Ansprechen auf den Anstieg und den Abfall des Aufzeichnungsimpulssignals rasch steigen und sinken.

Der Wärmedruckkopf zur Verwendung bei einem Wärmefarbschreiber hat einen Aufbau, der ein Substrat, das aus einem Material mit sowohl hohem elektrischen Isolationsvermögen als auch glatter Oberfläche, wie z. B. einem glasierten Aluminiumoxidkeramiksubstrat, besteht, eine Mehrzahl von auf dem Substrat in Form von Dünnschichten ausgebildeten Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpern und elektrische Leiter zum Speisen der Wärme-erzeugungs-Widerstandskörper mit elektrischem Strom enthält. Im Betrieb, wird den Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpern Impulsstrom durch die elektrischen Leiter entsprechend den Aufzeichnungssignalen zugeführt, um jeweils den erforderlichen Wärmeimpuls entsprechend dem Aufzeichnungssignal zu erhalten. Die mit dem elektrischen Strom gespeisten Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper werden aktiviert, um die Wärme zur Vornahme einer •Aufzeichnung auf dem wärmeempfindlichen Registrierpapier zu erzeugen, das im Kontakt mit dem Wärmedruckkopf gehalten wird.

Bisher stellt man die Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper des Wärmedruckkopfes aus Tantalnitrid, Tantal-Silizium od. dgl. Materialien unter Bildung von Dünnschichten her. Dieser Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper des Dünnschichttyps wird jedoch bei einer hohen Temperatur oberhalb 200 ⁰C unter Anstieg des Widerstandswertes

sehr stark oxidiert, was zu einer verschlechterten Dicke des Drucks führt, um dieses Problem zu überwinden, wurde vorgeschlagen, den Widerstandskörper mit einer gegen Oxidation schützenden Schicht aus Siliziumoxid (SiO₂) od. dgl. zu überziehen und diese Schicht mit einer abriebbeständigen Schicht, wie z. B. aus Tantaloxid (Ta_0_), zu beschichten. Dieser verbesserte Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper kann jedoch keine.ausreichend hohe Stabilität des Widerstandswertes liefern, wenn er für eine lange Zeitdauer eingesetzt wird.

Indessen besteht ein wachsender Bedarf an einem Hochgeschwindigkeitsbildfunk,.. Um diesen Bedarf zu befriedigen, ist es erforderlich, daß der Wärmedruckkopf mit Steuerimpulsen kürzerer Impulsbreiten' arbeitet. Dies bedeutet, daß der augenblickliche elektrische Steuerstrom im Vergleich mit herkömmlichen Geräten wächst und der Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper des Dünnschichttyps die benötigte Wärme in einer kürzeren Zeitdauer erzeugen muß, was zu einer erhöhten Arbeitstemperatur führt. Ungünstigerweise kann jedoch der herkömmliche Wärmedruckkopf praktisch nicht für eine ausreichend lange Zeitdauer unter einer solch strengen Einsatzbedingung verwendet werden.

Der Erfindung, liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmedruckkopf mit Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörpern zu entwickeln, bei dem die Wärmeerzeugungswiderstandskörper eine ausreichend hohe Beständigkeit gegen Oxidation und einen konstanten Widerstandswert stabil über eine lange Zeitdauer im Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Wärmedruckkopfes bei verlängerter Lebensdauer

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desselben aufweisen, wodurch die erwähnten Probleme des Standes der Technik überwunden werden.

Als Ergebnis intensiver Untersuchungen und Versuche wurde gefunden, daß die genannte Aufgabe gelöst werden kann, indem man als das Material der Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörper dünne Schichten aus einer Cr-Si-Legierung, die einer Stabilisierungs-Alterung swärmebehandlung unterworfen ist, anstelle des herkömmlichen Materials, wie z. B. Tantalnitrid, Tantal-Silizium u. dgl.,, verwendet. Dabei kann die Oberfläche des dem wärmeempfindlichen Registrierpapier zugewandten Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörpers mit einer abriebbeständigen Schicht überzogen sein.

Die genannte Aufgabe wird demgemäß bei einem Wärmedruckkopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörper aus einer einer Stabilisierungs-Alterungswärmebehandlung unterworfenen Cr-Si-Legierung bestehen.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der Wärmedruckkopf eine zur Bedeckung der Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörper gebildete abriebbeständige Schicht . aufweisen.

Vorzugsweise besteht die der Alterungswärmebehändlung unterworfene Cr-Si-Legierung im wesentlichen aus 50 bis 75 At. % Si und Rest Cr.

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Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmedruckkopfes, mit dem Kennzeichen,daß die Alterungswärmebehandlung 30 bis 60 min in einer Luft-, Sauerstoff- oder Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von höchstens 50 C über der maximalen normalen Arbeitstemperatur des Wärmedruckkopfes durchgeführt wird.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils eines Wärmedruckkopfes gemäß der Erfindung;.

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Alterungseigenschaften des Wärmedruckkopfes gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung des Widerstandswertes einer erfindungsgemäß verwendeten Dünnschicht aus einer Cr-Si-Legierung im Zustand vor einer Wärmebehandlung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Vorteils gemäß der Erfindung; und

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung des Ergebnisses einer chemischen Analyse einer durch Aufstäuben gebildeten Dünnschicht aus einer Cr-Si-Legierung,

Gemäß Fig. 1, die im Schnit einen wesentlichen Teil eines Wärmedruckkopfes gemäß der Erfindung zeigt, besteht ein Substrat 1 aus einem elektrisch isolierenden Material,

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wie ζ. B. einem verglasten keramischen Stoff. Insbesondere ist im dargestellten Ausführungsbeispiel das Substrat aus einer keramischen Schicht I¹ und einer auf dieser gebildeten Glasschicht 1" zusammengesetzt. Auf dem Substrat ist eine Mehrzahl von aus einer Cr-Si-Legierung bestehenden Wärmeerzeugungs-DünnschichtwiderStandskörpern 2 und von elektrischen Leitern 3 zur Speisung der Wärmeerzeugungswiderstandskörper 2 mit elektrischem Strom ausgebildet. Die elektrischen Leiter 3 bestehen aus einem Material mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, wie z. B. Al, Au u. dgl., und sind durch eine Photoätztechnik so ausgebildet, daß sie ein vorbestimmtes Muster aufweisen. In diesem. Zustand wird die das Substrat 1, die Wärmeerzeugungs-DünnschichtwiderStandskörper 2 und. die Leiter 3 umfassende Einheit einer Wärmebehandlung zur Stabilisierung der Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwider Standskörper 2 durch einen Alterungseffekt unterworfen.

Fig. 2 zeigt, wie sich der Widerstandswert der Wärmeer zeugungs-Dünnschichtwiderstandskörper 2 durch diese Wärmebehandlung ändert. Insbesondere stellt in Fig. 2 die Ordinatenachse das Verhältnis A R/R dar, wobei R den Widerstandswert des Wärmeerzeugungs-DünnschichtwiderStandskörpers vor der Wärmebehandlung bedeutet, während Ar die Differenz des Widerstandsweftes des Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpers zwischen dem Zustand vor der Wärmebehandlung und dem Zustand nach der Wärmebehandlung bedeutet. Auf der Abszissenachse ist die Wärmebehandlungsdauer in Stunden aufgetragen. Die Kurven 6 und 7 zeigen die Änderungen der Widerstandswerte, wenn die Wärmebehandlung in Luftatmosphäre bei Temperaturen von 400 bzw. 500 °C durchgeführt wird. Zum Vergleich

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wurde die Wärmebehandlung auch in Stickstoffgas und unter Vakuumbedingungen durchgeführt, doch war das beobachtete Verhalten dem bei Durchführung der Wärmebehandlung in Luftatmosphäre erhaltenen im wesentlichen gleichwertig.

Das bemerkenswerteste Merkmal dieses Materials beruht auf der Tatsache, daß es eine hohe Stabilität des Widerstandswertes aufweist. Der Wärmeerzeugungs-Wider Standskörper, der der Wärmebehandlung bei 500 ⁰C für 1 h ausgesetzt wurde, zeigt nämlich, wenn er im unbedeckten Zustand 130 h bei 450 ⁰C in der Luftatmosphäre gelassen wird, eine äußerst geringe Änderung des Widerstandswertes im Bereich bis zu +^ 0,5 % oder weniger gegenüber dem ursprünglichen Widerstandswert.

Die normalerweise beobachtete Maximaltemperatür im Wärmedruckkopf des Hochgeschwindigkeitsbildfunks liegt gewöhnlich im Bereich zwischen 300 und 350 ⁰C, obwohl sie von der Art des verwendeten wärmeempfindlichen Registrierpapiers abhängt. Daher ist es, wie sich ebenfalls aus Fig. .2 ergibt, ausreichend, wenn eine Wärmebehandlung von 30 bis 60 min bei einer etwa 50 C höheren Temperatur als der oben erwähnten Maximaltemperatur während des Betriebs durchgeführt wird. Wenn die Impulsbreite des Steuerimpulses verringert wird, um eine höhere Betriebsgeschwxndigkeit des Bildfunks zu erhalten, erhöht sich entsprechend die Maximaltemperatur im Wärmedruckkopf. In einem solchen Fall ist es erforderlich, die Wärmebehandlungstemperatur entsprechend zu erhöhen.

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In Fig. 1 ist ein Teil 4 ein Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper, nachdem er der oben erläuterten Wärmebehandlung unterworfen wurde, und man erkennt außerdem eine die Wärmeerzeugungs-Widerstandskörper 2 und die elektrischen Leiter 3 bedeckende Schutzschicht 5. Die Schutzschicht 5 besteht aus Siliziumoxid (SiO,,) , Aluminiumoxid, Tantaloxid od. dgl. Material oder kann auch einen Mehrschichtaufbau haben, der aus Schichten dieser Materialien besteht. Man stellt fest, daß diese Schutzschicht 5 eine längere Lebensdauer des Wärmedruckkopfes sichert.

Die Bildung der Dünnschicht aus der Cr-Si-Legierung kann nach verschiedenen bekannten Verfahren, wie z. B. durch Aufstäuben, Elektronenstrahlverdampfung, Widerstandserhitzungsverdampfung usw., erfolgen. Jedoch wird für eine leichtere Steuerung der Bildung das Aufstäuben bevorzugt. Dieses Aufstäuben kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden: (a) Verwendung eines vorher mit einem bestimmten Legierungsverhältnis gebildeten Legierungstargets; (b) Verwendung eines Targets, das ein Cr-Target und dünne Si-Streifen enthält, die auf dem Cr-Target in der Form von Streifen mit ■ einem vorbestimmten Abstandsmaß angeordnet sind; und (c) Verwendung eines Targets mit Cr-Streifen, die in der Form von Streifen auf dem Si-Target angeordnet· sind.

Im Fall, wo das Legierungsverhältnis der zu bildenden Cr-Si-Legierung gegeben ist, bildet man vorzugsweise in dem beim obigen Verfahren (b) oder· (c) verwendeten Cr- bzw. Si-Target Nuten zum Eirbetten der Si- bzw. Cr-. Streifen.

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Fig. 3 zeigt beispielsweise die Beziehung zwischen dem Si/Cr-Targetflächenverhältnis (Abszissenachse) und dem spezifischen Widerstand einer durch Aufstäuben gebildeten Dünnschicht aus einer Cr-Si-Legierung. Aus dieser Figur ersieht man, daß ein praktisch brauchbarer spezifischer Widerstandswert innerhalb des Bereichs von zwischen 100 .vufl-cm und 2000 ,u SL· gewählt werden kann. Die Kurven 6 und 7 in Fig. 2 zeigen Beispiele der Änderung des Widerstandswertes nach Beobachtungen, wenn die 80 % Si(Flächenverhältnis) enthaltende Legierung der Wärmebehandlung unterworfen wird. Man sieht, daß der spezifische Widerstandswert nach der Wärmebehandlung auf etwa das 1,5 fache des ursprünglichen Widerstandswertes steigt, obwohl er von verschiedenen Faktoren, wie z. B. dem Legierungsverhältnis, der Wärmebehandlungstemperatur, der Wärmebehandlungsdauer, der Wärmebehandlungsatmosphäre usw_v abhängt. Dieses Verhalten ist für das Material des Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpers recht günstig.

übrigens tritt, wenn die Wärmebehandlung bei einer Temperatur oberhalb 500 ⁰C nach der Bildung der Verdrahtungsleiter durchgeführt wird, eine gegenseitige Diffusion zwischen den Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpern aus der Cr-Si-Legierung und den Verdrahtungsleitern unter Verdopplung des Widerstandswertes der Verdrahtungsleiter auf. Obwohl der Wärmedruckkopf auch mit solchen Verdrahtungsleitern arbeitsfähig ist, die den erhöhten Widerstandswert aufweisen, ordnet man vorzugsweise eine diffusionsverhindernde metallische Schicht (oder eine Verbundschicht) zwischen der Dünnschicht aus der Cr-Si-Le-

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gierung und den Verdrahtungsleitern an, wenn es unbedingt erforderlich ist, die gegenseitige Diffusion auszuschalten.

Beispielsweise wird in einem Fall, wo die Verdrahtung sleiter aus Al bestehen, der Anstieg des Widerstandes der Verdrahtungsleiter auf höchstens 20 % nach einer einstündigen Wärmebehandlung bei 500 ⁰C begrenzt, wenn eine Cr-Dünnschicht mit einer Dicke von lOO bis 200 nm als Sperrschicht zwischen der Verdrahtungsleiterschicht und der Cr-Si-Legierungsschicht verwendet wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verdrahtungsleiter 3 so ausgebildet, daß er einen Doppelschichtaufbau aus Al/Cr aufweist, und nach der Bildung der Verdrahtungsleiter und der Wärmeerzeugungswiderstandskörper (90 ,um breit χ 280 .um lang χ 0,1 ,um dick) im Muster von 8 Punkten/mm wurde die Einheit einer einstündigen Wärmebehandlung bei 500 C unterworfen. Der Anstieg des Widerstandes des Al-Drahtes betrug nur 15 %.

• Ein Wärmedruckkopf wurde hergestellt, indem man eine übliche Schutzschicht (SiO₂ 2 .um dick/Ta₂O₅ 5 .um dick) auf diesen Wärmeerzeugungs-Widerstands^ körpernund den Verdrahtungsleitern vorsah. Ein Beschleunigungstest wurde mit diesem Wärmedruckkopf durchgeführt, indem man eine Rechteckimpulsspannung einer Impulsbreit von 0,9· ms mit einer Wiederholungsfrequenz von 100 Hz für 20 min anlegte und die Änderungsrate des Widerstandes bezüglich des ursprünglichen Widerstandswertes maß, wobei man die zugeführte Leistung in abge-

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stufter Form tun je 0,1 W erhöhte. Das Ergebnis dieses Tests ist als Kurve 9 in Fig. 4 dargestellt. In dieser Figur zeigt die Abszissenachse die zugeführte Leistung (W/Punkt), während die Ordinatenachse das Verhältnis Δ r/r darstellt, wobei R- den ursprünglichen Widerstandswert bedeutet, während Δ R den Unterschied zwischen dem nach Zuführen der Leistung beobachteten Widerstandswert und dem ursprünglichen Widerstandswert R bedeutet. In Fig. 4 zeigt die Kurve 10 das Ergebnis eines Beschleunigungstests, der mit einem Wärmedruckkopf mit einem Dünnschicht-Widerstandskörper aus einem herkömmlichen Ta₂N-Material durchgeführt wurde, das als verhältnismäßig gute Eigenschaften aufweisend angesehen wurde. Dieser Widerstandskörper wurde zum Erhalten der gleichen Form und Abmessungen wie der des Wärmedruckkopfes gemäß der Erfindung ausgebildet.

Aus Fig.4 ersieht man, daß der Wärmedruckkopf gemäß der Erfindung bezüglich der Verschlechterung der Widerstände im Vergleich mit dem herkömmlichen Druckkopf beträchtlich verbessert ist. Diese Tatsache stimmt mit der erwähnten Tatsache überein, daß das erfindungsgemäß verwendete Material eine hohe Beständigkeit gegen Oxidation aufweist.

Wie beschrieben wurde, zeigt der Wärmeerzeugungswiderstandskörper im Wärmedruckkopf gemäß der Erfindung grundsätzlich keine Verschlechterung aufgrund einer Oxidation. Daher kann die besonders zur Verhinderung einer Oxidation bestimmte SiO^-Schicht entfallen, vorausgesetzt, daß die Schutzschicht aus ^Ta2°5 ^{nur als}

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Verunreinigungsschutzschicht verwendet wird.

Tatsächlich wurde das gleiche Verhalten wie das durch die Kurve 9Jin Fig. 4 dargestellte als Ergebnis eines Beschleunigungstests beobachtet, der mit einem Wärmedruckkopf durchgeführt wurde, bei dem eine Ta-O^-Schicht von 5 ,um- Dicke als einzige Schutzschicht gebildet war.

Der Wegfall der SiO₂-Schicht ergibt verschiedene Vorteile, wie z. B. eine Vereinfachung des Verfahrens zur Herstellung des Wärmedruckkopfes, eine Verringerung der Herstellungskosten und eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrades beim Drucken. Im Fall des Wärmedruckkopfes mit der Ta₂O_[.-Schicht erreicht die Verbesserung des Wärmewirkungsgrades ohne weiteres etwa 5 %. Auch erreicht ein Wärmedruckkopf mit einer Schutzschicht aus Al₂O, (von 5 ,um Dicke) mit einer hohen« Wärmeleitfähigkeit eine merkliche Verbesserung des Wirkungsgrades von ohne weiteres 15 % gegenüber dem Wärmedruckkopf des erwähnten Doppelschichtaufbaus (SiO₂/Ta₂O₅) der Schutzschicht.

.Eine solche erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrades beruht ebenfalls auf der Verwendung des Wärmeerzeugungs-Widers tandskörpers gemäß der Erfindung.

Ein Wärmedruckkopf wurde in der gleichen Weise unter Verwendung einer Cr-65 % S!-Zusammensetzung (Targetflächenverhältnis) hergestellt. Dieserjwärmedruckkopf zeigte ein dem durch die Kurve 9 in Fig. 4 gezeigten im wesentlichen äquivalentes Verhalten.

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Bei diesem Wärmedruckkopf war der spezifische Widerstand des Wärmeerzeugungs-Widerstandskörpers nach der Wärmebehandlung so niedrig wie etwa 500 .umXL cm. Die Zusammensetzungen um Cr-80 % Si (Targetflächenverhältnis) herum zeigten die beste praktische Verwendbarkeit.

Fig. 5 zeigt das Ergebnis einer chemischen Analyse einer Cr-Si-Legierungsschicht, die durch Aufstäuben innerhalb des Bereichs des Si/Cr-Targetflächenverhältnisses zwischen 60/40 und 90/10 gebildet war. Eine Verschiebung von 20 bis 10 % im Si-Anteilsverhältnis in der abgeschiedenen Schicht vom Targetflächenverhältnis zur siliziumarmen Seite wurde beobachtet. Dies ist dem Unterschied in der Aufstäubungsrate in Abhängigkeit von dem durch Argonionen aufzustäubenden Stoff zuzuschreiben. Das Auger-Analysenergebnis zeigte eine Gleichmäßigkeit in der Dickenrichtung der Schicht. Es wurde auch bestätigt,daß eine gewisse Sauerstoffmenge gleichmäßig enthalten ist.

Das Ergebnis der Auger-Analyse nach der Wärmebehandlung stimmte völlig mit dem vor der Wärmebehandlung beobachteten überein. Dies zeigt die Tatsache, daß die Änderung des Widerstandswertes, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, der besonderen Eigenschaft der Dünnschicht aus der Cr-Si-Legierung allein, jedoch keinem anderen Grund, wie etwa Oberflächenoxidation, zuzuschreiben ist. Der ausführliche Mechanismus dieser Widerstandsänderung konnte jedoch bisher nicht aufgeklärt werden.

Übrigens ist,- wenn die Wärmebehandlung zur Stabilisierung der Cr-Si-Dünnschicht in dem in Fig. 1 dargestellten

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Zustand, d. h. nach der Bildung der Schutzschicht, durchgeführt wird, die brauchbare Lebensdauer denjenigen der beschriebenen Ausführungsbexspxele im wesentlichen äquivalent. Dies wird theoretisch durch die Tatsache gestützt, daß die Ergebnisse der Auger-Analyse vor und nach der Wärmebehandlung miteinander übereinstimmen. Demgemäß ist der Freiheitsgrad beim Herstellungsverfahren vorteilhaft erhöht.

Claims

18. März 1981 Ansprüche

Wärmedruckkopf mit einem Substrat, auf dem Substrat gebildeten Wärmeerzeugungs-DünnschichtwiderStandskörpern und elektrischen Leitern zum Zuführen elektrischen Stroms zu den Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörpern,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörper (4). aus einer einer Stabilisierungs-Alterungswärmebehandlung unterworfenen Cr-Si-Legierung bestehen.

2. Wärmedruckkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß er eine zur Bedeckung der Wärmeerzeugungs-Dünnschichtwiderstandskörper (4) gebildete abriebbeständige Schicht (5) aufweist.

3. Wärmedruckkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die der Alterungswärmebehandlung unterworfene Cr-Si-Legierung im wesentlichen aus 50 bis 75 At. % Si und Rest Cr besteht.

4. Verfahren zur Herstellung eines Wärmedruckkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Alterungswärmebehandlung 30 bis 60 min in einer Luft-, Sauerstoff- oder Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von höchstens 50 C über der maximalen normalen Arbeitstemperatur des Wärmedruckkopfes durchgeführt wird.

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