JPH0319853A - 薄膜型サーマルヘッド - Google Patents
薄膜型サーマルヘッドInfo
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- JPH0319853A JPH0319853A JP15533489A JP15533489A JPH0319853A JP H0319853 A JPH0319853 A JP H0319853A JP 15533489 A JP15533489 A JP 15533489A JP 15533489 A JP15533489 A JP 15533489A JP H0319853 A JPH0319853 A JP H0319853A
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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】
産業上の利用分野
本発明は薄膜型サーマルヘッドに係り、特に発熱体を保
護する耐摩耗膜に関するものである。
護する耐摩耗膜に関するものである。
従来の技術
従来のN膜型サーマルヘッドは金属電極および発熱体上
に酸化タンタル(Ta2 0s ) ,窒化珪素(S
i Ny ) ,炭化珪素(SIC,),S i Cx
Nyなとの耐摩耗膜をスパッタ法、あるいはプラズマ
CVD法により形成していた。
に酸化タンタル(Ta2 0s ) ,窒化珪素(S
i Ny ) ,炭化珪素(SIC,),S i Cx
Nyなとの耐摩耗膜をスパッタ法、あるいはプラズマ
CVD法により形成していた。
発明が解決しようとする課題
薄膜型サーマルヘッドの耐摩耗膜に要求される特性とし
て、次のようなことがある6(l)硬度が高く耐摩耗性
が良好なこと。■耐熱衝撃性にすぐれ、発熱体に印字電
力パルスを加えても耐摩耗膜が破壊しないこと。(3)
電極層,発熱体層との界面で耐摩耗膜の密着性が良好な
こと。(4)発熱体を高温に加熱しても保護膜の構造が
変わらず熱的に良好なこと。(5)化学的に安定で耐摩
耗膜が感熱剤と反応しないこと。
て、次のようなことがある6(l)硬度が高く耐摩耗性
が良好なこと。■耐熱衝撃性にすぐれ、発熱体に印字電
力パルスを加えても耐摩耗膜が破壊しないこと。(3)
電極層,発熱体層との界面で耐摩耗膜の密着性が良好な
こと。(4)発熱体を高温に加熱しても保護膜の構造が
変わらず熱的に良好なこと。(5)化学的に安定で耐摩
耗膜が感熱剤と反応しないこと。
しかしながら、酸化タンタル(Tax Os )からな
る膜は硬度が小さく摩耗量が大きい問題があった。窒化
珪素(SiNy)からなる膜では硬度が大きく、化学的
に安定であるが、膜の内部応力が大きく、発熱体との界
面で耐摩耗膜が!lJ離する問題があった。また、スパ
ッタ法で炭化珪素等を形成する場合、ターゲットの入射
電力が大きくなるとターゲットの表面で異常放電が生じ
やすく、堆積した膜に欠陥が生じやすい問題があった。
る膜は硬度が小さく摩耗量が大きい問題があった。窒化
珪素(SiNy)からなる膜では硬度が大きく、化学的
に安定であるが、膜の内部応力が大きく、発熱体との界
面で耐摩耗膜が!lJ離する問題があった。また、スパ
ッタ法で炭化珪素等を形成する場合、ターゲットの入射
電力が大きくなるとターゲットの表面で異常放電が生じ
やすく、堆積した膜に欠陥が生じやすい問題があった。
本発明はこのような問題点を解決することを目的として
いる。
いる。
課題を解決するための手段
本発明では電極層及び発熱体層上に、
S i CX Ny Oz (ただし、x,y,zは
成分比を示し、x=o.y=o,z=oである。)を主
成分とする耐摩耗膜を形成することによって上記の問題
点が解決できることを見い出した。
成分比を示し、x=o.y=o,z=oである。)を主
成分とする耐摩耗膜を形成することによって上記の問題
点が解決できることを見い出した。
本発明では、SiCxNyO2を主成分とする耐摩耗膜
はSiH4 (あるいは、SiF4SiCi!4).N
2 (あるいは、NH3とN2の混合ガス).CH4
(あるいは、C2 H4C2 H2 ).N2 0(あ
るいは、02 ,CO2 )を用いたプラズマCVD法
、あるいは電子サイクロトロンマイクロ波プラズマCV
D法で形成する。
はSiH4 (あるいは、SiF4SiCi!4).N
2 (あるいは、NH3とN2の混合ガス).CH4
(あるいは、C2 H4C2 H2 ).N2 0(あ
るいは、02 ,CO2 )を用いたプラズマCVD法
、あるいは電子サイクロトロンマイクロ波プラズマCV
D法で形成する。
作用
上記した手段を用いることによって生ずる本発明の作用
は次のようなものである。
は次のようなものである。
本発明は耐摩耗膜SiCxNyOzでは、原料ガスのう
ちN2 (あるいは、NH3)とCH4〈あるいは、
C2 H4 , C2 H2 )の混合比を変えること
により、SisN4に近い組威がらSiCに近い組成の
間で連続的に制御でき、Si3N4とSiCの特性を持
つ膜ができる。第1図に示すようにSiCに近い組戒の
膜に比べ、Si3N4に近い組成の膜ほど、ビッカース
硬度が高くなり、耐摩耗性が良好となる。耐摩耗膜の印
字パルスに対する耐熱衝撃性は、内部応力が圧縮応力に
なるほど良好になるが、SiNx膜はNリッチなるほど
強い引張り応力を示した。
ちN2 (あるいは、NH3)とCH4〈あるいは、
C2 H4 , C2 H2 )の混合比を変えること
により、SisN4に近い組威がらSiCに近い組成の
間で連続的に制御でき、Si3N4とSiCの特性を持
つ膜ができる。第1図に示すようにSiCに近い組戒の
膜に比べ、Si3N4に近い組成の膜ほど、ビッカース
硬度が高くなり、耐摩耗性が良好となる。耐摩耗膜の印
字パルスに対する耐熱衝撃性は、内部応力が圧縮応力に
なるほど良好になるが、SiNx膜はNリッチなるほど
強い引張り応力を示した。
Si3N4は化学的に安定で感熱剤とも反応しに<<、
硬度が高く摩耗性が良好で、耐摩耗膜としては良好な特
性を持っているが内部応力が引張り応力で耐熱衝撃性が
良好でなかった。そこで、SiC膜がSiリッチになる
ほど強い圧縮応力になることに着目し、耐摩耗膜をSi
3N4に近い組戒からSiCに近い組戒に変えることに
よって第2図に示すように、膜の応力を引張りから圧縮
に変えることができた。それにより、耐摩耗膜の耐熱衝
撃性は向上した。さらに、このS i CxNy膜に酸
素原子を加えることによっても、膜をより強い圧縮応力
にする作用が得られ耐摩耗膜の耐熱衝撃性は向上した。
硬度が高く摩耗性が良好で、耐摩耗膜としては良好な特
性を持っているが内部応力が引張り応力で耐熱衝撃性が
良好でなかった。そこで、SiC膜がSiリッチになる
ほど強い圧縮応力になることに着目し、耐摩耗膜をSi
3N4に近い組戒からSiCに近い組戒に変えることに
よって第2図に示すように、膜の応力を引張りから圧縮
に変えることができた。それにより、耐摩耗膜の耐熱衝
撃性は向上した。さらに、このS i CxNy膜に酸
素原子を加えることによっても、膜をより強い圧縮応力
にする作用が得られ耐摩耗膜の耐熱衝撃性は向上した。
また、原料ガスとして、水素原子を持つS iH4,
NH3 , CH4(C2 H4 . C2 H2 )
を用いて成膜する場合、成膜速度が大きくなる程、形成
された膜中に熱的に不安定な水素結合が含まれやすく、
耐熱性がよくなかった。ところが、原料ガスの一部に酸
素原子を持つ02 ,N2 0を数%加えることによっ
て、威膜速度は向上し、膜中の水素量を低減する効果が
あった。
NH3 , CH4(C2 H4 . C2 H2 )
を用いて成膜する場合、成膜速度が大きくなる程、形成
された膜中に熱的に不安定な水素結合が含まれやすく、
耐熱性がよくなかった。ところが、原料ガスの一部に酸
素原子を持つ02 ,N2 0を数%加えることによっ
て、威膜速度は向上し、膜中の水素量を低減する効果が
あった。
実施例
第3図は本発明で用いられたサーマルヘッドプリンタの
断面図を示す。図面においてセラミック基板1上にグレ
イズドされたガラス層2,発熱体層3,電極4,耐摩耗
層5が積層して形成されている。図に示すように、感熱
紙が接触する部分は発熱体層3上に接して耐摩耗層5が
形成される。
断面図を示す。図面においてセラミック基板1上にグレ
イズドされたガラス層2,発熱体層3,電極4,耐摩耗
層5が積層して形成されている。図に示すように、感熱
紙が接触する部分は発熱体層3上に接して耐摩耗層5が
形成される。
本発明はこの耐摩耗膜層にSiCxNyO2を主成分と
した材料をプラズマCVD法,電子サイクロトロンマイ
クロ波プラズマ法で形成することを特徴とする。
した材料をプラズマCVD法,電子サイクロトロンマイ
クロ波プラズマ法で形成することを特徴とする。
耐摩耗膜をプラズマCVD法で形成する場合、次のよう
にして作製した。すなわち、電極,発熱体を形戒後の基
板を0.1torr以下まで真空引きし、200〜50
0℃に加熱し、反応ガスとして、SiH4,NH3 ,
C2 H4 ,N2 0を導入して、放電電力100〜
500WでSiCxNyO.を成膜した。エネルギーバ
ンド巾3.0〜4.5eV,ビッカース硬度1700k
g/鴫2以上の耐摩耗膜を得た。
にして作製した。すなわち、電極,発熱体を形戒後の基
板を0.1torr以下まで真空引きし、200〜50
0℃に加熱し、反応ガスとして、SiH4,NH3 ,
C2 H4 ,N2 0を導入して、放電電力100〜
500WでSiCxNyO.を成膜した。エネルギーバ
ンド巾3.0〜4.5eV,ビッカース硬度1700k
g/鴫2以上の耐摩耗膜を得た。
上記の方法で発熱体上に耐摩耗膜を形成し、印字寿命試
験を行ない耐摩耗層の耐摩耗性,耐亀裂性を調べた。印
字条件は、パルス電圧印加時間1.0msec,パルス
周期5msec.印加電力O.SW/抵抗体である。こ
の条件で、108回以上印加しても抵抗値の変動も初期
値の10%以下で耐摩耗膜に亀裂も生じなかった。印字
送行距p130kll後でも、耐摩耗膜の摩耗量は0.
5μmであった。
験を行ない耐摩耗層の耐摩耗性,耐亀裂性を調べた。印
字条件は、パルス電圧印加時間1.0msec,パルス
周期5msec.印加電力O.SW/抵抗体である。こ
の条件で、108回以上印加しても抵抗値の変動も初期
値の10%以下で耐摩耗膜に亀裂も生じなかった。印字
送行距p130kll後でも、耐摩耗膜の摩耗量は0.
5μmであった。
従来のSicx,StNxは印字寿命試験で106回以
下で亀裂が生じた。SiCxNyO2に比べてS i
CxNyは摩耗量はほとんど変らなかったが、印字寿命
が1桁低く、耐摩耗膜に亀裂が生じた。
下で亀裂が生じた。SiCxNyO2に比べてS i
CxNyは摩耗量はほとんど変らなかったが、印字寿命
が1桁低く、耐摩耗膜に亀裂が生じた。
発明の効果
本発明はS iCX Ny Ozを主成分とする材料を
耐摩耗膜として用いたことを特徴し、化学的に安定なS
i3N4と熱伝導度が大きいSiCの特性を有するS
i C− Ny系の薄膜にO原子を加えたことで、膜中
の不安定な水素量を低減し、しかも、内部応力を圧縮応
力にする効果があった。それゆえ、耐摩耗膜の耐熱性,
熱応力に対する強さが向上した。
耐摩耗膜として用いたことを特徴し、化学的に安定なS
i3N4と熱伝導度が大きいSiCの特性を有するS
i C− Ny系の薄膜にO原子を加えたことで、膜中
の不安定な水素量を低減し、しかも、内部応力を圧縮応
力にする効果があった。それゆえ、耐摩耗膜の耐熱性,
熱応力に対する強さが向上した。
第1図はプラズマCVD法によるSiCxNyのビッカ
ース硬度と流量比(R= [C2 H4 ]/( [C
2 H2 ] + [N2 ] ) )を示す図、第2
図はプラズマCVD法によるSiCXNyの内部応力と
流量比を示す図、第3図はサーマルヘッドの断面図であ
る。 1・・・・・・セラミック基板、2・・・・・・ガラス
層、3・・・・・・発熱体層、4・・・・・・電極、5
・・・・・・耐摩耗層。
ース硬度と流量比(R= [C2 H4 ]/( [C
2 H2 ] + [N2 ] ) )を示す図、第2
図はプラズマCVD法によるSiCXNyの内部応力と
流量比を示す図、第3図はサーマルヘッドの断面図であ
る。 1・・・・・・セラミック基板、2・・・・・・ガラス
層、3・・・・・・発熱体層、4・・・・・・電極、5
・・・・・・耐摩耗層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)基板と、この前記基板上に形成された発熱体層と
電極層及び、これらの前記発熱体層と前記電極層の上に
形成された耐摩耗膜層よりなる薄膜型サーマルヘッドに
おいて、前記耐摩耗膜が、SiC_xN_yO_z(た
だし、X、Y、Zは成分比を示し、X=0、Y=0、Z
=0である。)を主成分とする材料から形成されたこと
を特徴とする薄膜型サーマルヘッド。 2 特許請求の範囲第1項記載の耐摩耗膜の製造法とし
てプラズマCVD法、ESR(電子サイクロトロン)マ
イクロ波プラズマによるCVD法を用いた薄膜型サーマ
ルヘッド。 (3)特許請求の範囲第2項のプラズマCVD法、前記
ECRマイクロ波プラズマCVD法において同第1項の
SiC_xN_yO_zを形成する原料として、SiH
_4(あるいは、SiF_4、SiCl_4)、N_2
(あるいは、NH_3とN_2の混合ガス)、CH_4
(あるいは、C_2H_4、C_2H_2)、O_2(
あるいは、CO_2、N_2O)を用いたことを特徴と
する薄膜型サーマルヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15533489A JPH0319853A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 薄膜型サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15533489A JPH0319853A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 薄膜型サーマルヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0319853A true JPH0319853A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15603621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15533489A Pending JPH0319853A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 薄膜型サーマルヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0319853A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001277251A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | 成形金型用薄膜及び金型 |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP15533489A patent/JPH0319853A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001277251A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | 成形金型用薄膜及び金型 |
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