JPH03199058A - サーマルヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
サーマルヘッドおよびその製造方法Info
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- JPH03199058A JPH03199058A JP34263289A JP34263289A JPH03199058A JP H03199058 A JPH03199058 A JP H03199058A JP 34263289 A JP34263289 A JP 34263289A JP 34263289 A JP34263289 A JP 34263289A JP H03199058 A JPH03199058 A JP H03199058A
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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、ファクシミリやプリンタ等の記録部品である
サーマルヘッドおよびその製造方法に関するものである
。
サーマルヘッドおよびその製造方法に関するものである
。
従来の技術
薄膜型のサーマルヘッドとしては、従来より第3図に示
した構造のものが用いられている。図に釦いて、1は絶
縁性基板、2はその絶縁性基板1上の主走査方向に一列
に設けた発熱抵抗体群、3はその発熱抵抗体群2上に設
けた一対の対向電極群、4は発熱抵抗体群2上と対向電
極群3上の発熱抵抗体群2の近傍部分に設けた耐摩耗保
護膜である。
した構造のものが用いられている。図に釦いて、1は絶
縁性基板、2はその絶縁性基板1上の主走査方向に一列
に設けた発熱抵抗体群、3はその発熱抵抗体群2上に設
けた一対の対向電極群、4は発熱抵抗体群2上と対向電
極群3上の発熱抵抗体群2の近傍部分に設けた耐摩耗保
護膜である。
このサーマルヘッドの耐摩耗保護膜4には、感熱紙に圧
接して摺動させることから生じる摩耗を防止するために
、耐摩耗性に優れていることが要求される。また耐摩耗
保護膜4は発熱抵抗体群2よシ熱エネルギーを伝えられ
、高温に熱せられるので耐熱性にも優れていることが要
求される。
接して摺動させることから生じる摩耗を防止するために
、耐摩耗性に優れていることが要求される。また耐摩耗
保護膜4は発熱抵抗体群2よシ熱エネルギーを伝えられ
、高温に熱せられるので耐熱性にも優れていることが要
求される。
従来のサーマルヘッドには、スパッタリング法により形
成された酸化タンタル(T&205)、炭化シリコン(
Sin)、窒化シリコン(SiN )等が用いられてき
た。しかし、Ta205は硬度が小さく耐摩耗性に劣り
、SiCは遊離カーボンと感熱紙が反応し異常摩耗がお
こり、さらにSiNはひずみによる応力が大きいため膜
を厚くするとはがれやすくなる。一般にスパッタリング
法では、高速成膜時に大電力を投入した際、スプラッツ
粒が発生しやすく、これにより耐摩耗保護膜4に粒状突
起物や、その脱離によるピンホールが発生したシ、導体
層パターン(導体層厚み1μm程度)の段差被覆が不十
分等のため、これら欠陥部分を通して、下層膜の電界腐
食を招くケースがある。
成された酸化タンタル(T&205)、炭化シリコン(
Sin)、窒化シリコン(SiN )等が用いられてき
た。しかし、Ta205は硬度が小さく耐摩耗性に劣り
、SiCは遊離カーボンと感熱紙が反応し異常摩耗がお
こり、さらにSiNはひずみによる応力が大きいため膜
を厚くするとはがれやすくなる。一般にスパッタリング
法では、高速成膜時に大電力を投入した際、スプラッツ
粒が発生しやすく、これにより耐摩耗保護膜4に粒状突
起物や、その脱離によるピンホールが発生したシ、導体
層パターン(導体層厚み1μm程度)の段差被覆が不十
分等のため、これら欠陥部分を通して、下層膜の電界腐
食を招くケースがある。
以上のことを解決するため、プラズマCvD(ケミカル
、ペーパー、デポジション)法は有用である。プラズマ
CVD法は原料にガスを用い、これに高周波をかけ、プ
ラズマ中で分解し基板上に膜を堆積させる方法である。
、ペーパー、デポジション)法は有用である。プラズマ
CVD法は原料にガスを用い、これに高周波をかけ、プ
ラズマ中で分解し基板上に膜を堆積させる方法である。
プラズマCVD法はスパッタリング法に比べ、エネルギ
ー(電力)が小さくてすみ、異常放電による粒状突起、
ピンホール等が生じにくい、また緻密かつ段差被覆性に
優れているため、下層膜の電界腐食が生じにくく、信頼
性が格段に改善される。
ー(電力)が小さくてすみ、異常放電による粒状突起、
ピンホール等が生じにくい、また緻密かつ段差被覆性に
優れているため、下層膜の電界腐食が生じにくく、信頼
性が格段に改善される。
またプラズマCVD法を用いた保護膜としては、SiN
(シリコンナイトライド)膜が一般的に用いられてい
るが、前述したように応力が大きく、サーマルヘッド保
護膜として必要な6μm程度に厚くつけると、ひずみに
よる応力割れが生じる。
(シリコンナイトライド)膜が一般的に用いられてい
るが、前述したように応力が大きく、サーマルヘッド保
護膜として必要な6μm程度に厚くつけると、ひずみに
よる応力割れが生じる。
そのためこのSiN膜に0(酸素)原子を加え応力を緩
和した5iON(シリコンオキシナイトライド)膜が使
用されている。
和した5iON(シリコンオキシナイトライド)膜が使
用されている。
発明が解決しようとする課題
しかし、この5iON膜を熱転写記録方式サーマルヘッ
ド耐摩耗保護膜に用いると、熱転写シートも5iON膜
も絶縁物のため、両者の間の摩擦によシ静電気が発生し
、耐摩耗保護膜に絶縁破壊が生じてし筐う。そのため絶
縁破壊の生じない耐摩耗保護膜が必要とされている。
ド耐摩耗保護膜に用いると、熱転写シートも5iON膜
も絶縁物のため、両者の間の摩擦によシ静電気が発生し
、耐摩耗保護膜に絶縁破壊が生じてし筐う。そのため絶
縁破壊の生じない耐摩耗保護膜が必要とされている。
本発明はこのような課題を解決し、絶縁破壊の生じない
耐摩耗保護膜を有するサーマルヘッド釦よびその製造方
法を提供することを目的とするものである。
耐摩耗保護膜を有するサーマルヘッド釦よびその製造方
法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明は、耐摩耗保護膜用材
料として5iONに比べて抵抗率の小さい5iBxN、
膜を用いる構成としたものである。
料として5iONに比べて抵抗率の小さい5iBxN、
膜を用いる構成としたものである。
作用
以上のように保護膜にS i BxNy膜を用いること
により、転写シートと保護膜間に発生した静電気を保護
膜を通して逃がし、保護膜に絶縁破壊が生じないように
することができる。
により、転写シートと保護膜間に発生した静電気を保護
膜を通して逃がし、保護膜に絶縁破壊が生じないように
することができる。
実施例
以下本発明を実施例を用いて説明する。
第3図に釦いて、絶縁性基板1上の主走査方向に一列に
発熱抵抗体2群と、一対の対向電極3群を形成するとこ
ろ筐では従来例と同じであるから省略する。本実施例で
は、その後の耐摩耗保護膜4を形成する時、SiH4,
N2を原料ガスとじて用い、Bの供給源としてB2H6
ガスを用い、プラズマCVD法により堆積したSiBx
Ny膜について述べる。成膜条件としては、SiH4流
量20 sccm、N2流量400 sccm1入射電
力6oow、基板温度360℃、圧力I Torr、電
極間隔20mmとし、B2H6流量を変化させた。
発熱抵抗体2群と、一対の対向電極3群を形成するとこ
ろ筐では従来例と同じであるから省略する。本実施例で
は、その後の耐摩耗保護膜4を形成する時、SiH4,
N2を原料ガスとじて用い、Bの供給源としてB2H6
ガスを用い、プラズマCVD法により堆積したSiBx
Ny膜について述べる。成膜条件としては、SiH4流
量20 sccm、N2流量400 sccm1入射電
力6oow、基板温度360℃、圧力I Torr、電
極間隔20mmとし、B2H6流量を変化させた。
第1図にB、、H6流量を変化させた場合の抵抗率の変
化を示した。横軸はSiH4とB2H6の流量比をとっ
ている。B2H6流量がQ Boomのとき、すなわち
SiN膜では10 Ω・m台だった抵抗率が、B2H6
流量の増加に伴って減少していくことがわかる。抵抗率
は1o Ω・m台に達し、従来の5iON膜の抵抗率1
0 Ω・m台に比べ大幅な抵抗率の低下となった。第2
図にB2H6流量を変化させた場合の硬度を示す。硬度
HvはB2H6流量によってはあlシ変化せず、150
0 Ai’ / II!I11程度の値を示した。
化を示した。横軸はSiH4とB2H6の流量比をとっ
ている。B2H6流量がQ Boomのとき、すなわち
SiN膜では10 Ω・m台だった抵抗率が、B2H6
流量の増加に伴って減少していくことがわかる。抵抗率
は1o Ω・m台に達し、従来の5iON膜の抵抗率1
0 Ω・m台に比べ大幅な抵抗率の低下となった。第2
図にB2H6流量を変化させた場合の硬度を示す。硬度
HvはB2H6流量によってはあlシ変化せず、150
0 Ai’ / II!I11程度の値を示した。
さらに、いくつか条件を変えてプラズマCVD法によシ
形成した本発明の5iBxN、を保護膜としたサーマル
ヘッドとプラズマCVD法によシ形成した5iONを保
護膜としたサーマルヘッドについて比較実験を行った。
形成した本発明の5iBxN、を保護膜としたサーマル
ヘッドとプラズマCVD法によシ形成した5iONを保
護膜としたサーマルヘッドについて比較実験を行った。
実験は熱転写方式印字走行試験で行い、通電条件はパル
ス幅3.6 m5elQ、。
ス幅3.6 m5elQ、。
1ライン周期10 mB60. 、印加電力o、3W
/ aotである。5iON保護膜を持つサーマルヘッ
ドでは摺動時に転写シートとの間に生じる静電気により
抵抗体、保護膜が破壊し、1kmも印字走行しないうち
に印字できなくなった。SiBxNy保護膜のサーマル
ヘッドでは、1o10Ω・m以下の抵抗率を持つSiB
xNy保護膜を有するサーマルヘッドについては、30
kffl印字走行しても不良が生じなかった。これは膜
が導電性を有するため静電気による絶縁破壊が生じない
ためである。
/ aotである。5iON保護膜を持つサーマルヘッ
ドでは摺動時に転写シートとの間に生じる静電気により
抵抗体、保護膜が破壊し、1kmも印字走行しないうち
に印字できなくなった。SiBxNy保護膜のサーマル
ヘッドでは、1o10Ω・m以下の抵抗率を持つSiB
xNy保護膜を有するサーマルヘッドについては、30
kffl印字走行しても不良が生じなかった。これは膜
が導電性を有するため静電気による絶縁破壊が生じない
ためである。
本実施例では、原料ガスとしてSiH4,N2゜B2H
6を用いたが、SiH4の代わりにSi2H6を用いれ
ば、S i2 H6→SiH2+SiH4の反応が起こ
り成膜速度を上げることができる。この場合他のN2.
B2H6の流量も多くし膜の艇底を一定にする必要が
ある。またBF3を用いれば、H十F→HF↑の反応に
よシ膜中の水素(H)が減す耐熱性が向上し、さらに硬
度も大きくなる。
6を用いたが、SiH4の代わりにSi2H6を用いれ
ば、S i2 H6→SiH2+SiH4の反応が起こ
り成膜速度を上げることができる。この場合他のN2.
B2H6の流量も多くし膜の艇底を一定にする必要が
ある。またBF3を用いれば、H十F→HF↑の反応に
よシ膜中の水素(H)が減す耐熱性が向上し、さらに硬
度も大きくなる。
また本実施例では、成膜時の基板温度を350℃とした
が、この理由は以下の通りである。サーマルヘッドが発
熱した場合、膜に珪素(Si)と結合した水素が含筐れ
ていると、5i−H結合が小さいため熱エネルギーによ
りその結合が切れ水素が放出され、膜のクラック、気泡
の原因となる。
が、この理由は以下の通りである。サーマルヘッドが発
熱した場合、膜に珪素(Si)と結合した水素が含筐れ
ていると、5i−H結合が小さいため熱エネルギーによ
りその結合が切れ水素が放出され、膜のクラック、気泡
の原因となる。
そのため、基板をあらかじめ高い温度(360℃程度)
に保ってかくと、成膜段階で膜から水素が放出され、膜
中に水素が取り込まれにくくなる。
に保ってかくと、成膜段階で膜から水素が放出され、膜
中に水素が取り込まれにくくなる。
筐た膜中の水素が少なくなると膜の密度が大きくなう、
それにつれて硬度が大きくなる。このように、耐熱性、
硬度の向上を図るためには基板温度を高くする必要があ
る。さらに抵抗体、電極等の下地との付着力の向上も図
れる。
それにつれて硬度が大きくなる。このように、耐熱性、
硬度の向上を図るためには基板温度を高くする必要があ
る。さらに抵抗体、電極等の下地との付着力の向上も図
れる。
以上のべたように本発明によれば、熱転写記録方式用サ
ーマルヘッド耐摩耗保護膜をプラズマcvn法によう形
成でき、その耐静電気性を高め性能を向上できる。
ーマルヘッド耐摩耗保護膜をプラズマcvn法によう形
成でき、その耐静電気性を高め性能を向上できる。
発明の詳細
な説明したように本発明は、サーマルヘッドの耐摩耗保
護膜として導電性を持ったSiBxNyを用いたもので
あう、これにより熱転写シートとサーマルヘッドとの間
に生じる静電気による絶縁破壊を防止し、サーマルヘッ
ドを高性能化することができる。
護膜として導電性を持ったSiBxNyを用いたもので
あう、これにより熱転写シートとサーマルヘッドとの間
に生じる静電気による絶縁破壊を防止し、サーマルヘッ
ドを高性能化することができる。
第1図はSiBxNy膜の抵抗率に対するB2H6/S
iH4流量比依存性を示す特性図、第2図はSiBxN
y膜の硬度に対するB2H6/SiH4流量比依存性を
示す特性図、第3図は一般的なサーマルヘッドの断面図
である。 4・・・・・・耐摩耗保護膜。
iH4流量比依存性を示す特性図、第2図はSiBxN
y膜の硬度に対するB2H6/SiH4流量比依存性を
示す特性図、第3図は一般的なサーマルヘッドの断面図
である。 4・・・・・・耐摩耗保護膜。
Claims (4)
- (1)絶縁性基板と、この絶縁性基板上の主走査方向に
一列に設けた発熱抵抗体群と、この発熱抵抗体群上に設
けた一対の対向電極群と、前記発熱抵抗体群上と前記対
向電極群上の発熱抵抗体群の近傍部分に設けた耐摩耗保
護膜とを備え、前記耐摩耗保護膜がSiB_xN_yを
主成分とする材料からなるサーマルヘッド。 - (2)耐摩耗保護膜をプラズマCVD法を用いて形成す
ることを特徴とする請求項1記載のサーマルヘッドの製
造方法。 - (3)耐摩耗保護膜を形成する際に使用する原料ガスと
してSiH_4またはSi_2H_6と、N_2と、B
_2H_6またはBF_3からなる少なくとも3種類の
混合ガスを用いることを特徴とする請求項2記載のサー
マルヘッドの製造方法。 - (4)耐摩耗保護膜形成時の基板温度を350℃以上と
することを特徴とする請求項2記載のサーマルヘッドの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34263289A JP2808769B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34263289A JP2808769B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03199058A true JPH03199058A (ja) | 1991-08-30 |
JP2808769B2 JP2808769B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=18355276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34263289A Expired - Fee Related JP2808769B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2808769B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP34263289A patent/JP2808769B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2808769B2 (ja) | 1998-10-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |