JPH04101855A - Thin film, thermal head using that, and forming method of the same thin film - Google Patents

Thin film, thermal head using that, and forming method of the same thin film

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JPH04101855A
JPH04101855A JP21958190A JP21958190A JPH04101855A JP H04101855 A JPH04101855 A JP H04101855A JP 21958190 A JP21958190 A JP 21958190A JP 21958190 A JP21958190 A JP 21958190A JP H04101855 A JPH04101855 A JP H04101855A
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JP
Japan
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thin film
thermal head
plasma
film
heat
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JP21958190A
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Yoichi Nishioka
洋一 西岡
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain an appropriate heat reserving layer of a thermal head by a method wherein a thin film consisting of a plasma polymer of pyromellitic dianhydride is used. CONSTITUTION:An alumina substrate 11 as a substrate is established in a reacting container of a plasma polymerization apparatus PD-10s and besides pyromellitic dianhydride (PMDA)is prepared on a board for sublimation by heating inside the reacting container. After making an inside of the reacting container a high vacuum state, ammonia gas in the reacting container is made plasma by high frequency while ammonia gas is being introduced. Then, PMDA is sublimated by heating in the reacting container under a state in which plasma is generated, and a thin film (a polymerized film having polyamic acid structure) is formed on the alumina substrate. When this thin film reaches a specific film thickness, sublimation by heating of PMDA is stopped, and supply of ammonia gas is stopped. Then, when the thin film is heated in the reacting container under a vacuum state, a dehydrating cyclization reaction occurs in the thin film, and this thin film 13 becomes a polymerized film having an imide ring structure.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、例えばサーマルヘッドの保温層等に用いて
好適な薄膜及びこの薄膜を用いたサーマルヘッド並びに
この薄膜の形成方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a thin film suitable for use, for example, as a heat insulating layer of a thermal head, a thermal head using this thin film, and a method for forming this thin film.

(従来の技術) サーマルヘッドを感熱紙に接触させこの感熱紙に印字を
行う感熱印字製画、或いはサーマルへ・ンドをインクリ
ボンに接触させてインクリボンのインクを記録紙上に転
写させ印字を行う感熱転写印字装置は、ノンインパクト
印字方式の代表的な装置であり、○A分野を始めとして
種々の分野で使用されている。
(Prior art) Thermal printing involves bringing a thermal head into contact with thermal paper to print on the thermal paper, or bringing a thermal head into contact with an ink ribbon to transfer ink from the ink ribbon onto recording paper to perform printing. A thermal transfer printing device is a typical non-impact printing device, and is used in various fields including the ○A field.

この種の装置の低消費電力化及び高速印字化を図るため
には、サーマルヘッドの特性が非常に重要になる。
In order to achieve low power consumption and high-speed printing in this type of device, the characteristics of the thermal head are very important.

従来使用されていたサーマルヘッドは、以下のようなも
のであった。第4図(A)は、その−例の説明に供する
図であり、このサーマルヘッドの1つの発熱部周辺を基
板の厚さ方向に沿って切って示した断面図である。
The thermal heads conventionally used are as follows. FIG. 4(A) is a diagram for explaining an example thereof, and is a sectional view showing the vicinity of one heat generating part of this thermal head taken along the thickness direction of the substrate.

このサーマルヘッドは、基板]1と、この基板1]上に
設けられた保温層]3と、この保温層13上に設けられ
た発熱抵抗体15と、この発熱抵抗体15上に互いは離
間しで設けられた給電体17a、17bと、給電体17
a、17b及び発熱抵抗体15を覆うように設けられた
保護層]9とて構成されていた。この構造において、発
熱抵抗体15の給電体17a、17b間の部分が発熱部
15aとなる。
This thermal head includes a substrate 1, a heat insulating layer 3 provided on the substrate 1, a heating resistor 15 provided on the heat insulating layer 13, and a heating resistor 15 that is spaced apart from each other. The power supply bodies 17a and 17b provided with the power supply body 17
a, 17b and a protective layer provided to cover the heating resistor 15] 9. In this structure, a portion of the heat generating resistor 15 between the power supply bodies 17a and 17b becomes a heat generating portion 15a.

また、保温層13を、保温層13形成後に行われるサー
マルヘッドの製造工程の種々の処理から保護するために
、第4図(B)に示すように、保温層13上に中間層2
1を設けた型のサーマルヘッドも知られていた。
In addition, in order to protect the heat insulating layer 13 from various treatments in the manufacturing process of the thermal head that are performed after forming the heat insulating layer 13, an intermediate layer 2 is placed on the heat insulating layer 13, as shown in FIG. 4(B).
1 was also known.

いずれの型のサーマルヘッドにおいても、保温層]3は
、基板11と発熱抵抗体15との間に設けられている。
In any type of thermal head, a heat insulating layer] 3 is provided between the substrate 11 and the heating resistor 15.

この保温層]3は、図示しない電源から給電体17a、
17b8介して発熱部15aに電力か印加され発熱部1
5aが発熱した際、その熱が基板11側に逃げることを
防止し印字に必要な熱を効率的に確保出来るようにする
ために設けである。
This heat insulating layer] 3 is connected to a power supply body 17a,
Electric power is applied to the heat generating part 15a through 17b8, and the heat generating part 1
This is provided in order to prevent heat from escaping to the substrate 11 side when heat is generated by 5a, and to efficiently secure the heat necessary for printing.

従って、保温層]3は、その熱伝導率か発熱抵抗体15
を挟んで反対側に位フする保護層19の熱伝導率より小
さくなるような材料で構成するのか良い。
Therefore, the thermal conductivity of the heat insulating layer 3 is determined by its thermal conductivity or the heat generating resistor 15
The protective layer 19 may be made of a material whose thermal conductivity is lower than that of the protective layer 19 placed on the opposite side.

しかし、従来は、保護層]9は一般に二酸化珪素(Si
O2)や五酸化タンタル(Ta205)で構成されてあ
りこれらの熱伝導率は3〜9×1O−3cal/cm−
sec・”Cであり、保温層13もグレーズガラスで構
成されでいたためその熱伝導率は概ね3〜9×1O−3
cal/cm・sec・°Cてあったため、印字の際の
熱量を必要かつ充分なものとするためには(基板側への
熱の逃げ量を低減するためには)保温層13の厚みを厚
くして保温効果を高める必要かあった。このため、保温
層13の厚みを厚くした分その熱容量は増加するので、
サーマルヘッドを冷却する場合は熱抵抗が増加する。従
って、サーマルへ・ンドが完全に冷却しきれないうちに
次の印字か行われてしまうため、印字を繰り返す度にサ
ーマルヘッドの温度は徐々に上昇し、この結果印字品質
か低下する。
However, in the past, the protective layer ] 9 was generally made of silicon dioxide (Si
O2) and tantalum pentoxide (Ta205), and their thermal conductivity is 3 to 9 x 1O-3cal/cm-
sec・”C, and since the heat insulating layer 13 was also made of glazed glass, its thermal conductivity was approximately 3 to 9×1O−3.
cal/cm・sec・°C. Therefore, in order to ensure the necessary and sufficient amount of heat during printing (to reduce the amount of heat escaping to the board side), the thickness of the heat insulating layer 13 must be adjusted. It was necessary to make it thicker to increase the heat retention effect. Therefore, as the thickness of the heat insulating layer 13 increases, its heat capacity increases.
When cooling a thermal head, thermal resistance increases. Therefore, the next printing is performed before the thermal head is completely cooled down, so the temperature of the thermal head gradually increases each time printing is repeated, and as a result, the print quality deteriorates.

これを解決するため、保温層を多数の孔を有するガラス
層で構成したサーマルヘッドか例えば特開昭62−15
54号公報の従来技術の項に開示されていた。
In order to solve this problem, a thermal head with a heat insulating layer made of a glass layer with many holes was developed, for example in Japanese Patent Laid-Open No. 62-15
This was disclosed in the prior art section of Publication No. 54.

この保温層は、その内部に多数の孔が存在するため、孔
を有さない場合より熱伝導率が小さいものとなる。従っ
て、この保温層では、電圧印加時の発熱部の熱は基板側
に逃げにくい。また、熱伝導率か小さく出来る分保温層
の膜厚を薄く出来このため保温層の熱容量が小さく出来
るので冷却時は発熱部の冷却か良好に行える。従って、
良好な熱応答性を示すサーマルヘッドが得られることが
期待出来る。
Since this heat insulating layer has a large number of pores inside it, its thermal conductivity is lower than that of a layer without pores. Therefore, in this heat insulating layer, heat from the heat generating portion when voltage is applied is difficult to escape to the substrate side. Furthermore, since the thermal conductivity can be reduced, the film thickness of the heat insulating layer can be made thinner, and therefore the heat capacity of the heat insulating layer can be reduced, so that the heat generating part can be cooled well during cooling. Therefore,
It is expected that a thermal head exhibiting good thermal responsiveness will be obtained.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような保温層を得るためには実際の
ところ以下に説明するような問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in order to obtain such a heat retaining layer, there are actually problems as described below.

■・・・−射的に多数の孔を有するガラス層を形成する
場合、ガラス粉を含むペースト状物を一定条件のもとて
焼成しガラス粉内部より所望の量の気泡を発生させる方
法が考えられる。しかし、この方法をサーマルヘッドの
保温層形成に適用し然も孔の径や密度をある節回に制御
するためには、上記ペースト状物の焼成温度は設定温度
に対し例えば±2〜3℃の範囲内で制御しなければなら
ない等、形成条件の制御が大変になる。
- When forming a glass layer with a large number of pores, there is a method in which a paste-like material containing glass powder is fired under certain conditions to generate a desired amount of bubbles from inside the glass powder. Conceivable. However, in order to apply this method to the formation of a heat insulating layer of a thermal head and to control the diameter and density of the pores within a certain range, the firing temperature of the paste must be, for example, ±2 to 3°C relative to the set temperature. It becomes difficult to control the formation conditions, such as having to control them within the range of .

■・−また、■の形成条件が制御できない場合、ガラス
粉内部より発生する気泡の量がバラツクため、保温層内
の孔の量がバラツクこととなり、結果的にサーマルヘッ
ドの熱応答性をバラツカせる原因になる。また、径が異
常に大きい気泡が発生した場合は保温層中に径が異常に
大きな孔を生じさせるため、保温層の機械的な強度を低
下させる。ざらには、孔が保温層内部にとどまらずその
表面にまで至り保温層表面が凹凸状になる場合も考えら
れ、この場合は保温層上に発熱抵抗体や給電体を形成す
る際にバタ−ニングを困難にしたり、最終的には印字品
質に悪影響を及(よすこととなる。
■・-Also, if the formation conditions of (■) cannot be controlled, the amount of bubbles generated from inside the glass powder will vary, which will cause the amount of pores in the heat insulating layer to vary, resulting in variations in the thermal response of the thermal head. This can cause Furthermore, when air bubbles with an abnormally large diameter are generated, pores with an abnormally large diameter are generated in the heat insulating layer, thereby reducing the mechanical strength of the heat insulating layer. In some cases, the holes may not remain inside the heat insulating layer but may extend to the surface, making the surface of the heat insulating layer uneven. This can make printing difficult and ultimately have a negative impact on print quality.

この発明は、このような点に鑑みなされたものであり、
従ってこの発明の目的は、上述の問題点を解決し、サー
マルヘッドの保温層に用いて好適な薄膜と、この薄膜を
用いたサーマルヘッドと、この薄膜の形成方法とを提供
することにある。
This invention was made in view of these points,
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a thin film suitable for use as a heat insulating layer of a thermal head, a thermal head using this thin film, and a method for forming this thin film.

(課題を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この出願に係る発明者は種
々の検討を重ねた。そして、先ず、高分子がガラスより
低熱伝導率であることに着目し高分子膜を保温層に用い
るべくざらに検討を重ねた。ここで、問題となったのは
、耐熱性の確保であった。そして、高分子の中で、サー
マルヘッドで発生する熱に耐え得るものはポリイミド等
の耐熱性高分子に限定されるという結論を得た。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this objective, the inventor of this application has conducted various studies. First, they focused on the fact that polymers have a lower thermal conductivity than glass, and conducted extensive research into using a polymer membrane as a heat-insulating layer. Here, the problem was ensuring heat resistance. They concluded that among polymers, those that can withstand the heat generated by the thermal head are limited to heat-resistant polymers such as polyimide.

しかし、通常のポリイミドの成膜法は、下記の反応式(
1)に示すように、 先ず、モノマーである二無水どロメリット酸(以下、P
MDAと略称することもある。)と4゜4゛−ジアミノ
ジフェニルエーテル(ODA)とを極性溶媒(例えばジ
メチルホルムアミド(DMF))中で溶液重合させてボ
ッアミック酸溶液を得、次に、この溶液をスピンコード
法等の方法で下地上に塗布して薄膜を得、その後この薄
膜を加熱処理して脱水閉環させることによりポリイミド
膜を得るが、この方法では、 ■・・・膜厚の制御が難しいこと、■・・・下地に対す
る膜の密@性が不充分なこと、■・・・薄膜形成時の溶
媒の添加、除去、回収等の工程においで薄膜中に不純物
か混入し易いこと、等の不具合かあった。
However, the usual polyimide film formation method is based on the following reaction formula (
As shown in 1), first, the monomer doromellitic dianhydride (hereinafter referred to as P
It is sometimes abbreviated as MDA. ) and 4゜4゛-diaminodiphenyl ether (ODA) are solution-polymerized in a polar solvent (for example, dimethylformamide (DMF)) to obtain a boamic acid solution, and then this solution is lowered by a method such as a spin code method. A polyimide film is obtained by coating on the ground to obtain a thin film, and then heat-treating this thin film to cause dehydration and ring closure. However, with this method, there are the following problems: 1. It is difficult to control the film thickness, 2. There were problems such as insufficient density of the film, and (1) impurities were easily mixed into the thin film during processes such as addition, removal, and recovery of the solvent during thin film formation.

そこで、ざらに検討を進めた結果、プラズマ重合の技術
を応用すればこの出願の各発明を完成できることを見出
した。
After conducting a rough study, we discovered that each invention of this application can be completed by applying plasma polymerization technology.

従って、この出願の第一発明の薄膜によれば、二無水ピ
ロメリット酸のプラズマ重合体から成ることを特徴とす
る特 また、この出願の第二発明のサーマルヘッドによれば、
基板と発熱抵抗体との間に保温層を具えるサーマルへ・
ンドにおいて、 保温層を二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体で構成
したことを特徴とする。
Therefore, according to the thin film of the first invention of this application, the thermal head of the second invention of this application is characterized in that it is made of a plasma polymer of pyromellitic dianhydride.
To thermal, which has a heat insulating layer between the board and the heating resistor.
The invention is characterized in that the heat-retaining layer is made of a plasma polymer of pyromellitic dianhydride.

また、この出願の第三発明の薄膜の形成方法によれば、
下地上に二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体から成
る薄膜を形成するに当たり、プラズマ重合装置の反応器
内に下地を設置する工程と、 該反応器内にアンモニアガスを導入する工程と、 該反応器内のアンモニアガスをプラズマ化する工程と、 該プラズマが発生しでいる反応器内で無水ピロメリット
酸を加熱昇華させ前述の下地上に薄膜を形成する工程と
、 該薄膜に対し熱処理する工程と を含むことを特徴とする。
Further, according to the method for forming a thin film of the third invention of this application,
In forming a thin film made of a plasma polymer of dianhydride pyromellitic acid on a substrate, a step of installing the substrate in a reactor of a plasma polymerization apparatus, a step of introducing ammonia gas into the reactor, and the reaction. A step of converting ammonia gas in the vessel into plasma, a step of heating and sublimating pyromellitic anhydride in the reactor where the plasma is already being generated to form a thin film on the aforementioned substrate, and a step of heat-treating the thin film. It is characterized by including.

なお、この第三発明の実施に当たり、前述の熱処理は、
前述の反応器を真空状態とし前述の薄膜@200〜30
0℃の虻囲内の温度に加熱することにより行うのが好適
である。
In addition, in carrying out this third invention, the above-mentioned heat treatment is
The above-mentioned reactor was placed in a vacuum state, and the above-mentioned thin film @200~30
This is preferably carried out by heating to an ambient temperature of 0°C.

(作用) この出願の各発明によれば以下に説明するような作用が
得られる。
(Function) According to each invention of this application, the following functions can be obtained.

第一発明の二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体から
成る薄膜は、高分子膜であるためガラスよりも低熱伝導
率であり、熱的見地においてサーマルへ・ンドの保温層
として有用な特性を示す。
Since the thin film made of the plasma polymer of pyromellitic dianhydride of the first invention is a polymer film, it has a lower thermal conductivity than glass, and exhibits properties useful as a heat-retaining layer for thermal conductors from a thermal standpoint. .

さらに、二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体から成
る薄膜は、■・・・非晶質な薄膜が得られる、■・・・
ピンホールの少い平坦な薄膜が得られる、■・・・架橋
密度が高いため耐薬品性に優れる、■・・・耐熱性に優
れる、■・・・下地との密着に優れる等、プラズマ重合
に起因する種々の特徴を有するので、機械強度的見地に
おいてもサーマルヘッドの保温層として有用な特性を示
す。
Furthermore, a thin film made of a plasma polymer of dianhydride pyromellitic acid can be obtained as an amorphous thin film;
Plasma polymerization provides a flat thin film with few pinholes, ■...excellent chemical resistance due to high crosslinking density, ■...excellent heat resistance, ■...excellent adhesion to the substrate, etc. Since it has various characteristics due to the above properties, it exhibits properties useful as a heat insulating layer of a thermal head from the viewpoint of mechanical strength.

また、この出願の第二発明のサーマルヘッドは、ガラス
層より熱伝導率が低くかつ上述の■〜■等の特徴を有す
る二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体で保温層を構
成しである。このため、熱伝導率か低い分発熱部の熱が
基板に逃げにくくなるので、必要とする熱を得るための
サーマルヘッドへの入力電力を従来より少く出来る。さ
らに、保温層の厚みを薄くできるので発熱部を冷却する
際の応答性が高まる。また、保温層表面が平坦であるた
め、サーマルヘッドの記録紙に接する面も平坦になるの
で印字品質向上が図れる。
Further, in the thermal head of the second invention of this application, the heat insulating layer is made of a plasma polymer of dianhydride pyromellitic acid which has lower thermal conductivity than the glass layer and has the above-mentioned characteristics (1) to (4). Therefore, since the thermal conductivity is low, it is difficult for the heat from the heat generating part to escape to the substrate, so the input power to the thermal head to obtain the necessary heat can be reduced compared to the conventional method. Furthermore, since the thickness of the heat insulating layer can be made thinner, responsiveness when cooling the heat generating part is improved. Furthermore, since the surface of the heat insulating layer is flat, the surface of the thermal head that comes into contact with the recording paper is also flat, so that printing quality can be improved.

また、この出願の第三発明の薄膜の形成方法によれば、
アンモニアガスをプラズマ化した反応器中てPMDA%
加熱昇華させるので下地上にはアミック酸構造を有する
重合膜か形成されると思われる。そして、この膜に対し
熱処理か行われるのてこの際に脱水閉環反応が生し下地
上の膜はイミド環構造を有する第一発明の薄膜に変化す
ると思われる。この反応は下記(2)式のよってあろう
と思われる。
Further, according to the method for forming a thin film of the third invention of this application,
PMDA% in a reactor that turned ammonia gas into plasma
Since it is heated and sublimated, it is thought that a polymer film having an amic acid structure is formed on the substrate. Then, when this film is subjected to heat treatment, a dehydration ring-closing reaction occurs, and the film on the base is thought to change into the thin film of the first invention having an imide ring structure. This reaction seems to occur according to the following equation (2).

、−−H−m=、 \ / しかし、プラズマ中では電子のエネルギーは広範囲に分
布しているので、これら電子の衝突で生しるイオン、ラ
ジカル、励起状態の原子や分子の種類いわゆる活性種の
種類は多くなるため重合の反応過程も複雑である。従っ
て、(2)式の反応以外にも種々の反応が起こっている
と思われ、この重合機構はまだ十分解明はしていない。
, --H-m=, \ / However, in plasma, the energy of electrons is distributed over a wide range, so the types of ions, radicals, and atoms and molecules in excited states that are generated by collisions with these electrons are so-called active species. Since there are many types of polymers, the reaction process of polymerization is also complicated. Therefore, it is thought that various reactions other than the reaction of formula (2) occur, and this polymerization mechanism has not yet been fully elucidated.

(実施例) 以下、二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体から成る
薄膜をサーマルヘッドの保温層に用いる例により、第一
〜第三発明の詳細な説明する。
(Example) Hereinafter, the first to third inventions will be described in detail using an example in which a thin film made of a plasma polymer of pyromellitic dianhydride is used as a heat insulation layer of a thermal head.

なお、以下の説明では特定の装置、材料、数値的条件を
挙げているが、これらは各発明の好適例にすぎない。従
って、これら発明が以下の装置、材料及び数値的条件の
みに限定されるものでないことは理解されたい。
Note that although specific devices, materials, and numerical conditions are mentioned in the following description, these are merely preferred examples of each invention. Therefore, it should be understood that these inventions are not limited only to the following equipment, materials, and numerical conditions.

に いたサーマルへ ドの く第1実施例〉 先ず、基板上に、この発明に係る保温層、発熱抵抗体、
給電体及び保護膜をこの順に具えた第1実施例のサーマ
ルヘッドを以下に説明するように作製する。なお、この
第1実施例のサーマルヘッドは、構造的には第4図(A
)を用いて説明したサーマルヘッドに相当する。
1st embodiment of thermal insulation according to the present invention: First, on a substrate, a heat insulating layer, a heating resistor,
The thermal head of the first embodiment, which includes a power supply body and a protective film in this order, is manufactured as described below. The structure of the thermal head of this first embodiment is as shown in Fig. 4 (A
) corresponds to the thermal head explained using.

始めに、サムコインターナショナル研究所製のプラズマ
重合膜?1lPD−10sの反応器内に、下地としてこ
の実施例の場合、大きさが50×50mmで厚さが1m
mの片面を研磨しであるアルミナ基板を設雷する。また
、この反応器内の加熱昇華用ボート上に二無水ピロメリ
ット11 (PMDA)を用意する。
First, the plasma polymerized membrane manufactured by Samco International Laboratories? In the case of this example, the size is 50 x 50 mm and the thickness is 1 m as a base in a 1lPD-10s reactor.
One side of M is polished and an alumina substrate is installed. Furthermore, dianhydride pyromellit 11 (PMDA) is prepared on a heated sublimation boat in this reactor.

次に、反応器内を高真空状態例えば10−’T。Next, the inside of the reactor is kept under a high vacuum condition, for example, 10-'T.

rr以下の真空状態にする。Create a vacuum below rr.

次に、この反応器内にアンモニアガスをこの実施例の場
合10mβ/分の流量で導入しなから13.56MHz
の高周波により反応器内のアンモニアガスをプラズマ化
する。
Next, ammonia gas was introduced into the reactor at a flow rate of 10 mβ/min in this example, and the flow rate was 13.56 MHz.
The ammonia gas in the reactor is turned into plasma using high frequency waves.

次に、プラズマを発生させた状態の反応器内てPMDA
を加熱昇華させ、アルミナ基板上に薄膜(ポリアミック
酸構造を有する重合膜と推定する。)を形成する。薄膜
形成時の真空度は、この実施例の場合、10−2〜10
−’To r r程度としている。
Next, in the reactor with plasma generated, PMDA
is heated and sublimated to form a thin film (presumed to be a polymeric film having a polyamic acid structure) on an alumina substrate. In this example, the degree of vacuum during thin film formation was 10-2 to 10
-'Torr r level.

この薄膜が所定の膜厚になったら、PMDAの加熱昇華
を停止し、アンモニアガスの供給を停止する。
When this thin film reaches a predetermined thickness, the heating sublimation of PMDA is stopped, and the supply of ammonia gas is stopped.

次に、上記真空状態の反応器中にあいで、前記薄膜をこ
の実施例の場合300℃の温度で2時間加熱する。なお
、加熱時の反応器内の真空度は、例えば1O−2Tor
r以下とするのが好適である。この加熱により、薄膜中
では脱水閉環反応が生じこの薄膜はイミド環構造を有す
る重合膜になると思われる。
The thin film is then placed in the vacuum reactor and heated for 2 hours at a temperature of 300° C. in this example. The degree of vacuum inside the reactor during heating is, for example, 1O-2 Torr.
It is preferable that it be less than or equal to r. It is thought that this heating causes a dehydration ring closure reaction in the thin film, and the thin film becomes a polymer film having an imide ring structure.

このような手順により、アルミナ基板上に二無水ピロメ
リット酸のプラズマ重合体で構成した膜厚が5umの保
温層を形成した。
By such a procedure, a heat insulating layer having a film thickness of 5 um made of a plasma polymer of dianhydride pyromellitic acid was formed on the alumina substrate.

なお、薄膜を熱処理する際の上記加熱温度は高い方が好
ましい、この加熱温度より低い温度で生じる反応を薄膜
形成工程中において終了させることか出来るからである
。しかし、ポリイミド自体の耐熱性を考えると加熱温度
の上限は300″C程度となるので、加熱温度は200
〜300′Cの範囲内の値とするのが好適である。また
、この実施例では加熱温度は300℃一定として熱処理
をしているか、加熱温度を変化させて熱処理を行っても
良い。
Note that the heating temperature when heat-treating the thin film is preferably higher, because the reaction that occurs at a temperature lower than this heating temperature can be terminated during the thin film forming process. However, considering the heat resistance of polyimide itself, the upper limit of the heating temperature is about 300"C, so the heating temperature is 200"C.
A value within the range of ~300'C is preferred. Further, in this embodiment, the heat treatment is performed at a constant heating temperature of 300° C., or the heat treatment may be performed by changing the heating temperature.

次に、保温層の形成が済んだアルミナ基板のこの保温層
上に、この実施例の場合スパッタ法により発熱抵抗体形
成材としでTi−B−N膜を、所定膜厚に形成する。
Next, in this embodiment, a Ti-B-N film is formed as a heating resistor forming material to a predetermined thickness by sputtering on the heat-insulating layer of the alumina substrate on which the heat-insulating layer has been formed.

次に、周知のホトリソグラフィ技術及びエツチング技術
により、このTi−B−N膜を発熱抵抗体形状にパター
ニングする。
Next, this Ti--B--N film is patterned into the shape of a heating resistor using well-known photolithography and etching techniques.

次に、給電体を得るために、この試料上に蒸着法により
この実施例のCr−Au’J膜を形成し、次いて、ポリ
ソグラフィ技術及びエツチング技術によりこのCr−A
u薄膜を給電体形状にパターニングする。
Next, in order to obtain a power feeder, the Cr-Au'J film of this example is formed on this sample by vapor deposition, and then this Cr-Au'J film is etched by polylithography and etching.
u Pattern the thin film into the shape of a power supply body.

次に、この試料上に保護膜としてこの実施例の場合Si
C2膜をスパッタ法により形成して、第1寅施例のサー
マルヘッドを得る。
Next, in this example, Si is applied as a protective film on this sample.
A C2 film is formed by sputtering to obtain the thermal head of the first embodiment.

〈第2実施例〉 次に、基板上に、この発明に係る保温層、中間層、発熱
抵抗体、給電体及び保護膜をこの順に具えた第2実施例
のサーマルヘッドを以下に説明するように作製する。な
あ、このサーマルヘッドは、構造的には第4図(B)を
用いて説明したサーマルヘッドに相当する。
<Second Embodiment> Next, a thermal head according to a second embodiment, which is provided with a heat insulating layer, an intermediate layer, a heat generating resistor, a power supply body, and a protective film according to the present invention in this order on a substrate, will be described below. to be prepared. Incidentally, this thermal head structurally corresponds to the thermal head described using FIG. 4(B).

先ず、第1実施例と同様な手順でアルミナ基板上に膜厚
5umの二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体から成
る保温層を形成する。
First, a heat insulating layer made of a plasma polymer of pyromellitic dianhydride and having a thickness of 5 um is formed on an alumina substrate in the same manner as in the first embodiment.

次に、この保温層上に中間層としてこの実施例の場合S
iC2膜をスパッタ法によりlumの膜厚で形成する。
Next, as an intermediate layer on this heat insulating layer, S
An iC2 film is formed to a thickness of lum by sputtering.

次に、この中間層上に第1実施例と同様な手順同様な条
件で、発熱抵抗体、給電体及び保護膜を順次に形成して
第2笑施例のサーマルヘッドを得る。
Next, a heating resistor, a power supply body, and a protective film are sequentially formed on this intermediate layer in the same manner and under the same conditions as in the first embodiment to obtain a thermal head of the second embodiment.

〈比較例1〉 次に、溶液重合を利用し形成されるポリイミド膜((1
)式の反応式に従い形成されるもの)で保温層を構成し
た比較例1のサーマルヘッドを作製するべく以下に説明
する処理を試みた。
<Comparative Example 1> Next, a polyimide film ((1
In order to produce a thermal head of Comparative Example 1 in which the heat insulating layer was formed according to the reaction formula (2), the following process was attempted.

先ず、第1寅施例て用いたと同様なアルミナ基板を用意
する。
First, an alumina substrate similar to that used in the first embodiment is prepared.

次に、溶液重合で得るポリイミド膜のアルミナ基板への
密着性を高めるために、このアルミナ基板上に、N−β
(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン(信越化学工業製)1゜5mβと、純水150mβと
、イソプロピルアルコール150mβとを混合した溶液
を、アルミナ基板を4000回転/回転目転数で30秒
向回転せる条件のスビンコ−ト法によって塗布する。
Next, in order to improve the adhesion of the polyimide film obtained by solution polymerization to the alumina substrate, N-β
(Aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical) A solution of 1°5 mβ, 150 mβ of pure water, and 150 mβ of isopropyl alcohol was applied to an alumina substrate at 4000 rpm for 30 seconds. Coating is carried out by the subin coat method under the condition that it can be rotated in both directions.

次に、この試料を100°Cの温度で30分間乾燥する
The sample is then dried for 30 minutes at a temperature of 100°C.

次に、この試料上に、ポリアミック酸のジメチルホルム
アミド溶液を、アルミナ基板を1000回転/回転目転
数で30秒向回転せる条件のスピンコード法によって塗
布する。
Next, a dimethylformamide solution of polyamic acid is applied onto this sample by a spin cord method under the condition that the alumina substrate is rotated in the same direction for 30 seconds at 1000 revolutions per rotation.

次に、この試料を真空中で200″Cの温度で1時間、
さらに300℃の温度で3時間熱処理する。このように
して得を比較例の保温層の膜厚は各実施例と同様5um
であった。
Next, this sample was heated in vacuum at a temperature of 200″C for 1 hour.
Further, heat treatment is performed at a temperature of 300° C. for 3 hours. The thickness of the heat insulating layer in the comparative example was 5 um, the same as in each example.
Met.

次に、この比較例の保温層上に中間層としてSiO2膜
をスパッタ法により1umの膜厚で形成する。
Next, a SiO2 film with a thickness of 1 um was formed as an intermediate layer on the heat insulating layer of this comparative example by sputtering.

次に、この中間層上に第1実施例と同様な手順及び条件
でTi−B−N膜を形成し、次いで、ホトリソグラフィ
技術及びエツチング技術によりこのTi−B−N膜を発
熱抵抗体形状にバターニングする。
Next, a Ti-B-N film is formed on this intermediate layer using the same procedure and conditions as in the first embodiment, and then this Ti-B-N film is formed into the shape of a heating resistor using photolithography and etching techniques. Butter it.

しかし、T 1−B−N膜のパターニングのためのエツ
チング中に、保温層及びTi−B−N膜は保温層部分よ
り基板から剥離してしまい、比較例1のサーマルヘッド
は作製出来なかった。
However, during etching for patterning the T1-B-N film, the heat insulating layer and Ti-B-N film peeled off from the substrate from the heat insulating layer, and the thermal head of Comparative Example 1 could not be fabricated. .

く比較例2〉 次に、一般に用いられるグレーズガラスを用い厚ざ10
umの保温層を作製したこと以外は、第1実施例と同様
にして比較例の2のサーマルヘッドを作製する。
Comparative Example 2> Next, using commonly used glaze glass, a thickness of 10
A thermal head of Comparative Example 2 is produced in the same manner as in the first embodiment except that a um heat insulating layer is produced.

削字111固釆 次に、第1実施例、第2実施例及び比較例2各々のサー
マルヘッドを用い、これらに入力する電力を変化させ感
熱紙に全ドツトが黒となるよう印字をした後、マウヘス
濃度計により印字濃度を測定するという手順で印字試験
を行う。
Erasing 111 Fixation Next, using the thermal heads of the first example, the second example, and the comparative example 2, the power input to them was changed to print on the thermal paper so that all dots were black. The printing test is carried out by measuring the printing density using a Mauhes densitometer.

第1図は、横軸に入力電力(W/ドツト)をとり、縦軸
に印字濃度(○D:○ptical  Density
)をとって、各サーマルヘッドの入力電力と印字濃度と
の関係を示した特性図である。第1図において、■が第
1実施例のサーマルヘッドの特性図、IIが第2実施例
のサーマルヘッドの特性図、■が比較例2のサーマルへ
・ンドの特性図である。
In Figure 1, the horizontal axis shows the input power (W/dot), and the vertical axis shows the printing density (○D:○ptical density).
) is a characteristic diagram showing the relationship between the input power of each thermal head and print density. In FIG. 1, ■ is a characteristic diagram of the thermal head of the first embodiment, II is a characteristic diagram of the thermal head of the second embodiment, and ■ is a characteristic diagram of the thermal head of Comparative Example 2.

第1図から明らかなように、同一印字濃度を得るための
電力は、各実施例のサーマルヘッドの方が比較例より少
くて済むことが分る。従って、この出願の各発明によれ
ば、低消費電力のサーマルヘッドが得られることが理解
できる。
As is clear from FIG. 1, it can be seen that the thermal head of each example requires less power than the comparative example to obtain the same print density. Therefore, it can be understood that according to each invention of this application, a thermal head with low power consumption can be obtained.

FT−IRによる また、第1実施例で作製したPMDAのプラズマ重合膜
と、比較例コで作製したポリイミド膜とをFT−IRで
分析した。用いた装置は、BIORAD製のFTS−6
0である。
By FT-IR In addition, the PMDA plasma polymerized film produced in Example 1 and the polyimide film produced in Comparative Example 2 were analyzed by FT-IR. The device used was FTS-6 manufactured by BIORAD.
It is 0.

第2図に第1寅施例で作製したPMDAのプラズマ重合
膜のIRスペクトルを示し、第3図に比較例1で作製し
たポリイミド膜のIRスペクトルを示した。
FIG. 2 shows the IR spectrum of the PMDA plasma polymerized film produced in Example 1, and FIG. 3 shows the IR spectrum of the polyimide film produced in Comparative Example 1.

韮2図と第3図とを比較することで明らかなように、P
MDAのプラズマ重合膜は比較例1のポリイミド膜と(
まぼ同し波数に吸収を示しており、特に波数1779.
1724crrr’にイミド環のC=Oの伸縮振動に由
来する吸収を示していることから、実施例で実施した薄
膜の形成法でイミド環か出来ることが理解出来る。
As is clear from comparing Figures 2 and 3, P
The plasma polymerized film of MDA is different from the polyimide film of Comparative Example 1 (
It shows absorption at almost the same wave number, especially at wave number 1779.
From the fact that 1724crrr' shows an absorption derived from the stretching vibration of C=O in the imide ring, it can be understood that the imide ring can be formed by the thin film forming method carried out in the example.

なお、上述の実施例は、この出願の第−発明及び第三発
明をサーマルヘッドに適用した例であったが、菓−発明
の薄膜はサーマルヘッドの保温層以外にも広く(例えば
層間絶縁膜やレジストの構成材料として)利用出来るこ
とは明らかであり、第三発明の薄膜形成法は、サーマル
ヘッドの保温層の形成以外にも広く利用出来ることは明
らかである。
The above-mentioned embodiment was an example in which the first and third inventions of this application were applied to a thermal head, but the thin film of the invention can be used in a wide range of applications other than the heat insulation layer of a thermal head (for example, an interlayer insulating film). It is clear that the thin film forming method of the third invention can be used in a wide range of applications other than forming a heat insulating layer of a thermal head.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この出願の二無水
どロメリット酸のプラズマ重合体から成る薄膜は、耐熱
性があり、高分子膜であるためガラスよりも低熱伝導率
であり、ピンホールが少く、下地との密着性が優れる等
の種々の特徴を有するため、例えばサーマルヘッドの保
温層として。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, the thin film made of the plasma polymer of doromellitic dianhydride of this application is heat resistant and has a lower thermal conductivity than glass because it is a polymer film. It has various features such as fewer pinholes and excellent adhesion to the substrate, so it can be used as a heat-retaining layer for thermal heads, for example.

有用である。このため、その工業的価値は非常に大きな
ものがある。
Useful. Therefore, its industrial value is extremely large.

また、この出願の第二発明のサーマルヘッドは、上述の
ような特徴を有する二無水ピロメリット酸のプラズマ重
合体で保温層を構成しであるため、従来より優れた熱応
答性を示す。このため、従来より消費電力が少く然も印
字速度が迷いサマルヘッドの提供が可能になる。ざらに
、保温層の表面平滑性が従来より優れるため、印字品質
の向上も期待出来る。
Further, the thermal head of the second invention of this application has a heat-retaining layer made of a plasma polymer of dianhydride pyromellitic acid having the above-mentioned characteristics, and thus exhibits better thermal response than conventional ones. For this reason, it is possible to provide a thermal head that consumes less power than before and has slower printing speeds. Furthermore, since the surface smoothness of the heat insulating layer is superior to that of conventional products, it can be expected that the printing quality will also improve.

また、この出願の第三発明の薄膜の形成方法によれば、
プラズマ重合でポリイミド膜を得るので溶媒を用いるこ
となくポリイミド膜が得られるため不純物の混入が少い
薄膜が得られる。さらに、溶液重合で得た膜より下地と
の密着性が良好なポリイミド膜が得られる。ざらに、ア
ンモニアガスの流量、PMDAの昇華速度及び昇華させ
ておく時間によって膜厚の制御が容易に行える。従って
、例えばサーマルヘッドの保温層等に用いて好適な、二
無水ピロメリット酸のプラズマ重合体から成る薄膜を容
易に形成することが出来る。
Further, according to the method for forming a thin film of the third invention of this application,
Since the polyimide film is obtained by plasma polymerization, the polyimide film can be obtained without using a solvent, so a thin film with less contamination of impurities can be obtained. Furthermore, a polyimide film having better adhesion to the substrate than a film obtained by solution polymerization can be obtained. In general, the film thickness can be easily controlled by controlling the flow rate of ammonia gas, the sublimation rate of PMDA, and the sublimation time. Therefore, it is possible to easily form a thin film made of a plasma polymer of dianhydride pyromellitic acid, which is suitable for use as a heat insulating layer of a thermal head, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、各実施例及び比較例のサーマルヘッドの記録
特性を示す図、 第2図は、第1実施例で作製したPMDAのプラズマ重
合膜のIRスペクトルを示す図、第3図は、比較例1で
作製したポリイミド膜のIRスペクトルを示す図、 第4図(A)及び(B)は、従来及びこの発明の説明に
供する図である。 1]・・・基板、     ]3・・・保温層15・・
・発熱抵抗体、  15a・・・発熱部17a、17b
−・・給電体 19・・・保護膜、   21・・・中間層。
FIG. 1 is a diagram showing the recording characteristics of the thermal heads of each example and comparative example, FIG. 2 is a diagram showing the IR spectrum of the PMDA plasma polymerized film produced in the first example, and FIG. FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the IR spectrum of the polyimide film produced in Comparative Example 1, and are diagrams used to explain the conventional method and the present invention. 1]...Substrate, ]3...Heat insulation layer 15...
-Heating resistor, 15a...heating parts 17a, 17b
-... Power feeder 19... Protective film, 21... Intermediate layer.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体から成る
ことを特徴とする薄膜。
(1) A thin film comprising a plasma polymer of pyromellitic dianhydride.
(2)基板と発熱抵抗体との間に保温層を具えるサーマ
ルヘッドにおいて、 保温層を二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体で構成
したことを特徴とするサーマルヘッド。
(2) A thermal head comprising a heat insulating layer between a substrate and a heating resistor, characterized in that the heat insulating layer is made of a plasma polymer of pyromellitic dianhydride.
(3)下地上に二無水ピロメリット酸のプラズマ重合体
から成る薄膜を形成するに当たり、 プラズマ重合装置の反応器内に下地を設置する工程と、 該反応器内にアンモニアガスを導入する工程と、 該反応器内のアンモニアガスをプラズマ化する工程と、 該プラズマが発生している反応器内で無水ピロメリット
酸を加熱昇華させ前記下地上に薄膜を形成する工程と、 該薄膜に対し熱処理する工程と を含むことを特徴とする薄膜の形成方法。
(3) In forming a thin film made of a plasma polymer of dianhydride pyromellitic acid on a substrate, the steps include: installing the substrate in a reactor of a plasma polymerization device; and introducing ammonia gas into the reactor. , a step of turning ammonia gas in the reactor into plasma, a step of heating and sublimating pyromellitic anhydride in the reactor where the plasma is generated to form a thin film on the substrate, and heat-treating the thin film. A method for forming a thin film, comprising the steps of:
(4)請求項3に記載の薄膜の形成方法において、前記
熱処理は、前記反応器内を真空状態とし前記薄膜を20
0〜300℃の範囲内の温度に加熱することにより行う
こと 特徴とする薄膜の形成方法。
(4) In the method for forming a thin film according to claim 3, in the heat treatment, the interior of the reactor is kept in a vacuum state, and the thin film is
A method for forming a thin film, characterized in that it is carried out by heating to a temperature within the range of 0 to 300°C.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002246707A (en) * 2001-02-16 2002-08-30 Dainippon Printing Co Ltd Wet-etched insulator and electronic circuit component
JP2011142331A (en) * 2011-02-14 2011-07-21 Dainippon Printing Co Ltd Method of manufacturing laminated body for electronic circuit component

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002246707A (en) * 2001-02-16 2002-08-30 Dainippon Printing Co Ltd Wet-etched insulator and electronic circuit component
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