JPS60166469A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

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JPS60166469A
JPS60166469A JP878985A JP878985A JPS60166469A JP S60166469 A JPS60166469 A JP S60166469A JP 878985 A JP878985 A JP 878985A JP 878985 A JP878985 A JP 878985A JP S60166469 A JPS60166469 A JP S60166469A
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heat generating
heating element
thin film
silicon nitride
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克人 長野
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335Structure of thermal heads

Abstract

PURPOSE:To prevent useful life from being reduced, by a construction wherein a laminate of at least one layer of silicon nitride and at least one layer comprising silicon oxide as a main constituent is provided between a heating element layer and an uppermost protective layer, in proximity to an end part on the heating part side of at least one lead layer. CONSTITUTION:A glaze layer 3 is provided on a substrate 2. Thereafter, the heating element layer 4 consisting of a thin film of polycrystalline silicon and the lead layers 51, 53 are provided. Then, the laminate 7 of the layer 71 of silicon nitride and the layer 75 comprising silicon oxide as a main constituent is provided on a predetermined shape, followed by providing the protective layer 6 to obtain the thermal head 1. Accordingly, deterioration of resistance of the heating element layer and delamination, breakage or the like of the laminate structure are reduced, and the useful life of the head is prolonged.

Description

【発明の詳細な説明】 ■ 発明の背景 技術分野 本発明は発熱ヘッドに関する。 更に詳しくは、発熱用
抵抗体として多結晶シリコン薄膜発熱体層を有する発熱
ヘッドの改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Background of the Invention Technical Field The present invention relates to a heat generating head. More specifically, the present invention relates to an improvement of a heat generating head having a polycrystalline silicon thin film heat generating layer as a heat generating resistor.

先行技術とその問題点 近年、記録装置の高性能化、メインテナンスフリー化、
小型化、高信頼性化、無音化等の要望から、感熱記録が
注目を集めている。 この感熱記録は、基板ヒに1個ま
たは複数個の微小発熱用抵抗体を設けた発熱ヘットを用
い、この微小発熱用抵抗体に電流を通じることによりそ
れを発熱させ、この熱で感熱記録紙」二に文字、図形、
記号等を描かセ、ファクシミリ、計算機端末装置、印字
装置、記録計等の出力方式として用いるものである。
Prior art and its problems In recent years, recording devices have improved in performance, become maintenance-free,
Thermal recording is attracting attention due to demands for smaller size, higher reliability, and silence. This heat-sensitive recording uses a heat-generating head that has one or more minute heat-generating resistors installed on a substrate, and generates heat by passing an electric current through the minute heat-generating resistors. ” Second, letters, shapes,
It is used as an output method for drawing symbols, facsimiles, computer terminals, printing devices, recorders, etc.

従来、このような感熱記録用の発熱ヘッドの1つとして
、発熱用抵抗体を多結晶シリコン薄膜からなる発熱体層
から形成したものが用1.)られている。 この場合、
このような発熱へ・ンドは、通常、第1図に示されるよ
うな構造とされる。 すなわち、アルミナ等の基板2」
二には、発熱体層の発熱を蓄積するためグレーズ層3が
設けられる。 このグレーズ層3上には、所定の配置で
多結晶シリコン薄膜発熱体層4が設けられ、またこの発
熱体層4上には、一対のリード層51.53が設けられ
、リ−1・層51゜53を介し、発熱体層4に通電可能
とされ、クー1:層間隙間およびその近傍の発熱体層4
が発熱部として機能するように構成される。
Conventionally, one type of heat-generating head for heat-sensitive recording has been one in which a heat-generating resistor is formed from a heat-generating layer made of a polycrystalline silicon thin film. ). in this case,
Such a heat generating end usually has a structure as shown in FIG. In other words, a substrate 2 made of alumina, etc.
Secondly, a glaze layer 3 is provided to accumulate heat generated by the heating element layer. On this glaze layer 3, a polycrystalline silicon thin film heating element layer 4 is provided in a predetermined arrangement, and on this heating element layer 4, a pair of lead layers 51 and 53 are provided. 51° 53, it is possible to conduct electricity to the heating element layer 4, and the heating element layer 4 is connected to the interlayer gap and the vicinity thereof.
is configured to function as a heat generating section.

さらに、多結晶シリコン薄11り発熱体層4およびリー
ト層51,53上には、通常、保護層6が設けられる。
Furthermore, a protective layer 6 is usually provided on the polycrystalline silicon thin heating layer 4 and the REIT layers 51 and 53.

このような多結晶シリコン薄膜発熱体層4を有する発熱
ヘッド10は、発熱特性が良好で、またその製造性も良
好なものである。 し かし、その使用に従い、発熱体
層の抵抗が変動し、画像再現性が変動したり1発熱ヘツ
ドの破損を生し、その寿命が短いという不都合がある。
The heat generating head 10 having such a polycrystalline silicon thin film heat generating layer 4 has good heat generating characteristics and also has good manufacturability. However, as the heat generating layer is used, the resistance of the heat generating layer fluctuates, resulting in fluctuations in image reproducibility, damage to the heat generating head, and a short lifespan.

本発明はこのような不都合を解消すべくなされたもので
ある。 本発明者は、このような不都合を生ずる原因を
究明すべく研究を行ない、次のような知見を得た。
The present invention has been made to eliminate such inconveniences. The present inventor conducted research to find out the cause of such inconvenience, and obtained the following findings.

従来の多結晶シリコン薄膜発熱体層を有する発熱へy 
l” 10は、上記のような積層構造をとるため、リー
I・層51,53の発熱部側の端部は段差を形成してい
る。 このため、発熱ヘットIOを感熱紙と摺接させつ
つ長期に亘って使用すると、リード層51.53の発熱
部側の端部段差には、最上層保護層6を介し感熱紙から
繰返し過大な外部応力が加わり、これによりこの近傍の
積層構造の密着性が低下し、ヘッド自体の寿命が短くな
る。
To heat generation with conventional polycrystalline silicon thin film heating element layer
10 has a laminated structure as described above, the ends of the Lee I layers 51 and 53 on the side of the heat generating part form a step. For this reason, the heat generating head IO is brought into sliding contact with the thermal paper. When used over a long period of time, excessive external stress is repeatedly applied to the step at the end of the lead layer 51, 53 on the side of the heat generating part from the thermal paper through the uppermost protective layer 6, which causes damage to the laminated structure in the vicinity. The adhesion will deteriorate and the life of the head itself will be shortened.

さらに、発熱用抵抗体は多結晶シリコン薄膜からなるの
で、その特殊性から次のような現象も生起する。 すな
わち、ヘッドと摺接する感熱紙にはアルカリ金属あるい
はアルカリ土類金属が含まれるものである。 このため
、発熱ヘットの使用に従い、リード層51.53間に通
゛市して発熱部を長期に亘って、繰返し発熱させると、
印加電圧に対し負側として使用されるリート層(例えば
51)の発熱部側の端部」一方に位置する保護層63下
面には、繰返し印加される熱および電解により、感熱紙
からアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属カチオンが
泳動してきて、10gm程度の厚みのカチオン過剰層が
形ぼされるに芋る。 このようなカチオン過剰層が形成
されるに至ると、保護層6と多結晶シリコン薄11ジ発
熱体層4との間に内部応力が生じ、また発熱体層を構成
するシリコンとアルカリ金属等との反応がおこり、特に
負側のリード層の発熱部側端部直下およびその周辺にお
いて1発熱体層4と保護層6との間の密着性が低下し、
また発熱体層4および/または保護層6にはクラックが
生じ、発熱体層4の抵抗劣化や、発熱体層4と保護層6
との破断が招来し、発熱ヘッドの寿命が低下する。
Furthermore, since the heating resistor is made of a polycrystalline silicon thin film, the following phenomenon occurs due to its special characteristics. That is, the thermal paper that comes into sliding contact with the head contains an alkali metal or an alkaline earth metal. Therefore, when the heat generating head is used and the heat generating part is repeatedly heated over a long period of time by passing between the lead layers 51 and 53,
The lower surface of the protective layer 63 located on one side of the heat generating part side end of the REET layer (for example 51) used as a negative side with respect to the applied voltage is coated with alkali metal or The alkaline earth metal cations migrate, forming a cation-rich layer with a thickness of about 10 gm. When such a cation-excessive layer is formed, internal stress is generated between the protective layer 6 and the thin polycrystalline silicon heating element layer 4, and the silicon and alkali metal etc. that constitute the heating element layer are This reaction occurs, and the adhesion between the first heating element layer 4 and the protective layer 6 decreases, especially directly under and around the end of the negative lead layer on the heating section side.
In addition, cracks occur in the heating element layer 4 and/or the protective layer 6, resulting in resistance deterioration of the heating element layer 4 and between the heating element layer 4 and the protective layer 6.
This may lead to breakage of the heat generating head, reducing the lifespan of the heat generating head.

このように、発熱用抵抗体として多結晶シリコン薄膜を
用いる場合には、長期使用に従い、カチオン過剰層が形
成され、種々の悪影響が生ずるものである。 そして、
これが前記したリート層端部の段差の存在による外部応
力による影響とあいまって、ヘットの長期使用により特
に、負側として使用yれるリード層の発熱部側の端部近
傍において、積層構造の破損、破壊等を招き、抵抗劣化
をより大きなものとし、そのメf命をより低下させる要
因となっている。
As described above, when a polycrystalline silicon thin film is used as a heat generating resistor, an excessive cation layer is formed over a long period of use, resulting in various adverse effects. and,
This, combined with the effect of external stress due to the presence of the step at the end of the lead layer described above, causes damage to the laminated structure due to long-term use of the head, especially near the end of the lead layer on the heat generating part side, which is used as the negative side. This causes destruction, etc., increases resistance deterioration, and becomes a factor that further reduces the service life of the metal.

11 発明の目的 本発明のl」的は、以上のような発熱ヘッドの寿命低下
を防止することにある。
11. Object of the Invention The object of the present invention is to prevent the above-mentioned reduction in the life of the heat generating head.

このような目的は下記の本発明によって達成される。These objects are achieved by the invention described below.

すなわち、本発明は、グレーズ層を形成した基板」−に
多結晶シリコン薄膜発熱体層を有する発熱ヘッドにおい
て、少なくとも一力のり−ト層の発熱部側の端部近傍に
あって、発熱体層と最−1−保護層との間にそれぞれ1
層以−1−の窒化ケイ素からなる層と酸化ケイ素を主成
分とする層との積層体を介在させることにある。
That is, the present invention provides a heating head having a polycrystalline silicon thin film heating element layer on a substrate on which a glaze layer is formed, in which the heating element layer is located near the end of at least one glue layer on the heating part side. 1 each between and the most-1-protective layer.
The object is to interpose a laminate of a layer made of silicon nitride and a layer mainly composed of silicon oxide.

なお、本発明においては、中間層の積層体の構成層の一
つとして、窒化ケイ素層を用いるものであり、本発明の
効果はこの窒化ケイ素によりもたらされるものである。
In the present invention, a silicon nitride layer is used as one of the constituent layers of the intermediate layer laminate, and the effects of the present invention are brought about by this silicon nitride.

 このため、窒化ケイ素を、例えば発熱へンドの保護層
としてそれと同等に用いられている酸化ケイ素、シリコ
ンカーバイド等に変えたときには1本発明所定の効果は
実現しない。
For this reason, when silicon nitride is replaced with silicon oxide, silicon carbide, etc., which are equivalently used as a protective layer of a heat generating end, for example, the desired effects of the present invention cannot be achieved.

また、特開昭55−154186号公報、同55−77
584号公報には、多結晶シリコン薄+1fi以外の発
熱体層を用いる場合ではあるが、発熱体層と保護層との
間に窒化ケイ素層を介在させた例が記載されている。 
しかし、酸化ケイ素を主成分とする層を積層せず窒化ケ
イ素層のみを介在する場合には、ヘッド寿命の向上効果
は不十分である。
Also, JP-A-55-154186, JP-A-55-77
Publication No. 584 describes an example in which a silicon nitride layer is interposed between the heat generating layer and the protective layer, although a heat generating layer other than polycrystalline silicon thin +1fi is used.
However, when only a silicon nitride layer is interposed without laminating a layer containing silicon oxide as a main component, the effect of improving head life is insufficient.

これらのことは、後記実験例で明白になるであろう。These matters will become clear in the experimental examples described later.

■ 発明の具体的構成 以下本発明の発熱ヘッドを詳細に説明する。■Specific structure of the invention The heat generating head of the present invention will be explained in detail below.

本発明の発熱ヘッドにおいて、その基板は、アルミナ等
のセラミックス等を用いればよく、通常は、平板状、柱
状等の形状を有する。
In the heat generating head of the present invention, the substrate may be made of ceramic such as alumina, and usually has a shape such as a flat plate or a column.

このような基板上に設けられるグレーズ層は、通常のカ
ラス質から形成すればよい。 なお、グレーズ層は、通
常の場合と同様、基板」−のほぼ全域に亘って設けられ
、またその厚さは15〜200μmとすればよく、さら
にはガラス質を含むペーストないしスラリーから常法に
従いスクリーン印刷法、ディンプ法等により形成すれば
よい。
The glaze layer provided on such a substrate may be formed from a normal glass material. Note that the glaze layer is provided over almost the entire area of the substrate as in the usual case, and its thickness may be 15 to 200 μm. It may be formed by a screen printing method, a dipping method, or the like.

・方、グレーズ層トには発熱体層が配置される。 発熱
体層としては、種々の方法によって形成した多結晶シリ
コン薄膜であってもよいが、その特性J−Gからは、公
知の化学気相成長法に従い形成されたシリコン多結晶薄
膜であることが好ましい。 また、この多結晶シリコン
7X1膜中には、P、As、B、Sb等の不純物が10
0重量%程度以下の範囲で含まれていてもよい。 そし
て、その抵抗は2 X I O−’〜5X10−3Ωc
m程度とすればよい。 さらに、多結晶シリコン薄膜発
熱体層は基板上に所定の形状で1つのみ設けられていて
もよいが、通常は、例えば平行細条状となるように、多
数分離されて所定の配列で設けられるものであり、その
厚みは091〜5gmとするのが一般的である。
- On the other hand, a heating element layer is arranged on the glaze layer. The heating element layer may be a polycrystalline silicon thin film formed by various methods, but its characteristics J-G indicate that it is a silicon polycrystalline thin film formed according to a known chemical vapor deposition method. preferable. In addition, impurities such as P, As, B, and Sb are contained in this polycrystalline silicon 7X1 film by 10%.
It may be contained in a range of about 0% by weight or less. And its resistance is 2 X I O-'~5X10-3Ωc
It may be about m. Furthermore, although only one polycrystalline silicon thin film heating element layer may be provided on the substrate in a predetermined shape, it is usually separated into multiple layers and provided in a predetermined arrangement, for example, in the form of parallel strips. The thickness is generally 0.91 to 5 gm.

この所定の形状と所定の配列を有する多結晶シリコン薄
膜発熱体層には、一対のリート層が接続される。 リー
ド層としては、各種高融点金属から、種々の方法に従い
薄膜として形成すればよいが、タングステン、モリブデ
ン、あるいはこれらの合金、さらにはタングステンシリ
サイド、モリブデンシリサイド等から構成することが好
ましい。 この場合、リード層は多結晶シリコン薄膜発
熱体層の下層に位置してもよいが、通常はその上層に積
層される方が好ましい。 また、リード層の厚みは、概
ね0.5〜2μmとすればよい。
A pair of REET layers are connected to this polycrystalline silicon thin film heating element layer having a predetermined shape and a predetermined arrangement. The lead layer may be formed as a thin film from various high-melting point metals according to various methods, but it is preferably formed from tungsten, molybdenum, or alloys thereof, tungsten silicide, molybdenum silicide, or the like. In this case, the lead layer may be located below the polycrystalline silicon thin film heating element layer, but it is usually preferable that it be laminated above the polycrystalline silicon thin film heating element layer. Further, the thickness of the lead layer may be approximately 0.5 to 2 μm.

さらに、このような積層体の上面のほぼ全域にに1って
、最1:層として、保護層が設けられている。 この保
護層は、発熱用抵抗層およびリード層の、感熱紙摺接に
伴う摩耗等を防11−するものであって、通常は、ホウ
化リン、窒化ケイ素、醇化ケイ素、シリコンカーバイド
等から構成したり、あるいは下層として酸化ケイ素層、
11層としてホウ化リン層を有する2層構成々すること
が好ましい。 また、保護層の厚みは、概ね0.5〜−
μmとすればよい。
Furthermore, a protective layer is provided as the first layer over almost the entire upper surface of such a laminate. This protective layer prevents the heat-generating resistance layer and the lead layer from abrasion caused by contact with thermal paper, and is usually composed of phosphorus boride, silicon nitride, silicon chloride, silicon carbide, etc. or a silicon oxide layer as an underlying layer,
A two-layer structure having a phosphorus boride layer as the eleventh layer is preferable. In addition, the thickness of the protective layer is approximately 0.5 to -
It may be expressed as μm.

このような前提の下で、本発明にあっては、第1図に示
されるように、少なくとも一方のリーI・層51.53
のシリコン発熱体層4の発熱部側の端部近傍において、
最J一層保護層6と多結晶シリコン?1し膜発熱体層4
との間に、窒化ケイ素からなる層71と酸化ケイ素を主
成分とする層75とのそれぞれ少なくとも一層からなる
積層体7を介在させる。
Under such a premise, in the present invention, as shown in FIG.
In the vicinity of the end of the silicon heating element layer 4 on the heating part side,
Most J-layer protective layer 6 and polycrystalline silicon? 1 Membrane heating element layer 4
A laminate 7 consisting of at least one layer each of a layer 71 made of silicon nitride and a layer 75 mainly made of silicon oxide is interposed between the two.

この場合、窒化ケイ素からなる層71は、通常はSi3
N4の組成を有するものであるが、このSi2N3、S
iNの組成を有していてもよく、あるいはこれら量論組
成から偏倚したものであってもよく、さらにはこれらの
混合組成てあってもよい。 また、この窒化ケイ素層の
厚みとしては、100〜8000人、特に500〜30
00人であればよい。
In this case, the layer 71 made of silicon nitride is typically Si3
It has a composition of N4, but this Si2N3, S
It may have a composition of iN, or it may have a composition that deviates from these stoichiometric compositions, or it may have a mixed composition of these. The thickness of this silicon nitride layer is 100 to 8000, especially 500 to 30.
00 people is enough.

一方、酸化ケイ素を主成分とする層75は、グレーズ層
3やシリコン発熱体層6と熱膨張率の近いもので形成す
れば、本発明の効果はより一層大きくなるものであり、
このような成分としては酸化ケイ素あるいはリンを含有
する醇化ケイ素層か特に好ましい。
On the other hand, if the layer 75 mainly composed of silicon oxide is formed of a material having a coefficient of thermal expansion similar to that of the glaze layer 3 and the silicon heating element layer 6, the effects of the present invention will be even greater.
As such a component, a silicon oxide layer or a phosphorus-containing silicon oxide layer is particularly preferable.

このようにそれぞれ一層以上の酸化ケイ素を主成分とす
る層75と窒化ケイ素からなる層71との積層体7の厚
みの総和は概ね3ルm程度以下とすることが好ましい。
As described above, it is preferable that the total thickness of the laminate 7 of one or more of the layers 75 mainly composed of silicon oxide and the layer 71 made of silicon nitride is about 3 m or less.

このような積層体7は、少なくとも一方のリード層にお
ける多結晶シリコン薄膜発熱体層4の発熱部側端部上方
に位置する所定領域において、保護層6と発熱体層4と
の間に存在すれば十分であり、従って、例えば発熱体層
をグレーズ層」−にqi行細条状に設けるような場合に
は、第2図に示されるように、細条状の発熱体層4の長
さ方向全域に亘って積層体7を設けてもよく、一方のリ
ード層51の端部に対応する領域の近傍のみに部分的に
積層体7を設けてもよい。 なお、細条状発熱体層4の
幅方向については、積層体7はその幅と対応する幅で相
互に分離して設けてもよいが、通常は連続して、没ける
ことになる。
Such a laminate 7 is present between the protective layer 6 and the heat generating layer 4 in a predetermined region located above the heat generating part side end of the polycrystalline silicon thin film heat generating layer 4 in at least one lead layer. Therefore, when the heating element layer is provided in qi rows of strips on the glaze layer, for example, as shown in FIG. The laminate 7 may be provided over the entire direction, or the laminate 7 may be provided partially only in the vicinity of the region corresponding to the end of one lead layer 51. Note that in the width direction of the strip-shaped heating element layer 4, the laminates 7 may be provided separated from each other by a width corresponding to the width thereof, but usually they are continuous and sink.

なお、4−記において、一方のリート層と称するのは、
前記したところから明らかなように、通常は、印加電圧
に対し負側として使用するリード層である。 しかし、
本発明は、このような場合のみに限られず、リード層間
に高周波通電を行なう場合においても、一定の効果を′
ガ現するものである。
In addition, in section 4-, one REIT layer is referred to as
As is clear from the above, the lead layer is usually used as a negative side with respect to the applied voltage. but,
The present invention is not limited to such cases, but can also achieve certain effects when high-frequency current is applied between lead layers.
It is something that appears.

なお、このような積層体7は、第2図に示されるように
、保護層6下面と多結晶シリコン薄膜発熱体層4上面と
に直接接するように介在させるものであり、窒化ケイ素
からなる層71および酸化ケイ素を主成分とする層75
はそれぞれ1層以」二あれば十分であり、その数および
積層順には制限はない。 ただ第3図(a)〜(C)の
ように、窒化ケイ素からなる層71の−1一層および/
または下層に酸化ケイ素を主成分とする層75を積層し
、窒化ケイ素層71が酸化ケイ素を主成分とする層8を
介して、保護層6の下面および/または発熱体層4の−
h面等と接するようにするのが通常である。
Note that, as shown in FIG. 2, such a laminate 7 is interposed so as to be in direct contact with the lower surface of the protective layer 6 and the upper surface of the polycrystalline silicon thin film heating element layer 4, and is a layer made of silicon nitride. 71 and a layer 75 mainly composed of silicon oxide
It is sufficient that each layer has one or more layers, and there are no restrictions on the number or the order of lamination. However, as shown in FIGS. 3(a) to (C), the -1 layer of the layer 71 made of silicon nitride and/or
Alternatively, a layer 75 mainly composed of silicon oxide is laminated as a lower layer, and the silicon nitride layer 71 is applied to the lower surface of the protective layer 6 and/or the heating element layer 4 via the layer 8 mainly composed of silicon oxide.
Usually, it is in contact with the h-plane, etc.

このような構造からなる本発明の発熱ヘッド1は1通常
以下のようにして製造される。 例えば−に2第1の態
様においては公知の方法に従い、基板2」−にグレーズ
層3を形成する。 その後、公知の方法に準し、多結晶
シリコン薄膜発熱体層4、リート層51.53を形成す
る。
The heat generating head 1 of the present invention having such a structure is usually manufactured in the following manner. For example, in a first embodiment, a glaze layer 3 is formed on a substrate 2 according to a known method. Thereafter, polycrystalline silicon thin film heating element layer 4 and REIT layers 51 and 53 are formed according to a known method.

次いで、所定の形状に窒化ケイ素からなる層71と酸化
ケイ素を主成分とする層75との積層体7を形成する。
Next, a laminate 7 of a layer 71 made of silicon nitride and a layer 75 mainly made of silicon oxide is formed in a predetermined shape.

 この場合窒化ケイ素からなる層71の形成は、通常、
シリコンナイトライドをターゲットとするRFスパッタ
リングや、塩化ケイ素、あるいはシランとアンモニアを
ソースとし、N2 +H21f?z合ガスをキャリヤと
する公知の化学気相成長法等に基づき行なえばよい。 
また、酸化ケイ素を主成分とする層8の形成は、公知の
いずれの方法に従ってもよい。 この後、保護層6を形
成し、本発明の発熱ヘッド1が製造されることになる。
In this case, the formation of the layer 71 made of silicon nitride is usually
RF sputtering targeting silicon nitride, silicon chloride, or silane and ammonia as a source, N2 + H21f? This may be carried out based on a known chemical vapor deposition method using a z mixture gas as a carrier.
Further, the layer 8 containing silicon oxide as a main component may be formed by any known method. After this, the protective layer 6 is formed, and the heat generating head 1 of the present invention is manufactured.

IV 発明の具体的効果 本発明の発熱ヘンドは、少なくとも一方のリード層の発
熱部側の端部の上方または下方の所定領域において、保
護層と多結晶シリコン薄膜発熱体層との間に、窒化ケイ
素からなる層71と醇化ケイ素を主成分とする層75と
の積層体7を設けるので、前記のようなヘッドの長期使
用に伴う感熱紙摺接にもとづくアルカリ分の侵入がυ1
除され、カチオン過剰層形成による悪影響か格段と減少
し、また、前記のような段差の存在による感熱紙摺接の
際のリード層端部近傍に加わる外部応力が緩和し、その
結果、発熱体層の抵抗劣化、積層構造の剥離、破壊等が
格段と減少し、へy トの寿命はきわめて長いものとな
る。
IV. Specific Effects of the Invention The heat generating end of the present invention has a nitride layer between the protective layer and the polycrystalline silicon thin film heat generating layer in a predetermined region above or below the end of at least one lead layer on the heat generating part side. Since the laminated body 7 of the layer 71 made of silicon and the layer 75 mainly composed of silicon fertilized is provided, the intrusion of alkali components due to contact with thermal paper during long-term use of the head as described above is prevented by υ1.
The negative effects caused by the formation of an excessive cation layer are significantly reduced, and the external stress applied near the end of the lead layer when bonding with thermal paper due to the presence of the step mentioned above is alleviated, and as a result, the heating element The resistance deterioration of the layers, peeling and destruction of the laminated structure are significantly reduced, and the lifespan of the heat sink is extremely long.

本発明者は、本発明の効果を確認するため種々実験を行
なった。 以下にその1例を示す。
The inventor conducted various experiments to confirm the effects of the present invention. An example is shown below.

実験例 基板2として300mmX 300mm、厚さ2II1
mの98%アルミナを用い、その−面上にNa、K、C
aを総計0.1重量%含むガラス質かうなる80gm厚
のグレーズ層3を形成した。
Experimental example board 2: 300mm x 300mm, thickness 2II1
Using 98% alumina of m, Na, K, and C are placed on the -
A glassy glaze layer 3 containing a total of 0.1% by weight and having a thickness of 80 gm was formed.

次いで、化′f気相成長法に従い、基板を850°Cに
保持し、ソースとしてシランとジポラン、キャリヤガス
として水素を用い、ポロン1重量%を含む1μm厚の多
結晶シリコン薄膜を波箔し、写真食刻法により、間隔3
0pLmで、1100p幅の千行細条状の複数個の多結
晶シリコン薄11り発熱体層4を形成した。 この後、
このにに1.5トm厚のW薄膜を被着し、やはり写真食
刻法により、上記各細条状発熱体層4トにおいて、その
中央部に100X230ルmの窓が形成されるようにし
て、Wリード層51.53を形成した。 しかる後、化
学気相成長法に従い、ソースとしてジボランとボスフィ
ンを用い、水素をキャリヤとして、反応温1m 850
°Cで2gm厚のリン化ホウ素薄1模(B13P2)を
上面全域に形成して、保護層6とし、第1図に示される
従来技術に属する発熱ヘッド(ヘッドA)を作成した。
Next, a 1 μm thick polycrystalline silicon thin film containing 1% by weight of poron was corrugated using silane and diporane as sources and hydrogen as a carrier gas, using the chemical vapor phase growth method while holding the substrate at 850°C. , by photoetching, the interval 3
At 0 pLm, a plurality of thin polycrystalline silicon heating element layers 4 were formed in the form of a thousand rows of strips each having a width of 1100 p. After this,
A 1.5 m thick W thin film was applied to this, and a window of 100 x 230 m was formed in the center of each of the four strip-shaped heating element layers by photolithography. Then, W lead layers 51 and 53 were formed. After that, according to the chemical vapor deposition method, diborane and bosphin were used as sources, hydrogen was used as a carrier, and the reaction temperature was 1 m 850
A thin boron phosphide pattern 1 (B13P2) with a thickness of 2 gm was formed over the entire upper surface at °C to form the protective layer 6, and a heat generating head (head A) belonging to the prior art shown in FIG. 1 was created.

次に、やはり比較のため、発熱体層4−F面全域に亘っ
て、化学気相成長法により1トm厚のSi3N4薄Mを
形成した他は、上記と全く同様にして比較用ヘッドBを
作成した。
Next, for comparison, a comparative head B was prepared in exactly the same manner as above, except that a 1 tm thick Si3N4 thin film was formed over the entire surface of the heating element layer 4-F by chemical vapor deposition. It was created.

これに対し、下記第1表に示されるような窒化ケイ素層
71.酸化ケイ素75を発熱体層4と保護層6との間に
介在させた他は、上記ヘット1と同様にして、本発明の
ヘッドC,Dを作成した。
On the other hand, silicon nitride layer 71. as shown in Table 1 below. Heads C and D of the present invention were produced in the same manner as the above head 1 except that silicon oxide 75 was interposed between the heating element layer 4 and the protective layer 6.

なお、窒化ケイ素層は、ソースとしてシラン、アンモニ
ア、キャリヤとして水素を用い、850°Cの反応温度
で化学気相成長させたものであり、また酸化ケイ素はス
パツクにより形成したものである。
The silicon nitride layer was formed by chemical vapor phase growth at a reaction temperature of 850° C. using silane and ammonia as a source and hydrogen as a carrier, and the silicon oxide layer was formed by spatter.

各ヘッドに感熱紙を摺接しながら、20 m5ecの間
隔で3 m5ecのパルス通電をくりがえした。
Pulse energization of 3 m5ec was repeated at intervals of 20 m5ec while the thermal paper was in sliding contact with each head.

106回通電後0抵抗値変化率を第1表に示す。Table 1 shows the 0 resistance value change rate after 106 times of energization.

第1表に示される結果から、本発明の効果があきらかで
ある。
From the results shown in Table 1, the effects of the present invention are clear.

第1表 介 在 さ せ た 層 本 抵抗値変化へラド グレ
ーズ層上 保護層下 (%)B 5j3N4 5 (0,2ルm) 本介在させた層が複数あるときには七に記した層が];
層として位置する。
Table 1 Intervening Layer Main Resistance Value Change Above Glaze Layer Below Protective Layer (%) B 5j3N4 5 (0.2 m) When there are multiple interposed layers, the layer described in 7] ;
Located as a layer.

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

第1図は従来の多結晶シリコン薄膜発熱体層を有する発
熱ヘッドの断面図であり、第2図は本発明の発熱ヘッド
の実施例を示す断面図であり、第3図(a)〜(c)は
、それぞれ本発明における窒化ケイ素からなる層と酸化
ケイ素からなる層との積層例を示す断面図である。 符号の説明 1、to・・・発熱ヘッド、 2・・・基板、3・・・グレーズ層、 4・・・多結晶シリコン薄膜発熱体層、51.53・・
・リード層、 6・・・保護層、7・・・積層体、 71・・・窒化ケイ素からなる層、 75・・・酸化ケイ素を含む主成分とする滑出願人 テ
ィーディーケイ株式会社 FIG、1 0 FIG、2
FIG. 1 is a sectional view of a heat generating head having a conventional polycrystalline silicon thin film heating element layer, FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the heat generating head of the present invention, and FIGS. c) is a sectional view showing an example of stacking a layer made of silicon nitride and a layer made of silicon oxide in the present invention. Explanation of symbols 1, to...Heating head, 2...Substrate, 3...Glaze layer, 4...Polycrystalline silicon thin film heating element layer, 51.53...
・Lead layer, 6... Protective layer, 7... Laminate, 71... Layer made of silicon nitride, 75... Slipper whose main component includes silicon oxide Applicant TDC Co., Ltd. FIG, 1 0 FIG, 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板]二にグレーズ層を有し、当該グレーズ層」
二に多結晶シリコン薄膜発熱体層と、当該シリコン薄膜
発熱体層に通電するための一玄4のリード層とを有し、
当該一対の1,1− V層]141隙+141を含んで
発熱体層には発熱部か形成され、さらに最−に層として
保護層を有する発熱へ・ンド゛であって、少なくとも一
力のリード層の発熱部(+111の端部近傍において、
上記発熱体層と」−配係り隻層との間に、窒化ケイ素か
らなる層と酩イヒケイ素を主成分とする層とをそれぞれ
少なくとも1層有することを特徴とする発熱へ・ンド゛
(1) Substrate] having a glaze layer on the second side, the glaze layer
Second, it has a polycrystalline silicon thin film heating element layer and a lead layer of 4 parts for supplying electricity to the silicon thin film heating element layer,
A heat generating part is formed in the heat generating layer including the pair of 1,1-V layers] 141 gap + 141, and furthermore, the heat generating body layer has a protective layer as the last layer, and has at least one force. The heat generating part of the lead layer (near the end of +111,
A heat generating device comprising at least one layer made of silicon nitride and a layer mainly composed of silicon nitride between the heat generating layer and the manipulating layer.
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