JPS6277476A - 保護膜及びその製造法 - Google Patents
保護膜及びその製造法Info
- Publication number
- JPS6277476A JPS6277476A JP21617585A JP21617585A JPS6277476A JP S6277476 A JPS6277476 A JP S6277476A JP 21617585 A JP21617585 A JP 21617585A JP 21617585 A JP21617585 A JP 21617585A JP S6277476 A JPS6277476 A JP S6277476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective film
- resistance
- wear
- amorphous compound
- thermal head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electronic Switches (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (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〕
本発明は耐摩耗性保護族及びその製造法に関し、特にサ
ーマルヘッド用耐摩耗性保護膜及びその製造法に関する
。
ーマルヘッド用耐摩耗性保護膜及びその製造法に関する
。
ファクシミリ、コンピュータ端末、ワードプ四セッサ、
記録計等における出力方式には、その一つとして、感熱
プリンターが用いられており、その印字素子としてサー
マルヘッドが採用されている。第１図は、このサーマル
ヘッドの基本構造を ・□示す図である。第１図にお
いて、１は表面に蓄熱 ′用グレーズ層を有する磁気
基板である。この磁気 □基板１０表面には抵抗発熱
体層２が設けられてお ：す、この抵抗発熱体層２０
表面の両端には通電の 、まためのリード層３，３が
設けられている。さらに ・□抵抗発熱体層２及びリ
ード層３．３の表面には、感熱紙との摺接により抵抗発
熱体層２’Ｐリ一ド層 □３．３が摩耗、破損するの
を防止するために、保ｆｉ＃４が最上層として設けられ
ている。このよう ：な構造を有するサーマルヘッド
においては、使用に隙してリード層３，３間に通電する
ことにより抵抗発熱体層２が発熱し、この熱が保護層４
を介して感熱紙上に達することによって感熱記録が行わ
れる仕組みになっている。
記録計等における出力方式には、その一つとして、感熱
プリンターが用いられており、その印字素子としてサー
マルヘッドが採用されている。第１図は、このサーマル
ヘッドの基本構造を ・□示す図である。第１図にお
いて、１は表面に蓄熱 ′用グレーズ層を有する磁気
基板である。この磁気 □基板１０表面には抵抗発熱
体層２が設けられてお ：す、この抵抗発熱体層２０
表面の両端には通電の 、まためのリード層３，３が
設けられている。さらに ・□抵抗発熱体層２及びリ
ード層３．３の表面には、感熱紙との摺接により抵抗発
熱体層２’Ｐリ一ド層 □３．３が摩耗、破損するの
を防止するために、保ｆｉ＃４が最上層として設けられ
ている。このよう ：な構造を有するサーマルヘッド
においては、使用に隙してリード層３，３間に通電する
ことにより抵抗発熱体層２が発熱し、この熱が保護層４
を介して感熱紙上に達することによって感熱記録が行わ
れる仕組みになっている。
ところで、このようなサーマルヘッドの保護層において
は、高い硬度と耐摩耗性と耐熱性とを有し、その結果、
長期間にわたる摺接及び長期間にわたる発熱に対して充
分にその機能を発揮できることが要求される。
は、高い硬度と耐摩耗性と耐熱性とを有し、その結果、
長期間にわたる摺接及び長期間にわたる発熱に対して充
分にその機能を発揮できることが要求される。
しかしながら、このような厳しい条件に充分滴定すべき
程度に対応できる保護層材料はなかった。
程度に対応できる保護層材料はなかった。
従来から使用されているものは’ｒａ２ｏ５やＳｉＣな
どであるが、Ｔａ２０５は硬度耐摩耗性の点で劣る。ま
たＳｉＣは高い硬度を有するが、じん性がなく耐クラツ
ク性が低い。またＳｉＯ２も検討されたことがあるが感
熱紙と反応したり、また感光紙との摩擦係数が高くステ
ィッキング等のトラブルを起こすので使用されていない
。
どであるが、Ｔａ２０５は硬度耐摩耗性の点で劣る。ま
たＳｉＣは高い硬度を有するが、じん性がなく耐クラツ
ク性が低い。またＳｉＯ２も検討されたことがあるが感
熱紙と反応したり、また感光紙との摩擦係数が高くステ
ィッキング等のトラブルを起こすので使用されていない
。
さらに、夏期や雨期のような高湿度環境においてはアル
カリイオンが保護膜を通して発熱層へ侵入することがあ
り、すぐれた保護膜の１つとされているＳｉＣでは十分
に対処できない。一方、５ｉ−０−Ｂ系の保護膜も提案
されているがホウ素は非常に高価な材料である。
カリイオンが保護膜を通して発熱層へ侵入することがあ
り、すぐれた保護膜の１つとされているＳｉＣでは十分
に対処できない。一方、５ｉ−０−Ｂ系の保護膜も提案
されているがホウ素は非常に高価な材料である。
本発明の目的は、耐摩耗性、耐湿性、耐熱性及び耐クラ
ツク性に優れた保護膜を提供することにある。本発明の
他の目的は、特にサーマルヘッドにおける上記の優れた
特性を有する保Ｍ＆ａを、提供することにある。
ツク性に優れた保護膜を提供することにある。本発明の
他の目的は、特にサーマルヘッドにおける上記の優れた
特性を有する保Ｍ＆ａを、提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記保６隻膜を１造する方
法を提供することにある。
法を提供することにある。
保−展における成分に関して、一般にＳＩ が多いと
クラック強度が大きくなるが絶縁性の面からはあまり多
量であってはならない。一方、耐摩耗性の面からはＴｉ
及びＮが多い程良い。従ってＴｌ ／ ８１ ｓ Ｎ
／ Ｓ’ はそれぞれα２以上とする。
クラック強度が大きくなるが絶縁性の面からはあまり多
量であってはならない。一方、耐摩耗性の面からはＴｉ
及びＮが多い程良い。従ってＴｌ ／ ８１ ｓ Ｎ
／ Ｓ’ はそれぞれα２以上とする。
又、水素の含有量も少なくとも２Ｘとすれば耐摩耗性が
良くなる。同時に窒素の存在により耐湿性が改善され、
アルカリイオンに対する抵抗性が増す。一方、Ｔｉ／Ｓ
ｉ及びＮ／Ｓｉ がそれぞれ１０及びｔ５を超えると
じん性を欠き、クラックが生じる。また水素については
、含有率が高い程クラック強度が大きくなるが、逆に摩
耗率が増大するので約２２％を限界とする。
良くなる。同時に窒素の存在により耐湿性が改善され、
アルカリイオンに対する抵抗性が増す。一方、Ｔｉ／Ｓ
ｉ及びＮ／Ｓｉ がそれぞれ１０及びｔ５を超えると
じん性を欠き、クラックが生じる。また水素については
、含有率が高い程クラック強度が大きくなるが、逆に摩
耗率が増大するので約２２％を限界とする。
以上のことから、本発明の耐摩耗性保護膜は、Ｓｆ、Ｔ
ｉ及びＮを主成分とし且つ、Ｓｉ に対するＴｉ 及
びＮの原子比が ０．２≦Ｔｉ ／ Ｓｉ ≦ｔ Ｏ α２≦Ｎ ／ Ｓ ｉ ≦１５ の＆′ＩＪ、囲にあるアモルファス化合物より成る。
ｉ及びＮを主成分とし且つ、Ｓｉ に対するＴｉ 及
びＮの原子比が ０．２≦Ｔｉ ／ Ｓｉ ≦ｔ Ｏ α２≦Ｎ ／ Ｓ ｉ ≦１５ の＆′ＩＪ、囲にあるアモルファス化合物より成る。
また、本発明の耐摩耗性保護膜は、前記三成分に加えて
Ｉ−１５〜３０Ｘを含有せしめることによりクラック強
度が増す。
Ｉ−１５〜３０Ｘを含有せしめることによりクラック強
度が増す。
また、本出願の第三の発明である保麹膜の製造法は、Ｓ
ｉＨ４、Ｎ２、団、及びＴｉＣ１４を原料ガス源に使用
して、プラズマＣＶＤ法によって成膜することを％徴と
する。
ｉＨ４、Ｎ２、団、及びＴｉＣ１４を原料ガス源に使用
して、プラズマＣＶＤ法によって成膜することを％徴と
する。
本発明の保護膜の最大の特長は、Ｔｉ 、 Ｎを含有せ
しめたことたより従来のものに比してクラック強度が大
幅に増大されたことである。Ｔｉの含有率に対するクラ
ック強度及び摩耗率の変化を第２図に示す。このクラッ
ク強度は、前述のように、Ｈを含有することによってよ
り一層増大する。
しめたことたより従来のものに比してクラック強度が大
幅に増大されたことである。Ｔｉの含有率に対するクラ
ック強度及び摩耗率の変化を第２図に示す。このクラッ
ク強度は、前述のように、Ｈを含有することによってよ
り一層増大する。
また、本発明の保護膜においては、Ｔｉ、Ｎ及びＨを含
有する構成であるから、充分な電気絶縁性を有するとい
う利点もある。
有する構成であるから、充分な電気絶縁性を有するとい
う利点もある。
さらに、本発明の保護族は高温高湿下においても上記の
特性が損われないが、これは主に窒素を含有しているた
めと考えられる。
特性が損われないが、これは主に窒素を含有しているた
めと考えられる。
以上のように、本発明の保ｇｂは耐摩耗性にすぐれ、絶
縁性に優れ、さらに耐湿性に優れてアルカリイオンバリ
ヤーとしても作用することが分った。
縁性に優れ、さらに耐湿性に優れてアルカリイオンバリ
ヤーとしても作用することが分った。
以下、本発明の詳細な説明する。
初めに、本発明の保護族を形成すべきサーマルヘッドの
発熱体部を、以下のように形成する。
発熱体部を、以下のように形成する。
まず、蓄熱用グレーズ層を設けた厚さ１ｆｉの３００ｍ
ｉＸ２（）ｗ＊のフルミナ基板上に、ｐｏｌｙ Ｓｉの
３元化合物薄膜抵抗発熱体層を３０００人の厚さに形成
する。次に、この発熱体層の上部両端に厚さ［１，７μ
ｍのＡｕ電極を通電のためのリード層として形成し、さ
らに、これらの最上層として、本発明の保護膜を次のよ
うにして厚さ５μｍに形成する。
ｉＸ２（）ｗ＊のフルミナ基板上に、ｐｏｌｙ Ｓｉの
３元化合物薄膜抵抗発熱体層を３０００人の厚さに形成
する。次に、この発熱体層の上部両端に厚さ［１，７μ
ｍのＡｕ電極を通電のためのリード層として形成し、さ
らに、これらの最上層として、本発明の保護膜を次のよ
うにして厚さ５μｍに形成する。
保ａ膜の形成
本発明の保護膜は気相成長法（プラズマＣＶＤ法）やス
パッタリング法などにより成膜できるが、好ましくは前
者を用いる。
パッタリング法などにより成膜できるが、好ましくは前
者を用いる。
平行平板形のプラズマＣＶＤ法により、上記の如く形成
した下地デバイスの上に保護膜を成膜した。成膜条件は
次の通りであった。
した下地デバイスの上に保護膜を成膜した。成膜条件は
次の通りであった。
ガス７０−
５ｌ）（４１０〜１［＋［Ｉ ＳＣＣＭＮ２
５０〜５００ ＳＣＣＭＮＨ３１０〜１ｏｏ
ＳＣ０Ｍ ＴｉＣ１４５＋−５０ＳＣＣＭ 電力密度 ０．５〜１Ｗ／ｃｍ２圧 力
０．１〜ｔ ５ Ｔｏｒｒ温
度 ２５０〜５００ ℃こうして
得られた椋々の組成の保護膜を有するサーマルヘッド用
印字髪累（ドツト）について試験を行った。
５０〜５００ ＳＣＣＭＮＨ３１０〜１ｏｏ
ＳＣ０Ｍ ＴｉＣ１４５＋−５０ＳＣＣＭ 電力密度 ０．５〜１Ｗ／ｃｍ２圧 力
０．１〜ｔ ５ Ｔｏｒｒ温
度 ２５０〜５００ ℃こうして
得られた椋々の組成の保護膜を有するサーマルヘッド用
印字髪累（ドツト）について試験を行った。
一般にサーマルヘッドの耐クラツク性を簡単に知る方法
は、ステップストレステストである。この方法では、発
熱抵抗体に一定時間印加する電圧を次第に太きくしなが
ら発熱抵抗体の抵抗変イヒを測定して耐摩耗性保護膜の
クラックに伴なう大きな抵抗変化から耐摩耗性保護膜の
耐クラツク性を評価する。テストに用いた方法は次の通
りである。
は、ステップストレステストである。この方法では、発
熱抵抗体に一定時間印加する電圧を次第に太きくしなが
ら発熱抵抗体の抵抗変イヒを測定して耐摩耗性保護膜の
クラックに伴なう大きな抵抗変化から耐摩耗性保護膜の
耐クラツク性を評価する。テストに用いた方法は次の通
りである。
すなわち、走査動１印字時ｒＨｊ １０ ｍ ｓｅｃす
、上、走置線分割数Ｂ４８分割、データ転送周波数Ｉ
ＭＢ２、データ転送量２４８（Ｂ４Ｍ８）、印字電圧１
８．０〜２ｔＤＶ印字牟２０ Ｘ及び走行距離３０ｉ、
である。発熱抵抗体の寸法は、１隅１３０μｍ、長さ２
８０μｍである。
、上、走置線分割数Ｂ４８分割、データ転送周波数Ｉ
ＭＢ２、データ転送量２４８（Ｂ４Ｍ８）、印字電圧１
８．０〜２ｔＤＶ印字牟２０ Ｘ及び走行距離３０ｉ、
である。発熱抵抗体の寸法は、１隅１３０μｍ、長さ２
８０μｍである。
、 前記ステップストレステストにおいて、クラックの
生じた発熱抵抗体当りの印加電力（ワット／ドツト）を
もってクラック強度とする。また、印字濃夏最大におけ
る印加電力で記録紙を走行させた場合、記録紙の走行距
離で耐摩耗性保護膜の摩耗深さを除した値（μｍ／―）
をもって摩耗率とする。
生じた発熱抵抗体当りの印加電力（ワット／ドツト）を
もってクラック強度とする。また、印字濃夏最大におけ
る印加電力で記録紙を走行させた場合、記録紙の走行距
離で耐摩耗性保護膜の摩耗深さを除した値（μｍ／―）
をもって摩耗率とする。
第２図は、本発明の耐摩耗性保護膜を用いたサーマルヘ
ッドの摩耗率とクラック強度のＴｉ に対する依存性
を示したものである。この結果かられかるように、Ｔｉ
の含有率が３Ｘ以上になればクラック分度は大幅に改
善され、且つ摩耗率はＴｉの含有率にあまり左右されな
かった。
ッドの摩耗率とクラック強度のＴｉ に対する依存性
を示したものである。この結果かられかるように、Ｔｉ
の含有率が３Ｘ以上になればクラック分度は大幅に改
善され、且つ摩耗率はＴｉの含有率にあまり左右されな
かった。
また、第３図は、上記サーマルヘッドの摩耗率とクラッ
ク＠度の水素（ただしＸ／（３＋Ｘ）Ｘ１００％で表示
）に対する偵存性を示したものである。水素の値ととも
にクラック強度は急激に数隻される。
ク＠度の水素（ただしＸ／（３＋Ｘ）Ｘ１００％で表示
）に対する偵存性を示したものである。水素の値ととも
にクラック強度は急激に数隻される。
次に、ｔ＆にタングステンを用い、それに本発明の保ｄ
Ｉ展を５μｍの厚さにかぶせて６０℃、９０％ＲＨの条
件下に試験を行ったところ、Ｓｉ１に対するＮの原子比
がα２以上あれば、２５０時間以上にわたって！極の腐
食も保護膜のはがれも生じなかった。
Ｉ展を５μｍの厚さにかぶせて６０℃、９０％ＲＨの条
件下に試験を行ったところ、Ｓｉ１に対するＮの原子比
がα２以上あれば、２５０時間以上にわたって！極の腐
食も保護膜のはがれも生じなかった。
以上のように、本発明は、Ｓｉ、７’ｉ％Ｎ、Ｈのアモ
ルファス合金組成を制御することによりすぐれた保護膜
を提供し得たものである。
ルファス合金組成を制御することによりすぐれた保護膜
を提供し得たものである。
ｔ？、１図はサーマルヘッドの基本構造を示す断面図、
第２図はＴｉ の含有率が保ａ膜に与える影響を示す
グラフ、第３図はＨの含有率が保々族に与える影響を示
すグラフである。
第２図はＴｉ の含有率が保ａ膜に与える影響を示す
グラフ、第３図はＨの含有率が保々族に与える影響を示
すグラフである。
Claims (3)
- （１）Ｓｉ、Ｔｉ及びＮを主成分とするアモルファス化
合物より成り、Ｔｉ及びＮが原子比で表わしてＳｉ １
に対してそれぞれ０．２〜１．５及び０．２〜１．０の
範囲にある耐摩耗性保護膜。 - （２）Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎ及びＨを主成分とするアモルファ
ス化合物より成る特許請求の範囲第１項記載の保護膜。 - （３）プラズマＣＶＤチャンバーに、ＳｉＨ＿４を１０
〜１００ＳＣＣＭ、Ｎ＿２を５０〜５００ＳＣＣＭ、Ｎ
Ｈ＿３を１０〜１００ＳＣＣＭ及びＴｉＣｌ＿４を５〜
５０ＳＣＣＭの流量で流しながら、電力密度０．５〜１
Ｗ／ｃｍ＾２、圧力０．１〜１．５Ｔｏｒｒ及び温度２
５０〜５００℃の条件で成膜する耐摩耗性保護膜の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21617585A JPS6277476A (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 保護膜及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21617585A JPS6277476A (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 保護膜及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6277476A true JPS6277476A (ja) | 1987-04-09 |
Family
ID=16684461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21617585A Pending JPS6277476A (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 保護膜及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6277476A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021339A (ja) * | 1988-03-28 | 1990-01-05 | Toshiba Corp | 耐熱性絶縁基板、サーマルヘッドおよび感熱記録装置 |
| US5119112A (en) * | 1988-03-28 | 1992-06-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heat-resistant insulating substrate, thermal printing head, and thermographic apparatus |
| JP2006303536A (ja) * | 2006-07-18 | 2006-11-02 | Tokyo Electron Ltd | バリヤメタル層及びその形成方法 |
-
1985
- 1985-10-01 JP JP21617585A patent/JPS6277476A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021339A (ja) * | 1988-03-28 | 1990-01-05 | Toshiba Corp | 耐熱性絶縁基板、サーマルヘッドおよび感熱記録装置 |
| US5119112A (en) * | 1988-03-28 | 1992-06-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Heat-resistant insulating substrate, thermal printing head, and thermographic apparatus |
| JPH0575590B2 (ja) * | 1988-03-28 | 1993-10-20 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| JP2006303536A (ja) * | 2006-07-18 | 2006-11-02 | Tokyo Electron Ltd | バリヤメタル層及びその形成方法 |
| JP4640281B2 (ja) * | 2006-07-18 | 2011-03-02 | 東京エレクトロン株式会社 | バリヤメタル層及びその形成方法 |
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