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JPS6013282B2 - thermal head - Google Patents
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JPS6013282B2 - thermal head - Google Patents

thermal head

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Publication number
JPS6013282B2
JPS6013282B2 JP52129486A JP12948677A JPS6013282B2 JP S6013282 B2 JPS6013282 B2 JP S6013282B2 JP 52129486 A JP52129486 A JP 52129486A JP 12948677 A JP12948677 A JP 12948677A JP S6013282 B2 JPS6013282 B2 JP S6013282B2
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thermal head
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sputtering
molybdenum
substrate
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利民 原
昌久 福井
義章 白戸
芳興 櫨本
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は棚化モリブデン薄膜を有するサーマルヘッドさ
らにはその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thermal head having a shelved molybdenum thin film and to a method for manufacturing the same.

熱印字記録に用いられるサーマルヘッドは例えばガラス
のような電気的な絶縁性と平滑面とを有する基板上に複
数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電力を供給する
ための電気導体とを設け、記録すべき情報に従って必要
な熱パターンが得られるように、対応する発熱抵抗体に
電気導体を介して電流を流して発熱させ、記録媒体に接
触することにより記録を行なうものである。
A thermal head used for thermal print recording includes a plurality of heating resistors on a substrate having electrical insulation and a smooth surface, such as glass, and an electric conductor for supplying power to the heating resistors. Recording is performed by applying a current to the corresponding heat-generating resistor through an electric conductor to generate heat so as to obtain a necessary thermal pattern according to the information to be recorded, and bringing the heat-generating resistor into contact with the recording medium.

そこに用いられる発熱抵抗体としては、従来窒化タンタ
ル〜ニクロム等の薄膜発熱抵抗体、銀−パラジウム等を
用いた厚膜発熱抵抗体、シリコン半導体を用いた半導体
発熱抵抗体がある。このうち薄膜発熱抵抗体を用いたサ
ーマルヘッドは厚膜発熱抵抗体「半導体発熱抵抗体等と
比較して熱応答性がよく耐熱性、耐熱衝撃性に優れ、寿
命が長く、信頼性が高い等の特徴を有している。この薄
膜発熱抵抗体としては、従来、窒化タンタルが比較的耐
熱性に優れ、信頼性も高く、又固有抵抗値も250〜3
00〃Q伽と比較的高い値で製造の制御性もよいためト
特に多く用いられている。しかる窒化タンタルは約30
000以上の高温に対しては急激に酸化されその抵抗値
が急激に増加し、記録紙に印字する場合、印字濃度を劣
化させる欠点がある。
Heat generating resistors used therein include conventional thin film heat generating resistors such as tantalum nitride to nichrome, thick film heat generating resistors using silver-palladium, etc., and semiconductor heat generating resistors using silicon semiconductor. Among these, thermal heads using thin-film heating resistors have better thermal response, superior heat resistance and thermal shock resistance, longer lifespan, and higher reliability than thick-film heating resistors (semiconductor heating resistors, etc.). Conventionally, tantalum nitride has been used as a thin film heating resistor, which has relatively excellent heat resistance, high reliability, and has a specific resistance value of 250 to 3.
It is particularly widely used because it has a relatively high value of 00〃Q, and the controllability of manufacturing is good. However, tantalum nitride is about 30
When exposed to high temperatures of 0.000 or higher, it is rapidly oxidized and its resistance value increases rapidly, which has the disadvantage of deteriorating print density when printing on recording paper.

一般にはこの欠点を補うために酸化シリコン(Si02
)の耐酸化保護層を設け更にその上に酸化タンタル(T
a2Q)の耐摩耗層を設けてサーマルヘッドとして使用
しているが、サーマルヘッドを長時間駆動させた時の抵
抗変化は少〈なく、なお十分満足できるものではなかっ
た。特に近年高速サーマルヘッドの要求が増加しつつあ
るためヘッドの通電パルス中を短か〈して感熱嫌氏を発
色させる必要があり、従って電力は従来より増加するこ
とになり、発熱抵抗体はさらに高温になるから寿命はよ
り短かくなる。そのため、さらに耐熱性のある発熱抵抗
体が要求されている。本発明は上記の点を改良して、酸
化されにくく抵抗値が安定な薄膜発熱抵抗体を有するサ
ーマル4ヘッドを提供することを目的とし、その特徴と
するところは、薄膜発熱抵抗体として棚化モリブデンを
使用したサーマルヘッド、前記発熱体を覆う保護膜との
組合せ、さらには前託薄膜発熱抵抗体の製造方法にある
。以下、図面を参照しながら詳細に説明する。
Generally, silicon oxide (Si02) is used to compensate for this drawback.
) is provided with an oxidation-resistant protective layer of tantalum oxide (T
A2Q) was provided with an abrasion resistant layer and used as a thermal head, but the change in resistance when the thermal head was driven for a long time was not small and was still not fully satisfactory. In particular, as the demand for high-speed thermal heads has increased in recent years, it is necessary to shorten the energizing pulse of the head to generate color in the heat-sensitive material, which means that the power consumption is higher than before, and the heat-generating resistor is even more expensive. The lifespan will be shorter due to higher temperatures. Therefore, there is a demand for a heating resistor with even higher heat resistance. The present invention aims to improve the above points and provide a thermal 4 head having a thin film heating resistor that is resistant to oxidation and has a stable resistance value. The present invention includes a thermal head using molybdenum, a combination with a protective film covering the heating element, and a method for manufacturing a thin film heating resistor. A detailed description will be given below with reference to the drawings.

第1図は本発明に適用するサーマルヘッドの形状例の要
部断面図である。同図中の亀はセラミックスガラスある
いは「グレーズドセラミツクスのような電気的な絶縁物
で形成された基板である。2は棚化モリブデンの薄膜発
熱抵抗体である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an example of the shape of a thermal head applied to the present invention. The tortoise in the figure is a substrate made of an electrical insulator such as ceramic glass or glazed ceramics. 2 is a thin film heating resistor made of shelved molybdenum.

3は該薄膜発熱抵抗体に電力を供給するための電気導体
で、アルミニュゥム、金等の電気良導体で形0成されて
いる。
Reference numeral 3 denotes an electric conductor for supplying power to the thin film heating resistor, which is made of a good electric conductor such as aluminum or gold.

又4は薄膜発熱抵抗体及び電気導体の保護層で、例えば
電子ビーム蒸着、スパッタ一等によって作製した酸化シ
リコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タ
ンタル等、あるいはこれ等を縫合せた多層構成が用いら
れ、これによってサーマルヘッドの寿命を一層長くする
ことができる。棚化モリブデンの薄膜発熱抵抗体の製造
は電子ビーム蒸着、スパッタリングいずれも可能であり
、電子ビーム蒸着での製造は、棚化モリブデンの粉末を
約100kg′の以上の圧力でプレスして、タブレット
を作り1×10‐4Tonの高真空度で、あらかじめ一
定温度に保った基板上に蒸着させることができる。
4 is a protective layer for the thin film heating resistor and electric conductor, for example, silicon oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, etc. produced by electron beam evaporation, sputtering, etc., or a multilayer structure made by sewing these together. This makes it possible to further extend the life of the thermal head. A thin-film heat generating resistor made of shelved molybdenum can be manufactured by both electron beam evaporation and sputtering.For production by electron beam evaporation, shelved molybdenum powder is pressed at a pressure of about 100 kg' or higher to form a tablet. Using a high vacuum of 1×10-4 tons, it can be deposited onto a substrate that has been kept at a constant temperature in advance.

一方スパッタリングで作製するときにはターゲットに棚
化モリブデンを使う方法と、棚素と金属モリブデンを同
時にターゲットとする方法と、金属モリブデンのみをタ
ーゲットとして活性スパッタリングを行う方法とがある
。棚化モリブデンをターゲットとする場合、例えば石英
皿等の上に棚化モリブデンを粉末の状態もしくはプレス
した状態で置くことによりターゲットとして用いること
もできるが、あらかじめ1100qo以上の真空ホット
プレスにより暁結させたターゲットを使用する方が、ス
パッタリングの制御は行いやすい。また棚素と金属モリ
ブデンを同時にターゲットとする場合には棚素と金属モ
リブデンを混合するか、又は一方を他方に埋め込んだり
表面の一部に配置したりして、行うことができる。いず
れの場合にも1×10‐3〜5×10‐ITomのアル
ゴン雰囲気で行うのがよく、好ましくは1×10‐汀o
n〜1×10‐ITorrがよい。また活性スパッタリ
ングを行う場合には金属モリブデン板などの金属単体を
ターゲットとして、アルゴン、ジボランの混合ガス雰囲
気中で行ない、その時のガス圧はアルゴンとジボランの
全ガス圧1×10‐汀on〜5×10‐ITorrで好
ましくは、1×10‐2Tom〜5×10‐汀orrで
ジボランは全圧力の1〜10%で好ましくは2〜6%が
よい。またスパッタリング中、あるいは電子ビーム蒸着
中に於いて200午C〜〜500℃の基板加熱を行うこ
とによって基板に対して棚化モリブデンの密着性が向上
し、又膜の安定性に効果がある。さらにまたスパッタリ
ング、あるいは電子ビーム蒸着の後で200℃〜65ぴ
0の温度で真空中、大気中又はアルゴンガス等の雰囲気
中で熱処理を行うことにより必要な抵抗値にコントロー
ルすることができ、しかもサーマルヘッドとして使用す
る場合の安定性も増加するため寿命に対して効果がある
。熱処理温度は200qo以下では抵抗値変化は非常に
少ないために長時間の熱処理時間が要求され、一方65
0℃以上では抵抗値の変化が急激に起こったり又ガラス
等の基板では使用できなくなるなどの使用上の制約或い
は制御の困難さのため熱処理温度は200℃〜650℃
が望ましい。このようにして得られた棚化モリブデンの
サーマルヘッドは酸化されにくくて安定で、従来の窒化
タンタルを用いたサーマルヘッドの使用電力限界が最大
17〜18W/めであったのに対して、最大20〜21
wノ孫の電力供給に対しても十分使用できる。このこと
は、発熱抵抗体に大きな電力を印加して高温とする高速
印字用のサーマルヘッドにも好適である。さらにこの棚
化モリブデン薄膜低抗体の固有抵抗値は100〃○肌〜
5×1ぴ仏Q仇と広い範囲の中から選択できるので高抵
抗値に設定すれば発熱させるための電流は少なくてすみ
、電極を薄く作製することができるので製造工程が簡単
になり凹凸が少なくなるため摩耗に対しても強くなる。
また電極部の抵抗の影響による薄膜発熱抵抗体の発熱量
も無視できる。次に実施例に塞いて説明する。
On the other hand, when manufacturing by sputtering, there are a method using shelved molybdenum as a target, a method using shelved molybdenum and metal molybdenum as targets at the same time, and a method using active sputtering using only metal molybdenum as a target. When using shelved molybdenum as a target, for example, it can be used as a target by placing the shelved molybdenum in a powder state or pressed state on a quartz dish, etc., but it is possible to use it as a target by placing the shelved molybdenum in a powdered or pressed state on a quartz dish, etc. It is easier to control sputtering if a target is used. In addition, when shelving elements and metal molybdenum are targeted at the same time, the shelving elements and metal molybdenum can be mixed, or one can be embedded in the other or placed on a part of the surface. In either case, it is best to carry out in an argon atmosphere of 1 x 10-3 to 5 x 10-ITom, preferably 1 x 10-ITom.
n to 1×10-ITorr is preferable. In addition, when active sputtering is performed, a single metal such as a metal molybdenum plate is used as a target in a mixed gas atmosphere of argon and diborane, and the gas pressure at that time is 1 × 10 - 5 on - 5 x 10-ITorr, preferably 1 x 10-2 Tom to 5 x 10-ITorr, and diborane is 1 to 10% of the total pressure, preferably 2 to 6%. Furthermore, heating the substrate to 200° C. to 500° C. during sputtering or electron beam evaporation improves the adhesion of the shelved molybdenum to the substrate and is effective in improving the stability of the film. Furthermore, after sputtering or electron beam evaporation, the resistance value can be controlled to the required value by performing heat treatment at a temperature of 200°C to 65°C in vacuum, air, or an atmosphere such as argon gas. It also increases stability when used as a thermal head, which has an effect on longevity. When the heat treatment temperature is 200qo or less, the change in resistance value is very small, so a long heat treatment time is required;
Heat treatment temperature is set at 200°C to 650°C due to usage restrictions such as rapid change in resistance value or unavailability of use with substrates such as glass at 0°C or higher, or difficulty in control.
is desirable. The shelved molybdenum thermal head obtained in this way is stable and difficult to oxidize, and the power usage limit of the conventional thermal head using tantalum nitride was 17 to 18 W/m, while the maximum power consumption was 20 W/m. ~21
It can also be used to supply power to W's grandchildren. This is also suitable for a thermal head for high-speed printing, in which a large amount of power is applied to the heating resistor to raise the temperature to a high temperature. Furthermore, the specific resistance value of this shelved molybdenum thin film low antibody is 100〃○ skin~
You can choose from a wide range of 5 x 1 resistance, so if you set it to a high resistance value, you will need less current to generate heat, and the electrodes can be made thinner, which simplifies the manufacturing process and eliminates unevenness. Because it is less, it is also more resistant to wear.
Furthermore, the amount of heat generated by the thin film heating resistor due to the influence of the resistance of the electrode portion can be ignored. Next, the explanation will be based on examples.

実施例 1 あらかじめ十分に洗浄されたグレーズドセラミツクス基
板に1300午○でホットプレスした棚化モリブデン(
MOB)〔米国ペントロン社製純度99%〕をターゲッ
トとして、高周波2極スパッタで、アルゴンのトータル
圧力5×10‐2Tmr、基板加熱温度20000の条
件にて1000Aの厚さの発熱体を作製した。
Example 1 Shelf molybdenum (molded molybdenum) was hot-pressed at 1300 pm on a glazed ceramic substrate that had been thoroughly cleaned in advance.
MOB) [manufactured by Pentron, USA, purity 99%] as a target, a heating element with a thickness of 1000 A was produced by high frequency bipolar sputtering under conditions of a total argon pressure of 5 x 10-2 Tmr and a substrate heating temperature of 20,000.

この固有抵抗値は約350仏○伽でこの時の面積抵抗は
約350′口であった。この上にチタンを10A、アル
ミニウムを1.5仏川電子ビームで蒸着した後、選択エ
ッチングで4本/帆の分解館をもつサーマルヘッドA,
.を形成した。次いで該サーマルヘッドA,.に保護層
として電子ビーム蒸着により酸化タンタルを膜厚6一の
蒸着したサーマルヘッドA,2、酸化アルミニウムを膜
厚8rの蒸着したサーマルヘッドA,3、酸化マグネシ
ウムを膜厚5ムの黍着したサーマルヘッドA,4、及び
酸化シリコンを膜厚1.5〆肌次いで酸化タンタルを膜
厚6rmの二層構成に蒸着したサーマルヘッドへ5を用
意した。
This specific resistance value was about 350 mm, and the area resistance at this time was about 350'. After evaporating titanium at 10A and aluminum at 1.5A using a Fukugawa electron beam, selective etching was performed on the thermal head A with a disassembly of 4 sails.
.. was formed. Then the thermal heads A, . Thermal heads A and 2 had tantalum oxide deposited to a thickness of 6mm by electron beam evaporation as a protective layer, Thermal heads A and 3 had aluminum oxide deposited to a thickness of 8mm, and magnesium oxide was deposited to a thickness of 5mm. Thermal heads A and 4 and thermal heads 5 were prepared in which silicon oxide was deposited in a two-layer structure with a film thickness of 1.5 rm, followed by tantalum oxide with a film thickness of 6 rm.

比較のために、高周波2極の反応スパッタリングによっ
てタンタルをターゲットとし、アルゴンと窒素の全圧力
が8×10‐2Torr、窒素分圧が1×10‐4To
nの条件で1000Aの厚さの窒化タンタル発熱抵抗体
のサーマルヘッドB,.を作製した。
For comparison, tantalum was targeted by high-frequency bipolar reactive sputtering, and the total pressure of argon and nitrogen was 8 × 10-2 Torr, and the partial pressure of nitrogen was 1 × 10-4 Torr.
Thermal heads B, . was created.

この薄膜をX線回折で分析したところTa2Nであった
。また面積抵抗値は240′口(固有抵抗値は240A
Q弧)であった。次いで該サーマルヘッドB,にスパッ
タリングによって6k厚の酸化タンタル保護層を設けた
ものB.2と、酸化シリコン膜を1.5山肌設け更にそ
の上に6仏肌厚の酸化タンタル膜を設けた2層構成の保
護層を有するものB3を用意した。用意されたこれらの
サーマルヘッドもこ対してパルス幅6ms50HZの繰
り返し電圧を印加し、その供給電力を3粉NこIWat
t/柵ずつ増加させて加速テスト飾ったときの抵抗変イ
ヒ率舎xloo(%)の測定結果を第2図に示す。
When this thin film was analyzed by X-ray diffraction, it was found to be Ta2N. Also, the area resistance value is 240' (specific resistance value is 240A)
Q arc). Next, a tantalum oxide protective layer with a thickness of 6k was provided on the thermal head B by sputtering. 2 and B3 having a two-layered protective layer in which a silicon oxide film was provided with a 1.5-layer thickness and a tantalum oxide film with a 6-layer thickness was further provided thereon. A voltage with a pulse width of 6 ms and 50 Hz was repeatedly applied to these prepared thermal heads, and the supplied power was increased to 3 N.
FIG. 2 shows the measurement results of the resistance change rate xloo (%) when the acceleration test was carried out by increasing the resistance by t/rail.

ここでRはテスト前の抵抗値、△Rは抵抗値の変化分で
ある。スパッタにより作製した棚化モリブデン薄膜発熱
抵抗体へ,は窒化タンタル薄膜発熱抵抗体3,.と比べ
て、単位面積当りより多くの電力を供給できる。
Here, R is the resistance value before the test, and ΔR is the change in resistance value. To the shelved molybdenum thin film heating resistor fabricated by sputtering, tantalum nitride thin film heating resistor 3, . It can supply more power per unit area.

又、保護層を設けることにより、単位面積当りに供給で
きる電力は大中に改善されるが、棚化モリブデン薄膜発
熱抵抗体は電子ビーム蒸着によって作製した酸化タンタ
ル(A,2)、酸化アルミニウム(A.3)、酸化マグ
ネシュウム(A,4)の保護層を一層使用した場合、ス
パッタリングで作製した一層の保護層を有する窒化タン
タル薄膜発熱抵抗体のサーマルヘッドB,2よりもはる
かに優れていた。又、棚化モリブデン上に酸化シリコン
と酸化タンタルの二層の保護層を設けたサーマルへッド
A,5はさらに大中に改善された。この最大供給電力の
増大は定電力駆動の場合、発熱現象にともなう発熱抵抗
体の劣化が軽減されることを意味する。
In addition, by providing a protective layer, the power that can be supplied per unit area is greatly improved, but the shelved molybdenum thin film heating resistor is made of tantalum oxide (A, 2) produced by electron beam evaporation, aluminum oxide ( A.3), when one protective layer of magnesium oxide (A,4) was used, it was much better than thermal head B,2 of tantalum nitride thin film heating resistor with one protective layer made by sputtering. . Further, thermal heads A and 5, which have two protective layers of silicon oxide and tantalum oxide on shelved molybdenum, have been further improved. This increase in the maximum power supply means that in the case of constant power driving, deterioration of the heating resistor due to heat generation phenomenon is reduced.

通常、感熱記録紙への熱エネルギー伝達に際しての供給
電力は、接触圧により異なるが大体11〜14W/ゆで
十分であるから窒化タンタル薄膜発熱抵抗体の場合は酸
化シリコンと酸化タンタルの組合せ等の二層構成の保護
層が必須のものであるのに対し、棚化モリブデン薄膜発
熱抵抗体の場合は酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸
化マグネシウム等の一層の保護層のみで十分印字でき、
二層の保護層があると更に寿命がのびることがわかる。
実施例 2 実施例1で用意したのと同じサーマルヘッドA,.に対
して保護層として酸化タンタルを膜厚6ぷのスパッタし
たサーマルヘッドん2、酸化アルミニウムを膜厚8〃肌
スパツタしたサーマルへツドん3、酸化マグネシウムを
膜厚5ム仇スパッタしたサーマルへッドん4、及び酸化
シリコン1.5〃肌次いで酸化タンタル6仏机の膜厚に
二層構成の保護層をスパッタリングで作製したサーマル
へッドん5を用意した。
Normally, the power supplied when transmitting thermal energy to thermal recording paper varies depending on the contact pressure, but approximately 11 to 14 W/boil is sufficient, so in the case of a tantalum nitride thin film heating resistor, two such as a combination of silicon oxide and tantalum oxide are used. While a layered protective layer is essential, in the case of shelved molybdenum thin film heating resistors, printing can be achieved with just one protective layer such as tantalum oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, etc.
It can be seen that having two protective layers further extends the lifespan.
Example 2 The same thermal heads A, . Thermal head 2 was sputtered with tantalum oxide to a thickness of 6 mm as a protective layer, thermal head 3 was sputtered with aluminum oxide to a thickness of 8 mm, and thermal head was sputtered with magnesium oxide to a thickness of 5 mm. A thermal head 5 was prepared by sputtering a two-layer protective layer having a thickness of 1.5 mm, 1.5 mm silicon oxide, and 6 mm tantalum oxide.

これらのサーマルヘッドについて実施例1と同じテスト
を行い抵抗変化率を測定した。その結果抵抗変化率が急
激に増加する単位面積当りの電力限界値はそれぞれA2
では180w/協、A23では18.5w′柵、A24
では18.5w′柵、A25では21w′ゆであり非常
に良好な結果を示した。保護層は電子ビーム蒸着よりス
パッタ‐で作製した方がより良い結果を示した。実施例
3 棚化モリブデンMOB〔米国ペントロン社製純度99%
〕の粉末を100kg/の以上でプレスしたタブレット
を作成し、あらかじめ充分に洗浄されたグレーズドセラ
ミック基板上に基板加熱300qo、真空度5×10‐
6Tomで1000Aの厚さに電子ビーム蒸着した。
These thermal heads were subjected to the same test as in Example 1 to measure the rate of change in resistance. As a result, the power limit value per unit area at which the rate of resistance change rapidly increases is A2.
Then 180w/Kyo, 18.5w' fence at A23, A24
It was boiled at 18.5w' for A25, and at 21w' for A25, and showed very good results. Better results were obtained when the protective layer was prepared by sputtering than by electron beam evaporation. Example 3 Shelved molybdenum MOB [manufactured by Pentron, USA, purity 99%
A tablet is made by pressing the powder at a weight of 100 kg or more, and the tablet is placed on a glazed ceramic substrate that has been thoroughly cleaned in advance at a substrate heating rate of 300 qo and a vacuum level of 5 x 10-
Electron beam evaporation was performed at 6 Tom to a thickness of 1000A.

この固有抵抗値は約800仏Q肌でこの時の面積抵抗は
約800′口であった。次にこの上にチタンを10A、
アルミニウムを1.5〃凧電子ビームにより蒸着した後
、選択エッチングにより4本/脚の分解館をもったパタ
ーンを形成してサ−マルヘツドC,.とした。このサー
マルヘッドC,.に保護層として電子ビーム蒸着により
、酸化タンタルを膜厚6仏の蒸着したサーマルヘッドC
,2、酸化アルミニウムを膜厚8仏の蒸着したサーマル
ヘッドC,3、酸化マグネシュウムを膜厚5Am蒸着し
たサーマルヘッドC,4、及び酸化シリコン1.5仏肌
次いで酸化タンタル6仏肌の二層構成に蒸着したサーマ
ルヘッドC.5を用意し、実施例1と同じテストを行っ
た。その結果、抵抗変化率が急激に増加する単位面積当
りの電力の限界値はそれぞれ、C,.では11.5w/
協、C,2では17.5w/協、C,3では18.肌/
孫、C,4では18.肌′磯、C,5では19.5w′
ゆであった。
This specific resistance value was about 800 French Q skin, and the sheet resistance at this time was about 800'. Next, add 10A of titanium on top of this.
After evaporating 1.5 mm of aluminum using a kite electron beam, a pattern with 4 holes per leg was formed by selective etching to form thermal heads C, . And so. These thermal heads C, . Thermal head C has a protective layer of tantalum oxide deposited by electron beam evaporation to a thickness of 6 mm.
, 2. Thermal head C with aluminum oxide vapor deposited to a thickness of 8 Am, 3. Thermal head C with vapor deposited magnesium oxide to a film thickness of 5 Am, 4, and two layers of silicon oxide 1.5 Am and then tantalum oxide 6 Am. Thermal head deposited on the configuration C. 5 was prepared and the same test as in Example 1 was conducted. As a result, the limit values of power per unit area at which the resistance change rate increases rapidly are C, . So 11.5w/
17.5w/Kyo, C, 2, 18. skin/
Grandson, C, 4, 18. Hada'Iso, C, 5 is 19.5w'
It was boiled.

本実施例の電子ビーム蒸着で作成した棚化モリブデン発
熱抵抗体も窒化タンタル発熱抵抗体より非常に良かった
。実施例 4 実施例3で用意したサーマルヘッドC,.に対して保護
層をスパッタ一により形成し、酸化タンタル6ぶれのサ
ーマルヘッドC22、酸化アルミニウム8仏ののサーマ
ルヘッドC23、酸化マグネシュウム5山肌のサーマル
ヘッドC松、酸化シリコン1.5rの次いで酸化タンタ
ル6仏のの二層構成としたサーマルヘッドC25を用意
した。
The shelved molybdenum heating resistor fabricated by electron beam evaporation in this example was also much better than the tantalum nitride heating resistor. Example 4 Thermal heads C, . A protective layer was formed by sputtering, thermal head C22 with 6 tantalum oxide, thermal head C23 with 8 aluminum oxide, thermal head C pine with 5 magnesium oxide, 1.5r silicon oxide, then tantalum oxide. A thermal head C25 having a two-layer structure of 6 layers was prepared.

これらのサーマルヘッドに対して実施例1と同じテスト
を行い抵抗変化率を測定した。
These thermal heads were subjected to the same test as in Example 1 to measure the rate of change in resistance.

その結果、抵抗変化率が急激に増加する単位面積当りの
電力限界値はそれぞれ、C22では18w/協、Cめで
は18.5w/磯、C24では18.5w′鰍、C褒で
は20.5w/ゆであった。実施例 5 6インチ径の金属モリブデン板をターゲットとして用い
た。
As a result, the power limit values per unit area at which the rate of resistance change rapidly increases are 18w/Kyo for C22, 18.5w/Iso for C, 18.5w for C24, and 20.5w for C. /It was boiled. Example 5 A 6 inch diameter metal molybdenum plate was used as a target.

充分に洗浄されたグレーズドセラミックス基板を400
qoに基板加熱してアルゴン、ジボラン混合ガス雰囲気
中で活性スパッタリングをおこなった。アルゴン+ジボ
ランの圧力は3.5×10‐汀orr、ジボラン分圧は
1.5×10‐4Torrで高周波2極スパッタにて1
000Aの膜厚をつけた。この固有抵抗値は800仏○
抑でこの時の面積抵抗は800/口であった。この上に
バナジウムを100A、金を1ムの電子ビームで蒸着し
た後、選択エッチングで4本/職分解能をもつサーマル
ヘッドパターンを形成した。次いで保護膜として酸化ア
ルミニウム(AI203)10り仇をスパッタで積層し
た。このサ−マルヘッドに対して実施例1と同じ加速テ
ストをおこなったところ19.0wノ柵まで抵抗変化率
は土2%以内であった。本例もまた前記比較例の窒化タ
ンタルを用いたサーマルヘッドより非常に良好な結果が
得られた。実施例 6 6インチの金属モリブデン坂上に「暁結した1′4イン
チ径のホウ素板を多数個遭いて表面積比で金属モリブデ
ン:棚素がおよそ1:1になるようにしたターゲットを
用いた。
400 thoroughly cleaned glazed ceramic substrates
The substrate was heated to qo, and active sputtering was performed in an argon and diborane mixed gas atmosphere. The pressure of argon + diborane was 3.5 x 10-orr, and the partial pressure of diborane was 1.5 x 10-4 Torr.
A film thickness of 000A was applied. This specific resistance value is 800 French○
The area resistance at this time was 800/mouth. After evaporating vanadium at 100A and gold at 1M using an electron beam, selective etching was performed to form a thermal head pattern with a resolution of 4 lines/layer. Next, 10 layers of aluminum oxide (AI203) were deposited as a protective film by sputtering. When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, the resistance change rate was within 2% up to 19.0W. This example also gave much better results than the thermal head using tantalum nitride in the comparative example. Example 6 A target was used in which a large number of 1'4-inch diameter boron plates were placed on a 6-inch metal molybdenum slope so that the surface area ratio of metal molybdenum to shelf element was approximately 1:1.

充分に洗浄されたグレーズドセラミックス基板を500
qoに基板加熱してアルゴン圧;3×10‐2Tonで
、R.F.2極でスパッタした。スパッタ率は200A
/分で4分間スパッタしたところ800Aの膜厚、固有
抵抗値は960仏○肌でこの時の面積抵抗1200′口
の薄膜発熱抵抗体が得られた。この上にチタンを10A
、アルミニウムをlrw電子ビームで蒸着した後、選択
エッチングで4本/側分解能をものサーマルヘッドパタ
ーンを形成した。次いで保護層として酸化タンタル(T
a205)10舷机をスパッタで積層した。このサーマ
ルヘツドーこ対して実施例1と同じ加速テストを行った
ところ1鋤′柵まで抵孔変化率は±2%以内で窒化タン
タルを用いたサーマルヘッドより非常に良好な結果が得
られた。実施例 7 5インチ径の石英血に棚化モリブデンの粉末を遣いでタ
ーゲットとした。
500 thoroughly cleaned glazed ceramic substrates
The substrate was heated to R.q.o. under an argon pressure of 3×10-2 Ton. F. Sputtering was performed using two electrodes. Sputter rate is 200A
Sputtering was performed for 4 minutes at a speed of 1/min to obtain a thin film heating resistor with a film thickness of 800 A, a specific resistance value of 960 mm, and a sheet resistance of 1200'. 10A titanium on top of this
After aluminum was deposited using an LRW electron beam, a thermal head pattern with a resolution of 4 lines/side was formed by selective etching. Next, tantalum oxide (T) was used as a protective layer.
a205) 10 gunwales were laminated by sputtering. When this thermal head was subjected to the same acceleration test as in Example 1, the resistance change rate was within ±2% up to one plow, which was much better than the thermal head using tantalum nitride. . Example 7 A 5 inch diameter quartz blood was targeted using shelved molybdenum powder.

十分に洗浄されたグレーズドセラミツクス基板を、基板
加熱200℃、アルゴン分圧5×10‐2Tomで高周
波2極スパッタを行った。スパッタ率を100A′mi
nで10分間スパッタしたところ固有抵抗値約350r
Qので、この時の面積抵抗約350′口の棚化モリブデ
ン薄膜発熱抵抗体が得られた。この上にチタンを100
A金をlAm電子ビームで蒸着した後、選択工ッチング
で4本ノ柳分解能をもつサーマルヘッドパターンを形成
した。次に550qCで1岬時間空気中で熱処理したと
ころ、発熱抵抗体の抵抗値は350/□から1000′
口に増大した。この発熱抵抗体上に保護膜として酸化マ
グネシウム(Mg○)を8山肌の厚さにスパッタしてサ
ーマルヘッド○,2を得た。また比較の為に上記工程か
ら熱処理を除いて得たサーマルヘッドD,.も用意した
。これらのサーマルヘッドに50HZで6Ms、14
W汎′柵の矩形波を継続して印加した時の抵抗変化率測
定結果を第3図に示す。
A thoroughly cleaned glazed ceramic substrate was subjected to high-frequency bipolar sputtering at a substrate heating temperature of 200° C. and an argon partial pressure of 5×10 −2 Tom. Sputter rate 100A'mi
After sputtering at n for 10 minutes, the specific resistance value was approximately 350r.
Therefore, a shelved molybdenum thin film heating resistor with a sheet resistance of about 350' was obtained. 100% titanium on top of this
After A-gold was deposited using a lAm electron beam, a thermal head pattern with a four-way resolution was formed by selective etching. Next, when heat treated in air at 550qC for 1 hour, the resistance value of the heating resistor changed from 350/□ to 1000'.
Enlarged in mouth. Magnesium oxide (Mg◯) was sputtered as a protective film on this heating resistor to a thickness of 8 mounds to obtain thermal heads ◯ and 2. For comparison, thermal heads D, . We also prepared 6Ms at 50Hz to these thermal heads, 14
Figure 3 shows the results of measuring the rate of change in resistance when a rectangular wave of the W-band fence was continuously applied.

1ぴ回の印加パルス回数でD,.の抵抗変化率が12%
以上であるのに対してD,2は9%であり熱処理により
抵抗変化が少なくなり安定した。
The number of applied pulses is D, . The resistance change rate is 12%
On the other hand, D,2 was 9%, and the resistance change was reduced and stabilized by heat treatment.

実施例 8 実施例7の熱処理を、Ar中65000で2時間に変え
たところ抵抗は350/0から330′口に変化した。
Example 8 When the heat treatment in Example 7 was changed to 65,000 in Ar for 2 hours, the resistance changed from 350/0 to 330'.

ここで保護膜として酸化マグネシウム(Mg0)8A凧
をスパツタしてサーマルヘッドD,3を得た。
Here, a thermal head D, 3 was obtained by sputtering magnesium oxide (Mg0) 8A kite as a protective film.

ここで実施例7と同じ耐久テストを行った。Here, the same durability test as in Example 7 was conducted.

その結果を第3図中に示すが、実施例7の例よりも良好
な結果が得られ、1×1ぴ回のパルス印加回数に於いて
も抵抗変イG率‘ま約5%だった。
The results are shown in Fig. 3, and the results were better than those of Example 7, and the resistance change G rate was approximately 5% even when the number of pulses was applied 1×1 times. .

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

第1図は本発明に係るサーマルヘッドの形状例の要部断
面図。 第2図、第3図は本発明の効果を示す特性図。1・…・
・基板、2…・・・薄膜発熱抵抗体、3・・・・・・電
0気導体、4…・・・保護層。 弟‘図 秦2図 乗る図
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an example of the shape of a thermal head according to the present invention. FIGS. 2 and 3 are characteristic diagrams showing the effects of the present invention. 1...
- Substrate, 2... Thin film heating resistor, 3... Electrical conductor, 4... Protective layer. Little brother' tu Qin 2 tu riding fig.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板と、該基板上に形成された発熱抵抗体と、該発
熱抵抗体に電力を供給する電気導体とを有するサーマル
ヘツドにおいて、発熱抵抗体が硼化モリブデンであるこ
とを特徴とするサーマルヘツド。 2 発熱抵抗体が酸化シリコン薄膜で覆われている特許
請求の範囲第1項記載のサーマルヘツド。 3 酸化タンタルの保護膜を有する特許請求の範囲第1
項または第2項記載のサーマルヘツド。 4 酸化アルミニウムの保護膜を有する特許請求の範囲
第1項または第2項記載のサーマルヘツド。 5 酸化マグネシウムの保護膜を有する特許請求の範囲
第1項または第2項記載のサーマルヘツド。 6 電子ビーム蒸着によって基板上に硼化モリブデン薄
膜を製造することを特徴とするサーマルヘツドの製造方
法。 7 200℃〜500℃の基板加熱を行いながら電子ビ
ーム蒸着を行う特許請求の範囲第6項記載の製造方法。 8 電子ビーム蒸着のあとで、200℃〜650℃で熱
処理を行う特許請求の範囲第6項または第7項記載の製
造方法。9 スパツタリングによって基板上に硼化モリ
ブデン薄膜の発熱抵抗体を製造することを特徴とするサ
ーマルヘツドの製造方法。 10 スパツタリングのターゲツトが硼化モリブデンを
ホツトプレスしたものである特許請求の範囲第9項記載
の製造方法。 11 金属モリブデンをターゲツトとし、アルゴンとジ
ボランの混合ガス雰囲気中で活性スパツタリングを行う
特許請求の範囲第9項記載の製造方法。 12 金属モリブデンと硼素とを同時にターゲツトとす
るように配置した特許請求の範囲第9項記載の製造方法
。 13 1×10^−^3Torr〜5×10^−^1T
orrのアルゴン雰囲気中でスパツタリングを行う特許
請求の範囲第9項または第10項または第12項記載の
製造方法。 14 200℃〜500℃の基板加熱を行いながらスパ
ツタリングを行う特許請求の範囲第9項ないし第13項
記載の製造方法。 15 スパツタリングのあとで、200℃〜650℃で
熱処理を行う特許請求の範囲第9項ないし第14項記載
の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A thermal head having a substrate, a heating resistor formed on the substrate, and an electric conductor for supplying power to the heating resistor, wherein the heating resistor is made of molybdenum boride. A thermal head featuring: 2. The thermal head according to claim 1, wherein the heating resistor is covered with a silicon oxide thin film. 3 Claim 1 having a tantalum oxide protective film
The thermal head according to item 1 or 2. 4. The thermal head according to claim 1 or 2, which has a protective film of aluminum oxide. 5. The thermal head according to claim 1 or 2, which has a protective film of magnesium oxide. 6. A method for manufacturing a thermal head, which comprises manufacturing a molybdenum boride thin film on a substrate by electron beam evaporation. 7. The manufacturing method according to claim 6, wherein electron beam evaporation is performed while heating the substrate at 200°C to 500°C. 8. The manufacturing method according to claim 6 or 7, wherein heat treatment is performed at 200°C to 650°C after electron beam evaporation. 9. A method for manufacturing a thermal head, comprising manufacturing a heating resistor of a thin molybdenum boride film on a substrate by sputtering. 10. The manufacturing method according to claim 9, wherein the sputtering target is hot-pressed molybdenum boride. 11. The manufacturing method according to claim 9, in which active sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of argon and diborane, using metal molybdenum as a target. 12. The manufacturing method according to claim 9, wherein metal molybdenum and boron are arranged so as to be targets at the same time. 13 1×10^-^3Torr~5×10^-^1T
13. The manufacturing method according to claim 9, 10, or 12, wherein sputtering is performed in an argon atmosphere. 14. The manufacturing method according to claims 9 to 13, wherein sputtering is performed while heating the substrate at 200°C to 500°C. 15. The manufacturing method according to claims 9 to 14, wherein a heat treatment is performed at 200°C to 650°C after sputtering.
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