Рабочий орган термопечатающей головки
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
О
О
"4
С> (л) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 3569611/10 (22) 25.03.83 (46) 15.09.92. Бюл. М 34 (72) Т.M. Зубкова, С.Н. Родионов, H.В. Кузнецов, Л.А. Сейдман, А.Е, Лихтман, НЖ Белов и А.Б. Харин (53) 53.087.6 (088.8} (56) Патент США М 4038517, кл. 346-76, 1977.
Патент США М 3973106, кл. 346-76, 1976, Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано дпя записи информации на термочувствитепьном носителе посредством термопечатающей головки (ТПГ).
Известна термопечатающая головка, рабочий орган которой выполнен на стеклянной подложке с резисторами, медными подводящими дорожками и защитным покрытием из спецстекла, представляющими собой смесь окислов А!20з; SI02; Сг20; 2гОг.
Здесь защитное покрытие хорошо согласовано с подложкой по температурному коэффициенту удлинения, поскольку сделаны из материалов, близким по составу. Подложка из стекла невысокой теплопроводности позволяет избежать отвода тепла от резисторов в сторону подложки, что снижает потребляемую мощность и степень разогрева резисторов, повышая этим долговечкость ТПГ.
Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие ТПГ, обусловленное низкой теплопроводностью стеклянной подложки, иэ-за которой тепло не успевает
БЫ 1099703 А1 (51)5 6 01 О 15/10, Н 01 1 27/00 (54)(57) РАБОЧИЙ ОРГАН ТЕРМОПЕЧАТАЮЩЕЙ ГОЛОВКИ, содержащий диэлектричес:,ую подложку с резисторами и такоподвод .щими дорожками и защитное покрытие, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости его изготовления и . в.-.;:ичения срока службы, подложка выпал ена из ситалла, а защитное покрытие — из слоев кремния, нитрида кремния и их смеси, причем верхний слой защитного покрытия выпалн",í из нитрида кремния. рассееяться от резистора, а также низкая прочность защитного покрытия и подложки, вследствие чего в процессе изготовления и эксплуатации изделия возможно его растрескивание.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по своеГ1. технической сущности и достигаемому результату является рабочий орган термопечатающей головки, содержзщий керамическую подложку с теплоиэолирующим покрытием, резисторы иэ нитрида тантала, проводники из алюминия и золота, защитное покрытие из окиси алюминия.
Теплоизолирующее покрытие снижает отвод тепла от резисторов в подложку, позволяет использовать в качестве подложки керамику, материал более дешевый, чем сапфир, и имеющий достаточно высокие механическую прочность и теппопроводность, что не ограничивает быстродействия ТПГ.
Недостатками укаэанного устройства являются повышенная трудоемкость, связанная с нанесением теплоизолирующего покрытия и сложностью получения пленок
ОКИСИ ЯЛ!0(4И! ()Л!>1 1!ЫСОКОЙ T08 >f)OC > И И Ь)3 }:. „СОСТС)й КОС) И.
ЦЕЛЬК) И"-()Г)08! Е! l!>1 (>ВЛЯЕ)СЯ СИ(1>>КЕ,:>;(С>
)-РУДОЕ})i;OrÄИ ИЭГQ (0(3/, iiил Р, .-, ;Qu > О ОQ!-Вна ГГ(Г II увели IFHL)r! 8("0 сро (а спуж(;>., Укзззннз:! Цепь дости(,>е) сгя -:,:;,„-по в известном рз()оча}л Onl- )I(8 I l il, с(>/(е()ж})}>>ЕМ ДИЭЛЕКТг)и ICÑ >/i(0 )0/ir)Q Х<С>/ (. !7!,":))Ст!)рЯI/IИ Lj ТОКO!)pС)ВС)>1Я(1(Иг.l;) до()0;;-", >л, 3 3(11) T f (0 Q П О К (3 Ы 1 И Е, > ) 0 В ) Q >!(. à Q >! )f I (. .i ; I >; i I З
ИЭ СИТЗЛГ(а, Я ЭЗВ)ИТНQQ (;) КПЫТ(18 I/!3 С )
КРЕМНИЯ }IL,)T()Иг>",,-;08;-,;),1>); —; <; (1.;, r;>.;QCI,ë ;,Пг><)— чем верхний слой Эзгвнпи о п.)к,)ып я выГIОЛ }IЕН ИЗ НИТР))ДЯ < .PQ )f!L)!l, <Г>>}(г)ОЛ}<8}(1)Е В<< "»>,(<Г«.0 > ЛГ ) 3 "<>t!, ) >, (3
ПОКг) IT})}) <И3 !!11 ГРИ r) "g >! г»СМН> (Я !.t,",.!- Q" Ilr! r (ОЛ(
Г(И IИТЬ СтQЙ!r О(,тЬ 3 >аl О НИТ>)ИД K>3814НИЯ 1!)3 (8(3(!7<)Л ООЛЕЕ Т . Ck)!)0(É! ЧЕМ О К И С Ь а) /НО}Л! И Н ) }1, /(38/) И >. Е Н И и . Г ) и КОС Г И ПОКРЫТИЯ ТЯКЖЕ СПССО()С) Р f IC)T (:.Q(»t": i . ;I 1jIL)H Ll смес;и I.,)Tpi)д<э крем(:ия с крo" е,i>, ./ТИ СЛОИ / ВЕ/(ИЧI) РЗIQ) }IДI >ЗЭ ИI)11! f :t .",Вf! Эf: 1 ) Р Ж Д >/ D 8 p K! ) I I f l Споем и f) U f! Cj >I . K 0, .,
» ", (ИБЯЯ ". 70()ОЛИ Г(!ОСТЬ i) IPQ i . (ОС i I! 3}) Ii) iQ I О ПОКРЫТИЯ, C/)8>QУ8 тРК:КС О! МСД ;; Ь, -,)О -:.. ;.-.(ЛЕСС ОСЗЖДЕ(I<) > Г)ЛЕНЯ(! v(!)Е! ) I! И".. (" < I >>:!Д>)ТЕ/>81.), >ir!i > НИТ )ИДОВ К(38МНИЯ, »f r> e it Ll! >I i.» I l и;< c-ò,-rï j > >) к 0 Г т и 0 к Г> < > т>; <> Q 1> г > ) г (ЯK 3>f 83I)fO ОСЗ>КДЕН(((<В . C, i )Q k>:3З(. . !<>(I >Q О (;OKp (тил с по ",0 >I>>!О с(Оя к()а:-,,:,,.-), Кг»ос>1>(с! сОГ/)Яс>/етс}! по тР)л()СГ)Я Г/(3! (РМУ (;03;0(! "! ;8 } ГГУ }) <3 C Lk(M P 8 >! ) Я С M <> T>) (> ll< !) 1> Q! ) П .) K P! I j "., ПОМИМО Э ГО! О С>,)тял/1 ООЛ ) t! ЗГ. (: <3.->„ЛО(рr»ВОДНОСТ!ЛО, ОптИМЗЛЬIIF3\I С !0" К}I <3рс!I j l Эг>>" (!)ект}!Вность! и Г)ь .ст()()/ -е..! )Ви(1 .;1(. Еггз О(КОЭ((>(})И ЦИ8> I ),() i)Or! ()C:г>ОДII0 С» И «=,, ) КЗ/1/С}1 ) ()ЗД, ЧТО Р /1 l 3 (<аз<3 СТЕ,I)< .), и i) ГIЯТЬ Р,IЭ Н>ИЖ8, »ЕМ ;)ИК ., / (0 ПОЗ ВО/! ЧЕ) 0>)О>)т,-;СЬ !)33 }::> <;НХ -/»7.;,;7 С!»;-", Цизльнь(к 17(i!((3>!",Ий j! Qäл()ж!", н (:! >=;; Г:,.;:,,— 1 НО СНИЭ!)В ТР>/Дое li((!СТЬ )13i ОTF!:!. >I..tl! I
pPI30 -18ГО 0(Гаl! -1 ГГ1Г, (TQI)t)Q< T>, <".1",,"; >>>с! () 1 ПОДЛО>ККИ В НЕСКО f4К Л, ЗЯТВМ С По}ЛО() ЬIO (}>()То((") - "i >) "!» >l >>Г ЩЕСТВЛЯ}от фО;)МИ >QPЗНИЕ -)ДЗ!н О>Пг-.:> ЛОГИИ PЕЭИСТО>)ОВ 1) ТОКOi>. »/l ÂÎ 3 I>!II!), ДОРОЖСК, />>К ГИВ}IЯЛ ЭОНЯ, СОДЕ Р. КЯ! >.,3 >)Ней},,v Ре - ИСТОРОВ, Ii/I tj)>!)! IQ> I:5 г)М ЭЗХП> ("Л ..(:;>1 Г> Ь Ь) r. ЛЛ-)1). /.(ЛЯ 0>30!3 f18Ч8НИЯ ВЫСОКОЙ > l! ЕЗ>.. I, (>!-.>r:QKQI<) П(3>ОИЭВО/)ИТЕЛЬНОСТИ, }ЛЗf,Q, > П> О(НОС((»,г;."-,(!)QK) )n L) COГЛЗСОВЯ«ИЯ МЗГС> Р И <ЧЛ (3 Г(ОДЛ ОЖ К и С (38(3>(f(L)M I<":j "„ (Пi TCI КI1() i(п" М I!)Cl 0>0 НИ) РИДЗ . (",8,»l!".И-: .:..:,:,,->И!. СЛОЙ. Ноf)OCPÅÄCTQCÍ}IQ ()(ТЧКД.)",...l!<(L НЗ )ОД/!О>ККУ, НапЫЛЯЛИ СМЕ(:iя;:,:,r! / cor,1з(3а Si — 7(ЭЧЛ, Процесс ряепы-! > 1 О """, .(.>.! 8 С T В i) }) Л И МЕТОДОМ ! l! >i > <Ко -(Г»с(()т! (<> ГО ИО! > }! 0> 0 ()ЯСП ЫЛЕНИЯ ИЗ :- ГНО: (7(3}!!i/t! ИСТС>ЧНИКЗ КP8}l(IÈ800}) МИ !!Онн в с ;(-.си Аг-Г.(2 }!а непс)ДВижну(о подл(,::KK v, (!()О((-;(;с начинали 13 с}леси Аг-N2 (() "/. ;), fpii агом и-". подложке осаждалась ;"f1Å,.! ) г Мг- . Н >O O (QСТQВЯ .I-!-3Iq(<»(Л ТОЛ(циЬг й,> (.Ki ) () В>,! COI и (>, г<оос Г(.!О Г .=. 4 К}КМ/Ч) ! ВТ>-,! <,У!»ЕС ГВЛ„-"<,(И 1 ПОСТЕПСННОГО .:,Лпег!) ",,,, -; .>)Л . К С)ОЛВЕ ТРС;3ЛОМУ ПОК(3Ы ,;! > ) Л »,") <) Г) С У Щ Е > } В Л Я Г! и П /! Я В }! О 8, 31< 8 f 18, " >" !,. j0 : ГЯННЯ АГ и (»1 ОГ 1О,(> (»)2 ДО 50 /о, > Г) ) Г (0 Д Д Г Р;"х Я н и и 0 > ) (Д е Г 0 Д 3 В л 8 }1 и Я (.,(:,>3 Па, Г )-)р-".цпг)алсЯ слой переменного ;:-:. >Я у 5(3(»)л. г .лой пере)ленного состава И! >! )/> Г>! » > I! i (f (Ч I i Г ОВС>3> . КОТОРОГО ОСЗЖ (, :. ),! >н т<)CО SI >!»)<< TOf>I>3(<}IQ>l 2 МКМ CO { .r;! .;,;l., ." 1;.3:ж,г}гнt)я 1 }л>(1!/
Qc"„,Q;,,. i::, «r)p;KQли протяж(
;. (;, С; «Н»: 0 >3 Н Е (Л Н Р М Б И Д С3, I ) О В ЕД 8!! И И Oð3<.!) .:.,!»QQk» и ./lÄ r? I)I)}>3I}Ы, ИЭГОТОВЛСН!. (гн . -ев::.:,»,;> Сл„;-:-;:; ()(i;r:-.8 1,С мкм и" выДержиВв;;;<) ()О г;;:.; Г><зг ее 2 I(}l òåã!(лочу(<ст})и ель ;, :,". .3, > )- .()), !!©!< И! I -!ЛЫ РЕЭИГТОPОВ ПPИ .- ОМ I!!-.>XQ/!!)/tИ ЗЯ I(). f;8))Û НО()> i}.f, Г(р и м е р . Рс)бо>ч>л(1 Орган (ПГ, Опи<; В Н; > Ь! Й В г) Р < /<) (: < ) У В (Е М Г(Р и М Е» О Е б Ы Л и Э ГО—;Q->f",8 Г)0 f.r::. .f .ej>y 1 ДС СтЗДИИ НаНЕСЕНИЯ ;;:,1((»)Г><С)ГО:)ОКГ>ЫГИЯ, (> ДЯННОМ СЛУЧаЕ ЭЗ!! t! >i >IQ8 ПОКРЫТ,,г) <3 :,(ÄQ На(-;ЕСЕ}!О На }/CT3 .:(, ВК? r! =:f) iт>1 Вf((7ГО МЯГI(8T(001(}IOI ! .-ЛСП !/)Q}!1jtl (3 ПО! ТОЯ(,})Q fit ТОКО. РЗСП ЫЛЯЛИ .:".,; (Л! <Е >yIC) )И I I Cl Ь 13 Cff ЕСИ ЯР(ОНЯ И ЗЭОТЯ Л - j Q Л / (i" I t! ) Il ".1/1 " j! ;, И I } < "; P ИДЯ К (8 >Л Н И Я И В ;"„ !Ñf:; (>(7(()пr Дг))! >>О/>УЧЕ;-Ill}I ПЛЕНКИ КРЕМ,,«, !t (;;-З „:КГ>Е(гиг Г,И >(а ВРЗО(Я(О}))У(ОСЯ Ка(; /, ь, f>з;<;0 cp(»,, (»Iы.(j») ЭЯKpепл8(-(}j Г>Г)ДЛС»! .!;Ll IÄ. РОЗИ .TQ03! )и И Тог(ОВеД>/В>ИМИ /:(;:lQ"К::::;.)»1(1, (8>K(I; 0»СЗ;! /)аí>IЯ КРЕ?ЛНИЯ: ff});- Гч,;:-,а (З .:. .: =..-: .»00 В, TQK раз()яда 1,Р А -:>г)г(Е)Ч>}Е Qj >ГОН-3 О О ПЯ, СКОраетЬ ОСаЖДЕ..". >ке >ие;8> j:.. 8! и 550 (». ток Г)азрЯДЯ 1,5 А,, }>-}.ЛЕ(>:ИГ) З(>ГОНЯ I»,(33 ((g, давпе,iие аЗОта (. " . I i: !", c f . Q Q r3 c T I. >О с 3/} . Г) е !! 1) Я 1 и ((f ) / ÷ . I >, 3!)>.((3(:>. (3сЯжденил Эа(.>(и>ного покры" -,;,:. Ч -> C» "I Р Г»; "<, .1 Гг ((С" >)у >О > > >! > ГЛ Гог» ()ЗЭ О >М, 1099703 Редактор Е.Гиринская Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л.Лукач Заказ 4061 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Сначала осаждали пленку нитрида кремния толщиной 1 мкм, затем слой кремния толщиной 2 мкм и после него опять слой нитрида кремния толщиной 1,5 мкм. В таком покрытии слой кремния выполняет роль слоя; согласующего материал подложки с верхним слоем нитрида кремния при термоциклировании. Верхний слой нитрида кремния служит износоустойчивым покрытием, обеспечивающим большой срок службы рабочего органа ТПГ. Нижний слой нитрида кремния повышает термическую стойкость ТПГ, предотвращая диффузию кремния в алюминиевые токоподводящие дорожки. Полученные образцы ТПГ выдерживали протяжку 50 км термочувствительной бумаги без изменений во внешнем виде и номиналах резисторов, В то же время снижение верхнего слоя нитрида кремния до 0,8 мкм резко ухудшило стойкость ТПГ, она не вы5 держивала протяжки 2 км бумаги. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет снизить трудоемкость изготовления рабочего органа ТПГ за 10 счет упрощения технологии изготовления подложки и увеличить срок ТПГ за счет применения более твердого защитного покрытия и согласования материалов покрытия материалом подложки по их термическому 15 удлинению, 
