JP2003080754A - サーマルヘッド及びその製造方法 - Google Patents
サーマルヘッド及びその製造方法Info
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- JP2003080754A JP2003080754A JP2001276029A JP2001276029A JP2003080754A JP 2003080754 A JP2003080754 A JP 2003080754A JP 2001276029 A JP2001276029 A JP 2001276029A JP 2001276029 A JP2001276029 A JP 2001276029A JP 2003080754 A JP2003080754 A JP 2003080754A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、共通電極を多層配線としながら、
層間絶縁層の絶縁性の信頼度が高いサーマルヘッド、及
び歩留まりの良い製造を行うことができる製造方法を提
供すること。 【解決手段】 本発明のサーマルヘッドは、保温層12
の上面に形成した導電層14、15と、この導電層1
4、15の上面に設けた層間絶縁層17、18と、この
層間絶縁層17、18の上面に設けた複数の発熱素子2
3と、少なくとも発熱素子23の上面を被覆する保護層
26とを備え、コンタクトホール19の内部で、共通電
極21が導電層15と電気的に接続されると共に発熱素
子23に接続され、層間絶縁層17、18は、異なる絶
縁性の材質からなる2層を導電層15上面に積層形成
し、発熱素子に連接する個別電極22側の領域の層間絶
縁層を、2層の上に更に絶縁性の材質からなる1層(第
3層間絶縁層)を積層して3層にした。
層間絶縁層の絶縁性の信頼度が高いサーマルヘッド、及
び歩留まりの良い製造を行うことができる製造方法を提
供すること。 【解決手段】 本発明のサーマルヘッドは、保温層12
の上面に形成した導電層14、15と、この導電層1
4、15の上面に設けた層間絶縁層17、18と、この
層間絶縁層17、18の上面に設けた複数の発熱素子2
3と、少なくとも発熱素子23の上面を被覆する保護層
26とを備え、コンタクトホール19の内部で、共通電
極21が導電層15と電気的に接続されると共に発熱素
子23に接続され、層間絶縁層17、18は、異なる絶
縁性の材質からなる2層を導電層15上面に積層形成
し、発熱素子に連接する個別電極22側の領域の層間絶
縁層を、2層の上に更に絶縁性の材質からなる1層(第
3層間絶縁層)を積層して3層にした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、感熱式プリンタ等
に用いる、共通電極を多層配線とした、サーマルヘッド
及びその製造方法に係わり、特に、層間絶縁層の絶縁性
の信頼性が高いサーマルヘッド及びその製造方法に関す
る。
に用いる、共通電極を多層配線とした、サーマルヘッド
及びその製造方法に係わり、特に、層間絶縁層の絶縁性
の信頼性が高いサーマルヘッド及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、熱転写プリンタ等に搭載される
記録ヘッドとしてのサーマルヘッドは、発熱抵抗体から
なる複数個の発熱素子を、基板上に一列に整列配置し、
印刷情報に従って、それぞれの発熱素子を選択的通電発
熱させることにより、感熱記録紙に発色記録させたり、
あるいはインクリボンのインクを溶融させて、普通紙や
OHP用紙等に転写記録する等して、各種の記録媒体に
記録を行うようになっている。
記録ヘッドとしてのサーマルヘッドは、発熱抵抗体から
なる複数個の発熱素子を、基板上に一列に整列配置し、
印刷情報に従って、それぞれの発熱素子を選択的通電発
熱させることにより、感熱記録紙に発色記録させたり、
あるいはインクリボンのインクを溶融させて、普通紙や
OHP用紙等に転写記録する等して、各種の記録媒体に
記録を行うようになっている。
【0003】このような従来のサーマルヘッドにおいて
は、放熱性基板の上面に積層された保温層の端部近傍に
凸条部を片寄らせて形成し、この保温層の上面に、共通
導電層および層間絶縁層を積層し、この層間絶縁層の上
面に、前記共通導電層とコンタクトホールを介して接続
されるとともに発熱抵抗体に通電する下層個別電極を積
層し、この下層個別電極の上面に発熱抵抗体および上層
個別電極を積層し、これらの表面を保護層で被覆してな
る、共通電極が多層化されたリアルエッジ型のサーマル
ヘッドが用いられている。
は、放熱性基板の上面に積層された保温層の端部近傍に
凸条部を片寄らせて形成し、この保温層の上面に、共通
導電層および層間絶縁層を積層し、この層間絶縁層の上
面に、前記共通導電層とコンタクトホールを介して接続
されるとともに発熱抵抗体に通電する下層個別電極を積
層し、この下層個別電極の上面に発熱抵抗体および上層
個別電極を積層し、これらの表面を保護層で被覆してな
る、共通電極が多層化されたリアルエッジ型のサーマル
ヘッドが用いられている。
【0004】このような従来のサーマルヘッドを図3に
基づいて説明すると、アルミナ等の絶縁性セラミックか
らなる放熱性基板1の表面には、ガラス等からなる保温
層2が全面に形成されている。前記放熱基板1の一端部
1a近傍には、エッチング等の手段により保温層2の凸
条部3が形成されている。
基づいて説明すると、アルミナ等の絶縁性セラミックか
らなる放熱性基板1の表面には、ガラス等からなる保温
層2が全面に形成されている。前記放熱基板1の一端部
1a近傍には、エッチング等の手段により保温層2の凸
条部3が形成されている。
【0005】前記凸条部3の上面には、Cr等の金属等
からなり、膜厚が略1μmの第1共通導電層4aと、T
aSiO2等のTaと絶縁物の混合物からなるサーメッ
ト等からなり、膜厚が略1μmの第2共通導電層4bと
が、スパッタリング等により順次積層形成されている。
からなり、膜厚が略1μmの第1共通導電層4aと、T
aSiO2等のTaと絶縁物の混合物からなるサーメッ
ト等からなり、膜厚が略1μmの第2共通導電層4bと
が、スパッタリング等により順次積層形成されている。
【0006】そして、前記第2共通導電層4bの上面
に、耐酸化性を有する合金、セラミックあるいはサーメ
ット等の耐酸化性材料からなる耐酸化マスク層を、スパ
ッタリング等により略0.2μmの膜厚で形成する。そ
して、前記耐酸化マスク層をエッチングして、放熱基板
1の一端部1a近傍の後述するコンタクトホール6の形
成位置のみに、所定の形状の耐酸化マスク層を形成す
る。この状態で、放熱基板1を略700℃の温度で全面
を熱酸化することにより、耐酸化マスク層でマスクされ
ていない部分の第2共通導電層4bの表面が、絶縁性酸
化物セラミック層となる。そして、この絶縁性酸化物セ
ラミック層により数千オングストロームの膜厚の第1層
間絶縁層5aが形成されている。
に、耐酸化性を有する合金、セラミックあるいはサーメ
ット等の耐酸化性材料からなる耐酸化マスク層を、スパ
ッタリング等により略0.2μmの膜厚で形成する。そ
して、前記耐酸化マスク層をエッチングして、放熱基板
1の一端部1a近傍の後述するコンタクトホール6の形
成位置のみに、所定の形状の耐酸化マスク層を形成す
る。この状態で、放熱基板1を略700℃の温度で全面
を熱酸化することにより、耐酸化マスク層でマスクされ
ていない部分の第2共通導電層4bの表面が、絶縁性酸
化物セラミック層となる。そして、この絶縁性酸化物セ
ラミック層により数千オングストロームの膜厚の第1層
間絶縁層5aが形成されている。
【0007】前記第1層間絶縁層5aの上面には、絶縁
性に優れたSiO2等の絶縁性セラミックからなる第2
層間絶縁層5bが積層されている。このように層間絶縁
層5a、5bを2層構造とすることにより、層間絶縁性
の信頼度をより高いものとしている。前記第2層間絶縁
層5bには、前記耐酸化マスク層が形成された部分がエ
ッチングされて、コンタクトホール6が形成され、同時
に耐酸化マスク層もエッチングされて、下層の第2共通
導電層4bが露出している。
性に優れたSiO2等の絶縁性セラミックからなる第2
層間絶縁層5bが積層されている。このように層間絶縁
層5a、5bを2層構造とすることにより、層間絶縁性
の信頼度をより高いものとしている。前記第2層間絶縁
層5bには、前記耐酸化マスク層が形成された部分がエ
ッチングされて、コンタクトホール6が形成され、同時
に耐酸化マスク層もエッチングされて、下層の第2共通
導電層4bが露出している。
【0008】前記第2層間絶縁層5bの上面には、M
o、Cr、W等の高融点金属群からなる電極材料をスパ
ツタリング等により積層することにより、コンタクトホ
ール6を介して第2共通導電層4bと接続される下層共
通電極7a、および下層個別電極8aの電極パターンが
それぞれ形成されている。そして、下層共通電極7aお
よび下層個別電極8aのそれぞれの上面には、スパッタ
リング等により、Taサーメット等からなる発熱抵抗体
9が積層されている。この発熱抵抗体9は、下層共通電
極7aと下層個別電極8aとの間に発熱素子9aが形成
され、この発熱素子9aはドットの数に応じて複数個直
線状に配列されている。更に、発熱抵抗体9の上面に
は、電力エネルギを供給するために、Al、Cu等から
なり、膜厚が略2μmの上層共通電極7b、及び上層個
別電極8bがそれぞれスパッタリング等により積層され
ている。
o、Cr、W等の高融点金属群からなる電極材料をスパ
ツタリング等により積層することにより、コンタクトホ
ール6を介して第2共通導電層4bと接続される下層共
通電極7a、および下層個別電極8aの電極パターンが
それぞれ形成されている。そして、下層共通電極7aお
よび下層個別電極8aのそれぞれの上面には、スパッタ
リング等により、Taサーメット等からなる発熱抵抗体
9が積層されている。この発熱抵抗体9は、下層共通電
極7aと下層個別電極8aとの間に発熱素子9aが形成
され、この発熱素子9aはドットの数に応じて複数個直
線状に配列されている。更に、発熱抵抗体9の上面に
は、電力エネルギを供給するために、Al、Cu等から
なり、膜厚が略2μmの上層共通電極7b、及び上層個
別電極8bがそれぞれスパッタリング等により積層され
ている。
【0009】更に、発熱抵抗体9、上層共通電極7b、
及び上層個別電極8bの上面であって、外部回路の駆動
素子を除いた位置には、酸化や摩耗を防止するためサイ
アロン等の耐酸化性で硬度の大きい材料からなり、膜厚
が略5μmの保護層10がスパッタリング等により積層
被覆されている。そして、端子メッキ処理等の後工程の
後に、放熱性基板11をダイシング加工して、ブロック
(チップ)状のサーマルヘッドが製造される。
及び上層個別電極8bの上面であって、外部回路の駆動
素子を除いた位置には、酸化や摩耗を防止するためサイ
アロン等の耐酸化性で硬度の大きい材料からなり、膜厚
が略5μmの保護層10がスパッタリング等により積層
被覆されている。そして、端子メッキ処理等の後工程の
後に、放熱性基板11をダイシング加工して、ブロック
(チップ)状のサーマルヘッドが製造される。
【0010】このような、従来のサーマルヘッドを用い
たサーマルプリンタにおいて、記録媒体が通常の記録紙
の場合には、熱転写インクリボン(図示せず)を介して
記録紙に圧接させた状態で、所定の印刷情報に基づい
て、上層個別電極8bに通電を行ない、所望の発熱抵素
子9aを発熱させることにより、インクリボンのインク
を溶融して記録紙上に転写して所望の画像印刷を行なう
ようになっている。また、記録媒体が感熱紙の場合に
は、サーマルヘッドを感熱紙に圧接して、感熱紙を発色
させて、印刷するようになっている。
たサーマルプリンタにおいて、記録媒体が通常の記録紙
の場合には、熱転写インクリボン(図示せず)を介して
記録紙に圧接させた状態で、所定の印刷情報に基づい
て、上層個別電極8bに通電を行ない、所望の発熱抵素
子9aを発熱させることにより、インクリボンのインク
を溶融して記録紙上に転写して所望の画像印刷を行なう
ようになっている。また、記録媒体が感熱紙の場合に
は、サーマルヘッドを感熱紙に圧接して、感熱紙を発色
させて、印刷するようになっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前述のような従来のサ
ーマルヘッドにおいては、第2層間絶縁層5bにエッチ
ング等を行ってコンタクトホール6を形成する際に、コ
ンタクトホール6形成部分以外の第2層間絶縁層5b
に、下層の第1層間絶縁層5aにつながる通孔が発生す
ることがある。すると、第1層間絶縁層5aは、数千オ
ングストロームと非常に薄い膜厚なので、通孔が発生し
た部分の第1層間絶縁層5aの絶縁性の信頼度が低くな
り、第2共通電極層4bと下層個別電極8aとの間でシ
ョート等の不具合が発生するおそれがあった。
ーマルヘッドにおいては、第2層間絶縁層5bにエッチ
ング等を行ってコンタクトホール6を形成する際に、コ
ンタクトホール6形成部分以外の第2層間絶縁層5b
に、下層の第1層間絶縁層5aにつながる通孔が発生す
ることがある。すると、第1層間絶縁層5aは、数千オ
ングストロームと非常に薄い膜厚なので、通孔が発生し
た部分の第1層間絶縁層5aの絶縁性の信頼度が低くな
り、第2共通電極層4bと下層個別電極8aとの間でシ
ョート等の不具合が発生するおそれがあった。
【0012】また、保温層2、及び第1、第2導電層4
b等の表面粗さが粗くて表面に突起等があると、この突
起により、第2導電層4bの上に形成する第1、第2層
間絶縁層5a、5bの耐電圧性能が低下し、実用動作電
圧の印加でも絶縁破壊が発生しやすかった。特に、上層
個別電極8bが形成された側の放熱性基板1は、面積を
大きくしているので、上層個別電極8b側の、保温層
2、第1、第2導電層4a、4b等に発生する突起の数
が、上層共通電極7bを形成する側より極端に多くな
る。そのために、第2共通導電層4bと、発熱素子9a
あるいは下層個別電極8aとの間でのショートの発生が
多くなり、サーマルヘッドの製造歩留まりが悪くなるお
それがあった。本発明は、これらの点に鑑みてなされた
ものであり、共通電極を多層配線としながら、層間絶縁
層の絶縁性の信頼度が高いサーマルヘッド、及び製造歩
留まりの良いサーマルヘッド製造方法を提供することを
目的とする。
b等の表面粗さが粗くて表面に突起等があると、この突
起により、第2導電層4bの上に形成する第1、第2層
間絶縁層5a、5bの耐電圧性能が低下し、実用動作電
圧の印加でも絶縁破壊が発生しやすかった。特に、上層
個別電極8bが形成された側の放熱性基板1は、面積を
大きくしているので、上層個別電極8b側の、保温層
2、第1、第2導電層4a、4b等に発生する突起の数
が、上層共通電極7bを形成する側より極端に多くな
る。そのために、第2共通導電層4bと、発熱素子9a
あるいは下層個別電極8aとの間でのショートの発生が
多くなり、サーマルヘッドの製造歩留まりが悪くなるお
それがあった。本発明は、これらの点に鑑みてなされた
ものであり、共通電極を多層配線としながら、層間絶縁
層の絶縁性の信頼度が高いサーマルヘッド、及び製造歩
留まりの良いサーマルヘッド製造方法を提供することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の解決手段として本発明のサーマルヘッドは、放
熱性基板の上面に形成した保温層と、この保温層の上面
に形成した導電層と、この導電層の上面に設けたコンタ
クトホールを有する層間絶縁層と、この層間絶縁層の上
面に設けた複数の発熱抵抗体と個別電極と共通電極とに
より整列形成した複数の発熱素子と、少なくとも前記発
熱素子の上面を被覆する保護層とを備え、前記共通電極
は、前記コンタクトホールの内部で前記導電層と電気的
に接続されると共に前記複数の発熱素子に接続され、前
記層間絶縁層は、異なる絶縁性の材質からなる2層を前
記導電層上面に積層形成し、前記複数の発熱素子に連接
する前記個別電極が形成された側の領域の前記層間絶縁
層を、前記2層の上に更に絶縁性の材質からなる1層を
積層して3層にした構成とした。そのために、面積の大
きな個別電極を形成した側の領域の層間絶縁層を3層構
成にすることにより、個別電極側の耐電圧性能を向上さ
せることができる。
の第1の解決手段として本発明のサーマルヘッドは、放
熱性基板の上面に形成した保温層と、この保温層の上面
に形成した導電層と、この導電層の上面に設けたコンタ
クトホールを有する層間絶縁層と、この層間絶縁層の上
面に設けた複数の発熱抵抗体と個別電極と共通電極とに
より整列形成した複数の発熱素子と、少なくとも前記発
熱素子の上面を被覆する保護層とを備え、前記共通電極
は、前記コンタクトホールの内部で前記導電層と電気的
に接続されると共に前記複数の発熱素子に接続され、前
記層間絶縁層は、異なる絶縁性の材質からなる2層を前
記導電層上面に積層形成し、前記複数の発熱素子に連接
する前記個別電極が形成された側の領域の前記層間絶縁
層を、前記2層の上に更に絶縁性の材質からなる1層を
積層して3層にした構成とした。そのために、面積の大
きな個別電極を形成した側の領域の層間絶縁層を3層構
成にすることにより、個別電極側の耐電圧性能を向上さ
せることができる。
【0014】また、前記課題を解決するための第2の解
決手段として、前記2層の前記層間絶縁層は、前記導電
層側より順番に、高融点金属サーメット膜の熱酸化膜か
らなる第1層間絶縁層と、高絶縁性セラミックからなる
第2層間絶縁層とを積層形成し、前記個別電極が形成さ
れた側の領域で前記第2層間絶縁層の上面に、高絶縁性
樹脂からなる第3層間絶縁層を積層形成した構成とし
た。そのために、面積の大きな個別電極側の領域の耐電
圧性能を、更に向上させることができる。
決手段として、前記2層の前記層間絶縁層は、前記導電
層側より順番に、高融点金属サーメット膜の熱酸化膜か
らなる第1層間絶縁層と、高絶縁性セラミックからなる
第2層間絶縁層とを積層形成し、前記個別電極が形成さ
れた側の領域で前記第2層間絶縁層の上面に、高絶縁性
樹脂からなる第3層間絶縁層を積層形成した構成とし
た。そのために、面積の大きな個別電極側の領域の耐電
圧性能を、更に向上させることができる。
【0015】また、前記課題を解決するための第3の解
決手段として、前記発熱素子は、前記第2層間絶縁層の
上面において、前記共通電極と、部分形成した第1個別
電極とにより形成され、前記発熱素子、前記共通電極、
前記第1個別電極を除く部位に、前記第3層間絶縁層を
形成し、この第3層間絶縁層の上面に、前記第1個別電
極に接続されると共に駆動素子に接続される第2個別電
極を積層形成した構成とした。そのために、第2個別電
極と導電層との間の耐電圧性能を向上させることができ
る。
決手段として、前記発熱素子は、前記第2層間絶縁層の
上面において、前記共通電極と、部分形成した第1個別
電極とにより形成され、前記発熱素子、前記共通電極、
前記第1個別電極を除く部位に、前記第3層間絶縁層を
形成し、この第3層間絶縁層の上面に、前記第1個別電
極に接続されると共に駆動素子に接続される第2個別電
極を積層形成した構成とした。そのために、第2個別電
極と導電層との間の耐電圧性能を向上させることができ
る。
【0016】また、前記課題を解決するための第4の解
決手段として、前記第1個別電極は、前記発熱素子から
200〜1000μmの範囲に部分形成した構成とし
た。
決手段として、前記第1個別電極は、前記発熱素子から
200〜1000μmの範囲に部分形成した構成とし
た。
【0017】また、前記課題を解決するための第5の解
決手段として本発明のサーマルヘッドの製造方法は、放
熱性基板の上面に形成した保温層と、この保温層の上面
に形成した導電層と、この導電層の上面に形成したコン
タクトホールを設けた層間絶縁層と、複数の発熱素子に
接続される個別電極と、前記発熱素子に接続されると共
に、前記コンタクトホールの内部で前記導電層と電気的
に接続される共通電極とを有し、第1研磨工程で前記保
温層の表面を平滑にし、平滑にした前記保温層の上面に
絶縁性のアンダーコート層を積層形成し、このアンダー
コート層の上面に高融点金属からなる第1導電層を積層
形成し、この第1導電層の上面に高融点金属サーメット
からなる第2導電層を積層形成し、第2研磨工程で前記
第2導電層の表面を平滑にし、平滑にした前記第2導電
層の上面で前記コンタクトホールの形成位置に、耐酸化
性セラミックからなる耐酸化マスク層のマスクパターン
を形成し、前記第2導電層の表面を熱酸化して前記第2
導電層の上面に絶縁性の第1層間絶縁層を形成し、第3
研磨工程で前記第1層間絶縁層の表面を平滑にし、平滑
にした前記第1層間絶縁層の上面に、前記第1層間絶縁
層と異なる材質からなる絶縁性の第2層間絶縁層を成膜
し、前記マスクパターンが形成された部分の前記第2層
間絶縁層を除去して前記コンタクトホールを形成し、前
記第2層間絶層層の上面に少なくとも前記複数の発熱素
子及び保護層を形成するような方法とした。そのため
に、保温層、第2導電層、第1層間絶縁層等の表面を研
磨工程で平滑にすることができる。
決手段として本発明のサーマルヘッドの製造方法は、放
熱性基板の上面に形成した保温層と、この保温層の上面
に形成した導電層と、この導電層の上面に形成したコン
タクトホールを設けた層間絶縁層と、複数の発熱素子に
接続される個別電極と、前記発熱素子に接続されると共
に、前記コンタクトホールの内部で前記導電層と電気的
に接続される共通電極とを有し、第1研磨工程で前記保
温層の表面を平滑にし、平滑にした前記保温層の上面に
絶縁性のアンダーコート層を積層形成し、このアンダー
コート層の上面に高融点金属からなる第1導電層を積層
形成し、この第1導電層の上面に高融点金属サーメット
からなる第2導電層を積層形成し、第2研磨工程で前記
第2導電層の表面を平滑にし、平滑にした前記第2導電
層の上面で前記コンタクトホールの形成位置に、耐酸化
性セラミックからなる耐酸化マスク層のマスクパターン
を形成し、前記第2導電層の表面を熱酸化して前記第2
導電層の上面に絶縁性の第1層間絶縁層を形成し、第3
研磨工程で前記第1層間絶縁層の表面を平滑にし、平滑
にした前記第1層間絶縁層の上面に、前記第1層間絶縁
層と異なる材質からなる絶縁性の第2層間絶縁層を成膜
し、前記マスクパターンが形成された部分の前記第2層
間絶縁層を除去して前記コンタクトホールを形成し、前
記第2層間絶層層の上面に少なくとも前記複数の発熱素
子及び保護層を形成するような方法とした。そのため
に、保温層、第2導電層、第1層間絶縁層等の表面を研
磨工程で平滑にすることができる。
【0018】また、前記課題を解決するための第6の解
決手段として、前記第2層間絶縁層は、絶縁性セラミッ
クからなる第2層間絶縁層を成膜/洗浄/成膜と分割し
て成膜するような方法とした。
決手段として、前記第2層間絶縁層は、絶縁性セラミッ
クからなる第2層間絶縁層を成膜/洗浄/成膜と分割し
て成膜するような方法とした。
【0019】また、前記課題を解決するための第7の解
決手段として、前記発熱素子は、前記第2層間絶縁層上
に形成した発熱抵抗体の上面において、前記共通電極
と、部分形成した第1個別電極により設けられ、前記発
熱素子、前記共通電極、前記第1個別電極を除く前記第
2層間絶層層の上面に絶縁性有機物からなる第3層間絶
縁層を積層形成し、この第3層間絶縁層の上面に前記第
1個別電極電極に接続する第2個別電極を積層形成する
ような方法とした。そのために、面積の大きな個別電極
側の領域の耐電圧性能を、3層構成の層間絶縁層で向上
させることができる。
決手段として、前記発熱素子は、前記第2層間絶縁層上
に形成した発熱抵抗体の上面において、前記共通電極
と、部分形成した第1個別電極により設けられ、前記発
熱素子、前記共通電極、前記第1個別電極を除く前記第
2層間絶層層の上面に絶縁性有機物からなる第3層間絶
縁層を積層形成し、この第3層間絶縁層の上面に前記第
1個別電極電極に接続する第2個別電極を積層形成する
ような方法とした。そのために、面積の大きな個別電極
側の領域の耐電圧性能を、3層構成の層間絶縁層で向上
させることができる。
【0020】また、前記課題を解決するための第8の解
決手段として、前記耐酸化マスク層と前記第2層間絶縁
層は同材料で積層形成し、前記第2層間絶縁層の一部を
削除して前記コンタクトホールを形成時に、同時に、前
記耐酸化マスク層を除去して、下地の前記第2導電層を
露出させるような方法とした。
決手段として、前記耐酸化マスク層と前記第2層間絶縁
層は同材料で積層形成し、前記第2層間絶縁層の一部を
削除して前記コンタクトホールを形成時に、同時に、前
記耐酸化マスク層を除去して、下地の前記第2導電層を
露出させるような方法とした。
【0021】また、前記課題を解決するための第9の解
決手段として、第4研磨工程で前記第2層間絶縁層の表
面を平滑にすると共に、前記コンタクトホールの穴角を
面取りするような方法とした。
決手段として、第4研磨工程で前記第2層間絶縁層の表
面を平滑にすると共に、前記コンタクトホールの穴角を
面取りするような方法とした。
【0022】また、前記課題を解決するための第10の
解決手段として、前記第1〜第4研磨工程は、コロイダ
ルシリカを含む、強アルカリ研磨液で化学研磨するよう
な方法とした。
解決手段として、前記第1〜第4研磨工程は、コロイダ
ルシリカを含む、強アルカリ研磨液で化学研磨するよう
な方法とした。
【0023】また、前記課題を解決するための第11の
解決手段として、前記第3研磨工程は、少なくとも前記
第2層間絶縁層を形成直前に行い、前記第4研磨工程
は、少なくとも前記第2層間絶縁層を形成直後に行うよ
うな方法とした。
解決手段として、前記第3研磨工程は、少なくとも前記
第2層間絶縁層を形成直前に行い、前記第4研磨工程
は、少なくとも前記第2層間絶縁層を形成直後に行うよ
うな方法とした。
【0024】また、前記課題を解決するための第12の
解決手段として、前記第2層間絶縁層、前記耐酸化マス
ク層、前記アンダーコート層は、それぞれSiO2から
なる方法とした。
解決手段として、前記第2層間絶縁層、前記耐酸化マス
ク層、前記アンダーコート層は、それぞれSiO2から
なる方法とした。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明のサーマルヘッド及
びその製造方法を、図1、図2に基づいて説明する。図
1は本発明のサーマルヘッドに関する要部断面図であ
り、図2は本発明の製造方法を説明する工程図である。
びその製造方法を、図1、図2に基づいて説明する。図
1は本発明のサーマルヘッドに関する要部断面図であ
り、図2は本発明の製造方法を説明する工程図である。
【0026】本発明のサーマルヘッドの一実施の形態を
図1に基づいて説明すると、下部には、Si基板、また
は金属基板からなる放熱性基板11が配設され、この放
熱性基板11の図示左側の一端部11a寄りに所定高さ
の凸条部11bが形成されている。そして、凸条部11
bの図示右側の、図示を省略する他端部側は、面積が大
きく形成されて、駆動素子等が搭載可能になている。ま
た、放熱性基板11の上面には、Siと遷移金属と酸素
等からなる低熱伝導性の保温層12が、スパッタ蒸着等
により略20μmの厚みに積層されている。
図1に基づいて説明すると、下部には、Si基板、また
は金属基板からなる放熱性基板11が配設され、この放
熱性基板11の図示左側の一端部11a寄りに所定高さ
の凸条部11bが形成されている。そして、凸条部11
bの図示右側の、図示を省略する他端部側は、面積が大
きく形成されて、駆動素子等が搭載可能になている。ま
た、放熱性基板11の上面には、Siと遷移金属と酸素
等からなる低熱伝導性の保温層12が、スパッタ蒸着等
により略20μmの厚みに積層されている。
【0027】そして、保温層12は、表面が平滑に仕上
げされ、この平滑な保温層12の上面には、SiO2等
からなる高絶縁性のアンダーコート層13が、スパッタ
蒸着等により、略0.5μmの厚みに積層されている。
前記アンダーコート層13の上面には、Cr等の金
属からなる高強度の第1導電層14が、スパッタ蒸着等
により0.2〜0.5μmの厚みに積属されフォトリソ
技術により、第1導電層14のパターンが形成されてい
る。前記第1導電層14の上面には、Ta−SiO2等
のサーメットからなる第2導電層15が、スパッタ蒸着
等により、略1μmの厚みに積層され、フォトリソ技術
により、前記第1導電層14のパターンを包含するよう
に、第2導電層15のパターンが形成されている。
げされ、この平滑な保温層12の上面には、SiO2等
からなる高絶縁性のアンダーコート層13が、スパッタ
蒸着等により、略0.5μmの厚みに積層されている。
前記アンダーコート層13の上面には、Cr等の金
属からなる高強度の第1導電層14が、スパッタ蒸着等
により0.2〜0.5μmの厚みに積属されフォトリソ
技術により、第1導電層14のパターンが形成されてい
る。前記第1導電層14の上面には、Ta−SiO2等
のサーメットからなる第2導電層15が、スパッタ蒸着
等により、略1μmの厚みに積層され、フォトリソ技術
により、前記第1導電層14のパターンを包含するよう
に、第2導電層15のパターンが形成されている。
【0028】また、第2導電層15は、表面が平滑に仕
上げされ、この平滑な第2導電層15の上面には、耐酸
化性を有するSiO2からなる耐酸化マスク層16が、
スパッタ蒸着等により、略0.2μmの厚みに積層さ
れ、フォトリソ技術により、後述するコンタクトホール
19の形成位置に、SiO2からなる耐酸化マスク層1
6のパターンが部分的に形成されている。そして、耐酸
化マスク層16のパターンを形成後、700〜800℃
の温度で熱酸化処理が行なうことにより、第2導電層1
5の表面と一体化した、略0.5μmの厚みの第1層間
絶縁層17が形成されている。
上げされ、この平滑な第2導電層15の上面には、耐酸
化性を有するSiO2からなる耐酸化マスク層16が、
スパッタ蒸着等により、略0.2μmの厚みに積層さ
れ、フォトリソ技術により、後述するコンタクトホール
19の形成位置に、SiO2からなる耐酸化マスク層1
6のパターンが部分的に形成されている。そして、耐酸
化マスク層16のパターンを形成後、700〜800℃
の温度で熱酸化処理が行なうことにより、第2導電層1
5の表面と一体化した、略0.5μmの厚みの第1層間
絶縁層17が形成されている。
【0029】前記第1層間絶録層17は、表面が平滑に
仕上げされ、この平滑な第1層間絶縁層17の上面に
は、高絶縁性材料のSiO2等の材料からなる第2層間
絶縁層18が、スパッタ蒸着等で略2μmの厚みに積層
され、欠陥の少ない絶縁性の信頼度の高いものとなって
いる。そして、第2層間絶縁層18には、放熱性基板1
1の一端部11a寄りの位置に、フォトリソ技術によ
り、コンタクトホール19が形成され、下地の耐酸化マ
スク層16も同時にエッチング除去されている。そのた
めに、コンタクトホール19の内部には、第2導電層1
5が露出している。
仕上げされ、この平滑な第1層間絶縁層17の上面に
は、高絶縁性材料のSiO2等の材料からなる第2層間
絶縁層18が、スパッタ蒸着等で略2μmの厚みに積層
され、欠陥の少ない絶縁性の信頼度の高いものとなって
いる。そして、第2層間絶縁層18には、放熱性基板1
1の一端部11a寄りの位置に、フォトリソ技術によ
り、コンタクトホール19が形成され、下地の耐酸化マ
スク層16も同時にエッチング除去されている。そのた
めに、コンタクトホール19の内部には、第2導電層1
5が露出している。
【0030】また、第2層間絶縁層18は、表面が平滑
に仕上げられていると共に、コンタクトホール19の穴
角が面取りされて、穴角がアール状になっている。前記
コンタクトホール19の穴角が面取りされることによ
り、後述する共通電極21の断線の発生を防止するよう
にしている。また、コンタクトホール19の内面を含む
第2層間絶縁層18の上面には、Ta−SiO2等から
なる発熱抵抗体20が、スパッタ蒸着等により、略0.
3μmの厚みに積層され、フォトリソ技術により、発熱
抵抗体20のパターンが形成されている。
に仕上げられていると共に、コンタクトホール19の穴
角が面取りされて、穴角がアール状になっている。前記
コンタクトホール19の穴角が面取りされることによ
り、後述する共通電極21の断線の発生を防止するよう
にしている。また、コンタクトホール19の内面を含む
第2層間絶縁層18の上面には、Ta−SiO2等から
なる発熱抵抗体20が、スパッタ蒸着等により、略0.
3μmの厚みに積層され、フォトリソ技術により、発熱
抵抗体20のパターンが形成されている。
【0031】また、発熱抵抗体20の上面には、高融点
金属のCr等からなる共通電極21と第1個別電極22
とが所定の隙間を有して形成されている。また、共通電
極21と第1個別電極22とに挟まれた部分の発熱抵抗
体20に、発熱素子23が形成されている。即ち、共通
電極21は、コンタクトホール19の内部で、第2導電
層15と電気的に接続されると共に複数の発熱素子23
に接続されている。前記第1個別電極22は、発熱素子
23の中心Sから寸法Aの範囲に限定して形成されてい
る。前記寸法Aは200〜1000μmの範囲である。
金属のCr等からなる共通電極21と第1個別電極22
とが所定の隙間を有して形成されている。また、共通電
極21と第1個別電極22とに挟まれた部分の発熱抵抗
体20に、発熱素子23が形成されている。即ち、共通
電極21は、コンタクトホール19の内部で、第2導電
層15と電気的に接続されると共に複数の発熱素子23
に接続されている。前記第1個別電極22は、発熱素子
23の中心Sから寸法Aの範囲に限定して形成されてい
る。前記寸法Aは200〜1000μmの範囲である。
【0032】そして、発熱素子23、共通電極21、第
1個別電極22の形成部を除く、第2層間絶縁層18の
上面には、ポリイミド樹脂等の高絶縁性樹脂からなる第
3層間絶縁層24が、2〜5μmの厚みに積層形成され
ている。即ち、複数の発熱素子23に連接する第1個別
電極22が形成された側の領域の層間絶縁層を、第1、
第2層間絶縁層17、18の上に、更に絶縁性の材質か
らなる1層を積層して3層にしている。また、第3層間
絶縁層24の上面には、電気伝導性の高いAl、Cu、
Au等からなる電極材料が、スパッタ蒸着等により、1
〜2μmの厚みに積層され フォトリソ技術により、第
2個別電極25のパターンが、第3層間絶縁層24の上
面に形成されている。
1個別電極22の形成部を除く、第2層間絶縁層18の
上面には、ポリイミド樹脂等の高絶縁性樹脂からなる第
3層間絶縁層24が、2〜5μmの厚みに積層形成され
ている。即ち、複数の発熱素子23に連接する第1個別
電極22が形成された側の領域の層間絶縁層を、第1、
第2層間絶縁層17、18の上に、更に絶縁性の材質か
らなる1層を積層して3層にしている。また、第3層間
絶縁層24の上面には、電気伝導性の高いAl、Cu、
Au等からなる電極材料が、スパッタ蒸着等により、1
〜2μmの厚みに積層され フォトリソ技術により、第
2個別電極25のパターンが、第3層間絶縁層24の上
面に形成されている。
【0033】前記第2個別電極25は、第1個別電極2
2の図示右側の端部上に一端が積層されて電気的に接続
されると共に、他端部が図示右側の面積の大きな放熱性
基板11上に延設されて、駆動素子(図示せず)及び外
部回路(図示せず)に接続されている。また、少なくと
も、発熱素子23、共通電極21、第1、第2個別電極
22、25の上面には、これらを酸化や摩耗から防止す
るためのサイアロン等からなる保護層26が、スパッタ
蒸著等により、略5μmの厚みに積層被覆されている。
2の図示右側の端部上に一端が積層されて電気的に接続
されると共に、他端部が図示右側の面積の大きな放熱性
基板11上に延設されて、駆動素子(図示せず)及び外
部回路(図示せず)に接続されている。また、少なくと
も、発熱素子23、共通電極21、第1、第2個別電極
22、25の上面には、これらを酸化や摩耗から防止す
るためのサイアロン等からなる保護層26が、スパッタ
蒸著等により、略5μmの厚みに積層被覆されている。
【0034】このような構成の本発明のサーマルヘッド
の製造方法を、図2に示す工程図に基づいて説明する。
まず、基板形成工程31において、放熱性に優れた単結
晶Siウエハ、または金属板からなる放熱性基板11の
表面には、フォトリソ技術またはプレス技術等により、
10〜100μmの高さで凸条部11bを形成する。次
に、保温層形成工程32において、放熱性基板11の上面
に、スパッタ蒸着等により、断熱性に優れたSiと遷移
金属と酸素等のスパッタ蒸着物からなる保温層12を、
略20μmの厚みに積層形成する。
の製造方法を、図2に示す工程図に基づいて説明する。
まず、基板形成工程31において、放熱性に優れた単結
晶Siウエハ、または金属板からなる放熱性基板11の
表面には、フォトリソ技術またはプレス技術等により、
10〜100μmの高さで凸条部11bを形成する。次
に、保温層形成工程32において、放熱性基板11の上面
に、スパッタ蒸着等により、断熱性に優れたSiと遷移
金属と酸素等のスパッタ蒸着物からなる保温層12を、
略20μmの厚みに積層形成する。
【0035】次に、第1研磨工程33において、保温層
12の表面を、コロイダルシリカを含む強アルカリ研磨
液で化学研磨を行い、表面の突起や異物を除去して、保
温層12の表面を平滑に仕上げる。次に、アンダーコー
ト層形成工程34において、SiO2からなるアンダー
コート層13を、保温層12の上面にスパッタ蒸着等に
より、略0.5μmの厚みに積層する。次に、第1導電
層形成工程35において、Cr、Mo等の高融点金属か
らなる第1導電層14を、アンダーコート層13の上面
にスパッタ蒸着等により、0.2〜0.5μmの厚みに
積層する。前記第1導電層14は、フォトリソ技術によ
り、所望のパターンの下層共通電極として、放熱性基板
11の外周縁より内側の範囲で略全面に形成されてい
る。
12の表面を、コロイダルシリカを含む強アルカリ研磨
液で化学研磨を行い、表面の突起や異物を除去して、保
温層12の表面を平滑に仕上げる。次に、アンダーコー
ト層形成工程34において、SiO2からなるアンダー
コート層13を、保温層12の上面にスパッタ蒸着等に
より、略0.5μmの厚みに積層する。次に、第1導電
層形成工程35において、Cr、Mo等の高融点金属か
らなる第1導電層14を、アンダーコート層13の上面
にスパッタ蒸着等により、0.2〜0.5μmの厚みに
積層する。前記第1導電層14は、フォトリソ技術によ
り、所望のパターンの下層共通電極として、放熱性基板
11の外周縁より内側の範囲で略全面に形成されてい
る。
【0036】次に、第2導電層形成工程36において、
Ta−SiO2等の高融点金属サーメットからなる第2
導電層15を、第1導電層14の上面にスパッタ蒸着等
により、略1μmの厚みに積層する。そして、第2導電
層15は、フォトリソ技術により、第1導電層14の外
形を包含するようにパターン形成して、第1導電層14
の酸化防止の役割を持たせている。次に、第2研磨工程
37において、第2導電層15の表面を、第1研磨工程
33と同じコロイダルシリカを含む強アルカリ研磨液で
化学研磨を行い、突起や異物を除去して、第2導電層1
5の表面を平滑に仕上げる。
Ta−SiO2等の高融点金属サーメットからなる第2
導電層15を、第1導電層14の上面にスパッタ蒸着等
により、略1μmの厚みに積層する。そして、第2導電
層15は、フォトリソ技術により、第1導電層14の外
形を包含するようにパターン形成して、第1導電層14
の酸化防止の役割を持たせている。次に、第2研磨工程
37において、第2導電層15の表面を、第1研磨工程
33と同じコロイダルシリカを含む強アルカリ研磨液で
化学研磨を行い、突起や異物を除去して、第2導電層1
5の表面を平滑に仕上げる。
【0037】次に、耐酸化マスク層形成工程38におい
て、SiO2からなる耐酸化マスク層16を、第2導電
層15の上面にスパッタ蒸着等により、略0.2μmの
厚みに積層する。そして、フォトリソ技術によるエッチ
ングで、放熱性基板11の一端部11a寄りでコンタク
トホール19の形成位置に、部分的に耐酸化マスク層1
6を形成する。次に、第1層間絶縁層形成工程39にお
いて、放熱性基板11の全体を酸化雰囲気中で、700
〜800℃の温度で熱酸化処理を行うことにより、第2
導電層15の表面が強制酸化されて、第2導電層15と
一体の第1層間絶縁層17が略0.5μmの厚みで形成
される。
て、SiO2からなる耐酸化マスク層16を、第2導電
層15の上面にスパッタ蒸着等により、略0.2μmの
厚みに積層する。そして、フォトリソ技術によるエッチ
ングで、放熱性基板11の一端部11a寄りでコンタク
トホール19の形成位置に、部分的に耐酸化マスク層1
6を形成する。次に、第1層間絶縁層形成工程39にお
いて、放熱性基板11の全体を酸化雰囲気中で、700
〜800℃の温度で熱酸化処理を行うことにより、第2
導電層15の表面が強制酸化されて、第2導電層15と
一体の第1層間絶縁層17が略0.5μmの厚みで形成
される。
【0038】次に、第3研磨工程40において、第1層
間絶縁層17の表面を、第2研磨工程37と同じコロイ
ダルシリカを含む強アルカリ研磨液で化学研磨を行い、
突起や異物を除去して、第1層間絶縁層17の表面を平
滑に仕上げる。次に、第2層間絶縁層形成工程41にお
いて、SiO2からなる第2層間絶縁層18を、耐酸化
マスク層16、及び第1層間絶縁層17の上面に、スパ
ッタ蒸着等により略2μmの厚みに積層形成する。前記
第2層間絶縁層18は、まず、SiO2を略1μmの厚
みに積層した所で一旦成膜を中断し、放熱性基板11を
ブラシ洗浄装置(図示せず)内を通過させて、第2層間
絶縁層18上に付着している、欠陥となる異物等を除去
する。そして、再度、SiO2を略1μmの厚みに積層
して、第2層間絶縁層18は、SiO2が略2μmの厚
みに積層形成されている。
間絶縁層17の表面を、第2研磨工程37と同じコロイ
ダルシリカを含む強アルカリ研磨液で化学研磨を行い、
突起や異物を除去して、第1層間絶縁層17の表面を平
滑に仕上げる。次に、第2層間絶縁層形成工程41にお
いて、SiO2からなる第2層間絶縁層18を、耐酸化
マスク層16、及び第1層間絶縁層17の上面に、スパ
ッタ蒸着等により略2μmの厚みに積層形成する。前記
第2層間絶縁層18は、まず、SiO2を略1μmの厚
みに積層した所で一旦成膜を中断し、放熱性基板11を
ブラシ洗浄装置(図示せず)内を通過させて、第2層間
絶縁層18上に付着している、欠陥となる異物等を除去
する。そして、再度、SiO2を略1μmの厚みに積層
して、第2層間絶縁層18は、SiO2が略2μmの厚
みに積層形成されている。
【0039】前記第2層間絶縁層18は、フォトリソ技
術により、放熱性基板11の一端部11a寄りで、コン
タクトホール19形成位置をエッチングしてコンタクト
ホール19を形成する。このコンタクトホール19を形
成するエッチングにおいて、耐酸化マスク層16も同時
にエッチングされて、コンタクトホール19の底部に
は、第2導電層15が露出する。次に、第4研磨工程4
2において、第2層間絶縁層18の表面を、第3研磨工
程40と同じコロイダルシリカを含む強アルカリ研磨液
で化学研磨を行い、突起や異物を除去して、第2層間絶
縁層18の表面を平滑に仕上げる。前記第4研磨工程4
2において、同時にコンタクトホール19の穴角が面取
りされて、例えばアール状になる。
術により、放熱性基板11の一端部11a寄りで、コン
タクトホール19形成位置をエッチングしてコンタクト
ホール19を形成する。このコンタクトホール19を形
成するエッチングにおいて、耐酸化マスク層16も同時
にエッチングされて、コンタクトホール19の底部に
は、第2導電層15が露出する。次に、第4研磨工程4
2において、第2層間絶縁層18の表面を、第3研磨工
程40と同じコロイダルシリカを含む強アルカリ研磨液
で化学研磨を行い、突起や異物を除去して、第2層間絶
縁層18の表面を平滑に仕上げる。前記第4研磨工程4
2において、同時にコンタクトホール19の穴角が面取
りされて、例えばアール状になる。
【0040】次に、発熱抵抗体形成工程43において、
Ta−SiO2等からなる発熱抵抗体20を、第2層間
絶縁層18の上面にスパッタ蒸着等により、略0.3μ
mの厚みに積層し、フォトリソ技術により、所望の抵抗
体パターンを形成する。次に、第1電極形成工程44に
おいて、高融点金属でCr等からなる共通電極21、及
び第1個別電極22を、発熱抵抗体20の上面にスパッ
タ蒸着等により、略0.1μmの厚みに積層する。前記
共通電極21、及び第1個別電極22は、フォトリソ技
術により、それぞれ所望の電極パターンが形成され、共
通電極21、及び第1個別電極22に挟まれた部分に発
熱素子23が形成される。前記第1個別電極22のパタ
ーンは、発熱素子23から、発熱素子23の中心線Sか
ら寸法Aの範囲に限定して形成している。前記寸法A
は、200〜1000μmの範囲とすることにより、顕
著に層間絶縁不良の発生率を低減している。
Ta−SiO2等からなる発熱抵抗体20を、第2層間
絶縁層18の上面にスパッタ蒸着等により、略0.3μ
mの厚みに積層し、フォトリソ技術により、所望の抵抗
体パターンを形成する。次に、第1電極形成工程44に
おいて、高融点金属でCr等からなる共通電極21、及
び第1個別電極22を、発熱抵抗体20の上面にスパッ
タ蒸着等により、略0.1μmの厚みに積層する。前記
共通電極21、及び第1個別電極22は、フォトリソ技
術により、それぞれ所望の電極パターンが形成され、共
通電極21、及び第1個別電極22に挟まれた部分に発
熱素子23が形成される。前記第1個別電極22のパタ
ーンは、発熱素子23から、発熱素子23の中心線Sか
ら寸法Aの範囲に限定して形成している。前記寸法A
は、200〜1000μmの範囲とすることにより、顕
著に層間絶縁不良の発生率を低減している。
【0041】次に、第3層間絶縁層形成工程45におい
て、感光性ポリイミド等の高絶縁性樹脂からなる第3層
間絶縁層24を、第2層間絶縁層18、共通電極21、
第1個別電極22、発熱素子23の上面に、2〜5μm
の厚みに塗布し、フォトリソ技術により、共通電極2
1、第1個別電極22、発熱素子23部を除く範囲にパ
ターンを形成する。次に、第2電極形成工程46におい
て、導電性に優れたAl、Cu、Au等からなる第2個
別電極25を、第3層間絶縁層24の上面にスパッタ蒸
着等により、1〜2μmの厚みに積層し、フォトリソ技
術により、所望のパターンに形成されて、一端部が第1
個別電極22の図示右側の端部に積層して接続すると共
に、他端部が駆動素子の実装端子や外部接続端子(図示
せず)に接続されている。次に、保護層形成工程47に
おいて、保護層26は、駆動素子や外部接続端子を除
く、放熱性基板11の略全面に、酸化や磨耗を防止する
ため、サイアロン等がスパッタ蒸着等により、略5μm
の厚みに積層被覆されている。
て、感光性ポリイミド等の高絶縁性樹脂からなる第3層
間絶縁層24を、第2層間絶縁層18、共通電極21、
第1個別電極22、発熱素子23の上面に、2〜5μm
の厚みに塗布し、フォトリソ技術により、共通電極2
1、第1個別電極22、発熱素子23部を除く範囲にパ
ターンを形成する。次に、第2電極形成工程46におい
て、導電性に優れたAl、Cu、Au等からなる第2個
別電極25を、第3層間絶縁層24の上面にスパッタ蒸
着等により、1〜2μmの厚みに積層し、フォトリソ技
術により、所望のパターンに形成されて、一端部が第1
個別電極22の図示右側の端部に積層して接続すると共
に、他端部が駆動素子の実装端子や外部接続端子(図示
せず)に接続されている。次に、保護層形成工程47に
おいて、保護層26は、駆動素子や外部接続端子を除
く、放熱性基板11の略全面に、酸化や磨耗を防止する
ため、サイアロン等がスパッタ蒸着等により、略5μm
の厚みに積層被覆されている。
【0042】以上説明したように、本発明のサーマルヘ
ッド及びその製造方法によれば、発熱素子23を放熱性
基板11の一端部11a寄りに片寄らせて形成したリア
ルエッジタイプとしても、面積を大きく形成した第1、
第2導電層14、15に共通電極21がコンタクトホー
ル19を介して接続されるため、共通電極21の抵抗値
を小さく均一化することが容易になり、共通電極21の
コモンドロップによる印字濃度ムラの発生を解消して高
印字品位とすることができる。
ッド及びその製造方法によれば、発熱素子23を放熱性
基板11の一端部11a寄りに片寄らせて形成したリア
ルエッジタイプとしても、面積を大きく形成した第1、
第2導電層14、15に共通電極21がコンタクトホー
ル19を介して接続されるため、共通電極21の抵抗値
を小さく均一化することが容易になり、共通電極21の
コモンドロップによる印字濃度ムラの発生を解消して高
印字品位とすることができる。
【0043】また、共通電極21と第1個別電極部22
とが発熱素子23を挟んで対向する部分の層間絶縁層
を、絶縁性と耐熱性および耐応力性に優れた、硬質の無
機セラミックス材料からなる2層で形成し、更に、それ
ぞれの導電層14、15及び共通電極21を、硬質な高
融点金属で膜厚を薄く形成している。そのため、プリン
タ側のプラテン(図示せず)との圧接力を高めて、放熱
性基板11の一端部11a寄りの発熱素子23及び共通
電極21に圧力を集中させても、容易に保護層26の応
力破壊が発生することがなく、本発明のサーマルヘッド
の印字寿命を長寿命にできると共に、高品質の印字品位
を得ることができる。
とが発熱素子23を挟んで対向する部分の層間絶縁層
を、絶縁性と耐熱性および耐応力性に優れた、硬質の無
機セラミックス材料からなる2層で形成し、更に、それ
ぞれの導電層14、15及び共通電極21を、硬質な高
融点金属で膜厚を薄く形成している。そのため、プリン
タ側のプラテン(図示せず)との圧接力を高めて、放熱
性基板11の一端部11a寄りの発熱素子23及び共通
電極21に圧力を集中させても、容易に保護層26の応
力破壊が発生することがなく、本発明のサーマルヘッド
の印字寿命を長寿命にできると共に、高品質の印字品位
を得ることができる。
【0044】また、本発明に係わる第2層間絶縁層18
は、成膜工程を2回に分けて、第1の成膜作業で略1μ
mの膜厚を形成し、その後表面を洗浄する。そして、第
2の成膜作業で再度略1μmの膜厚を成膜して、膜厚が
略2μmの第2層間絶縁層18を形成しているので、第
2層間絶縁層18の耐絶縁性能を向上させることができ
る。また、パターンの形成面積が最も大きい第2個別電
極25側は、突起や異物が多く、そのためにショートの
発生率が高いが、第2個別電極25側の第1第2層間絶
縁層17、18の上に、選択的に層間絶縁性に優れた有
機樹脂からなる第3層間絶縁層24を積層して、層間絶
縁層を3層に形成しているため、それぞれの導電層1
4、15と発熱素子23や第2個別電極25とが不必要
な部位でショートするのを防ぐことができる。そのため
に、製造品質および製造歩留の優れた長寿命のサーマル
ヘッドとすることができる。
は、成膜工程を2回に分けて、第1の成膜作業で略1μ
mの膜厚を形成し、その後表面を洗浄する。そして、第
2の成膜作業で再度略1μmの膜厚を成膜して、膜厚が
略2μmの第2層間絶縁層18を形成しているので、第
2層間絶縁層18の耐絶縁性能を向上させることができ
る。また、パターンの形成面積が最も大きい第2個別電
極25側は、突起や異物が多く、そのためにショートの
発生率が高いが、第2個別電極25側の第1第2層間絶
縁層17、18の上に、選択的に層間絶縁性に優れた有
機樹脂からなる第3層間絶縁層24を積層して、層間絶
縁層を3層に形成しているため、それぞれの導電層1
4、15と発熱素子23や第2個別電極25とが不必要
な部位でショートするのを防ぐことができる。そのため
に、製造品質および製造歩留の優れた長寿命のサーマル
ヘッドとすることができる。
【0045】また、複数回の研磨工程でポリッシング研
磨を行なって、それぞれの膜表面の平滑性を高め、鋭い
突起を無くしているため、電界集中による絶縁耐圧のバ
ラツキが小さくでき、実用印加電圧に対して絶縁破壊す
ることの無い、高信頼性のサーマルヘッドとすることが
できる。また、第2層間絶縁層18のコンタクトホール
19の穴角は、第4研磨工程で面取りされてアール状に
なっているため、共通電極21の断線が防止され、導電
層14、15との接続の信頼性が高められている。
磨を行なって、それぞれの膜表面の平滑性を高め、鋭い
突起を無くしているため、電界集中による絶縁耐圧のバ
ラツキが小さくでき、実用印加電圧に対して絶縁破壊す
ることの無い、高信頼性のサーマルヘッドとすることが
できる。また、第2層間絶縁層18のコンタクトホール
19の穴角は、第4研磨工程で面取りされてアール状に
なっているため、共通電極21の断線が防止され、導電
層14、15との接続の信頼性が高められている。
【0046】また、第1〜第4研磨工程に使用する研磨
剤や、スパッタリング材料の、SiO2やCr等を共通
化して用いているため、材料点数、設備投資が少なくで
き、生産性が向上し製造コストを安価にできる。なお、
本発明は、前述のような実施の形態に限定されるもので
はなく、必要に応じて変更することができる。例えば、
放熱性基板11の材料に、グレーズドアルミナ基板を用
いることも可能である。このようなグレーズ保温層は、
本発明の蒸着保温層に比べて、熱拡散率が大きいため、
熱応答性は劣るが、スパッタ蒸着による保温層の成膜工
程と、その研磨工程を省略することができるため、製造
コストを安価にすることができる。
剤や、スパッタリング材料の、SiO2やCr等を共通
化して用いているため、材料点数、設備投資が少なくで
き、生産性が向上し製造コストを安価にできる。なお、
本発明は、前述のような実施の形態に限定されるもので
はなく、必要に応じて変更することができる。例えば、
放熱性基板11の材料に、グレーズドアルミナ基板を用
いることも可能である。このようなグレーズ保温層は、
本発明の蒸着保温層に比べて、熱拡散率が大きいため、
熱応答性は劣るが、スパッタ蒸着による保温層の成膜工
程と、その研磨工程を省略することができるため、製造
コストを安価にすることができる。
【0047】また、本発明に係わる研磨工程は、最高の
製造歩留を得るために、第1〜第4の4回の研磨工程で
説明しているが、例えば第1、第2、第3の研磨工程を
1回に統合して、第2層間絶縁層18の積層前に第1層
間絶縁層17の表面を研磨する工程と、第2層間絶縁層
18を形成後に、第2層間絶縁層18の表面を研磨する
工程の、2回の研磨工程としてもよい。このような研磨
工程の回数は、必要に応じて変更することができる。
製造歩留を得るために、第1〜第4の4回の研磨工程で
説明しているが、例えば第1、第2、第3の研磨工程を
1回に統合して、第2層間絶縁層18の積層前に第1層
間絶縁層17の表面を研磨する工程と、第2層間絶縁層
18を形成後に、第2層間絶縁層18の表面を研磨する
工程の、2回の研磨工程としてもよい。このような研磨
工程の回数は、必要に応じて変更することができる。
【0048】また、本発明のサーマルヘッドの製造方法
における実施の形態では、面積の大きな第2個別電極2
5側の領域の層間絶縁層を、第1〜第3層間絶縁層1
7、18、24の3層構成のもので説明したが、保温層
12、第2導電層15、第1層間絶縁層17、第2層間
絶縁層18のそれぞれの表面を研磨して平滑にすること
により、第2個別電極25側の領域の層間絶縁層は、第
1、第2層間絶縁層17、18の2層構成でも耐電圧性
能を向上させることができる。即ち、本発明のサーマル
ヘッドの製造方法は、第2層間絶縁層18の上面に少な
くとも複数の発熱素子及び保護層を形成するようにした
ものであれば良い。
における実施の形態では、面積の大きな第2個別電極2
5側の領域の層間絶縁層を、第1〜第3層間絶縁層1
7、18、24の3層構成のもので説明したが、保温層
12、第2導電層15、第1層間絶縁層17、第2層間
絶縁層18のそれぞれの表面を研磨して平滑にすること
により、第2個別電極25側の領域の層間絶縁層は、第
1、第2層間絶縁層17、18の2層構成でも耐電圧性
能を向上させることができる。即ち、本発明のサーマル
ヘッドの製造方法は、第2層間絶縁層18の上面に少な
くとも複数の発熱素子及び保護層を形成するようにした
ものであれば良い。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
ヘッドおよびその製造方法によれば、層間絶縁層の絶縁
性の信頼性が高く、共通電極を多層とすることができる
ので、高品質の印字品位および印字寿命を、長期間に亘
り確実に保持することができると共に、製造歩留および
生産性を向上させることができると言う極めて優れた効
果を奏するサーマルヘッドを提供できる。
ヘッドおよびその製造方法によれば、層間絶縁層の絶縁
性の信頼性が高く、共通電極を多層とすることができる
ので、高品質の印字品位および印字寿命を、長期間に亘
り確実に保持することができると共に、製造歩留および
生産性を向上させることができると言う極めて優れた効
果を奏するサーマルヘッドを提供できる。
【図1】本発明のサーマルヘッドに関する要部断面図で
ある
ある
【図2】本発明のサーマルヘッドの製造方法を説明する
工程図である。
工程図である。
【図3】従来のサーマルヘッドの要部断面図である。
11 放熱性基板
12 保温層
13 アンダーコート層
14 第1導電層
15 第2導電層
16 耐酸化マスク層
17 第1層間絶縁層
18 第2層間絶縁層
19 コンタクトホール
20 発熱抵抗体
21 共通電極
22 第1個別電極
23 発熱素子
24 第3層間絶縁層
25 第2個別電極
26 保護層
Claims (12)
- 【請求項1】 放熱性基板の上面に形成した保温層と、
この保温層の上面に形成した導電層と、この導電層の上
面に設けたコンタクトホールを有する層間絶縁層と、こ
の層間絶縁層の上面に設けた複数の発熱抵抗体と個別電
極と共通電極とにより整列形成した複数の発熱素子と、
少なくとも前記発熱素子の上面を被覆する保護層とを備
え、前記共通電極は、前記コンタクトホールの内部で前
記導電層と電気的に接続されると共に前記複数の発熱素
子に接続され、前記層間絶縁層は、異なる絶縁性の材質
からなる2層を前記導電層上面に積層形成し、前記複数
の発熱素子に連接する前記個別電極が形成された側の領
域の前記層間絶縁層を、前記2層の上に更に絶縁性の材
質からなる1層を積層して3層にしたことを特徴とする
サーマルヘッド。 - 【請求項2】 前記2層の前記層間絶縁層は、前記導電
層側より順番に、高融点金属サーメット膜の熱酸化膜か
らなる第1層間絶縁層と、高絶縁性セラミックからなる
第2層間絶縁層とを積層形成し、前記個別電極が形成さ
れた側の領域で前記第2層間絶縁層の上面に、高絶縁性
樹脂からなる第3層間絶縁層を積層形成したことを特徴
とする請求項1記載の多層配線サーマルヘッド。 - 【請求項3】 前記発熱素子は、前記第2層間絶縁層の
上面において、前記共通電極と、部分形成した第1個別
電極とにより形成され、前記発熱素子、前記共通電極、
前記第1個別電極を除く部位に、前記第3層間絶縁層を
形成し、この第3層間絶縁層の上面に、前記第1個別電
極に接続されると共に駆動素子に接続される第2個別電
極を積層形成したことを特徴とする請求項2記載のサー
マルヘッド。 - 【請求項4】 前記第1個別電極は、前記発熱素子から
200〜1000μmの範囲に部分形成したことを特徴
とする請求項3記載のサーマルヘッド。 - 【請求項5】 放熱性基板の上面に形成した保温層と、
この保温層の上面に形成した導電層と、この導電層の上
面に形成したコンタクトホールを設けた層間絶縁層と、
複数の発熱素子に接続される個別電極と、前記発熱素子
に接続されると共に、前記コンタクトホールの内部で前
記導電層と電気的に接続される共通電極とを有し、第1
研磨工程で前記保温層の表面を平滑にし、平滑にした前
記保温層の上面に絶縁性のアンダーコート層を積層形成
し、このアンダーコート層の上面に高融点金属からなる
第1導電層を積層形成し、この第1導電層の上面に高融
点金属サーメットからなる第2導電層を積層形成し、第
2研磨工程で前記第2導電層の表面を平滑にし、平滑に
した前記第2導電層の上面で前記コンタクトホールの形
成位置に、耐酸化性セラミックからなる耐酸化マスク層
のマスクパターンを形成し、前記第2導電層の表面を熱
酸化して前記第2導電層の上面に絶縁性の第1層間絶縁
層を形成し、第3研磨工程で前記第1層間絶縁層の表面
を平滑にし、平滑にした前記第1層間絶縁層の上面に、
前記第1層間絶縁層と異なる材質からなる絶縁性の第2
層間絶縁層を成膜し、前記マスクパターンが形成された
部分の前記第2層間絶縁層を除去して前記コンタクトホ
ールを形成し、前記第2層間絶層層の上面に少なくとも
前記複数の発熱素子及び保護層を形成するようにしたサ
ーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項6】 前記第2層間絶縁層は、絶縁性セラミッ
クからなる第2層間絶縁層を成膜/洗浄/成膜と分割し
て成膜するようにしたことを特徴とする請求項5記載の
サーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項7】 前記発熱素子は、前記第2層間絶縁層上
に形成した発熱抵抗体の上面において、前記共通電極
と、部分形成した第1個別電極により設けられ、前記発
熱素子、前記共通電極、前記第1個別電極を除く前記第
2層間絶層層の上面に絶縁性有機物からなる第3層間絶
縁層を積層形成し、この第3層間絶縁層の上面に前記第
1個別電極電極に接続する第2個別電極を積層形成する
ようにしたことを特徴とする請求項5、または6記載の
サーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項8】 前記耐酸化マスク層と前記第2層間絶縁
層は同材料で積層形成し、前記第2層間絶縁層の一部を
削除して前記コンタクトホールを形成時に、同時に、前
記耐酸化マスク層を除去して、下地の前記第2導電層を
露出させるようにしたことを特徴とする請求項5乃至7
のいずれか1項記載のサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項9】 第4研磨工程で前記第2層間絶縁層の表
面を平滑にすると共に、前記コンタクトホールの穴角を
面取りするようにしたことを特徴とする請求項6乃至8
のいずれか1項記載のサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項10】 前記第1〜第4研磨工程は、コロイダ
ルシリカを含む、強アルカリ研磨液で化学研磨するよう
にしたことを特徴とする請求項9記載のサーマルヘッド
の製造方法。 - 【請求項11】 前記第3研磨工程は、少なくとも前記
第2層間絶縁層を形成直前に行い、前記第4研磨工程
は、少なくとも前記第2層間絶縁層を形成直後に行うよ
うにしたことを特徴とする請求項9、または請求項10
記載のサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項12】 前記第2層間絶縁層、前記耐酸化マス
ク層、前記アンダーコート層は、それぞれSiO2から
なることを特徴とする請求項5乃至11記載のいずれか
1項記載のサーマルヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001276029A JP2003080754A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001276029A JP2003080754A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003080754A true JP2003080754A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19100798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001276029A Withdrawn JP2003080754A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003080754A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017114051A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2017114056A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2017114057A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2019166824A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2020073343A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2020073344A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
-
2001
- 2001-09-12 JP JP2001276029A patent/JP2003080754A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017114051A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2017114056A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2017114057A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2019166824A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP7204492B2 (ja) | 2018-02-26 | 2023-01-16 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2020073343A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2020073344A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP2021120231A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-19 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
JP7022239B2 (ja) | 2020-02-04 | 2022-02-17 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
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---|---|---|---|
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