JP2022061161A - サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 - Google Patents
サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022061161A JP2022061161A JP2020168975A JP2020168975A JP2022061161A JP 2022061161 A JP2022061161 A JP 2022061161A JP 2020168975 A JP2020168975 A JP 2020168975A JP 2020168975 A JP2020168975 A JP 2020168975A JP 2022061161 A JP2022061161 A JP 2022061161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning direction
- heat generating
- sub
- print head
- band
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 75
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 49
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 10
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 199
- 239000010408 film Substances 0.000 description 37
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 17
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 10
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- BJAARRARQJZURR-UHFFFAOYSA-N trimethylazanium;hydroxide Chemical compound O.CN(C)C BJAARRARQJZURR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters 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
- B41J2/32—Typewriters 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
- B41J2/335—Structure of thermal heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters 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
- B41J2/32—Typewriters 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
- B41J2/335—Structure of thermal heads
- B41J2/33505—Constructional details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters 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
- B41J2/32—Typewriters 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
- B41J2/335—Structure of thermal heads
- B41J2/3359—Manufacturing processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
【課題】 より容易に製造可能なサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】 単結晶半導体からなる基材10を含む基板1と、基板1に支持され、かつ、主走査方向xに配列された複数の発熱部41を有する抵抗体層4と、記基板1に支持され、かつ、複数の発熱部41への通電経路を構成する配線層3と、を備えており、配線層3は、基板1に接しており、抵抗体層4は、厚さ方向zにおいて基板1とは反対側から配線層3に重なる部分を有する。【選択図】 図3
Description
本開示は、サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法に関する。
サーマルプリントヘッドは、感熱紙等の印刷対象物に印刷するサーマルプリンタの主要機能を実現するデバイスである。特許文献1には、従来のサーマルプリントヘッドの一例が開示されている。同文献に開示されたサーマルプリントヘッドは、基板、抵抗体層および配線層を備える。基板は、半導体単結晶からなる基材を含む。抵抗体層は、基板上に直接形成されている。配線層は、抵抗体層上に形成されている。
抵抗体層や配線層は、スパッタリングやCVD等の薄膜形成手法によって形成されている。このような場合、抵抗体層は、配線層のすべての部分と基板との間に形成される。一般的に、その後に、配線層にフォトリソグラフィ技術を適用することによって配線パターンが形成され、抵抗体層にフォトリソグラフィ技術を適用することによって抵抗体パターンが形成される。抵抗体パターンは、複数の発熱部を含む。各フォトリソグラフィ技術は、レジスト塗布、プリベーク、露光、現像、リンス、ポストベーク、エッチング、レジスト除去の各工程を含む。
本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より容易に製造可能なサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法を提供することをその課題とする。
本開示の第1の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドは、単結晶半導体からなる基材を含む基板と、前記基板に支持され、かつ、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、前記基板に支持され、かつ、前記複数の発熱部への通電経路を構成する配線層と、を備えており、前記配線層は、前記基板に接しており、前記抵抗体層は、厚さ方向において前記基板とは反対側から前記配線層に重なる部分を有する。
本開示の第2の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドの製造方法は、単結晶半導体からなる基材を含む基板を準備する工程と、前記基板に支持された配線層を形成する工程と、前記抵抗体層を形成する工程と、を備えており、前記配線層を形成する工程は、スパッタリングまたはCVDを用いた導電膜形成処理を含み、前記抵抗体層を形成する工程は、抵抗体ペーストを塗布する処理、および前記抵抗体ペーストを焼成する処理、を含む。
本開示によれば、サーマルプリントヘッドをより容易に製造可能である。
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。図面の各々は、模式的に描かれている。さらに当該図面の各々は、省略された部分および誇張された部分を含むことがある。
本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
<第1実施形態>
図1~図6は、本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA1は、基板1、保護層2、配線層3、抵抗体層4、接続基板5、複数のワイヤ61,62、複数のドライバIC7、保護樹脂78および放熱部材8を備える。図1~図3に示すように、抵抗体層4が有する複数の発熱部41は、列をなすように並べられている。複数の発熱部41が並べられた方向を主走査方向xと呼ぶ。主走査方向xに垂直な方向を副走査方向yと呼ぶ。サーマルプリントヘッドA1は、印刷対象物(図示略)に印字を施すサーマルプリンタPr(図4参照)に組み込まれるものである。サーマルプリンタPrは、サーマルプリントヘッドA1およびプラテンローラ91を備える。プラテンローラ91は、サーマルプリントヘッドA1に正対する。印刷対象物は、サーマルプリントヘッドA1とプラテンローラ91との間に挟まれ、このプラテンローラ91によって、副走査方向に搬送される。このような印刷対象物としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。プラテンローラ91に代えて、平坦なゴムからなるプラテンを使用してもよい。このプラテンは、大きな曲率半径を有する円柱状のゴムにおける、断面視して弓形状の一部分を含む。本開示において、「プラテン」という用語は、プラテンローラ91と平坦なプラテンとの双方を含む。
図1~図6は、本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA1は、基板1、保護層2、配線層3、抵抗体層4、接続基板5、複数のワイヤ61,62、複数のドライバIC7、保護樹脂78および放熱部材8を備える。図1~図3に示すように、抵抗体層4が有する複数の発熱部41は、列をなすように並べられている。複数の発熱部41が並べられた方向を主走査方向xと呼ぶ。主走査方向xに垂直な方向を副走査方向yと呼ぶ。サーマルプリントヘッドA1は、印刷対象物(図示略)に印字を施すサーマルプリンタPr(図4参照)に組み込まれるものである。サーマルプリンタPrは、サーマルプリントヘッドA1およびプラテンローラ91を備える。プラテンローラ91は、サーマルプリントヘッドA1に正対する。印刷対象物は、サーマルプリントヘッドA1とプラテンローラ91との間に挟まれ、このプラテンローラ91によって、副走査方向に搬送される。このような印刷対象物としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。プラテンローラ91に代えて、平坦なゴムからなるプラテンを使用してもよい。このプラテンは、大きな曲率半径を有する円柱状のゴムにおける、断面視して弓形状の一部分を含む。本開示において、「プラテン」という用語は、プラテンローラ91と平坦なプラテンとの双方を含む。
図1は、サーマルプリントヘッドA1を示す平面図である。図2は、図1に示す平面図の一部を拡大した要部平面図である。図3は、図2に示す平面図の一部を拡大した要部拡大平面図である。図4は、サーマルプリントヘッドA1を備えるサーマルプリンタの部分拡大断面図であって、図1のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、図4に示す断面図の一部を拡大した要部断面図である。図6は、図5に示す断面図の一部を拡大した要部拡大断面図である。図1~図3においては、保護層2を省略している。図1および図2においては、保護樹脂78を省略している。図2においては、複数のワイヤ61を省略している。図中において、副走査方向yの座標軸を示す矢印が指す側(図1における上側)を下流側と呼び、印刷対象物の排出先の側に相当する。図中において、副走査方向yに沿って下流側とは反対側(図1における下側)を上流側と呼び、印刷対象物の供給元の側に相当する。
〔基板1〕
基板1は、配線層3および抵抗体層4を支持する。本実施形態の基板1は、基材10および絶縁層19を含む。
基板1は、配線層3および抵抗体層4を支持する。本実施形態の基板1は、基材10および絶縁層19を含む。
基材10は、主走査方向xを長手方向とする細長矩形状である。以降の説明においては、基材10の厚さ方向を厚さ方向zとする。基材10の大きさは特に限定されないが、一例を挙げると、厚さ(厚さ方向z寸法)が725μmであり、主走査方向x寸法が50mm以上150mm以下であり、副走査方向y寸法が2.0mm以上5.0mm以下である。
基材10は、単結晶半導体からなり、当該単結晶半導体はたとえばシリコン(Si)である。基材10は、図4および図5に示すように、主面11および裏面12を有する。主面11および裏面12は、厚さ方向zに離間し、かつ、厚さ方向zにおいて互いに反対側を向く。配線層3および抵抗体層4は、主面11の側に設けられる。
本実施形態の基材10は、凸部13を有する。凸部13は、主面11から厚さ方向zに突出しており、主走査方向xに長く延びている。図示された例においては、凸部13は、基材10の副走査方向y下流寄りに形成されている。凸部13は、基材10の一部であることから、単結晶半導体であるSiからなる。
凸部13は、頂部130、一対の第1傾斜部131A,131Bおよび一対の第2傾斜部132A,132Bを有する。
頂部130は、凸部13のうち主面11からの距離が最も大きい部分である。頂部130は、たとえば主面11と略平行な平面である。頂部130は、厚さ方向z視において、主走査方向xに長く延びる細長矩形状である。
一対の第1傾斜部131A,131Bは、図6に示すように、頂部130の副走査方向y両側に繋がっている。第1傾斜部131Aは、副走査方向yの上流側から頂部130に繋がる。第1傾斜部131Bは、副走査方向yの下流側から頂部130に繋がる。第1傾斜部131Aが、特許請求の範囲に記載の「上流側第1傾斜部」に相当し、第1傾斜部131Bが、特許請求の範囲に記載の「下流側第1傾斜部」に相当する。一対の第1傾斜部131A,131Bはそれぞれ、主面11に対して、角度α1だけ傾斜している(第1傾斜角度α1を以て傾斜している)。一対の第1傾斜部131A,131Bはそれぞれ、厚さ方向z視において主走査方向xに長く延びる細長矩形状の平面である。なお、凸部13は、一対の第1傾斜部131A,131Bに繋がり、頂部130の主走査方向x両端に隣接する傾斜部(図示略)を有していてもよい。
一対の第2傾斜部132A,132Bは、図6に示すように、一対の第1傾斜部131A,131Bに対して、副走査方向yにおいて頂部130と反対側から繋がる。第2傾斜部132Aは、副走査方向yにおいて、第1傾斜部131Aと主面11とに挟まれている。第2傾斜部132Aは、副走査方向yの上流側から第1傾斜部131Aに繋がり、副走査方向yの下流側から主面11に繋がる。第2傾斜部132Bは、副走査方向yにおいて、第1傾斜部131Bと主面11とに挟まれている。第2傾斜部132Bは、副走査方向yの下流側から第1傾斜部131Bに繋がり、副走査方向yの上流側から主面11に繋がる。第2傾斜部132Aが、特許請求の範囲に記載の「上流側第2傾斜部」に相当し、第2傾斜部132Bが、特許請求の範囲に記載の「下流側第2傾斜部」に相当する。一対の第2傾斜部132A,132Bはそれぞれ、主面11に対して、角度α2だけ傾斜している(第2傾斜角度α2を以て傾斜している)。角度α2は、角度α1よりも大きい。一対の第2傾斜部132A,132Bはそれぞれ、厚さ方向z視において主走査方向xに長く延びる細長矩形状の平面である。一対の第2傾斜部132A,132Bはそれぞれ、主面11に繋がっている。なお、凸部13は、一対の第2傾斜部132A,132Bに繋がり、頂部130の主走査方向x両端の主走査方向x外方に位置する傾斜部(図示略)を有していてもよい。
基材10において、主面11は(100)面である。後述の製造方法例によれば、主面11に対する各第1傾斜部131A,131Bの角度α1(図6参照)は、たとえば30.1度であり、主面11に対する各第2傾斜部132A,132Bの角度α2(図6参照)は、たとえば54.7度である。凸部13の厚さ方向z寸法は、たとえば150μm以上300μm以下である。
絶縁層19は、図5および図6に示すように主面11および凸部13を覆っている。絶縁層19は、基材10の主面11側をより確実に絶縁するためのものである。絶縁層19は、絶縁性材料からなる。この絶縁性材料としては、たとえばTEOS(オルトケイ酸テトラエチル)を原料ガスとして成膜されるSiO2(TEOS-SiO2)が採用される。TEOS-SiO2の代わりに、たとえば他の方法によって成膜されたSiO2や、SiNが採用されてもよい。絶縁層19の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げるとたとえば5μm以上15μm以下(好ましくは5μm以上10μm以下)である。
〔配線層3〕
配線層3は、後述の抵抗体層4の複数の発熱部41に通電するための通電経路を構成する。配線層3は、基材10に支持されており、本実施形態においては、図5および図6に示すように、絶縁層19上に直接積層されている。
配線層3は、後述の抵抗体層4の複数の発熱部41に通電するための通電経路を構成する。配線層3は、基材10に支持されており、本実施形態においては、図5および図6に示すように、絶縁層19上に直接積層されている。
配線層3の材質や積層構成は、何ら限定されない。たとえば、配線層3が、下層および上層(いずれも図示略)の2層からなる場合を例に説明する。下層の構成材料としては、たとえばTi(チタン)が採用されるが、Tiの代わりに、Ta、Ga、Sn、PtIr、Pt、TI(タリウム)、V(バナジウム)あるいはCrなどを採用してもよい。下層の形成方法は特に限定されないが、たとえばスパッタリング法やCVD法、めっきなどによって形成され、採用される構成材料により適宜選定される。たとえば、下層の構成材料がTiの場合、下層はスパッタリング法により形成される。下層の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げると0.1μm以上0.2μm以下である。
上層は、下層上に形成されている。上層の構成材料は、たとえばCuが採用されるが、Cuの代わりに、Cu合金、Al、Al合金、Au、Ag、NiあるいはW(タングステン)などを採用してもよい。上層の形成方法は特に限定されないが、たとえばスパッタリング法やCVD法、めっきなどによって形成され、採用される構成材料により適宜選定される。たとえば、上層の構成材料がCuの場合、上層はスパッタリング法により形成される。なお、上層の構成材料がAu、Ag、Niである場合、一般的にはめっきにより形成されるが、この場合、上層は、シード層(たとえばCu)などを含んでいてもよい。上層は、下層よりも厚い。上層の厚さは、使用する材料、配線層3に流れる電流の値などに依存する。上層の厚さの一例を挙げると0.5μm以上5μm以下である。
本実施形態の配線層3は、図3および図6に示すように、複数の個別電極32、複数の共通電極31および複数の中継電極33を有する。
図3に示すように、複数の個別電極32および複数の共通電極31は、後述の抵抗体層4の複数の発熱部41に対して副走査方向y上流側に配置されている。また、複数の中継電極33は、複数の発熱部41に対して副走査方向y下流側に配置されている。複数の個別電極32と複数の共通電極31とは、主走査方向xに沿って交互に配列されている。複数の中継電極33は、主走査方向xにおいて所定ピッチで配置されている。
共通電極31は、基部341および一対の第1帯状部342を有する。一対の第1帯状部342は、主走査方向xに隣り合う一対の発熱部41(後述の一対の第1発熱部411)に繋がっており、主走査方向xに沿って互いに離間配置されている。第1帯状部342は、副走査方向yに沿って延びる帯状である。基部341は、一対の第1帯状部342の双方に繋がっており、副走査方向yの上流側に位置する。本例においては、第1帯状部342の先端が、頂部130上に位置する。
個別電極32は、第2帯状部345を有する。第2帯状部345は、個別電極32の第1帯状部342に対して主走査方向xに隣り合った位置に配置されており、発熱部41(後述の第2発熱部412)に繋がっている。第2帯状部345は、副走査方向yに沿って延びる帯状である。本実施形態においては、1つの共通電極31が有する一対の第1帯状部342を挟んで、主走査方向xの両側に一対の第2帯状部345が配置された構成である。本例においては、第2帯状部345の先端が、頂部130上に位置しており、第2帯状部345の先端の副走査方向yにおける位置が、第1帯状部342の先端の位置とほぼ同じである。
中継電極33は、副走査方向yに折り返す通電経路を構成する形状とされている。中継電極33は、互いに隣り合う後述の第1発熱部411と第2発熱部412とに繋がっている。本例においては、各中継電極33は、凸部13の第1傾斜部131Bから第2傾斜部132Bおよび主面11に跨って形成されている。中継電極33の副走査方向y上流側の先端は、第1傾斜部131B上に位置している。
〔抵抗体層4〕
抵抗体層4は、配線層3を構成する材料よりも抵抗率が大である材料からなる。抵抗体層4は、たとえば酸化ルテニウムなどからなる。本例の抵抗体層4の形成位置は、何ら限定されず、本例においては、図3および図6に示すように、凸部13の頂部130および第1傾斜部131B上に形成されている。抵抗体層4の厚さは、たとえば3μm以上6μm以下である。抵抗体層4の材料および厚さは限定されない。本例においては、抵抗体層4の厚さは、配線層3の厚さよりも厚い。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有する。発熱部41の形状は何ら限定されず、たとえば副走査方向yを長手方向とする長矩形状である。抵抗体層4の形成手法は何ら限定されず、本実施形態においては、後述のように、酸化ルテニウムを含むペーストを塗布し、これを焼成することにより抵抗体膜を得る。この抵抗体膜の所定箇所を除去することにより、複数の発熱部41(第1発熱部411および第2発熱部412)を含む抵抗体層4が得られる。
抵抗体層4は、配線層3を構成する材料よりも抵抗率が大である材料からなる。抵抗体層4は、たとえば酸化ルテニウムなどからなる。本例の抵抗体層4の形成位置は、何ら限定されず、本例においては、図3および図6に示すように、凸部13の頂部130および第1傾斜部131B上に形成されている。抵抗体層4の厚さは、たとえば3μm以上6μm以下である。抵抗体層4の材料および厚さは限定されない。本例においては、抵抗体層4の厚さは、配線層3の厚さよりも厚い。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有する。発熱部41の形状は何ら限定されず、たとえば副走査方向yを長手方向とする長矩形状である。抵抗体層4の形成手法は何ら限定されず、本実施形態においては、後述のように、酸化ルテニウムを含むペーストを塗布し、これを焼成することにより抵抗体膜を得る。この抵抗体膜の所定箇所を除去することにより、複数の発熱部41(第1発熱部411および第2発熱部412)を含む抵抗体層4が得られる。
複数の発熱部41は、主走査方向xにおいて互いに離間して配列されている。複数の発熱部は、第1発熱部411および第2発熱部412を含む。図示された例においては、一対の第1発熱部411が主走査方向xに離間して配置されている。また、一対の第1発熱部411を挟んで、主走査方向xの両側に一対の第2発熱部412が配置されている。これらの一対の第1発熱部411および一対の第2発熱部412の組が、主走査方向xに複数配列されている。
第1発熱部411は、第1帯状部342の先端部分と、中継電極33の一方の先端部分とのそれぞれに重なっている。すなわち、第1発熱部411は、基板1(絶縁層19)に直接接する部分と、厚さ方向zにおいて基板1とは反対側から第1帯状部342および中継電極33に重なる部分とを有する。したがって、第1発熱部411の副走査方向yに沿う寸法は、第1帯状部342の先端と中継電極33の先端との間の距離よりも大きい。
第2発熱部412は、第2帯状部345の先端部分と、中継電極33の他方の先端部分とのそれぞれに重なっている。すなわち、第2発熱部412は、基板1(絶縁層19)に直接接する部分と、厚さ方向zにおいて基板1とは反対側から第2帯状部345および中継電極33に重なる部分とを有する。したがって、第2発熱部412の副走査方向yに沿う寸法は、第2帯状部345の先端と中継電極33の先端との間の距離よりも大きい。
いずれかの個別電極32が通電されると、第2帯状部345、第2発熱部412、中継電極33、第1発熱部411および第1帯状部342からなる導通経路に電流が流れる。これにより、互いに隣り合う第1発熱部411と第2発熱部412とが発熱する。すなわち、本実施形態のサーマルプリントヘッドA1においては、隣り合う1つの第1発熱部411と1つの第2発熱部412とによって、1つの印刷ドット(印刷対象物の上に形成された1つの点)が構成される。図3を参照して説明すれば、たとえば、左から4番目の第1発熱部411と左から3番目の第2発熱部412とによって、1つの印刷ドットが構成される。
〔保護層2〕
保護層2は、配線層3および抵抗体層4を覆っており、配線層3および抵抗体層4を保護している。保護層2は、絶縁性材料からなる。この絶縁性材料としては、たとえばSiN(窒化ケイ素)が採用されるが、SiNの代わりに、SiO2(酸化ケイ素)、SiC(炭化ケイ素)、AlN(窒化アルミニウム)などが採用されてもよい。保護層2は、先述の絶縁性材料を含む単層または複数層によって構成される。保護層2の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げると1.0μm以上10μm以下である。
保護層2は、配線層3および抵抗体層4を覆っており、配線層3および抵抗体層4を保護している。保護層2は、絶縁性材料からなる。この絶縁性材料としては、たとえばSiN(窒化ケイ素)が採用されるが、SiNの代わりに、SiO2(酸化ケイ素)、SiC(炭化ケイ素)、AlN(窒化アルミニウム)などが採用されてもよい。保護層2は、先述の絶縁性材料を含む単層または複数層によって構成される。保護層2の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げると1.0μm以上10μm以下である。
保護層2は、図5に示すように、複数のパッド用開口21を有する。各パッド用開口21は、保護層2を厚さ方向zに貫通する。複数のパッド用開口21はそれぞれ、各個別電極32の個別パッド321を露出させている。図示された例示と異なり、複数のパッド用開口21に導電性材料を充填させてもよい。この場合、この導電性材料上にめっき層を形成してもよい。このめっき層の構成は特に限定されないが、一例を挙げると、導電性材料の表面からNi、Pd(パラジウム)、Auの順に積層されている。
〔接続基板5〕
接続基板5は、図1および図4に示すように、基板1に対して副走査方向y上流側に配置されている。接続基板5は、たとえばPCB基板であり、ドライバIC7や後述のコネクタ59が搭載される。接続基板5の形状などは特に限定されないが、本実施形態においては、主走査方向xを長手方向とする矩形状である。接続基板5は、主面51および裏面52を有する。主面51は、基材10の主面11と同じ側を向く面であり、裏面52は、基材10の裏面12と同じ側を向く面である。本実施形態においては、主面51は、主面11よりも厚さ方向z図中下方に位置する。
接続基板5は、図1および図4に示すように、基板1に対して副走査方向y上流側に配置されている。接続基板5は、たとえばPCB基板であり、ドライバIC7や後述のコネクタ59が搭載される。接続基板5の形状などは特に限定されないが、本実施形態においては、主走査方向xを長手方向とする矩形状である。接続基板5は、主面51および裏面52を有する。主面51は、基材10の主面11と同じ側を向く面であり、裏面52は、基材10の裏面12と同じ側を向く面である。本実施形態においては、主面51は、主面11よりも厚さ方向z図中下方に位置する。
接続基板5には、コネクタ59が取り付けられている。コネクタ59は、サーマルプリントヘッドA1をサーマルプリンタPrが有する制御部(図示略)に接続するために用いられる。コネクタ59は、接続基板5の配線パターン(図示略)に接続されている。
〔ドライバIC7〕
ドライバIC7は、接続基板5の主面51に搭載されており、複数の発熱部41に個別に通電させるためのものである。複数のドライバIC7は、複数のワイヤ61によって複数の個別電極32に接続されている。複数のドライバIC7による複数の発熱部41への通電制御は、接続基板5を介してサーマルプリントヘッドA1外から入力される指令信号に従う。複数のドライバIC7は、複数のワイヤ62によって接続基板5の配線パターン(図示略)に接続されている。複数のドライバIC7は、複数の発熱部41の個数に応じて、適宜設けられている。
ドライバIC7は、接続基板5の主面51に搭載されており、複数の発熱部41に個別に通電させるためのものである。複数のドライバIC7は、複数のワイヤ61によって複数の個別電極32に接続されている。複数のドライバIC7による複数の発熱部41への通電制御は、接続基板5を介してサーマルプリントヘッドA1外から入力される指令信号に従う。複数のドライバIC7は、複数のワイヤ62によって接続基板5の配線パターン(図示略)に接続されている。複数のドライバIC7は、複数の発熱部41の個数に応じて、適宜設けられている。
〔保護樹脂78〕
保護樹脂78は、複数のドライバIC7、複数のワイヤ61および複数のワイヤ62を覆っている。保護樹脂78は、たとえばエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂からなりたとえば黒色である。保護樹脂78は、基板1と接続基板5とに跨るように形成されている。
保護樹脂78は、複数のドライバIC7、複数のワイヤ61および複数のワイヤ62を覆っている。保護樹脂78は、たとえばエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂からなりたとえば黒色である。保護樹脂78は、基板1と接続基板5とに跨るように形成されている。
〔放熱部材8〕
放熱部材8は、基板1および接続基板5を支持しており、複数の発熱部41によって生じた熱の一部を、基板1の基材10を介して外部へと放熱するためのものである。放熱部材8は、たとえばAl等の金属からなるブロック状の部材である。放熱部材8は、第1支持面81および第2支持面82を有する。第1支持面81および第2支持面82は、各々が厚さ方向z上側を向いており、副走査方向yに並んで配置されている。第1支持面81には、基材10の裏面12が接合されている。第2支持面82には、接続基板5の裏面52が接合されている。
放熱部材8は、基板1および接続基板5を支持しており、複数の発熱部41によって生じた熱の一部を、基板1の基材10を介して外部へと放熱するためのものである。放熱部材8は、たとえばAl等の金属からなるブロック状の部材である。放熱部材8は、第1支持面81および第2支持面82を有する。第1支持面81および第2支持面82は、各々が厚さ方向z上側を向いており、副走査方向yに並んで配置されている。第1支持面81には、基材10の裏面12が接合されている。第2支持面82には、接続基板5の裏面52が接合されている。
次に、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例について、図7~図19を参照して、以下に説明する。
図7は、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、本実施形態のサーマルプリントヘッドA1の製造方法は、基板準備工程、配線層形成工程、抵抗体層形成工程および保護層形成工程を備える。
〔基板準備工程〕
まず、図8に示すように、基板材料1Kを用意する。基板材料1Kは、単結晶半導体からなり、たとえば、ほぼ円形のSiウェハの一部分である。1枚のSiウェハは複数の基板材料1Kを含む。以下の図では、Siウェハの一部分であって1個のサーマルプリントヘッドA1に対応する1個の基板材料1K(基材10)を対象にして図示する場合がある。基板材料1Kの厚さ(言い換えればSiウェハの厚さ)は特に限定されないが、本実施形態においては、たとえば725μm程度である。基板材料1Kは、互いに反対側を向く主面11Kおよび裏面12Kを有する。主面11Kは、(100)面である。
まず、図8に示すように、基板材料1Kを用意する。基板材料1Kは、単結晶半導体からなり、たとえば、ほぼ円形のSiウェハの一部分である。1枚のSiウェハは複数の基板材料1Kを含む。以下の図では、Siウェハの一部分であって1個のサーマルプリントヘッドA1に対応する1個の基板材料1K(基材10)を対象にして図示する場合がある。基板材料1Kの厚さ(言い換えればSiウェハの厚さ)は特に限定されないが、本実施形態においては、たとえば725μm程度である。基板材料1Kは、互いに反対側を向く主面11Kおよび裏面12Kを有する。主面11Kは、(100)面である。
次いで、主面11Kを所定のマスク層で覆った後、たとえばKOHを用いた異方性エッチングを行う。その後にマスク層を除去する。これにより、図9に示すように、基板材料1Kには、凸部13Kが形成される。凸部13Kは、主面11Kから突出しており、主走査方向xに長く延びている。凸部13Kは、頂部130Kおよび一対の傾斜部132Kを有する。頂部130Kは、主面11Kと平行な面であり、主面11Kと同じ(100)面である。一対の傾斜部132Kは、頂部130Kの副走査方向y両側に位置しており、頂部130Kと主面11Kとの間に介在している。一対の傾斜部132Kはそれぞれ、頂部130Kおよび主面11Kに対して傾斜した平面である。一対の傾斜部132Kのそれぞれと、主面11Kおよび頂部130Kとがなす角度は、54.7度である。
次いで、前記マスク層を除去した後に、たとえばTMAH(水酸化トリメチルアンモニウム)を用いた異方性エッチングを行う。これにより、基板材料1Kが、図10に示すように、主面11、裏面12および凸部13を有する基材10となる。凸部13は、頂部130、一対の第1傾斜部131A,131Bおよび一対の第2傾斜部132A,132Bを有する。頂部130は、頂部130Kであった部分であり、一対の第2傾斜部132A,132Bは、一対の傾斜部132Kであった部分である。一対の第1傾斜部131A,131Bは、頂部130Kと一対の傾斜部132Kとの境界がTMAHによりエッチングされた部分である。主面11に対する各第1傾斜部131A,131Bの角度α1(図6および図10参照)は、30.1度であり、主面11に対する各第2傾斜部132A,132Bの角度α2(図6および図10参照)は、54.7度である。
次いで、図11に示すように、絶縁層19を形成する。絶縁層19の形成は、たとえばCVDを用いて、TEOS(オルトケイ酸テトラエチル)を原料ガスとして形成されるSiO2を基材10に堆積させることによって行う。絶縁層19の形成方法は、これに限定されない。以上の工程により、基材10および絶縁層19を有する基板1が得られる。
〔配線層形成工程〕
配線層形成工程は、導電膜形成処理および導電膜パターニング処理を有する。
配線層形成工程は、導電膜形成処理および導電膜パターニング処理を有する。
(導電膜形成処理)
次いで、図12および図13に示すように、導電膜3Kを形成する。導電膜3Kを形成する工程では、たとえば、上述した下層および上層を順に形成する。下層を形成する工程では、たとえば、スパッタリングによって基板1の絶縁層19上に、Tiの薄膜を形成する。このとき、下層は、基板1の略全面を覆っている。上層を形成する工程では、たとえば、めっきやスパッタリングなどによって下層上に、Cuからなる層を形成する。このとき、上層は、下層の略全面を覆っている。
次いで、図12および図13に示すように、導電膜3Kを形成する。導電膜3Kを形成する工程では、たとえば、上述した下層および上層を順に形成する。下層を形成する工程では、たとえば、スパッタリングによって基板1の絶縁層19上に、Tiの薄膜を形成する。このとき、下層は、基板1の略全面を覆っている。上層を形成する工程では、たとえば、めっきやスパッタリングなどによって下層上に、Cuからなる層を形成する。このとき、上層は、下層の略全面を覆っている。
(導電膜パターニング処理)
次いで、導電膜3Kを部分的に除去する導電膜パターニング処理を行う。導電膜パターニング処理は、たとえばフォトリソグラフィの手法を用いたマスク作成と、当該マスクを用いたエッチングにより行う。これにより、図14および図15に示すように、複数の共通電極31、複数の個別電極32および複数の中継電極33を有する配線層3が得られる。
次いで、導電膜3Kを部分的に除去する導電膜パターニング処理を行う。導電膜パターニング処理は、たとえばフォトリソグラフィの手法を用いたマスク作成と、当該マスクを用いたエッチングにより行う。これにより、図14および図15に示すように、複数の共通電極31、複数の個別電極32および複数の中継電極33を有する配線層3が得られる。
〔抵抗体層形成工程〕
抵抗体層形成工程は、抵抗体ペースト塗布処理、抵抗体ペースト焼成処理および抵抗体膜除去処理を有する。
抵抗体層形成工程は、抵抗体ペースト塗布処理、抵抗体ペースト焼成処理および抵抗体膜除去処理を有する。
(抵抗体ペースト塗布処理)
図16および図17に示すように、酸化ルテニウムを含む抵抗体ペーストを、厚膜印刷等によって、基板1上に塗布する。この際、抵抗体ペーストを主走査方向xに延びる帯状に塗布する。また、第1帯状部342および第2帯状部345の副走査方向y下流側の先端部分と中継電極33の副走査方向y上流側の先端部分とに重なるように、抵抗体ペーストを塗布する。帯状の抵抗体ペーストの副走査方向yにおける寸法は、第1帯状部342および第2帯状部345と中継電極33との副走査方向yにおける距離よりも大きい。なお、ディスペンサを使用して、抵抗体ペーストを基板1上に吐出してもよい。
図16および図17に示すように、酸化ルテニウムを含む抵抗体ペーストを、厚膜印刷等によって、基板1上に塗布する。この際、抵抗体ペーストを主走査方向xに延びる帯状に塗布する。また、第1帯状部342および第2帯状部345の副走査方向y下流側の先端部分と中継電極33の副走査方向y上流側の先端部分とに重なるように、抵抗体ペーストを塗布する。帯状の抵抗体ペーストの副走査方向yにおける寸法は、第1帯状部342および第2帯状部345と中継電極33との副走査方向yにおける距離よりも大きい。なお、ディスペンサを使用して、抵抗体ペーストを基板1上に吐出してもよい。
(抵抗体ペースト焼成処理)
次いで、抵抗体ペーストを乾燥させた後に、抵抗体ペーストを焼成することによって固化する。これにより、図16および図17に示す固化された抵抗体膜4Kが得られる。抵抗体膜4Kは、凸部13の頂部130および第1傾斜部131B上に位置しており、複数の共通電極31の第1帯状部342、複数の個別電極32の第2帯状部345および複数の中継電極33の一部ずつと重なっている。
次いで、抵抗体ペーストを乾燥させた後に、抵抗体ペーストを焼成することによって固化する。これにより、図16および図17に示す固化された抵抗体膜4Kが得られる。抵抗体膜4Kは、凸部13の頂部130および第1傾斜部131B上に位置しており、複数の共通電極31の第1帯状部342、複数の個別電極32の第2帯状部345および複数の中継電極33の一部ずつと重なっている。
(抵抗体膜除去処理)
次いで、固化された抵抗体膜40の一部を除去する。この除去処理においては、図16に示すように、抵抗体膜4Kに複数の除去領域49Kを設定し、これらの除去領域49Kを除去する。除去領域49Kは、主走査方向xにおいて隣り合う第1帯状部342同士の間、または第1帯状部342と第2帯状部345との間に位置し、副走査方向yに長く延びる細長い帯状または線状の領域である。また、除去領域49Kは、主走査方向xにおいて隣り合う中継電極33同士の間、または中継電極33の副走査方向y上流側の一対の先端の間に位置する。なお、除去領域49Kの設定は、除去処理を行うための製造条件によって設定され、必ずしも抵抗体膜4Kに視認可能な印を付したり、特徴的な幾何的形状を形成したり、治具等を配置することを意味するものではない。上述したように、抵抗体膜40の一部を除去する処理を行うタイミングは、抵抗体ペーストを焼成することによって固化した後である。このことは他の実施形態においても同様である。
次いで、固化された抵抗体膜40の一部を除去する。この除去処理においては、図16に示すように、抵抗体膜4Kに複数の除去領域49Kを設定し、これらの除去領域49Kを除去する。除去領域49Kは、主走査方向xにおいて隣り合う第1帯状部342同士の間、または第1帯状部342と第2帯状部345との間に位置し、副走査方向yに長く延びる細長い帯状または線状の領域である。また、除去領域49Kは、主走査方向xにおいて隣り合う中継電極33同士の間、または中継電極33の副走査方向y上流側の一対の先端の間に位置する。なお、除去領域49Kの設定は、除去処理を行うための製造条件によって設定され、必ずしも抵抗体膜4Kに視認可能な印を付したり、特徴的な幾何的形状を形成したり、治具等を配置することを意味するものではない。上述したように、抵抗体膜40の一部を除去する処理を行うタイミングは、抵抗体ペーストを焼成することによって固化した後である。このことは他の実施形態においても同様である。
本実施形態においては、抵抗体膜4Kの除去領域49Kを除去する手法は、なんら限定されない。除去手法としては、レーザ光を用いた手法、砥粒を含む回転刃(ダイシングブレード)、ワイヤソーなどの切削工具を使用する切削手法等が適宜挙げられる。本実施形態においては、図18および図19に示すように、レーザ光Lを用いて複数の除去領域49Kを除去する。レーザ光Lの種類は何ら限定されず、除去領域49Kを除去可能なものであればよい。本実施形態においては、レーザ光Lとして、パルス幅がたとえば1ps程度~25ps程度のいわゆるピコ秒レーザ光を用いる。あるいは、いわゆるナノ秒レーザ光を用いてもよい。また、レーザ光Lの波長は何ら限定されず、たとえば赤外領域の波長の赤外線レーザ光を用いる。
本実施形態においては、除去領域49Kに向けて、副走査方向yに沿ってレーザ光Lを走査させる。すなわち、抵抗体層4の除去領域49Kよりも副走査方向y下流側の位置から、抵抗体層4の除去領域49Kを経由して、抵抗体層4の除去領域49Kの副走査方向y上流側の位置に向けて、副走査方向yに沿ってレーザ光Lを走査させる。これにより、抵抗体膜4Kには、副走査方向yに延びるスリットが生じ、発熱部41が順次形成される。そして、すべての除去領域49Kを除去することにより、図3に示した、複数の発熱部41を含む抵抗体層4が形成される。図3においては、レーザ光Lが照射された部分を想像線で示している。当該部分は、レーザ光Lが照射された痕跡が変色等となって、隣り合う発熱部41を区画する加工痕109として残存する場合がある。砥粒を含む回転刃などを使用して除去領域49Kを除去した場合には、抵抗体層4が除去されることによって形成された面において、砥粒に起因する加工痕109が残存する。
なお、本開示の抵抗体膜除去処理において除去領域49Kを除去する処理は、抵抗体膜4Kを明瞭に分断して、複数の発熱部41が完全に個別の領域に形成される構成のみに限定されない。たとえば、レーザ光Lの出力設定や、抵抗体膜4Kの厚さ等の出来栄えによって、隣り合う発熱部41同士が、抵抗体層4のわずかな部分によって互いに繋がった構成が生じうる。このような構成であっても、個々の発熱部41が実質的に個別に発熱し、それぞれが個別の印刷ドットを形成可能な構成であれば、本開示における抵抗体膜除去処理によって形成されたものに含まれる。この点は、以降の実施形態においても同様である。
〔保護層形成工程〕
次いで、保護層2を形成する。保護層2の形成は、たとえばCVDを用いて絶縁層19、配線層3および抵抗体層4上にSiNを堆積させることにより実行される。また、保護層2をエッチング等によって部分的に除去することにより、パッド用開口21を形成する。この後は、ダイシング装置などを使用して、1枚のSiウェハを複数個の基材10(図1,4,5を参照)に個片化する。
次いで、保護層2を形成する。保護層2の形成は、たとえばCVDを用いて絶縁層19、配線層3および抵抗体層4上にSiNを堆積させることにより実行される。また、保護層2をエッチング等によって部分的に除去することにより、パッド用開口21を形成する。この後は、ダイシング装置などを使用して、1枚のSiウェハを複数個の基材10(図1,4,5を参照)に個片化する。
その後に、1個の基材10に対して組立工程が行われる。放熱部材8への基材10および接続基板5の取付け、ドライバIC7の接続基板5への搭載、複数のワイヤ61および複数のワイヤ62のボンディング、および、保護樹脂78の形成などの工程を経ることにより、上述のサーマルプリントヘッドA1が得られる。
本実施形態においては、1つの印刷ドットを構成する隣り合う1つの第1発熱部411および1つの第2発熱部412(たとえば、図3では左から4番目の第1発熱部411と左から3番目の第2発熱部412)の境界においても、除去領域49Kを設定して抵抗体層4を除去する。これに限らず、上述した境界に除去領域49Kを設定しなくてもよい。これにより、その境界に抵抗体層4が残る。したがって、隣り合う1つの第1発熱部411と1つの第2発熱部412とがつながった横長で1個の矩形の領域が、1つの印刷ドットを構成する。この横長で1個の矩形の領域が発熱する際に、その領域の中心部における温度が上昇する場合がある。上昇した温度が1つの印刷ドットの形状に悪影響を与えなければ、隣り合う1つの第1発熱部411と1つの第2発熱部412とがつながった構成を採用できる。この場合には、除去領域49Kを除去する処理の時間が半減するので、サーマルプリントヘッドA1を製造する工数を削減できる。
次に、サーマルプリントヘッドA1およびサーマルプリントヘッドA1の製造方法の作用について説明する。
サーマルプリントヘッドA1は、配線層3の全体が基板1の絶縁層19に直接接している。この配線層3は、たとえばスパッタリングやCVD等の薄膜形成手法によって形成されている。一方、抵抗体層4は、配線層3の一部と重なる構成であり、スパッタリングやCVD等の薄膜形成手法によって形成されることが必須ではない。そして、本実施形態においては、抵抗体層4は、抵抗体ペーストを塗布し、これを焼成することによって抵抗体膜を得る。そして、この抵抗体膜を部分的に除去することにより、複数の発熱部41が形成されている。このため、第1に、薄膜形成手法によって基板1の全面において基板1と配線層3との間に介在する抵抗体層4を形成する場合と比べて、抵抗体層4をより容易に形成可能である。第2に、フォトリソグラフィ技術を適用することによって抵抗体パターンを形成する場合と比べて、複数の発熱部41をより容易に形成可能である。したがって、サーマルプリントヘッドA1をより容易に製造することができる。
図3に示すように、隣接する第1発熱部411と第2発熱部412とによって1つの印刷ドットが構成される。第1に、1つの印刷ドットの副走査方向yに沿う寸法ydは、印刷された抵抗体の幅(副走査方向yに沿う寸法)によって決まるのではなくて、第2帯状部345の先端と中継電極33の先端との間の距離によって規定される。この距離は、導電膜3Kをエッチングすることによって決定される(図3および図14参照)。この距離に相当する抵抗体の領域に電流が流れることによって、その抵抗体の領域が発熱する。したがって、エッチングによって高精度でこの距離が得られるので、1つの印刷ドットの寸法ydが抵抗体の幅によって決まる場合(図24参照)に比較して、寸法ydの精度を向上させることができる。
第2に、1つの印刷ドットの主走査方向xに沿う寸法xdは、ドットピッチ(隣接するドット同士の中心間距離)から、1個の加工痕109の主走査方向xに沿う寸法(1個の加工痕109の幅)を差し引いた長さによって規定される。この長さは、レーザ光Lまたは切削工具による1個の加工痕109の幅(主走査方向xに沿う寸法)によって決定される。したがって、高精度でこの長さが得られるので、1つの印刷ドットの寸法xdの精度が向上する。さらに、1個の加工痕109の幅の部分には抵抗体層4が存在しないので、1ドットに相当する発熱体からx方向の両側に熱が伝わりにくくなる。これらにより、サーマルプリントヘッドA1によって形成される印刷ドットの寸法および形状の均一化が可能であり、良好な印字品質を実現するサーマルプリントヘッドA1が得られる。
図16に示すように、主走査方向xに延びる帯状の抵抗体膜4Kを形成した後に、図18および図19に示すように、この抵抗体膜4Kの複数の除去領域49Kを除去することにより、複数の発熱部41を形成する。この手法は、たとえば、抵抗体ペーストを、複数の発熱部41に対応する大きさ、形状および個数の複数の小領域に塗布する場合と比べて、製造効率を高めることができる。
図18および図19に示す抵抗体膜除去処理において、レーザ光Lを用いることにより、より正確に除去領域49Kを除去することができる。また、レーザ光Lを用いれば、様々な形状の除去領域49Kを除去することができる。さらに、レーザ光Lとして、パルス幅がたとえば1ps程度~25ps程度のピコ秒レーザを用いれば、よりシャープな外形の発熱部41を形成することができる。
サーマルプリントヘッドA1では、複数の発熱部41が、凸部13の頂部130および第1傾斜部131B上に配置されている。これにより、プラテンローラ91の各発熱部41に対する接触位置を通る半径910(図4参照)を凸部13に対して副走査方向y下流側に偏らせた場合でも、良好な印字品質が得られる。このような配置は、プラテンローラ91と後述の保護樹脂78との干渉を回避するのに有利であり、基板1の副走査方向yを縮小することができる。
図20~図27は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
<第1実施形態 第1変形例>
図20は、サーマルプリントヘッドA1の第1変形例を示している。本例のサーマルプリントヘッドA11は、配線層3および抵抗体層4の形成位置が、上述したサーマルプリントヘッドA1と異なっている。
図20は、サーマルプリントヘッドA1の第1変形例を示している。本例のサーマルプリントヘッドA11は、配線層3および抵抗体層4の形成位置が、上述したサーマルプリントヘッドA1と異なっている。
本例においては、抵抗体層4(複数の発熱部41)は、凸部13の頂部130上に形成されている。第1帯状部342および第2帯状部345の先端は、頂部130上に位置している。また、中継電極33の副走査方向y上流側の先端は、頂部130上に位置している。
本変形例によっても、サーマルプリントヘッドA11をより容易に製造することができる。また、本変形例から理解されるように、配線層3および抵抗体層4の厚さ方向zに沿って視た配置は、何ら限定されない。
<第1実施形態 第2変形例>
図21および図22は、サーマルプリントヘッドA1の第2変形例を示している。本変形例のサーマルプリントヘッドA12は、基材10が、端面15を有している。端面15は、副走査方向yの下流側を向く面である。また、凸部13は、端面15に接している。すなわち、主面11は、凸部13に対して副走査方向y上流側にのみ存在し、凸部13に対して副走査方向y下流側に位置する部分を有していない。
図21および図22は、サーマルプリントヘッドA1の第2変形例を示している。本変形例のサーマルプリントヘッドA12は、基材10が、端面15を有している。端面15は、副走査方向yの下流側を向く面である。また、凸部13は、端面15に接している。すなわち、主面11は、凸部13に対して副走査方向y上流側にのみ存在し、凸部13に対して副走査方向y下流側に位置する部分を有していない。
中継電極33は、第1傾斜部131Bおよび第2傾斜部132B上に形成されている。中継電極33は、凸部13からはみ出した部分を有していない。
本変形例によっても、サーマルプリントヘッドA12をより容易に製造することができる。また、主面11が、凸部13に対して副走査方向y上流側にのみ存在することにより、図4に示す印刷状態と比べて、半径910がさらに傾いた状態で、サーマルプリンタPrを設定することが可能である。これは、サーマルプリンタPrと保護樹脂78との干渉抑制に好ましい。
<第2実施形態>
図23は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA2は、配線層3の構成が上述した実施形態と異なっている。
図23は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA2は、配線層3の構成が上述した実施形態と異なっている。
本実施形態の配線層3は、共通電極31および複数の個別電極32を有する。共通電極31は、抵抗体層4の複数の発熱部41に対して、副走査方向y下流側から繋がっている。複数の個別電極32は、抵抗体層4の複数の発熱部41に対して、副走査方向y上流側から繋がっている。
本実施形態の共通電極31は、連結部351および複数の第3帯状部352を有する。連結部351は、基板1の副走査方向y下流側の端縁寄りに配置されており、主走査方向xに延びる帯状である。複数の第3帯状部352は、各々が連結部351から副走査方向y上流側に延びており、主走査方向xに等ピッチで配置されている。共通電極31は、配線層3のうちコネクタ59において印字用電圧が供給されるコモンラインに導通する部位(図示略)に繋がる。当該部位は、凸部13よりも副走査方向y上流側に位置する。共通電極31と当該部位とを導通させる経路の具体的構成は、何ら限定されない。凸部13の主走査方向xの一方側または両側を迂回する経路を採用してもよい。あるいは、基材10と絶縁層19との間に設けられた導電層を導通経路として利用してもよい。
複数の個別電極32は、各々が第4帯状部355を有する。第4帯状部355は、副走査方向yに沿って延びた帯状であり、共通電極31の第3帯状部352に対して副走査方向yの上流側に対向配置されている。1つの発熱部41に1つの第3帯状部352と1つの第4帯状部355とが繋がっている。
サーマルプリントヘッドA2の製造方法は、たとえば、上述したサーマルプリントヘッドA1の製造方法と同様である。このため、抵抗体層4(発熱部41)は、第3帯状部352の先端部分と第4帯状部355の先端部分とに重なる部分を有する。したがって、発熱部41の副走査方向yに沿う寸法は、第4帯状部355の先端と第3帯状部352の先端との間の距離よりも大きい。
本実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA2をより容易に製造することができる。また、いずれかの個別電極32を通電させることにより、1つの発熱部41のみが発熱する。このため、1つの発熱部41によって1つの印刷ドットが構成される。これにより、サーマルプリントヘッドA2の高精細化を図ることができる。
たとえば、第1実施形態(図3参照)と本実施形態(図23参照)とを比較する。図3において、それぞれ左から4番目の第1発熱部411と3番目の第2発熱部412とによって構成される1つの印刷ドットと、左から5番目の第1発熱部411と6番目の第2発熱部412とによって構成される1つの印刷ドットとの間のドットピッチを考える。このドットピッチが84.7μmである場合は、300dpi(dots per inch)のドット密度に相当する。本実施形態によれば、図23に示す1つの発熱部41が1つの印刷ドットを構成する。図3に示す配線と図23に示す配線とが同じ配線ピッチ(隣接する配線同士の中心間距離)を有する場合には、図23に示すように、隣接する2つの発熱部41の間のピッチ(隣接する発熱部41同士の中心間距離)が42.3(≒84.7/2)μmになる。この場合は、600dpi(dots per inch)のドット密度に相当する。
<第3実施形態>
図24は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA3は、配線層3および抵抗体層4の構成が、上述した実施形態と異なっている。
図24は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA3は、配線層3および抵抗体層4の構成が、上述した実施形態と異なっている。
共通電極31は、連結部361および第5帯状部362を有する。連結部361は、基板1の副走査方向y下流側の端縁寄りに配置されており、主走査方向xに延びる帯状である。複数の第5帯状部362は、各々が連結部361から副走査方向y上流側に延びており、主走査方向xに等ピッチで配置されている。本実施形態の第5帯状部362は、副走査方向y下流側から、主面11、第2傾斜部132B、第1傾斜部131B、頂部130を経て、第1傾斜部131Aに到達している。厚さ方向zに沿って視て、複数の第5帯状部362の副走査方向y上流側における先端は、抵抗体層4から突出している。
複数の個別電極32は、各々が第6帯状部365を有する。第6帯状部365は、副走査方向yに沿って延びた帯状であり、主走査方向xにおいて隣り合う第5帯状部362の間に配置されている。第6帯状部365は、副走査方向y上流側から、主面11、第2傾斜部132A、第1傾斜部131A、頂部130、第1傾斜部131Bを経て、第2傾斜部132Bに到達している。厚さ方向zに沿って視て、各第6帯状部365の副走査方向y下流側における先端は、抵抗体層4から突出している。
抵抗体層4は、主走査方向xに延びる帯状であり、全体が1つの連続した領域からなる。抵抗体層4は、複数の第5帯状部362および複数の第6帯状部365に跨っており、複数の第5帯状部362および複数の第6帯状部365の一部ずつと重なっている。抵抗体層4は、上述したサーマルプリントヘッドA1の製造方法の抵抗体層形成工程の抵抗体膜除去処理を省略した製造方法によって製造される。
サーマルプリントヘッドA3においては、いずれかの個別電極32が接地電極に導通されると、この個別電極32につながる1つの第6帯状部365に隣り合う2つの第5帯状部362に、連結部361から電流が流れる。このため、抵抗体層4のうち、この1つの第6帯状部365とこれに隣り合う2つの第5帯状部362とに挟まれた部分の各々が、発熱部41となっている。2つの発熱部41が、1つの印刷ドットを構成する。
本実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA3をより容易に製造することができる。また、本実施形態の抵抗体層4は、1つの連続した領域からなり、互いに区画された複数の小領域を有さない。このため、抵抗体層形成工程において抵抗体膜除去処理を行う必要がない。これは、製造効率の向上に好ましい。
<第3実施形態 第1変形例>
図25は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本変形例のサーマルプリントヘッドA31は、配線層3および抵抗体層4の構成が、上述した実施形態と異なっている。サーマルプリントヘッドA31においては、配線層3と抵抗体層4とが重なっている部分において、配線層3と基板1(絶縁層19)との間に、抵抗体層4が介在している。すなわち、抵抗体層4は、基板1(絶縁層19)と直接接している。なお、このような変形例は、上述したサーマルプリントヘッドA1,A2にも、適宜適用可能である。
図25は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本変形例のサーマルプリントヘッドA31は、配線層3および抵抗体層4の構成が、上述した実施形態と異なっている。サーマルプリントヘッドA31においては、配線層3と抵抗体層4とが重なっている部分において、配線層3と基板1(絶縁層19)との間に、抵抗体層4が介在している。すなわち、抵抗体層4は、基板1(絶縁層19)と直接接している。なお、このような変形例は、上述したサーマルプリントヘッドA1,A2にも、適宜適用可能である。
図26は、サーマルプリントヘッドA31の製造方法の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、本例の製造方法においては、基板準備工程、抵抗体層形成工程、配線層形成工程および保護層形成工程の順に行う。それぞれの工程で行う処理等は、上述したサーマルプリントヘッドA1の製造方法における処理と同様である。
本変形例によっても、サーマルプリントヘッドA31をより容易に製造することができる。また、本変形例から理解されるように、抵抗体層4を塗布および焼成を用いた手法によって形成することによる効果は、抵抗体層4が基板1と配線層3との間に介在する構成であっても奏することができる。
<第4実施形態>
図27は、本開示の第4実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA4は、基板1の構成が、上述した実施形態と異なっている。
図27は、本開示の第4実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA4は、基板1の構成が、上述した実施形態と異なっている。
本実施形態の基板1は、基材10に凸部13が形成されていない。すなわち、基材10は、主面11から突出する部分を有していない。配線層3および抵抗体層4は、主面11上に配置されている。
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA4をより容易に製造することができる。また、本実施形態から理解されるように、基板1の基材10は、凸部13を有する構成に限定されない。
本開示に係るサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係るサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
〔付記1〕
単結晶半導体からなる基材を含む基板と、
前記基板に支持され、かつ、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
前記基板に支持され、かつ、前記複数の発熱部への通電経路を構成する配線層と、
を備えており、
前記配線層は、前記基板に接しており、
前記抵抗体層は、厚さ方向において前記基板とは反対側から前記配線層に重なる部分を有する、サーマルプリントヘッド。
〔付記2〕
前記基板は、前記基材と前記配線層との間に介在する絶縁層を含む、付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3〕
前記基材は、厚さ方向を向く主面と、前記主面から突出し且つ主走査方向に延びる凸部と、を有し、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向に沿って視て前記凸部に重なる、付記2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4〕
前記凸部は、前記主面からの距離が最も大きい頂部と、副走査方向の上流側から前記頂部に繋がる上流側第1傾斜部と、副走査方向の下流側から前記頂部に繋がる下流側第1傾斜部とを含み、
前記発熱部は、前記厚さ方向に沿って視て前記頂部に重なる、付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5〕
前記凸部は、前記上流側第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がる上流側第2傾斜部と、前記下流側第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がる下流側第2傾斜部と、をさらに含む、付記4に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6〕
前記複数の発熱部は、主走査方向に互いに離間して配列されており、且つ主走査方向に隣り合う一対の第1発熱部と、前記一対の第1発熱部を挟んで主走査方向両側に離間配置された一対の第2発熱部と、を含み、
前記配線層は、
各々が副走査方向に延び且つ主走査方向に離間配置された一対の第1帯状部と、前記一対の第1帯状部に対して副走査方向上流側から繋がる基部と、を有する共通電極と、
前記一対の第1帯状部を挟んで主走査方向両側に離間配置された第2帯状部を有する一対の個別電極と、
一対の中継電極と、を有し、
前記一対の第1帯状部は、前記一対の第1発熱部に副走査方向上流側から個別に繋がっており、
前記一対の個別電極の前記第2帯状部は、主走査方向において前記一対の第2発熱部に副走査方向上流側から繋がっており、
前記中継電極は、主走査方向に隣り合う前記第1発熱部と前記第2発熱部とに、副走査方向下流側から繋がっている、付記1ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7〕
前記第1発熱部および前記第2発熱部の副走査方向の寸法は、前記第1帯状部または前記第2帯状部と前記中継電極との副走査方向の距離よりも大きい、付記6に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8〕
前記第1発熱部および前記第2発熱部の主走査方向の寸法は、前記第1帯状部および前記第2帯状部のそれぞれの主走査方向の寸法よりも大きい、付記6または7に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9〕
前記基板は、主走査方向において隣り合う前記発熱部同士を区画する加工痕が形成されている、付記6ないし8のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10〕
前記配線層は、前記抵抗体層の前記複数の発熱部の各々に副走査方向の下流側から繋がる共通電極と、前記抵抗体層の前記複数の発熱部に副走査方向の上流側から個別に繋がる複数の個別電極と、を含む、付記1ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記11〕
前記複数の発熱部は、主走査方向に互いに離間して配列されており、
前記共通電極は、前記主走査方向に延びる連結部と、前記連結部から副走査方向上流側に各々が延びており且つ主走査方向に沿って互いに離間して配列された複数の第3帯状部を有し、
前記複数の個別電極の各々は、副走査方向に延びており且つ前記複数の第3帯状部に対して副走査方向上流側に各々が対向配置された複数の第4帯状部を有し、
前記複数の第3帯状部と前記複数の第4帯状部が、前記複数の発熱部に個別に繋がる、付記10に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記12〕
前記発熱部の副走査方向の寸法は、前記第3帯状部と前記第4帯状部との副走査方向の距離よりも大きい、付記11に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記13〕
前記発熱部の主走査方向の寸法は、前記第3帯状部および前記第4帯状部のそれぞれの主走査方向の寸法よりも大きい、付記11または12に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記14〕
前記基板は、主走査方向において隣り合う前記発熱部同士を区画する加工痕が形成されている、付記11ないし13のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記15〕
前記共通電極は、前記主走査方向に延びる連結部と、前記連結部から副走査方向上流側に各々が延びており且つ主走査方向に沿って互いに離間して配列された複数の第5帯状部を有し、
前記複数の個別電極の各々は、副走査方向に延びており且つ主走査方向において隣り合う前記第5帯状部の間に位置する第6帯状部を有し、
前記抵抗体層は、前記複数の第5帯状部および前記複数の第6帯状部に重なる、主走査方向に延びる帯形状であり、
前記抵抗体層のうち隣り合う前記第5帯状部に挟まれた部分が、前記発熱部を構成する、付記10に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記16〕
前記第5帯状部は、前記抵抗体層から副走査方向上流側に延出しており、
前記第6帯状部は、前記抵抗体層から副走査方向下流側に延出している、付記15に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記17〕
単結晶半導体からなる基材を含む基板を準備する工程と、
前記基板に支持された配線層を形成する工程と、
前記抵抗体層を形成する工程と、を備えており、
前記配線層を形成する工程は、スパッタリングまたはCVDを用いた導電膜形成処理を含み、
前記抵抗体層を形成する工程は、抵抗体ペーストを塗布する処理、および前記抵抗体ペーストを焼成する処理、を含む、サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記18〕
前記抵抗体層を形成する工程は、前記配線層を形成する工程の後に行う、付記17に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記19〕
前記抵抗体層を形成する工程は、前記配線層を形成する工程の前に行う、付記17に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記20〕
前記抵抗体層を形成する工程は、前記抵抗体ペーストを焼成する処理の後に、抵抗体層を部分的に除去することにより、主走査方向に互いに離間配置された複数の発熱部を形成する処理をさらに含む、付記17ないし19のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
単結晶半導体からなる基材を含む基板と、
前記基板に支持され、かつ、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
前記基板に支持され、かつ、前記複数の発熱部への通電経路を構成する配線層と、
を備えており、
前記配線層は、前記基板に接しており、
前記抵抗体層は、厚さ方向において前記基板とは反対側から前記配線層に重なる部分を有する、サーマルプリントヘッド。
〔付記2〕
前記基板は、前記基材と前記配線層との間に介在する絶縁層を含む、付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3〕
前記基材は、厚さ方向を向く主面と、前記主面から突出し且つ主走査方向に延びる凸部と、を有し、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向に沿って視て前記凸部に重なる、付記2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4〕
前記凸部は、前記主面からの距離が最も大きい頂部と、副走査方向の上流側から前記頂部に繋がる上流側第1傾斜部と、副走査方向の下流側から前記頂部に繋がる下流側第1傾斜部とを含み、
前記発熱部は、前記厚さ方向に沿って視て前記頂部に重なる、付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5〕
前記凸部は、前記上流側第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がる上流側第2傾斜部と、前記下流側第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がる下流側第2傾斜部と、をさらに含む、付記4に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6〕
前記複数の発熱部は、主走査方向に互いに離間して配列されており、且つ主走査方向に隣り合う一対の第1発熱部と、前記一対の第1発熱部を挟んで主走査方向両側に離間配置された一対の第2発熱部と、を含み、
前記配線層は、
各々が副走査方向に延び且つ主走査方向に離間配置された一対の第1帯状部と、前記一対の第1帯状部に対して副走査方向上流側から繋がる基部と、を有する共通電極と、
前記一対の第1帯状部を挟んで主走査方向両側に離間配置された第2帯状部を有する一対の個別電極と、
一対の中継電極と、を有し、
前記一対の第1帯状部は、前記一対の第1発熱部に副走査方向上流側から個別に繋がっており、
前記一対の個別電極の前記第2帯状部は、主走査方向において前記一対の第2発熱部に副走査方向上流側から繋がっており、
前記中継電極は、主走査方向に隣り合う前記第1発熱部と前記第2発熱部とに、副走査方向下流側から繋がっている、付記1ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7〕
前記第1発熱部および前記第2発熱部の副走査方向の寸法は、前記第1帯状部または前記第2帯状部と前記中継電極との副走査方向の距離よりも大きい、付記6に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8〕
前記第1発熱部および前記第2発熱部の主走査方向の寸法は、前記第1帯状部および前記第2帯状部のそれぞれの主走査方向の寸法よりも大きい、付記6または7に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9〕
前記基板は、主走査方向において隣り合う前記発熱部同士を区画する加工痕が形成されている、付記6ないし8のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10〕
前記配線層は、前記抵抗体層の前記複数の発熱部の各々に副走査方向の下流側から繋がる共通電極と、前記抵抗体層の前記複数の発熱部に副走査方向の上流側から個別に繋がる複数の個別電極と、を含む、付記1ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記11〕
前記複数の発熱部は、主走査方向に互いに離間して配列されており、
前記共通電極は、前記主走査方向に延びる連結部と、前記連結部から副走査方向上流側に各々が延びており且つ主走査方向に沿って互いに離間して配列された複数の第3帯状部を有し、
前記複数の個別電極の各々は、副走査方向に延びており且つ前記複数の第3帯状部に対して副走査方向上流側に各々が対向配置された複数の第4帯状部を有し、
前記複数の第3帯状部と前記複数の第4帯状部が、前記複数の発熱部に個別に繋がる、付記10に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記12〕
前記発熱部の副走査方向の寸法は、前記第3帯状部と前記第4帯状部との副走査方向の距離よりも大きい、付記11に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記13〕
前記発熱部の主走査方向の寸法は、前記第3帯状部および前記第4帯状部のそれぞれの主走査方向の寸法よりも大きい、付記11または12に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記14〕
前記基板は、主走査方向において隣り合う前記発熱部同士を区画する加工痕が形成されている、付記11ないし13のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記15〕
前記共通電極は、前記主走査方向に延びる連結部と、前記連結部から副走査方向上流側に各々が延びており且つ主走査方向に沿って互いに離間して配列された複数の第5帯状部を有し、
前記複数の個別電極の各々は、副走査方向に延びており且つ主走査方向において隣り合う前記第5帯状部の間に位置する第6帯状部を有し、
前記抵抗体層は、前記複数の第5帯状部および前記複数の第6帯状部に重なる、主走査方向に延びる帯形状であり、
前記抵抗体層のうち隣り合う前記第5帯状部に挟まれた部分が、前記発熱部を構成する、付記10に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記16〕
前記第5帯状部は、前記抵抗体層から副走査方向上流側に延出しており、
前記第6帯状部は、前記抵抗体層から副走査方向下流側に延出している、付記15に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記17〕
単結晶半導体からなる基材を含む基板を準備する工程と、
前記基板に支持された配線層を形成する工程と、
前記抵抗体層を形成する工程と、を備えており、
前記配線層を形成する工程は、スパッタリングまたはCVDを用いた導電膜形成処理を含み、
前記抵抗体層を形成する工程は、抵抗体ペーストを塗布する処理、および前記抵抗体ペーストを焼成する処理、を含む、サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記18〕
前記抵抗体層を形成する工程は、前記配線層を形成する工程の後に行う、付記17に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記19〕
前記抵抗体層を形成する工程は、前記配線層を形成する工程の前に行う、付記17に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記20〕
前記抵抗体層を形成する工程は、前記抵抗体ペーストを焼成する処理の後に、抵抗体層を部分的に除去することにより、主走査方向に互いに離間配置された複数の発熱部を形成する処理をさらに含む、付記17ないし19のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
A1,A11,A12,A2,A3,A31,A4:サーマルプリントヘッド
1 :基板
1K :基板材料
2 :保護層
3 :配線層
3K :導電膜
4 :抵抗体層
4K :抵抗体膜
5 :接続基板
7 :ドライバIC
8 :放熱部材
10 :基材
11,11K:主面
12,12K:裏面
13,13K:凸部
15 :端面
19 :絶縁層
21 :パッド用開口
31 :共通電極
32 :個別電極
33 :中継電極
40 :抵抗体膜
41 :発熱部
49K :除去領域
51 :主面
52 :裏面
59 :コネクタ
61,62:ワイヤ
78 :保護樹脂
81 :第1支持面
82 :第2支持面
91 :プラテンローラ
109 :加工痕
130,130K:頂部
131A,131B:第1傾斜部
132A,132B:第2傾斜部
132K :傾斜部
321 :個別パッド
341 :基部
342 :第1帯状部
345 :第2帯状部
351 :連結部
352 :第3帯状部
355 :第4帯状部
361 :連結部
362 :第5帯状部
365 :第6帯状部
411 :第1発熱部
412 :第2発熱部
910 :半径
L :レーザ光
Pr :サーマルプリンタ
x :主走査方向
y :副走査方向
z :厚さ方向
α1 :第1傾斜角度
α2 :第2傾斜角度
1 :基板
1K :基板材料
2 :保護層
3 :配線層
3K :導電膜
4 :抵抗体層
4K :抵抗体膜
5 :接続基板
7 :ドライバIC
8 :放熱部材
10 :基材
11,11K:主面
12,12K:裏面
13,13K:凸部
15 :端面
19 :絶縁層
21 :パッド用開口
31 :共通電極
32 :個別電極
33 :中継電極
40 :抵抗体膜
41 :発熱部
49K :除去領域
51 :主面
52 :裏面
59 :コネクタ
61,62:ワイヤ
78 :保護樹脂
81 :第1支持面
82 :第2支持面
91 :プラテンローラ
109 :加工痕
130,130K:頂部
131A,131B:第1傾斜部
132A,132B:第2傾斜部
132K :傾斜部
321 :個別パッド
341 :基部
342 :第1帯状部
345 :第2帯状部
351 :連結部
352 :第3帯状部
355 :第4帯状部
361 :連結部
362 :第5帯状部
365 :第6帯状部
411 :第1発熱部
412 :第2発熱部
910 :半径
L :レーザ光
Pr :サーマルプリンタ
x :主走査方向
y :副走査方向
z :厚さ方向
α1 :第1傾斜角度
α2 :第2傾斜角度
Claims (20)
- 単結晶半導体からなる基材を含む基板と、
前記基板に支持され、かつ、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
前記基板に支持され、かつ、前記複数の発熱部への通電経路を構成する配線層と、
を備えており、
前記配線層は、前記基板に接しており、
前記抵抗体層は、厚さ方向において前記基板とは反対側から前記配線層に重なる部分を有する、サーマルプリントヘッド。 - 前記基板は、前記基材と前記配線層との間に介在する絶縁層を含む、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記基材は、厚さ方向を向く主面と、前記主面から突出し且つ主走査方向に延びる凸部と、を有し、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向に沿って視て前記凸部に重なる、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記凸部は、前記主面からの距離が最も大きい頂部と、副走査方向の上流側から前記頂部に繋がる上流側第1傾斜部と、副走査方向の下流側から前記頂部に繋がる下流側第1傾斜部とを含み、
前記発熱部は、前記厚さ方向に沿って視て前記頂部に重なる、請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記凸部は、前記上流側第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がる上流側第2傾斜部と、前記下流側第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がる下流側第2傾斜部と、をさらに含む、請求項4に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記複数の発熱部は、主走査方向に互いに離間して配列されており、且つ主走査方向に隣り合う一対の第1発熱部と、前記一対の第1発熱部を挟んで主走査方向両側に離間配置された一対の第2発熱部と、を含み、
前記配線層は、
各々が副走査方向に延び且つ主走査方向に離間配置された一対の第1帯状部と、前記一対の第1帯状部に対して副走査方向上流側から繋がる基部と、を有する共通電極と、
前記一対の第1帯状部を挟んで主走査方向両側に離間配置された第2帯状部を有する一対の個別電極と、
一対の中継電極と、を有し、
前記一対の第1帯状部は、前記一対の第1発熱部に副走査方向上流側から個別に繋がっており、
前記一対の個別電極の前記第2帯状部は、主走査方向において前記一対の第2発熱部に副走査方向上流側から繋がっており、
前記中継電極は、主走査方向に隣り合う前記第1発熱部と前記第2発熱部とに、副走査方向下流側から繋がっている、請求項1ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記第1発熱部および前記第2発熱部の副走査方向の寸法は、前記第1帯状部または前記第2帯状部と前記中継電極との副走査方向の距離よりも大きい、請求項6に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記第1発熱部および前記第2発熱部の主走査方向の寸法は、前記第1帯状部および前記第2帯状部のそれぞれの主走査方向の寸法よりも大きい、請求項6または7に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記基板は、主走査方向において隣り合う前記発熱部同士を区画する加工痕が形成されている、請求項6ないし8のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記配線層は、前記抵抗体層の前記複数の発熱部の各々に副走査方向の下流側から繋がる共通電極と、前記抵抗体層の前記複数の発熱部に副走査方向の上流側から個別に繋がる複数の個別電極と、を含む、請求項1ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記複数の発熱部は、主走査方向に互いに離間して配列されており、
前記共通電極は、前記主走査方向に延びる連結部と、前記連結部から副走査方向上流側に各々が延びており且つ主走査方向に沿って互いに離間して配列された複数の第3帯状部を有し、
前記複数の個別電極の各々は、副走査方向に延びており且つ前記複数の第3帯状部に対して副走査方向上流側に各々が対向配置された複数の第4帯状部を有し、
前記複数の第3帯状部と前記複数の第4帯状部が、前記複数の発熱部に個別に繋がる、請求項10に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記発熱部の副走査方向の寸法は、前記第3帯状部と前記第4帯状部との副走査方向の距離よりも大きい、請求項11に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記発熱部の主走査方向の寸法は、前記第3帯状部および前記第4帯状部のそれぞれの主走査方向の寸法よりも大きい、請求項11または12に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記基板は、主走査方向において隣り合う前記発熱部同士を区画する加工痕が形成されている、請求項11ないし13のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記共通電極は、前記主走査方向に延びる連結部と、前記連結部から副走査方向上流側に各々が延びており且つ主走査方向に沿って互いに離間して配列された複数の第5帯状部を有し、
前記複数の個別電極の各々は、副走査方向に延びており且つ主走査方向において隣り合う前記第5帯状部の間に位置する第6帯状部を有し、
前記抵抗体層は、前記複数の第5帯状部および前記複数の第6帯状部に重なる、主走査方向に延びる帯形状であり、
前記抵抗体層のうち隣り合う前記第5帯状部に挟まれた部分が、前記発熱部を構成する、請求項10に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記第5帯状部は、前記抵抗体層から副走査方向上流側に延出しており、
前記第6帯状部は、前記抵抗体層から副走査方向下流側に延出している、請求項15に記載のサーマルプリントヘッド。 - 単結晶半導体からなる基材を含む基板を準備する工程と、
前記基板に支持された配線層を形成する工程と、
前記抵抗体層を形成する工程と、を備えており、
前記配線層を形成する工程は、スパッタリングまたはCVDを用いた導電膜形成処理を含み、
前記抵抗体層を形成する工程は、抵抗体ペーストを塗布する処理、および前記抵抗体ペーストを焼成する処理、を含む、サーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記抵抗体層を形成する工程は、前記配線層を形成する工程の後に行う、請求項17に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記抵抗体層を形成する工程は、前記配線層を形成する工程の前に行う、請求項17に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記抵抗体層を形成する工程は、前記抵抗体ペーストを焼成する処理の後に、抵抗体層を部分的に除去することにより、主走査方向に互いに離間配置された複数の発熱部を形成する処理をさらに含む、請求項17ないし19のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020168975A JP2022061161A (ja) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 |
CN202111148043.0A CN114379246A (zh) | 2020-10-06 | 2021-09-29 | 热敏打印头以及热敏打印头的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020168975A JP2022061161A (ja) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022061161A true JP2022061161A (ja) | 2022-04-18 |
Family
ID=81194461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020168975A Pending JP2022061161A (ja) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022061161A (ja) |
CN (1) | CN114379246A (ja) |
-
2020
- 2020-10-06 JP JP2020168975A patent/JP2022061161A/ja active Pending
-
2021
- 2021-09-29 CN CN202111148043.0A patent/CN114379246A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114379246A (zh) | 2022-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6371529B2 (ja) | サーマルプリントヘッド、サーマルプリンタ | |
JP6923358B2 (ja) | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP7413066B2 (ja) | サーマルプリントヘッドの製造方法、サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ | |
JP2022061161A (ja) | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP7063442B2 (ja) | サーマルプリントヘッド | |
JP6867768B2 (ja) | サーマルプリントヘッド | |
JP5820107B2 (ja) | サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 | |
JP2021115854A (ja) | サーマルプリントヘッド、および、サーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP2019031038A (ja) | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP7151054B2 (ja) | サーマルプリントヘッド、および、その製造方法 | |
JP2022175561A (ja) | サーマルプリントヘッド、およびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
WO2021205904A1 (ja) | サーマルプリントヘッド、サーマルプリンタ、およびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP7271248B2 (ja) | サーマルプリントヘッド | |
JP2022090328A (ja) | サーマルプリントヘッド | |
JP2021003809A (ja) | サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 | |
JP7393218B2 (ja) | サーマルプリントヘッドの製造方法およびサーマルプリントヘッド | |
JP2022112463A (ja) | サーマルプリントヘッド、サーマルプリンタおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
US11642894B2 (en) | Manufacturing method of thermal print head | |
JP7063905B2 (ja) | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP7245684B2 (ja) | サーマルプリントヘッド及びサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP7310069B2 (ja) | サーマルプリントヘッド | |
JP2023121322A (ja) | サーマルプリントヘッド、サーマルプリントヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ | |
JP7481158B2 (ja) | サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ | |
WO2024004658A1 (ja) | サーマルプリントヘッド、サーマルプリンタおよびサーマルプリントヘッドの製造方法 | |
JP2023160354A (ja) | サーマルプリントヘッド、およびサーマルプリンタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230906 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240507 |