JP5787247B2 - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、サーマルヘッドの製造方法に関するものである。
従来、サーマルプリンタに用いられるサーマルヘッドを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のサーマルヘッドの製造方法は、上板基板の一表面に凹部を形成して凹部を閉塞するように支持基板を接合した後、上板基板の裏面における凹部に対向する領域に発熱抵抗体を形成することにより、上板基板と支持基板との間に空洞部を有するサーマルヘッドを製造する。
このようにして製造されたサーマルヘッドは、空洞部が熱伝導率の低い断熱層として機能することにより、発熱抵抗体から上板基板を介して支持基板側に逃げる熱量を低減し、印字に用いられる熱量を増大して発熱効率を向上することができる。この発熱効率は、凹部の寸法や発熱抵抗体と空洞部との間の上板基板の厚さ寸法等により決定されるので、これらの各寸法のばらつきを低減することが要求される。
しかしながら、サーマルヘッドを製造するにあたり、同一基板内の凹部の寸法にばらつきが生じたり、基板ごとの凹部の寸法にばらつきが生じたりしてしまう。そのため、従来の製造方法では、発熱効率のばらつきを抑えることができず、安定した品質のサーマルヘッドを製造することが難しいという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、発熱効率が高く安定した品質のサーマルヘッドを製造することができる方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の参考例としての発明は、平板状の第１基板および該第１基板に対して積層状態に配される平板状の第２基板の少なくとも一方の一表面に開口する溝部を形成する溝部形成工程と、該溝部形成工程により形成された前記溝部の幅寸法を測定する測定工程と、前記第１基板と前記第２基板とを前記溝部形成工程により形成された前記溝部の開口を閉塞するように積層状態に接合する接合工程と、該接合工程により前記第１基板に接合された前記第２基板を、前記測定工程により測定された前記溝部の幅寸法に基づいて設定される厚さまで薄板化する薄板化工程と、該薄板化工程により薄板化された前記第２基板の表面における前記溝部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。
本発明の参考例としての発明は、平板状の第１基板および該第１基板に対して積層状態に配される平板状の第２基板の少なくとも一方の一表面に開口する溝部を形成する溝部形成工程と、該溝部形成工程により形成された前記溝部の幅寸法を測定する測定工程と、前記第１基板と前記第２基板とを前記溝部形成工程により形成された前記溝部の開口を閉塞するように積層状態に接合する接合工程と、該接合工程により前記第１基板に接合された前記第２基板を、前記測定工程により測定された前記溝部の幅寸法に基づいて設定される厚さまで薄板化する薄板化工程と、該薄板化工程により薄板化された前記第２基板の表面における前記溝部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。
本発明によれば、接合工程により第１基板と第２基板とが積層状態に接合されて溝部形成工程により形成された溝部が閉塞されることにより、第１基板と第２基板との積層部分に空洞部を有する積層基板が形成される。また、抵抗体形成工程により形成する発熱抵抗体を溝部に対向して配置することで、空洞部が発熱抵抗体から第２基板を介して第１基板側に伝達される熱を遮断する中空断熱層として機能し、発熱効率の向上を図ることができる。
この場合において、発熱効率は、溝部の寸法や第２基板の厚さ（発熱抵抗体から空洞部までの距離）等により決定される。本発明においては、薄板化工程により薄板化する第２基板の厚さを、測定工程によって測定される溝部の幅寸法に基づいて設定することで、溝部の幅寸法のばらつきを第２基板の厚さにより調節して相殺することができる。これにより、不良発生を低減し、発熱効率が高く安定した品質のサーマルヘッドを製造することができる。
本発明の参考例としての発明は、平板状の第１基板および該第１基板に対して積層状態に配される平板状の第２基板の少なくとも一方の一表面に開口する溝部を形成する溝部形成工程と、該溝部形成工程により形成された前記溝部の深さ寸法を測定する測定工程と、前記第１基板と前記第２基板とを前記溝部形成工程により形成された前記溝部の開口を閉塞するように積層状態に接合する接合工程と、該接合工程により前記第１基板に接合された前記第２基板を、前記測定工程により測定された前記溝部の深さ寸法に基づいて設定される厚さまで薄板化する薄板化工程と、該薄板化工程により薄板化された前記第２基板の表面における前記溝部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。
本発明によれば、薄板化工程により薄板化する第２基板の厚さを、溝測定工程によって測定される溝部の深さ寸法により設定することで、溝部の深さ寸法のばらつきを第２基板の厚さにより調節して相殺し、発熱効率が高く安定した品質のサーマルヘッドを製造することができる。
本発明は、平板状の第１基板および該第１基板に対して積層状態に配される平板状の第２基板の少なくとも一方の一表面に開口する溝部を形成する溝部形成工程と、該溝部形成工程により形成された前記溝部の幅寸法および深さ寸法を測定する測定工程と、該測定工程により測定された前記溝部の幅寸法および深さ寸法に基づいて前記第２基板の狙いの厚さを設定する条件設定工程と、前記第１基板と前記第２基板とを前記溝部形成工程により形成された前記溝部の開口を閉塞するように積層状態に接合する接合工程と、該接合工程により前記第１基板に接合された前記第２基板を、前記条件設定工程により設定された前記狙いの厚さまで薄板化する薄板化工程と、該薄板化工程により薄板化された前記第２基板の表面における前記溝部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含み、前記条件設定工程が、前記溝部の幅寸法および深さ寸法の測定値から、以下の式を用いて前記狙いの厚さを設定するサーマルヘッドの製造方法を提供する。
ｃ＝ｌｎ（ｅ−０．００８４×Ｃ×（１−０．０００５×（ａ−Ａ）＋（０．００５５×ｂ−０．６９）×（ｂ−Ｂ）））／−０．００８４
ここで、ｃ：発熱抵抗体から溝部までの狙いの距離（μｍ）、Ａ：溝部の幅の基本設計値（μｍ）、Ｂ：溝部の深さの基本設計値（μｍ）、Ｃ：発熱抵抗体から溝部までの距離の基本設計値（μｍ）、ａ：溝部の幅の実際の測定値（μｍ）、ｂ：溝部の深さの実際の測定値（μｍ）である。
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ここで、ｃ：発熱抵抗体から溝部までの狙いの距離（μｍ）、Ａ：溝部の幅の基本設計値（μｍ）、Ｂ：溝部の深さの基本設計値（μｍ）、Ｃ：発熱抵抗体から溝部までの距離の基本設計値（μｍ）、ａ：溝部の幅の実際の測定値（μｍ）、ｂ：溝部の深さの実際の測定値（μｍ）である。
本発明によれば、第２の基板の厚さを溝部の幅寸法および深さ寸法に基づいて設定することで、溝部の寸法のばらつきを第２基板の厚さにより調節して精度よく相殺し、高発熱効率および高品質のサーマルヘッドを製造することができる。
本発明によれば、発熱効率が高く安定した品質のサーマルヘッドを製造することができるという効果を奏する。
以下、本発明の参考例としての発明の一参考実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、例えば、図１および図２に示すように、サーマルプリンタ（図示略）に用いられるサーマルヘッド１０を製造するものである。本実施形態においては、図３（ａ），（ｂ）に示すような大型の支持基板（第１基板）１２および上板基板（第２基板）１４から複数のサーマルヘッド１０を製造する方法について説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、例えば、図１および図２に示すように、サーマルプリンタ（図示略）に用いられるサーマルヘッド１０を製造するものである。本実施形態においては、図３（ａ），（ｂ）に示すような大型の支持基板（第１基板）１２および上板基板（第２基板）１４から複数のサーマルヘッド１０を製造する方法について説明する。
本製造方法は、図４のフローチャートに示すように、平板状の支持基板１２の一表面に開口する複数の凹部（溝部）２１を形成する凹部形成工程（溝部形成工程）ＳＡ１と、凹部２１の幅寸法および深さ寸法を測定する測定工程ＳＡ２と、上板基板１４の加工条件を設定する条件設定工程ＳＡ３と、支持基板１２と上板基板１４とを積層状態に接合する接合工程ＳＡ４と、支持基板１２に接合された上板基板１４を薄板化する薄板化工程ＳＡ５と、薄板化された上板基板１４の表面に発熱抵抗体１５を形成する抵抗体形成工程ＳＡ６とを含んでいる。
さらに、本製造方法は、上板基板１４の表面に発熱抵抗体１５に接続する電極部１７Ａ，１７Ｂを形成する電極部形成工程ＳＡ７と、発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂを含む上板基板１４の表面を部分的に覆う保護膜１９を形成する保護膜形成工程ＳＡ８と、個々のサーマルヘッド１０ごとに切り分ける切断工程ＳＡ９とを備えている。
以下、各工程について具体的に説明する。
以下、各工程について具体的に説明する。
凹部形成工程ＳＡ１においては、支持基板１２として、例えば、３００μｍ〜１ｍｍ程度の厚さを有する絶縁性のガラス基板が用いられる。まず、大型の支持基板１２を配分し、個々のサーマルヘッド１０ごとに領域を分ける。例えば、図３（ａ）においては、一方向に３つ、他方向に８つに分けた矩形状の領域が個々のサーマルヘッド１０の領域となる。凹部形成工程ＳＡ１は、この支持基板１２の一表面において、個々の各サーマルヘッド１０の領域ごとに長手方向に延びる矩形状の凹部２１を形成するようになっている（ステップＳＡ１）。
凹部２１の幅と深さは、熱効率に関してはそれぞれ寸法が大きいほど効果的であるが、製品間の品質のばらつきを抑えるために所定の範囲内に抑える必要がある。また、凹部２１の幅寸法が大きすぎると上板基板１４の強度が弱くなる。また、凹部２１の深さ寸法を大きくすることは製造コストの上昇に繋がるので好ましくない。
凹部２１は、例えば、支持基板１２の一表面に、サンドブラスト、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザ加工、または、ドリル加工等を施すことによって形成することができる。サンドブラストによる加工を施す場合には、支持基板１２の一表面にフォトレジスト材を被覆する。そして、所定パターンのフォトマスクを用いてフォトレジスト材を露光し、凹部２１を形成する領域以外の部分を固化させる。
その後、支持基板１２の表面を洗浄し、固化していないフォトレジスト材を除去する。そうすると、凹部２１を形成する領域にエッチング窓が形成されたエッチングマスク（図示略）が得られる。この状態で、支持基板１２の表面にサンドブラストを施し、所定の深さの凹部２１を形成する。
また、ドライエッチングやウェットエッチング等のエッチングによる加工を施す場合には、上述したサンドブラストによる加工と同様に、支持基板１２の一表面における凹部２１を形成する領域にエッチング窓が形成されたエッチングマスクを形成する。この状態で支持基板１２の表面にエッチングを施し、所定の深さの凹部２１を形成する。
エッチング処理には、例えば、フッ酸系のエッチング液等を用いたウェットエッチングのほか、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）やプラズマエッチング等のドライエッチングを用いることができる。参考例として、支持基板が単結晶シリコンの場合は、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液、ＫＯＨ溶液、または、フッ酸と硝酸の混合液等のエッチング液等によるウェットエッチングが行われる。
次に、測定工程ＳＡ２は、例えば、測定顕微鏡、接触式の表面粗さ計、または、非接触式のレーザ変位計などを用いて、凹部２１の幅寸法および深さ寸法を測定するようになっている（ステップＳＡ２)。１枚の大型の支持基板１２について複数の凹部２１の幅寸法および深さ寸法を測定し、幅寸法および深さ寸法の平均をそれぞれ算出することが望ましい。
次に、条件設定工程ＳＡ３は、測定工程ＳＡ２により測定された複数の凹部２１の幅寸法の平均値と深さ寸法の平均値のデータに基づいて、上板基板１４の加工条件を設定するようになっている（ステップＳＡ３）。
例えば、図５（ａ）に示すように、凹部２１の幅寸法を所定の寸法間隔で分けて評価点を付したランク表と、図５（ｂ）に示すように、凹部２１の深さ寸法を所定の寸法間隔で分けて評価点を付したランク表を作成する。また、これらのランク表における凹部２１の幅の評価点と深さの評価点の合計点から、図６に示すような上板基板１４の加工条件、すなわち、薄板化工程ＳＡ５における上板基板１４の薄板化の狙い値（μｍ）を設定する。
図７（ａ），（ｂ）に示されるように、凹部２１の幅寸法（μｍ）が大きいほど、サーマルヘッドの発熱効率が向上する傾向がある。図７（ａ），（ｂ）は、従来の一般的なサーマルヘッドと比較した発熱効率を示している。以下、図８（ａ），（ｂ）、図９（ａ），（ｂ）において同様である。
また、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、凹部２１の深さ寸法（μｍ）が大きいほど、サーマルヘッドの発熱効率が向上する傾向がある。一方、図９（ａ），（ｂ）に示されるように、上板基板１４の厚さが厚くなるほどサーマルヘッドの発熱効率が低減する傾向がある。
そこで、例えば、図５（ａ）に示す凹部２１の幅のランク表では、凹部２１の幅寸法の平均値（μｍ）が大きいほど評価点を高く設定し、平均値（μｍ）が小さいほど評価点を低く設定する。また、例えば、図５（ｂ）に示す凹部２１の深さのランク表では、凹部２１の深さ寸法の平均値（μｍ）が大きいほど評価点を高く設定し、平均値（μｍ）が小さいほど評価点を低く設定する。
また、例えば、図６に示す上板基板１４の厚さの加工条件では、凹部２１の幅寸法の評価点と深さ寸法の評価点の合計点が高いほど上板基板１４の厚さの狙い値（μｍ）を大きく（厚く）するように設定し、合計点が低いほど上板基板１４の厚さの狙い値（μｍ）を小さく（薄く）するように設定する。
次に、接合工程ＳＡ４においては、支持基板１２と同じ材料からなるガラス基板が上板基板１４として用いられる。厚さが１００μｍ以下のガラス基板は、製造やハンドリングが困難であり、また、高価である。そこで、当初から薄い上板基板１４を支持基板１２に接合するのではなく、製造やハンドリングが容易な厚さの上板基板１４を支持基板１２に接合し、その後、薄板化工程ＳＡ５により上板基板１４を所望の厚さに加工するようになっている（ステップＳＡ４)。
接合工程ＳＡ４では、まず、支持基板１２の表面からエッチングマスクを全て除去して洗浄する。そして、支持基板１２の表面に全ての凹部２１を閉塞するように上板基板１４を貼り合わせる。例えば、室温にて接着層を用いずに上板基板１４を支持基板１２に直接貼り合わせる。
支持基板１２の一表面が上板基板１４により覆われ、各凹部２１の開口が閉塞されることで、支持基板１２と上板基板１４との間に複数の空洞部２３が形成される。この状態で、張り合わせた支持基板１２と上板基板１４とを加熱処理し、これらを熱融着により接合する（ステップＳＡ４）。以下、支持基板１２と上板基板１４とを接合したものを積層基板１３という。
次に、薄板化工程ＳＡ５は、条件設定工程ＳＡ３により設定された加工条件（図６参照）に基づいて、積層基板１３の上板基板１４を薄板化するようになっている（ステップＳＡ５）。上板基板１４の薄板化はエッチングや研磨等により行う。例えば、上板基板１４を１０〜５０μｍ程度の厚さに加工する。
上板基板１４のエッチングには、凹部形成工程ＳＡ１と同様に、各種エッチングを用いることができる。また、上板基板１４の研磨には、例えば、半導体ウェーハ等の高精度研磨に用いられるＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）等を用いることができる。
次に、抵抗体形成工程ＳＡ６は、上板基板１４の表面における各凹部２１に対向する領域に、それぞれ複数の発熱抵抗体１５を形成するようになっている（ステップＳＡ６）。発熱抵抗体１５は、各空洞部２３の長手方向に所定の間隔をあけて配列され、それぞれ空洞部２３を幅方向に跨ぐように形成される。
発熱抵抗体１５の形成には、スパッタリングやＣＶＤ（化学気相成長法）、または、蒸着等の薄膜形成法を用いることができる。上板基板１４上にＴａ系やシリサイド系等の発熱抵抗体材料の薄膜を成膜し、この薄膜をリフトオフ法やエッチング法等を用いて成形することにより、所望の形状の発熱抵抗体１５を形成することができる。
次に、電極部形成工程ＳＡ７は、抵抗体形成工程ＳＡ６と同様に、スパッタリングや蒸着法等により、上板基板１４上に電極材料を成膜するようになっている。そして、この膜をリフトオフ法やエッチング法を用いて成形したり、電極材料をスクリーン印刷した後に焼成したりして、電極部１７Ａ，１７Ｂを形成するようになっている（ステップＳＡ７）。電極材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等を用いることができる。
電極部１７Ａ，１７Ｂは、各発熱抵抗体１５の配列方向に直交する方向の一端に接続される個別電極１７Ａと、全ての発熱抵抗体１５の他端に一体的に接続される共通電極１７Ｂとにより構成される。発熱抵抗体１５や電極部１７Ａ，１７Ｂを形成する順序は任意である。発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂにおけるリフトオフもしくはエッチングのためのレジスト材のパターニングでは、フォトマスクを用いてフォトレジスト材をパターンニングする。
次に、保護膜形成工程ＳＡ８は、発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂが形成された上板基板１４上に保護膜材料を成膜して保護膜１９を形成するようになっている（ステップＳＡ８）。保護膜材料としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンドライクカーボン等が用いられる。また、成膜方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等が用いられる。保護膜１９を形成することにより、発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂを磨耗や腐食から保護することができる。
次に、切断工程ＳＡ９は、大型の積層基板１３を個々のサーマルヘッド１０の領域ごとに切断するようになっている（ステップＳＡ９)。本実施形態においては、１枚の大型の積層基板１３から２４個のサーマルヘッド１０が形成される。
このようにして製造されるサーマルヘッド１０の作用について説明する。
個別電極１７Ａに選択的に電圧を印加すると、選択された個別電極１７Ａとこれに対向する共通電極１７Ａとが接続されている発熱抵抗体１５に電流が流れて発熱する。発熱抵抗体１５において発生した熱は、保護膜１９側へ伝達されることにより印字等に利用される一方、一部が上板基板１４を介して支持基板１２側へも伝達される。
個別電極１７Ａに選択的に電圧を印加すると、選択された個別電極１７Ａとこれに対向する共通電極１７Ａとが接続されている発熱抵抗体１５に電流が流れて発熱する。発熱抵抗体１５において発生した熱は、保護膜１９側へ伝達されることにより印字等に利用される一方、一部が上板基板１４を介して支持基板１２側へも伝達される。
表面に発熱抵抗体１５が形成された上板基板１４は、発熱抵抗体１５において発生した熱を蓄える蓄熱層として機能する。一方、上板基板１４と支持基板１２との間に発熱抵抗体１５に対向して配置される空洞部２３は、発熱抵抗体１５から支持基板１２側へ熱が伝達されるのを抑制する中空断熱層として機能する。
したがって、空洞部２３により、発熱抵抗体１５において発生した熱の一部が上板基板１４を介して支持基板１２側へ逃げるのを抑制することができる。これにより、発熱抵抗体１５から保護膜１９側へ伝達されて印字等に利用される熱量を増大し、利用効率の向上を図ることができる。
この場合において、発熱効率は、凹部２１の幅や深さ、上板基板１４の厚さ（発熱抵抗体１５から空洞部２３までの距離）等により決定される。本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法では、薄板化工程ＳＡ５において、上板基板１４を凹部２１の幅寸法および深さ寸法に基づいて設定される厚さに加工することで、凹部２１ごとの幅寸法や深さ寸法のばらつきを上板基板１４の厚さにより調節して相殺することができる。これにより、不良発生を低減し、発熱効率が高く安定した品質のサーマルヘッド１０を複数製造することができる。
本発明の一実施形態は以下の通りである。
上記一参考実施形態においては、条件設定工程ＳＡ３において、凹部２１の幅と深さの評価点を用いて上板基板１４の加工条件を設定することとしたが、これに代えて、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、凹部２１の幅寸法および深さ寸法の測定値から、以下の式を用いて加工条件（上板基板１４の適正な厚さｃ（μｍ））を設定する。
ｃ＝ｌｎ（ｅ−０．００８４×Ｃ ×（１−０．０００５×（ａ−Ａ）＋（０．００５５×ｂ−０．６９）×（ｂ−Ｂ）））／−０．００８４
ここで、Ａ：凹部２１の幅の基本設計値（μｍ）、Ｂ：凹部２１の深さの基本設計値（μｍ）ａ：凹部２１の幅の実際の測定値（μｍ）、ｂ：凹部２１の深さの実際の測定値（μｍ）
上記一参考実施形態においては、条件設定工程ＳＡ３において、凹部２１の幅と深さの評価点を用いて上板基板１４の加工条件を設定することとしたが、これに代えて、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、凹部２１の幅寸法および深さ寸法の測定値から、以下の式を用いて加工条件（上板基板１４の適正な厚さｃ（μｍ））を設定する。
ｃ＝ｌｎ（ｅ−０．００８４×Ｃ ×（１−０．０００５×（ａ−Ａ）＋（０．００５５×ｂ−０．６９）×（ｂ−Ｂ）））／−０．００８４
ここで、Ａ：凹部２１の幅の基本設計値（μｍ）、Ｂ：凹部２１の深さの基本設計値（μｍ）ａ：凹部２１の幅の実際の測定値（μｍ）、ｂ：凹部２１の深さの実際の測定値（μｍ）
例えば、図１０（ａ）に示されるように、凹部２１の幅の基本設計値Ａを２００（μｍ）、凹部２１の深さの基本設計値Ｂを５０（μｍ）、上板基板１４の厚さの基本設計値Ｃを５０（μｍ）、狙いの発熱効率Ｅを１．３５（倍）とする。図１０（ｂ）に示されるように、ある箇所において（測定値１）、凹部２１の幅の実際の測定値ａが２１８（μｍ）、深さの実際の測定値ｂが５８（μｍ）の場合、上記式により、上板基板１４の適正な厚さｃは５１．４（μｍ）となる。
同様にして、別の箇所において（測定値２）、上凹部２１の幅の実際の測定値ａが１８３（μｍ）、凹部２１の深さの実際の測定値ｂが４３（μｍ）の場合、板基板１４の適正な厚さｃは４８．７（μｍ）となる。さらに、別の箇所において（測定値３）、上凹部２１の幅の実際の測定値ａが２０４（μｍ）、凹部２１の深さの実際の測定値ｂが５２（μｍ）の場合、上板基板１４の適正な厚さｃは５０．３（μｍ）となる。
このようにして、上記式を用いて、上板基板１４の適正な厚さ、すなわち、薄板化工程ＳＡ５における上板基板１４の狙い値（μｍ）を設定することとしてもよい。
このようにして、上記式を用いて、上板基板１４の適正な厚さ、すなわち、薄板化工程ＳＡ５における上板基板１４の狙い値（μｍ）を設定することとしてもよい。
また、他の例として、図１１（ａ）に示されるように、凹部２１の幅の基本設計値Ａを２８０（μｍ）、凹部２１の深さの基本設計値Ｂを１８０（μｍ）、狙いの発熱効率Ｅを１．２４（倍）とする。とする。この場合、図１１（ｂ）に示されるように、上記式により、ある箇所では（測定値１）、上板基板１４の適正な厚さｃは８１．３（μｍ）となる。また、別の箇所では（測定値２）、上板基板１４の適正な厚さｃは７８．８（μｍ）となる。さらに、別の箇所では（測定値３）、上板基板１４の適正な厚さｃは８０．３（μｍ）となる。
また、例えば、図１２（ａ）に示されるように、凹部２１の幅の基本設計値Ａを１５０（μｍ）、凹部２１の深さの基本設計値Ｂを１００（μｍ）、狙いの発熱効率Ｅを１．６９（倍）とする。とする。この場合、図１２（ｂ）に示されるように、上記式により、ある箇所では（測定値１）、上板基板１４の適正な厚さｃは２６．１（μｍ）となる。また、別の箇所では（測定値２）、上板基板１４の適正な厚さｃは２３．９（μｍ）となる。さらに、別の箇所では（測定値３）、上板基板１４の適正な厚さｃは２５．２（μｍ）となる。
このように、上記式を用いて上板基板１４の加工条件を設定することで、上板基板１４の厚さをより正確に調節し、凹部２１ごとの幅寸法のばらつきを精度よく相殺することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態においては、大型の積層基板１３単位で上板基板１４を加工することとしたが、個々のサーマルヘッド１０ごとに凹部２１の寸法を求め、サーマルヘッド１０ごとに設定された厚さに上板基板１４を加工することとしてもよい。このようにすることで、品質がより均一性に優れたサーマルヘッド１０を製造することができる。また、個々のサーマルヘッド１０ごとに予め切り分けられた支持基板１２および上板基板１４を用いて、サーマルヘッド１０を個別に製造することとしてもよい。
例えば、上記実施形態においては、大型の積層基板１３単位で上板基板１４を加工することとしたが、個々のサーマルヘッド１０ごとに凹部２１の寸法を求め、サーマルヘッド１０ごとに設定された厚さに上板基板１４を加工することとしてもよい。このようにすることで、品質がより均一性に優れたサーマルヘッド１０を製造することができる。また、個々のサーマルヘッド１０ごとに予め切り分けられた支持基板１２および上板基板１４を用いて、サーマルヘッド１０を個別に製造することとしてもよい。
また、上記実施形態においては、条件設定工程ＳＡ３において、凹部２１の幅と深さの両方に基づいて上板基板１４の厚さを設定することとしたが、これに代えて、凹部２１の幅または深さのいずれか一方に基づいて上板基板１４の厚さを設定することとしてもよい。
また、上記実施形態では、凹部形成工程ＳＡ１において、支持基板１２に凹部２１を形成することとしたが、支持基板１２および上板基板１４の少なくともいずれか一方に凹部２１を形成することとすればよい。例えば、上板基板１４の一表面に凹部を形成することとしてもよいし、支持基板１２および上板基板１４の両方に凹部を形成することとしてもよい。
また、上記実施形態では、接合工程ＳＡ４において、支持基板１２と上板基板１４とを熱融着により接合することとしたが、これに代えて、例えば、支持基板１２と上板基板１４とを極薄い接着層により接合することとしてもよいし、陽極接合することとしてもよい。厚い接着層により接合するのは熱効率上望ましくない。
また、上記実施形態では、測定工程ＳＡ２後に接合工程ＳＡ４を行うこととしたが、非接触式のレーザ変位計を用いる場合は、接合工程後に凹部２１の幅と深さを測定することも可能である。したがって、その場合は、接合工程後であって薄板化工程の直前に測定工程と条件設定工程を行うこととしてもよい。このようにした場合、製造管理上有利になる。
１０ サーマルヘッド
１２ 支持基板（第１基板）
１４ 上板基板（第２基板）
１５ 発熱抵抗体
２１ 凹部（溝部）
ＳＡ１ 凹部形成工程（溝部形成工程）
ＳＡ２ 測定工程
ＳＡ４ 接合工程
ＳＡ５ 薄板化工程
ＳＡ６ 抵抗体形成工程
１２ 支持基板（第１基板）
１４ 上板基板（第２基板）
１５ 発熱抵抗体
２１ 凹部（溝部）
ＳＡ１ 凹部形成工程（溝部形成工程）
ＳＡ２ 測定工程
ＳＡ４ 接合工程
ＳＡ５ 薄板化工程
ＳＡ６ 抵抗体形成工程
Claims (1)
- 平板状の第１基板および該第１基板に対して積層状態に配される平板状の第２基板の少なくとも一方の一表面に開口する溝部を形成する溝部形成工程と、
該溝部形成工程により形成された前記溝部の幅寸法および深さ寸法を測定する測定工程と、
該測定工程により測定された前記溝部の幅寸法および深さ寸法に基づいて前記第２基板の狙いの厚さを設定する条件設定工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを前記溝部形成工程により形成された前記溝部の開口を閉塞するように積層状態に接合する接合工程と、
該接合工程により前記第１基板に接合された前記第２基板を、前記条件設定工程により設定された前記狙いの厚さまで薄板化する薄板化工程と、
該薄板化工程により薄板化された前記第２基板の表面における前記溝部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含み、
前記条件設定工程が、前記溝部の幅寸法および深さ寸法の測定値から、以下の式を用いて前記狙いの厚さを設定するサーマルヘッドの製造方法。
ｃ＝ｌｎ（ｅ−０．００８４×Ｃ×（１−０．０００５×（ａ−Ａ）＋（０．００５５×ｂ−０．６９）×（ｂ−Ｂ）））／−０．００８４
ここで、ｃ：発熱抵抗体から溝部までの狙いの距離（μｍ）、Ａ：溝部の幅の基本設計値（μｍ）、Ｂ：溝部の深さの基本設計値（μｍ）、Ｃ：発熱抵抗体から溝部までの距離の基本設計値（μｍ）、ａ：溝部の幅の実際の測定値（μｍ）、ｂ：溝部の深さの実際の測定値（μｍ）である。
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