JPH01275068A - サーマルヘッド基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁基板上に発熱抵抗体や、抵抗体に接続す
る配線パターンが膜技術により構成されるサーマルヘッ
ド基板、特に、薄膜導体パターンの導体抵抗に起因する
印字濃度ムラを改良するための廿−マルヘッドで、更に
圧着可能な外部接続パターンを有したサーマルヘッド基
板に関する。

〔従来の技術〕

ｍ３図（ａ）はこの種のサーマルヘッド基板の従来例の
導体構成の一部分を示す平面図、同図（ｂ）ハ同’３　
（ａ　）のＡ　−Ａ断面図（ただし、（ｂ）図では耐摩
耗層ＩＯおよび絶縁樹脂膜１１の被覆後）である。第３
図（ａ）、　（ｂ）において、グレーズドアルミナ基板
１上に発熱抵抗体層１７が設けられ、この上面両端に接
続して電力を供給するための個別胃１ｊ体１６．１６が
Ａ　ｕまたはＡ／のスパッタリンダで設けられており、
一方の電極体１６は薄膜の共通電極体１５に接続されて
いる。発熱抵抗体層１７と′ホ１〉体１６の一部の上に
は耐摩耗層１ｏが設けられ、さらに電極体１５．１６を
保護するための絶縁樹脂膜１１が設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のサーマルヘッド基板を用いて印字を行な
う場合、例えば、Ａ４サイズあるいはＢ４サイズのサー
マルヘッド基板のときには、電極体１５には大電流を供
給する必要がある。例えば、発熱抵抗体の抵抗値が２５
０Ω程度である場合、印字するのに十分な発熱量を与え
るためには、最大２０アンペア前後の電流を供給する必
要がある。この時両縁辺の共通電極体１５から電流を供
給するとしても、電極体１５には約１０アンペアは流れ
るため、導体抵抗値が問題となる。電極体１５の導体膜
としては、搭載部品なＡｕワイヤまたはＡ１ワイヤでポ
ンディング接続するために通常Ａｆｌ膜やＡｕ膜が用い
られる。共通電極体１５の幅を４ｍｍ、導体膜厚２μｍ
とすると、長さ１０ｃｍ当りの導体抵抗値は、Ａρの場
合に比抵抗ρ二２．７５Ｘ１０−’Ω・ｍ％Ａｕ膜の場
合に比抵抗ρ＝２．４Ｘ１０−”Ω”ｍで、それぞれ３
４４ｍΩ、３００ｍΩとなり、１０アンペアの電流によ
る電圧降下は３Ｖ／１０ｃｍ前後の値となる。電圧降下
がこの程度の値であるときには、サーマルヘッド基板の
印字装置が中央寄りになる程、発熱抵抗体層１７に印加
される電圧は小さくなり、発熱量も小さいため、印字濃
度も低くなる。この様な印字濃度ムラを改善するために
は、導体膜厚を１０倍以上にする必要があるが、薄膜導
体でこれを実現するのは、成膜装置の設備能力上からみ
て、経済的でないという欠点がある。

また、電流供給用の外部接続端子には、耐食性をもたせ
るため、Ａｕ膜が用いられるが、通常Ａｕの薄膜を用い
た導体構成は、上面の耐摩耗層と絶縁樹脂膜を省いた第
４図の断面図のようになっており、この導体構成の製造
過程に於いては、発熱抵抗体層と電極体１５または１６
との間には密着性を改善するためにＮ　ｉ　ＣｒやＴｉ
などの中間層１８が必要であり、高いドツト密度の要求
されるサーマルヘッド基板の場合、パターン形成の際、
中間層のサイドエツチングが無視できず、所望の形状の
電極パターン及び発熱抵抗パターンが得られないという
欠点を有する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のサーマルヘッド基板は、共通電極体及び外部接
続パターンがボンディング性を有した金の厚膜パターン
から形成され、発熱抵抗体が電極体上の一部に接続さｈ
ており、更に共通電極体が厚膜Ａｕ上にメツキされたＣ
ｕ層と該Ｃｕ層上にメツキされたＮｉ膜を有している。

この様な本発明のサーマルヘッド基板は、共通電極部の
導体抵抗値が小さいため、大電流が流れてもその印字位
置による発熱抵抗体への印加電圧の差が十分に小さく、
したがって印字濃度ムラも改善され、また外部接続パタ
ーンに於いても、Ａｕを採用しているため十分な耐食性
が得られる。

またＮｉＣｒや、Ｔｉ等の中間層を介してＡｕをスパッ
タリングしているのではないので、中間層のサイドエツ
チングの影習がなく高密度のパターン形成ができる。

〔実施例〕

つぎに本発明を実施例により説明する。

第１図（ａ）は本発明の一実施例の表面における耐摩耗
層および絶縁樹脂膜を省略して示した部分平面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図（耐摩耗層および絶
縁樹脂膜を含む）である。これらの図にお（・て、１は
グレーズドアルミナの絶縁基板で、その上面の３方の周
辺には、一番下層の金ペーストの印刷および焼成で形成
されたＡｕ厚膜２と、その上に重ねられている銅メツキ
層３、さらにその表面を被い保護するためのＮｌメツキ
、−４から構成された共通電極体５が設けられ、また、
共通電極体５から前記最下層のＡｕ厚膜２でもってくし
の歯状に延びた個別電極体６があり、この各個別電極体
６の途中部に発熱抵抗体７が挿入されており、この個別
電極体６の他端は、ドライバＩＣの搭載部８の近くで終
端している。また、ドライバＩＣ搭載部８のある側の基
板周辺部には、前記最下層Ａｕ厚膜２からなる外部回路
との外部接続パターン９が設けられている。しかして、
発熱抵抗体層７の表面は耐摩耗層１０により被われ、ま
た井ＩＩｎ電極体１個別電極体などの表面も絶縁樹脂膜
１１で被われている。

第２図（ａ）ないしくｅ）は本発明を製造工程について
説明するための、工程順に示す断面図であり、これらの
図により製造方法について説明する。

（１）Ａｕペースト印刷工稈（第２図（ａ））クレーＸ
’　）アルミナ基板１上にＡｕペーストを０．６〜１．
０μｍ厚に印刷し焼成する。このＡ　ｕ膜２は第１図に
示す共通電極体５に於いては、大電流が流れる時の良導
体層としての役目を果すためのＣｕメツキ層３の下地層
となり、外部接続パターン９に於いては、耐食性のある
電極としての役目を果すためのものである。

（２）電極パターン形成工程（第２図（ｂ））全面にＡ
ｕ膜を破着した絶縁基板に対し、公知のホトレジスト処
理技術によりヨウ素、ヨウ化カリウムを主成分とするエ
ッチャントでエツチングして、所望の形状のパターンに
形成する。

ここで所望の形状とは共通電極体５となるべき箇所の下
地層と個別電極体６及び外部接続パターン９を残した形
状である。

（３）発熱抵抗体層成膜工程（第２図（Ｃ））電極パタ
ーン形成工程で残留しているホトレジストを除去、洗浄
後、発熱抵抗体層７（０，１〜０．２μｍ厚）をスパッ
タリング法により成膜する。

（４）発熱抵抗体パターン形成工程（第２図（ｄ））発
熱抵抗体層７の成膜後、ホトレジスト処理技術により発
熱抵抗体層の一部なフッ化水素酸、硝酸系のエッチャン
トでエツチングして発熱抵抗体パターンを形成する。こ
こでエツチングで除去する部は共通電極体のＣｕメツキ
の下地層となる部分と外部接続パターン及びドライバエ
Ｃを搭載するワイヤポンディングのためのＩＣ搭載部８
である。

（５）　　メツキ膜形成工程（第２図（ｅ））次に、共
通電極体５となるべき部分に（他の部分はレジストでマ
スキングしておく）公知の電解メツキ法によりＣｕメツ
キ層３を約３０μｍ厚に形成し、次いで、このＣｕメツ
キ層３上に公知の無重解メツキ法によりＮ１メツキ膜４
を約０．１〜０．３μｍ厚にメツキして形成し、マスキ
ング用のレジストを除去する。ここでのＮｉ膜はＣｕメ
ツキ層の酸化や腐食を防止するためのものである。

（６）仕上げ工程 以上説明した工程の最後に、第１図（ｂ）に示す様に、
発熱抵抗体層７を耐摩耗層１０で覆い、ＩＣ搭載のため
の、ボンディング部分と外部接続パターン９を除いた部
分を絶縁樹脂膜ＩＩでコーチインクすれば所望のサーマ
ルヘッド基板が出来上がる。

上述のとおり、共通電極体５は、−列に配置された各発
熱抵抗体７に通電するための個別電極体６（Ａｕ厚膜２
から形成された導体パターン）の一方が全て共通に接続
されたもので、上述の様にグレーズドアルミナ基板１の
上にＡ　ｕ　Ｊ’Ｊ膜（約０、６　ｐ　ｍ厚）を介して
Ｃｕメツキト１４が、約３０μｍ厚に電解めっきされ、
更にその上にＮｉメツキ膜５（１，０００〜３，０００
人）を無主解めっきする事により形成したものである。

外部接続パターン９はダレーズドアルミナ基板１上に印
刷焼成した後、パターン形成されたＡｕ厚膜である。

この様に共通電極体８は厚いＣｕ層４の存在によりその
導体抵抗は、幅４ｍｍ、長さ１０ｃｍ当り約１４ｍΩと
なり、ＩＯＡの電流による電圧降下は０．１４Ｖ／Ｌｏ
ａｍとなるので、この程度の電圧降下であればサーマル
ヘッド基板の印字位置による発熱抵抗体層７へ印加され
る電圧の差は十分小さく、したがって印字濃度ムラも十
分改善される。

また外部接続パターン９に於いてはＡｕ厚膜であるので
、耐食性については問題ない。製造の過程に於いても、
Ａｕ厚膜の下には、何んの中間層も存在せしめていない
ためファインパターンを得るのに容易である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、先ずグレーズドアルミナ
基板の上に厚膜Ａｕペーストを必要最小限の厚さに印刷
焼成した後、化学エツチング処理により、電極体パター
ンを形成し、共通電極体部にＣｕ層をめっきし、更にＮ
ｉ膜をめっきすることで導体を補強せしめると同時に、
共通電極体と個別電極体の一部に重なる様に発熱抵抗体
を形成していることにより、共通導体に大電流を流した
場合にも、その′に圧降下による各個別発熱抵抗体へ印
加される電圧差は十分少さいので、サーマルヘッド基板
の印字位置による印加電圧差、すなわち印字濃度ムラが
十分改善され、外部接続パターンの耐食性も十分であり
、設備能力的にも経済的な印刷焼成方式でＡｕ膜を最小
限に使用した安価なサーマルヘッド基板を得ることがで
きる効果がある。また、印刷、焼成方式でＡｕ膜を形成
することで、中間層を必要とするスパッタリング方式に
比較し、十分な絶縁基板との密着性を得る事が可能であ
り、中間層を不要とする事で、高密度パターンのサーマ
ルヘッドを得ることができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の表面における絶縁樹
脂膜および耐摩耗層を省略して示した部分平面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図（絶縁樹脂膜および
耐摩耗層を含む）、第２図（ａ）〜（ｅ）は第１図のサ
ーマルヘッド基板の製造方法について説明するための工
程順の断面図、第３図（ａ）。 （ｂ）は従来のサーマルヘッド基板の部分平面図（絶縁
樹脂膜と耐摩耗層を省略）およびそのＡ−Ａ断面図（絶
縁樹脂膜と耐摩耗層とを含む）、第４図は第３図で省略
しである中間層を説明するための断面図である。 １・・・・・・グレーズドアルミナ基板、２・・・・・
・Ａ　ｕ　ｑ膜、３・・・・・・銅メツキ層、４・・・
・・・Ｎｉメツキ層、５．１５・・・・・・共通電極体
、６，１６・・・・・・個別電極体、７，１７・・・・
・・発熱抵抗体（層）、８・・・・・・ドライバＩＣ搭
載部、９・・・・・・外部接続パターン、１０・・・・
・・耐摩耗層、１１・・・・・・絶縁樹脂膜、１８・・
・・・・中間層。 代理人　弁理士　　内　原　　　音

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一端側が個別電極体を介して共通電極体に接続され、他
   端側が別の個別電極体の一端部に接続された複数の発熱
   抵抗体と、前記別の個別電極体の他端部に出力が接続さ
   れるドライバＩＣを搭載するＩＣ搭載部と、外部信号回
   路と接続される外部接続パターンとが絶縁基板上に設け
   られたサーマルヘッド基板において、前記個別電極体お
   よび外部接続パターンは、前記絶縁基板上に設けたＡｕ
   厚膜からなり、また、前記共通電極体は前記Ａｕ厚膜に
   、この上に重ねられた銅メッキ層と、さらにその上を被
   う保護用のニッケルメッキ層とから形成されていること
   を特徴とするサーマルヘッド基板。