JPH03143642A - サーマルヘッドの製造方法 - 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） 本発明はファクシミリやプリンタなどの感熱記録装置な
どに用いられるサーマルヘッドを！２造する方法に関し
、特に基板として表面がポリイミド層で被われたものを
用いたサーマルヘッドの製造方法に関するものである。

（従来の技術） サーマルヘッドには基板の端部付近に発熱体を配置した
エツジタイプのサーマルヘッドがある。

エツジタイプのサーマルヘッドでは、発熱体が配置され
る側の基板端部に共通電極が配置される。

共通電極には大電流が流れるので、共通ｆｆｔ極の電流
容量を大きくするために共通電極の輻を広くしたり、共
通電極にメツキを施したりすることにより対処してきて
いる０例えば、金メツキを施した場合、メツキ部分の幅
は１．５ｍｍ程度が必要であり、共通電極幅は３〜４ｍ
ｍ程度が必要となる。

サーマルヘッドを製造するプロセスでは、一般に複数の
サーマルヘッド分の大判の基板上に薄膜プロセスや厚膜
プロセスによって複数個分のサーマルヘッド用発熱基板
を同時に形成し、その後その大判基板を個々のサーマル
ヘッド用発熱基板に切断している。そのため、共通電極
幅を小さくすることにより、発熱体から基板の端部まで
の距離が短かくなって感熱記録紙などの被記録媒体の無
駄が少なくなるとともに、サーマルヘッドの製造工程で
大判の基板から切断して得られるサーマルヘッドの本数
が多くなって生産性を上げ、コストを下げることができ
るようになる。

共通電極幅を狭くする一方法として、絶縁層を介して共
通電極を多層に、かつ、相互に接続して形成する方法が
提案されている（特開昭６０−６４８０号公報参照）。

一方、ＧＩＶ規格のファクシミリや高速プリンタなどで
サーマルヘッドを用いるために、高速印字ができ、しか
も低エネルギー印字ができるようにするために、基板と
して金属板に保温層としてポリイミド層を被覆したもの
が提案されている（特開昭６２−１００２４５号公報、
特開昭５９−１４２１６７号公報、特開昭６０−１６７
５７４号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） 共通電極を多層構造とするサーマルヘッドは、基板とし
て金属基板上にポリイミド層を設けたものではないが、
仮りに金属基板上にポリイミド層をもつ基板に発熱体を
形成するサーマルヘッドに多層構造の共通電極を設けた
としても、電極形成のプロセスが複雑となる問題がある
。

共通電極幅を小さくする他の方性としては、金属基板上
にポリイミド層を形成して基板とするサーマルヘッドで
は、その金属基板を共通電極の一部として利用する方法
がある。しかし、そのためにはポリイミド層にコンタク
ト用の穴又は講を形成するためのエツチング加工が必要
となる。ポリイミド層は、ポリイミド材料層を塗布した
後に乾燥して溶剤を除去するための熱処理を８０〜１１
０℃で１時間程度行ない、次いで１３０〜２６０℃で０
．５〜１時間の熱処理を行ない、最後にイミド環を形成
するための３００℃前後での熱処理を行なって形成され
る。最後のイミド環形成のための熱処理を行なうと、ポ
リイミド層をエツチング加工するエツチング液としては
今のところヒドラジンしかない、ヒドラジンは人体に対
して非常に毒性が高く、サーマルヘッドの製造工程で使
用するには問題がある。

そこで、本発明は少なくとも表面が導電層である基板上
にポリイミド層を形成した基板を用いたサーマルヘッド
において、ヒドラジンのような有毒溶媒を用いないでポ
リイミド層にコンタクト用の穴又は溝を形成し、基板を
共通電極の一部として用いることのできるサーマルヘッ
ドを製造する方法を提供することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明では少なくとも表面が導電層である基板上にポリ
イミド材料層を塗布した後、ポリイミド材料層にイミド
環を形成する前の段階でポリイミド材料層をエツチング
加工して共通電極と基板とを接続させるコンタクト用の
穴又は溝を形成する。

少なくとも表面が導電層である基板は金属基板であって
もよく、又はセラミック基板などの絶縁基板の表面に導
電層を形成したものであってもよい。

（作用） イミド環を形成しない状態に不完全に硬化したポリイミ
ド材料層をエツチング加工するには、ウェットエツチン
グ方法とドライエツチング方法がある。ウェットエツチ
ング方法ではエツチング液として１例えばポジ型レジス
トの現像液を用いることができる。ドライエツチング方
法ではａＳプラズマエツチング方法を用いることができ
る。酸素プラズマエツチング方法の場合には、レジスト
層をエツチングマスクに使用できないため、ポリイミド
材料層上に酸素プラズマエツチングに対して耐性をもつ
絶縁膜１例えばシリコン酸化膜などを形成しておき、レ
ジストマスクによりまずその絶縁膜にパターン化を施し
、パターン化された絶縁膜をマスクとしてポリイミド材
料層をエソチング加工する。

エツチングによりポリイミド材料層に共通電極と基板と
のコンタクト用の穴又は溝を形成した後にイミド環を形
成するための熱処理を施して完全に硬化したポリイミド
層とする。

（実施例） 第１図は一実施例を表わす。

（Ａ）ステンレスなどの金属基板２上にポリイミド材料
層４を２０〜４０μｍ程度の厚さに塗布する。ポリイミ
ド材料／ｉ５４の塗布方法としてはデイツプ法やスピン
コード法がある。図の状態はデイツプ法により塗布され
たものであり、基板２の表面、裏面及び端面にポリイミ
ド材料層４が塗布されている。

その後、プリベータとして８０〜１１０℃程度で約１時
間加熱し、ポリイミド材料層４中の溶剤を除去する。そ
の後、１３０〜２６０℃程度で０．５〜１時間のベーキ
ングを行なう、これにより、ポリイミド材料層４の膜厚
は１０〜２０μｍ程度となる。

（Ｂ）基板表面のポリイミド層４上に厚さが約１０００
人のＳ　ｉ　Ｏ，膜６をスパッタリング法により堆積す
る。Ｓ　ｉ　Ｏ２膜６は、その後に発熱体や電極が形成
され電極上にポンディングパッドを形成したときに、そ
のポンディングパッドのボンディング精度を向上させる
役目を果たすとともに。

ポリイミド材料層６を酸素プラズマエツチング法により
加工するときのエツチングマスクとしての役目も果たす
。

（Ｃ）ＳｉＯ，膜６上にレジスト層８を形成し。

写真製版によりレジスト層８をパターン化する。

パターン化されたレジスト層８をマスクにしてＲＩＥ法
などのエツチングを施してＳｉ○２膜６をパターン化す
る。

（Ｄ）レジスト層８とＳｉ○２膜６をマスクにしてポジ
型レジスト用の現像液（例えば関東化学株式会社１１ｊ
ＴＭＫ−１２など）でポリイミド材料層４の膜厚の約５
０％をエツチングする。ウェットエツチングではエツチ
ングは等方的に進行し。

Ｓ　ｉ　Ｏ，膜６の下側までエツチングが行なわれる。

次に、酸素プラズマエツチングにより、基板２の表面が
露出するまでポリイミド材料層４をエツチングする。

（Ｅ）その後、工程（Ｃ）で用いたコンタクト用の穴又
は溝形成用のマスクより開口部のサイズの大きいマスク
を用いて写真製版によりパターン化されたレジストＮ１
０を形成し、そのレジスト層１０をマスクにしてＳｉｎ
、膜６をエツチングしてパターン化する。これにより、
ポリイミド材料Ｉ！１４の開口部でエッチが滑らかにな
っている部分のＳｉＯ２膜６が除去される。

レジスト層１０を除去し、約３００℃でポリイミド材料
層４のイミド化のための熱処理を施す。

（Ｆ）その後１通常のサーマルヘッドの製造プロセスに
従い、抵抗体膜として例えばＴ　ａ　Ｓ　ｉ　Ｏ。

膜を形成し、その上に電極膜として例えばＡＱ膜を形成
し、写真製版とエツチングによりパターン化を施すこと
により、抵抗体１２．ｆｔｔ極１４ａ。

１４ｂを形成する。抵抗体膜２のうち電極１４ａ。

１４ｂ間に露出する部分１２ａが発熱体となる。

電極１４ａは発熱体１２ａを個別に選択する選択電極、
電１１４ｂは発熱体１２ａに通電用電源を供給する共通
電極である。共通電極１４ｂはポリイミド１４ａのコン
タクト用穴又は溝１１において抵抗体膜１２を介して基
板２と接続される。

その後、保護膜１６として例えばシリコン窒化膜（Ｓ　
ｉ　Ｎ）をプラズマＣＶＤ法などにより形成する。その
後、保護膜１６にはポンディングパッドを形成するため
に写真製版とエツチングによりパターン化を施す。

実施例は１枚の基板に１個のサーマルヘッドを製造する
ように図示しているが、一般的には複数枚用の大判の基
板に同時に複数のサーマルヘッド用発熱基板が形成され
、その後にそれぞれのサーマルヘッドに分割される。

抵抗体、電極、保護膜などの材質は上記のものに限らず
、一般にサーマルヘッドで用いられているものに変えて
もよい。

実施例では基板２として金属基板を用いているが、第２
図に示されるように、基板としては従来からサーマルヘ
ッド用基板として用いられているように１表面がガラス
質のグレーズ層２０で被われたセラミック基板２２を用
い、そのグレーズ層２０上に導電層として金ＢＩ１５２
４を形成したものを用いてもよい、金属Ｒ１２４として
は１例えばアルミニウムやタングステンなどをスパッタ
リング法などにより約１μｍ以上の厚さに堆積したもの
を用いることができる。このように表面に導電層をもつ
基板の場合も、サーマルヘッドを製造するときは第１図
と同様にして表面をポリイミド材料層４で被い、第１図
の工程に従う。

実施例ではポリイミド材料層にコンタクト用の穴又は溝
を形成するエツチング工程で、ウェットエツチングと酸
素プラズマエツチングを５０％ずつ行なっているが、こ
の比は電極のカバレージがよくなるように適宜変更する
ことができる。

実施例のようにウェットエツチングとドライエツチング
の併用によりコンタクト用の穴や溝を形成すれば、その
穴や溝のエッチが滑らかになり、後工程のメタル配線の
カバレージが改善され、歩留まりが向上する。

コンタクト用の穴又は溝を形成するエツチング工程をウ
ェットエツチングのみで行なってもよい。

Ｓｉｎ、膜６に代えて他の硬質の絶縁膜を用いてもよい
。

また、Ｓｉｎ、膜６を設けず、ポリイミド材料層上に直
接に抵抗体層を形成してもよい。その場合、ＳｉＯ，膜
６の形成工程とパターン化工程がなくなり、第１図の工
程（Ｄ）でのエツチングはウェットエツチングのみで行
なう。

（発明の効果） 本発明ではポリイミド材料層のイミド環形成のための熱
処理を行なう前にポリイミド材料層に共通電極と基板と
のコンタクト用の穴又は）苺を形成するので−５そのエ
ツチング工程におけるエツチング液としてポジ型レジス
トの現像液のような安全な溶媒を用いることができるよ
うになる。

ポリイミド材料層上に酸素プラズマエツチングに対する
耐性のある絶縁膜を形成すれば、ポリイミド材料層の加
工工程に酸素プラズマエツチングを含めることができる
ようになる。

本発明の方法で得られるサーマルヘッドは基板を共通電
極の一部として用いるので、基板上に形成される共通電
極幅を狭くすることができ、製造工程で大判の基板に一
度に製作するサーマルヘッドの枚数を多くすることがで
きてコストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す工程断面図、第２図は他の実施
例における基板を示す断面図である６２・・・・・・金
属基板、４・・・・・・ポリイミド層、６・・・・・・
ＳｉＯ２膜、８．１０・・・・・・レジスト層、１２・
・・・・・抵抗体、１２ａ・・・・・・発熱体、１４ａ
・・・・・・選択電極。 １４ｂ・・・・・・共通電極、１６・・・・・・保護膜
、２２・・・・・・セラミック基板、２０・・・・・・
グレーズ層、２４・・・・・・金属層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表面が導電体層である基板上にポリイ
   ミド層を介して発熱体、電極及び保護膜が形成されると
   ともに、ポリイミド層にはコンタクト用の穴又は溝が形
   成され、電極のうち共通電極がその穴又は溝を経て基板
   と接続されるサーマルヘッドを製造する方法において、
   前記基板上にポリイミド材料層を塗布し、イミド環が形
   成されない温度で熱処理した後、共通電極が形成される
   領域のポリイミド材料層にコンタクト用の穴又は溝を形
   成し、その後にイミド環を形成する温度で熱処理して前
   記ポリイミド層を形成することを特徴とするサーマルヘ
   ッドの製造方法。
2. （２）ポリイミド材料層上に酸素プラズマエッチングに
   対して耐性もつ絶縁膜を形成し、共通電極が形成される
   領域のポリイミド林料層に酸素プラズマエッチングを含
   むエッチング工程によりコンタクト用の穴又は溝を形成
   する請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。