JPH054362A

JPH054362A - サーマルヘツドの製造方法

Info

Publication number: JPH054362A
Application number: JP3156482A
Authority: JP
Inventors: Masaya Nakatani; 将也中谷; Keizaburo Kuramasu; 敬三郎倉増; Akihiro Korechika; 哲広是近
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】従来サーマルヘッドの保護膜において、従来
ではシリコン，ホウ素，窒素を主成分とする保護膜を必
要部分にのみ覆う方法として、保護膜積層前にその不要
部分に耐熱性ペーストを塗っておくことがされていた
が、この方法はペーストのダストによるピンホール不良
を招いていた。本発明はこの不良の発生を防ぎ、より信
頼性の高いサーマルヘッドを得ることを目的とする。【構成】シリコン，ホウ素，窒素を主成分とする耐摩
耗保護膜７の積層はサーマルヘッドの全面に行ない、そ
の後、保護膜の不要部分１０はプラズマエッチングある
いは、ウェットエッチングの方法で取り除く。また、シ
リコン，酸素，窒素を主成分とする下層の耐摩耗保護膜
１２を形成し多層保護膜とした場合においても適用で
き、従来方法では多数発生したピンホール不良をなくす
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやビデオ
プリンター等のオフィスオートメーション（ＯＡ）機器
のプリンターに使われるサーマルヘッドの製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコン，ホウ素，窒素を主成分とする
材料による耐摩耗保護膜は、導電性を有するため（およ
そ１０⁹Ωｍ）、静電気の帯電を防止する。これは、静
電気の発生により静電破壊を起こし易い熱転写方式のプ
リンタに搭載されるサーマルヘッドの耐摩耗保護膜とし
て有効な材料であるので、主に熱転写用のサーマルヘッ
ドに使われる。また、第１層にシリコン，酸素，窒素を
主成分とする材料膜、更にその上の第２層にシリコン，
ホウ素，窒素を主成分とする材料膜を形成した２層耐摩
耗保護膜は、前述のシリコン，ホウ素，窒素を主成分と
する単層の耐摩耗保護膜の持つ特性に加えて、シリコ
ン，酸素，窒素を主成分とする材料膜が絶縁性（１０¹²
Ωｍ以上）であるため、発熱抵抗体を流れる駆動電流が
耐摩耗保護膜側に流れて異常発熱を起こす現象（発煙現
象）を防ぐことができ、耐静電気性及び発煙防止性を要
するサーマルヘッドに使用される。

【０００３】ここで、従来、このようなサーマルヘッド
の耐摩耗保護膜を形成する際には、これらはスパッタリ
ング，プラズマＣＶＤ法等の方法で形成されるため特定
部分にのみ耐摩耗保護膜を形成することができず、全面
的に形成される。そのため実装工程で必要な配線用電極
の外部リード部及び駆動用半導体素子との接続部、つま
り、電極を露出させなければならない部分に耐摩耗保護
膜を形成させないためには、エッチングにより不要部分
を除去する方法があるが、シリコン，ホウ素，窒素を主
成分とする材料膜についてはエッチングする方法はあま
り行われていなかった。そこで以下のような方法で、不
要な部分の耐摩耗保護膜を取り去る方法が行われてい
る。耐摩耗保護膜（あるいは１１，１２）を形成する前
に、抵抗体，電極等が露出した状態で水溶性のペースト
を耐摩耗保護膜を形成したくない部分に塗る。これを乾
燥させた後、スパッタリング，プラズマＣＶＤ法等で耐
摩耗保護膜を形成する。この後、耐摩耗保護膜の形成さ
れたサーマルヘッド基板を水の中に付けると、ペースト
の塗られた部分の耐摩耗保護膜が剥がれ落ち、不要な耐
摩耗保護膜は取り除かれる。

【０００４】ここで、水溶性のペーストとはベントナイ
トを主成分とするもので、ベントナイトは、シリカ，ア
ルミナ，マグネシアを主成分とするモンモリロン石を主
成分鉱物とする粘土の一種であり、耐熱性に優れてお
り、また水によって剥がすことが容易であるので、上記
のように高温性膜のマスク材として使用されることがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の方法では次のような問題がある。本来、耐
摩耗保護膜が形成される迄の過程においては非常に厳し
いクリーンな環境が要求されるが、従来の方法では、耐
摩耗保護膜を高温性膜（３００℃程度）で形成すると
き、マスク材として前記のペーストを耐摩耗保護膜形成
前にその不要部分に塗ることは、要求されるクリーンな
環境を達成するために大きな障害となる。実際、従来の
方法で製造されたサーマルヘッドには、ペーストによる
ダストが原因のピンホールが耐摩耗保護膜内に多数でき
ることがあり、このようなものは耐摩耗保護膜としての
役割を果たさないため、不良品として扱われる。

【０００６】そこで、この不良（ペーストによるダスト
が原因のピンホール）を無くすため、本発明では、ペー
ストを使う工程を無くした上で、スパッタリング、プラ
ズマＣＶＤ法等の高温成膜で耐摩耗保護膜を選択的に形
成し、信頼性の高いサーマルヘッドを得ることを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は所定の形状にパターン形成された複数の
抵抗体とこれに通電するための配線用電極を有する基板
の全面にシリコン，ホウ素，窒素を主成分とする耐摩耗
保護膜を形成する工程と、前工程で形成された耐摩耗保
護膜のうち不要部分を６フッ化硫黄，酸素を主成分とす
るガスを用いてプラズマエチングにより除去する工程と
を有するものである。

【０００８】また耐摩耗保護膜のうち不要部分は、燐酸
を主成分とする溶液によるウェットエッチングによって
もよい。

【０００９】

【作用】本発明の方法により、ペーストを使わずに耐摩
耗保護膜を必要な部分にのみ形成することができ、よっ
て、ペーストによるダストが原因のピンホールを無く
し、耐摩耗保護膜形成における工程にて不良率を低減さ
せることができる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明によるサーマルヘッドの製造方
法の一実施例を図１（ａ）〜（ｃ），図２（ａ）〜
（ｅ）を用いて説明する。

【００１１】図において、１はアルミナ基板、２はグレ
ーズ層、３はセラロイ層、４は発熱抵抗体層、５は個別
電極、６は共通電極、７は耐摩耗保護膜、８は発熱部、
９は保護膜必要部分、１０は保護膜不要部分、１１は上
層の耐摩耗保護膜、１２は下層の耐摩耗保護膜、１３は
マスクである。

【００１２】本実施例の方法では、耐摩耗保護膜は、図
１（ａ），図２（ａ）に示すように個別電極５，共通電
極６，発熱抵抗体層４等の露出した状態で、プラズマＣ
ＶＤ法，スパッタリング法等により、シリコン，ホウ
素，窒素を主成分とする材料で単層形の耐摩耗保護膜７
が図１（ｂ）のように形成している。また２層形の場合
はシリコン，ホウ素，窒素を主成分とする上層の耐摩耗
保護膜１１と、シリコン，酸素，窒素を主成分とする下
層の耐摩耗保護膜１２が図２（ｂ）のように保護膜必要
部分９、保護膜不要部分１０全面にわたって形成される
が、本実施例では特にプラズマＣＶＤ法により下層の耐
摩耗保護膜１２としてシラン，窒素，酸素を主成分とす
るガスを原料として形成し、上層の耐摩耗保護膜１１に
シラン，ジボラン，窒素を主成分とするガスを原料とし
て形成して、２層構造耐摩耗保護膜を形成している。こ
のように形成された耐摩耗保護膜のうち除去する保護膜
不要部分１０は、図に示すように実装において共通電極
１及び個別電極５の配線用外部リード、駆動用半導体素
子との接続部の部分である。

【００１３】本実施例では請求項１及び、請求光３にあ
るように、６フッ化硫黄，酸素を主成分とするガスを用
いたプラズマエッチングの方法で保護膜不要部分１０を
除去する。耐摩耗保護膜は単層膜でも２層膜でもどちら
の場合にも適用できるが、本実施例では前述した２層膜
における例を示す。まず、保護膜不要部分１０だけをエ
ッチングするためにアルミニウムからなるマスク１３を
設ける。アルミニウムからなるマスク１３保護膜の必要
部分９に真空蒸着により常温で１０００オングストロー
ム程形成すれば十分である。なお、ここではマスク１３
をアルミニウムとしたが特に限定されるものではなく、
６フッ化硫黄と酸素のガスプラズマに侵されないもので
あれば特に問題はない。この他にはエッチングレジス
ト，フォトレジストなどの使用が可能である。

【００１４】図２（ｃ）のようにマスク１３の形成され
たサーマルヘッドを高周波プラズマエチング装置にセッ
トし、基板温度は常温から１５０℃ぐらいまでの低温
で、ガス種及びガス流量には、例えば、６フッ化硫黄を
３００sccm、酸素を１００sccmとして圧力５００から１
０００mTorrほどでＲＦパワー５００Ｗを印加してエッ
チングをする。ここではあまり温度を上げすぎるとエッ
チング速度が速くなりすぎて、エッチング終了ポイント
を見極め難くなるので温度は上記の程度としているが、
問題がなければ、温度を更に上げることも可能である。
このようにして、５μｍほどの２層構造の耐摩耗保護膜
をエッチングした後、マスク１３を酸等で落とせば耐摩
耗保護膜を図２（ｅ）に示すように保護膜必要部分３だ
けに残すことができる。また、これらは、シリコン，ホ
ウ素，窒素を主成分とする図１に示すような単層膜の場
合でも同様の方法で行えることは明白である。

【００１５】なお、一般にサーマルヘッドで用いられて
いる電極材料はアルミ，銅，金等であるが、これらは本
実施例に使われる６フッ化硫黄，酸素ガスによるプラズ
マエッチングはされない。本実施例に使った電極材料は
クロムと銅の２層構造である。

【００１６】次に本発明の他の実施例について説明す
る。第１の実施例と同様に耐摩耗保護膜を全面に形成し
た後、請求項２及び請求項４にあるように、保護膜不要
部分４の除去工程を溶液によりエッチングする方法であ
る。マスク１３にはフッ酸用の熱乾燥型レジストを使
い、保護膜必要部分３にのみレジストを塗布する。ま
ず、シリコン，窒素，ホウ素を主成分とする上層の耐摩
耗保護膜１１のエッチングには燐酸８５％１５０℃以上
のエッチング液を使う。シリコン，窒素，酸素を主成分
とする下層の耐摩耗保護膜１２のエッチングには燐酸，
フッ化アンモンの混合液を９０℃程度に熱した溶液を使
う。まず、燐酸８５％１５０℃以上のエッチング液で上
層の耐摩耗保護膜１１をエッチングした後（図２（ｄ）
参照）、燐酸，フッ化アンモンの混合液のエッチング液
で下層の耐摩耗保護膜１２をエッチングし、最後にレジ
スト１３を溶剤で落とすことにより、耐摩耗保護膜を必
要部分３だけ残すことができる（図２（ｅ）参照）。こ
こで、燐酸とフッ化アンモンの混合液の混合比は、下層
の耐摩耗保護膜１２のシリコン，窒素，酸素の組成比に
よってエッチングレートが違うので、形成される耐え摩
耗保護膜に対して、エッチングレートが一番速くなるよ
うに混合する。そのおおよその比はフッ化アンモン／燐
酸が５／９５から２０／８０の間で、例えば今回のプラ
ズマＣＶＤ法により成膜された耐摩耗保護膜では１０／
９０の混合比が良好である。ここで、燐酸系の溶液には
アルミ，クロム等が侵される恐れがあるので、エッチン
グ終了時間の管理は慎重を要する。できれば電極材料に
は、これらエッチング液に侵されない材料を使用するこ
とが望ましいが、本実施例では、シリコン，酸素，窒素
を主成分とする保護膜に対して使用されるフッ化アンモ
ン／燐酸混合液は比較的クロム及び銅に対してのエッチ
ングレートが遅いので、エッチング終了時間の管理は比
較的容易であった。

【００１７】次に本発明の他の実施例について説明す
る。第１の実施例と同様に耐摩耗保護膜を全面に形成し
た後、請求項５にあるように、不要耐摩耗保護膜除去工
程を前述のプラズマエッチングとウェットエッチングの
２つの方法を組み合わせて行うものである。例として第
１の実施例と同じく２層膜構造の耐摩耗保護膜の場合
は、例えば、アルミニウムからなるマスク１３を形成し
た後、シリコン，窒素，ホウ素を主成分とする上層の耐
摩耗保護膜１１に対しては、第１の実施例のように６フ
ッ化硫黄，酸素を主成分とするガスを用いてプラズマエ
ッチングを行い、次に、シリコン，窒素，酸素を主成分
とする下層の耐摩耗保護膜１２は第２の実施例のように
フッ化アンモンと燐酸の混合液によるウェットエッチン
グにより保護膜不要部分１０の除去を行う。この方法に
よると、上層の耐摩耗保護膜１１はウェットエッチング
の方法よりもプラズマエッチングの方がずっと短い時間
でエッチングされるので都合がよく、更に、下層の耐摩
耗保護膜１２をプラズマエッチングした場合に起こり得
る、耐摩耗保護膜の下層にある抵抗体層７，セラロイ層
８等に悪影響を及ぼすということを防ぐことができ、ま
た、エッチング終了ポイントの操作及び制御がし易くな
る。更にまた、一度にエッチングできるサーマルヘッド
のロット数はウェットエッチングの方が多くすることが
容易であるので、ウェットエッチングによる時間が比較
的短くてすむ下層の耐摩耗保護膜１２はウェットエッチ
ングにした方がより大量に処理できる。さらに、下層の
耐摩耗保護膜１２用のエッチング液には上層の耐摩耗保
護膜１１はほとんど侵されないので、上層の耐摩耗保護
膜１１をプラズマエッチングした後、そのままマスク１
３を下層の耐摩耗保護膜１２のウェットエッチングのた
めのレジストマスクとして使用できる。従って第２の実
施例のような熱乾燥型レジストをウェットエッチングの
ために使用する必要が無いという利点がある。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、従来耐摩耗保護膜のパ
ターン形成にはペーストを使用していたのでピンホール
不良が多く発生していたが、ペースト使用課程をなくす
ことができるのでよって、ペーストのダストによるピン
ホール不良の発生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例のサーマル
ヘッドの製造方法の一連の流れを示す工程図

【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施例のサーマ
ルヘッドの製造方法の一連の流れを示す工程図

【符号の説明】

１アルミナ基板２グレーズ層３セラロイ層４発熱抵抗体層５個別電極６共通電極７耐摩耗保護膜８発熱部９保護膜必要部分１０保護膜不要部分１１上層の耐摩耗保護膜１２下層の耐摩耗保護膜１３マスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の形状にパターン形成された複数の抵
抗体とこれに通電するための配線用電極を有する基板の
前面にシリコン，ホウ素，窒素を主成分とする耐摩耗保
護膜を形成する工程と、前工程で形成された耐摩耗保護
膜のうち不要部分を６フッ化硫黄，酸素を主成分とする
ガスを用いてプラズマエッチングにより除去する工程と
を有するサーマルヘッドの製造方法。
【請求項２】耐摩耗保護膜のうち不要部分を除去する工
程は燐酸を主成分とする溶液によるウェットエッチング
によるものである請求項１記載のサーマルヘッドの製造
方法。
【請求項３】所定の形状にパターン形成された複数の抵
抗体とこれに通電するための配線用電極を有する基板の
全面に、シリコン，酸素，窒素を主成分とする下層の耐
摩耗保護膜を形成し、さらにシリコン，ホウ素，窒素を
主成分とする上層の耐摩耗保護膜を形成する工程と、前
工程で形成された前記の上層及び下層の耐摩耗保護膜の
うち不要部分を６フッ化硫黄，酸素を主成分とするガス
を用いてプラズマエッチングにより除去する工程よりな
るサーマルヘッドの製造方法。
【請求項４】耐摩耗保護膜の不要部分を除去する工程
は、上層の耐摩耗保護膜は燐酸を主成分とする溶液によ
るウェットエッチングにより、下層の耐摩耗保護膜は燐
酸，フッ化アンモンを主成分とする溶液によるウェット
エッチングによるものである、請求項３記載のサーマル
ヘッドの製造方法。
【請求項５】耐摩耗保護膜の不要部分を除去する工程
は、上層の耐摩耗保護膜は６フッ化硫黄，酸素を主成分
とするガスを用いてプラズマエッチングにより、下層の
耐摩耗保護膜は燐酸，フッ化アンモンを主成分とする溶
液によるウェットエッチングによるものである、請求項
３記載のサーマルヘッドの製造方法。