JPH085202B2 - Method of manufacturing thermal head - Google Patents
Method of manufacturing thermal headInfo
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- JPH085202B2 JPH085202B2 JP33685189A JP33685189A JPH085202B2 JP H085202 B2 JPH085202 B2 JP H085202B2 JP 33685189 A JP33685189 A JP 33685189A JP 33685189 A JP33685189 A JP 33685189A JP H085202 B2 JPH085202 B2 JP H085202B2
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- thermal head
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- electrode
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、ファクシミリやプリンタ等の感熱記録装
置に用いられるサーマルヘッドに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermal head used in a thermal recording device such as a facsimile or a printer.
(ロ)従来の技術 近年、サーマルヘッドはファクシミリ、ワードプロセ
ッサ用プリンタ等の各種の記録装置に多用されるように
なっている。これらの機器は小型・軽量化と低価格化が
要請されており、小型で安価なサーマルヘッドが望まれ
ている。(B) Conventional Technology In recent years, thermal heads have been widely used in various recording devices such as facsimiles and word processor printers. These devices are required to be small, lightweight, and low in price, and a small and inexpensive thermal head is desired.
従来のサーマルヘッドは、純度90%以上のアルミナセ
ラミック基板に印刷、焼成されて成るグレードガラス層
の蓄熱層を用いて形成される。A conventional thermal head is formed by using a heat storage layer of a grade glass layer which is printed and fired on an alumina ceramic substrate having a purity of 90% or more.
第3図は従来のサーマルヘッドの要部断面図、第4図
は従来のサーマルヘッドの製造工程を示すフローチャー
トである。つまり、従来のサーマルヘッドにおいては、
まず、セラミック基板11上にグレードガラス蓄熱層17を
形成し、次に蒸着法又はスパッタ法により発熱抵抗膜14
を形成した後、蒸着法又はスパッタ法により電極膜を成
膜し、さらにフォトリソグラフィ法によりパターン化し
て共通電極13を形成する。次に、再び蒸着法又はスパッ
タ法により電極膜を成膜してフォトリソグラフィ法によ
りそれをパター化し、リード電極12を形成して発熱抵抗
部を形成し、次に保護膜15を成膜する。このように形成
されたサーマルヘッド基板を所定サイズに分割し、駆動
用ICチップをフェイスダウンボンディングにより実装
し、樹脂によってモールド処理したのち、組立を行う。FIG. 3 is a sectional view of a main part of a conventional thermal head, and FIG. 4 is a flow chart showing a manufacturing process of the conventional thermal head. That is, in the conventional thermal head,
First, the grade glass heat storage layer 17 is formed on the ceramic substrate 11, and then the heating resistance film 14 is formed by vapor deposition or sputtering.
After forming, the electrode film is formed by the vapor deposition method or the sputtering method, and then patterned by the photolithography method to form the common electrode 13. Next, the electrode film is formed again by the vapor deposition method or the sputtering method, and is patterned by the photolithography method, the lead electrode 12 is formed to form the heating resistance portion, and then the protective film 15 is formed. The thermal head substrate thus formed is divided into a predetermined size, the driving IC chip is mounted by face-down bonding, and a molding process is performed with resin, and then the assembly is performed.
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のサーマルヘッドは、上記のよう
に製作工程が複雑で、原料アルミナ粉末の精製、研磨、
印刷、焼成等の高温処理を含んだ多くの工程を必要とす
るために、生産コストが高くなるという問題点がある。
また、基板としてアルミナセラミックスを使用している
ために、高温焼成炉の大きさから基板サイズが限定さ
れ、その大型化が阻害されるという問題点がある。(C) Problems to be Solved by the Invention However, the conventional thermal head is complicated in the manufacturing process as described above, and the purification, polishing, and polishing of the raw material alumina powder are performed.
Since many processes including high-temperature processing such as printing and baking are required, there is a problem that the production cost becomes high.
Moreover, since the alumina ceramics is used as the substrate, there is a problem that the size of the substrate is limited due to the size of the high temperature firing furnace, and the increase in size is hindered.
これらの問題を解決するために、最近では、ポリイミ
ドフレキシブル基板又はホウロウ基板等をグレーズセラ
ミック基板の代わりに用いたサーマルヘッドが検討され
ているが、コネクター、コンデンサー、サーミスタ等を
接続するプリント回路部分を別途に取り付ける必要があ
る上に、上記プリント回路基板との接続に要する回路基
板、ゴム押え、押え金具、ビス等の数多くの部品を必要
とする上に、組立に多くの工数を必要とするため、単に
サーマルヘッド部分を形成する基板を他の材料に置き換
えるだけでは解決できないという問題点があった。In order to solve these problems, a thermal head using a polyimide flexible substrate or an enameled substrate instead of a glaze ceramic substrate has been studied recently, but a printed circuit portion for connecting a connector, a capacitor, a thermistor, etc. In addition to having to be installed separately, it also requires a large number of parts such as the circuit board, rubber retainer, retainer fittings, screws, etc. required for connection with the printed circuit board, and also requires a lot of man-hours for assembly. However, there is a problem that the problem cannot be solved by simply replacing the substrate forming the thermal head portion with another material.
この発明はこのような事情を考慮してなされたもの
で、グレーズドアルミナ基板に代わる回路基板として耐
熱性両面銅張積層板を使用することにより、基板の大型
化が可能であり、共通電極とリード電極を同時にパター
ニングすることにより電極形成工程の簡素化が可能であ
り、基板に発熱抵抗体部とドライバーICの搭載部分の回
路基板とを一体化することにより組立工程の簡素化をは
かることができる安価なサーマルヘッドを提供するもの
である。The present invention has been made in consideration of such circumstances, and by using a heat-resistant double-sided copper-clad laminate as a circuit board instead of the glaze alumina board, the board can be increased in size, and the common electrode and the lead can be used. The electrode formation process can be simplified by patterning the electrodes simultaneously, and the assembly process can be simplified by integrating the heating resistor part and the circuit board on which the driver IC is mounted on the substrate. An inexpensive thermal head is provided.
(ニ)課題を解決するための手段 この発明は、基板上に発熱抵抗層と、発熱抵抗層に通
電するためのリード電極および共通電極を設けたサーマ
ルヘッドの製造方法において、耐熱樹脂板の表面に予め
銅およびアルミニウム箔を積層した基板を使用して、ま
ず、アルミニウム層を剥離し、銅箔をパターン化してリ
ード電極および共通電極を同時に形成し、リード電極お
よび共通電極間に樹脂からなる蓄熱層を形成し、蓄熱層
の上にリード電極から共通電極にわたる発熱抵抗層を形
成し、さらに、リード電極と共通電極と発熱抵抗層を覆
う保護層を形成することを特徴とするサーマルヘッドの
製造方法である。(D) Means for Solving the Problems The present invention provides a method for manufacturing a thermal head, in which a heating resistance layer and lead electrodes and a common electrode for energizing the heating resistance layer are provided on a substrate. Using a substrate with copper and aluminum foil laminated in advance, first peel off the aluminum layer and pattern the copper foil to form the lead electrode and common electrode at the same time. Forming a layer, forming a heating resistance layer extending from the lead electrode to the common electrode on the heat storage layer, and further forming a protective layer covering the lead electrode, the common electrode, and the heating resistance layer, and manufacturing the thermal head. Is the way.
電極である銅箔の厚さはパターン精度に対する依存性
があり、サーマルヘッド用電極パターン精度±3μm〜
±5μmを達成するためには、銅箔厚さは3〜18μmが
望ましいが、厚さが厚くなるに従い精度が低下するデメ
リットがある。しかし、共通電極の抵抗値は低下するメ
リットがある。従って、銅箔厚さは、5〜12μmがパタ
ーン精度の点でも共通電極の導体抵抗値500mΩ以下を達
成できる点から望ましい値である。The thickness of the copper foil, which is the electrode, depends on the pattern accuracy, and the electrode pattern accuracy for the thermal head is ± 3 μm ~
In order to achieve ± 5 μm, the thickness of the copper foil is preferably 3 to 18 μm, but there is a demerit that the accuracy decreases as the thickness increases. However, there is an advantage that the resistance value of the common electrode is reduced. Therefore, the thickness of the copper foil is preferably 5 to 12 μm because the conductor resistance value of the common electrode can be 500 mΩ or less in terms of pattern accuracy.
(ホ)作用 耐熱樹脂基板を基板として使用することにより、リー
ド電極パターンと共通電極パターンとを同時に同一プロ
セスで形成できると共に基板サイズの大型化が図れるこ
とにより、市場から要請されている小型・軽量で且つ安
価なサーマルヘッドを提供できる。即ち、綴り基板サイ
ズの大型化及び電極形成プロセスの簡素化、電極形成プ
ロセスに要する設備金額の軽減を図ることができる。(E) Action By using a heat-resistant resin substrate as the substrate, the lead electrode pattern and the common electrode pattern can be simultaneously formed in the same process, and the size of the substrate can be increased. It is possible to provide an inexpensive thermal head. That is, it is possible to increase the size of the binding substrate, simplify the electrode forming process, and reduce the amount of equipment required for the electrode forming process.
(ヘ)実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を説明す
る。(F) Embodiments The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.
第1図は、この発明の実施例を示すサーマルヘッドの
蓄熱層近傍の断面図、第2図はこのサーマルヘッドの製
造工程を示すフローチャートである。FIG. 1 is a cross-sectional view of the vicinity of a heat storage layer of a thermal head showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process of this thermal head.
まず、ガラス布に高耐熱樹脂、硬化剤、促進剤および
溶剤を含浸させた後、乾燥させて裁断する。そして、ア
ルミニウムと銅とを貼り合わせた二層箔が密着しやすい
ように基板の表面処理を施した後、加熱、加圧し、ガラ
ス布を芯材とした両面にその二層箔を貼付け、アルミニ
ウム・銅張積層板を作製する(以下、この基板をUTC基
板:Ultra Thin Cuperと記す)。First, a glass cloth is impregnated with a high heat resistant resin, a curing agent, an accelerator and a solvent, and then dried and cut. Then, after the surface treatment of the substrate so that the two-layer foil obtained by laminating aluminum and copper is easily adhered to each other, heating and pressing are performed, and the two-layer foil is laminated on both sides with the glass cloth as the core material. -Preparing a copper clad laminate (hereinafter, this substrate is referred to as a UTC substrate: Ultra Thin Cuper).
次に、このUTC基板のアルミニウム箔をカセイーダと
グルコン酸ソーダを含んだエッチング液で除去すること
により、銅箔厚さが3〜12μmの銅張積層板が得られ
る。これを所定の寸法に切断して平面状の耐熱樹脂基板
1を形成し、それを洗浄して熱処理した後、銅箔の整面
処理を行う。Next, the aluminum foil of this UTC substrate is removed with an etching solution containing caustica and sodium gluconate to obtain a copper clad laminate having a copper foil thickness of 3 to 12 μm. This is cut into a predetermined size to form a flat heat-resistant resin substrate 1, which is washed and heat-treated, and then the surface-adjusting treatment of the copper foil is performed.
次に、液状のポジ型ホトレジストを用いてリード電極
部及び共通電極部を同時にパターニングする。Next, the lead electrode portion and the common electrode portion are simultaneously patterned using a liquid positive photoresist.
次に、塩化第二鉄又は塩化第二銅溶液によるスプレイ
エッチングによりリード電極2aおよび共通電極3aを形成
した後、無電解NiPメッキを施して約1.0μmの厚さのNi
層2b,3bを形成し、次いで無電解Auメッキを施して0.1〜
0.5μmの厚さのAu層2c,3cを形成する。この時、サーマ
ルヘッドの共通電極とリード電極及びドライバーIC部に
フェイスダウンボンディングができる電極構造を一度に
作る。Next, after forming the lead electrode 2a and the common electrode 3a by spray etching with a ferric chloride or cupric chloride solution, electroless NiP plating is performed to form a Ni electrode having a thickness of about 1.0 μm.
Layers 2b and 3b are formed, and then electroless Au plating is applied to form 0.1 to
The Au layers 2c and 3c having a thickness of 0.5 μm are formed. At this time, an electrode structure that enables face-down bonding to the common electrode of the thermal head, the lead electrode, and the driver IC part is made at one time.
次に、この基板上にポリイミド前駆体を、ロールコー
ターやスピンオンコーター又はスクリーン印刷機を用い
て所定の厚さに塗布し、乾燥した後、このポリイミド前
駆体の層を所定のパターンエッチングした後、硬化を行
いポリイミド層6,7を形成する。つまり、ポリイミド樹
脂による蓄熱層7及びフェイスダウンボンディング用ハ
ンダダム6をパターン形成する。Next, a polyimide precursor on the substrate is applied to a predetermined thickness using a roll coater, a spin-on coater or a screen printing machine, and after drying, after a predetermined pattern etching of the layer of the polyimide precursor, Curing is performed to form polyimide layers 6 and 7. That is, the heat storage layer 7 made of polyimide resin and the solder dam 6 for face-down bonding are patterned.
更に、スパッタリング法により、Ta−Si−O,Ta2N,Ni
−Cr等のいずれかから成る薄膜発熱抵抗層を全面に形成
した後、ホトリソグラフィ法によりパターン化して発熱
抵抗層パターン4を形成し、その後、Ta2O5,SiO2、サイ
アロン、SiC,SiONのいずれかから成る保護膜5をスパッ
タ法又はプラズマCVD法により形成し、フェイスダウン
ボンディング用サーマルヘッド基板ができ上がる。Furthermore, by sputtering method, Ta-Si-O, Ta 2 N, Ni
After forming a thin film heating resistance layer made of any one of -Cr and the like, patterning by a photolithography method to form a heating resistance layer pattern 4, and then forming Ta 2 O 5 , SiO 2 , sialon, SiC, SiON. The protective film 5 made of any of the above is formed by the sputtering method or the plasma CVD method, and the thermal head substrate for face-down bonding is completed.
更に、基板上にドライバーICをフェイスダウンボンデ
ィング法により搭載し、半田リフロー、樹脂モールド、
部品組み立ておよびテストを行なうことにより、サーマ
ルヘッドが完成する。Furthermore, the driver IC is mounted on the board by face down bonding, solder reflow, resin molding,
The thermal head is completed by assembling and testing the parts.
このように、UTC基板を用いたサーマルヘッドは、銅
箔が12μm以下で、従来の銅張積層板より薄いために、
共通電極及びリード電極のパターニング精度が従来のプ
リント基板の構造でありながら±10μm以下にできる利
点があり、。8ドット/mmのサーマルヘッド用電極を歩
留良く形成することができる。又、基板サイズも1200mm
×1200mm程度の大きさでも容易に提供できることから、
グレーズドアルミナ基板に比較して、基板サイズの制限
を受けにくく、従って、一基板当りのヘッドの取り数が
上がるうえに、単位面積当りの基板単価が安く、電極形
成工程で高価な蒸着機やスパッタ装置を必要としないと
いう特徴を有しており、低コスト化が可能であり、産業
界が検索中のサーマルヘッドの要望に合致する。In this way, the thermal head using the UTC substrate has a copper foil of 12 μm or less, which is thinner than the conventional copper-clad laminate,
There is an advantage that the patterning accuracy of the common electrode and the lead electrode can be ± 10 μm or less even though it is the structure of the conventional printed circuit board. It is possible to form a thermal head electrode of 8 dots / mm with good yield. Also, the substrate size is 1200mm
Since it can be easily provided in a size of about 1200 mm,
Compared to a glazed alumina substrate, it is less subject to substrate size restrictions, thus increasing the number of heads per substrate, the substrate unit price per unit area is low, and expensive vapor deposition machines and sputtering equipment are used in the electrode formation process. It has the feature that it does not require a device, it can be made at low cost, and meets the needs of thermal heads that are being searched by the industry.
(ト)発明の効果 この発明によれば、共通電極およびリード電極のパタ
ーン形成を同時に行うことにより、工程の削減が可能と
なり、コストの低減化が可能なサーマルヘッドが提供で
きる。(G) Effect of the Invention According to the present invention, it is possible to provide a thermal head that can reduce the number of steps by simultaneously performing the pattern formation of the common electrode and the lead electrode, and can reduce the cost.
第1図はこの発明の一実施例を示すサーマルヘッドの要
部構成説明図、第2図は第1図のサーマルヘッドの製造
工程を示すフローチャート、第3図は従来のサーマルヘ
ッドの第1図対応図、第4図は従来のサーマルヘッドの
第2図対応図である。 1……耐熱性絶縁基板、 2a……リード電極、2b,3b……Ni層、 3a……共通電極、2c,3c……Au層、 4……発熱抵抗層パターン、5……保護膜、 6,7……ポリイミド層。FIG. 1 is an explanatory view of a main part configuration of a thermal head showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart showing a manufacturing process of the thermal head of FIG. 1, and FIG. 3 is a conventional thermal head of FIG. FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the conventional thermal head. 1 ... Heat-resistant insulating substrate, 2a ... Lead electrode, 2b, 3b ... Ni layer, 3a ... Common electrode, 2c, 3c ... Au layer, 4 ... Heating resistance layer pattern, 5 ... Protective film, 6,7 …… Polyimide layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−181658(JP,A) 特開 昭51−6035(JP,A) 特開 昭61−280951(JP,A) 特開 昭53−58249(JP,A) 実開 昭59−126644(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A 61-181658 (JP, A) JP-A 51-6035 (JP, A) JP-A 61-280951 (JP, A) JP-A 53- 58249 (JP, A) Actual development Sho 59-126644 (JP, U)
Claims (1)
するためのリード電極および共通電極を設けたサーマル
ヘッドの製造方法において、 耐熱樹脂板の表面に予め銅およびアルミニウム箔を積層
した基板を使用して、まず、アルミニウム層を剥離し、
銅箔をパターン化してリード電極および共通電極を同時
に形成し、リード電極および共通電極間に樹脂からなる
蓄熱層を形成し、蓄熱層の上にリード電極から共通電極
にわたる発熱抵抗層を形成し、さらに、リード電極と共
通電極と発熱抵抗層を覆う保護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。1. A method of manufacturing a thermal head having a heating resistance layer, a lead electrode for energizing the heating resistance layer, and a common electrode on a substrate, wherein copper and aluminum foil are preliminarily laminated on the surface of a heat-resistant resin plate. Using the substrate, first peel off the aluminum layer,
A copper foil is patterned to form a lead electrode and a common electrode at the same time, a heat storage layer made of a resin is formed between the lead electrode and the common electrode, and a heating resistance layer extending from the lead electrode to the common electrode is formed on the heat storage layer. Furthermore, a method of manufacturing a thermal head, characterized in that a protective layer covering the lead electrode, the common electrode, and the heating resistance layer is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33685189A JPH085202B2 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Method of manufacturing thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33685189A JPH085202B2 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Method of manufacturing thermal head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03193466A JPH03193466A (en) | 1991-08-23 |
| JPH085202B2 true JPH085202B2 (en) | 1996-01-24 |
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ID=18303246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33685189A Expired - Fee Related JPH085202B2 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Method of manufacturing thermal head |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085202B2 (en) |
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1989
- 1989-12-25 JP JP33685189A patent/JPH085202B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03193466A (en) | 1991-08-23 |
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