JPS5959475A - 薄膜サ−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】 この発明は感熱記録装置の記録ヘッドとして用いられる
薄膜サーマルヘッドの製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

感熱記録装置の配録ヘッドとして用いられる薄膜サーマ
ルヘッドは、従来第１図１たけ第２図に示す如き桿・１
造を有している。即ち、アルミナ基板Ｊａ上に保温性と
表面スムーズネスを得るべくグレーズ層１ｂを政十乃至
百ミクロン程度の厚さに形成し、更にその製造工程にお
ける各種薬品による腐蝕から保訛する為にＴａ２０．等
の下地保詠層ＩＣを形成し、これを絶縁性基板Ｉとして
いる。この絶縁性基板１上に発熱体としての抵抗ｆＪＨ
’ｉ　２，第１および第２のメタルリード膜３，４を積
層付加し、これをＰＥＰ　（フォトエングレービングプ
ロセス）法ヲ用いてパターニングして、所望の記録解（
２）度を得るピッチ。

線幅に加工している。しかるのち、上記第１および第２
のメタルリード膜３，４の一部をエツチング除去して前
記抵抗膜２を露出させたのち、それらの上に耐摩耗性保
設膜５を形成して前記抵抗膜２等の酸化と感熱記録紙と
の摺動による摩粁から保護すＺ）構造となっている。

尚、上記第１」、−よび第２のメダルリード膜３゜４　
Ｌ７）　ＰＥＰ法によるエツチング除去に際しては、１
ツチング液を適宜選択することにより、第１図および第
２図にそれぞカフ示すように複数層のリード膜３，４を
所謂階段状にｌ）（成して感熱記録紙との外的密着性を
高め、配録品質の向上と熱効率の改良を図るべく工夫が
なされている。

寸た第２図に示すものは、４′￥に抵］１；、膜２ン・
その発ｐ％（、ｇを含む所定範囲にのみ形成して、その
生産性を高めたものである。ちなみに、感熱記録に供さ
れる抵Ｊ／”（、膜２の発熱体長ｍけ通當数杓ミクロン
程度であり、ｌｌα厚や比抵抗を再現性良く安定にＩｎ
る為、上記抵抗膜２の長さｎｌ−１、従来一般に１０〜
３（）祁に定４６られている。

ところで従来、この秤の薄膜サーマルヘッドにあっては
第１のメタルリード層４にはＡｕが用いられ、第２０メ
４ルリード層３にＩｒＪ−Ｃｒが用いられている為に非
常に高価なものとなることが否めなかった。即ち、Ａｕ
からなる第２のメタルリードＭ　ｒｔは、抵抗膜２に対
する主たるリード体として作用するものであり、通常】
乃至１０ミクロン程度のｌｑさに形成される。そしてｃ
ｒからなる＠Ｊのメタルリード層３ば、上記Ａｕからな
る第２のメタルリード層４を安定・確実に付着させる為
に設けらｈるもので、前記段１ｆ＋５の長さｌにおいて
ＩＪ　−１・°休として機能する領ｌ成ｌｄ　Ｏ，５ｒ
ｒｍ稈ＩＷと、その抵抗膜については実際上殆んど無視
することができる。尚、この第」のメタルリード層３の
膜厚は５００乃至］　０００オングストロ一ム稈度であ
る。そして、このようにして第２のメタルリード層４と
してＡｕが用いられている為、前記保護膜５を形成する
に際しては、上記保護膜５がＡｕに直接付着し々いこと
から、Ｃｒ膜を介在させる等の工夫が施されている。つ
１す、抵抗膜２のリード体として従来一般［Ａｕが用い
られている為に、その製作が困難であり、高価であると
言う問題があっブζ。

そこで近年、上記Ａｕに代えて他のメタル利ｔ１をリー
ド体として用いることが神々研究されてい乙。然し乍ら
、以下に示すようにイ（０々の問題があり、その実用化
が帷しかっブｃつ即ち、Ａｕに代えてＡ〕やＣｕを用い
ようとする場合、例え（ブＴａ　５ｉ０２からなる抵抗
膜２をＰＥＰ法により加工するとき、その工、７チング
液に）、硝酸液が用いられる為、上Ｎ？　Ａ７！やＣｕ
も同時に侵されてしまうと言う問題が生じる。芥だＡｕ
に代えてＣｒを用いようとすると、その比抵抗が約９倍
もあるので、リード膜厚を相当厚くする心火が生じる。

この為、その微細加工が問題となり、寸だその生産性の
点でも問題が生じた。更にはＣｒをリード体とした場合
、ＩＣチ、ｆへのワイヤ・ｊ？ンディングの取出しにお
けるボングビリティの問題も生じた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考應してなされたもので、そ
の目的とするところは、リード体材料として安価なメタ
ル材料を用いて生産性良く薄膜サーマルヘッドを製作す
ることのできる実用性の高い′ｆｆｆｆ−マルヘッドの
製造方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は絶１縁性基板上に帯状に抵抗膜を形１：ｔＩン
し／（のぢ、その上に第１のメタルリ−ド層と安価なメ
タル材本′１からなる第２のメタルリード層とを積層形
成し、この積層体全ストライプ状に・ぞターン加工した
のち前記第２のメタルリード層のｔＪＬ抗膜に対向する
領域をエツチング除去してその喰なりをなくし、その後
第１のメタルリード層を部分的にエツチング除去して抵
抗ｊ＋′Ｌを露出さぜるようにしたものである。

〔発明の効果〕

Ｕｅって本発明によれば、第２のメタルリード層が抵抗
膜と沖なり合うことがないので、抵抗膜のエツチング加
工時に第２のメタルリード層が侵されることがない。故
に第２のメタルリード層としてΔ！やＣｕ等の安価なメ
タル材ネ１否・用いることが可能となり、生産性良く裾
゛ｌ戻ザーマルヘッドを簡易に製作することを可能とす
るり１の実用上多大な効果が奏せらｆｌ、る。

〔発明の実施例〕

す、下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明す
る。

第３図および第４図はそハ、それ本発明に係る薄膜サー
マルヘッド゛の実施例ＩＭ造を示す図である。尚、従来
へ、ｌｏと同一（％分には同−符号を付して説明する。

基板Ｉは、例ズ−ば熱伝導性が良く、月つ表面平滑化さ
ｉまた゛アルミナ′Ｊ７（板ｌａ上に、その保ｉ％口件
と表面スｊ・−ズネスを得るべくり１／−ズｆｊ；？、
　Ｉ　＋＋を騎士乃至百ミク【１ン稈ｎｙの厚さに焼、
成付陪形成し、その上に薬品による廐蝕から保Ｋｔ！＋
する為の下地保ｈΦ膜１ｃとしてＴａ２Ｏ３を０５乃至
１．０ミクロンの厚さに付着して構成されろう このような（トイ成の絶縁性基板Ｉ上に抵抗膜２として
例えばＴａ　Ｓ＋０２を厚さ３０００　＝　５０００　
Ｘ程度にス・Ｐワタリング形成する。この抵抗膜２の付
着形成の領域幅ｎは、財に示す如く所定の狭い範囲とす
る。尚、この際、幅ｎなるマスクを用いて上記抵抗膜２
をスパッタリング形成すると、前記基板Ｉとマスクとの
間に多少の隙間ができ、スノやツタリング膜（抵抗膜２
）が廻り込んで４１１着する。そしてこの膜は伺渚力が
弱いことから、その後リード層のエツチング形成を行う
とき、子の増大に耐えらノ１なくなって剥離するノｒｙ
＜　ｈが生じる。従って、＃ａ　ｎの抵抗膜２を・形Ｉ
ＪｋするにＵＪ、■、抗模膜２舛板Ｉの全面、゛またけ
幅ｎより広い範囲に亘ってスパッタリング形成したのち
、ＰＥＰ法によって幅ｎに寸法規制するようにすること
が好ましいう寸だ別の手段と１〜では、リフト詞フによ
りｌ１ｌｉ１）ｎのイｉシ状に抵抗ル・１２乞形成して
もよく、このようにすれば生産性に優れると言う効果が
奏せられる。即ち、ホトレジストの如き塗料を幅ｎの領
域を除い−ｃ（＝Ｊ摺し、乾燥固化したのち、これをマ
スクとして抵抗ｌｌφ２をスノぐツタリング形）戊する
。その後、」−記塗料を有機溶剤にて酵解除去するよう
にすれは、幅ｎの抵抗ｖ２をｆｆ１ｉ易に、且つ確実に
イテ］漸形成することが可能となる。尚、上記抵抗膜２
の幅（１は、例えば５喘８度に定められる。まだこのよ
うな抵抗膜２の形成法によれば、所謂屋根瓦式に積重ね
てスパッタリング処理を行い？するので、その生産性が
良い。

しかるのち、上記抵抗膜２を形成してなる基板Ｉの上面
に、第１のメタル９〜１層３としてのＣｒ膜をＰｅ窒蒸
着またはスパッタリングにより約１．０μ７）２の厚さ
に付着形成すＺ、。このリード層３についても例えば幅
ｑの範囲に亘って帯状に形成する。但し、上記幅は（ｑ
＞ｎ）となるべく、Ｃｒ膜によって前記抵抗膜２が完全
に援われるようｉＣすることは言う捷でもない。

その後、上記Ｃｒ１ｌｉＪ上に、第２のメタルリード層
４と１７てのＡ！膜を真空蒸着またＯまス・々ラグリン
グによって、約５μｍの厚さに形成する。この人、Ａ暎
ｐよ、例えば基板Ｉの全面に付着形成したのちＰＥＰに
よって前記抵抗膜２に対向する部分を、例えば（２ａ＋
ｍ）の範囲に亘って窓状にエツチング除去したり、ある
いは上記（２１＋ｍ）の範囲を除いて還択的に付着形成
するようにマスクを用いて行うようにしでもよい。

これによって発熱抵抗膜２に対向する部ｒ■に第２のメ
タルリード層（Ａ’　Ｑｉ　）　４が存在することのな
い薄膜積層体ｔｉ’ｉ造が得ら１Ｌる。

しかるのら上記祐層体を、所望とする解像度を１（でる
為の定められたピッチで、且つ紳幅合有慢′２．ストラ
イプ状マスクを用い、ＰＥＰＶ？ｌよってｉＲ４−ニン
グする。この）やターニングは、図面中、紙面と垂直な
方向に所定ピッチで抵抗膜２が切断される如く行われる
。ぞして、これに上りβりえは８４μｍ７Ｚピツチで５
４μｍ線幅の抵抗ＩＩゑ２の配列パターンが得られるこ
とになる。尚、前述しプこ（２ｇ−ｔ−ｍ　）の幅は約
１０悶程度に定められる。

その後、前記抵抗膜２上のＣｒ膜の一部ｆ：ＰＥＰ法に
より除去し、抵抗膜２の一部を露出させろ。

この露出幅ｎｌは、例えば２　（１０μｍ程度に定めら
れる。そして、これらの処理を終了したのりその上に保
内膜５を形成して第３図寸たｄ、第４図に示す構造の薄
膜サーマルヘッドが完成される。

尚、第３図に示す構造のヘッド標−５Ｃｒ膜の・（ｊ前
節ａＨを、抵抗膜２の端部に重なるＭ置からＡノＩｌ々
に重なる自ｒ面゛までとしたものである。これに対して
第４図に示すものはＣｒ１ｌφをΔ−４膜下の全域に残
したものである。このようにＣｒ膜をその全域に残す（
Ｕ造とする場合、上１１ピＣｒ膜とＡ／膜とを連続的に
付着形成できるので生産性が良い等の効果が奏せられる
。またこの利点を活かす上では、Ｃｒ膜の膜厚をあ捷り
厚＜　１．ない方が好ましい。

また前記保護膜５の形成幅Ｄ　（／Ｃ関しては、Δｅ膜
の内側とするようにしてもよい。つ捷り第３図に示すも
のではＤ＞（ｚ／＋ｍ）なるφｐ囲に保護膜を形成して
いるが、Ｄ（（’　２　ｌ十ｍ　）なる範囲としてもよ
い。この場合、（２γ十ｍ）を小格＜シてもよく、逆に
大きくすることによって達成してもよい。′８）だ大き
くする場合にけＣｒ膜模の膜厚を厚くし、長さｌが大き
くなってもり一１゛抵抗が大きくならないようにする等
の工夫を加じｔことが望ましい。

かくして、上記の如き構造ＩＣよれば、主としてリード
体としてナリｊく第２のメタシリ−１゛層４が抵抗膜２
と重なることがないので、上記第２のメタルリード層４
としてＡノ膜を用いても従来のような問題を招くことが
ない。つ甘り抵抗膜２のパターニング処理時に第２のメ
タルリート）督４が侵されることがなく、上述したＡノ
膜の採用が可能となる。従って、Ａｕに代えてＡノを用
いるので、安価に製作することがＦｊＪ能となり実用上
多大な効果が奏せられる。

次に上配措造の薄膜サーマルヘッドの製造方法について
第５図および第６図に示す模式的り製造工程の流れに沿
って説明する。

先ず絶縁性基板！上の全面に抵抗膜２を付着形成する（
第５図（ａ）、第６図（ａ））。しかるのら、この抵抗
ＩＩＩ　２を帯状にエツチング形成するに４）５図（ｂ
）（ｃ）　、第６図（ｂ）　（ｅ）　）　６そして、こ
の帯状の抵抗膜２を覆って前記基板１の全面に第１のメ
タルリード層３を形成する（第５は１（ｄ）、第（１１
９４１（ｄ））。次に前記抵抗膜２に対向する領域を除
いて前記第１のメタルリード層３上に第２のメタルリー
ド層４を形成するか（第５図（ｅ））、寸たは第１のメ
タルリード層３上の全域に第２のメタルリード層４を形
成する（第（１図（Ｃ））。これによって基板ｌ上に抵
抗膜２．！ａ’；１および第２のメタルリート°層３，
４からηる積層体が形成されることになる〇 しかるのち、上記積層体を抵抗膜２の帯状方向と直角な
方向に所定ピッチ、所定幅でストライプ状に１ＦＥＰ法
によりノ９ターニングする（第５図（ｆ）、第６図（ｆ
））。そして、第５図（ｆ）の如くノ９ターニングされ
た積層体に対して抵抗膜２の中央部を露出させるべく、
第１のメタルリート“層３を部分的にエツチング除去す
る（第５図（ｇ））。

壕だ第６図（ｆ）に示す積層体にあっては、抵抗膜２上
に第１および第２のメタルリード が積層されていることから、先ず第２のメタルリード層
４の抵抗膜２に対向する領域をエツチング除去しく第６
図（ｇ））、その後、これによって露出された第１のメ
タルリード層，？の中央音す分をエツチング除去して抵
抗膜２の中央部を露出させる（第６図（ｈ））。そして
、このような工程を経たのち、その上に保護膜５を形成
してサーマルヘッドが完成されろう 尚、この製作工程において、抵抗膜２としてはＴａ　Ｓ
＋０２の如きＴａ−８１−０系，Ｃｒ−Ｓｔ−０系およ
びＮｌ　−Ｃｒ−Ｓｌ系等のフッ硝酸をエツチング液と
してエツチング加工されるものが用いられる。寸だこの
とき第２のメタルリード層４としテ、上記エツチング液
に侵されるＡノやＣｕを用いても、第２のメタルリード
層４が抵抗膜２の形成領域を避けて設けられている為、
これによる悪影響を受ける虞れがない。従って第２のメ
タルリード層４として、従来のＡｕに代えて安価なＡノ
やＣｕ等を用いることが可能とケる。

ところで、上記の如き構造の薄膜サーマルヘッドの基板
上に、その駆動回路を実装する場合、次のようにすれば
よい。第７図（ａ）〜（ｄ）はその例を示すもので、第
７図＜−’Ｉ　（ｂ）は第３図に示す構造のサーマルヘ
ッドに対する実装例を、また第７図（Ｃ）　（ｄ）は第
４図に示す構造のサーマルヘッドにＸ；Ｊする実装例を
示している。即ち、第７図（ａ）　（ｃ）に示すものに
あっては、第２のメタルリード層４がＡノ膜であること
から、■Ｃチ５１．プロのづ？ンディングパッドとの間
でＡノワイヤ、寸だばＡｕワイヤ７を用いてワイヤホゝ
ンディング接経：するように′１′ればよい。また第７
図（ｂ）に示すようにＩＣチップ６をはんだイ」け接続
する場合には、Ａノｌｌｙニー３　（第２のメタルリー
ド層４）上にはんだが直接付かないことから、上記ＡＡ
　ＩＩｆｆＧ　ｌにＴｉ１ｌ保８゜Ｃｏ膜９を順次積層
し、この上に前記ＩＣチップ６をはんだイ寸けするよう
にすｉｔば、にい。−また第７図（（１）に示すように
Ｃｒ膜上にＩＣチップ６′ｆＫ：はんだ付けする場合に
は、Ｃｊ［にはんだが直接付かないことからをよんだ用
のメタライセ゛−／ヨンとして前述したようにＴｉ膜８
　、　Ｃｕ膜９をＣｒ膜上に＋ｔ：４１ＪＩｙ、するよ
うにすればよい。このようにす第１．げ、Ｐ＋’、　２
のメタルリード層４としてＡ）膜を用いても　その、駆
動回路であるＩＣチ、第６の実装に何ら不都合を招くこ
とがない。尚、図中１０に１はんだバンプ苓：示しでい
る。

１膜上本発明に係る薄膜サーマル−＼ラドの第１４造と
その製造方法につき説明したが、こねによって得られる
効井（は次の通りであろう先ず、本発明によｈ−ば、第
２のメタルリード層４としてＡｕの如き繊金属を用いる
ことなく、Ａ／　−？　Ｃｕ　Ｍの安価な金属を用いる
ことができ、辰Ｈ％（記録へ７ドλ・安価に実現するこ
とができる。ま７Ｆ往来のものと一゛４なり、抵抗膜２
を狭い９１５囲にだ０形（戊ずれ（′」“よいので、そ
の生産性を高めることができる。しかもこのとき、屋根
瓦状に基板をね重ね−Ｃ１【（抗＋１１；３２の形成を
行い得るので、生産能率の同一ヒを図り得る。壕ン琶抵
抗願２の工、チンダ液としてフッ硝酸を用いても、Ｍ記
Ａノ膜が上記工１．チンダ液に触れることがないので、
Ａノ膜がこれによって侵されることがないうちん的に（
Ｉｆ来のものにあっ−〔ｋ−↓、抵抗膜２との重なり部
分（ｔＣお・い−こＡ〕暎（第２のメタルリード層）が
侵され、消失してし斗う虞れがあり、実用上問題となっ
た。しかし、上述した、しりに第２のメタルリード層（
ＡＩ膜）が抵抗Ｈ！４２の形成領域ンリ・ら離り、て設
けられた構造なので、このような不具合が生じることが
ない　Ｔ、ｆｉには本（’Ａ造によｉｚば、保商膜５を
極力狭い範囲にのみ設けることが可能となるので、その
生産性を高めることが可能となり、この場合でも屋根瓦
状に８１重ねて保護膜５のス・ぐツタリング処理ができ
るので、生産能率の向上か期待できる。−１／こ従来、
貴金属リード上に保ｈφ嗅を形成することができない為
、Ｃｒ膜等の活はメタル層を■デ成したのち保訓膜５を
形成しているが、このような不具合も生じない等の効果
が奏せられる。このように本発明によれば、ｆ・「々格
別の絶大なる利点効果が奏せられる。

尚、本発明Ｕ、上述（７た実施例にのみ限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができろととは勿論のことである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞね、従来の薄ＩＩ（、Ｘ′
丈−マルヘッドの構造例を示す図、Ｑｌ’＋　３図およ
び第４図はそれぞれ本発明の実施例に係る薄膜サーマル
”’７．ドの構造例を示す図、第５図（ａ）〜（ｇ）お
よび第６図（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ本発明の実施例に
係る薄膜サーマルヘッドの製造工程の流れを模式的に示
す＋ｇＩ、第７図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれツ′−マル
ヘッド駆動回路の実装例を示す図である。 Ｉ・・・絶縁性基板、２・・抵抗膜、３・・・第１のメ
タルリード層、４・・第２のメタルリード層、５・保護
膜、６　・ＩＣチップ（駆動１町路）、？・・・Ａノ（
Ａ、ｕ　）ボ゛ンディングリー１’、８　・−Ｔｉ膜、
９・Ｃｕ暎、ＩＯ・はんだゼイド。 出顧人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第５図　　　
　　　第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶６基板上に抵抗膜を帯状に形成する工程と、この抵抗
   膜を覆って前記絶縁基板上に第１のメタルリード層を形
   成する工程と、この第１のメタルリード層上の前記抵抗
   膜に対向する部分を除く領域に第２のメタルリード層を
   形成する工程と、上記抵抗膜と第１および第２のメタノ
   しリード層からなる積層体を前記抵抗膜の帯状方向と直
   交する方向にストライブ状にエツチング除去する工程と
   、前記第１のメタルソー１゛層の前言１２抵抗１１！！
   に対向する領域の中央γ９＋＋　４＋　ｆｆｉ工、・チ
   ング除去する工程とを具備したことを！ｈ徴とする薄１
   漠ザーマルへ、ドの製造方法。