JPS6072749A - サ−マルヘツドおよびその製造方法 - 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】 （ａｌ　発明の技術分野 本発明はサーマルプリンタに係り、特に複数個の発熱抵
抗体を駆動するためのドライバー回路を搭載するサーマ
ルヘッドの構造に関する。

（ｂｌ　技術の背景 サーマルヘッドに高密度実装された数多くの発熱抵抗体
を、外部に設けたドライバー回路で駆動する場合は、サ
ーマルヘッドとドライバー回路の結合は数多くの接続線
によって行われ、通常は発熱抵抗体を幾つかのグループ
に区分し、それぞれのグループの発熱抵抗体をマトリッ
クス状に接続することによって接続線の減少を図ってい
る。

そのために同時に印字できる発熱抵抗体は各グループの
中の一発熱抵抗体のみであり、グループを構成する発熱
抵抗体の数の回数だけ繰り返し印字してはじめてその行
の印字が終わる。

かかるサーマルヘットの高速化対策としてドライバー回
路を搭載した、所謂ドライバー搭載形サーマルヘッドの
開発が試みられている。それを実現するには多層化微細
パターンによる配線の高密度化、接地線或いは電源線と
なる導体の電流容量の増大、電気的にも機械的にも安定
した層間絶縁層の導入等が要求される。

（Ｃ）　従来技術と問題点 第１図はドライバー回路の一例で、発熱抵抗体ｌはそれ
ぞれ集積回路２に直接接続されており、多数本の発熱抵
抗体１　（図では３２本）の発熱抵抗体１が１　＋Ｉ？
ｉ＋の集積回路２によって直接駆動される。サーマルヘ
ット′は複数組のかかるドライバー回路を集積して構成
されており、集積回路２にはマトリックス回路を通して
印字情報が入力される。

該ドライバー回路が多数本の発熱抵抗体１を同時に駆動
することによって、図示してない接地線ＧＮＤおよび電
源線Ｖｃｃには大電流が流れる。

第２図は従来のサーマルヘッドの断面である。

グレーズドアルミナ基板３の上に例えばＴａＮ等からな
る抵抗体層と、該抵抗体層の印字部になる部分を除いて
他の部分に被着せしめた、ＮｉＣｒ−ＡｕまたはＣｒ　
−Ａｕの薄膜からなる導体層を同時にエツチングして発
熱抵抗体パターンＩＯと下部導体パターン４を形成する
。その後発熱抵抗体パターン１０の上には耐酸化層５と
して５ｉ０２の膜を、耐磨耗層６としてＴａ２０５の膜
を形成し、下部導体パターン４の上には眉間絶縁Ｎ７と
してポリイミド樹脂を印刷する。そして眉間絶縁層７の
上にＮｉＣｒ−ＡｕまたはＣｒ　−Ａｕの薄膜に更にＡ
ｕめっきした上部導体パターン８を形成し、下部導体パ
ターン４と」二部導体パターン８の電気的接続は眉間絶
縁層７に設けた窓９を介して行っている。

しかし眉間絶縁層７として印刷したポリイミド樹脂は機
械的強度に難点があり、ピンホールが生じやすく機械的
にも電気的にも不安定である。また大電流が流れる電源
線Ｖｃｃや接地線ＧＮ１１を、電流容量の小さいＮ膜か
らなる導体で形成することは損失が大きく不適当である
。更に集積回路をボンディングするための端子部８゛を
、上部導体パターンと同時に形成しているため導体パタ
ーンが輻軽しており、電源線Ｖｃｃや接地線ＧＮＤＯ幅
を拡げる余地がない。眉間絶縁層７として印刷したポリ
イミド樹脂と上部導体パターン８の密着性が悪く、集積
回路の交換が困難である等多くの問題を包含している。

また厚膜基板に使用されるガラスを用いることにより層
間絶縁層７に関する問題は解決するが、焼成の際にＮｉ
Ｃｒ−＾ＵまたはＣｒ　−Ａｕの薄膜のＮｉＣｒ或いは
ＣｒがＡｕに拡散して導体の抵抗値が１００倍近くまで
増加するという問題がある。

（ｄｌ　発明の目的 本発明の目的は電源線や接地線用の導体の電気抵抗が小
さく、且つ微細パターンによる多層化配線を可能にし、
眉間絶縁層は絶縁性が高く、且つ安定したドライバー搭
載形す−マルヘンドの構造を提供することにある。

ｔｅｌ　発明の構成 そしてこの目的はＣｕ　（銅）を主成分とする厚膜から
形成した下部導体パターン、該下部導体パターンの上に
焼成したガラスを主成分とする下部層間絶縁層、該下部
層間絶縁層の上に形成され、該下部層間絶縁層に設りた
窓を介して該下部導体パターンと電気的に接続し、且つ
該発熱抵抗体とも電気的に接続した、表面にアルミナの
薄膜を被着せしめたＡＩ　（アルミニウム）の薄膜から
なる中間導体パターン、該中間導体パターンの上に焼成
したガラスを主成分とする中間層間絶縁層、該中間層間
絶縁層の上に形成され、該中間ル１間絶縁層に設けた窓
を介して該中間導体パターンと電気的に接続した金属薄
膜からなる上部導体パターンを設けることで達成してい
る。

（１）発明の実施例 以下添付図により本発明の詳細な説明する。

第３図以降は本発明の一実施例で製造過程を示し、全図
にわたり同し対象物は同一符号で表す。なお（ａｌはそ
れぞれの状態の断面図を、（ｂ）は平面図を示す。

前述の通り薄膜による電源線および接地線の形成は電流
容量が小さく損失が大きい。本発明になるザーマルヘソ
ドでは厚膜導体によって電源線および接地線を形成し、
電流容量の増大を図っている。第３図においてグレーズ
ドアルミナ基板３の上に厚膜プロセスによりＣｕ　（銅
）を主成分とする下部導体パターン１１を形成し、電源
線Ｖｃｃおよび接地線ＧＮＤとする。しかる後下部導体
パターン１１の上にガラスを主成分とする厚膜誘電体材
料を下部層間絶縁層１２として印刷し焼成する。下部層
間絶縁層１２には後述の中間導体パターンと下部導体パ
ターン１１を電気的に接続するだめの窓９を設けている
。

ガラスを用いて眉間絶縁層を形成すると、焼成時の熱に
よってＮｉＣｒ−ＡｕまたはＣｒ　−Ａｕの導体は抵抗
値が１００倍近くまで増加する。しかし導体として八１
を用いた場合は熱処理を行っても抵抗値が変わらないこ
と、また抵抗体印字部の両端で耐酸化層の５ｉ０２の膜
と導体パターンであるＡ１層が接触していると、熱によ
ってＡ１層にＳｉが拡散して導体の抵抗値が３００〜４
００倍も増加することが実験により確認されている。本
発明はＳｔの拡散防止策としてＡ１層にアルミナの皮膜
を被着せしめて導体パターンの旧札、眉間絶縁層のガラ
ス化を可能にしたもので、第４図において例えばＴａＮ
等からなる抵抗体層１３をスパック等の手段で付着せし
め、前述の下部層間絶縁層１２に設けられた窓９の部分
の抵抗体層１３を除去した」二に、更に２μｍ程度の膜
厚のＡＩの薄膜１４と０．２μｍ程度の膜厚のアルミナ
の膜１５の二層薄膜からなる導体層を同様の手段で形成
する。しかる後エツチングによって該抵抗体層１３の印
字部になる部分を露出せしめ、同様にエツチングによっ
て発熱抵抗体パターン１０と中間導体パターン１６を形
成する。下部導体パターン１１と中間導体パターン１６
の電気的接続は下部層間絶縁層１２に設けた窓９を介し
て行っている。

続いて第５図に示す如く発熱抵抗体パターン１０の上に
はスパッタ等で耐酸化層５としζ５ｉＯｚの膜を、耐磨
耗層６としてＴａスＯＥの膜を形成する。また中間導体
パターン１６の上には厚膜プロセスによって６００°Ｃ
で焼成できるガラスを主成分とする中間眉間絶縁Ｎ１１
を形成する。中間層間絶縁Ｎ１７には後述の」二部導体
パターンと中間導体パターン１６を電気的に接続するた
めの窓９を設けている。

そして第６図に示す如く中間層間絶ｉ＆層１７の窓９の
部分に露出している、中間導体パターン１６上のアルミ
ナの膜１５を除去したる後、薄膜プロセスでＣｒ　−Ｃ
ｕのｉ’Ｊ　ＩＩ’Ｊ　１８を被着せしめ、その上にめ
っきでＣｕ　−Ａｕよりなる二層の導体層１９を被着、
これをエツチングすることによって上部導体パターン２
０を形成している。なお中間導体パターン）６と上部導
体パターン２０の電気的接続は中間層間絶縁７５１７に
設けた窓９を介して行っている。

ｆｇｌ　発明の効果 以」二述べたように本発明によれば電源線や接地線用の
導体の電気抵抗が小さく、且つ微細パターンによる多層
化配線を可能にし、眉間絶縁層は絶縁性が高く、且つ安
定したドライバー搭載形サーマルヘッドの構造を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はドライバー回路の一例、第２図は従来の−実施
例で製造過程を示し、（ａｌはそれぞれの状態の断面図
を、（ｂｌは平面図を示す。図において１は発熱抵抗体
、２は集積回路、３はグレーズドアルミナ基板、５は耐
酸化層、６ば耐磨耗層、９は眉間絶縁層に設けた窓、１
０は発熱抵抗体パターン、１１は下部導体パターン、１
２ば下部層間絶縁層、１３ば抵抗体層、１４ばＡｌの薄
膜、１５はアルミナの股、１６は中間導体パターン、１
７は中間層間絶縁層、１８はＣｒ　−ＣｕのＭ、膜、１
９はＣｕ−八Ｕよりなる二層の導体層、２０は上部導体
パターンを示す。 １ 晃１　図 ＋Ｖ 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）耐酸化層と耐磨耗層に覆われた複数個の発熱抵抗体
   と、該発熱抵抗体を駆動するだめの１゛ライバ一回路と
   、中間に眉間絶縁層を有し少なくとも二層以上の導体パ
   ターンで構成された、該発熱抵抗体および該ドライバー
   回路に通電するための配線を有するサーマルヘッドにお
   いて、Ｃｕ　（銅）を主成分とする厚膜から形成した下
   部導体パターン、該下部導体パターンの上に焼成したガ
   ラスを主成分とする下部層間絶縁層、該下部層間絶縁層
   の上に形成され、該下部層間絶縁層に設＆−また窓を介
   して該下部導体パターンと電気的に接続し、且つ該発熱
   抵抗体とも電気的に接続した、表面にアルミナの薄膜を
   被着せしめた八１（アルミニウム）の薄膜からなる中間
   導体パターン、該中間導体パターンの上に焼成したガラ
   スを主成分とする中間層間絶縁層、該中間層間絶縁層の
   上に形成され、該中間層間絶縁層に設けた窓を介して該
   中間導体パターンと電気的に接続した金属薄膜からなる
   」二部導体パターンを有することを特徴とするサーマル
   ヘッド。 ２）耐酸化層と耐磨耗層に覆われた複数個の発熱抵抗体
   と、該発熱抵抗体を駆動するためのドライバー回路と、
   中間に眉間絶縁層を有し少なくとも二層以上の導体パタ
   ーンで構成された、該発熱抵抗体および該ドライバー回
   路に通電するための配線を有するサーマルヘッドの製造
   方法において、スクリーン印刷、焼成等厚膜形成プロセ
   スによって、耐熱性基板の上に行うＣｕ　（銅）を主成
   分とする下部導体パターンの形成、および該下部導体パ
   ターンの上に行うガラスを主成分とする下部層間絶縁層
   の形成、続いてその上に行うスパッタ、蒸着、エツチン
   グ等薄膜形成プロセスによる、発熱抵抗体パターンの形
   成、中間導体パターンの形成、並びに該発熱抵抗体パタ
   ーンの上に行う耐酸化層および耐磨耗層の被着、更に厚
   膜形成プロセスによって該中間導体パターンの上に行う
   八１（アルミニウム）の融点以下の温度で焼成できるガ
   ラスを主成分とする中間層間絶縁層の形成、しかる後該
   中間層間絶縁層の」−にＭ膜形成プロレスにより行う上
   部導体パターンの形成を含んでなることを特徴とするサ
   ーマルヘッドの製造方法。