JPS6122964A - サ−マルヘツド - 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】 本発明は、サーマルヘッドの導体構成に関するものであ
シ、特に印字記録濃度を均一化し、発熱抵抗体あるいは
該抵抗体と接続される導体との密着がよい抵抗保ｓ層を
有し、而も印字記録の際にサーマルヘッドに付着する記
録カスの少ない小型化したサーマルヘッドの提供を目的
としたものである。

従来、配線基板上に複数あＪＣを搭載するサーマルヘッ
ドにおいては、発熱抵抗体に接続され、かつＩＣのボン
ディング端子まで延長して形成された個別導電体をアル
ミニウムや金、銅等の薄膜材料で形成すると、例えば特
願昭５８−１８５４２８にある如く、薄膜材料は結晶性
が低いために比抵抗が高く該個別導電体には抵抗体と接
する部分よシもバタン幅を狭くした導体抵抗補正領域を
設ける必要があるものであった。即ち、ボンディング端
子と発熱抵抗体間の距離が短かい個別導電体には導体抵
抗補正領域の寸法を長く形成して導体抵抗を高め、上記
距離が最も長い個別導電体の導体抵抗と値を等しくして
、サーマルヘッドの印字記録濃度を均一化する必要のあ
るものであった。

しかし発熱抵抗体の解像度が高まシ、個別導電体のバタ
ン幅が狭くなると、導体抵抗を補正するための領域は必
然的に広くなるものであυ、従って導体抵抗補正領域を
ＩＣ搭載部側の個別導電体部にのみ設けたのでは、個別
導電体の導体抵抗を充分に補正することは出来なかった
。それ故、上記導体抵抗補正領域を発熱抵抗体をはさみ
共通電極から分岐した短冊形導電体側とＩＣ搭載部側の
個別導電体との双方処設けることを先に提案した。

このように広い導体抵抗補正領域を具備するサーマルヘ
ッドは、従って基板の幅寸法が広くなるものであシ％製
造されるサーマルヘッドは大型化し、高価になるもので
あった。

かくの如き欠点を除去する方法としては、例えば個別導
電体を２〜１０μｍ程度の厚みを有する低比抵抗あるい
は低面積械抗の金、銀、銅、白金。

パラジウムあるいはこれらの金属を混合させた材料等か
らなる厚膜導体あるいはメッキ導体等によって形成させ
る方法がある。

しかし、上記金属は基本的に非酸化性金属であるか、あ
るいは形成される酸化物が母材料との密着性に欠ける金
属である０従って発熱抵抗体を含んでこれらの金構上に
付着される薄膜状の発熱抵抗体保護層は、上記金属との
密着性が悪く５発熱抵抗体を充分に機械的に保護できな
かったものである。即ち保険層としては、例えば二酸化
シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、五酸化タンタ
ル等の絶縁物材料がスパッタリング法、蒸着法吟によシ
基板上に付着される。これらの材料は基本的には下地材
料と酸化物を介して物理的に接着される０従って金属上
に安定な酸化物が形成されない場合には、当然その上に
付着される絶縁物は下地との密着性が悪くなる。このた
めに導体上の絶縁物は容易に金属上から剥離することに
なり、この際に生じた亀裂によって抵抗体上の絶縁物も
密着性が悪くなる。

従って上記金Ｄｉを用いるサーマルヘッドにおいては、
絶縁物としては印刷法等によ多形成される厚膜状の絶縁
物が一般に用いられ、製造プロセスの共存性から発熱抵
抗体も一般には厚膜抵抗体となる。しかし厚膜状の発熱
抵抗体は熱応答特性が悪く、高速配置印字には適しない
。それ故、薄膜状の発熱抵抗体を所望とする場合には、
前記保険層は薄膜状の絶縁物とする必要があシ、該絶縁
物はチタン、クロム、ニクロム等の酸化性金属を前記厚
膜金属上に付層・形成させた後に付着される。

従って、製造されるサーマルヘッドは製造工程が長くな
るために高価となる欠点があった。

更にまた１発熱抵抗体によって印字記録されるべき記録
用紙が感熱紙の場合には、発色によって溶融された化学
材料は、発熱抵抗体と発熱抵抗体に接続される導体との
段差によって記録紙から剥離され、サーマルヘッドに記
録カスとして付着する特性がある。このカス量は前記段
差が大きい程多くなる。従って個別導電体として厚膜状
の導体を用い、また保＠層として薄膜状の絶縁物を用い
たサーマルヘッドは記録カスが多く、印字記録品質の悪
いサーマルヘッドとなった◇ 本発明の目的は上記の欠点を除去せしめたサーマルヘッ
ドを提供することにあり、印字記録濃度を均一化すると
共に発熱抵抗体あるいは導体との密着性のよい薄膜状の
抵抗保護層を有し、而も印字記録の際にサーマルヘッド
に付着する記録カスの少ない小型化した安価なサーマル
ヘッドを提供することにある。

本発明のサーマルヘッドは、実質的に導体が単一である
べき配線導体において、ＩＣ搭載部を含めた大部分の個
別半導体（および所望によシ共通電極）を厚膜状金属と
し、発熱抵抗体に接続さ扛る個別導電体と短冊形導電体
とを薄膜状金属とするものであり、従って前記厚膜状金
属と薄膜状金属とを任意の位置にて積層させ、接続する
ものであるＯ 以下に図面を参照して説明する０ 第＾図は本発明の一実施例を示した図である。

アルミナ、全面あるいは部分的にグレーズを施したアル
ミナ等の基板１１上に５μｍ程度の厚みの金厚膜導体を
印刷し、８００〜１０００℃の温度で該導体を焼成し厚
膜金属とする。図において１２は例えば共通導体とし、
１３は個別導電体とする０該厚膜金属は高温度で焼成さ
れているために結晶性が高く、比抵抗は例えば２．５μ
Ω・Ｃ１ｒＬと低い値になっている。次に基板上の所望
とする領域に、タンタル・シリコン混合物、窒化タンタ
ル、窒化ジルコニウム、クロム・シリコン等の薄膜抵抗
体１４をスパッタリング法あるいは蒸着法等により０１
〜０．５μｍの厚みに付着させる。次に発熱抵抗体１４
および厚膜金属１２，１３を被榎する形状にアルミニウ
ム等の薄膜金属１５をスパッタリング法。

蒸着法等により基板上に０．５〜１μｍの厚みに付着さ
せる。ここで例えば１５ａを短冊形導体とし、１５ｂを
個別導電体とする。アルミニウムは一般に４００℃以下
の低温度で付着されているために比抵抗は３μΩ・α以
上の高い値を示し、而も膜厚が薄いために面積抵抗値は
高い値を示す。これらの厚膜金属、薄膜抵抗体、薄膜金
属は所望により、写真蝕刻法を用いて任意の形状に形成
され、あるいは熱処理される。また発熱抵抗体１４は機
械的保護を目的として例えば３〜１０μｍ厚の二酸化シ
リコンと五酸化タンタルとの積層絶縁膜１６によって被
捷・保護される。該絶縁膜１６はスパッタリング法によ
り付着される。

このように本発明は、実質的には単一であるべき個別導
電体を、発熱抵抗体と接続される部分においては薄膜金
属とし、他の部分においては面積・抵抗の小さな埋膜金
綺とするものであシ、もって熱応答特性の優れた薄膜抵
抗体および薄膜状の保護膜をサーマルヘッドとして応用
するものであシ、製造されるサーマルヘッドは小型で、
均一な印字記録濃度を提供することができ、而も抵抗体
と導体との段差が小さいために記録に伴う紙カスも少な
い特徴がある。また、この方”式で製造されるサーマル
ヘッドにおいては、発熱抵抗体膜を付着させる工程と薄
膜金属を付着させる工程とが分離されているために、発
熱抵抗体膜を６００℃程度の高温度で熱処理して抵抗体
膜から形成される抵抗体の安定性を改善することができ
る。

第２図は本発明の他の実施例を示した図である。

図において、基板２１上には厚膜金属２２及び２３．。

が所望の形状に付着拳形成される。次に薄膜抵抗体２４
と薄膜金属２５とが、基板上の所望とする領域に、スパ
ッタリング法、蒸着法等によ多連続的に着膜される。し
かる後に薄膜金属及び発熱抵抗体膜は順次写真蝕刻法に
よシバタン形成され、更に基板上に絶縁性の保論膜２６
が付着される０本構成のサーマルヘッドは１発熱抵抗体
膜と薄膜金属とが連続着膜されるために製造工程が短か
く安価なものとなる。また、厚膜金属と発熱抵抗体とは
、シリコン化合物、タンタル化合物等の化合物を形成す
ることができるので、発熱抵抗体膜は厚膜金域とよく密
着する０ 本実施例のサーマルヘッドは、当然の升となから、第一
の実施例において記述した効果を呈することができるも
のである０ 第３図は第２図に示す実施例の変形であり、厚膜金＆３
２及び３３を具備する基板３１上に五酸化タンタル、二
酸化シリコン等の絶縁物３７．３７’を０，０５〜０．
２μｍの厚みに付着させたものであるＯ・次に薄膜抵抗
体３４．３４’及び薄膜金属３５．３５’をパパ　　基
板上に付着させ、更に保膿膜３６を付着させたものであ
る。スパッタリング法あるいは高温度での蒸着法によシ
絶縁物３７．３７’上に付着される抵抗体薄膜３４．３
４’は、例えば特願昭４７−１３００７２にある如く、
前記絶縁物３７．３７’を２ンダムに多数の位置で貫通
して前記厚膜金属と多数の電気的接続点゛を有し、厚膜
金属と密着する。本構成のサーマルヘッドは、厚膜金属
と薄膜抵抗体との過度な合金形成を絶縁物３７．３７’
とによって防止できるので、薄膜抵抗体膜３４．３４’
を高温度でも熱処理できる。また金属薄膜３５′を外部
端子用導体としても応用できる。

このように本発明のサーマルヘッドは所望とする領域に
のみ薄膜材料を付着させることができるので生産性が高
く、面亀上記したような効果を呈することができるので
、本発明のサーマルヘッドは用途１発熱抵抗体の解像度
、入力すべき画像信号端子数、単一のＩＣが駆動できる
発熱抵抗体数。

ＩＣの搭載・接続方法等等は特に限定されるべきものは
なく、本発明のサーマルヘッドはラインプリンタ、シリ
アルヘッド等に応用することができる０また、厚膜金属
のマイグレーションを防止するために、厚膜金属導体部
を絶縁物質でバッジベージ、ンすることもできる０更に
また。許容できる領域内において導体抵抗補正領域を個
別導電体に設けることは当然できるものである０また基
板の裏面を共通導体あるいは接地導体としても利用でき
る。本発明のすＴマルへ、ドにおいては、当然のことな
がら材料や製法及び膜厚等は限定されるべきものではな
いことは論を持たない。従って薄膜の付着方法としては
、マグネトロン・スバ。

タリング法、直流スパッタリング法、高周波スバ、クリ
ング法等を用いることができ、また活性ガスを導入した
雰囲気中において活性スパッタリング、活性蒸着するこ
ともできる◎また本発明は、非酸化性薄絶金糾上に酸化
性薄膜金属を付着させて実施することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明のサーマルヘッドの断面模式
図をボしたものである。 １１．２１，３１：基板、１２．２２．３１（共通電極
用）厚膜金属、１３，２３，３３：（個別導電体用）厚
膜金属、１４，２４，３４，３４’：薄膜抵抗体、１５
ａ、１５ｂ、２５，３５　：薄膜金属、１６，２６゜３
６：保諌層％　３７．３７’：絶縁層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）共通電極から短冊形に分岐して薄膜状の発熱抵抗
   体の一端に接続され、かつ該抵抗体の他端からＩＣへの
   接続端子にまで延長して形成される実質的に単一である
   べき個別導電体を具備するサーマルヘッドにおいて、前
   記発熱抵抗体に接続される領域の個別導電体を少くとも
   表面層が酸化性である薄膜金属によって形成し、他の領
   域を厚膜金属で形成し、而も前記薄膜金属と抵抗体とを
   薄膜状の絶縁膜によって保護したことを特徴とするサー
   マルヘッド。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項記載のサーマルヘッド
   において、前記薄膜金属を厚膜金属に直接積層させて、
   厚膜金属と薄膜金属とを電気的に接続させることを特徴
   とするサーマルヘッド。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項記載のサーマルヘッド
   において、前記薄膜金属を厚膜金属上に付着された発熱
   抵抗体を介して厚膜金属と電気的に接続させることを特
   徴とするサーマルヘッド。
4. （４）特許請求の範囲第（１）項記載のサーマルヘッド
   において、前記薄膜金属を厚膜金属上に付着された絶縁
   層（及び発熱抵抗体）を介して厚膜金属と電気的に接続
   させることを特徴とするサーマルヘッド。