JP2000246932A - Thermal head and manufacture thereof - Google Patents

Thermal head and manufacture thereof

Info

Publication number
JP2000246932A
JP2000246932A JP5714999A JP5714999A JP2000246932A JP 2000246932 A JP2000246932 A JP 2000246932A JP 5714999 A JP5714999 A JP 5714999A JP 5714999 A JP5714999 A JP 5714999A JP 2000246932 A JP2000246932 A JP 2000246932A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive layer
common conductive
common
layer
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5714999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kyoji Shirakawa
享志 白川
Hisafumi Nakatani
壽文 中谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP5714999A priority Critical patent/JP2000246932A/en
Priority to US09/305,105 priority patent/US6201558B1/en
Priority to DE69907063T priority patent/DE69907063T2/en
Priority to EP99303519A priority patent/EP0955171B1/en
Publication of JP2000246932A publication Critical patent/JP2000246932A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve product quality, thermal efficiency in the printing and printing quality by a method wherein lowering of the adhesion due to the membrane stress of a common conductive layer is eliminated, the electric resistance is lowered and the thermal loss is suppressed. SOLUTION: An interlayer insulation layer 5 having at least a heat insulation layer 2, a common conductive layer 4 and an aperture 5c, a plurality of heating resistors 9, individual electrodes 8 connected to the respective heating resistors 9 and a common conductive layer 7 that electrically connects the common conductive layer 4 and heating resistors 9 with the aperture 5c therebetween are laminated on a top face of a heat radiation substrate. The common conductive layer 4 is formed from four layers such that a first common conductive layer 4a made from a metallic cermet, a second common conductive layer 4b made from a metal, a third common conductive layer 4c made from a metal and a forth common conductive layer are laminated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルプリンタ
等に搭載されるサーマルヘッドおよびその製造方法に関
わり、特に共通電極を多層配線としたサーマルヘッドお
よびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head mounted on a thermal printer or the like and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a thermal head having a common electrode as a multilayer wiring and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、サーマルプリンタに搭載される
記録ヘッドとしてのサーマルヘッドは、発熱抵抗体から
なる複数個の発熱素子を基板上に一列もしくは複数列に
整列配置し、印字情報に従って各発熱素子を選択的に通
電加熱させることにより、感熱記録紙に発色記録した
り、あるいはインクリボンのインクを溶融させて普通紙
やOHP用紙等に転写記録するようになっている。
2. Description of the Related Art In general, a thermal head as a recording head mounted on a thermal printer has a plurality of heating elements formed of heating resistors arranged in a line or a plurality of rows on a substrate, and each heating element is arranged in accordance with print information. Are selectively energized and heated to perform color recording on thermosensitive recording paper, or to transfer and record on plain paper or OHP paper by melting the ink of the ink ribbon.

【0003】図4は、このような従来のサーマルヘッド
を示したもので、アルミナ等の絶縁性セラミックからな
る放熱基板11の上面の全面には、ガラス等のグレーズ
からなる保温層12が形成されており、前記放熱基板1
1の端部11a近傍には、保温層12から突出した凸条
部13がエッチング等の手段により形成されている。保
温層12の上面の全面には、保温層12と密着性が良
く、また耐熱性に優れて硬度の高いCr等の高融点金属
からなる金属共通導電層14aがスパッタリング等の手
段により約1μmの膜厚に形成されている。金属共通導
電層14aは、抵抗値を低減するために、面積を大き
く、また膜厚が1μmと厚く形成されている。そして、
金属共通導電層14aの上面の全面には、Ta−SiO
2等、金属と絶縁性セラミックの混合物からなる金属サ
ーメット(以下該金属がTaの場合、Taサーメットと
いう)からなるサーメット共通導電層14bが、スパッ
タリング等により積層形成されている。
FIG. 4 shows such a conventional thermal head. A heat insulating layer 12 made of a glaze such as glass is formed on the entire upper surface of a heat radiating substrate 11 made of an insulating ceramic such as alumina. The heat dissipation substrate 1
In the vicinity of one end 11a, a ridge 13 protruding from the heat insulating layer 12 is formed by means such as etching. On the entire upper surface of the heat insulation layer 12, a metal common conductive layer 14a made of a high melting point metal such as Cr having good adhesion to the heat insulation layer 12 and having excellent heat resistance and high hardness is formed to a thickness of about 1 μm by means such as sputtering. It is formed to a film thickness. The metal common conductive layer 14a is formed to have a large area and a thickness of 1 μm in order to reduce the resistance value. And
Ta-SiO is formed on the entire upper surface of the metal common conductive layer 14a.
2 , a cermet common conductive layer 14b made of a metal cermet made of a mixture of a metal and an insulating ceramic (hereinafter referred to as Ta cermet when the metal is Ta) is laminated by sputtering or the like.

【0004】そして、保温層12の凸条部13よりも放
熱基板11の端部11a側において、サーメット共通導
電層14bの上面に、凸条部13に隣接した帯状の耐酸
化性マスク層を形成する。この状態で、サーメット共通
導電層14bを約700℃の温度で熱酸化処理すること
により、サーメット共通導電層14bは、耐酸化性マス
ク層で覆われた部分を除いて、表面から数千オングスト
ロームの深さまでを酸化して、形成欠陥が著しく少ない
絶縁性酸化物セラミックからなるの第一層間絶縁層15
aを形成することができる。第一層間絶縁層15aを形
成した後、耐酸化性マスク層を剥離する。耐酸化マスク
により保護されていた部分は、サーメット共通導電層1
4bから第一層間絶縁層15aの表面まで突出した導電
部16となり、導電部16は、第一層間絶縁層15aの
表面に露出している。
A strip-shaped oxidation-resistant mask layer adjacent to the ridge 13 is formed on the upper surface of the cermet common conductive layer 14b on the side of the end portion 11a of the heat dissipation substrate 11 rather than the ridge 13 of the heat insulating layer 12. I do. In this state, the cermet common conductive layer 14b is thermally oxidized at a temperature of about 700 ° C., so that the cermet common conductive layer 14b has a thickness of several thousand angstroms from the surface except for the portion covered with the oxidation-resistant mask layer. The first interlayer insulating layer 15 made of an insulating oxide ceramic which is oxidized to a depth and has very few formation defects.
a can be formed. After forming the first interlayer insulating layer 15a, the oxidation-resistant mask layer is peeled off. The portion protected by the oxidation resistant mask is the cermet common conductive layer 1
The conductive portion 16 protrudes from 4b to the surface of the first interlayer insulating layer 15a, and the conductive portion 16 is exposed on the surface of the first interlayer insulating layer 15a.

【0005】そして、前記第一層間絶縁層15aの上面
には、SiO2等の絶縁性セラミックからなる第二層間絶
縁層15bをスパッタリング等により形成して、第二層
間絶縁層15bには、第二層間絶縁層15bから導電部
16が露出するように開口部15cを形成する。
On the upper surface of the first interlayer insulating layer 15a, a second interlayer insulating layer 15b made of an insulating ceramic such as SiO 2 is formed by sputtering or the like. An opening 15c is formed so that the conductive portion 16 is exposed from the second interlayer insulating layer 15b.

【0006】第二層間絶縁層15bの上面には、Cr等
の高融点金属からなる下層共通電極17aが、導電部1
6の表面を覆うように形成されている。また、第二層間
絶縁層15bの上面には、Cr等高融点金属からなる下
層個別電極18aが、下層共通電極17aに対向する複
数個の並設した短冊状に形成されており、凸条部13の
上部において、それぞれの下層個別電極18aは下層共
通電極17aと一定間隔をあけて対向している。
On the upper surface of the second interlayer insulating layer 15b, a lower common electrode 17a made of a high melting point metal such as Cr is provided.
6 is formed to cover the surface. On the upper surface of the second interlayer insulating layer 15b, a plurality of lower individual electrodes 18a made of a high melting point metal such as Cr are formed in a plurality of juxtaposed strips facing the lower common electrode 17a. In the upper part of 13, each lower-layer individual electrode 18a faces the lower-layer common electrode 17a at a fixed interval.

【0007】Taサーメット等からなる発熱抵抗体19
は、放熱基板11の端部11aと対向して並設された複
数の短冊状であり、それぞれ下層個別電極18aを覆
い、下層共通電極17aにより連結して接続されてい
る。発熱抵抗体19の、下層共通電極17aと下層個別
電極18aに挟まれた領域が発熱領域S1となる。
Heating resistor 19 made of Ta cermet or the like
Are a plurality of strips arranged side by side opposite to the end 11a of the heat dissipation board 11, each covering the lower individual electrode 18a, and connected by the lower common electrode 17a. A region of the heating resistor 19 sandwiched between the lower common electrode 17a and the lower individual electrode 18a is a heating region S1.

【0008】さらに、Al、Cuなどからなる上層個別
電極18bは、下層個別電極18aと発熱抵抗体19を
介して対向するように各発熱抵抗体19と接続してい
る。そして、放熱基板11の端部11aと対向する他端
部側で上層個別電極18bに電力を供給する端子部まで
長く引き出されている。そして、Al、Cuなどからな
る上層共通電極17bは、発熱抵抗体19を挟んで下層
共通電極17aと対向するように配置され、短冊状の発
熱抵抗体19を連結して接続している。
Further, the upper individual electrodes 18b made of Al, Cu or the like are connected to the respective heating resistors 19 so as to be opposed to the lower individual electrodes 18a via the heating resistors 19. The other end of the heat dissipation board 11 facing the end 11a is extended to a terminal for supplying power to the upper individual electrode 18b. The upper-layer common electrode 17b made of Al, Cu, or the like is arranged to face the lower-layer common electrode 17a with the heating resistor 19 interposed therebetween, and connects and connects the strip-shaped heating resistors 19 to each other.

【0009】さらに、前記発熱抵抗体19、上層共通電
極17bおよび上層個別電極18bの上面であって、外
部回路の接続端子部を除いた位置には、酸化や磨耗を防
止するためサイアロン等の耐酸化性で耐磨耗性に優れた
材料からなり約5μmの膜厚を有する保護層20が、ス
パッタリング等により積層被覆されている。
Further, on the upper surface of the heating resistor 19, the upper common electrode 17b and the upper individual electrode 18b, except for the connection terminal portion of the external circuit, an acid-resistant material such as sialon is used to prevent oxidation and wear. A protective layer 20 made of a material having excellent chemical resistance and abrasion resistance and having a thickness of about 5 μm is laminated and coated by sputtering or the like.

【0010】上層個別電極18bには、所望の印字情報
に基づいて通電を行う。上層個別電極18bからの電流
は、下層個別電極18aおよび所望の発熱抵抗体19に
至り、下層共通電極17a及び上層共通電極17bを通
って、導電部16を介して各共通導電層14a、14b
から外部回路に導出されるようになっている。
The upper individual electrode 18b is energized based on desired print information. The current from the upper layer individual electrode 18b reaches the lower layer individual electrode 18a and the desired heating resistor 19, passes through the lower layer common electrode 17a and the upper layer common electrode 17b, and passes through each of the common conductive layers 14a, 14b via the conductive portion 16.
To an external circuit.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このような、従来のサ
ーマルヘッドにおいては、Crからなる金属共通導電層
14aの膜厚を厚くしたり、面積を大きくして抵抗値を
下げて、共通導電層14aの部分で生じる電圧降下(コ
モンドロップ)を低減して、印字品質の低下を防止する
必要があった。
In such a conventional thermal head, the thickness of the metal common conductive layer 14a made of Cr is increased, or the area of the metal common conductive layer 14a is increased to reduce the resistance value. It was necessary to reduce the voltage drop (common drop) generated at the portion 14a to prevent the print quality from being lowered.

【0012】しかし、このようにCr等高融点金属から
なる金属共通導電層14aの膜厚が1μm程度と厚い場
合、一般にスパッタリングにより形成された高融点金属
膜は引っ張り応力が大きいために、膜厚に比例して残留
応力が増大してしまい、後工程の第一層間絶縁層15a
を形成するための高温熱酸化処理や、発熱抵抗体19を
安定化するための高温真空処理等による熱衝撃、および
工程中の機械的衝撃に対して、金属共通導電層14aの
保温層12に対する界面密着力が低下してしまい、サー
マルヘッドの製造品質及び製造歩留まりを低下させてし
まうという問題を有している。
However, when the thickness of the metal common conductive layer 14a made of a high melting point metal such as Cr is as thick as about 1 μm, the high melting point metal film formed by sputtering generally has a large tensile stress. The residual stress increases in proportion to the first interlayer insulating layer 15a in a later process.
To the thermal insulation layer 12 of the metal common conductive layer 14a against a thermal shock caused by a high-temperature thermal oxidation treatment for forming a layer, a high-temperature vacuum treatment for stabilizing the heating resistor 19, and a mechanical shock during the process. There is a problem that the interfacial adhesion decreases and the production quality and production yield of the thermal head decrease.

【0013】また、共通導電層14a、14bを、放熱
基板11のほぼ全面にわたって大きく形成すると、層間
絶縁層15a、15bに欠陥がある場合、共通導電層1
4a、14bの面積に比例して、共通導電層14a、1
4bと上層個別電極18b等との絶縁不良の発生確率が
大きくなり、製造品質及び製造歩留まりが低下してしま
うという問題を有している。
When the common conductive layers 14a and 14b are formed substantially over the entire surface of the heat dissipation substrate 11, if the interlayer insulating layers 15a and 15b are defective,
4a, 14b, the common conductive layers 14a, 1
There is a problem that the probability of occurrence of insulation failure between the upper electrode 4b and the upper-layer individual electrode 18b and the like increases, and the manufacturing quality and the manufacturing yield decrease.

【0014】さらに、発熱領域S1の下方には、熱伝導
性の良いCrからなる金属共通導電層14aが1μmな
る厚い膜厚で存在するので、発熱領域S1で発生した熱
は金属共通導電層14aを介して放熱されてしまい、発
熱領域S1の発熱温度の上昇が鈍り、印字熱効率が低下
して印字品質が悪化してしまうという問題を有してい
る。
Further, since the metal common conductive layer 14a made of Cr having good thermal conductivity exists with a thick film thickness of 1 μm below the heat generating region S1, the heat generated in the heat generating region S1 is not applied to the metal common conductive layer 14a. Then, the heat is radiated through the heater, and the rise in the heat generation temperature in the heat generation region S1 is slowed down, so that the print heat efficiency is reduced and the print quality is deteriorated.

【0015】また、放熱基板11の全表面に、第一共通
導電層14a、第二共通導電層14bを形成するため、
放熱基板11の端部11aには共通導電層14a、14
bが露出することになり、外部へのリークやショートを
発生するという問題を有している。
Further, since the first common conductive layer 14a and the second common conductive layer 14b are formed on the entire surface of the heat dissipation substrate 11,
The common conductive layers 14a, 14
b is exposed, and there is a problem that leakage or short circuit to the outside occurs.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する第一
の手段として本発明のサーマルヘッドは、絶縁性セラミ
ック等からなる放熱基板の上面に、ガラス類からなる保
温層と、共通導電層と、層間絶縁層とが順次積層されて
おり、前記層間絶縁層上に形成され、複数個が並設して
設けられた発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の一端部に接続
して前記発熱抵抗体を連結する共通電極と、前記発熱抵
抗体のそれぞれの他端部に接続する複数の個別電極とを
有し、前記共通電極は、前記共通導電層から突出して前
記層間絶縁層の表面に露出した導電部により、前記共通
導電層と接続されており、前記共通導電層の構造は、前
記保温層の上面に順次形成された金属サーメットからな
る第一共通導電層と、金属からなる第二共通導電層と、
前記第一共通導電層の上面で前記第二共通導電層を覆う
金属からなる第三共通導電層と、前記第三共通導電層の
上面に形成された金属サーメットからなる第四共通導電
層を順次積層した層構造とした。
Means for Solving the Problems As a first means for solving the above problems, a thermal head according to the present invention comprises a heat insulating layer made of glass, a heat insulating layer, a common conductive layer, A plurality of heating resistors formed on the interlayer insulation layer and provided in parallel with each other, and the heating resistor connected to one end of the heating resistor. And a plurality of individual electrodes connected to the other end of each of the heating resistors, wherein the common electrode projects from the common conductive layer and is exposed on a surface of the interlayer insulating layer. The common conductive layer is connected to the common conductive layer by a conductive portion, and the structure of the common conductive layer is formed by a first common conductive layer made of a metal cermet formed sequentially on an upper surface of the heat insulating layer, and a second common conductive layer made of a metal. A conductive layer;
A third common conductive layer made of metal covering the second common conductive layer on the upper surface of the first common conductive layer, and a fourth common conductive layer made of a metal cermet formed on the upper surface of the third common conductive layer. The laminated structure was adopted.

【0017】前記課題を解決する第二の手段として本発
明のサーマルヘッドは、前記第二共通導電層は、前記発
熱抵抗体の前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた発
熱領域より前記個別電極側に形成されている構造とし
た。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a thermal head according to the present invention, wherein the second common conductive layer is formed from a heating area sandwiched between the individual electrode and the common electrode of the heating resistor. The structure was formed on the electrode side.

【0018】前記課題を解決する第三の手段として本発
明のサーマルヘッドは、前記第二共通導電層は、前記発
熱領域に隣接している構造とした。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a thermal head according to the present invention, wherein the second common conductive layer is adjacent to the heat generating region.

【0019】前記課題を解決する第四の手段として本発
明のサーマルヘッドは、前記層間絶縁層は、前記保温層
の上面に形成されて、前記共通導電層の外周部を覆って
いる構造とした。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a thermal head having a structure in which the interlayer insulating layer is formed on an upper surface of the heat insulating layer and covers an outer peripheral portion of the common conductive layer. .

【0020】前記課題を解決する第五の手段として本発
明のサーマルヘッドは、前記第一共通導電層はTaサー
メット、前記第二共通導電層はCr、前記第三共通導電
層はCr、前記第四共通導電層はTaサーメットからな
る構造とした。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a thermal head according to the present invention, wherein the first common conductive layer is Ta cermet, the second common conductive layer is Cr, the third common conductive layer is Cr, and the third common conductive layer is Cr. The four common conductive layers had a structure made of Ta cermet.

【0021】前記課題を解決する第六の手段として本発
明のサーマルヘッドは、前記第一共通導電層の膜厚を約
0.1μm、前記第二共通導電層の膜厚を約1μm、前
記第三共通導電層の膜厚を約0.2μm、前記第四共通
導電層の膜厚を約1μmという構造にした。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a thermal head according to the present invention, wherein the first common conductive layer has a thickness of about 0.1 μm and the second common conductive layer has a thickness of about 1 μm. The third common conductive layer has a thickness of about 0.2 μm, and the fourth common conductive layer has a thickness of about 1 μm.

【0022】前記課題を解決する第七の手段として本発
明のサーマルヘッドの製造方法は、放熱基板の上面にガ
ラス類からなる保温層、共通導電層が順次積層されてお
り、前記保温層の上面には前記共通導電層を覆うように
層間絶縁層が形成されており、前記層間絶縁層上に形成
された発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の一端部に接続する
共通電極と他端部に接続する個別電極とを有し、前記発
熱抵抗体の前記個別電極と前記共通電極の間が発熱領域
となり、前記共通電極は、前記共通導電層から突出して
前記層間絶縁層の表面に露出した導電部により、前記共
通導電層と接続するサーマルヘッドの製造方法であっ
て、前記保温層の上面に、Taサーメットからなる第一
共通導電層を形成する第一導電層形成工程と、前記第一
共通導電層にCrからなる第二共通導電層を積層する第
二共通導電層形成工程と、前記第二共通導電層を、前記
発熱領域よりも前記個別電極側で前記発熱領域に隣接す
る帯状にパターニングする第二導電層パターニング工程
と、前記第二共通導電層上にCrからなる第三共通導電
層を積層する第三導電層形成工程と、前記第三共通導電
層を、前記個別電極側から前記共通電極側まで延出され
たパターンに形成する第三導電層パターニング工程と、
これら各共通導電層を覆うように、Taサーメットから
なる第四共通導電層を形成する第四共通導電層形成工程
と、前記第四共通導電層の上面に耐酸化材料からなる耐
酸化マスク層を積層する耐酸化マスク形成工程と、前記
第四共通導電層の前記導電部の配置位置に、前記耐酸化
マスク層のマスクパターンを形成する耐酸化マスクパタ
ーニング工程と、前記第三共通導電層の外周部に形成さ
れた前記第四共通導電層の膜厚を薄く加工する第四共通
導電層加工工程と、前記第四共通導電層の全表面を熱酸
化処理し、この熱酸化処理により絶縁性セラミックから
なる第一層間絶縁層を形成する第一層間絶縁層形成工程
と、前記耐酸化マスク層を除去して、前記第一層間絶縁
層の表面に前記導電部を露出させる耐酸化マスク除去工
程と、前記第一層間絶縁層上に、絶縁性セラミックから
なる第二層間絶縁層を積層する第二層間絶縁層形成工程
と、この第二層間絶縁層から前記導電部が露出するよう
に開口部を形成する開口部形成工程とを有する製造方法
とした。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a thermal head manufacturing method according to the present invention, wherein a heat insulating layer made of glass and a common conductive layer are sequentially laminated on an upper surface of a heat radiating substrate. An interlayer insulating layer is formed so as to cover the common conductive layer, a heating resistor formed on the interlayer insulating layer, a common electrode connected to one end of the heating resistor, and a heating resistor on the other end. A connection area between the individual electrode and the common electrode of the heating resistor, and the common electrode is a conductive area protruding from the common conductive layer and exposed on a surface of the interlayer insulating layer. Forming a first common conductive layer made of Ta cermet on an upper surface of the thermal insulation layer, wherein the first conductive layer forming step comprises: Cr for conductive layer A second common conductive layer forming step of laminating a second common conductive layer, and a second conductive layer for patterning the second common conductive layer in a strip shape adjacent to the heat generating region on the individual electrode side of the heat generating region. A patterning step, a third conductive layer forming step of laminating a third common conductive layer made of Cr on the second common conductive layer, and extending the third common conductive layer from the individual electrode side to the common electrode side. A third conductive layer patterning step to form a pattern that has been issued,
A fourth common conductive layer forming step of forming a fourth common conductive layer made of Ta cermet so as to cover each of the common conductive layers, and an oxidation-resistant mask layer made of an oxidation-resistant material on an upper surface of the fourth common conductive layer. An oxidation-resistant mask forming step of stacking, an oxidation-resistant mask patterning step of forming a mask pattern of the oxidation-resistant mask layer at a position where the conductive portion of the fourth common conductive layer is arranged, and an outer periphery of the third common conductive layer A fourth common conductive layer processing step of processing the thickness of the fourth common conductive layer formed in the portion to be thin, and thermally oxidizing the entire surface of the fourth common conductive layer; A first interlayer insulating layer forming step of forming a first interlayer insulating layer consisting of: and an oxidation resistant mask that removes the oxidation resistant mask layer and exposes the conductive portion on the surface of the first interlayer insulating layer. Removing step, the first layer A second interlayer insulating layer forming step of laminating a second interlayer insulating layer made of an insulating ceramic on the insulating layer, and an opening forming step of forming an opening so that the conductive portion is exposed from the second interlayer insulating layer And a manufacturing method having the following steps.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は本発明のサーマルヘッドの
構造を示す要部断面図、図2は本発明のサーマルヘッド
を上方から見た平面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a principal part showing the structure of a thermal head of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the thermal head of the present invention as viewed from above.

【0024】放熱基板1は、アルミナ等の絶縁性セラミ
ックからなる矩形状であり、図1に示すように、放熱基
板1の上面には、ガラス等のグレーズからなる保温層2
が形成されている。また、放熱基板1の端部1a近傍の
領域には、保温層2から約10μmの高さで突出した凸
条部3が形成されている。
The heat radiating substrate 1 has a rectangular shape made of an insulating ceramic such as alumina. As shown in FIG. 1, a heat insulating layer 2 made of a glaze such as glass is provided on the upper surface of the heat radiating substrate 1.
Are formed. In the region near the end 1a of the heat dissipation board 1, a ridge 3 projecting from the heat insulating layer 2 at a height of about 10 μm is formed.

【0025】前記保温層2の上面には、厚さ約0.1μ
mのTaサーメットからなる第一共通導電層4aが、保
温層2の凸条部3を覆うように形成されている。なお、
第一共通導電層4aは、保温層2の放熱基板1の端部1
a上面、及び放熱基板1の他端部上面までは達していな
い。
The upper surface of the heat insulating layer 2 has a thickness of about 0.1 μm.
A first common conductive layer 4 a made of m Ta cermet is formed so as to cover the ridge 3 of the heat retaining layer 2. In addition,
The first common conductive layer 4 a is provided at the end 1 of the heat dissipation substrate 1 of the heat insulating layer 2.
a does not reach the upper surface and the upper surface of the other end of the heat radiation substrate 1.

【0026】保温層2の凸条部3よりも放熱基板1の他
端部側で、第一共通導電層4a上面には、Cr等高融点
金属からなる第二共通導電層4bが凸条部3に隣接した
帯状に形成されている。第二共通導電層4bの膜厚は、
電気抵抗低減のために約1μmと厚くなっている。
A second common conductive layer 4b made of a high melting point metal such as Cr is provided on the upper surface of the first common conductive layer 4a on the other end side of the heat radiating substrate 1 with respect to the protrusion 3 of the heat insulating layer 2. 3 is formed in a belt shape. The film thickness of the second common conductive layer 4b is
The thickness is as thick as about 1 μm to reduce electric resistance.

【0027】第一共通導電層4aの上面には、膜厚約
0.2μmと薄いCr等からなる第三共通導電層4c
が、第二共通導電層4bを覆って形成されている。
On the upper surface of the first common conductive layer 4a, a third common conductive layer 4c made of Cr or the like having a thickness of about 0.2 μm is formed.
Are formed to cover the second common conductive layer 4b.

【0028】そして、前記第三共通導電層4cの上面に
は、Taサーメット等からなる第四共通導電層4dが形
成されている。そして、第四共通導電層4dから突出し
た導電部6が、保温層2の凸条部3よりも放熱基板1の
端部1a側で、凸条部3に沿った帯状に形成されてい
る。
A fourth common conductive layer 4d made of Ta cermet or the like is formed on the upper surface of the third common conductive layer 4c. The conductive portion 6 protruding from the fourth common conductive layer 4d is formed in a band shape along the ridge 3 on the end 1a side of the heat radiation substrate 1 with respect to the ridge 3 of the heat insulating layer 2.

【0029】上記のようにCrからなる第二共通導電層
4bは電気抵抗低減のために厚く形成されているが、T
aからなる第一共通導電層4aが保温層2と第二共通導
電層4bとの密着性を安定化させるための接着層とな
り、また、密着性の良い薄いCr膜である第三共通導電
層4cを、第二共通導電層4bを覆うように第一共通導
電層4a上面に形成することで、第二共通導電層4bの
電気抵抗を低く、且つ保温層2に対する密着性を良くし
ている。
As described above, the second common conductive layer 4b made of Cr is formed thick to reduce electric resistance.
The first common conductive layer 4a made of a serves as an adhesive layer for stabilizing the adhesion between the heat insulating layer 2 and the second common conductive layer 4b, and the third common conductive layer is a thin Cr film having good adhesion. By forming 4c on the upper surface of the first common conductive layer 4a so as to cover the second common conductive layer 4b, the electric resistance of the second common conductive layer 4b is reduced and the adhesion to the heat insulating layer 2 is improved. .

【0030】絶縁性セラミックからなる第一層間絶縁層
5aは、放熱基板1の端部1aの保温層2上面から、第
四共通導電層4dの導電部6の上部を除いた共通導電層
4a、4b、4c、4dの上面及び外周部を覆うよう
に、放熱基板1のほぼ全面に形成されている。また、第
四共通導電層4dの導電部6の表面は、第一層間絶縁層
5aの表面に露出した状態となっている。
The first interlayer insulating layer 5a made of an insulating ceramic is formed of a common conductive layer 4a obtained by removing the upper portion of the conductive portion 6 of the fourth common conductive layer 4d from the upper surface of the heat insulating layer 2 at the end 1a of the heat radiation substrate 1. , 4b, 4c, and 4d, are formed on substantially the entire surface of the heat radiation substrate 1 so as to cover the upper surfaces and the outer peripheral portions. The surface of the conductive portion 6 of the fourth common conductive layer 4d is in a state of being exposed on the surface of the first interlayer insulating layer 5a.

【0031】そして、第一の層間絶縁層5aの上面に
は、SiO2等からなり、膜厚が約2μmの第二の層間
絶縁層5bが積層されている。第二の層間絶縁層5b
は、放熱基板1のほぼ全面を覆うように形成されている
が、第四の共通導電層4dの導電部6の部分には開口部
5cを有し、導電部6の上面は開口部5cから露出した
状態となっている。
On the upper surface of the first interlayer insulating layer 5a, a second interlayer insulating layer 5b made of SiO 2 or the like and having a thickness of about 2 μm is laminated. Second interlayer insulating layer 5b
Is formed so as to cover almost the entire surface of the heat radiating substrate 1, but has an opening 5c at the conductive portion 6 of the fourth common conductive layer 4d, and the upper surface of the conductive portion 6 extends from the opening 5c. It is in an exposed state.

【0032】高融点金属のMo、Cr、W等からなる下
層共通電極7aは、導電部6と、第二層間絶縁層5b上
面で、保温層2の凸条部3の導電部6側を覆う帯状であ
る。下層共通電極7aは、導電部6で共通導電層4a、
4b、4c、4dと電気的に接続する。
The lower common electrode 7a made of a high melting point metal such as Mo, Cr, W, etc., covers the conductive portion 6 and the conductive portion 6 side of the ridge 3 of the heat insulating layer 2 on the upper surface of the second interlayer insulating layer 5b. It is strip-shaped. The lower-layer common electrode 7a includes a common conductive layer 4a,
4b, 4c, and 4d.

【0033】第二層間絶縁層5bの上面に形成された高
融点金属のMo、Cr、W等からなる下層個別電極8a
は、図2で示すような並設された複数の短冊状であり、
それぞれの下層個別電極8aは、保温層2の凸条部3を
挟んで下層共通電極7aと一定の間隔をあけて対向して
いる。
Lower individual electrode 8a made of high melting point metal such as Mo, Cr, W, etc., formed on the upper surface of second interlayer insulating layer 5b.
Is a plurality of strips arranged side by side as shown in FIG.
Each lower-layer individual electrode 8a faces the lower-layer common electrode 7a at a fixed interval with the protruding ridge portion 3 of the heat retaining layer 2 interposed therebetween.

【0034】また、図2で示すように、第二層間絶縁層
5bの上面には、Taサーメット等からなり、並設され
た複数の短冊状の発熱抵抗体9が形成されている。それ
ぞれの発熱抵抗体9は、一端部9aが下層共通電極7a
と接続することにより連結されており、発熱抵抗体9の
他端部9bは、それぞれ下層個別電極8aに接続してい
る。発熱抵抗体9の、下層共通電極7aと下層個別電極
8aとの間の領域が発熱領域Sとなる。
As shown in FIG. 2, on the upper surface of the second interlayer insulating layer 5b, a plurality of strip-shaped heating resistors 9 made of Ta cermet or the like are arranged in parallel. One end 9a of each heating resistor 9 has a lower common electrode 7a.
The other end 9b of the heating resistor 9 is connected to the lower individual electrode 8a. An area of the heating resistor 9 between the lower common electrode 7a and the lower individual electrode 8a is a heating area S.

【0035】Al、Cu等良導電体からなる上層共通電
極7bは、下層共通電極7aと発熱抵抗体9を介して対
向しており、下層共通電極7aと同様、発熱抵抗体9の
他端部9aと接続して、発熱抵抗体9を連結している。
また、下層共通電極7aは、上層共通電極7bよりも凸
条部3側延在している。
The upper layer common electrode 7b made of a good conductor such as Al or Cu is opposed to the lower layer common electrode 7a via the heating resistor 9, and like the lower layer common electrode 7a, the other end of the heating resistor 9 is provided. 9a, the heating resistor 9 is connected.
Further, the lower layer common electrode 7a extends on the side of the ridge 3 than the upper layer common electrode 7b.

【0036】Al、Cu等良導電体からなる上層個別電
極8bは、下層個別電極8aと発熱抵抗体9を介して対
向しており、下層個別電極8aと同様、各発熱抵抗体9
ごとに、発熱抵抗体9の他端部9bに接続している。な
お、下層個別電極8aは、上層個別電極8bよりも、保
温層2の凸条部側に延在している。一方、上層個別電極
8bは、図2で示すように、放熱基板1の他端部側に位
置する端子部まで長く引き出されている。
The upper individual electrode 8b made of a good conductor such as Al or Cu is opposed to the lower individual electrode 8a via the heating resistor 9, and like the lower individual electrode 8a, each heating resistor 9b
Each is connected to the other end 9b of the heating resistor 9. The lower individual electrode 8a extends on the side of the ridge of the heat insulating layer 2 more than the upper individual electrode 8b. On the other hand, as shown in FIG. 2, the upper individual electrode 8b is extended to a terminal portion located on the other end side of the heat dissipation substrate 1.

【0037】さらに、前記発熱抵抗体9、上層共通電極
7bおよび上層個別電極8bの上面であって、外部回路
の接続端子部を除いた位置には、酸化や磨耗を防止する
ためサイアロン等の耐酸化性で耐磨耗性に優れた材料か
らなり約5μmの膜厚を有する保護層10が、スパッタ
リング等により積層被覆されている。
Further, on the upper surface of the heating resistor 9, the upper common electrode 7b and the upper individual electrode 8b, except for the connection terminal portion of the external circuit, an acid-resistant material such as sialon is used to prevent oxidation and abrasion. A protective layer 10 made of a material having excellent chemical resistance and abrasion resistance and having a thickness of about 5 μm is laminated and coated by sputtering or the like.

【0038】次に、本発明に係わるサーマルヘッドの製
造方法について、特に、共通導電層4a、4b、4c、
4dと層間絶縁層5a、5bを形成する工程を、図3に
示す製造工程のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、保温層形成工程において、アルミナ等絶縁性セラミ
ックからなる放熱基板1の上面にガラスグレーズ等から
なる保温層2を形成し、さらに保温層2をエッチングし
て、放熱基板1の端部1a側に凸条部3を形成する。
(ステップ1)
Next, the method of manufacturing the thermal head according to the present invention will be described with particular reference to the common conductive layers 4a, 4b, 4c,
The process of forming the interlayer insulating layer 4d and the interlayer insulating layers 5a and 5b will be described with reference to the manufacturing process flowchart shown in FIG. First, in a heat insulating layer forming step, a heat insulating layer 2 made of glass glaze or the like is formed on the upper surface of a heat radiating substrate 1 made of an insulating ceramic such as alumina, and the heat insulating layer 2 is further etched to form an end portion 1a of the heat radiating substrate The ridge 3 is formed on the substrate.
(Step 1)

【0039】続いて、第一共通導電層形成工程におい
て、保温層2が形成された放熱基板1のほぼ全面に、第
一共通導電層4aを0.1μmの厚さにスパッタ成膜
し、続いて、第二共通導電層形成工程において、第一共
通導電層4aの上面に、膜厚約1μmの第二共通導電層
4bをスパッタ成膜して積層する。(ステップ2)
Subsequently, in the first common conductive layer forming step, the first common conductive layer 4a is formed by sputtering to a thickness of 0.1 μm on almost the entire surface of the heat dissipation substrate 1 on which the heat insulating layer 2 is formed. Then, in the second common conductive layer forming step, the second common conductive layer 4b having a film thickness of about 1 μm is formed by sputtering on the upper surface of the first common conductive layer 4a. (Step 2)

【0040】そして、第二共通導電層パターニング工程
において、第二共通導電層4bにフォトリソ、エッチン
グを施して、個別電極8a、8b側で発熱領域Sに隣接
する帯状に形成する。(ステップ3)
In the second common conductive layer patterning step, the second common conductive layer 4b is subjected to photolithography and etching to form a strip adjacent to the heat generating region S on the side of the individual electrodes 8a and 8b. (Step 3)

【0041】次に、第三共通導電層形成工程において、
第二共通導電層4bの上面に、Crからなり、膜厚約
0.2μmの第三共通導電層4cを積層する。(ステッ
プ4) そして、第三共通導電層パターンニング工程で、第三共
通導電層4cにフォトリソ、エッチングを施して、第二
共通導電層4bを覆い、放熱基板1の端部1a近傍まで
延在するような帯状に形成する。(ステップ5)
Next, in the third common conductive layer forming step,
On the upper surface of the second common conductive layer 4b, a third common conductive layer 4c made of Cr and having a thickness of about 0.2 μm is laminated. (Step 4) Then, in the third common conductive layer patterning step, the third common conductive layer 4c is subjected to photolithography and etching to cover the second common conductive layer 4b and extend to near the end 1a of the heat dissipation substrate 1. It is formed in a strip shape. (Step 5)

【0042】第四共通導電層形成工程では、放熱基板1
のほぼ全面に形成された第一共通導電層4aの全面に、
Taサーメット等からなり、膜厚が約1μmの第四共通
導電層4dを積層する。その後、耐酸化マスク層形成工
程において、第四共通導電層4dの上面に、SiO2
MoSi等の耐酸化性セラミックや耐酸化性合金等から
なり、膜厚約0.2μmの耐酸化マスク層を積層する。
そして、耐酸化マスク層パターニング工程において、耐
酸化マスク層にフォトリソ、エッチングを施して、第四
共通導電層4dの導電部6を形成する位置にのみ、耐酸
化マスク層が残るようにする。次に、第四共通導電層加
工工程において、放熱基板1のほぼ全面に形成された第
四共通導電層4dのうち、第三共通導電層4cの外周部
である部分の膜厚を、約半分以下と薄くなるようにフォ
トリソ、エッチング等の手段により加工する。(ステッ
プ6)
In the fourth common conductive layer forming step, the heat dissipation substrate 1
Over the entire surface of the first common conductive layer 4a formed over almost the entire surface of
A fourth common conductive layer 4d made of Ta cermet or the like and having a thickness of about 1 μm is laminated. Thereafter, in an oxidation-resistant mask layer forming step, an oxidation-resistant mask layer made of an oxidation-resistant ceramic or an oxidation-resistant alloy such as SiO 2 or MoSi and having a thickness of about 0.2 μm is formed on the upper surface of the fourth common conductive layer 4d. Are laminated.
Then, in the oxidation-resistant mask layer patterning step, the oxidation-resistant mask layer is subjected to photolithography and etching so that the oxidation-resistant mask layer remains only at the position where the conductive portion 6 of the fourth common conductive layer 4d is formed. Next, in the fourth common conductive layer processing step, of the fourth common conductive layer 4d formed substantially over the entire surface of the heat dissipation substrate 1, the film thickness of the outer peripheral portion of the third common conductive layer 4c is reduced by about half. It is processed by means such as photolithography and etching so as to be thinner than the following. (Step 6)

【0043】その後、第一層間絶縁層形成工程におい
て、第四共通導電層4dの表面に、約700℃の温度で
熱酸化処理を施す。この熱酸化処理により、前記第四共
通導電層4dの膜厚を薄くした部分ではTaサーメット
からなる前記第一、第四共通導電層4a、4dの膜厚全
てが酸化し、また第三共通導電層4cの上面の第四共通
導電層4dの膜厚を約1μmのまま残した部分では、第
四共通導電層表面4dの表面から約半分の深さまでが酸
化して、Taサーメットが酸化した絶縁性セラミックか
らなる第一の層間絶縁層5aを、形成欠陥の非常に少な
い膜に形成することができる。このようにして、前記第
一、第二、第三、第四共通導電層4a、4b、4c、4
dの積層された上面と外周部を覆う、第一層間絶縁層構
造5aを形成する。(ステップ7)
Thereafter, in the first interlayer insulating layer forming step, the surface of the fourth common conductive layer 4d is subjected to a thermal oxidation treatment at a temperature of about 700.degree. By this thermal oxidation treatment, in the portion where the film thickness of the fourth common conductive layer 4d is reduced, the film thickness of the first and fourth common conductive layers 4a and 4d made of Ta cermet is oxidized, and the third common conductive layer 4d is formed. In the portion of the upper surface of the layer 4c where the thickness of the fourth common conductive layer 4d is kept at about 1 μm, about half the depth from the surface of the fourth common conductive layer surface 4d is oxidized, and the oxidized insulation of Ta cermet is obtained. The first interlayer insulating layer 5a made of conductive ceramic can be formed into a film having very few formation defects. Thus, the first, second, third, and fourth common conductive layers 4a, 4b, 4c, 4
A first interlayer insulating layer structure 5a is formed to cover the upper surface and the outer peripheral portion of the laminated structure d. (Step 7)

【0044】耐酸化マスク除去工程では、前記耐酸化マ
スク層をエッチングにより除去することにより、第四共
通導電層4dから突出して第一層間絶縁層5aの表面に
露出した導電部6を形成する。そして、第二層間絶縁層
形成工程では、第一層間絶縁層5aの上面及び導電部6
の表面に、SiO2からなり約2μmの膜厚を有する第
二層間絶縁層5bを積層する。(ステップ8)
In the oxidation resistant mask removing step, the conductive part 6 projecting from the fourth common conductive layer 4d and exposed on the surface of the first interlayer insulating layer 5a is formed by removing the oxidation resistant mask layer by etching. . In the second interlayer insulating layer forming step, the upper surface of the first interlayer insulating layer 5a and the conductive portion 6 are formed.
A second interlayer insulating layer 5b made of SiO 2 and having a thickness of about 2 μm. (Step 8)

【0045】そして、開口部形成工程では、第二層間絶
縁層5bにフォトリソ、エッチングを施し、第二層間絶
縁層5bから、導電部6が露出するように開口部5cを
形成する。(ステップ9)
In the opening forming step, the second interlayer insulating layer 5b is subjected to photolithography and etching to form the opening 5c so that the conductive portion 6 is exposed from the second interlayer insulating layer 5b. (Step 9)

【0046】本実施形態においては、所望の印字情報に
基づいて上層個別電極8bを選択して通電を行う。上層
個別電極8bからの電流は、下層個別電極8aおよび所
望の発熱抵抗体9に至り、この発熱抵抗体9の発熱領域
Sを発熱させる。そして、各発熱領域Sからの電流は、
下層共通電極7aへと流入し、下層共通電極7a(及び
上層共通電極7b)を通って、導電部6を介して各共通
導電層4a、4b、4c、4dから外部回路に導出され
るようになっている。このとき、Al、Cu等の良導電
体からなる上層共通電極7bは、高融点金属のCr等か
らなる下層共通電極7aの電気伝導を補助する役割を果
たしている。
In the present embodiment, the upper layer individual electrode 8b is selected based on desired print information and energization is performed. The current from the upper-layer individual electrode 8b reaches the lower-layer individual electrode 8a and a desired heating resistor 9, and causes the heating region S of the heating resistor 9 to generate heat. And the current from each heat generating area S is
It flows into the lower-layer common electrode 7a, passes through the lower-layer common electrode 7a (and the upper-layer common electrode 7b), and is led to the external circuit from each of the common conductive layers 4a, 4b, 4c, and 4d via the conductive portion 6. Has become. At this time, the upper common electrode 7b made of a good conductor such as Al or Cu plays a role of assisting the electrical conduction of the lower common electrode 7a made of high melting point metal such as Cr.

【0047】なお、本実施例では、発熱抵抗体9を下層
共通電極7a及び下層個別電極8aの上面に形成した
が、発熱抵抗体9の上面に、下層共通電極7aと上層共
通電極7b、及び下層個別電極8aと上層個別電極8b
を積層して設けても良い。また、下層共通電極7aがあ
るので、補助的な役割の上層共通電極7bは形成しなく
ても良い。
In this embodiment, the heating resistor 9 is formed on the upper surface of the lower common electrode 7a and the lower individual electrode 8a. However, on the upper surface of the heating resistor 9, the lower common electrode 7a, the upper common electrode 7b, Lower individual electrode 8a and upper individual electrode 8b
May be stacked. Further, since the lower-layer common electrode 7a is provided, the upper-layer common electrode 7b serving as an auxiliary role may not be formed.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0048】前述したように、本発明に係わるサーマル
ヘッドは、共通導電層を、ガラス等からなる保温層の上
面に、金属サーメットからなる第一共通導電層と、金属
からなる第二共通導電層と、金属からなる前記第三共通
導電層と、Taサーメットからなる第四の共通導電層を
順次積層た構造としたので、前記第一共通導電層が前記
第二共通導電層と前記保温層との接着層となり、また、
前記第一共通導電層上面で前記第二共通導電層を覆う前
記第三共通導電層が、前記第二共通導電層の前記第一共
通導電層への密着性を向上させ、よって、前記共通導電
層と前記保温層の密着信頼性が高く、熱処理工程の熱衝
撃や工程中に加わる機械的衝撃に対して、積層の剥離や
基板の欠けを解消することができるので、製造品質や製
造歩留まりの安定化を図ることができる。
As described above, in the thermal head according to the present invention, the common conductive layer is formed by forming the first common conductive layer made of metal cermet and the second common conductive layer made of metal on the heat insulating layer made of glass or the like. And the third common conductive layer made of metal and the fourth common conductive layer made of Ta cermet are sequentially laminated, so that the first common conductive layer is formed of the second common conductive layer and the heat insulating layer. Adhesive layer, and
The third common conductive layer, which covers the second common conductive layer on the first common conductive layer upper surface, improves the adhesion of the second common conductive layer to the first common conductive layer, and The adhesion reliability between the layer and the heat insulating layer is high, and it is possible to eliminate the delamination of the laminate and the chipping of the substrate with respect to the thermal shock of the heat treatment step and the mechanical shock applied during the step. Stabilization can be achieved.

【0049】また、本発明に係わるサーマルヘッドは、
前記共通導電層を覆う層間絶縁層の上面に形成された発
熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の一端部に接続する共通電
極と、他端部に接続する個別電極とを有し、前記共通電
極は前記共通導電層から突出して前記層間絶縁層の表面
に露出した導電層により前記共通導電層と接続してお
り、前記第二共通導電層は、前記発熱抵抗体の前記個別
電極と前記共通電極に挟まれた発熱領域よりも前記個別
電極側に設けられているので、前記発熱領域で発生した
熱は前記第二共通導電層により放熱されることがなく、
前記発熱領域の発熱ピーク温度を上昇させることがで
き、その結果印字熱効率を向上させることができる。ま
た、前記発熱領域と前記保温層の間には、薄い金属膜で
ある前記第三共通導電層と、Taサーメットからなり不
透明な前記第一、第四共通導電層が介在するので、前記
発熱領域で必要な熱が前記保温層に奪われることなく、
前記発熱領域の発熱ピーク温度を上昇させることがで
き、その結果印字熱効率を向上させることができる。、
Further, the thermal head according to the present invention comprises:
A heating resistor formed on an upper surface of an interlayer insulating layer covering the common conductive layer, a common electrode connected to one end of the heating resistor, and an individual electrode connected to the other end of the heating resistor; Is connected to the common conductive layer by a conductive layer protruding from the common conductive layer and exposed on the surface of the interlayer insulating layer, and the second common conductive layer includes the individual electrode and the common electrode of the heating resistor. Since it is provided on the individual electrode side than the heating region sandwiched between the, the heat generated in the heating region is not radiated by the second common conductive layer,
The heat generation peak temperature in the heat generation region can be increased, and as a result, the printing thermal efficiency can be improved. Further, the third common conductive layer, which is a thin metal film, and the opaque first and fourth common conductive layers made of Ta cermet are interposed between the heat generating region and the heat retaining layer. Without the necessary heat being deprived by the thermal insulation layer,
The heat generation peak temperature in the heat generation region can be increased, and as a result, the printing thermal efficiency can be improved. ,

【0050】上記のように、前記第一共通導電層により
前記第二共通導電層と前記保温層の密着信頼性が向上
し、また、前記第二共通導電層は前記発熱領域から外れ
た位置に形成されているため前記発熱領域の熱を奪うこ
ともないので、前記第二共通導電層の膜厚を厚くするこ
とが可能であり、膜厚の厚い前記第二共通導電層を前記
発熱領域に隣接して形成することで、低抵抗の前記第二
共通導電層で発熱抵抗体に給電することができ、前記発
熱抵抗体に印加される電圧の降下を低減できて、印字バ
ラツキのない高印字品質を実現することができる。
As described above, the adhesion reliability between the second common conductive layer and the heat insulating layer is improved by the first common conductive layer, and the second common conductive layer is located at a position outside the heat generating region. Since it is formed, it does not take away the heat of the heat generating region, so that the film thickness of the second common conductive layer can be increased, and the thick second common conductive layer is provided to the heat generating region. By being formed adjacent to each other, power can be supplied to the heating resistor by the second common conductive layer having a low resistance, a drop in the voltage applied to the heating resistor can be reduced, and high printing without printing variations can be achieved. Quality can be realized.

【0051】また、前記第二共通導電層を厚く形成する
ことができるので、前記第二共通導電層を低抵抗とした
まま前記第二共通導電層の面積を小さくすることがで
き、前記層間絶縁層の欠陥があっても、前記共通導電層
と前記個別電極がショートする確率が低減し、製造品質
や製造歩留まりの安定化を図ることができる。
Further, since the second common conductive layer can be formed thick, the area of the second common conductive layer can be reduced while keeping the second common conductive layer at low resistance, and Even if there is a defect in the layer, the probability that the common conductive layer and the individual electrode are short-circuited is reduced, and the production quality and the production yield can be stabilized.

【0052】また、前記共通導電層の外周部は前記層間
絶縁層で覆われているので、前記放熱基板の端部では共
通導電層が露出していないので、使用状態において、共
通導電層が外部に接触して短絡する等の絶縁不良の発生
を確実に防止することができる。
Further, since the outer periphery of the common conductive layer is covered with the interlayer insulating layer, the common conductive layer is not exposed at the end of the heat dissipation board. It is possible to reliably prevent the occurrence of insulation failure such as short-circuiting due to contact with the substrate.

【0053】前記第一共通導電層を接着効果の優れたT
aサーメット、また、前記第二、第三共通導電層を密着
性に優れた同質のCr材料としたので、層間の密着信頼
性が高く製造品質や製造歩留まりの安定化を図ることが
できる。
The first common conductive layer is made of T having an excellent adhesive effect.
Since the a cermet and the second and third common conductive layers are made of a homogeneous Cr material having excellent adhesion, the reliability of the adhesion between the layers is high, and the production quality and the production yield can be stabilized.

【0054】また、本発明のサーマルヘッドの製造方法
は、放熱基板上に形成された保温層の上面に、Taサー
メットからなる第一共通導電層、Crからなる第二共通
導電層、Crからなる第三共通導電層を順次積層する工
程と、これら共通導電層を覆うように、前記保温層上面
にTaサーメットからなる第四共通導電層を形成する工
程と、前記第四共通導電層の前記第三共通導電層の外周
部である部分を薄く加工する工程と、前記第四共通導電
層に熱酸化処理を行い、膜厚を薄くした部分の膜厚全て
と、前記第一、第二、第三共通導電層上の表面から約半
分の厚さまでを酸化して絶縁性セラミックからなる第一
の層間絶縁層を形成する工程と、前記第一層間絶縁層の
上面にSiO2からなる第二層間絶縁層を形成する工程
を有するので 前記第一層間絶縁層の形成欠陥を非常に
少なくすることができ、さらに、前記第二層間絶縁層と
二層構造であるので、絶縁層の信頼性が向上する。
In the method of manufacturing a thermal head according to the present invention, the first common conductive layer made of Ta cermet, the second common conductive layer made of Cr, and Cr are formed on the upper surface of the heat insulating layer formed on the heat radiation substrate. A step of sequentially stacking a third common conductive layer, a step of forming a fourth common conductive layer made of Ta cermet on the upper surface of the heat insulating layer so as to cover these common conductive layers, and a step of forming the fourth common conductive layer A step of thinning the outer peripheral portion of the three common conductive layers, and performing a thermal oxidation process on the fourth common conductive layer, and all the thicknesses of the thinned portions, and the first, second, and Forming a first interlayer insulating layer made of an insulating ceramic by oxidizing the surface from the surface on the three common conductive layers to about half the thickness, and forming a second interlayer made of SiO2 on the upper surface of the first interlayer insulating layer. Since it has a step of forming an insulating layer, Defects in the formation of the first interlayer insulating layer can be extremely reduced, and the reliability of the insulating layer is improved because of the two-layer structure with the second interlayer insulating layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のサーマルヘッドの要部断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a thermal head according to the present invention.

【図2】本発明のサーマルヘッドを上方から見た平面
図。
FIG. 2 is a plan view of the thermal head of the present invention as viewed from above.

【図3】本発明のサーマルヘッドの製造方法を示すフロ
ーチャート。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thermal head according to the present invention.

【図4】従来のサーマルヘッドの要部断面図。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a conventional thermal head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S 発熱領域 1 放熱基板 1a 端部 2 保温層 3 凸条部 4a 第一共通導電層 4b 第二共通導電層 4c 第三共通導電層 4d 第四共通導電層 5a 第一層間絶縁層 5b 第二層間絶縁層 5c 開口部 6 導電部 7a 下層共通電極 7b 上層共通電極 8a 下層個別電極 8b 上層個別電極 9 発熱抵抗体 9a 一端部 9b 他端部 10 保護層 S Heating area 1 Heat dissipation board 1a End 2 Heat insulation layer 3 Convex section 4a First common conductive layer 4b Second common conductive layer 4c Third common conductive layer 4d Fourth common conductive layer 5a First interlayer insulating layer 5b Second Interlayer insulating layer 5c Opening 6 Conductive part 7a Lower common electrode 7b Upper common electrode 8a Lower individual electrode 8b Upper individual electrode 9 Heating resistor 9a One end 9b Other end 10 Protective layer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性セラミックからなる放熱基板の上
面に、ガラス類からなる保温層と、共通導電層と、層間
絶縁層とが順次積層されており、前記層間絶縁層上に形
成され、複数個が並設して設けられた発熱抵抗体と、該
発熱抵抗体の一端部に接続して前記発熱抵抗体を連結す
る共通電極と、前記発熱抵抗体のそれぞれの他端部に接
続する複数の個別電極とを有し、前記共通電極は、前記
共通導電層から突出して前記層間絶縁層の表面に露出し
た導電部により、前記共通導電層と接続されており、前
記共通導電層の構造は、前記保温層の上面に順次形成さ
れた金属サーメットからなる第一共通導電層と、金属か
らなる第二共通導電層と、前記第一共通導電層の上面で
前記第二共通導電層を覆う金属からなる第三共通導電層
と、前記第三共通導電層の上面に形成された金属サーメ
ットからなる第四共通導電層と順次積層された4層構造
であることを特徴とするサーマルヘッド。
1. A heat insulating layer made of glass, a common conductive layer, and an interlayer insulating layer are sequentially laminated on an upper surface of a heat-dissipating substrate made of insulating ceramic, and a plurality of insulating layers are formed on the interlayer insulating layer. A plurality of heating resistors provided side by side; a common electrode connected to one end of the heating resistor to connect the heating resistor; and a plurality of electrodes connected to the other end of the heating resistor. And the common electrode is connected to the common conductive layer by a conductive portion projecting from the common conductive layer and exposed on the surface of the interlayer insulating layer, and the structure of the common conductive layer is A first common conductive layer made of a metal cermet sequentially formed on an upper surface of the heat insulating layer, a second common conductive layer made of a metal, and a metal covering the second common conductive layer on an upper surface of the first common conductive layer A third common conductive layer made of A thermal head having a four-layer structure in which a fourth common conductive layer made of a metal cermet formed on an upper surface of a conductive layer is sequentially laminated.
【請求項2】 前記第二共通導電層は、前記発熱抵抗体
の前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた発熱領域よ
り前記個別電極側に形成されていることを特徴とする請
求項1記載のサーマルヘッド。
2. The device according to claim 1, wherein the second common conductive layer is formed on a side of the individual electrode from a heat generating region sandwiched between the individual electrode and the common electrode of the heating resistor. The described thermal head.
【請求項3】 前記第二共通導電層は、前記発熱領域に
隣接していることを特徴とする請求項2記載のサーマル
ヘッド。
3. The thermal head according to claim 2, wherein the second common conductive layer is adjacent to the heat generating area.
【請求項4】 前記層間絶縁層は、前記保温層の上面に
形成されて、前記共通導電層の外周部を覆っていること
を特徴とする請求項1、または2、または3記載のサー
マルヘッド。
4. The thermal head according to claim 1, wherein the interlayer insulating layer is formed on an upper surface of the heat insulating layer and covers an outer peripheral portion of the common conductive layer. .
【請求項5】 前記第一共通導電層はTaサーメット、
前記第二共通導電層はCr、前記第三共通導電層はC
r、前記第四共通導電層はTaサーメットからなること
を特徴とする請求項1、2、3、4のいずれかのサーマ
ルヘッド。
5. The first common conductive layer is a Ta cermet,
The second common conductive layer is Cr, and the third common conductive layer is C
5. The thermal head according to claim 1, wherein the fourth common conductive layer is made of Ta cermet.
【請求項6】 前記第一共通導電層の膜厚を0.1μ
m、前記第二共通導電層の膜厚を約1μm、前記第三共
通導電層の膜厚を約0.2μm、前記第四共通導電層の
膜厚を約1μmとしていることを特徴とする請求項5に
記載のサーマルヘッド。
6. The first common conductive layer has a thickness of 0.1 μm.
m, the thickness of the second common conductive layer is about 1 μm, the thickness of the third common conductive layer is about 0.2 μm, and the thickness of the fourth common conductive layer is about 1 μm. Item 6. The thermal head according to Item 5.
【請求項7】 放熱基板の上面にガラス類からなる保温
層、共通導電層が順次積層されており、前記保温層の上
面には前記共通導電層を覆うように層間絶縁層が形成さ
れており、前記層間絶縁層上に形成された発熱抵抗体
と、該発熱抵抗体の一端部に接続する共通電極と他端部
に接続する個別電極とを有し、前記発熱抵抗体の前記個
別電極と前記共通電極の間が発熱領域となり、前記共通
電極は、前記共通導電層から突出して前記層間絶縁層の
表面に露出した導電部により、前記共通導電層と接続す
るサーマルヘッドの製造方法であって、 前記保温層の上面に、Taサーメットからなる第一共通
導電層を形成する第一導電層形成工程と、前記第一共通
導電層にCrからなる第二共通導電層を積層する第二共
通導電層形成工程と、 前記第二共通導電層を、前記発熱領域よりも前記個別電
極側で前記発熱領域に隣接する帯状にパターニングする
第二導電層パターニング工程と、 前記第二共通導電層上にCrからなる第三共通導電層を
積層する第三導電層形成工程と、 前記第三共通導電層を、前記個別電極側から前記共通電
極側まで延出されたパターンに形成する第三導電層パタ
ーニング工程と、 これら各共通導電層を覆うように、Taサーメットから
なる第四共通導電層を形成する第四共通導電層形成工程
と、 前記第四共通導電層の上面に耐酸化材料からなる耐酸化
マスク層を積層する耐酸化マスク形成工程と、 前記第四共通導電層の前記導電部の配置位置に、前記耐
酸化マスク層のマスクパターンを形成する耐酸化マスク
パターニング工程と、 前記第三共通導電層の外周部に形成された前記第四共通
導電層の膜厚を薄く加工する第四共通導電層加工工程
と、 前記第四共通導電層の全表面を熱酸化処理し、この熱酸
化処理により絶縁性セラミックからなる第一層間絶縁層
を形成する第一層間絶縁層形成工程と、 前記耐酸化マスク層を除去して、前記第一層間絶縁層の
表面に前記導電部を露出させる耐酸化マスク除去工程
と、 前記第一層間絶縁層上に、絶縁性セラミックからなる第
二層間絶縁層を積層する第二層間絶縁層形成工程と、 この第二層間絶縁層から前記導電部が露出するように開
口部を形成する開口部形成工程とを有することを特徴と
するサーマルヘッドの製造方法。
7. A heat insulating layer made of glass and a common conductive layer are sequentially laminated on an upper surface of the heat dissipation substrate, and an interlayer insulating layer is formed on the upper surface of the heat insulating layer so as to cover the common conductive layer. A heating resistor formed on the interlayer insulating layer, a common electrode connected to one end of the heating resistor, and an individual electrode connected to the other end of the heating resistor; A method for manufacturing a thermal head, wherein a heat generating area is provided between the common electrodes, and the common electrode is connected to the common conductive layer by a conductive portion protruding from the common conductive layer and exposed on a surface of the interlayer insulating layer. A first conductive layer forming step of forming a first common conductive layer made of Ta cermet on the upper surface of the heat insulating layer, and a second common conductive layer of a second common conductive layer made of Cr on the first common conductive layer. A layer forming step and the second common A second conductive layer patterning step of patterning the conductive layer in a strip shape adjacent to the heat generating region on the individual electrode side of the heat generating region, and laminating a third common conductive layer made of Cr on the second common conductive layer A third conductive layer forming step of forming; a third conductive layer patterning step of forming the third common conductive layer in a pattern extending from the individual electrode side to the common electrode side; covering each of the common conductive layers A fourth common conductive layer forming step of forming a fourth common conductive layer made of Ta cermet, and an oxidation resistant mask forming step of stacking an oxidation resistant mask layer made of an oxidation resistant material on the upper surface of the fourth common conductive layer An oxidation-resistant mask patterning step of forming a mask pattern of the oxidation-resistant mask layer at an arrangement position of the conductive portion of the fourth common conductive layer; and forming an outer peripheral portion of the third common conductive layer. A fourth common conductive layer processing step of processing the formed fourth common conductive layer to have a reduced thickness, and a thermal oxidation treatment of the entire surface of the fourth common conductive layer, and the thermal oxidation treatment is performed to form a fourth layer made of an insulating ceramic. A first interlayer insulating layer forming step of forming one interlayer insulating layer, and an oxidation resistant mask removing step of removing the oxidation resistant mask layer and exposing the conductive portion on the surface of the first interlayer insulating layer. A second interlayer insulating layer forming step of laminating a second interlayer insulating layer made of an insulating ceramic on the first interlayer insulating layer; and an opening so that the conductive portion is exposed from the second interlayer insulating layer. And a step of forming an opening for forming a thermal head.
JP5714999A 1998-05-08 1999-03-04 Thermal head and manufacture thereof Withdrawn JP2000246932A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5714999A JP2000246932A (en) 1999-03-04 1999-03-04 Thermal head and manufacture thereof
US09/305,105 US6201558B1 (en) 1998-05-08 1999-05-04 Thermal head
DE69907063T DE69907063T2 (en) 1998-05-08 1999-05-05 thermal head
EP99303519A EP0955171B1 (en) 1998-05-08 1999-05-05 Thermal head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5714999A JP2000246932A (en) 1999-03-04 1999-03-04 Thermal head and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000246932A true JP2000246932A (en) 2000-09-12

Family

ID=13047524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5714999A Withdrawn JP2000246932A (en) 1998-05-08 1999-03-04 Thermal head and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000246932A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007087950A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Elringklinger Ag Method for manufacturing seal structure for fuel cell stack and seal structure for fuel cell stack

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007087950A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Elringklinger Ag Method for manufacturing seal structure for fuel cell stack and seal structure for fuel cell stack

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7692677B2 (en) Thermal Print Head
JP4541229B2 (en) Thermal head and manufacturing method thereof
US6501497B2 (en) Thermal head with small size of steps of protective layer formed on heating portion and manufacturing method thereof
US6201558B1 (en) Thermal head
JP3298780B2 (en) Thermal head and method of manufacturing thermal head
JP2000246932A (en) Thermal head and manufacture thereof
JP3298794B2 (en) Thermal head and method of manufacturing the same
JP3124870B2 (en) Thermal head and method of manufacturing the same
JP2003080754A (en) Thermal head and production method therefor
JPH10100460A (en) Thermal head and production thereof
JP2000085169A (en) Thermal head and production thereof
JP2006272851A (en) Thermal head
JP3639115B2 (en) Line thermal head
WO2023210301A1 (en) Thermal print head and method for manufacturing thermal print head
US11633959B2 (en) Thermal print head
JP4034143B2 (en) Thermal head and manufacturing method thereof
US7692676B1 (en) Thermal head
JP3844155B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JP2731445B2 (en) Thermal head
JP2588957B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JP3683745B2 (en) Thermal head
JP4309700B2 (en) Thermal head substrate, thermal head and manufacturing method thereof
JP2004181788A (en) False end face type thermal head and its manufacturing method
JP2006095943A (en) Thermal head
JPH09109428A (en) Thermal head and production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060509