JP2011005716A - 配線基板およびその製造方法、ならびに記録ヘッドおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気的な信頼性を高めることが可能な配線基板およびその製造方法、ならびに記録ヘッドおよび記録装置を提供する。
【解決手段】 本発明の一例に係るヘッド基体２０は、ベース基板３０と、該ベース基板３０の上に設けられている電気配線層６０と、該電気配線層６０の上に設けられている電気パッド７０とを有している。この電気パッド７０は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６における上面７０ａの径φ_Ｕに比べて下面７０ｂの径φ_Ｄが小さい。
【選択図】 図５

Description

本発明は、基板と、該基板の上に設けられている電気配線と、該電気配線の上に設けられている電気パッドとを有している配線基板およびその製造方法、ならびに記録ヘッドおよび記録装置に関する。

ファクシミリやレジスターなどのプリンタとしては、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備えるサーマルプリンタが用いられている。このようなサーマルプリンタに搭載されているサーマルヘッドとしては、基板と、該基板の上に配列されている複数の発熱素子と、該複数の発熱素子に電気的に接続されている電気配線とを有している配線基板と、該配線基板に対して機械的かつ電気的に接続されている外部配線基板とを備えているものがある。プラテンローラは、例えば感熱紙などの記録媒体を発熱素子上に対して押し当てる機能を有するものである。このような構成のサーマルプリンタでは、所望の画像に応じて発熱素子を発熱させるともに、発熱素子上に記録媒体をプラテンローラで略均等に押圧することにより、発熱素子の発する熱を記録媒体に対して良好に伝達させている。記録媒体に対する所望の印画は、この処理を繰り返すことにより行われている。

上述のようなサーマルヘッドには、配線基板と、外部配線基板との機械的かつ電気的な接続を、半田を介して行っているものがあり、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００３−１０３８１７号公報

しかしながら、半田を介して配線基板と、外部配線基板との機械的かつ電気的な接続を行っているサーマルヘッドでは、電極配線の高密度化に伴って、半田を介した接続部も高密度になってきている。そのため、このようなサーマルヘッドでは、配線基板と、外部配線基板とを接続する際に、溶融した半田が隣接する他の接続部と跨って形成され、短絡が生じてしまうおそれが大きくなってきている。このような接続部の間の短絡のおそれは、サーマルヘッドに限るものではなく、電極配線が形成されている他のデバイスでも大きくなってきている。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、電気的な信頼性を高めることが可能な配線基板およびその製造方法、ならびに記録ヘッドおよび記録装置を提供すること、を目的とする。

本発明の配線基板は、ベース基板と、該ベース基板の上に設けられている電気配線と、該電気配線の上に設けられている電気パッドとを有しており、前記電気パッドは、厚み方向における上面の径に比べて下面の径が小さいことを特徴としている。

本発明の配線基板において、前記電気パッドは、前記厚み方向において前記電気配線側に近づくにつれて径が小さくなっていることが好ましい。

本発明の配線基板において、前記電気パッドの上面の端は、平面視において、前記電気配線の前記上面の端よりも内側に設けられていることが好ましい。

本発明の配線基板において、前記電気パッドの上に半田バンプが設けられていることが好ましい。

本発明の記録ヘッドは、上述の本発明の配線基板を構成する前記ベース基板の上に主走査方向に沿って複数の発熱素子が設けられていることを特徴としている。

本発明の記録ヘッドにおいて、前記複数の発熱素子は、前記電気配線に電気的に接続されていることが好ましい。

本発明の記録装置は、上述の本発明の記録ヘッドと、該記録ヘッドに記録媒体を搬送する搬送機構とを備えていることを特徴としている。

本発明の配線基板の製造方法は、電気配線が形成されているベース基板を準備する第１の工程と、前記電気配線を覆うように前記ベース基板の上にレジスト膜を形成する第２の工程と、前記レジスト膜における前記電気配線の上に位置している部位に、厚み方向において前記電気配線側に近づくにつれて内壁面の径が小さくなるように貫通孔を設けて、前記電気配線の一部を露出させる第３の工程と、前記貫通孔を通じて露出している前記電気配線の一部に、前記レジスト膜に比べて厚みが薄く、かつ前記電気配線側に近づくにつれて径が小さくなるように電極パッドを設ける第４の工程と、前記貫通孔を有するレジスト膜を除去する第５の工程とを備えることを特徴としている。

本発明の配線基板は、ベース基板と、該ベース基板の上に設けられている電気配線と、該電気配線の上に設けられている電気パッドとを有しており、電気パッドは、厚み方向における上面の径に比べて下面の径が小さい。そのため、本発明の配線基板は、電気パッドに半田バンプを形成する際に、半田材料と電気パッドとの濡れ性によって、溶融した半田が広がるのを低減することができる。したがって、本発明の配線基板は、半田が短絡するのを低減することができ、電気的な信頼性を高めることができる。

本発明の配線基板において、電気パッドは、厚み方向において電気配線側に近づくにつれて径が小さくなっている場合、電気パッドに半田バンプを形成する際に、半田材料と電気パッドとの濡れ性および表面張力によって、溶融した半田を球状に近づけることができる。そのため、この配線基板では、例えば半田の量が少ない場合でも高さの高い半田バンプを形成することができるため、半田の量を少なくして半田が広がるのを低減することができる。したがって、この配線基板では、半田が短絡するのを低減することができ、電気的な信頼性を高めることができる。

本発明の配線基板において、電気パッドの上面の端は、平面視において、電気配線の上面の端よりも内側に設けられている場合、電気パッドに半田バンプを形成する際に、溶融した半田が電気配線の間に垂れ、隣接する電気配線と短絡するのを低減することができる。そのため、この配線基板では、電気的な信頼性を高めることができる。

本発明の配線基板において、電気パッドの上に半田バンプが設けられている場合、当該半田バンプを溶融して他の素子と接続する際に、溶融した半田が広がるのを低減することができる。そのため、この配線基板では、半田が短絡するのを低減することができ、電気的な信頼性を高めることができる。

本発明の記録ヘッドは、上述の本発明の配線基板を構成するベース基板の上に主走査方向に沿って複数の発熱素子が設けられていることを特徴としている。そのため、本発明の記録ヘッドは、上述の本発明の配線基板の有する効果を享受することができる。従って、本発明の記録ヘッドでは、電気的な信頼性を高めることができる。

本発明の記録ヘッドにおいて、複数の発熱素子は、電気配線に電気的に接続されている場合でも、溶融した半田が広がるのを低減することができるので、当該発熱素子へ電力を供給する電気配線間の離間距離を短くすることができる。そのため、この記録ヘッドでは、複数の発熱素子の間の密度を高めることができ、発熱素子の高密度化を図ることができる。

本発明の記録装置は、上述の本発明の記録ヘッドと、該記録ヘッドに記録媒体を搬送する搬送機構とを備えていることを特徴としている。そのため、本発明の記録装置は、上述の本発明の配線基板の有する効果を享受することができる。従って、本発明の記録装置では、電気的な信頼性を高めることができる。

本発明の配線基板の製造方法は、電気配線が形成されている基板を準備する第１の工程と、電気配線を覆うようにベース基板の上にレジスト膜を形成する第２の工程と、レジスト膜における電気配線の上に位置している部位に、厚み方向において電気配線側に近づくにつれて内壁面の径が小さくなるように貫通孔を設けて、電気配線の一部を露出させる第３の工程と、貫通孔を通じて露出している電気配線の一部に、レジスト膜に比べて厚みが薄く、かつ電気配線側に近づくにつれて径が小さくなるように電極パッドを設ける第４の工程と、貫通孔を有するレジスト膜を除去する第５の工程とを備えることを特徴としている。そのため、本発明の配線基板の製造方法では、上述の本発明の配線基板を良好に製造することができる。

本発明の記録ヘッドの実施形態の一例を示すサーマルヘッドであり、保護層を省略した概略構成を示す斜視図である。 図１に示したサーマルヘッドの要部を拡大した平面図である。 図２に示したサーマルヘッドの要部のうち配線基板としてのヘッド基体を示す平面図であり、保護層を省略している。 図２に示したサーマルヘッドのＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図３に示したヘッド基体の電気パッドに半田バンプが設けられている状態を拡大した断面図である。 外部配線基板の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の配線基板の製造方法の一例を示すヘッド基体の製造方法を説明するための工程図である。 図７に示した工程の続きを示す工程図である。 本発明の記録装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。

＜配線基板＞
図１〜図６に示した本発明の記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッド１０は、配線基板としてのヘッド基体２０と、駆動ＩＣ２１と、外部配線基板２２とを備えている。このサーマルヘッド１０においては、ヘッド基体２０と、駆動ＩＣ２１および外部配線基板２２との電気的かつ機械的な接続は、半田層２３を介して行われている。なお、ヘッド基体２０は、本発明の配線基板の実施形態の一例である。

図２〜４に示したヘッド基体２０は、ベース基板３０と、グレーズ層４０と、電気抵抗層５０と、電気配線層６０と、電気パッド７０と、保護層８０とを含んで構成されている。

ベース基板３０は、グレーズ層４０と、電気抵抗層５０と、電気配線層６０と、電気パッド７０と、保護層８０と、駆動ＩＣ２１とを支持する機能を有するものである。このベース基板３０は、平面視において主走査方向Ｄ１，Ｄ２に延びる矩形状に構成されている。ここで、「平面視」とは、ベース基板３０の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向視のことをいう。このベース基板３０を形成する材料としては、例えばセラミックス、ガラス、またはエポキシ系樹脂を含む絶縁樹脂が挙げられる。

図４に断面を示したグレーズ層４０は、電気抵抗層５０の後述する発熱部５０ａにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する蓄熱層としての機能を有するものである。すなわち、グレーズ層４０は、発熱部５０ａの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッド１０の熱応答特性を高める役割を担うものである。このグレーズ層４０は、基部４０ａと、突出部４０ｂとを有している。このグレーズ層４０を形成する材料としては、例えば熱伝導率が０．７Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以上１．０Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以下の範囲の絶縁材料が挙げられる。ここで、「絶縁」とは、電流が実質的に流れなくなる程度をいい、例えば電気抵抗率が１．０×１０^１２Ω・ｍ以上であることをいう。このような絶縁材料としては、例えばガラスが挙げられる。なお、本例では、グレーズ層４０が設けられているが、グレーズ層４０を設けなくてもよい。グレーズ層４０を設けない場合としては、例えば基板２０がガラスによって形成される場合が挙げられる。

基部４０ａは、ベース基板３０の上面の全体に渡って略平坦状に設けられている。

突出部４０ｂは、記録媒体を発熱部５０ａの上に位置する保護層８０に対して良好に押し当てるのに寄与する部位である。この突出部４０ｂは、基部４０ａから厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向に突出している。また、この突出部４０ｂは、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に延びる帯状に構成されている。この突出部４０ｂは、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に直交する副走査方向Ｄ３，Ｄ４における断面形状が略半楕円状に構成されている。

電気抵抗層５０は、電力供給によって発熱する発熱素子として機能する発熱部５０ａを有している。この電気抵抗層５０は、単位長さ当たりの電気抵抗値が電気配線層６０の単位長さ当たりの電気抵抗値に比べて大きくなるように構成されている。この電気抵抗層５０は、一部がグレーズ層４０の突出部４０ｂの上に設けられ、他がグレーズ層４０の基部４０ａの上に設けられている。また、本例の電気抵抗層５０では、グレーズ層４０の突出部４０ｂの上に設けられている部位のうち、電気配線層６０が上に形成されていない部位が発熱部５０ａとして機能している。この電気抵抗層５０を形成する材料としては、例えばＴａＮ系材料、ＴａＳｉＯ系材料、ＴａＳｉＮＯ系材料、ＴｉＳｉＣＯ系材料、またはＮｂＳｉＯ系材料が挙げられる。ここで「〜を主とする材料」とは、主とする材料が全体に対して５０質量％以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。このような電気抵抗層５０は、例えば蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、フォトリソグラフィ技術、または印刷技術を用いる種々の周知の製造方法によって形成できる。本例の電気抵抗層５０は、ＴａＳｉＯ系材料によって形成されている。

発熱部５０ａは、電力供給によって発熱する発熱素子として機能する部位である。この発熱部５０ａは、電気配線層６０からの電力供給によって、温度が例えば２００℃以上５５０℃以下の範囲で発熱するように構成されている。この発熱部５０ａは、グレーズ層４０の突出部４０ｂの上に複数設けられており、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿って略同一の離間距離で配列されている。また、この発熱部５０ａは、平面視において、各々が矩形状に構成されている。さらに、発熱部５０ａは、各々の主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿う長さが略同一の長さに構成されている。また、発熱部５０ａは、各々の副走査方向Ｄ３，Ｄ４に沿う長さも略同一の長さに構成されている。ここで、「略同一」とは、一般的な製造誤差範囲内のものが含まれ、例えば各部位の長さの平均値に対する誤差が１０％以内の範囲が挙げられる。ここで、一つの発熱部５０ａの中心と該発熱部５０ａに隣接する他の発熱部５０ａの中心との離間距離の値としては、例えば５．２μｍ以上８４．７μｍ以下の範囲が挙げられる。本例では、この複数の発熱部５０ａの配列方向がサーマルヘッド１０の主走査方向となっている。

電気配線層６０は、駆動ＩＣ２１および外部配線基板２２に電気的に接続される配線パターンとして電気抵抗層５０の上に設けられている。この電気配線層６０は、発熱部５０ａに対して電力を供給するのに寄与している。ここで、「電力を供給するのに寄与」するとは、発熱部５０ａの電力供給、またはこの電力供給の供給制御にともなって、電流が流れることをいう。この電気配線層６０を主として形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、および銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。本例の電気配線層６０は、アルミニウムによって形成されている。このような電気配線層６０は、例えば蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、フォトリソグラフィ技術、または印刷技術を用いる種々の周知の製造方法によって形成できる。本例の電気配線層６０は、第１電気配線６１と、第２電気配線６２と、第３電気配線６３とを含んで構成されている。

第１電気配線６１は、複数に分かれて設けられている。各々の第１電気配線６１は、一端部が複数の発熱部５０ａの一端部に電気的に独立した状態で接続されている。この第１電気配線６１は、発熱部５０ａの副走査方向Ｄ３，Ｄ４におけるＤ４方向側に位置している。また、各々の第１電気配線６１は、他端部が駆動ＩＣ２１に半田層２３を介して電気的に接続されている。この第１電気配線６１は、発熱部５０ａへの電力を供給するのに直接的に寄与している。本例の第１電気配線６１は、駆動ＩＣ２１を介して基準電位に電気的に接続されている。

第２電気配線６２は、一体的に設けられている。この第２電気配線６２は、端部が複数の発熱部５０ａの他端部、および外部配線基板２２に電気的に接続されている。この第２電気配線６２は、発熱部５０ａの副走査方向Ｄ３，Ｄ４におけるＤ３方向側に位置している。この第２電気配線６２は、第１電気配線６１と対となって発熱部５０ａに対して電力を供給するのに直接的に寄与するものである。本例の第２電気配線６２は、外部配線基板２２を介して電源としての基準電圧源に電気的に接続されている。なお、この第２電気配線６２と、外部配線基板２２との電気的な接続は、半田層２３を介して行われている。

第３電気配線６３は、複数に分かれて、第１電気配線６１と離間して設けられている。各々の第３電気配線６３は、一端部が駆動ＩＣ２１に半田層２３を介して電気的に接続されており、他端部が他の駆動ＩＣ２１、または外部配線基板２２に半田層２３を介して電気的に接続されている。この第３電気配線６３は、発熱部５０ａに電力を供給するのに際して、駆動ＩＣ２１に電力を供給したり、駆動ＩＣ２１に制御信号を供給したりして、発熱部５０ａへの電力供給に寄与するものである。

図５に拡大図を示した電気パッド７０は、電気配線層６０と、駆動ＩＣ２１および外部配線基板２２とを半田層２３を介して接続する際に、半田層２３の接続パッドとして機能するものである。この電気パッド７０は、電気配線層６０の上に設けられている。具体的には、第１電気配線６１の他端部（駆動ＩＣ２１と接続する端部）と、第２電気配線６２の外部配線基板２２と接続する端部と、第３電気配線６３の両端部（駆動ＩＣ２１または外部配線基板２２と接続する端部）とに電気パッド７０が設けられている。この電気パッド７０としては、電気配線層６０に比べて半田に対する濡れ性のよい材料が用いられる。このような濡れ性のよい材料としては、ニッケルが挙げられる。

この電気パッド７０は、主走査方向Ｄ１，Ｄ２と副走査方向Ｄ３，Ｄ４とに延びる平面の方向（以下、単に「平面方向」とする）において、厚み方向Ｄ５，Ｄ６における上面７０ａの径φ_Ｕに比べて、厚み方向Ｄ５，Ｄ６における下面７０ｂの径φ_Ｄが小さくなっている。ここで「径」とは、厚み方向に伸びる断面において、電気パッド７０の側面７０ｃ間の距離をいい、径φの大小は、１つの断面における異なる電気パッド７０の径φを比較するものとする。また、この電気パッド７０は、平面方向における径φが厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側、つまり、電気配線層６０の側に近づくにつれて小さくなっている。このことから、電気パッド７０は、平面方向における上面７０ａの端７０ａ_１が平面方向における下面７０ｂの端７０ｂ_１よりも中心から外側に位置しており、上面７０ａ側が突き出るように側面７０ｃが傾斜している。さらに、この電気パッド７０は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６に沿った断面において側面７０ｃと上面７０ａとがなす角θ_Ｕ、つまり二面角が鋭角になっており、側面７０ｃと下面７０ｂとがなす角θ_Ｄが鈍角になっている。特に、この電気パッド７０の側面７０ｃと上面７０ａとがなす角θ_Ｕは、半田バンプ２３を設けた際に、当該半田バンプ２３の形状に大きな影響を与えるものである。

また、この電気パッド７０は、平面方向における電気配線層６０の上面６０ａの端よりも内側に、当該上面６０ａの端と離間して設けられている。つまり、この電気パッド７０は、平面視において、上面７０ａの端７０ａ_１と下面７０ｂの端７０ｂ_１とが、電気配線層６０の上面６０ａの端よりも内側に位置に、当該上面６０ａの端と離間して設けられている。なお、この上面７０ａの端７０ａ_１は、電気配線層６０の上面６０ａの端よりも外側であってもよいが、好ましくは電気配線層６０の上面６０ａの端よりも内側にあることがよい。

保護層８０は、発熱部５０ａと、電気配線層６０とを保護する機能を有するものである。この保護層８０は、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿って発熱部５０ａと、電気配線層６０の一部とを覆うように形成されている。保護層８０を形成する材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン系材料、ＳｉＣ系材料、ＳｉＮ系材料、ＳｉＣＮ系材料、ＳｉＡｌＯＮ系材料、ＳｉＯ_２系材料、またはＴａＯ系材料が挙げられる。ここで「ダイヤモンドライクカーボン系材料」とは、ｓｐ^３混成軌道をとる炭素原子（Ｃ原子）の割合が１原子％以上１００原子％未満の範囲であるものをいう。このような保護層８０は、例えば蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、フォトリソグラフィ技術、または印刷技術を用いる種々の周知の製造方法によって形成できる。

駆動ＩＣ２１は、複数の発熱部５０ａへの電力供給を制御する機能を有するものである。この駆動ＩＣ２１は、第１電気配線６１の他端部に半田層２３を介して電気的に接続されている。また、この駆動ＩＣ２１は、外部配線基板２２に半田層２３を介して電気的に接続されており、当該外部配線基板２２を介して基準電位点に電気的に接続されている。このような構成とすることにより、第１電気配線６１と基準電位点とを電気的に接続したり、この電気的な接続を解除したりして、発熱部５０ａを選択的に発熱させることができる。

図６に示した外部配線基板２２は、第１支持基板２２１と、第２支持基板２２２と、回路配線層２２３と、外部接続部材２２４とを備えている。この外部配線基板２２は、発熱部５０ａに電力を供給するのに寄与する機能を有している。

第１支持基板２２１および第２支持基板２２２は、回路配線層２２３を支持する機能を有するものである。また、第１支持基板２２１および第２支持基板２２２は、対となって回路配線層２２３の電気的な絶縁性を確保する機能を担っている。ここで「絶縁」とは、電流が実質的に流れなくなる程度をいい、例えば電気抵抗率が１．０×１０^１２Ω・ｃｍ以上であることをいう。本例の第１支持基板２２１および第２支持基板２２２は、平面視において主走査方向Ｄ１，Ｄ２に延びる矩形状に構成されている。

この第１支持基板２２１および第２支持基板２２２を形成する材料としては、例えばセラミックス、樹脂、およびセラミックスと樹脂との複合材が挙げられる。このセラミックスとしては、例えばアルミナセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、窒化珪素セラミックス、ガラスセラミックス、およびムライトセラミックスが挙げられる。また、この樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、およびポリエステル樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂が挙げられる。これらの形成材料の中でも、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、およびアクリル系樹脂などの可撓性を有する樹脂を採用することがより好ましい。ここで、「可撓性」とは、ＪＩＳ規格Ｋ７１７１：１９９４に規定される曲げ弾性率が例えば２．５×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上４．５×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以下であることをいう。本例の第１支持基板２２１および第２支持基板２２２は、ポリイミド系樹脂により形成されている。このポリイミド系樹脂を採用した第１支持基板２２１および第２支持基板２２２の熱膨張係数は、約１０×１０^−６Ｋ^−１である。なお、第１支持基板２２１と第２支持基板２２２とは、異なる材料で形成されていてもよい。

回路配線層２２３は、発熱部５０ａに電力を供給するのに寄与するものである。この回路配線層２２３は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６において、第１支持基板２２１と第２支持基板２２２との間に設けられている。また、この回路配線層２２３は、第２電気配線６２と、第３電気配線６３とに半田層２３を介して電気的に接続されている。このような構成とすることによって、この回路配線層２２３は、例えば駆動ＩＣ２１の駆動電力、タイミングを制御するクロック信号、および印画する画像に応じた画像信号、ならびに発熱部５０ａへ供給する電力をヘッド基体２０に供給している。この回路配線層２２３を形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、および銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。

外部接続部材２２４は、回路配線層２２３を介してヘッド基体２０に電気信号を供給するのに寄与するものである。この外部接続部材２２４は、回路配線層２２３の各々に電気的に接続されている。この外部接続部材２２４を構成するものとしては、例えばコネクタが挙げられる。

半田層２３は、ヘッド基体２０の電気配線層６０と、駆動ＩＣ２１および回路配線層２２３とを電気的に接続するものである。より具体的には、ヘッド基体２０の電気配線層６０の上に設けられている電気パッド７０と、回路配線層２２３とに電気的かつ機械的に接続されている。この半田層２３には、鉛を含有するもの、鉛を含有しないものがある。この「鉛を含有するもの」には、鉛を添加物として含有するものが含まれる。この半田層２３は、図５に示した半田バンプ２３Ｘの上に、駆動ＩＣ２１を載置した後に、当該半田バンプ２３を溶融し、硬化させることで形成することができる。

ヘッド基体２０は、ベース基板３０と、ベース基板３０の上に設けられている電気配線層６０と、電気配線層６０の上に設けられている電気パッド７０とを有しており、電気パッド７０は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６における上面７０ａの径φ_Ｕに比べて下面７０ｂの径φ_Ｄが小さい。そのため、ヘッド基体２０は、電気パッド７０に半田バンプ２３Ｘを形成する際に、半田材料と電気パッド７０との濡れ性によって、溶融した半田材料が広がるのを低減することができる。したがって、ヘッド基体２０は、半田材料が短絡するのを低減することができ、電気的な信頼性を高めることができる。

ヘッド基体２０において、電気パッド７０は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６において電気配線層６０側に近づくにつれて径が小さくなっているので、電気パッド７０に半田バンプ２３Ｘを形成する際に、半田材料と電気パッド７０との濡れ性および表面張力によって、溶融した半田バンプ２３Ｘを球状に近づけることができる。そのため、ヘッド基体２０では、例えば半田の量が少ない場合でも高さの高い半田バンプ２３Ｘを形成することができるので、半田の量を少なくして半田材料が広がるのを低減することができる。したがって、ヘッド基体２０では、半田材料が短絡するのを低減することができ、電気的な信頼性を高めることができる。

ヘッド基体２０において、電気パッド７０の上面７０ａの端７０ａ_１は、平面視において、電気配線層６０の上面６０ａの端６０ａ_１よりも内側に設けられているので、電気パッド７０に半田バンプ２３Ｘを形成する際に、溶融した半田材料が電気配線層６０の間に垂れ、隣接する他の電気配線層６０と短絡するのを低減することができる。そのため、ヘッド基体２０では、電気的な信頼性を高めることができる。

ヘッド基体２０において、電気パッド７０の上に半田バンプ２３Ｘが設けられているので、当該半田バンプ２３Ｘを溶融して他の素子と接続する際に、溶融した半田材料が広がるのを低減することができる。そのため、ヘッド基体２０では、半田材料が短絡するのを低減することができ、電気的な信頼性を高めることができる。

サーマルヘッド１０は、ヘッド基体２０と、ヘッド基体２０の上に主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿って設けられている複数の発熱素子とを有していることを特徴としている。そのため、サーマルヘッド１０は、上述の本発明の配線基板の有する効果を享受することができる。従って、サーマルヘッド１０では、電気的な信頼性を高めることができる。

サーマルヘッド１０において、複数の発熱部５０ａは、電気配線層６０に電気的に接続されている場合でも、溶融した半田材料が広がるのを低減することができるので、当該発熱部５０ａへ電力を供給する電気配線層６０の間の離間距離を短くすることができる。そのため、サーマルヘッド１０では、複数の発熱部５０ａの間の密度を高めることができ、発熱部５０ａの高密度化を図ることができる。

＜配線基板および記録ヘッドの製造方法＞
次に、本発明の配線基板の製造方法を配線基板および記録ヘッドの一例である上述のヘッド基体２０およびサーマルヘッド１０を例に挙げて示す。

＜ベース基板素体の準備工程＞
まず、図７（ａ）に示すように、分割溝３０Ｘ_１を有しているベース基板素体３０Ｘを準備する。この分割溝３０Ｘ_１は、当該分割溝３０Ｘ_１に沿ってベース基板素体３０Ｘを分割することで、分割したベース基板素体３０Ｘの主要部がベース基板３０となるように設けられている。つまり、このベース基板素体３０Ｘは、分割溝３０Ｘ_１で区分けされているベース基板３０となる領域を有している。

＜グレーズ層の形成工程＞
ベース基板素体３０Ｘの上に、グレーズ層４０となるグレーズ層４０Ｘを形成する。具体的には、印刷法およびスパッタリングなどの成膜技術によって、ベース基板素体３０Ｘの厚み方向Ｄ５，Ｄ６のうちＤ５方向側の上面の全体に略平坦状のグレーズ膜を成膜する。次に、印刷法およびスパッタリングなどの成膜技術によって、グレーズ膜をエッチングして、突出部４０ｂとなる部位を有するグレーズ層４０Ｘを形成する。

＜抵抗膜の形成工程＞
グレーズ層４０Ｘの厚み方向Ｄ５，Ｄ６のうちＤ５方向側の上面の全体に電気抵抗膜５０Ｙを形成する。具体的には、スパッタリングおよび蒸着などの成膜技術によって、グレーズ層４０Ｘの上に電気抵抗膜５０Ｙを成膜する。

＜導電膜形成工程＞
電気抵抗膜５０Ｙの厚み方向Ｄ５，Ｄ６のうちＤ５方向側の上面の全体に導電膜６０Ｙを形成する。具体的には、スパッタリングおよび蒸着などの成膜技術によって、電気抵抗膜５０Ｙの上に略平坦状の膜を成膜することによって、導電膜６０Ｙを形成する。本例では、導電膜６０Ｙを形成する材料としてアルミニウムを採用する。

＜電気抵抗層および電気配線層のパターニング工程＞
図７（ｂ）に示すように、電気抵抗層５０および電気配線層６０を形成する。具体的には、まず、フォトリソグラフィなどの微細加工技術によって、導電膜６０Ｙの上にレジスト膜を形成する。次に、フォトリソグラフィなどの微細加工技術によって、電気抵抗層５０および電気配線層６０となる領域を残して当該レジスト膜を剥離して、レジストマスクとする。次に、このレジストマスクから露出した電気抵抗膜５０Ｙおよび導電膜６０Ｙの一部をエッチングする。これによって、エッチングされずに残った電気抵抗膜５０Ｙおよび導電膜６０Ｙを電気抵抗層５０および電気配線層６０とすることができる。

＜電気パッドの形成工程＞
電気配線層６０の上に電気パッド７０を形成する。

まず、図７（ｃ）に示すように、ベース基板素体３０Ｘの上面の全体に、電気抵抗層５０および電気配線層６０を覆うレジスト膜９０Ｘを形成する。このレジスト膜９０Ｘの形成の際に、形成する電極パッド７０の厚みよりも、レジスト膜９０Ｘの厚みが厚くなるように形成することが重要となる。

次に、図８（ａ）に示すように、露光用マスクを用いてレジスト膜９０Ｘを露光、現像し、レジストマスク９０を形成する。この露光の際に、レジストマスク９０から電気パッド７０を形成する部分に、当該レジストマスク９０を上面９０ａから電気配線層６０の上面に向かって貫通する貫通孔９１を設ける。

この貫通孔９１は、内壁面９１ａの径φ_Ｈが上面９０ａ側に比べて下面９０ｂ側で小さくなるように設けられている。また、この貫通孔９１は、上面９０ａ側から下面９０ｂ側に向かうにつれて、つまり、電気配線層６０の側に近づくにつれて、内壁面９１ａの平面方向における径φ_Ｈが小さくなるように設けられている。このことから、貫通孔９１の内壁面９１ａは、上面９０ａ側が下面９０ｂ側よりも中心から外側に位置しており、下面９０ｂ側が狭まるように傾斜している。さらに、この貫通孔９１は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６に沿った断面において内壁面９１ａと上面９０ａとがなす角θ_ＨＵ、つまり二面角が鈍角になっており、内壁面９１ａと下面９０ｂとがなす角θ_ＨＤが鋭角になっている。さらにまた、この貫通孔９１は、平面方向における電気配線層６０の上面６０ａの端よりも内側に設けられている。

次に、レジストマスク９０が形成されたベース基板素体３０Ｘをエッチング液を用いてエッチングし、電気配線層６０の貫通孔９１を通じて露出している部分の上の表面酸化膜を除去する。

次に、図８（ｂ）に示すように、レジストマスク９０が形成されたベース基板素体３０Ｘをジンケート処理液を用いてジンケート処理を行い、電気配線層６０の貫通孔９１を通じて露出している部分に、当該電気配線層６０を形成しているアルミニウムと、亜鉛とを置換して、亜鉛膜７０Ｘを形成する。

次に、図８（ｃ）に示すように、レジストマスク９０が形成されたベース基板素体３０Ｘをメッキ液を用いて、無電解メッキ処理を行い、亜鉛膜７０Ｘとニッケルとを置換するとともに、ニッケルによって形成される電気パッド７０を形成する。この電気パッド７０を形成する際に、電気パッド７０の厚みをレジストマスク９０の厚みより小さくすることが重要である。この電気パッド７０は、貫通孔９１を埋めるように設けられるので、電気パッド７０の厚みをレジストマスク９０の厚みより小さくすると、結果として、電気パッド７０の側面７０ｃが貫通孔９１の内壁面９１ａに沿って設けられることとなる。このようにすると、電気パッド７０は、上面７０ａの径φ_Ｕに比べて下面７０ｂの径φ_Ｄが小さくなり、径φが厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に近づくにつれて小さくなる。

このようにして、多数個取りのベース基板素体３０Ｘを製造することができる。

＜ベース基体素体の分割工程＞
分割溝３０Ｘ_１に沿って多数個取りベース基板素体３０Ｘを分割し、グレーズ層４０と、電気抵抗層５０と、電気配線層６０と、電気パッド７０とが上面に設けられているベース基板３０を得る。

＜保護層の形成工程＞
電気抵抗層５０および電気配線層６０を覆う保護層８０を形成する。具体的には、まず、フォトリソグラフィなどの微細加工技術によって、保護層８０で保護する部位の上を露出させるようにマスクを形成する。次に、スパッタリング、蒸着などの成膜技術によって保護層８０を形成する。

以上のようにして本例のヘッド基体２０を製造する。

＜駆動ＩＣの配置工程＞
次に、ヘッド基体２０の配線電極層６０と駆動ＩＣ２１とを半田層２３を介して電気的に接続する。具体的には、まず、電気パッド７０の上に半田バンプ２３Ｘ、ひいては半田２３となる半田ペーストを被着する。本例では、この半田ペーストの被着を、印刷マスクを用いた印刷によって行う。次に、半田ペーストを加熱して、電気パッド７０の上に、図５に示すような半田バンプ２３Ｘを形成する。次に、半田バンプ２３Ｘと、駆動ＩＣ２１とを対向させる。次に、半田バンプ２３Ｘを加熱して、電気パッド７０と駆動ＩＣ２１とを半田層２３を介して電気的に接続する。なお、この電気的な接続をする際に加える熱によって、半田バンプ２３Ｘが半田層２３となる。

＜外部配線基板の配置工程＞
次に、ヘッド基体２０の配線電極層６０の上の電気パッド７０と、外部配線基板２２とを半田層２３を介して電気的に接続する。具体的には、まず、電気パッド７０の上に半田バンプ２３Ｘ、ひいては半田層２３となる半田ペーストを被着する。本例では、この半田ペーストの被着を、印刷マスクを用いた印刷によって行う。次に、半田ペーストを加熱して、電気パッド７０の上に、図５に示すような半田バンプ２３Ｘを形成する。次に、電気パッド７０と、外部配線基板２２の回路配線層２２３とを対向させる。次に、外部配線基板２２をヘッド基体２０に押し当てながら半田ペーストの加熱を行い、電気パッド７０と外部配線基板２２とを半田層２３を介して電気的に接続する。なお、この電気的な接続をする際に加える熱によって、半田バンプ２３Ｘが半田層２３となる。

以上のようにして本例のサーマルヘッド１０を製造することができる。

ヘッド基体２０の製造方法は、ベース基板３０と、ベース基板３０の上に設けられている電気配線層６０とを有しているヘッド基体２０を準備する第１の工程と、電気配線層６０を覆うようにベース基板素体３０Ｘの上にレジスト膜９０Ｘを形成する第２の工程と、レジスト膜９０Ｘにおける電気配線層６０の上に位置している部位に、厚み方向Ｄ５，Ｄ６において電気配線層６０側に近づくにつれて内壁面９１ａの径φ_Ｈが小さくなるように貫通孔９１を設けて、電気配線層６０の一部を露出させる第３の工程と、貫通孔９１を通じて露出している電気配線層６０の一部に、レジストマスク９０に比べて厚みが薄く、かつ電気配線層６０側に近づくにつれて径φが小さくなるように電極パッド７０を設ける第４の工程と、貫通孔９１を有するレジストマスク９０を除去する第５の工程とを備えることを特徴としている。そのため、ヘッド基体２０の製造方法では、上述のヘッド基体２０を良好に製造することができる。

＜記録装置＞
図９に示した本発明の記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０と、搬送機構１１と、制御機構１２とを有している。

搬送機構１１は、記録媒体Ｐを副走査方向Ｄ３，Ｄ４におけるＤ３方向に搬送しつつ、該記録媒体Ｐをサーマルヘッド１０の発熱部５０ａ上に位置する保護層８０に接触させる機能を有するものである。この搬送機構１１は、プラテンローラ１１１と、搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５とを含んで構成されている。

プラテンローラ１１１は、発熱部５０ａ上に位置する保護層８０に記録媒体Ｐを押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ１１１は、発熱部５０ａ上に位置する保護層８０に接触した状態で回転可能に支持されている。本例のプラテンローラ１１１は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みの寸法が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲のブタジエンゴムにより形成されている。つまり、本実施形態のサーマルプリンタ１では、プラテンローラを構成する弾性部材の弾性的な圧力によって、記録媒体Ｐをサーマルヘッド１０に摺接させている。

搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、記録媒体Ｐを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、サーマルヘッド１０の発熱部５０ａとプラテンローラ１１１との間に記録媒体Ｐを供給するとともに、サーマルヘッド１０の発熱部５０ａとプラテンローラ１１１との間から記録媒体Ｐ引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ１１１と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。

制御機構１２は、駆動ＩＣ２１に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、制御機構１２は、発熱部５０ａを選択的に駆動する画像情報を駆動ＩＣ２１に供給する役割を担うものである。

サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０と、サーマルヘッド１０に記録媒体Ｐを搬送する搬送機構１１とを備えている。そのため、サーマルプリンタ１は、ヘッド基体２０の有する効果を享受することができる。したがって、サーマルプリンタ１では、電気的な信頼性を高めることができる。

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

本例の駆動ＩＣ２１は、ベース基板３０の上に設けられているが、外部配線基板２２の上に実装されていてもよい。

本例の電気パッドの形成工程は、ベース基体素体の分割工程の後に位置しているが、前であってもよい。

本例の発熱部５０ａは、各々が独立した第１電気配線６１に接続されているが、このような構成に限るものではない。例えば異なる発熱部５０ａと発熱部５０ａとが一つの独立した第１電気配線６１に接続されていても良い。

１ サーマルプリンタ
１０ サーマルヘッド
１１ 搬送機構
１１１ プラテンローラ
１１２，１１３，１１４，１１５ 搬送ローラ
１２ 駆動機構
２０ ヘッド基体（配線基板）
２１ 駆動ＩＣ
２２ 外部配線基板
２２１ 第１支持基板
２２２ 第２支持基板
２２３ 回路配線層
２２４ 外部接続部材
２３ 半田層
２３Ｘ 半田バンプ
３０ ベース基板
３０Ｘ ベース基板素体
４０ グレーズ層
４０Ｘ グレーズ層
４０ａ 基部
４０ｂ 突出部
５０ 電気抵抗層
５０Ｙ 電気抵抗膜
５０ａ 発熱部（発熱素子）
６０ 電気配線層
６０Ｙ 導電膜
６１ 第１電気配線
６２ 第２電気配線
６３ 第３電気配線
７０ 電気パッド
７０Ｘ 亜鉛膜
８０ 保護層
９０ レジストマスク
９０ａ レジストマスクの上面
９０ｂ レジストマスクの下面
９０Ｘ レジスト膜
９１ 貫通孔
９１ａ 貫通孔の内壁面
Ｐ 記録媒体

Claims (8)

1. ベース基板と、該ベース基板の上に設けられている電気配線と、該電気配線の上に設けられている電気パッドとを有しており、
   前記電気パッドは、厚み方向における上面の径に比べて下面の径が小さいことを特徴とする配線基板。
2. 前記電気パッドは、前記厚み方向において前記電気配線側に近づくにつれて径が小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記電気パッドの前記上面の端は、平面視において、前記電気配線の上面の端よりも内側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
4. 前記電気パッドの上に半田バンプが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の配線基板。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の配線基板を構成する前記ベース基板の上に、主走査方向に沿って複数の発熱素子が設けられていることを特徴とする記録ヘッド。
6. 前記複数の発熱素子は、前記電気配線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
7. 請求項５または請求項６に記載の記録ヘッドと、該記録ヘッドに記録媒体を搬送する搬送機構とを備えていることを特徴とする記録装置。
8. 電気配線が形成されているベース基板を準備する第１の工程と、
   前記電気配線を覆うように前記ベース基板の上にレジスト膜を形成する第２の工程と、
   前記レジスト膜における前記電気配線の上に位置している部位に、厚み方向において前記電気配線側に近づくにつれて内壁面の径が小さくなるように貫通孔を設けて、前記電気配線の一部を露出させる第３の工程と、
   前記貫通孔を通じて露出している前記電気配線の一部に、前記レジスト膜に比べて厚みが薄く、かつ前記電気配線側に近づくにつれて径が小さくなるように電極パッドを設ける第４の工程と、
   前記貫通孔を有するレジスト膜を除去する第５の工程とを備えることを特徴とする配線基板の製造方法。

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