JP2014000729A - Thermal head, printer and manufacturing method for thermal head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッドの製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタに関するものである。 The present invention relates to a thermal head manufacturing method, a thermal head, and a printer.
従来、サーマルプリンタに用いられるサーマルヘッドにおいて、基板の発熱抵抗体に対向する領域に空洞部を形成して、空洞部を熱伝導率の低い断熱層として機能させることにより、発熱抵抗体から基板側に流れる熱量を低減して発熱効率を向上し、消費電力の低減を図ることとしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a thermal head used in a thermal printer, a cavity is formed in a region of a substrate facing a heating resistor, and the cavity is made to function as a heat insulating layer having a low thermal conductivity. It is known to improve the heat generation efficiency by reducing the amount of heat flowing to the power source and to reduce power consumption (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載のサーマルヘッドは、平板状のセラミック基材の一方の表面に一直線状にガラスを印刷し焼成した基板を、直線状のガラスの中央に沿ってセラミック基材の他方の表面から溝を加工し、溝がセラミック基板を貫通しガラス表面から数十μm残して溝加工することにより、溝を空洞部として機能させるようになっている。 In the thermal head described in Patent Document 1, a substrate on which glass is printed and baked in a straight line on one surface of a flat plate-like ceramic base is formed from the other surface of the ceramic base along the center of the straight glass. By processing the groove, the groove penetrates the ceramic substrate and leaves the surface of the glass several tens of μm so that the groove functions as a hollow portion.
しかしながら、特許文献1に記載のサーマルヘッドは、セラミック基板を貫通してガラス表面から数十μm残して溝が形成されているため、基板全体の剛性が低下し、基板が溝を基準に変形しやすい。そのため、セラミック基板の一表面に形成された数十μmと薄いガラスが破壊されるなど、サーマルヘッドとしての信頼性が低いという問題がある。 However, since the thermal head described in Patent Document 1 has a groove formed by penetrating the ceramic substrate and leaving several tens of μm from the glass surface, the rigidity of the entire substrate is lowered, and the substrate is deformed based on the groove. Cheap. For this reason, there is a problem that reliability as a thermal head is low, such as a glass having a thickness of several tens of μm formed on one surface of a ceramic substrate is broken.
また、特許文献1に記載のサーマルヘッドは、基板材料であるアルミナなどのセラミックに比べ、脆いガラスに対して研削加工を行って溝を形成しているため、ガラス層が割れたりガラス層にクラックが入ったりする場合があるという不都合がある。さらに、ガラス層まで溝加工するため、発熱効率に影響するガラス層の厚さの制御性が悪いという問題がある。 In addition, the thermal head described in Patent Document 1 has a groove formed by grinding a brittle glass as compared with a ceramic such as alumina, which is a substrate material. There is an inconvenience that sometimes enters. Furthermore, since the groove processing is performed up to the glass layer, there is a problem that the controllability of the thickness of the glass layer that affects the heat generation efficiency is poor.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、信頼性が高く、印字速度の高速化と消費電力の低減を図るサーマルヘッドを簡易かつ安価に製造することができる製造方法、この製造方法により製造されたサーマルヘッドおよびこのサーマルヘッドを備えるプリンタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a high reliability, a manufacturing method capable of easily and inexpensively manufacturing a thermal head that increases printing speed and reduces power consumption. It is an object of the present invention to provide a thermal head manufactured by the method and a printer including the thermal head.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、第1支持基板に板厚方向に貫通する第1貫通孔を形成する第1貫通孔形成工程と、第2支持基板に板厚方向に貫通して前記第1貫通孔の面積よりも小さい面積を有する1または2以上の第2貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程と、前記第1貫通孔に金属材料を充填する充填工程と、前記金属材料が充填された第1支持基板と前記第2支持基板とを、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが一致するように積層して接合する接合工程と、前記第1支持基板における前記第2支持基板との接合面とは反対側の一表面に絶縁材料からなる絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、前記第1貫通孔に充填された前記金属材料を前記第2貫通孔から除去する除去工程と、前記絶縁被膜の表面における前記第1支持基板の前記第1貫通孔に対向する位置に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention provides a first through hole forming step of forming a first through hole penetrating the first support substrate in the plate thickness direction, and an area of the first through hole penetrating the second support substrate in the plate thickness direction. A second through hole forming step of forming one or more second through holes having a small area, a filling step of filling the first through hole with a metal material, and a first support filled with the metal material A bonding step of stacking and bonding the substrate and the second support substrate so that the first through hole and the second through hole coincide with each other; and bonding of the first support substrate to the second support substrate An insulating film forming step of forming an insulating film made of an insulating material on one surface opposite to the surface; a removing step of removing the metal material filled in the first through hole from the second through hole; Opposite the first through hole of the first support substrate on the surface of the insulating coating To provide a manufacturing method for a thermal head and a resistor forming step of forming a heating resistor at a position that.
本発明によれば、接合工程により第1支持基板と第2支持基板とが第1貫通孔と第2貫通孔とを一致させて積層状態に接合され、絶縁被膜形成工程により第1支持基板の一表面に絶縁被膜が形成されることで、露出する第1支持基板の第1貫通孔の一方の開口が絶縁被膜により閉塞された積層基板が形成される。そして、充填工程により第1支持基板の第1貫通孔に金属材料を充填し、除去工程によりその金属材料を第2支持基板の第2貫通孔から除去することで、積層基板の内部における第1貫通孔の領域に空洞部が形成される。 According to the present invention, the first support substrate and the second support substrate are joined in a stacked state by matching the first through hole and the second through hole by the joining step, and the first support substrate is formed by the insulating film forming step. By forming the insulating coating on one surface, a laminated substrate in which one opening of the exposed first through hole of the first support substrate is closed by the insulating coating is formed. Then, the first through hole of the first support substrate is filled with the metal material by the filling step, and the metal material is removed from the second through hole of the second support substrate by the removal step, so that the first inside the multilayer substrate is obtained. A cavity is formed in the region of the through hole.
空洞部は、絶縁被膜側から第1支持基板および第2支持基板側に伝達される熱を遮断する中空断熱層として機能する。したがって、抵抗体形成工程により、絶縁被膜の表面に第1支持基板の第1貫通孔に対向するように発熱抵抗体を形成することで、発熱抵抗体において発生した熱が絶縁被膜を介して第1支持基板および第2支持基板側に逃げるのを空洞部により抑制し、利用可能な熱量を増大することができるサーマルヘッドが完成する。 The hollow portion functions as a hollow heat insulating layer that blocks heat transferred from the insulating coating side to the first support substrate and the second support substrate side. Therefore, by forming the heating resistor on the surface of the insulating coating so as to oppose the first through hole of the first support substrate by the resistor forming step, the heat generated in the heating resistor is generated via the insulating coating. The thermal head capable of suppressing the escape to the side of the first support substrate and the second support substrate by the hollow portion and increasing the amount of available heat is completed.
この場合において、第2支持基板の第2貫通孔の面積を第1支持基板の第1貫通孔の面積よりも小さくすることで、第1貫通孔の金属材料を除去する通路を確保しつつ、積層基板の剛性を高く保つことなできる。これにより、発熱抵抗体ごとに形成する個別空洞部構造と比較して高い断熱効果が得られる連通空洞部構造において、高い発熱効率と高い基板強度の両立を図ることができる。その結果、印刷時にプラテンローラの荷重を受けても、絶縁被膜を破損させることなく高効率の印字が可能となる。 In this case, by making the area of the second through hole of the second support substrate smaller than the area of the first through hole of the first support substrate, while securing a passage for removing the metal material of the first through hole, The rigidity of the laminated substrate can be kept high. Thereby, in the communication cavity part structure in which a high heat insulation effect is obtained as compared with the individual cavity part structure formed for each heating resistor, both high heat generation efficiency and high substrate strength can be achieved. As a result, even when receiving a load from the platen roller during printing, highly efficient printing can be performed without damaging the insulating coating.
また、充填工程により、第1支持基板の第1貫通孔に金属材料を充填することで、絶縁被膜形成工程において第1支持基板の一表面に平坦な絶縁被膜を形成し、抵抗体形成工程において絶縁被膜の表面に発熱抵抗体を精度よく形成することができる。さらに、第1支持基板の第1貫通孔のみに金属材料を充填することで、除去工程により金属材料を除去するのに掛かる時間を短縮することができる。したがって、信頼性が高く、印字速度の高速化と消費電力の低減を図るサーマルヘッドを簡易かつ安価に製造することができる。 Further, by filling the first through hole of the first support substrate with a metal material by the filling step, a flat insulating film is formed on one surface of the first support substrate in the insulating film forming step, and in the resistor forming step. A heating resistor can be accurately formed on the surface of the insulating coating. Furthermore, by filling only the first through hole of the first support substrate with the metal material, it is possible to shorten the time taken to remove the metal material in the removal process. Therefore, it is possible to easily and inexpensively manufacture a thermal head that is highly reliable and that can increase the printing speed and reduce the power consumption.
上記発明においては、前記充填工程が、前記第1貫通孔とともに前記第2貫通孔に金属材料を充填し、前記除去工程が、前記第2貫通孔に充填された前記金属材料を前記第1貫通孔に充填された前記金属材料とともに除去することとしてもよい。 In the above invention, the filling step fills the second through-hole with a metal material together with the first through-hole, and the removing step fills the first through-hole with the metal material filled in the second through-hole. It is good also as removing with the said metal material with which the hole was filled.
このように構成することで、第2支持基板の第2貫通孔に充填された金属材料により、第1支持基板の第1貫通孔に充填された金属材料を支持し、絶縁被膜が形成される第1支持基板の一表面の平坦度を保つことができる。 By comprising in this way, the metal material with which the 2nd through-hole of the 2nd support substrate was filled supports the metal material with which the 1st through-hole of the 1st support substrate was filled, and an insulating film is formed. The flatness of one surface of the first support substrate can be maintained.
また、上記発明においては、前記第2貫通孔形成工程が、複数の前記第2支持基板に前記第2貫通孔を形成し、前記接合工程が、前記第1支持基板と前記複数の第2支持基板とを、前記第1貫通孔と各前記第2貫通孔どうしが一致するように積層して接合することとしてもよい。 In the above invention, the second through hole forming step forms the second through hole in the plurality of second support substrates, and the joining step includes the first support substrate and the plurality of second support members. The substrate may be laminated and bonded so that the first through holes and the second through holes coincide with each other.
このように構成することで、金属材料を充填または除去する第1貫通孔および第2貫通孔が第1支持基板と複数の第2支持基板ごとに形成されることにより、貫通孔のアスペクト比(貫通孔の径と長さとの関係)を基板の数に応じて小さくすることができる。通常、アスペクト比の大きな貫通孔を精度よく作製することは困難であるため、基板を単体で構成する場合と比較して、発熱抵抗体の下方に簡易かつ精度よく形成した複数の貫通孔を設けることができる。 By comprising in this way, the 1st through-hole and 2nd through-hole which are filled or removed with a metal material are formed for every 1st support substrate and several 2nd support substrate, The aspect-ratio (( The relationship between the diameter and length of the through hole can be reduced according to the number of substrates. Usually, it is difficult to accurately produce a through-hole having a large aspect ratio, and therefore, a plurality of through-holes formed easily and accurately are provided below the heating resistor as compared with a case where the substrate is configured as a single unit. be able to.
本発明は、複数の支持基板に板厚方向に貫通する1または2以上の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、少なくとも1の前記支持基板の前記貫通孔に金属材料を充填する充填工程と、前記金属材料が充填された1の前記支持基板の一表面における前記貫通孔の開口部を含む領域に、金属材料からなる金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属層が形成された前記1の支持基板と他の前記支持基板とを、前記貫通孔が一致するように積層して接合する接合工程と、該接合工程により接合された前記1の支持基板の前記一表面に、前記金属層を覆う絶縁材料からなる絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、前記金属層および前記貫通孔に充填された前記金属材料を前記貫通孔から除去する除去工程と、前記絶縁被膜の表面における前記金属層に対向する位置に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。 The present invention includes a through hole forming step for forming one or more through holes penetrating in a plate thickness direction in a plurality of support substrates, and a filling step for filling a metal material into the through holes of at least one of the support substrates; A metal layer forming step of forming a metal layer made of a metal material in a region including an opening of the through hole on one surface of the one support substrate filled with the metal material; and the metal layer is formed The one supporting substrate and the other supporting substrate are laminated and joined so that the through holes coincide with each other, and the one surface of the one supporting substrate joined by the joining step, An insulating film forming step of forming an insulating film made of an insulating material covering the metal layer, a removing step of removing the metal material filled in the metal layer and the through hole from the through hole, and a surface of the insulating film. The metal To provide a manufacturing method for a thermal head and a resistor forming step of forming a heating resistor at a position opposed to.
本発明によれば、接合工程により複数の支持基板が貫通孔を一致させて積層状態に接合され、金属層形成工程により露出する支持基板の貫通孔の開口部を含む領域に金属層が形成されるととともに、絶縁被膜形成工程によりその金属層が絶縁被膜によって覆われることで、支持基板と絶縁被膜との積層基板が形成される。そして、充填工程により貫通孔に金属材料を充填し、除去工程によりその金属材料および金属層を貫通孔から除去することで、積層基板の内部における金属層が形成されていた領域に空洞部が形成される。 According to the present invention, a plurality of support substrates are joined in a laminated state by matching the through holes by the joining step, and a metal layer is formed in a region including the openings of the through holes of the support substrate exposed by the metal layer forming step. At the same time, the metal layer is covered with the insulating film in the insulating film forming step, so that a laminated substrate of the support substrate and the insulating film is formed. Then, the through hole is filled with a metal material by the filling process, and the metal material and the metal layer are removed from the through hole by the removal process, thereby forming a cavity in the region where the metal layer is formed inside the laminated substrate. Is done.
この場合において、金属層形成工程により金属層が形成される支持基板に対し、充填工程によりその貫通孔に金属材料を充填しておくことで、金属層形成工程においてその支持基板の一表面に平坦な金属層を形成し、絶縁被膜形成工程においてその支持基板の一表面に金属層を覆う平坦な絶縁被膜を形成することができる。したがって、抵抗体形成工程において絶縁被膜の表面に発熱抵抗体を精度よく形成するとともに、絶縁被膜と支持基板とにより所望の形状の空洞部を精度よく形成することができる。 In this case, the support substrate on which the metal layer is formed by the metal layer forming step is filled with a metal material in the through hole by the filling step, so that one surface of the support substrate is flattened in the metal layer forming step. A flat metal film covering the metal layer can be formed on one surface of the support substrate in the insulating film forming step. Accordingly, the heating resistor can be accurately formed on the surface of the insulating coating in the resistor forming step, and a cavity having a desired shape can be accurately formed by the insulating coating and the support substrate.
上記発明においては、前記抵抗体形成工程後に前記除去工程を行うこととしてもよい。
このように構成することで、抵抗体形成工程により絶縁被膜の表面に発熱抵抗体を形成する際に、絶縁被膜が破損するなどの歩留り低下を押さえることができる。
In the said invention, it is good also as performing the said removal process after the said resistor formation process.
With this configuration, when the heating resistor is formed on the surface of the insulating film by the resistor forming step, it is possible to suppress a decrease in yield such as breakage of the insulating film.
本発明は、上記いずれかのサーマルヘッドの製造方法により製造されたサーマルヘッドを提供する。
また、本発明は、上記サーマルヘッドを備えるプリンタを提供する。
The present invention provides a thermal head manufactured by any one of the thermal head manufacturing methods described above.
Moreover, this invention provides a printer provided with the said thermal head.
本発明によれば、信頼性が高く、印字速度の高速化と消費電力の低減を図るサーマルヘッドを簡易かつ安価に製造することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to easily and inexpensively manufacture a thermal head that is highly reliable and that achieves high printing speed and low power consumption.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタについて、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、例えば、図1(a),(b)および図2に示すように、サーマルプリンタ(図示略)等に用いられるサーマルヘッド10を製造することができるようになっている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a thermal head manufacturing method, a thermal head, and a printer according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The thermal head manufacturing method according to the present embodiment can manufacture, for example, a
本製造方法は、図3のフローチャートに示されるように、第1セラミック基板(第1支持基板)12Aに貫通孔(第1貫通孔)11Aを形成し、第2セラミック(第2支持基板)12Bに貫通孔(第2貫通孔)11Bを形成し、第3セラミック基板(第2支持基板)12Cに貫通孔(第2貫通孔)11Cを形成する貫通孔形成工程(第1貫通孔形成工程、第2貫通孔形成工程)SA1と、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに金属ペースト(金属材料)13を充填する充填工程SA2と、第1セラミック基板12A、第2セラミック基板12Bおよび第3セラミック基板12Cを積層して接合する接合工程SA3と、第1セラミック基板12Aの一表面に、絶縁材料からなる絶縁被膜14を形成する絶縁被膜形成工程SA4と、貫通孔11Aに充填された金属ペースト13を第2セラミック基板12Bの貫通孔11Bおよび第3セラミック基板12Cの貫通孔11Cから除去する除去工程SA5と、絶縁被膜14の表面に発熱抵抗体15を形成する抵抗体形成工程SA6とを含んでいる。
In the present manufacturing method, as shown in the flowchart of FIG. 3, a through hole (first through hole) 11A is formed in a first ceramic substrate (first support substrate) 12A, and a second ceramic (second support substrate) 12B. A through hole forming step (first through hole forming step), forming a through hole (second through hole) 11B, and forming a through hole (second through hole) 11C in the third ceramic substrate (second support substrate) 12C. Second through-hole forming step) SA1, a filling step SA2 for filling the through-
また、本製造方法は、絶縁被膜14の表面に形成された発熱抵抗体15に電極部17A,17Bを接続する電極形成工程SA7と、さらに絶縁被膜14上に保護膜19を形成する保護膜形成工程SA8とを含んでいる。
以下、各工程について具体的に説明する。
Further, in the present manufacturing method, an electrode forming process SA7 for connecting the
Hereinafter, each step will be specifically described.
貫通孔形成工程SA1は、図4(a),(b),(c)に示すように、焼成前の直方体形状のグリーンシート(第1セラミック基板12Aとする。)に貫通孔11Aを1つ形成するようになっている。また、焼成前の直方体形状の複数(本実施形態においては2枚)のグリーンシート(第2セラミック基板12Bおよび第3セラミック基板12Cとする。)に、それぞれ貫通孔11Aの面積よりも小さい面積を有する複数(本実施形態においては4つ)の貫通孔11B,11Cを形成するようになっている。
In the through-hole forming step SA1, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, one through-
これらのセラミック基板12A,12B,12Cの材料として、焼結前の柔らかい状態のグリーンシートを用いることで、貫通孔11A,11B,11Cの加工を容易にすることができる。また、金型によるパンチ加工やドリルによる切削加工により、貫通孔11A,11B,11Cを形成することができる。
By using a green sheet in a soft state before sintering as the material of these
グリーンシートとしては、例えば、アルミナセラミックや、SiO2が主成分の低温同時焼成セラミックス(Low Temperature Co−fired Ceramic:LTCC)などが用いられる。本実施形態においては、グリーンシートとしてアルミナセラミックを例示して説明する。大きなヤング率をもつアルミナセラミックを用いることで、セラミック基板12A,12B,12C全体の強度がアップする。
As the green sheet, for example, alumina ceramic or low temperature co-fired ceramic (LTCC) mainly composed of SiO 2 is used. In the present embodiment, an alumina ceramic is exemplified as a green sheet. By using an alumina ceramic having a large Young's modulus, the strength of the entire
第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aは、図4(b)に示すように、深さ方向に直交する断面形状が長方形形状を有し、第1セラミック基板12Aの長手方向に沿って延びるように形成されるようになっている。第2セラミック基板12Bの4つの貫通孔11Bおよび第3セラミック基板12Cの4つの貫通孔11Cは、図4(c)に示すように、深さ方向に直交する断面形状が円形状を有し、セラミック基板12B,12Cの長手方向に沿って間隔をあけて形成されるようになっている。
As shown in FIG. 4B, the through-
充填工程SA2は、図5(a),(b),(c)に示すように、スクリーン印刷により、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに金属ペースト13を充填するようになっている。金属ペースト13としては、例えば、後工程の焼成に耐え得る高融点金属材料のモリブデン(Mo)等を用いることができる。
In the filling step SA2, as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, the
接合工程SA3は、図6(a),(b)に示すように、第1セラミック基板12A、第2セラミック基板12Bおよび第3セラミック基板12Cの順に厚さ方向に並べ、これらを貫通孔11A、貫通孔11Bおよび貫通孔11Cを厚さ方向に一致させて積層するようになっている。このとき、セラミック基板12B,12Cの全ての貫通孔11B,11Cが、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに対して板厚方向に対向する領域内に納まるようになっている。
In the joining step SA3, as shown in FIGS. 6A and 6B, the first
また、接合工程SA3は、図7(a),(b)に示すように、約1000〜2000℃まで昇温可能な炉により、積層状態のセラミック基板12A,12B,12Cを焼き固めるようになっている。グリーンシートを焼結した後のセラミックスは、シリコンやガラス、石英などに比べて大きなヤング率(高い剛性)を持つため、プロセス中の基板破損を防ぎ、生産性を向上するとともに、サーマルヘッドとしても高い強度を得ることができる。
Further, in the bonding step SA3, as shown in FIGS. 7A and 7B, the laminated
絶縁被膜形成工程SA4は、図8(a),(b)に示すように、スクリーン印刷により、第1セラミック基板12Aの一表面に平坦な表面形状を有する絶縁被膜(アンダーコート層)14を形成して焼成するようになっている。これにより、第3セラミック基板12C、第2セラミック基板12B、第1セラミック基板12Aおよび絶縁被膜14が板厚方向に順に積層状態に接合された積層基板20が形成される。絶縁被膜14の材料としては、例えば、SiO2を主成分とするガラスペーストを用いることができる。
In the insulating film forming step SA4, as shown in FIGS. 8A and 8B, an insulating film (undercoat layer) 14 having a flat surface shape is formed on one surface of the first
除去工程SA5は、図9(a),(b)に示すように、ウェットエッチング加工により、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに充填されている金属ペースト13を、第3セラミック基板12Cの裏面側から貫通孔11B,11Cを介して除去するようになっている。これにより、貫通孔11A,11B,11Cによって積層基板20内に断熱層としての空洞部23が形成される。
In the removing step SA5, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
金属ペースト13のウェットエッチングに用いられる溶解液としては、金属ペースト13の材料としてMoを用いた場合は、硝酸(HNO3)溶液、および、硝酸(HNO3)を含む混合液を用いることができる。その際、SiO2を主成分とする絶縁被膜14を溶解させずに、金属ペースト13を溶解するエッチング液を選択する必要がある。
As a dissolution liquid used for wet etching of the
抵抗体形成工程SA6は、図10に示すように、絶縁被膜14の表面において、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに対して板厚方向に対向する領域に複数の発熱抵抗体15を形成するようになっている。具体的には、抵抗体形成工程SA6は、スパッタリングやCVD(化学気相成長法)および蒸着等の薄膜形成法を用いて、絶縁被膜14上に発熱抵抗体材料の薄膜を成膜し、フトオフ法やエッチング法等を用いてこの発熱抵抗体材料の薄膜を成形することにより、所望の形状の発熱抵抗体15を形成するようになっている。発熱抵抗体材料としては、例えば、Ta系やTaシリサイド系等が用いられる。
In the resistor forming step SA6, as shown in FIG. 10, a plurality of
電極形成工程SA7は、図11に示すように、抵抗体形成工程SA6と同様に、スパッタリングや蒸着法等により絶縁被膜14上に配線材料を成膜し、リフトオフ法、もしくはエッチング法を用いてこの膜を形成したり、スクリーン印刷した後に配線材料を焼成したりするなどして、所望の形状の電極部17A,17Bを形成するようになっている。
As shown in FIG. 11, in the electrode forming step SA7, as in the resistor forming step SA6, a wiring material is formed on the insulating
電極部17A,17Bは、発熱抵抗体15の長手方向の一端に個別に接続される複数の個別電極17Aと、すべての発熱抵抗体15の長手方向の他端に共通に接続される共通電極17Bとにより構成されるようになっている。配線材料としては、例えば、Al、Al−Si、Au、Ag、Cu、Pt等が用いられる。
The
これらの電極部17A,17Bは、外部電源(図示略)からの電力を発熱抵抗体15に供給して、発熱抵抗体15を発熱させることができるようになっている。発熱抵抗体15における個別電極17Aと共通電極17Bとの間の領域、すなわち、発熱抵抗体15における第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aのほぼ真上に位置する領域が有効発熱領域となる。
These
保護膜形成工程SA8は、図12に示すように、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD法等により、絶縁被膜14上に保護膜材料を成膜して、保護膜19を形成するようになっている。保護膜材料としては、例えば、SiO2、Ta2O5、SiAlON、Si3N4、ダイヤモンドライクカーボン等が用いられる。
In the protective film forming step SA8, as shown in FIG. 12, a protective film material is formed on the insulating
以上の各工程により、セラミック基板12A,12B,12Cと絶縁被膜14とが積層状態に接合された積層基板20の一表面に発熱抵抗体15、電極部17A,17Bおよび保護膜19を有し、これらセラミック基板12A,12B,12Cと絶縁被膜14により発熱抵抗体15に対向する領域に空洞部23が形成されたサーマルヘッド10が完成する。
Through the above steps, the
このようにして製造されたサーマルヘッド10は、個別電極17Aに選択的に電圧が印加されると、選択された個別電極17Aとこれに対向する共通電極17Bとが接続されている発熱抵抗体15に電流が流れて発熱する。発熱抵抗体15において発生した熱は、保護膜19側へ伝達されて印字等に利用される一方、一部が絶縁被膜14からセラミック基板12A,12B,12C側に伝達される。
In the
ここで、絶縁被膜14は、発熱抵抗体15において発生した熱を蓄える蓄熱層として機能する。一方、空洞部23は、絶縁被膜14側からセラミック基板12A,12B,12C側に伝達される熱を遮断する中空断熱層として機能する。
Here, the insulating
抵抗体形成工程SA6により、絶縁被膜14の表面において、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに対向するように発熱抵抗体15を形成することで、発熱抵抗体15において発生した熱が絶縁被膜14を介してセラミック基板12A,12B,12C側に逃げたり、その熱がセラミック基板12A,12B,12Cに蓄熱したりするのを空洞部23により効果的に抑制することができる。したがって、利用可能な熱量を増大して、利用効率が向上することができるサーマルヘッド10が形成される。
By forming the
この場合において、第2セラミック基板12Bおよび第3セラミック基板12Cの貫通孔11B,11Cの面積を第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aの面積よりも小さくすることで、貫通孔11B,11Cにより貫通孔11Aの金属ペースト13を除去する通路を確保しつつ、積層基板20の剛性を高く保つことができる。
In this case, by making the areas of the through
これにより、発熱抵抗体15ごとに形成する個別空洞部構造と比較して高い断熱効果が得られる連通空洞部構造において、高い発熱効率と高い基板強度の両立を図ることができる。さらに、絶縁被膜14を平坦な構造にすることで、印刷時にプラテンローラ(図示略)の荷重を均等にかけることができる。その結果、プラテンローラの荷重を受けても、絶縁被膜14を破損させることなく高効率の印字が可能となる。また、ステッキング等の紙詰まりも防ぐことができる。
Thereby, in the communication cavity part structure in which a high heat insulating effect is obtained as compared with the individual cavity part structure formed for each
また、充填工程SA2により、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに金属ペースト13を充填することで、絶縁被膜形成工程SA4において第1セラミック基板12Aの一表面に平坦な絶縁被膜14を形成し、抵抗体形成工程SA6において絶縁被膜14の表面に発熱抵抗体15を精度よく形成することができる。さらに、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aのみに金属ペースト13を充填することで、除去工程SA5により金属ペースト13を除去するのに掛かる時間を短縮することができる。
Further, by filling the through
したがって、本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法によれば、信頼性が高く、印字速度の高速化と消費電力の低減を図るサーマルヘッド10を簡易かつ安価に製造することができる。また、グリーンシートを用いて犠牲層としての金属ペースト13を埋め込んだ積層基板20を形成することで、機械強度の高い中空断熱基板のサーマルヘッド10を、精度よくかつ簡易に製造することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing a thermal head according to the present embodiment, the
また、例えば、金属ペースト13を溶解するための溶解液を注入するエッチング窓を基板表面に形成した場合は、印刷時にプラテンローラの荷重を受けたり、エッチング窓に異物が当たったりするなどして、絶縁被膜14の薄いガラス層が破損し易いのに対し、本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法によれば、積層基板20の裏面にエッチング窓(すなわち、貫通孔11B、11C)を形成することで、絶縁被膜14の薄いガラス層が破損されることなく、高効率での印字が可能なサーマルヘッド10を製造することができる。
In addition, for example, when an etching window for injecting a solution for dissolving the
また、犠牲層としての金属ペースト13を用いた空洞部形成は、絶縁被膜14をエッチングする必要がないため、絶縁被膜14の厚さ制御性に優れている。絶縁被膜14としてグリーンシートを用いる構造も考えられるが、この場合、発熱効率と強度の両方を考慮すると、この絶縁被膜14の厚さが数μm〜数十μmであることが要求される。しかし、現実的な問題として、厚さが数μm〜数十μmの薄いグリーンシートを入手することは困難である。これに対して、本実施形態においては、絶縁被膜14の材料にSiO2を主成分とするガラスペースとを用いることで、自由に厚さを制御することができる。
Further, the formation of the cavity using the
また、空洞部23の形成において、絶縁被膜14に大きな負荷をかけずに済み、ガラス層が割れたり、ガラス層にクラックが入ったりするのを防ぐことができる。
さらに、犠牲層としての金属ペースト13を埋め込んだ積層基板20をセラミック基板12A,12B,12Cに分けて構成することで、同じ強度の積層基板20を単層基板で実現する場合に比べ、それぞれのセラミック基板12A,12B,12Cに形成する貫通孔11A,11B,11Cのアスペクト比を小さくすることができる。これにより、金属ペースト13の除去経路および空洞部23を容易に形成することができる。
Further, in forming the
Furthermore, the
本実施形態は以下のように変形することができる。
例えば、本実施形態においては、充填工程SA2において、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aのみに金属ペースト13を充填することとしたが、第2セラミック基板12Bの第2貫通孔11Bおよび第3セラミック基板12Cの第3貫通孔11Cにも金属ペースト13を充填することとしてもよい。
This embodiment can be modified as follows.
For example, in this embodiment, in the filling step SA2, only the through
この場合、図13(a),(b),(c)に示すように、貫通孔形成工程SA1によりセラミック基板12A,12B,12Cにそれぞれ貫通孔11A,11B,11Cを形成した後、図14(a),(b),(c)に示すように、充填工程SA2により、セラミック基板12A,12B,12Cの各貫通孔11A,11B,11Cに金属ペースト13を充填することとすればよい。
In this case, as shown in FIGS. 13A, 13B, and 13C, after the through
次いで、図15(a),(b)に示すように、接合工程SA3により、セラミック基板12A,12B,12Cを各貫通孔11A,11B,11Cが一致するように厚さ方向に積層した後、図16(a),(b)に示すように、これらを焼成して接合することとすればよい。
Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, the
次いで、図17(a),(b)に示すように、絶縁被膜形成工程SA4により、第1セラミック基板12Aの一表面に絶縁被膜14を形成した後、図18(a),(b)に示すように、除去工程SA5により、セラミック基板12B,12Cの貫通孔11B,11Cに充填された金属ペースト13を、貫通孔11Aに充填された金属ペースト13とともに貫通孔11B,11Cから除去することとすればよい。
Next, as shown in FIGS. 17A and 17B, an insulating
このようにすることで、セラミック基板12B,12Cの貫通孔11B,11Cに充填された金属ペースト13により、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aに充填された金属ペースト13を支持し、絶縁被膜14が形成される第1セラミック基板12Aの一表面の平坦度を保つことができる。
By doing so, the
例えば、上記本実施形態のように、第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aのみに金属ペースト13を充填した場合は、接合工程SA3において、焼成する加熱温度によっては金属ペースト13が緩むことがある。その場合は、貫通孔11Aに充填された犠牲層としての金属ペースト13が第2セラミック基板12Bの貫通孔11Bに移動するため、貫通孔11Aの金属ペースト13が変形して絶縁被膜14の表面の平坦度が低減することがある。そのため、貫通孔11Aの金属ペースト13の変形を防ぐための加熱温度の制御が必要になる。
For example, when only the through
本変形例のようにセラミック基板12B,12Cの貫通孔11B,11Cにも金属ペースト13を充填することで、接合工程SA3において、焼成時に第1セラミック基板12Aの貫通孔11Aの金属ペースト13が変形するのを防止し、絶縁被膜形成工程SA4において、より平坦な絶縁被膜14を形成することができる。
By filling the
また、本実施形態においては、抵抗体形成工程SA6の前に除去工程SA5を行うこととしたが、抵抗体形成工程SA6の後に、除去工程SA5を行うこととしてもよい。このようにすることで、抵抗体形成工程SA6において、絶縁被膜14の薄いガラス層が貫通孔11Aの金属ペースト13により支持されているので、絶縁被膜14が破損するのを防ぎ、歩留り低下を押さえることができる。
In the present embodiment, the removal step SA5 is performed before the resistor formation step SA6. However, the removal step SA5 may be performed after the resistor formation step SA6. By doing in this way, in the resistor formation process SA6, since the thin glass layer of the insulating
この場合、除去工程SA5において、エッチングにより金属ペースト13を除去する際に、積層基板20表面を保護するか、積層基板20を構成する材料にダメージを与えない溶解液を選択する必要がある。例えば、電極部17A,17BとしてAl、犠牲層としての金属ペースト13の材料にCu、Mo、Niのいずれか、エッチング液に発煙硝酸を選択した場合は、発煙硝酸を用いてMo(Cu,Ni)からなる金属ペースト13をエッチングしている間、電極部17A,17Bへのダメージを減らすことができ、発熱抵抗体15の保護も必要としないため、作製工程を簡略化できる。
In this case, when removing the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法について説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、第1セラミック基板12Aの一表面に金属材料からなる金属層を形成する金属層形成工程を含み、除去工程が、金属ペースト13とともに、金属層形成工程により形成された金属層も除去する点で、第1実施形態と異なる。
以下、第1実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a method for manufacturing a thermal head according to the second embodiment of the present invention will be described.
The thermal head manufacturing method according to the present embodiment includes a metal layer forming step of forming a metal layer made of a metal material on one surface of the first
In the following, portions that share the same configuration as the thermal head manufacturing method according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、図19(a),(b)および図20に示すように、絶縁被膜14の内部に空洞部123を有するサーマルヘッド110を製造することができるようになっている。
As shown in FIGS. 19A, 19B, and 20, the thermal head manufacturing method according to the present embodiment can manufacture a
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、図21のフローチャートに示されるように、複数(本実施形態においては3枚)のセラミック基板12A,12B,12Cにそれぞれ板厚方向に貫通する貫通孔111A,11B,11Cを形成する貫通孔形成工程SB1と、第1セラミック基板12Aの貫通孔111Aに金属ペースト13を充填する充填工程SB2と、第1セラミック基板12Aの一表面における貫通孔111Aの開口部を含む領域に、金属材料からなる金属層121を形成する金属層形成工程SB3と、セラミック基板12A,12B,12Cを積層して接合する接合工程SB4と、第1セラミック基板12Aの一表面に金属層121を覆う絶縁被膜14を形成する絶縁被膜形成工程SB5と、金属層121および貫通孔111Aに充填された金属ペースト13を貫通孔111A,11B,11Cから除去する除去工程SB6と、絶縁被膜14の表面に発熱抵抗体15を形成する抵抗体形成工程SB7と、電極形成工程SA7と、保護膜形成工程SA8とを含んでいる。
In the thermal head manufacturing method according to the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 21, a plurality of (three in the present embodiment)
貫通孔形成工程SB1は、図22(a),(b)に示すように、第1実施形態の貫通孔11Aに代えて、焼成前の直方体形状のグリーンシート(第1セラミック基板12Aとする。)に4つの貫通孔111Aを形成するようになっている。また、焼成前の直方体形状のグリーンシート(第2セラミック基板12Bとする。)に4つの貫通孔11Bを形成するとともに、同じく、グリーンシート(第3セラミック基板12Cとする。)に4つの貫通孔11Cを形成するようになっている。
In the through hole forming step SB1, as shown in FIGS. 22A and 22B, a green sheet (first
これら第1セラミック基板12Aの貫通孔111A、第2セラミック基板12Bの貫通孔11Bおよび第3セラミック基板12Cの貫通孔11Cは、それぞれ深さ方向に直交する断面形状が互いに同一寸法の円形状を有し、セラミック基板12A,12B,12Cの長手方向に沿って同間隔で形成されるようになっている。
The through-
充填工程SB2は、図23(a),(b)に示すように、スクリーン印刷により、第1セラミック基板12Aの貫通孔111Aに金属ペースト13を充填するようになっている。
In the filling step SB2, as shown in FIGS. 23A and 23B, the
金属層形成工程SB3は、図24(a),(b),(c)に示すように、第1セラミック基板12Aの一表面において、全ての貫通孔111Aの開口部を含む領域に、スクリーン印刷により金属材料からなる金属層121をパターニングするようになっている。金属層121は、後に空洞部123となる領域を形成するので、断熱層としての空間を確保することができる程度の厚さ寸法に形成することが望ましい。金属層121の金属材料としては、貫通孔111Aに充填する金属ペースト13と同一の材料を用いることができる。
In the metal layer forming step SB3, as shown in FIGS. 24 (a), (b), and (c), screen printing is performed on a region including the openings of all the through
接合工程SB4は、図25(a),(b)に示すように、セラミック基板12A,12B,12Cを順に厚さ方向に並べて、これらの貫通孔111A,11B,11Cが厚さ方向に一致するように積層し、図26(a),(b)に示すように、約1000〜2000℃まで昇温可能な炉により、積層状態のセラミック基板12A,12B,12Cを焼き固めるようになっている。
In the bonding step SB4, as shown in FIGS. 25A and 25B, the
絶縁被膜形成工程SB5は、図27(a),(b)に示すように、スクリーン印刷により、第1セラミック基板12Aの一表面に、金属層121を覆い平坦な表面形状を有する絶縁被膜(アンダーコート層)14を形成して焼成するようになっている。これにより、セラミック基板12C,12B,12Aおよび絶縁被膜14が板厚方向に順に積層状態に接合された積層基板20が形成される。
In the insulating film forming step SB5, as shown in FIGS. 27A and 27B, an insulating film having a flat surface shape covering the
除去工程SB6は、図28(a),(b)に示すように、ウェットエッチング加工により、貫通孔111Aに充填されている金属ペースト13とともに金属層121を、第3セラミック基板12Cの裏面側から貫通孔111A,11B,11Cを介して除去するようになっている。これにより、絶縁被膜14により覆われた金属層121が形成されていた領域と貫通孔111A,11B,11Cとによって、積層基板20内に断熱層としての空洞部123が形成される。
In the removal step SB6, as shown in FIGS. 28A and 28B, the
抵抗体形成工程SB7は、絶縁被膜14の表面において、金属層121に対して板厚方向に対向する位置に発熱抵抗体15を形成するようになっている。
電極形成工程SA7および保護膜形成工程SA8については、第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
In the resistor forming step SB7, the
Since the electrode forming step SA7 and the protective film forming step SA8 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
以上の各工程により、セラミック基板12A,12B,12Cと絶縁被膜14とが積層状態に接合された積層基板20の一表面に発熱抵抗体15、電極部17A,17Bおよび保護膜19を有し、これらセラミック基板12A,12B,12Cと絶縁被膜14により発熱抵抗体15に対向する領域に空洞部123が形成されたサーマルヘッド110が完成する。
Through the above steps, the
この場合において、金属層形成工程SB3により金属層121が形成される第1セラミック基板12Aに対し、充填工程SB2によりその貫通孔111Aに金属ペースト13を充填しておくことで、金属層形成工程SB3において第1セラミック基板12Aの一表面に平坦な金属層121を形成し、絶縁被膜形成工程SB5においてその第1セラミック基板12Aの一表面に金属層121を覆う平坦な絶縁被膜14を形成することができる。
In this case, by filling the through-
これにより、抵抗体形成工程SB7において絶縁被膜14の表面に発熱抵抗体15を精度よく形成するとともに、絶縁被膜14とセラミック基板12A,12B,12Cにより所望の形状の空洞部123を精度よく形成することができる。
Thereby, in the resistor forming step SB7, the
したがって、本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法によれば、信頼性が高く、印字速度の高速化と消費電力の低減を図るサーマルヘッド110を簡易かつ安価に製造することができる。また、第1セラミック基板12Aの一表面に空洞部123を形成する犠牲層としての金属層121を形成することで、セラミック基板12A,12B,12Cどうしの接合領域を増大して、これらを精度よく確実に接合することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing a thermal head according to the present embodiment, the
本実施形態は、以下のように変形することができる。
例えば、本実施形態においては、充填工程SB2において、第1セラミック基板12Aの貫通孔111Aのみに金属ペースト13を充填することとしたが、これに代えて、第2セラミック基板12Bの第2貫通孔11Bおよび第3セラミック基板12Cの第3貫通孔11Cにも金属ペースト13を充填することとしてもよい。
This embodiment can be modified as follows.
For example, in this embodiment, in the filling step SB2, only the through
この場合、図29(a),(b)に示すように、貫通孔形成工程SB1によりセラミック基板12A,12B,12Cにそれぞれ貫通孔111A,11B,11Cを形成した後、図30(a),(b)に示すように、充填工程SB2により、セラミック基板12A,12B,12Cの各貫通孔111A,11B,11Cに金属ペースト13を充填することとすればよい。
In this case, as shown in FIGS. 29A and 29B, after the through
次いで、図31(a),(b),(c)に示すように、金属層形成工程SB3により、第1セラミック基板12Aの一表面において、全ての貫通孔111Aの開口部を含む領域に、スクリーン印刷により金属層121をパターニングし、図32(a),(b)に示すように、接合工程SB4により、セラミック基板12A,12B,12Cを各貫通孔111A,11B,11Cが一致するように厚さ方向に積層した後、図33(a),(b)に示すように、これらを焼成して接合することとすればよい。
Next, as shown in FIGS. 31A, 31B, and 31C, in the metal layer forming step SB3, on one surface of the first
次いで、図34(a),(b)に示すように、絶縁被膜形成工程SB5により、第1セラミック基板12Aの一表面に金属層121を覆うように絶縁被膜14を形成した後、図35(a),(b)に示すように、除去工程SB6により、セラミック基板12B,12Cの貫通孔11B,11Cに充填された金属ペースト13を、金属層121および貫通孔111Aに充填された金属ペースト13とともに貫通孔11B,11Cから除去することとすればよい。
Next, as shown in FIGS. 34 (a) and 34 (b), after the insulating
このようにすることで、セラミック基板12B,12Cの貫通孔11B,11Cに充填された金属ペースト13により、第1セラミック基板12Aの貫通孔111Aに充填された金属ペースト13を支持し、接合工程SB4において、焼成時に貫通孔11Aの犠牲層としての金属ペースト13が変形するのを防止することがない。これにより、絶縁被膜14が形成される第1セラミック基板12Aの一表面の平坦度を保ち、より平坦な絶縁被膜14を形成することができる。
Thus, the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、各実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. For example, the present invention is not limited to those applied to the above-described embodiments and modifications, and may be applied to embodiments that appropriately combine the embodiments and modifications, and is not particularly limited.
上記各実施形態において、金属ペースト13を埋め込んだ積層基板20を3枚のセラミック基板12A,12B,12Cにより形成することとしたが、金属ペースト13を埋め込んだ積層基板20を3枚以上のセラミック基板により構成することとしてもよい。このようにすることで、各セラミック基板に形成される貫通孔のアスペクト比をさらに小さくすることができ、さらなる加工精度の向上および作製工程の簡易化が期待できる。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態およびその変形例においては、セラミック基板12A,12B,12Cの材料のグリーンシートとして、アルミナセラミックを例示して説明したが、これに代えて、LTCCを採用することとしてもよい。LTCCからなる基板は、アルミナセラミックのヤング率より小さいが、熱伝導率が小さく、基板の蓄熱効果により高い発熱効率を得ることができる。
In each of the above-described embodiments and modifications thereof, alumina ceramic has been described as an example of the green sheets of the
また、グリーンシートとしてLTCCを使用した場合は、金属ペースト13としてCuを使用したり、接合工程SA3,SB4の焼成温度を900℃程度に下げたりすることができる。さらに、低融点の金属ペースト13の材料であるCu、Fe,Niを用いることもでき、その場合、除去工程SA5,SB6において、塩化第II鉄(FeCl3)溶液、硫酸(H2SO4)溶液や、塩化第II鉄(FeCl3)溶液、硫酸(H2SO4)溶液を含む混合液によりエッチングを行うことができる。
Further, when LTCC is used as the green sheet, Cu can be used as the
また、第1実施形態においては、第2貫通孔として、4つずつの貫通孔11B、11Cを例示して説明し、第2貫通孔は1または2以上あればよい。また、第2実施形態においては、貫通孔として、4つずつの貫通孔111A,11B,11Cを例示して説明したが、貫通孔は1または2以上あればよい。
In the first embodiment, four through
また、上記各実施形態およびその変形例に係るサーマルヘッドの製造方法により製造されたサーマルヘッド10,110は、プリンタに用いることで、発熱効率を向上して省電力化を図り、少ない電力で長時間にわたり印刷を行うことができる。プリンタとしては、昇華型転写リボンまたは溶融型転写リボンを使用した熱転写プリンタ、印字媒体の発色と証拠が可能なリライタブルサーマルプリンタ、および、加熱により粘着性を呈する感熱性活性粘着剤式ラベルプリンタ等に適用できる。
また、上記サーマルヘッド10,110は、熱によってインクを吐出するサーマル式またはバルブ式のインクジェットヘッドを始めとした用途にも応用することができる。
Further, the
The thermal heads 10 and 110 can also be applied to uses such as thermal or valve-type ink jet heads that eject ink by heat.
10,110 サーマルヘッド
11A,111A 貫通孔(第1貫通孔、貫通孔)
11B 貫通孔(第2貫通孔、貫通孔)
11C 貫通孔(第2貫通孔、貫通孔)
12A 第1セラミック基板(第1支持基板、支持基板)
12B 第2セラミック基板(第2支持基板、支持基板)
12C 第3セラミック基板(第2支持基板、支持基板)
13 金属ペースト(金属材料)
14 絶縁被膜
15 発熱抵抗体
121 金属層
SA1 貫通孔形成工程(第1貫通孔形成工程、第2貫通孔形成工程)
SA2,SB2 充填工程
SA3,SB4 接合工程
SA4,SB5 絶縁被膜形成工程
SA5,SB6 除去工程
SA6,SB7 抵抗体形成工程
SB1 貫通孔形成工程
SB3 金属層形成工程
10,110
11B Through hole (second through hole, through hole)
11C Through hole (second through hole, through hole)
12A First ceramic substrate (first support substrate, support substrate)
12B Second ceramic substrate (second support substrate, support substrate)
12C Third ceramic substrate (second support substrate, support substrate)
13 Metal paste (metal material)
14 Insulating
SA2, SB2 filling process SA3, SB4 joining process SA4, SB5 insulating film forming process SA5, SB6 removing process SA6, SB7 resistor forming process SB1 through-hole forming process SB3 metal layer forming process
Claims (7)
第2支持基板に板厚方向に貫通して前記第1貫通孔の面積よりも小さい面積を有する1または2以上の第2貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程と、
前記第1貫通孔に金属材料を充填する充填工程と、
前記金属材料が充填された第1支持基板と前記第2支持基板とを、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが一致するように積層して接合する接合工程と、
前記第1支持基板における前記第2支持基板との接合面とは反対側の一表面に絶縁材料からなる絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
前記第1貫通孔に充填された前記金属材料を前記第2貫通孔から除去する除去工程と、
前記絶縁被膜の表面における前記第1支持基板の前記第1貫通孔に対向する位置に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法。 A first through hole forming step of forming a first through hole penetrating in the thickness direction in the first support substrate;
A second through hole forming step of forming one or two or more second through holes penetrating in the thickness direction of the second support substrate and having an area smaller than the area of the first through holes;
A filling step of filling the first through hole with a metal material;
A bonding step of laminating and bonding the first support substrate filled with the metal material and the second support substrate so that the first through hole and the second through hole coincide;
An insulating film forming step of forming an insulating film made of an insulating material on one surface of the first support substrate opposite to the bonding surface with the second support substrate;
Removing the metal material filled in the first through hole from the second through hole;
And a resistor forming step of forming a heating resistor at a position facing the first through hole of the first support substrate on the surface of the insulating coating.
前記除去工程が、前記第2貫通孔に充填された前記金属材料を前記第1貫通孔に充填された前記金属材料とともに除去する請求項1に記載のサーマルヘッドの製造方法。 The filling step fills the second through hole with a metal material together with the first through hole,
The method of manufacturing a thermal head according to claim 1, wherein the removing step removes the metal material filled in the second through hole together with the metal material filled in the first through hole.
前記接合工程が、前記第1支持基板と前記複数の第2支持基板とを、前記第1貫通孔と各前記第2貫通孔どうしが一致するように積層して接合する請求項1または請求項2に記載のサーマルヘッドの製造方法。 The second through hole forming step forms the second through hole in a plurality of the second support substrates,
The said joining process laminates | stacks and joins the said 1st support substrate and these 2nd support substrate so that the said 1st through-hole and each said 2nd through-hole may correspond. 2. A method for producing a thermal head according to 2.
少なくとも1の前記支持基板の前記貫通孔に金属材料を充填する充填工程と、
前記金属材料が充填された1の前記支持基板の一表面における前記貫通孔の開口部を含む領域に、金属材料からなる金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層が形成された前記1の支持基板と他の前記支持基板とを、前記貫通孔が一致するように積層して接合する接合工程と、
該接合工程により接合された前記1の支持基板の前記一表面に、前記金属層を覆う絶縁材料からなる絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
前記金属層および前記貫通孔に充填された前記金属材料を前記貫通孔から除去する除去工程と、
前記絶縁被膜の表面における前記金属層に対向する位置に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法。 A through hole forming step of forming one or two or more through holes penetrating the plurality of support substrates in the thickness direction;
A filling step of filling the through hole of at least one of the support substrates with a metal material;
A metal layer forming step of forming a metal layer made of a metal material in a region including an opening of the through hole on one surface of the one support substrate filled with the metal material;
A joining step of laminating and joining the one support substrate on which the metal layer is formed and the other support substrate so that the through holes coincide with each other;
An insulating film forming step of forming an insulating film made of an insulating material covering the metal layer on the one surface of the one supporting substrate bonded by the bonding step;
Removing the metal material filled in the metal layer and the through hole from the through hole;
And a resistor forming step of forming a heating resistor at a position facing the metal layer on the surface of the insulating coating.
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