JP2023069209A - サーマルプリントヘッド、および、サーマルプリントヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】配線との導通接続に問題が生じることを抑制できる温度検出部を備えたサーマルプリントヘッドを提供する。【解決手段】サーマルプリントヘッドA10において、複数の発熱部41と、複数の発熱部41が配置された基板主面11を有する基板1と、基板主面11に形成されて複数の発熱部41に導通する電極層3と、基板主面11に配置された温度検出部6とを備えた。温度検出部6は、基板主面11に形成された第1金属膜61の一部である第1抵抗配線611と、基板主面11に形成され、かつ、第1金属膜61に導通しない第2金属膜62の一部であり、かつ、第1抵抗配線611とは電気抵抗値が異なる第2抵抗配線621とを備える。第1金属膜61の第1構成材料および第2金属膜62の第2構成材料は、電極層3の第3構成材料より、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい。【選択図】 図6
Description
本開示は、サーマルプリントヘッド、および、サーマルプリントヘッドの製造方法に関する。
特許文献1には、従来のサーマルプリントヘッドの一例が開示されている。サーマルプリントヘッドは一般的に、基板、発熱抵抗体、複数の電極、駆動ICを備えている。駆動ICは、複数の電極を介して発熱抵抗体の各微小部分に選択的に通電し、各微小部分を発熱させる。サーマルプリントヘッドは、各微小部分の発熱により、感熱紙などの印刷媒体に印字を行う。また、サーマルプリントヘッドは、発熱抵抗体の温度が上昇しすぎることを防止するために、基板にサーミスタ素子を搭載して、温度を検出している。
サーミスタ素子は、ボンディングワイヤまたははんだによって配線に導通接続されている。サーミスタ素子と配線との導通接続に問題が生じた場合、適切に温度を検出できない。
本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、配線との導通接続に問題が生じることを抑制できる温度検出部を備えたサーマルプリントヘッドを提供すること、また、そのサーマルプリントヘッドの製造方法を提供することをその課題とする。
本開示の第1の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドは、複数の発熱部と、前記複数の発熱部が配置された基板主面を有する基板と、前記基板主面に形成されて前記複数の発熱部に導通する電極層と、前記基板主面に配置された温度検出部と、を備え、前記温度検出部は、前記基板主面に形成された第1金属膜の一部である第1抵抗配線と、前記基板主面に形成され、かつ、前記第1金属膜に導通しない第2金属膜の一部であり、かつ、前記第1抵抗配線とは電気抵抗値が異なる第2抵抗配線と、を備え、前記第1金属膜の第1構成材料および前記第2金属膜の第2構成材料は、前記電極層の第3構成材料より、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい。
本開示の第2の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドの製造方法は、基板に一対の第1配線および一対の第2配線を形成する工程と、前記一対の第1配線のそれぞれの先端部分に重なるように第1金属膜を形成する工程と、前記一対の第2配線のそれぞれの先端部分に重なるように第2金属膜を形成する工程と、を備える。
本開示の第3の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドは、複数の発熱部と、前記複数の発熱部が配置された基板主面を有する基板と、温度検出部と、を備え、前記温度検出部は、半導体材料に形成された温度検出層を備えている。
本開示に係るサーマルプリントヘッドは、温度検出部と配線との導通接続に問題が生じることを抑制できる。
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B上に位置していること」を含む。また、「ある物Aがある物Bにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。
<第1実施形態>
図1~図7は、本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA10は、基板1、グレーズ層2、電極層3、抵抗体層4、保護層5、温度検出部6、駆動IC71、封止樹脂72、ワイヤ73、コネクタ74、および放熱部材75を備えている。サーマルプリントヘッドA10は、プラテンローラ81との間に挟まれて搬送される印刷媒体82に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである(図2参照)。このような印刷媒体82としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。
図1~図7は、本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA10は、基板1、グレーズ層2、電極層3、抵抗体層4、保護層5、温度検出部6、駆動IC71、封止樹脂72、ワイヤ73、コネクタ74、および放熱部材75を備えている。サーマルプリントヘッドA10は、プラテンローラ81との間に挟まれて搬送される印刷媒体82に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである(図2参照)。このような印刷媒体82としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。
図1は、サーマルプリントヘッドA10を示す平面図である。図2は、図1のII-II線に沿う断面図である。図3は、サーマルプリントヘッドA10を示す拡大平面図である。図4は、図3のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、図3のV-V線に沿う断面図である。図6は、図3の拡大図である。図7は、図6のVII-VII線に沿う断面図である。なお、理解の便宜上、図1および図3においては、保護層5を省略している。また、これらの図において、サーマルプリントヘッドA10の長手方向(主走査方向)をx方向とし、短手方向(副走査方向)をy方向とし、厚さ方向をz方向として説明する。また、y方向については、図1および図3の下方(図2の左方)を印刷媒体82が送られてくる上流側とし、図1および図3の上方(図2の右方)を印刷媒体82が排出される下流側とする。以下の図においても同様である。
基板1は、たとえばAlN、Al2O3、ジルコニアなどのセラミックからなり、図1に示すように、z方向視においてx方向に長く延びる長矩形状の板状である。基板1の厚さは、特に限定されないが、たとえば0.6mm以上1.0mm以下である。基板1は、図4に示すように、主面11および裏面12を有している。主面11および裏面12は、z方向において互いに反対側を向く面である。主面11は、図4の上方を向いている。裏面12は、図4の下方を向いている。基板1の主面11には、グレーズ層2、電極層3、抵抗体層4、および保護層5が形成されている。また、主面11には、駆動IC71が搭載されている。図2に示すように、基板1の裏面12には、たとえばAlなどの金属からなる放熱部材75が設けられている。また、図1および図2に示すように、基板1には、コネクタ74が設けられている。コネクタ74は、サーマルプリントヘッドA10をたとえばプリンタに組み込む際に、このプリンタ側のコネクタと接続される。なお、基板1および放熱部材75の材料および寸法は限定されない。また、サーマルプリントヘッドA10は、基板1とは別に放熱部材75上に配線基板を備え、配線基板に駆動IC71およびコネクタ74が配置されてもよい。
グレーズ層2は、基板1の主面11上に形成されており、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。グレーズ層2は、ガラスペーストを厚膜印刷(スクリーン印刷)したのちに、これを焼成することにより形成されている。本実施形態においては、基板1の主面11の図に示すほぼすべてがグレーズ層2によって覆われている。本実施形態においては、図4および図5に示すように、グレーズ層2は、ヒーターグレーズ22、平坦層23、およびダイボンディンググレーズ24を有する。
ヒーターグレーズ22は、x方向に直交する断面(以下では、「yz断面」とする)の形状がz方向に膨出した形状であり、x方向に長く延びるz方向視帯状である。ヒーターグレーズ22は、抵抗体層4の発熱部41を印刷媒体82などに押し当てるために設けられている。ヒーターグレーズ22のy方向における寸法はたとえば700μm程度、z方向における寸法はたとえば18~50μm程度である。ダイボンディンググレーズ24は、ヒーターグレーズ22に対してy方向の上流側に離間した位置で、ヒーターグレーズ22と平行に設けられた帯状とされている。ダイボンディンググレーズ24は、電極層3の一部や駆動IC71を支持している。ダイボンディンググレーズ24の厚さ(z方向の寸法)は、たとえば30~50μm程度である。ヒーターグレーズ22およびダイボンディンググレーズ24のガラス材料の軟化点は、たとえば800~850℃である。平坦層23は、ヒーターグレーズ22に隣接して形成されており、上面が平坦な形状である。平坦層23は、基板1の主面11の凹凸をなくして電極層3を積層しやすくするために設けられている。平坦層23の厚さ(z方向の寸法)は、たとえば2.0μm程度である。平坦層23のガラス材料の軟化点は、たとえば680℃程度である。なお、グレーズ層2の構成は特に限定されず、様々な構成とすることができる。また、グレーズ層2は、基板1の一部のみを覆う構成であってもよい。
電極層3は、抵抗体層4に通電するための経路を構成するためのものであり、導電性材料によって形成されている。電極層3は、たとえば添加元素としてロジウム、バナジウム、ビスマス、シリコンなどが添加されたレジネートAuからなる。電極層3は、レジネートAuのペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されている。電極層3は、複数のAu層を積層させることによって構成されてもよい。電極層3の厚さは、たとえば0.3μm以上1.5μm以下である。なお、電極層3の材料、形成方法、および厚さは限定されない。本実施形態においては、電極層3は、グレーズ層2上に形成されている。図3に示すように、電極層3は、共通電極33および複数の個別電極36を有している。なお、理解の便宜上、図3においては、共通電極33および個別電極36にハッチングを付している。同様に、後述するAg層351にもハッチングを付し、抵抗体層4に点描を付している。
共通電極33は、複数の共通電極帯状部34および連結部35を有している。連結部35は、基板1のy方向下流側端寄りに配置されており、x方向に延びる帯状である。複数の共通電極帯状部34は、各々が連結部35からy方向に延びており、x方向に等ピッチで互いに離間して配置されている。また、本実施形態においては、連結部35には、Ag層351が積層されている。Ag層351は、連結部35の抵抗値を低減させるためのものである。Ag層351の厚さは、たとえば2μm以上10μm以下である。
複数の個別電極36は、抵抗体層4に対して部分的に通電するためのものであり、共通電極33に対して逆極性となる部位である。個別電極36は、抵抗体層4から駆動IC71に向かって延びている。複数の個別電極36は、x方向に配列されており、各々が個別電極帯状部38、連結部37およびボンディング部39を有している。
各個別電極帯状部38は、y方向に延びた帯状部分であり、共通電極33の隣り合ういずれか2個の共通電極帯状部34の間に配置されている。隣り合う個別電極36の個別電極帯状部38と共通電極33の共通電極帯状部34との間隔はたとえば40μm以下となっている。隣り合う個別電極36の個別電極帯状部38と共通電極33の共通電極帯状部34との中心間距離は、たとえば20μm以上100μm以下である。
連結部37は、個別電極帯状部38から駆動IC71に向かって延びる部分である。連結部37は、平行部371および斜行部372を有する。平行部371は、一端がボンディング部39につながり、かつy方向に沿っている。斜行部372は、y方向に対して傾斜している。斜行部372は、y方向において平行部371と、個別電極帯状部38との間に挟まれている。また、複数の個別電極36は、駆動IC71に集約される。
ボンディング部39は、個別電極36のy方向端部に形成されており、平行部371に繋がっている。ボンディング部39には、個別電極36と駆動IC71とを接続するためのワイヤ73がボンディングされている。複数のボンディング部39は、第1ボンディング部39Aと第2ボンディング部39Bとを含む。隣り合う2つの第1ボンディング部39Aに挟まれた平行部371の幅(x方向の寸法)は、たとえば20μm以上30μm以下とされている。また、第2ボンディング部39Bは、y方向において第1ボンディング部39Aよりも抵抗体層4から遠ざかる側に位置する。第2ボンディング部39Bは、隣り合う2つの第1ボンディング部39Aに挟まれた平行部371につながっている。このような構成により、複数のボンディング部39は、連結部37のほとんどの部位よりも幅が大きいにも関わらず、たがいに干渉することが回避されている。連結部37のうち隣り合う第1ボンディング部39Aに挟まれた部位は、個別電極36において最も幅が小さい。
なお、電極層3の各部の形状および配置は特に限定されず、様々な構成とすることができる。また、電極層3の各部の材料も限定されない。
抵抗体層4は、電極層3を構成する材料よりも抵抗率が大であるたとえば酸化ルテニウムなどからなり、ヒーターグレーズ22上でx方向に延びる帯状に形成されている。抵抗体層4は、酸化ルテニウムなどのペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されている。抵抗体層4は、共通電極33の複数の共通電極帯状部34と複数の個別電極36の個別電極帯状部38とに交差し、接している。また、抵抗体層4は、共通電極33の複数の共通電極帯状部34と複数の個別電極36の個別電極帯状部38に対して基板1とは反対側に積層されている。抵抗体層4のうち各共通電極帯状部34と各個別電極帯状部38とに挟まれた部位が、電極層3によって部分的に通電されることにより発熱する発熱部41とされている。複数の発熱部41は、x方向に配列されている。発熱部41の発熱によって印字ドットが形成される。抵抗体層4の厚さは、たとえば1μm以上10μm以下、好ましくは3μm以上10μm以下である。なお、抵抗体層4の材料および厚さは限定されない。
保護層5は、電極層3および抵抗体層4を保護するためのものであり、抵抗体層4および電極層3のほぼ全体を覆っている。ただし、保護層5は、複数の個別電極36のボンディング部39を含む領域を露出させている。保護層5は、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。このガラス材料の軟化点は、たとえば700℃程度である。保護層5は、ガラスペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することによって形成される。保護層5の厚さは、たとえば0.5μm以上10μm以下である。なお、保護層5の材料、形成方法、および厚さは限定されない。なお、サーマルプリントヘッドA10は、保護層5の一部を覆う第2保護層をさらに備えてよい。
温度検出部6は、抵抗体層4付近の温度を検出するための部位である。温度検出部6は、図5に示すように、基板1の主面11側でグレーズ層2上に配置され、図3に示すように、電極層3が形成されていない領域で、できるだけ抵抗体層4に近い位置に配置されている。なお、温度検出部6の配置位置は限定されない。温度検出部6は、第1金属膜61、第2金属膜62、一対の第1配線63、および一対の第2配線64を備えている。図5に示すように、第1金属膜61および第2金属膜62は、保護層5に覆われている。また、一対の第1配線63および一対の第2配線64の一部は保護層5に覆われており、他の一部は封止樹脂72に覆われている。
第1金属膜61は、基板1の主面11に形成され、グレーズ層2に接して形成されている。第1金属膜61は、z方向視においてy方向に長い矩形状である。第1金属膜61の構成材料(以下では「第1構成材料」と記載する)は、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい材料である。第1構成材料は、限定されず、少なくとも、電極層3の構成材料(たとえばレジネートAuであり、以下では「第3構成材料」と記載する)より、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい材料である。第1金属膜61は、ディスペンサーを用いて第1構成材料のペーストを配置して、これを焼成することにより形成されている。なお、第1金属膜61の形成方法は限定されない。たとえば、第1金属膜61は、厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されてもよい。第1金属膜61の厚さ(z方向の寸法)は、0.5μm以上10μm以下である。なお、第1金属膜61の厚さは限定されない。
第2金属膜62は、基板1の主面11に形成され、グレーズ層2に接して形成されている。第2金属膜62は、z方向視においてy方向に長い矩形状である。第2金属膜62は、第1金属膜61と隣り合ってx方向に配置され、第1金属膜61に平行に形成されている。第2金属膜62は、第1金属膜61に導通しない。第2金属膜62の構成材料(以下では「第2構成材料」と記載する)は、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい材料である。第2構成材料は、限定されず、少なくとも第3構成材料より、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい材料である。本実施形態では、第1構成材料と第2構成材料とは異なる材料である。第2金属膜62は、第1金属膜61と同様の方法で形成され、同程度の厚さである。
一対の第1配線63および一対の第2配線64は、基板1の主面11に形成され、グレーズ層2に接して形成されている。第1配線63および第2配線64は、本実施形態では、電極層3と同じ第3構成材料(レジネートAu)からなり、電極層3と同じ工程で同時に形成される。なお、第1配線63および第2配線64の構成材料は電極層3と異なってもよいし、第1配線63および第2配線64が電極層3と異なる工程で形成されてもよい。
一対の第1配線63は、それぞれが駆動IC71および第1金属膜61に導通接続している。一対の第1配線63は、それぞれワイヤ73を介して、駆動IC71に導通接続している。図6および図7に示すように、一対の第1配線63は、それぞれ、先端部分631を備えている。各先端部分631は、各第1配線63のワイヤ73がボンディングされた側とは反対側の端部に位置する。一対の第1配線63は、各先端部分631がy方向に並んで所定の寸法L1だけ離れるように形成されている。また、一対の先端部分631のy方向において互いに向かい合う端縁は、x方向に平行であり、幅寸法(x方向の寸法)は、所定の寸法W1になっている。各先端部分631は、z方向視において第1金属膜61に重なっており、グレーズ層2と第1金属膜61との間に介在している。つまり、各先端部分631は、第1金属膜61に覆われている。後述するように、先に一対の第1配線63が形成され、その後、第1金属膜61が一対の第1配線63に重なるように形成される。一対の第1配線63のうち、第1金属膜61に重なっている部分が、先端部分631である。
第1金属膜61は、第1抵抗配線611を含んでいる。第1抵抗配線611は、第1金属膜61のうち、y方向において一対の先端部分631に挟まれて電流が流れる部分であり、図6および図7に二点鎖線で示す部分である。第1抵抗配線611のy方向の寸法は、一対の先端部分631のy方向における間隔で規定され、寸法L1になる。第1抵抗配線611のx方向の寸法は、一対の先端部分631のy方向において互いに向かい合う端縁の幅寸法で規定され、寸法W1になる。第1抵抗配線611のz方向の寸法T1は、第1金属膜61の厚さ寸法であり、ディスペンサーによる第1構成材料のペーストの吐出量により規定される。
一対の第2配線64は、それぞれが駆動IC71および第2金属膜62に導通接続している。一対の第2配線64は、それぞれワイヤ73を介して、駆動IC71に導通接続している。図6に示すように、一対の第2配線64は、それぞれ、先端部分641を備えている。各先端部分641は、各第2配線64のワイヤ73がボンディングされた側とは反対側の端部に位置する。一対の第2配線64は、各先端部分641がy方向に並んで所定の寸法L2だけ離れるように形成されている。本実施形態では、寸法L2は、寸法L1と同じである。また、一対の先端部分641のy方向において互いに向かい合う端縁は、x方向に平行であり、幅寸法(x方向の寸法)は、所定の寸法W2になっている。本実施形態では、寸法W2は、寸法W1と同じである。各先端部分641は、z方向視において第2金属膜62に重なっており、グレーズ層2と第2金属膜62との間に介在している。つまり、各先端部分641は、第2金属膜62に覆われている。後述するように、先に一対の第2配線64が形成され、その後、第2金属膜62が一対の第2配線64に重なるように形成される。一対の第2配線64のうち、第2金属膜62に重なっている部分が、先端部分641である。
第2金属膜62は、第2抵抗配線621を含んでいる。第2抵抗配線621は、第2金属膜62のうち、y方向において一対の先端部分641に挟まれて電流が流れる部分であり、図6に二点鎖線で示す部分である。図6に示すように、第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、互いに平行にy方向に延びており、x方向に並んでいる。第2抵抗配線621のy方向の寸法は、一対の先端部分641のy方向における間隔で規定され、寸法L2になる。第2抵抗配線621のx方向の寸法は、一対の先端部分641のy方向において互いに向かい合う端縁の幅寸法で規定され、寸法W2になる。第2抵抗配線621のz方向の寸法T2は、第2金属膜62の厚さ寸法であり、ディスペンサーによる第2構成材料のペーストの吐出量により規定される。本実施形態では、寸法T2は、寸法T1と同じである。
寸法L1と寸法L2とが同じであり、寸法W1と寸法W2とが同じであり、寸法T1と寸法T2とが同じであるが、第1構成材料と第2構成材料とが異なるので、第1抵抗配線611の電気抵抗値と第2抵抗配線621の電気抵抗値とは異なる。第1構成材料および第2構成材料は、どちらも、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい材料なので、第1抵抗配線611または第2抵抗配線621の一方だけでも、温度の検出が可能である。しかし、各寸法の誤差により、検出温度に誤差が生じる可能性がある。本実施形態では、検出温度の誤差を抑制するために、2種類の第1抵抗配線611および第2抵抗配線621を配置している。
駆動IC71は、複数の個別電極36を選択的に通電させることにより、抵抗体層4を部分的に発熱させる機能を果たす。図4および図5に示すように、複数の駆動IC71が、ダイボンディンググレーズ24上に配置されている。駆動IC71には、複数のパッドが設けられている。駆動IC71のパッドと複数の個別電極36とは、それぞれにボンディングされた複数のワイヤ73を介して接続されている。ワイヤ73は、たとえばAuからなる。図1および図2に示すように、駆動IC71およびワイヤ73は、封止樹脂72によって覆われている。封止樹脂72は、たとえば黒色の絶縁性軟質樹脂からなる。また、駆動IC71とコネクタ74とは、ワイヤ73および基板1上の配線を介して接続されている。
また、本実施形態では、駆動IC71は、温度検出部6から入力される検出信号に基づいて、抵抗体層4付近の温度を検出する機能を備えている。具体的には、駆動IC71は、一対の第1配線63を介して、第1抵抗配線611に所定電流を流し、第1抵抗配線611に発生する第1電圧V1を検出する。また、駆動IC71は、一対の第2配線64を介して、第2抵抗配線621に所定電流を流し、第2抵抗配線621に発生する第2電圧V2を検出する。そして、駆動IC71は、第1電圧V1と第2電圧V2との差分電圧ΔV(=V1-V2)に基づいて温度を検出する。駆動IC71は、検出した温度が閾値を超えた場合に、各発熱部41への通電を停止する。これにより、駆動IC71は、サーマルプリントヘッドA10の温度の上昇による故障を防止する。
次に、サーマルプリントヘッドA10の製造方法の一例について、図8~図13を参照しつつ、以下に説明する。図8は、サーマルプリントヘッドA10の製造方法の一例を示すフローチャートである。図9~図13はそれぞれ、サーマルプリントヘッドA10の製造方法の一例の一工程を示す断面図である。図9、図10、および図12は、図5に示す断面に対応する。図11および図13は、図7に示す断面に対応する。なお、図9~図13に示すx方向、y方向、およびz方向は、図1~図7と同じ方向を示している。
図8に示すように、サーマルプリントヘッドA10の製造方法は、基板準備工程S10、グレーズ層形成工程S20、電極層形成工程S30、温度検出部形成工程S40、抵抗体層形成工程S50、保護層形成工程S60、駆動IC実装封止工程S70、および取り付け工程S80を備えている。
まず、たとえばAlN、Al2O3、またはジルコニアなどからなる基板1を準備する(基板準備工程S10)。次いで、基板1上にガラスペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することを複数回繰り返す。これにより、図9に示すように、基板1上に、ヒーターグレーズ22、平坦層23、およびダイボンディンググレーズ24を有するグレーズ層2が形成される(グレーズ層形成工程S20)。なお、本実施形態では、先に、ヒーターグレーズ22およびダイボンディンググレーズ24を形成し、その後、平坦層23を形成する。グレーズ層2を形成する順番は上記の逆でもよい。
次いで、レジネートAuのペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成する。これにより、図10に示すように、グレーズ層2上に、電極層3が形成される(電極層形成工程S30)。このとき、図10および図11に示すように、一対の第1配線63が形成され、図に表れていないが、一対の第2配線64が形成される。つまり、一対の第1配線63および一対の第2配線64も、電極層3と同様に、レジネートAuのペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することで形成される。
次いで、電極層3の連結部35上の所定領域にAgを含むペーストを厚膜印刷する。また、一対の第1配線63のそれぞれ一部に重なるように、ディスペンサーを用いて第1構成材料のペーストが配置される。また、一対の第2配線64のそれぞれ一部に重なるように、ディスペンサーを用いて第2構成材料のペーストが配置される。そして、これらを焼成する。これにより、図12に示すように、連結部35上にAg層351が形成される。また、図12および図13に示すように、一対の第1配線63のそれぞれの先端部分631に重なる第1金属膜61が形成され、図に表れていないが、一対の第2配線64のそれぞれの先端部分641に重なる第2金属膜62が形成される(温度検出部形成工程S40)。なお、Agを含むペーストの厚膜印刷および焼成と、第1,2構成材料のペーストの配置および焼成とは、別々に行ってもよい。
次いで、たとえば酸化ルテニウムなどの抵抗体を含む抵抗体ペーストを厚膜印刷し、これを焼成することにより、抵抗体層4を形成する(抵抗体層形成工程S50)。次いで、たとえばガラスペーストを厚膜印刷し、これを焼成することにより、保護層5を形成する(保護層形成工程S60)。次いで、駆動IC71の実装、ワイヤ73のボンディング、および、封止樹脂72の形成を行う(駆動IC実装封止工程S70)。そして、基板1へのコネクタ74の取り付け、および、基板1の放熱部材75への取り付けなどを行う(取り付け工程S80)。以上により、図1~図7に示したサーマルプリントヘッドA10が製造される。上記した製造方法は一例であり、これに限定されない。
次に、サーマルプリントヘッドA10の作用について説明する。
本実施形態によると、サーマルプリントヘッドA10は、第1抵抗配線611および第2抵抗配線621を備えている。第1抵抗配線611の構成材料は、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい第1構成材料である。また、第2抵抗配線621の構成材料は、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい第2構成材料である。第1抵抗配線611および第2抵抗配線621が温度検出に用いられる。基板1に先に形成された一対の第1配線63に重なるように第1金属膜61を形成することで、第1抵抗配線611は形成される。第1抵抗配線611と一対の第1配線63とは直接接して導通している。したがって、第1抵抗配線611と第1配線63とは、ボンディングワイヤまたははんだによって導通接続された場合と比較して、導通接続に問題が生じにくい。第2抵抗配線621も同様である。
また、本実施形態によると、先に一対の第1配線63が形成され、その後、第1金属膜61が一対の第1配線63に重なるように形成されて、第1金属膜61の一部が第1抵抗配線611になる。第1抵抗配線611のy方向の寸法は、一対の先端部分631のy方向における間隔で規定され、x方向の寸法は、一対の先端部分631のy方向において互いに向かい合う端縁の幅寸法で規定される。また、第1抵抗配線611のz方向の寸法T1は、ディスペンサーによる第1構成材料のペーストの吐出量により規定される。したがって、第1抵抗配線611は、所望の各寸法にある程度精度よく形成可能である。第2抵抗配線621も同様である。
また、本実施形態によると、第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、構成材料が異なるので、電気抵抗値が異なる。駆動IC71は、所定電流を流したときの第1抵抗配線611に発生する第1電圧V1と、第2抵抗配線621に発生する第2電圧V2とを検出し、差分電圧ΔV(=V1-V2)に基づいて温度を検出する。したがって、第1抵抗配線611および第2抵抗配線621の各寸法に誤差があっても、駆動IC71は、検出温度の誤差を抑制できる。
また、本実施形態によると、温度検出部6を構成する第1金属膜61、第2金属膜62、一対の第1配線63、および一対の第2配線64は、いずれも金属膜であり、チップ型のサーミスタ素子と比較すると、厚さ寸法(z方向の寸法)が圧倒的に小さい。したがって、温度検出部6は、抵抗体層4に近い位置に配置された場合でも、印刷媒体82に接触することが抑制される。
なお、本実施形態においては、駆動IC71が温度を検出する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、一対の第1配線63および一対の第2配線64が駆動IC71ではなくコネクタ74に導通接続され、コネクタ74を介して接続されたプリンタの制御部が、温度を検出してもよい。
図14~図17は、第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドA10の変形例を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
<第1変形例>
図14は、第1実施形態の第1変形例に係るサーマルプリントヘッドA11を示す拡大平面図であり、図6に対応する図である。図14においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA11は、第1抵抗配線611の形状と第2抵抗配線621の形状とが異なっている。本変形例では、一対の第1配線63のそれぞれの先端部分631間の距離である寸法L1と一対の第2配線64のそれぞれの先端部分641間の距離である寸法L2とが異なっている。また、本変形例では、第1構成材料と第2構成材料とが同じ材料である。第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、第1構成材料と第2構成材料とが同じであり、寸法W1と寸法W2とが同じであり、寸法T1と寸法T2とが同じであるが、寸法L1と寸法L2とが異なっている。したがって、第1抵抗配線611の電気抵抗値と第2抵抗配線621の電気抵抗値とは異なる。本変形例においても、駆動IC71は、第1電圧V1と第2電圧V2との差分電圧ΔVに基づいて温度を検出でき、サーマルプリントヘッドA11は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。
図14は、第1実施形態の第1変形例に係るサーマルプリントヘッドA11を示す拡大平面図であり、図6に対応する図である。図14においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA11は、第1抵抗配線611の形状と第2抵抗配線621の形状とが異なっている。本変形例では、一対の第1配線63のそれぞれの先端部分631間の距離である寸法L1と一対の第2配線64のそれぞれの先端部分641間の距離である寸法L2とが異なっている。また、本変形例では、第1構成材料と第2構成材料とが同じ材料である。第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、第1構成材料と第2構成材料とが同じであり、寸法W1と寸法W2とが同じであり、寸法T1と寸法T2とが同じであるが、寸法L1と寸法L2とが異なっている。したがって、第1抵抗配線611の電気抵抗値と第2抵抗配線621の電気抵抗値とは異なる。本変形例においても、駆動IC71は、第1電圧V1と第2電圧V2との差分電圧ΔVに基づいて温度を検出でき、サーマルプリントヘッドA11は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。
<第2変形例>
図15は、第1実施形態の第2変形例に係るサーマルプリントヘッドA12を示す拡大平面図であり、図6に対応する図である。図15においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA12は、第1抵抗配線611の形状と第2抵抗配線621の形状とが異なっている。本変形例では、一対の第1配線63のそれぞれの先端部分631の幅である寸法W1と一対の第2配線64のそれぞれの先端部分641の幅である寸法W2とが異なっている。また、本変形例では、第1構成材料と第2構成材料とが同じ材料である。第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、第1構成材料と第2構成材料とが同じであり、寸法L1と寸法L2とが同じであり、寸法T1と寸法T2とが同じであるが、寸法W1と寸法W2とが異なっている。したがって、第1抵抗配線611の電気抵抗値と第2抵抗配線621の電気抵抗値とは異なる。本変形例においても、駆動IC71は、第1電圧V1と第2電圧V2との差分電圧ΔVに基づいて温度を検出でき、サーマルプリントヘッドA12は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。
図15は、第1実施形態の第2変形例に係るサーマルプリントヘッドA12を示す拡大平面図であり、図6に対応する図である。図15においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA12は、第1抵抗配線611の形状と第2抵抗配線621の形状とが異なっている。本変形例では、一対の第1配線63のそれぞれの先端部分631の幅である寸法W1と一対の第2配線64のそれぞれの先端部分641の幅である寸法W2とが異なっている。また、本変形例では、第1構成材料と第2構成材料とが同じ材料である。第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、第1構成材料と第2構成材料とが同じであり、寸法L1と寸法L2とが同じであり、寸法T1と寸法T2とが同じであるが、寸法W1と寸法W2とが異なっている。したがって、第1抵抗配線611の電気抵抗値と第2抵抗配線621の電気抵抗値とは異なる。本変形例においても、駆動IC71は、第1電圧V1と第2電圧V2との差分電圧ΔVに基づいて温度を検出でき、サーマルプリントヘッドA12は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。
第1変形例および第2変形例から理解されるように、第1抵抗配線611の電気抵抗値と第2抵抗配線621の電気抵抗値とが異なればよいので、第1構成材料と第2構成材料、寸法L1と寸法L2、寸法W1と寸法W2、および寸法T1と寸法T2のいずれかが異なっていればよい。また、第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、2個以上の要素に違いがあってもよい。
<第3変形例>
図16は、第1実施形態の第3変形例に係るサーマルプリントヘッドA13を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図16においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA13は、サーマルプリントヘッドA10と比較して、第1抵抗配線611および第2抵抗配線621の配置位置が異なっている。本変形例では、第1抵抗配線611(第1金属膜61)と第2抵抗配線621(第2金属膜62)とは、互いに平行にx方向に延びており、y方向に並んで配置されている。本変形例においても、サーマルプリントヘッドA13は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。ただし、第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、抵抗体層4から等距離に配置されるのが望ましい。
図16は、第1実施形態の第3変形例に係るサーマルプリントヘッドA13を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図16においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA13は、サーマルプリントヘッドA10と比較して、第1抵抗配線611および第2抵抗配線621の配置位置が異なっている。本変形例では、第1抵抗配線611(第1金属膜61)と第2抵抗配線621(第2金属膜62)とは、互いに平行にx方向に延びており、y方向に並んで配置されている。本変形例においても、サーマルプリントヘッドA13は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。ただし、第1抵抗配線611と第2抵抗配線621とは、抵抗体層4から等距離に配置されるのが望ましい。
<第4変形例>
図17は、第1実施形態の第4変形例に係るサーマルプリントヘッドA14を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図17においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA14は、サーマルプリントヘッドA10と比較して、第1抵抗配線611および第2抵抗配線621の配置位置が異なっている。本変形例では、第1抵抗配線611(第1金属膜61)と第2抵抗配線621(第2金属膜62)とは、ともにx方向に延びており、x方向に並んで配置されている。本変形例においても、サーマルプリントヘッドA14は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。
図17は、第1実施形態の第4変形例に係るサーマルプリントヘッドA14を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図17においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。サーマルプリントヘッドA14は、サーマルプリントヘッドA10と比較して、第1抵抗配線611および第2抵抗配線621の配置位置が異なっている。本変形例では、第1抵抗配線611(第1金属膜61)と第2抵抗配線621(第2金属膜62)とは、ともにx方向に延びており、x方向に並んで配置されている。本変形例においても、サーマルプリントヘッドA14は、サーマルプリントヘッドA10と同様の効果を奏する。
第3変形例および第4変形例から理解されるように、第1抵抗配線611および第2抵抗配線621の互いの位置関係ならびに配置位置は、ある程度自由度がある。温度検出部6は、一対の第1配線63および一対の第2配線64も含めて、電極層3に干渉しないように、かつ、できるだけ抵抗体層4に近い位置に配置するように適宜設計される。
図18~図22は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
<第2実施形態>
図18および図19は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドA20を説明するための図である。図18は、サーマルプリントヘッドA20を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図18においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。図19は、図18のXIX-XIX線に沿う断面図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA20は、温度検出部6が半導体素子65を備えている点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図18および図19は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドA20を説明するための図である。図18は、サーマルプリントヘッドA20を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図18においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。図19は、図18のXIX-XIX線に沿う断面図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA20は、温度検出部6が半導体素子65を備えている点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
本実施形態に係る温度検出部6は、半導体素子65および一対の配線66を備えている。
一対の配線66は、基板1の主面11に形成され、グレーズ層2に接して形成されている。一対の配線66は、本実施形態では、電極層3と同じ第3構成材料(レジネートAu)からなり、電極層3と同じ工程で同時に形成される。なお、一対の配線66の構成材料は電極層3と異なってもよいし、一対の配線66が電極層3と異なる工程で形成されてもよい。一対の配線66は、それぞれが駆動IC71および半導体素子65に導通接続している。一対の配線66は、それぞれワイヤ73を介して、駆動IC71に導通接続している。一対の配線66は、それぞれ、ワイヤ73がボンディングされた側とは反対側の端部に半導体素子65が導通接続されている。
半導体素子65は、半導体基板に形成された拡散抵抗である温度検出層を有する半導体素子である。半導体素子65は、図19に示すように、p型の半導体基板101と、半導体基板101に形成された一対の第1低濃度n型拡散領域102と、一対の第1低濃度n型拡散領域102に各々形成された一対の高濃度n型拡散領域103(コンタクト領域)と、一対の第1低濃度n型拡散領域102に挟まれる形で半導体基板101に形成された第2低濃度n型拡散領域104と、一対の高濃度n型拡散領域103に接して各々形成された一対の電極105と、を備えている。一対の第1低濃度n型拡散領域102、一対の高濃度n型拡散領域103、および第2低濃度n型拡散領域104は、いずれも絶縁層107により被覆されている。半導体素子65では、第2低濃度n型拡散領域104が抵抗成分として利用される温度検出層である。第2低濃度n型拡散領域104は、半導体素子65の抵抗値が温度変化に対して大きく変化するように、その不純物濃度が調整されている。半導体素子65は、基板1の主面11にフリップチップ接合されており、一対の電極105は、それぞれAuバンプ106を介して、一対の配線66にそれぞれ接合されている。
本実施形態によると、サーマルプリントヘッドA20は、半導体素子65を備えている。半導体素子65は、抵抗値が温度変化に対して大きく変化するように不純物濃度が調整された第2低濃度n型拡散領域104を、温度検出層として有する。半導体素子65は、電極105がAuバンプ106を介して配線66に接合されて、基板1の主面11にフリップチップ接合されている。したがって、半導体素子65と配線66とは、ボンディングワイヤまたははんだによって導通接続された場合と比較して、導通接続に問題が生じにくい。
また、本実施形態によると、半導体素子65は、半導体基板101に拡散領域を形成したものなので、チップ型のサーミスタ素子と比較すると、厚さ寸法(z方向の寸法)を小さくできる。したがって、温度検出部6は、抵抗体層4に近い位置に配置された場合でも、印刷媒体82に接触することが抑制される。
<第3実施形態>
図20~図22は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドA30を説明するための図である。図20は、サーマルプリントヘッドA30を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図20においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。図21は、図20のXXI-XXI線に沿う断面図である。図22は、図20のXXII-XXII線に沿う断面図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA30は、基板1が半導体基板であり、温度検出部6の一部が基板1(半導体基板)に形成されている点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~2実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図20~図22は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドA30を説明するための図である。図20は、サーマルプリントヘッドA30を示す拡大平面図であり、図3に対応する図である。図20においては、理解の便宜上、保護層5を省略している。図21は、図20のXXI-XXI線に沿う断面図である。図22は、図20のXXII-XXII線に沿う断面図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA30は、基板1が半導体基板であり、温度検出部6の一部が基板1(半導体基板)に形成されている点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~2実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
本実施形態において、基板1は半導体基板である。基板1は、たとえばSiなどの単結晶半導体からなり、図21に示すように、主面11からz方向に突出しx方向に延びる凸部13を備えている。凸部13は、たとえば異方性エッチングにより形成されている。基板1の主面11には、グレーズ層2の代わりに、絶縁層19が形成されている。絶縁層19は、たとえばSiO2またはSiN(窒化ケイ素)などの絶縁性材料からなる。なお、基板1の構成および形成方法は限定されない。
本実施形態に係る温度検出部6は、図20および図22に示すように、基板1に形成された拡散部67および一対の配線68を備えている。
拡散部67は、基板1(半導体基板)に形成された拡散抵抗である温度検出層を有する。拡散部67は、図22に示すように、基板1に形成された一対の第1低濃度n型拡散領域102と、一対の第1低濃度n型拡散領域102に各々形成された一対の高濃度n型拡散領域103(コンタクト領域)と、一対の第1低濃度n型拡散領域102に挟まれる形で基板1に形成された第2低濃度n型拡散領域104と、一対の高濃度n型拡散領域103に接して各々形成された一対の電極105と、を備えている。一対の第1低濃度n型拡散領域102、一対の高濃度n型拡散領域103、および第2低濃度n型拡散領域104は、いずれも絶縁層19により被覆されている。拡散部67では、第2低濃度n型拡散領域104が抵抗成分として利用される温度検出層である。第2低濃度n型拡散領域104は、抵抗値が温度変化に対して大きく変化するように、その不純物濃度が調整されている。
一対の配線68は、基板1の主面11に形成され、絶縁層19に接して形成されている。一対の配線68は、本実施形態では、電極層3と同じ第3構成材料(レジネートAu)からなり、電極層3と同じ工程で同時に形成される。なお、一対の配線68の構成材料は電極層3と異なってもよいし、一対の配線68が電極層3と異なる工程で形成されてもよい。一対の配線68は、それぞれが駆動IC71および拡散部67に導通接続している。一対の配線68は、それぞれワイヤ73を介して、駆動IC71に導通接続している。一対の配線68は、それぞれ、ワイヤ73がボンディングされた側とは反対側の端部が、拡散部67の一対の電極105のいずれかに接して覆うように形成されている。
本実施形態によると、サーマルプリントヘッドA30は、拡散部67を備えている。拡散部67は、抵抗値が温度変化に対して大きく変化するように不純物濃度が調整された第2低濃度n型拡散領域104を、温度検出層として有する。拡散部67は、一対の電極105がそれぞれ一対の配線68のいずれかに接して覆われて、導通接続している。したがって、拡散部67と配線68とは、ボンディングワイヤまたははんだによって導通接続された場合と比較して、導通接続に問題が生じにくい。
また、本実施形態によると、拡散部67は、基板1に拡散領域を形成したものである。また、一対の配線68は、金属膜であり、チップ型のサーミスタ素子と比較すると、厚さ寸法(z方向の寸法)が圧倒的に小さい。したがって、温度検出部6は、抵抗体層4に近い位置に配置された場合でも、印刷媒体82に接触することが抑制される。
本開示に係るサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成、および、本開示に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。
〔付記1〕
複数の発熱部(41)と、
前記複数の発熱部が配置された基板主面(11)を有する基板(1)と、
前記基板主面に形成されて前記複数の発熱部に導通する電極層(3)と、
前記基板主面に配置された温度検出部(6)と、
を備え、
前記温度検出部は、
前記基板主面に形成された第1金属膜(61)の一部である第1抵抗配線(611)と、
前記基板主面に形成され、かつ、前記第1金属膜に導通しない第2金属膜(62)の一部であり、かつ、前記第1抵抗配線とは電気抵抗値が異なる第2抵抗配線(621)と、
を備え、
前記第1金属膜の第1構成材料および前記第2金属膜の第2構成材料は、前記電極層の第3構成材料より、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい、
サーマルプリントヘッド。
〔付記2〕
前記複数の発熱部の導通を制御する駆動IC(71)をさらに備え、
前記駆動ICは、前記第1抵抗配線および前記第2抵抗配線に電流を流し、前記第1抵抗配線に発生した第1電圧と前記第2抵抗配線に発生した第2電圧との差分電圧に基づいて温度を検出する、
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3〕
前記温度検出部は、前記駆動ICに導通する一対の第1配線(63)および一対の第2配線(64)をさらに備え、
前記第1金属膜は、前記一対の第1配線のそれぞれの先端部分(631)に重なるように形成され、
前記第2金属膜は、前記一対の第2配線のそれぞれの先端部分(641)に重なるように形成されている、
付記2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4〕
前記第1構成材料と前記第2構成材料とが異なる、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5、第1変形例、図14〕
前記一対の第1配線のそれぞれの先端間の距離(L1)と前記一対の第2配線のそれぞれの先端間の距離(L2)とが異なる、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6、第2変形例、図15〕
前記一対の第1配線の各先端部分の第1幅寸法(W1)と、前記一対の第2配線の各先端部分の第2幅寸法(W2)とが異なる、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7〕
前記第1金属膜と前記第2金属膜とは隣り合って配置されている、
付記1ないし6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8〕
前記第1金属膜と前記第2金属膜の配置方向は、前記複数の発熱部の配列方向である、
付記1ないし7のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9〕
前記第1抵抗配線および前記第2抵抗配線は、前記複数の発熱部の配列方向に直交する方向に延びている、
付記1ないし7のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10、図8〕
基板に一対の第1配線および一対の第2配線を形成する工程(S30)と、
前記一対の第1配線のそれぞれの先端部分に重なるように第1金属膜を形成する工程(S40)と、
前記一対の第2配線のそれぞれの先端部分に重なるように第2金属膜を形成する工程(S40)と、
を備える、
サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記11〕
前記第1金属膜および前記第2金属膜は、それそれの構成材料のペーストをディスペンサーで配置して焼成することで形成される、
付記10に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記12、第2,3実施形態〕
複数の発熱部と、
前記複数の発熱部が配置された基板主面を有する基板と、
温度検出部と、
を備え、
前記温度検出部は、半導体材料に形成された温度検出層(104)を備えている、
サーマルプリントヘッド。
〔付記13、第2実施形態、図18-19〕
前記温度検出部は、前記温度検出層が形成された半導体基板(101)を有する半導体素子(65)を備え、
前記半導体素子は、前記基板主面にフリップチップ接合されている、
付記12に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記14、第3実施形態、図20-22〕
前記基板は半導体基板であり、
前記温度検出層は、前記半導体基板に形成されている、
付記12に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記15〕
前記温度検出層は抵抗体層である、
付記12ないし14のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
複数の発熱部(41)と、
前記複数の発熱部が配置された基板主面(11)を有する基板(1)と、
前記基板主面に形成されて前記複数の発熱部に導通する電極層(3)と、
前記基板主面に配置された温度検出部(6)と、
を備え、
前記温度検出部は、
前記基板主面に形成された第1金属膜(61)の一部である第1抵抗配線(611)と、
前記基板主面に形成され、かつ、前記第1金属膜に導通しない第2金属膜(62)の一部であり、かつ、前記第1抵抗配線とは電気抵抗値が異なる第2抵抗配線(621)と、
を備え、
前記第1金属膜の第1構成材料および前記第2金属膜の第2構成材料は、前記電極層の第3構成材料より、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい、
サーマルプリントヘッド。
〔付記2〕
前記複数の発熱部の導通を制御する駆動IC(71)をさらに備え、
前記駆動ICは、前記第1抵抗配線および前記第2抵抗配線に電流を流し、前記第1抵抗配線に発生した第1電圧と前記第2抵抗配線に発生した第2電圧との差分電圧に基づいて温度を検出する、
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3〕
前記温度検出部は、前記駆動ICに導通する一対の第1配線(63)および一対の第2配線(64)をさらに備え、
前記第1金属膜は、前記一対の第1配線のそれぞれの先端部分(631)に重なるように形成され、
前記第2金属膜は、前記一対の第2配線のそれぞれの先端部分(641)に重なるように形成されている、
付記2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4〕
前記第1構成材料と前記第2構成材料とが異なる、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5、第1変形例、図14〕
前記一対の第1配線のそれぞれの先端間の距離(L1)と前記一対の第2配線のそれぞれの先端間の距離(L2)とが異なる、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6、第2変形例、図15〕
前記一対の第1配線の各先端部分の第1幅寸法(W1)と、前記一対の第2配線の各先端部分の第2幅寸法(W2)とが異なる、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7〕
前記第1金属膜と前記第2金属膜とは隣り合って配置されている、
付記1ないし6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8〕
前記第1金属膜と前記第2金属膜の配置方向は、前記複数の発熱部の配列方向である、
付記1ないし7のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9〕
前記第1抵抗配線および前記第2抵抗配線は、前記複数の発熱部の配列方向に直交する方向に延びている、
付記1ないし7のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10、図8〕
基板に一対の第1配線および一対の第2配線を形成する工程(S30)と、
前記一対の第1配線のそれぞれの先端部分に重なるように第1金属膜を形成する工程(S40)と、
前記一対の第2配線のそれぞれの先端部分に重なるように第2金属膜を形成する工程(S40)と、
を備える、
サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記11〕
前記第1金属膜および前記第2金属膜は、それそれの構成材料のペーストをディスペンサーで配置して焼成することで形成される、
付記10に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記12、第2,3実施形態〕
複数の発熱部と、
前記複数の発熱部が配置された基板主面を有する基板と、
温度検出部と、
を備え、
前記温度検出部は、半導体材料に形成された温度検出層(104)を備えている、
サーマルプリントヘッド。
〔付記13、第2実施形態、図18-19〕
前記温度検出部は、前記温度検出層が形成された半導体基板(101)を有する半導体素子(65)を備え、
前記半導体素子は、前記基板主面にフリップチップ接合されている、
付記12に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記14、第3実施形態、図20-22〕
前記基板は半導体基板であり、
前記温度検出層は、前記半導体基板に形成されている、
付記12に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記15〕
前記温度検出層は抵抗体層である、
付記12ないし14のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
A10,A11,A12,A13,A14,A20,A30:サーマルプリントヘッド
1 :基板
11 :主面
12 :裏面
13 :凸部
19 :絶縁層
2 :グレーズ層
22 :ヒーターグレーズ
23 :平坦層
24 :ダイボンディンググレーズ
3 :電極層
33 :共通電極
34 :共通電極帯状部
35 :連結部
351 :Ag層
36 :個別電極
37 :連結部
371 :平行部
372 :斜行部
38 :個別電極帯状部
39 :ボンディング部
39A :第1ボンディング部
39B :第2ボンディング部
4 :抵抗体層
41 :発熱部
5 :保護層
6 :温度検出部
61 :第1金属膜
611 :第1抵抗配線
62 :第2金属膜
621 :第2抵抗配線
63 :第1配線
631 :先端部分
64 :第2配線
641 :先端部分
65 :半導体素子
66 :配線
67 :拡散部
68 :配線
101 :半導体基板
102 :第1低濃度n型拡散領域
103 :高濃度n型拡散領域
104 :第2低濃度n型拡散領域
105 :電極
106 :Auバンプ
107 :絶縁層
71 :駆動IC
72 :封止樹脂
73 :ワイヤ
74 :コネクタ
75 :放熱部材
81 :プラテンローラ
82 :印刷媒体
1 :基板
11 :主面
12 :裏面
13 :凸部
19 :絶縁層
2 :グレーズ層
22 :ヒーターグレーズ
23 :平坦層
24 :ダイボンディンググレーズ
3 :電極層
33 :共通電極
34 :共通電極帯状部
35 :連結部
351 :Ag層
36 :個別電極
37 :連結部
371 :平行部
372 :斜行部
38 :個別電極帯状部
39 :ボンディング部
39A :第1ボンディング部
39B :第2ボンディング部
4 :抵抗体層
41 :発熱部
5 :保護層
6 :温度検出部
61 :第1金属膜
611 :第1抵抗配線
62 :第2金属膜
621 :第2抵抗配線
63 :第1配線
631 :先端部分
64 :第2配線
641 :先端部分
65 :半導体素子
66 :配線
67 :拡散部
68 :配線
101 :半導体基板
102 :第1低濃度n型拡散領域
103 :高濃度n型拡散領域
104 :第2低濃度n型拡散領域
105 :電極
106 :Auバンプ
107 :絶縁層
71 :駆動IC
72 :封止樹脂
73 :ワイヤ
74 :コネクタ
75 :放熱部材
81 :プラテンローラ
82 :印刷媒体
Claims (15)
- 複数の発熱部と、
前記複数の発熱部が配置された基板主面を有する基板と、
前記基板主面に形成されて前記複数の発熱部に導通する電極層と、
前記基板主面に配置された温度検出部と、
を備え、
前記温度検出部は、
前記基板主面に形成された第1金属膜の一部である第1抵抗配線と、
前記基板主面に形成され、かつ、前記第1金属膜に導通しない第2金属膜の一部であり、かつ、前記第1抵抗配線とは電気抵抗値が異なる第2抵抗配線と、
を備え、
前記第1金属膜の第1構成材料および前記第2金属膜の第2構成材料は、前記電極層の第3構成材料より、温度変化に対する電気抵抗率の変化が大きい、
サーマルプリントヘッド。 - 前記複数の発熱部の導通を制御する駆動ICをさらに備え、
前記駆動ICは、前記第1抵抗配線および前記第2抵抗配線に電流を流し、前記第1抵抗配線に発生した第1電圧と前記第2抵抗配線に発生した第2電圧との差分電圧に基づいて温度を検出する、
請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記温度検出部は、前記駆動ICに導通する一対の第1配線および一対の第2配線をさらに備え、
前記第1金属膜は、前記一対の第1配線のそれぞれの先端部分に重なるように形成され、
前記第2金属膜は、前記一対の第2配線のそれぞれの先端部分に重なるように形成されている、
請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記第1構成材料と前記第2構成材料とが異なる、
請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記一対の第1配線のそれぞれの先端間の距離と前記一対の第2配線のそれぞれの先端間の距離とが異なる、
請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記一対の第1配線の各先端部分の第1幅寸法と、前記一対の第2配線の各先端部分の第2幅寸法とが異なる、
請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記第1金属膜と前記第2金属膜とは隣り合って配置されている、
請求項1ないし6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記第1金属膜と前記第2金属膜の配置方向は、前記複数の発熱部の配列方向である、
請求項1ないし7のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記第1抵抗配線および前記第2抵抗配線は、前記複数の発熱部の配列方向に直交する方向に延びている、
請求項1ないし7のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 - 基板に一対の第1配線および一対の第2配線を形成する工程と、
前記一対の第1配線のそれぞれの先端部分に重なるように第1金属膜を形成する工程と、
前記一対の第2配線のそれぞれの先端部分に重なるように第2金属膜を形成する工程と、
を備える、
サーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記第1金属膜および前記第2金属膜は、それそれの構成材料のペーストをディスペンサーで配置して焼成することで形成される、
請求項10に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 - 複数の発熱部と、
前記複数の発熱部が配置された基板主面を有する基板と、
温度検出部と、
を備え、
前記温度検出部は、半導体材料に形成された温度検出層を備えている、
サーマルプリントヘッド。 - 前記温度検出部は、前記温度検出層が形成された半導体基板を有する半導体素子を備え、
前記半導体素子は、前記基板主面にフリップチップ接合されている、
請求項12に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記基板は半導体基板であり、
前記温度検出層は、前記半導体基板に形成されている、
請求項12に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記温度検出層は抵抗体層である、
請求項12ないし14のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2021180927A JP2023069209A (ja) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | サーマルプリントヘッド、および、サーマルプリントヘッドの製造方法 |
CN202211375956.0A CN116080277A (zh) | 2021-11-05 | 2022-11-04 | 热敏打印头和热敏打印头的制造方法 |
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2021
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