JP3338273B2 - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JP3338273B2 JP3338273B2 JP2989396A JP2989396A JP3338273B2 JP 3338273 B2 JP3338273 B2 JP 3338273B2 JP 2989396 A JP2989396 A JP 2989396A JP 2989396 A JP2989396 A JP 2989396A JP 3338273 B2 JP3338273 B2 JP 3338273B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッドお
よびその製造方法に係り、とくに発熱抵抗体の上面側お
よび下面側に電極を形成するようにしたサーマルヘッド
に関する。
よびその製造方法に係り、とくに発熱抵抗体の上面側お
よび下面側に電極を形成するようにしたサーマルヘッド
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、感熱プリンタ、熱転写プリンタ
等のサーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッド
は、、例えば、複数の発熱抵抗体を絶縁性基板上に直線
的に整列配置し、印字情報に基づいて前記各発熱抵抗体
を選択的に通電加熱させて、感熱プリンタにおいてはサ
ーマル紙といわれる感熱記録紙を発色記録させるか、ま
た、熱転写プリンタにおいては、インクリボンのインク
を溶融して普通紙に転写記録するようになっている。
等のサーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッド
は、、例えば、複数の発熱抵抗体を絶縁性基板上に直線
的に整列配置し、印字情報に基づいて前記各発熱抵抗体
を選択的に通電加熱させて、感熱プリンタにおいてはサ
ーマル紙といわれる感熱記録紙を発色記録させるか、ま
た、熱転写プリンタにおいては、インクリボンのインク
を溶融して普通紙に転写記録するようになっている。
【０００３】図３はこのような従来のサーマルヘッドを
示したものであり、アルミナ等の良熱伝導性の絶縁材料
からなる基板１の上面には、耐熱ガラスやＳｉＯ2等の
熱伝導性の低い材料からなり保温層として機能するグレ
ーズ層２がその一部が上方に突出するように前記基板１
のほぼ全面にわたって積層されており、このグレーズ層
２の前記突出部分の上面には、Ｔａ2Ｎ、Ｔａ−ＳｉＯ2
等の材料からなる複数発熱抵抗体３が、蒸着、スパッタ
リング等により積層後にフォトリソグラフィ技術により
所定パターンにエッチングを行なうことにより直線状に
整列するように形成されている。
示したものであり、アルミナ等の良熱伝導性の絶縁材料
からなる基板１の上面には、耐熱ガラスやＳｉＯ2等の
熱伝導性の低い材料からなり保温層として機能するグレ
ーズ層２がその一部が上方に突出するように前記基板１
のほぼ全面にわたって積層されており、このグレーズ層
２の前記突出部分の上面には、Ｔａ2Ｎ、Ｔａ−ＳｉＯ2
等の材料からなる複数発熱抵抗体３が、蒸着、スパッタ
リング等により積層後にフォトリソグラフィ技術により
所定パターンにエッチングを行なうことにより直線状に
整列するように形成されている。
【０００４】また前記各発熱抵抗体３の両側の上面に
は、各発熱抵抗体３に対してそれぞれ個別に接続される
個別電極４ａおよび前記各発熱抵抗体３の全てに接続さ
れる共通電極４ｂがそれぞれ形成されており、これら各
電極４ａ，４ｂは、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の軟質金
属からなり、蒸着、スパッタリング等により積層された
後にフォトリソグラフィ技術によりエッチングを行なう
ことにより所望の形状パターンに形成されている。そし
て、前記各発熱抵抗体３は、前記共通電極４ｂおよび個
別電極４ａの間に、最小印字単位たる１ドットに相当分
の発熱部３ａを露出するようにして各個独立に形成され
るようになっている。
は、各発熱抵抗体３に対してそれぞれ個別に接続される
個別電極４ａおよび前記各発熱抵抗体３の全てに接続さ
れる共通電極４ｂがそれぞれ形成されており、これら各
電極４ａ，４ｂは、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の軟質金
属からなり、蒸着、スパッタリング等により積層された
後にフォトリソグラフィ技術によりエッチングを行なう
ことにより所望の形状パターンに形成されている。そし
て、前記各発熱抵抗体３は、前記共通電極４ｂおよび個
別電極４ａの間に、最小印字単位たる１ドットに相当分
の発熱部３ａを露出するようにして各個独立に形成され
るようになっている。
【０００５】さらに、前記基板１、グレーズ層２、各発
熱抵抗体３および各電極４ａ，４ｂの上面には、各発熱
抵抗体３および各電極電極４ａ、４ｂを保護する保護層
５が積層されており、この保護層５は、発熱抵抗体３を
酸化による劣化から保護するＳｉＯ2 等からなる耐酸化
層６と、この耐酸化層６上に積層され、感熱記録紙また
はインクリボン等の感熱記録部材との接触による摩耗か
ら各発熱抵抗体３および各電極４ａ，４ｂを保護するＴ
ａ2Ｏ5等からなる耐摩耗層７とから構成されている。こ
の保護層５は、前記各電極４ａ，４ｂの端子部以外の表
面のすべてを被覆するようになされており、この保護層
５の耐酸化層６および耐摩耗層７はスパッタリング等の
手段により順次形成されるものである。
熱抵抗体３および各電極４ａ，４ｂの上面には、各発熱
抵抗体３および各電極電極４ａ、４ｂを保護する保護層
５が積層されており、この保護層５は、発熱抵抗体３を
酸化による劣化から保護するＳｉＯ2 等からなる耐酸化
層６と、この耐酸化層６上に積層され、感熱記録紙また
はインクリボン等の感熱記録部材との接触による摩耗か
ら各発熱抵抗体３および各電極４ａ，４ｂを保護するＴ
ａ2Ｏ5等からなる耐摩耗層７とから構成されている。こ
の保護層５は、前記各電極４ａ，４ｂの端子部以外の表
面のすべてを被覆するようになされており、この保護層
５の耐酸化層６および耐摩耗層７はスパッタリング等の
手段により順次形成されるものである。
【０００６】このような従来のサーマルヘッドにおいて
は、所定の印字情報に基づいて前記個別電極４ａに選択
的に通電することにより、対応する発熱抵抗体３の発熱
部を発熱させ、感熱記録紙に発色記録させるか、また
は、インクリボンのインクを溶融転写記録させて所望の
印字を行なうようになっている。
は、所定の印字情報に基づいて前記個別電極４ａに選択
的に通電することにより、対応する発熱抵抗体３の発熱
部を発熱させ、感熱記録紙に発色記録させるか、また
は、インクリボンのインクを溶融転写記録させて所望の
印字を行なうようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のサ
ーマルヘッドにおいては、グレーズ層２の突出部分の両
側部分に、各電極４ａ、４ｂの先端部を形成するように
しているので、この電極４ａ、４ｂの先端部に段差が形
成されてしまい、この段差により、前記各電極４ａ、４
ｂをフォトリソグラフィ技術によりエッチングする際
に、フォトレジストの厚みのばらつきが著しく大きくな
り、しかも前記段差によりマスクとの間に間隙が発生し
て露出精度が低下することから、高精度にパターンを形
成できず、ショートエッチングやオーバーエッチング等
が生じ、抵抗値のばらつきが多発するという問題があっ
た。
ーマルヘッドにおいては、グレーズ層２の突出部分の両
側部分に、各電極４ａ、４ｂの先端部を形成するように
しているので、この電極４ａ、４ｂの先端部に段差が形
成されてしまい、この段差により、前記各電極４ａ、４
ｂをフォトリソグラフィ技術によりエッチングする際
に、フォトレジストの厚みのばらつきが著しく大きくな
り、しかも前記段差によりマスクとの間に間隙が発生し
て露出精度が低下することから、高精度にパターンを形
成できず、ショートエッチングやオーバーエッチング等
が生じ、抵抗値のばらつきが多発するという問題があっ
た。
【０００８】このような問題を解決するため、出願人等
は、各電極をそれぞれ２層に形成し、例えば、Ｍｏ等の
高融点金属材料からなる下層の下部個別電極および下部
共通電極を発熱抵抗体の下面側に形成するとともに、例
えば、Ａｌ等の材料からなる上層の上部個別電極および
上部共通電極を発熱抵抗体の上面側であってグレーズ層
の突出部の頂部から後退した部位に形成することにより
前記発熱部と両側の電極との段差を小さくするようにし
てなるサーマルヘッドを開発した。
は、各電極をそれぞれ２層に形成し、例えば、Ｍｏ等の
高融点金属材料からなる下層の下部個別電極および下部
共通電極を発熱抵抗体の下面側に形成するとともに、例
えば、Ａｌ等の材料からなる上層の上部個別電極および
上部共通電極を発熱抵抗体の上面側であってグレーズ層
の突出部の頂部から後退した部位に形成することにより
前記発熱部と両側の電極との段差を小さくするようにし
てなるサーマルヘッドを開発した。
【０００９】このようなサーマルヘッドによれば発熱抵
抗体の発熱部と両側の電極との段差を小さく形成するこ
とができるので、フォトレジストの厚みのばらつきを著
しく低減させることができ、ショートエッチングやオー
バーエッチング等の発生を防止して抵抗値のばらつきを
防ぐことができるものである。
抗体の発熱部と両側の電極との段差を小さく形成するこ
とができるので、フォトレジストの厚みのばらつきを著
しく低減させることができ、ショートエッチングやオー
バーエッチング等の発生を防止して抵抗値のばらつきを
防ぐことができるものである。
【００１０】しかし、前記サーマルヘッドにおいては、
前記グレーズ層の上面に、Ｔａ−ＳｉＯ2等の材料から
なる発熱抵抗体の発熱部が形成されるとともに、この発
熱部両側にＭｏ等の材料からなる下部電極が形成される
ものであり、この下部電極に使用される高融点金属材料
は、一般的に応力が大きくなりやすく、また酸化膜に対
する密着性の悪いものが多い。従って下部電極とグレー
ズ層との密着が著しく低下してしまい、下部電極の剥離
を招き、ヘッド品質の低下を招いてしまうという問題を
有している。
前記グレーズ層の上面に、Ｔａ−ＳｉＯ2等の材料から
なる発熱抵抗体の発熱部が形成されるとともに、この発
熱部両側にＭｏ等の材料からなる下部電極が形成される
ものであり、この下部電極に使用される高融点金属材料
は、一般的に応力が大きくなりやすく、また酸化膜に対
する密着性の悪いものが多い。従って下部電極とグレー
ズ層との密着が著しく低下してしまい、下部電極の剥離
を招き、ヘッド品質の低下を招いてしまうという問題を
有している。
【００１１】また、下部電極をパターンニングするため
のレジスト塗布工程において、下部電極を形成した後、
長時間放置すると、下部電極材料の表面が酸化してしま
い、この表面酸化が生じた状態でレジストを塗布しよう
とすると、下部電極に対してレジストが良好に密着しな
くなり、パターン形成不良が発生しやすいという問題を
有しており、さらに、下部電極に表面酸化膜が残ったま
まで発熱抵抗体を形成すると、この発熱抵抗体と下部電
極との密着性も悪化し、下部電極と発熱抵抗体との剥離
を招いてしまうという問題をも有している。
のレジスト塗布工程において、下部電極を形成した後、
長時間放置すると、下部電極材料の表面が酸化してしま
い、この表面酸化が生じた状態でレジストを塗布しよう
とすると、下部電極に対してレジストが良好に密着しな
くなり、パターン形成不良が発生しやすいという問題を
有しており、さらに、下部電極に表面酸化膜が残ったま
まで発熱抵抗体を形成すると、この発熱抵抗体と下部電
極との密着性も悪化し、下部電極と発熱抵抗体との剥離
を招いてしまうという問題をも有している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明に係わるサーマルヘッドは、
良熱伝導性基板と、該良導電性基板上に形成された熱絶
縁層と、この熱絶縁層上に形成された高融点金属材料か
らなり下部個別電極と下部共通電極とからなる下部電極
と、該下部電極および前記熱絶縁層上に形成された複数
の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体上に位置し前記下部電極
と接続された上部個別電極と上部共通電極とからなる上
部電極と、前記良熱導電性基板、前記熱絶縁層、各発熱
抵抗体および各電極の上面に積層された保護層とにより
構成されたサーマルヘッドであって、前記熱絶縁層と前
記下部電極との間に前記熱絶縁層と前記下部電極との密
着性を高めるための第１の接着層と、前記下部電極と前
記発熱抵抗体との間に前記下部電極と前記発熱抵抗体と
の密着性を高めるための第２の接着層とを形成したこと
を特徴とするものである。また、請求項２に記載の発明
は、前記第１、相２の接着層を前記発熱抵抗体と同様の
材料により形成したことを特徴とするものであり、請求
項３に記載の発明は、前記熱絶縁層上に耐エッチング層
を形成したことを特徴とするものである。
め、請求項１に記載の発明に係わるサーマルヘッドは、
良熱伝導性基板と、該良導電性基板上に形成された熱絶
縁層と、この熱絶縁層上に形成された高融点金属材料か
らなり下部個別電極と下部共通電極とからなる下部電極
と、該下部電極および前記熱絶縁層上に形成された複数
の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体上に位置し前記下部電極
と接続された上部個別電極と上部共通電極とからなる上
部電極と、前記良熱導電性基板、前記熱絶縁層、各発熱
抵抗体および各電極の上面に積層された保護層とにより
構成されたサーマルヘッドであって、前記熱絶縁層と前
記下部電極との間に前記熱絶縁層と前記下部電極との密
着性を高めるための第１の接着層と、前記下部電極と前
記発熱抵抗体との間に前記下部電極と前記発熱抵抗体と
の密着性を高めるための第２の接着層とを形成したこと
を特徴とするものである。また、請求項２に記載の発明
は、前記第１、相２の接着層を前記発熱抵抗体と同様の
材料により形成したことを特徴とするものであり、請求
項３に記載の発明は、前記熱絶縁層上に耐エッチング層
を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】本発明に係るサーマルヘッドによれば、熱
絶縁層と下部電極との間に熱絶縁層と下部電極との密着
性の良い材料からなる第１の接着層を形成するようにし
ているので、熱絶縁層と下部電極との密着性を高めるこ
とができる。
絶縁層と下部電極との間に熱絶縁層と下部電極との密着
性の良い材料からなる第１の接着層を形成するようにし
ているので、熱絶縁層と下部電極との密着性を高めるこ
とができる。
【００１４】また、下部電極の上部にも第２の接着層を
形成することにより、フォトプロセス中での下部電極の
表面酸化を防止することができ、パターン形成時におけ
るレジスト剥離を防止することができ、しかも、接着層
は発熱抵抗体と同種の材料からなるため、発熱抵抗体と
の密着性をも著しく高めることができるものである。
形成することにより、フォトプロセス中での下部電極の
表面酸化を防止することができ、パターン形成時におけ
るレジスト剥離を防止することができ、しかも、接着層
は発熱抵抗体と同種の材料からなるため、発熱抵抗体と
の密着性をも著しく高めることができるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
および図２を参照して説明する。
および図２を参照して説明する。
【００１６】図１は本発明に係るサーマルヘッドの実施
の一形態を示したもので、単結晶Ｓｉを部分的に凸があ
るように加工した良熱伝導性基板１に、Ｔａ−Ｓｉを主
成分とする熱絶縁層２が積層されており、この熱絶縁層
２の突出部分の上面にはＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ等の高融
点金属材料からなり各発熱抵抗体の形成位置に形成され
る下部個別電極８ａと下部共通電極８ｂとからなる下部
電極８が形成されている。
の一形態を示したもので、単結晶Ｓｉを部分的に凸があ
るように加工した良熱伝導性基板１に、Ｔａ−Ｓｉを主
成分とする熱絶縁層２が積層されており、この熱絶縁層
２の突出部分の上面にはＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ等の高融
点金属材料からなり各発熱抵抗体の形成位置に形成され
る下部個別電極８ａと下部共通電極８ｂとからなる下部
電極８が形成されている。
【００１７】なお、下部電極８は、Ｔａ−Ｍｏ、Ｔａ−
Ｗ、Ｔｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎｂ、またＴａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、
Ｗ−Ｎ、Ｎｂ−ＮのようなＮ添加合金、あるいは、Ｔａ
−Ｓｉ、Ｔｉ−Ｓｉ、Ｗ−Ｓｉ、Ｎｂ−Ｓｉのようなシ
リサイド合金等の合金により形成してもよい。
Ｗ、Ｔｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎｂ、またＴａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、
Ｗ−Ｎ、Ｎｂ−ＮのようなＮ添加合金、あるいは、Ｔａ
−Ｓｉ、Ｔｉ−Ｓｉ、Ｗ−Ｓｉ、Ｎｂ−Ｓｉのようなシ
リサイド合金等の合金により形成してもよい。
【００１８】また、熱絶縁層２と下部電極８との間に
は、例えばＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−Ｓｉ
Ｏ2のような抵抗体材料やＳｉＯ2等の材料からなる第１
の接着層である接着層１０が形成されており、この接着
層１０の厚さ寸法は、厚さ寸法が厚すぎるとエッチング
むらやドット部からリボン等への熱伝達効率が悪くな
り、また、前記厚さ寸法が薄すぎると接着効果がないこ
とから２〜２０ｎｍ程度に形成されるようにされ、好ま
しくは、１５ｎｍ程度の厚さに形成される。そしてこの
接着層１０により、下部電極８と熱絶縁層２との密着性
を著しく高めるようにされている。
は、例えばＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−Ｓｉ
Ｏ2のような抵抗体材料やＳｉＯ2等の材料からなる第１
の接着層である接着層１０が形成されており、この接着
層１０の厚さ寸法は、厚さ寸法が厚すぎるとエッチング
むらやドット部からリボン等への熱伝達効率が悪くな
り、また、前記厚さ寸法が薄すぎると接着効果がないこ
とから２〜２０ｎｍ程度に形成されるようにされ、好ま
しくは、１５ｎｍ程度の厚さに形成される。そしてこの
接着層１０により、下部電極８と熱絶縁層２との密着性
を著しく高めるようにされている。
【００１９】また、熱絶縁層２上には、下部電極８、接
着層１０をＣＦ4系のガスでドライエッチングするとき
に熱絶縁層２のダメージを防止するために、アルミナ等
からなる耐エッチング層１２を形成している。
着層１０をＣＦ4系のガスでドライエッチングするとき
に熱絶縁層２のダメージを防止するために、アルミナ等
からなる耐エッチング層１２を形成している。
【００２０】また、下部電極８の上面にはＴａ−ＳｉＯ
2等の材料からなる複数の発熱抵抗体３が直線状に整列
するように形成されており、発熱抵抗体３の上面であっ
て下部電極８と発熱抵抗体３との境界部から離隔する位
置には、Ａｌ等の材料からなり各発熱抵抗体３に対して
それぞれ個別に接続される上部個別電極９ａと、各発熱
抵抗体３の全てに接続される上部共通電極９ｂとからな
る上部電極９がそれぞれ形成されている。さらに良熱伝
導性基板１、熱絶縁層２、各発熱抵抗体３および各電極
８、９の上面には各発熱抵抗体３および各電極８、９を
保護する保護層５が積層されている。
2等の材料からなる複数の発熱抵抗体３が直線状に整列
するように形成されており、発熱抵抗体３の上面であっ
て下部電極８と発熱抵抗体３との境界部から離隔する位
置には、Ａｌ等の材料からなり各発熱抵抗体３に対して
それぞれ個別に接続される上部個別電極９ａと、各発熱
抵抗体３の全てに接続される上部共通電極９ｂとからな
る上部電極９がそれぞれ形成されている。さらに良熱伝
導性基板１、熱絶縁層２、各発熱抵抗体３および各電極
８、９の上面には各発熱抵抗体３および各電極８、９を
保護する保護層５が積層されている。
【００２１】なお、耐エッチング層１２は必要に応じて
省略することも可能である。
省略することも可能である。
【００２２】次に、本実施形態の作用について説明す
る。
る。
【００２３】本実施形態において、前記構成のサーマル
ヘッドを製造する場合、まず、熱絶縁層２の上面に耐エ
ッチング層１２としてＡｌ2Ｏ3等の材料を蒸着、スパッ
タリング等で成膜し、その上に接着層１０としてＴａ−
ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−ＳｉＯ2等の材料を蒸
着、スパッタリング等により成膜した後、この接着層１
０の上面に、下部電極８としてＭｏ等の高融点金属材料
を蒸着した後、発熱抵抗体３をスパッタリング等の手段
により成膜し、その後、フォトリソグラフィ技術によ
り、発熱部が整列するパターンとなるようにエッチング
をおこなう。この時、発熱抵抗体３を接着層１０の形成
材料と同様の材料であるＴａ−ＳｉＯ2により形成する
ようにすれば、スパッタリングのターゲットを変更する
必要がなくなり、効率よく発熱抵抗体３の成膜を行なう
ことができる。
ヘッドを製造する場合、まず、熱絶縁層２の上面に耐エ
ッチング層１２としてＡｌ2Ｏ3等の材料を蒸着、スパッ
タリング等で成膜し、その上に接着層１０としてＴａ−
ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−ＳｉＯ2等の材料を蒸
着、スパッタリング等により成膜した後、この接着層１
０の上面に、下部電極８としてＭｏ等の高融点金属材料
を蒸着した後、発熱抵抗体３をスパッタリング等の手段
により成膜し、その後、フォトリソグラフィ技術によ
り、発熱部が整列するパターンとなるようにエッチング
をおこなう。この時、発熱抵抗体３を接着層１０の形成
材料と同様の材料であるＴａ−ＳｉＯ2により形成する
ようにすれば、スパッタリングのターゲットを変更する
必要がなくなり、効率よく発熱抵抗体３の成膜を行なう
ことができる。
【００２４】そして、Ａｌ等からなる上部電極９を発熱
抵抗体３上に成膜した後、フォトリソ技術により、所定
パターンにエッチングを行ない、下部電極８と発熱抵抗
体３との境界部から外側に離れた位置に上部電極９を形
成する。その後、良熱伝導性基板１、熱絶縁層２、各発
熱体３および各電極８、９の上面に保護層５を積層形成
するものである。
抵抗体３上に成膜した後、フォトリソ技術により、所定
パターンにエッチングを行ない、下部電極８と発熱抵抗
体３との境界部から外側に離れた位置に上部電極９を形
成する。その後、良熱伝導性基板１、熱絶縁層２、各発
熱体３および各電極８、９の上面に保護層５を積層形成
するものである。
【００２５】本実施形態においては、下部電極８を熱絶
縁層２上に接着層１０を介して形成するようにしてお
り、この接着層１０の形成材料と発熱抵抗体３の形成材
料との膜応力が近似することになるため、接着層１０と
発熱抵抗体３との応力バランスをとることができるの
で、熱絶縁層２に対する下部電極８の密着性を著しくた
かめることができ、また、下部電極８の剥離を確実に防
止することができ、ヘッドの品質向上につながる。
縁層２上に接着層１０を介して形成するようにしてお
り、この接着層１０の形成材料と発熱抵抗体３の形成材
料との膜応力が近似することになるため、接着層１０と
発熱抵抗体３との応力バランスをとることができるの
で、熱絶縁層２に対する下部電極８の密着性を著しくた
かめることができ、また、下部電極８の剥離を確実に防
止することができ、ヘッドの品質向上につながる。
【００２６】また、図２は本発明の他の実施の形態を示
したもので、本実施形態においても前述した実施形態と
同様に、単結晶Ｓｉを部分的に凸があるように加工した
良熱伝導性基板１に、Ｔａ−Ｓｉを主成分とする熱絶縁
層２が積層されており、この熱絶縁層２の突出部分の上
面にはＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ等の高融点金属材料からな
り各発熱抵抗体３の形成位置に形成される下部個別電極
８ａと下部共通電極８ｂとからなる下部電極８が形成さ
れており、熱絶縁層２と下部電極８との間には、例えば
Ｔａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−ＳｉＯ2やＳｉ
Ｏ2等の材料からなる接着層１０が形成されている。さ
らに本実施形態においては、下部電極８と発熱抵抗体３
との間にも例えばＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ
−ＳｉＯ2の材料からなる第２の接着層である接着層１
１が形成されており、これら接着層１０、１１は、前述
と同様に厚さ寸法が厚すぎるとエッチングむらやドット
部からリボン等への熱伝達効率が悪くなり、また、前記
厚さ寸法が薄すぎると接着効果がないことから２〜２０
ｎｍ程度に形成されるようにされ、好ましくは、１５ｎ
ｍ程度の厚さに形成される。そしてこれら接着層１０、
１１により、下部電極８と熱絶縁層２との密着性および
下部電極８と発熱抵抗体３との密着性を著しく高めるよ
うにされている。
したもので、本実施形態においても前述した実施形態と
同様に、単結晶Ｓｉを部分的に凸があるように加工した
良熱伝導性基板１に、Ｔａ−Ｓｉを主成分とする熱絶縁
層２が積層されており、この熱絶縁層２の突出部分の上
面にはＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ等の高融点金属材料からな
り各発熱抵抗体３の形成位置に形成される下部個別電極
８ａと下部共通電極８ｂとからなる下部電極８が形成さ
れており、熱絶縁層２と下部電極８との間には、例えば
Ｔａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−ＳｉＯ2やＳｉ
Ｏ2等の材料からなる接着層１０が形成されている。さ
らに本実施形態においては、下部電極８と発熱抵抗体３
との間にも例えばＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ
−ＳｉＯ2の材料からなる第２の接着層である接着層１
１が形成されており、これら接着層１０、１１は、前述
と同様に厚さ寸法が厚すぎるとエッチングむらやドット
部からリボン等への熱伝達効率が悪くなり、また、前記
厚さ寸法が薄すぎると接着効果がないことから２〜２０
ｎｍ程度に形成されるようにされ、好ましくは、１５ｎ
ｍ程度の厚さに形成される。そしてこれら接着層１０、
１１により、下部電極８と熱絶縁層２との密着性および
下部電極８と発熱抵抗体３との密着性を著しく高めるよ
うにされている。
【００２７】次に本実施形態の作用について説明する。
【００２８】本実施形態において前記構成のサーマルヘ
ッドを製造する場合、まず、熱絶縁層２の上面に耐エッ
チング層１２としてＡｌ2Ｏ3等の材料を蒸着、スパッタ
リング等で成膜し、その上に第１の接着層である接着層
１０としてＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−Ｓｉ
Ｏ2等の材料を蒸着、スパッタリング等により成膜した
後、この接着層１０の上面に、下部電極８としてＭｏ等
の高融点金属材料を蒸着、スパッタリング等の手段によ
り成膜し、さらに下部電極８の上面に第２の接着層であ
る接着層１１としてＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃ
ｒ−ＳｉＯ2等の材料を蒸着、スパッタリング等により
成膜する。その後、フォトリソグラフィ技術により、接
着層１０、下部電極８、接着層１１を発熱抵抗体３の発
熱領域の電極間距離を規定するパターンとなるようにエ
ッチングをおこなう。この時接着層１０、１１をＴａ−
ＳｉＯ2により形成するとともに、下部電極８をＭｏで
形成するといずれの材料もＣＦ4系のガスでエッチング
することができるため一度のレジスト形成で接着層１
０、１１および下部電極８を同時にエッチングすること
が可能である。また耐エッチング層１２により熱絶縁層
２にダメージを与えることなくエッチング処理できる。
ッドを製造する場合、まず、熱絶縁層２の上面に耐エッ
チング層１２としてＡｌ2Ｏ3等の材料を蒸着、スパッタ
リング等で成膜し、その上に第１の接着層である接着層
１０としてＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃｒ−Ｓｉ
Ｏ2等の材料を蒸着、スパッタリング等により成膜した
後、この接着層１０の上面に、下部電極８としてＭｏ等
の高融点金属材料を蒸着、スパッタリング等の手段によ
り成膜し、さらに下部電極８の上面に第２の接着層であ
る接着層１１としてＴａ−ＳｉＯ2、Ｎｂ−ＳｉＯ2、Ｃ
ｒ−ＳｉＯ2等の材料を蒸着、スパッタリング等により
成膜する。その後、フォトリソグラフィ技術により、接
着層１０、下部電極８、接着層１１を発熱抵抗体３の発
熱領域の電極間距離を規定するパターンとなるようにエ
ッチングをおこなう。この時接着層１０、１１をＴａ−
ＳｉＯ2により形成するとともに、下部電極８をＭｏで
形成するといずれの材料もＣＦ4系のガスでエッチング
することができるため一度のレジスト形成で接着層１
０、１１および下部電極８を同時にエッチングすること
が可能である。また耐エッチング層１２により熱絶縁層
２にダメージを与えることなくエッチング処理できる。
【００２９】次に、各接着層１０、１１を含む下部電極
８を覆うようにＴａ−ＳｉＯ2等の発熱抵抗体３を蒸
着、スパッタリング等で成膜した後、フォトリソグラフ
ィ技術により、発熱部が整列するパターンとなるように
エッチングを行なう。このとき各接着層１０、１１と同
様の材料であるＴａ−ＳｉＯ2により発熱抵抗体３を形
成するようにすれば、スパッタリングのターゲットを変
更する必要がなくなり、効率よく発熱抵抗体３の成膜を
行なうことができる。
８を覆うようにＴａ−ＳｉＯ2等の発熱抵抗体３を蒸
着、スパッタリング等で成膜した後、フォトリソグラフ
ィ技術により、発熱部が整列するパターンとなるように
エッチングを行なう。このとき各接着層１０、１１と同
様の材料であるＴａ−ＳｉＯ2により発熱抵抗体３を形
成するようにすれば、スパッタリングのターゲットを変
更する必要がなくなり、効率よく発熱抵抗体３の成膜を
行なうことができる。
【００３０】そして、Ａｌ等からなる上部電極９を発熱
抵抗体３上に成膜した後、フォトリソ技術により、所定
パターンにエッチングを行ない、下部電極８と発熱抵抗
体３との境界部から外側に離れた位置に上部電極９を形
成する。その後、良熱伝導性基板１、熱絶縁層２、各発
熱体３および各電極８、９の上面に保護層５を積層形成
するものである。
抵抗体３上に成膜した後、フォトリソ技術により、所定
パターンにエッチングを行ない、下部電極８と発熱抵抗
体３との境界部から外側に離れた位置に上部電極９を形
成する。その後、良熱伝導性基板１、熱絶縁層２、各発
熱体３および各電極８、９の上面に保護層５を積層形成
するものである。
【００３１】本実施形態においても前記実施形態と同様
に、下部電極８を熱絶縁層２との間に発熱抵抗体３と同
様の材料で接着層１０を形成しているので熱絶縁層２に
対する下部電極８の密着性を著しくたかめることがで
る。また下部電極８の上面に接着層１１を形成すること
により、下部電極８の表面酸化の発生を防止することが
でき、しかも接着層１１により発熱体３との密着性を高
めることもできるものである。
に、下部電極８を熱絶縁層２との間に発熱抵抗体３と同
様の材料で接着層１０を形成しているので熱絶縁層２に
対する下部電極８の密着性を著しくたかめることがで
る。また下部電極８の上面に接着層１１を形成すること
により、下部電極８の表面酸化の発生を防止することが
でき、しかも接着層１１により発熱体３との密着性を高
めることもできるものである。
【００３２】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、前記良熱伝導性基板１は単結晶
ＳｉのみならずＡｌＮやＳｉＣ等の良熱伝導性材料であ
ればいずれの材料を用いてもよいまた、下部電極８とし
て例えば耐熱性を重視するならＴａ−Ｍｏ、Ｔａ−Ｗ、
Ｔｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎｂ、Ｔａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｗ−Ｎ、
Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｓｉ、Ｔｉ−Ｓｉ、Ｗ−Ｓｉ、Ｎｂ−
Ｓｉのような合金を用いればよいし、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、
Ｔｉ等の高融点金属材料を用いればより製造を簡易にで
きる。
ものではなく、例えば、前記良熱伝導性基板１は単結晶
ＳｉのみならずＡｌＮやＳｉＣ等の良熱伝導性材料であ
ればいずれの材料を用いてもよいまた、下部電極８とし
て例えば耐熱性を重視するならＴａ−Ｍｏ、Ｔａ−Ｗ、
Ｔｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎｂ、Ｔａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｗ−Ｎ、
Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｓｉ、Ｔｉ−Ｓｉ、Ｗ−Ｓｉ、Ｎｂ−
Ｓｉのような合金を用いればよいし、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、
Ｔｉ等の高融点金属材料を用いればより製造を簡易にで
きる。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るサーマ
ルヘッドは、下部電極を熱絶縁層と密着性のよい材料か
らなる第１の接着層を介して形成することにより、熱絶
縁層に対する下部電極の密着性を著しく高めることがで
き、下部電極の剥離を確実に防止できる。さらに下部電
極の上面に第２の接着層を形成することにより、下部電
極の表面酸化の発生を防止することができ、パターン形
成時におけるレジスト剥離を防止することができ、しか
も発熱抵抗体との密着性を著しく高めることができ、下
部電極と発熱抵抗体との剥離を確実に防止でき、その結
果サーマルヘッドの品質を高める効果を奏する。また、
接着層と同様の材料 により発熱抵抗体を形成するよう
にすれば、スパッタリングのターゲットを変更する必要
がなくなり、効率よく発熱抵抗体の成膜を行なうことが
できるという効果をも奏する。
ルヘッドは、下部電極を熱絶縁層と密着性のよい材料か
らなる第１の接着層を介して形成することにより、熱絶
縁層に対する下部電極の密着性を著しく高めることがで
き、下部電極の剥離を確実に防止できる。さらに下部電
極の上面に第２の接着層を形成することにより、下部電
極の表面酸化の発生を防止することができ、パターン形
成時におけるレジスト剥離を防止することができ、しか
も発熱抵抗体との密着性を著しく高めることができ、下
部電極と発熱抵抗体との剥離を確実に防止でき、その結
果サーマルヘッドの品質を高める効果を奏する。また、
接着層と同様の材料 により発熱抵抗体を形成するよう
にすれば、スパッタリングのターゲットを変更する必要
がなくなり、効率よく発熱抵抗体の成膜を行なうことが
できるという効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明のサーマルヘッドの他の実施形態を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図３】従来のサーマルヘッドを示す縦断面図である。
１ 良熱伝導性基板 ２ 熱絶縁層 ３ 発熱抵抗体層 ８ 下部電極 ９ 上部電極 １０ 接着層 １１ 接着層 １２ 耐エッチング層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−214671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178878（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−25975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−37177（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−214808（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239562（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−218972（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−48570（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−144443（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/335
Claims (3)
- 【請求項１】 良熱伝導性基板と、該良導電性基板上に
形成された熱絶縁層と、この熱絶縁層上に形成された高
融点金属材料からなり下部個別電極と下部共通電極とか
らなる下部電極と、該下部電極および前記熱絶縁層上に
形成された複数の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体上に位置
し前記下部電極と接続された上部個別電極と上部共通電
極とからなる上部電極と、前記良熱導電性基板、前記熱
絶縁層、各発熱抵抗体および各電極の上面に積層された
保護層とにより構成されたサーマルヘッドであって、前
記熱絶縁層と前記下部電極との間に前記熱絶縁層と前記
下部電極との密着性を高めるための第１の接着層と、前
記下部電極と前記発熱抵抗体との間に前記下部電極と前
記発熱抵抗体との密着性を高めるための第２の接着層と
を形成したことを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項２】 前記第１、第２の接着層を前記発熱抵抗
体と同様の材料により形成したことを特徴とする請求項
１に記載のサーマルヘッド。 - 【請求項３】 前記熱絶縁層上に耐エッチング層を形成
したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
サーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2989396A JP3338273B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2989396A JP3338273B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | サーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201994A JPH09201994A (ja) | 1997-08-05 |
| JP3338273B2 true JP3338273B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=12288660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2989396A Expired - Fee Related JP3338273B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3338273B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001293896A (ja) * | 2000-04-17 | 2001-10-23 | Ricoh Elemex Corp | サーマルヘッド |
| JP5210090B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2013-06-12 | キヤノン株式会社 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP2989396A patent/JP3338273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09201994A (ja) | 1997-08-05 |
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