JP3639115B2

JP3639115B2 - Line thermal head

Info

Publication number: JP3639115B2
Application number: JP13983998A
Authority: JP
Inventors: 享志白川; 秀一宇佐美; 悟佐々木; 智成南部
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: JPH11320939A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタ等に使用され用紙の１辺にほぼ相当する長さにわたって発熱抵抗体の列が形成されているラインサーマルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のラインサーマルヘッドの構造は、一般にグレーズドアルミナ等の放熱基板上の端部に複数の発熱抵抗体を直線状に配列して、所望の記録情報に従って各発熱抵抗体に選択的に通電することによって発熱させ、感熱記録紙を発色させて記録を行うか、あるいはラインサーマルヘッドと普通紙との間に熱転写インクリボンを介在させて普通紙にインクを転写してドット状の記録を行うようになっている。
【０００３】
図３および図４は、従来のラインサーマルヘッドの構造を示す要部断面図および模式平面図である。グレーズドアルミナ基板等の絶縁性セラミックからなる放熱性の基板１の上面には、端部に部分的な直線状の突部２ａが形成されたガラスのような材料からなる保温層２が積層されており、この突部２ａを含む保温層２上には、ほぼ１μｍの厚さの高融点金属等からなる第１共通導電層３と、高融点金属およびＳｉＯ₂等とのサーメットからなるほぼ１μｍの厚さの第２導電層３ｂがスパッタリング等により形成されている。この第２共通導電層３ｂの上には、耐酸化性を有するＭｏＳｉ₂等の導電性金属またはＳｉＯ₂等の絶縁性セラミックからなる耐酸化性材料がほぼ０．２μｍの厚さにスパッタリング等により形成され、この耐酸化性材料をフォトリソ・エッチング技術によりコンタクトホールの配設部に所定の形状に形成して、熱酸化マスク層４としている。
【０００４】
このようにして熱酸化マスク層４を形成した状態で基板１をほぼ６００〜８００℃の温度で全面を熱酸化することにより、前記熱酸化マスク層４により被覆されていない部分の高融点金属サーメットからなる第２共通導電層３ｂの表面には、熱酸化マスク層４のパターンに従って絶縁性酸化物セラミック層からなる第１層間絶縁層５ａが形成される。さらに、この第１層間絶縁層５ａの上に絶縁性に優れたＳｉＯ₂等からなる第２層間絶縁層５ｂを積層して、２層構造とすることにより層間絶縁性の信頼度を高くすることができる。
【０００５】
前記第２層間絶縁層５ｂには、前記熱酸化マスク層４が形成された位置に合わせて、フォントリソ・エッチング技術によりコンタクトホール５ｃが形成され、共通電極多層配線基板が完成する。前記第２層間絶縁層５ｂの上に高融点金属群から選択されたＭｏ等の電極材料がスパッタリング等により積層され、フォトリソ・エッチング技術により下層の共通電極６および下層の個別電極７の電極パターンが形成される。
【０００６】
前記電極パターン上にＴａ−ＳｉＯ₂等からなる発熱抵抗体８がスパッタリング等により積層され、フォトリソ・エッチング技術によりドットの数に応じて複数個直線状に配列するように発熱抵抗体８のパターンが形成されている。このような電極構造は限定されたものではなく、先に発熱抵抗体８のパターンを形成して、発熱抵抗体８の上にＣｒ等からなる電極等を積層加工してもよい。
【０００７】
前記発熱抵抗体８上には、電力エネルギを供給するために、Ａｌ，Ｃｕ等からなる上層の電極材料がスパッタリング等によりほぼ２μｍの厚さに積層される。この上層の電極は発熱抵抗体８の一方の側には、共通電極を多層配線構造としているために、上層の共通電極が不要となり、前記共通導電層３ａ，３ｂの外部接続共通端子９ａのみが、基板１の端部の外部接続端子配列部の両側と中央に設けた３箇所のコンタクトホール５ｃ上に形成されている（図４）。
【０００８】
また、他方の側には、各発熱抵抗体８に独立して、通電を行うための上層の個別電極１０が形成され、その先端にはドライバＩＣ１１を接続する一方のパッド１０ａが形成されている。さらに、ドライバＩＣ１１を接続する他方のパッド１０ｂから外部接続個別端子１０ｃが前記３箇所の外部接続共通端子９ａとともに整列して形成されている。
【０００９】
これらの各外部接続端子９ａ，１０ｃおよびパッド１０ａ，１０ｂ上にはメッキが施され、ドライバＩＣ１１や外部回路のＦＰＣ１３とハンダ溶着や圧着により連接されている。
【００１０】
また、前記発熱抵抗体８や前記上層の個別電極１０等の表面には、これらの発熱抵抗体８や個別電極１０の酸化や摩耗を防止するため、ＳｉＯ₂およびサイアロン等からなる硬度の大きい保護層１２がスパッタリング等によりほぼ５μｍの厚さに積層されている。なお、この保護層１２は前記各外部接続端子９ａ，１０ｃおよびパッド１０ａ，１０ｂ以外のほぼ全表面を被覆するように形成されており、端子メッキを施した後に前記基板１をダイシングしてブロック状のラインサーマルヘッドが製造されることになる。
【００１１】
前述した従来のラインサーマルヘッドを用いたサーマルプリンタにおいて、このサーマルヘッドを熱転写インクリボン（図示せず）を介して、あるいは感熱記録紙の場合には、直接プラテン（図示せず）上に搬送される用紙に圧接させた状態で、所定の記録信号に基づいて、前記上層の個別電極１０に選択的にドライバＩＣ１１を介して通電を行い、所望の発熱抵抗体８を選択的に発熱させることにより、前記インクリボンのインクを溶融して、用紙上に転写するか、または感熱記録紙を発色させて所望の記録が行われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のラインサーマルヘッドにあっては、通電を行うためのラインサーマルヘッドの外部接続共通端子９ａと共通導電層３ａ，３ｂのコンタクト部を、前述したように基板１の端部の両側と前記発熱抵抗体８の整列方向の中央部との３箇所に配置したものであるため、外部接続共通端子９ａと発熱抵抗体８間に介在する共通導電層３ａ，３ｂの長さ寸法Ｌが長いし、各発熱抵抗体８に対する通電距離が異なってしまうことになる。
【００１３】
一方、前記共通導電層３ａ，３ｂはＡｌ，Ｃｕに比べて比抵抗の大きい高融点金属材料により形成されているため、前記発熱抵抗体８と外部接続共通端子９ａとの距離とその距離のばらつきにより、各発熱抵抗体８に対する共通電極の抵抗値が大きくなるばかりでなく、抵抗値にばらつきが生じてしまう。こうして、前述した従来のラインサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体８に大きな発熱温度分布むらが発生し、記録濃度むらが大きくなるという問題点があった。
【００１４】
この問題点を改善するため、共通導電層の抵抗値を低減すべく膜厚を必要量厚くすると、高融点金属等の硬質膜は引張応力が大きくなり、膜の剥離等の製造不良が発生して、品質および歩留まりを低下させるという他の問題点が発生することになった。
【００１５】
本発明は、前述した従来のものにおける各種問題点を克服し、記録濃度むらが軽減され、かつ共通導電層をなす膜の膜応力による密着不良の問題が解消することを可能としたラインサーマルヘッドを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため請求項１に係る本発明のラインサーマルヘッドの特徴は、共通導電層と複数の外部接続共通端子との電気的な接続が層間絶縁層に設けられた複数個のコンタクトホールを介してなされ、コンタクトホールは個別電極側においてドライバＩＣの列より発熱抵抗体の近傍に設けた点にある。そして、このような構成を採用したことにより、外部接続共通端子と発熱抵抗体との問に介在する共通導電層の通電距離を大幅に短縮して、この共通導電層の電気抵抗を低減でき、共通導電層の膜厚を薄くして用いても、各発熱抵抗体における発熱温度分布むらを小さくすることができる。
【００１７】
請求項２に係る本発明のラインサーマルヘッドの特徴は、外部接続共通端子を放熱基板の端部近傍に導出した点にある。そして、このような構成を採用したことにより、各熱抵抗体に対する共通導電層の抵抗値ばらつきが低減され、発熱抵抗体列の発熱温度分布むらがより小さくなり、記録濃度むらの問題を解消できる。
【００１８】
請求項３に係る本発明のラインサーマルヘッドの特徴は、共通導電層を発熱抵抗体の近傍領域のみに形成した点にある。そして、このような構成を採用したことにより、層間絶縁性を保持する領域が著しく小さくでき、層間絶縁層の欠陥発生確率を減らし、層間絶縁層の信頼度を向上させ、製造品質および製造歩留りを向上させることができる。
【００１９】
請求項４に係る本発明のラインサーマルヘッドの特徴は共通導電層と発熱抵抗体とを電気的に接続する共通電極を複数の層に形成し、この層のうち一層をＡｌ、Ｃｕ等の低抵抗材料により形成した点にある。そして、このような構成を採用したことにより、発熱抵抗体列方向の発熱温度のばらつきをさらに軽減でき、第１共通導電層の膜厚をより薄く形成して、製造品質および製造歩留りの向上に寄与することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の共通電極を多層配線としたラインサーマルヘッドの実施形態を示す要部断面図、図２は図１のラインサーマルヘッドの模式平面図である。
【００２１】
図１，図２において、前述した図３、図４に示す従来のラインサーマルヘッドと同様に、グレーズドアルミナ等のセラミックからなる放熱性の基板１１の上面には、エッチング等により端部に部分的な直線状の突部１２ａを有する保温層１２が積層形成されている。
【００２２】
前記突部１２ａを含む保温層１２上には、高融点金属のＣｒ等からなる第１共通導電層１３ａがほぼ０．３μｍの厚さに積層され、この第１共通導電層１３ａ上にＴａ−ＳｉＯ₂等からなる高融点金属のサーメットの第２共通導電層１３ｂがほぼ１μｍの厚さにスパッタリング等により積層形成されている。
【００２３】
前記第２共通導電層１３ｂ上には、耐酸化性を有するＭｏＳｉ₂等からなる導電性金属またはＳｉＯ₂等からなる絶縁性セラミックの熱酸化マスク層１４がほぼ０．２μｍの厚さにスパッタリング等により積層形成され、この熱酸化マスク層１４をフォトリソ・エッチング技術によりパターニングすることにより、後述する発熱抵抗体１８の列とドライバＩＣ２１の列との間の所定の位置に層間コンタクト部を形成するための熱酸化マスク１４が形成される。
【００２４】
この酸化マスク１４が形成された基板１１を酸化雰囲気中でほぼ６００〜８００℃の温度により熱酸化処理することにより、露出している第２共通導電層１３ｂの表面に絶縁性酸化物セラミック層を生成させて、第１層間絶縁層１５ａがほぼ１μｍの厚さに形成される。
【００２５】
この第１層間絶縁層１５ａ上に、Ｓｉ０₂等の絶縁性セラミックからなる第２層間絶縁層１５ｂがスパッタリングによりほぼ２μｍの厚さに積層形成される。この第２層間絶縁層１５ｂをフォトリソ・エッチング技術によりＢＨＦ等によりエッチングして、前記熱酸化マスク層１４を形成した未酸化部分にコンタクトホール１５ｃを形成して、Ｔａ−Ｓｉ０₂等からなる共通導電層１３ｂを露出させる。この状態は、図１より熱酸化マスク１４を除去したものに相当する。特に、熱酸化マスク１４がＭｏＳｉ₂等の耐酸化性の導電性金属により形成されている場合には、図１に示すような構成を用いることができる。
【００２６】
前述したようにして露出された共通導電層１３ｂ上に、Ｍｏ等の高融点金属からなる下層の電極材料をほぼ０．１μｍの厚さとなるようにスパッタリング等により積層し、フォトリソ・エッチング技術によるエッチングを行うことにより下層の共通電極１６および下層の個別電極１７が形成される。これらの下層の共通電極１６および下層の個別電極１７の上に、Ｔａ−ＳｉＯ _２等からなる発熱抵抗体１８をほぼ０．３μｍの厚さとなるようにスパックリング等により積層し、フォトリソ・エッチング技術により発熱抵抗体１８からなる発熱素子がドット数に応じて複数個直線状に配列して、前記放熱基板１１上の保温層１２の突部１２ａ上に所定の形状に形成される。
【００２７】
前記発熱抵抗体１８上には電力エネルギを供給するために、Ａｌ等からなる上層の電極がほぼ２μｍの厚さとなるようにスパッタリング等により積層され、基板１１の端部近傍にある発熱抵抗体１８の一方の側に上層の共通電極１９を形成する。この上層の共通電極１９は、共通電極の全体を多層配線としているため、なくても機能上の差異は小さいが、低抵抗のＡｌ，Ｃｕ等の材料からなる上層の共通電極１９を形成することにより隣接している発熱抵抗体１８の発熱温度のばらつきをより小さくするという効果がある。
【００２８】
また、本実施の形態において、外部接続共通端子１９ａは、複数の発熱抵抗体１８の列とドライバＩＣ２１の列の間に位置し、発熱抵抗体１８の列の近傍に形成された第２層間絶縁層１５ｂのコンタクトホール１５ｃを介して前記第２共通導電層１３ｂに電気的に接続されるとともに、隣位の１対のドライバＩＣ２１，２１の間を通して、Ａｌ、Ｃｕ等の低抵抗材料により放熱基板１１の一方の端部近傍にまで導出されている。
【００２９】
前記第２層間絶縁層１５ｂのコンタクトホール１５ｃは、発熱抵抗体１８の列と平行に延在し、発熱抵抗体１８の列からほぼ２〜３ｍｍの距離となるように近接させて、多数のコンタクトホール１５ｃを均等なパターンで整列配置させている。この結果、共通導電層１３の通電距離（Ｌ）が小さくなり、通電回路の抵抗値を最小化するとともに、共通導電層１３のパターン面積をも最小化して、層間絶縁層の欠陥発生確率を減らし、層間絶縁層の信頼度を向上させている。
【００３０】
また、前記共通電極１９と反対側となる前記発熱抵抗体１８の他方の側には、各発熱抵抗体１８に独立して通電を行なうための、上層の個別電極２０と、外部接続個別端子２０ａがそれぞれ形成され、それらの一端にはドライバＩＣ２１の接続パッドが形成されている。
【００３１】
これらの各外部接続端子１９ａ，２０ａ上にはメッキが施され、前記ドライバＩＣ２１や外部回路のＦＰＣとハンダ溶着や圧着により電気的に接続されるようになっている。本実施の形態のドライバＩＣ２１の実装においては、フリップチップ実装を行っているが、ワイヤーボンディング実装を用いてもよいことは勿論である。
【００３２】
また、前記発熱抵抗体１８や前記各電極１９，２０等の表面には、前記発熱抵抗体１８や、前記各電極１９，２０を酸化および摩耗から保護するためＳｉ０₂やサイアロン等からなる保護層２２が、ほぼ５μｍの厚さにスパックリングにより積層形成されている。なお、その保護層２２は、ドライバＩＣ２１や前記各電極１９，２０の外部接続端子１９ａ，２０ａの一部分を除いた表面を被覆するように形成されており、最後に前記基板１１をダイシングして、ブロック状のラインサーマルヘッドが製造される。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態のラインサーマルヘッドにおいては、共通導電層１３の通電距離（Ｌ）が小さくなり、通電回路の抵抗値を最小化するとともに、共通導電層１３のパターン面積をも最小化して、層間絶縁層の欠陥発生確率を減らし、層間絶縁層の信頼度を向上させることができる。また、各発熱抵抗体における発熱温度分布むらを小さくでき、記録濃度むらの少ない良好な品質の記録を行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る本発明のラインサーマルヘッドは、共通導電層と複数の外部接続共通端子との電気的な接続が層間絶縁層に設けられた複数個のコンタクトホールを介してなされ、コンタクトホールは個別電極側においてドライバＩＣの列より発熱抵抗体の近傍に設けたので、外部接続共通端子と発熱抵抗体との問に介在する共通導電層の通電距離を大幅に短縮して、この共通導電層の電気抵抗を低減することができ、共通導電層の膜厚を薄くして用いても、発熱抵抗体列の発熱温度分布むらを小さくすることができる。したがって、記録における濃度むらが軽減され、良好な品質の記録を行うことができるばかりでなく、共通導電層をなす膜の膜応力による密着不良の問題が解消された。
【００３６】
また、請求項２に係る本発明のラインサーマルヘッドは、共通導電層に接続された複数の外部接続共通端子を放熱基板の端部近傍に導出形成しているため、発熱抵抗体列に対する共通導電層の抵抗値のばらつきが低減され、発熱抵抗体列の発熱温度分布むらがより小さくなり、このことによっても記録濃度むらのさらに良好に解消することができる。
【００３７】
さらに、請求項３に係る本発明のラインサーマルヘッドは、共通導電層を基板の全面に形成せずに、発熱抵抗体列の近傍領域のみに形成したため、請求項２に記載の発明の効果に加えて、層間絶縁性を保持する領域が著しく小さくでき、これにより、層間絶縁層の欠陥発生確率を減らし、層間絶縁層の信頼度を向上させ、製造品質および製造歩留りを向上させることができる。
【００３８】
さらにまた、請求項４に係る本発明のラインサーマルヘッドは、発熱抵抗体に接続する複層の共通電極の一層をＡｌ、Ｃｕ等の低抵抗材料により形成したことにより、請求項３に記載の発明の効果に加えて、発熱抵抗体列方向の発熱温度のばらつきをさらに軽減でき、第１共通導電層の膜厚をより薄く形成して、製造品質および製造歩留りの向上にさらに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラインサーマルヘッドの実施の形態を示す図２の１−１線による縦断面図
【図２】図１の平面図
【図３】従来のラインサーマルヘッドを示す図４の３−３線による縦断面図
【図４】図３の平面図
【符号の説明】
１１基板
１２保温層
１２ａ突部
１３共通導電層
１４熱酸化マスク
１５ａ，１５ｂ層間絶縁層
１５ｃコンタクトホール
１６下層の共通電極
１７下層の個別電極
１８発熱抵抗体
１９上層の共通電極
１９ａ外部接続共通端子
２０上層の個別電極
２０ａ外部接続個別端子
２１ドライバＩＣ
２２保護層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a line thermal head used in a thermal printer or the like, in which a row of heating resistors is formed over a length substantially corresponding to one side of a sheet.
[0002]
[Prior art]
In the conventional line thermal head structure, a plurality of heating resistors are generally arranged in a straight line at the end of a radiating substrate such as glazed alumina, and each heating resistor is selectively energized according to desired recording information. To generate heat and color the thermal recording paper for recording, or use a thermal transfer ink ribbon between the line thermal head and plain paper to transfer ink to plain paper for dot-like recording It has become.
[0003]
3 and 4 are a cross-sectional view and a schematic plan view of the main part showing the structure of a conventional line thermal head. On the upper surface of the heat-dissipating substrate 1 made of an insulating ceramic such as a glazed alumina substrate, a heat insulating layer 2 made of a glass-like material having a partial linear protrusion 2a formed at the end is laminated. On the heat insulating layer 2 including the protrusion 2a, the first common conductive layer 3 made of a refractory metal having a thickness of about 1 μm and the cermet made of a cermet made of a refractory metal and SiO ₂ are made about 1 μm. A second conductive layer 3b having a thickness is formed by sputtering or the like. On this second common conductive layer 3b, an oxidation resistant material made of a conductive metal such as MoSi ₂ having an oxidation resistance or an insulating ceramic such as SiO ₂ is formed to a thickness of approximately 0.2 μm by sputtering or the like. The oxidation-resistant material is formed into a predetermined shape in the contact hole arrangement portion by a photolithography / etching technique to form a thermal oxidation mask layer 4.
[0004]
With the thermal oxidation mask layer 4 thus formed, the entire surface of the substrate 1 is thermally oxidized at a temperature of about 600 to 800 ° C., so that a portion of the refractory metal cermet not covered with the thermal oxidation mask layer 4 is obtained. A first interlayer insulating layer 5a made of an insulating oxide ceramic layer is formed on the surface of the second common conductive layer 3b made of according to the pattern of the thermal oxidation mask layer 4. Further, the second interlayer insulating layer 5b made of SiO ₂ or the like having excellent insulating properties is laminated on the first interlayer insulating layer 5a to increase the reliability of the interlayer insulating property by forming a two-layer structure. Can do.
[0005]
A contact hole 5c is formed in the second interlayer insulating layer 5b by a font lithography / etching technique in accordance with the position where the thermal oxidation mask layer 4 is formed, thereby completing a common electrode multilayer wiring board. An electrode material such as Mo selected from a refractory metal group is laminated on the second interlayer insulating layer 5b by sputtering or the like, and the electrode patterns of the lower common electrode 6 and the lower individual electrode 7 are formed by photolithography and etching techniques. It is formed.
[0006]
A heating resistor 8 made of Ta—SiO ₂ or the like is laminated on the electrode pattern by sputtering or the like, and a pattern of the heating resistor 8 is formed so as to be arranged in a straight line according to the number of dots by a photolithographic etching technique. Is formed. Such an electrode structure is not limited, and a pattern of the heating resistor 8 may be formed first, and an electrode made of Cr or the like may be laminated on the heating resistor 8.
[0007]
On the heating resistor 8, an upper electrode material made of Al, Cu or the like is laminated to a thickness of about 2 μm by sputtering or the like in order to supply electric power energy. Since this upper layer electrode has a multilayer wiring structure on one side of the heating resistor 8, the upper layer common electrode is not necessary, and only the external connection common terminal 9a of the common conductive layers 3a and 3b is provided. These are formed on three contact holes 5c provided on both sides and the center of the external connection terminal array portion at the end of the substrate 1 (FIG. 4).
[0008]
On the other side, an individual electrode 10 in the upper layer for energization is formed independently of each heating resistor 8, and one pad 10a for connecting the driver IC 11 is formed at the tip. . Furthermore, external connection individual terminals 10c are formed in alignment with the three external connection common terminals 9a from the other pad 10b to which the driver IC 11 is connected.
[0009]
The external connection terminals 9a and 10c and the pads 10a and 10b are plated and connected to the driver IC 11 and the FPC 13 of the external circuit by solder welding or pressure bonding.
[0010]
Further, on the surface of the heating resistor 8 and the individual electrode 10 of the upper layer, etc., in order to prevent oxidation and wear of the heating resistor 8 and the individual electrode 10, protection with high hardness made of SiO ₂ and sialon or the like is provided. The layer 12 is laminated to a thickness of approximately 5 μm by sputtering or the like. The protective layer 12 is formed so as to cover almost the entire surface other than the external connection terminals 9a and 10c and the pads 10a and 10b. After the terminal plating, the substrate 1 is diced to form a block shape. The line thermal head will be manufactured.
[0011]
In the above-described thermal printer using the conventional line thermal head, the thermal head is conveyed via a thermal transfer ink ribbon (not shown) or directly onto a platen (not shown) in the case of thermal recording paper. By selectively energizing the individual electrodes 10 in the upper layer through the driver IC 11 based on a predetermined recording signal in a state in which the sheet is pressed against the sheet, the desired heating resistor 8 is selectively heated. Then, the ink on the ink ribbon is melted and transferred onto the paper, or the thermal recording paper is colored to perform desired recording.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional line thermal head, the external connection common terminal 9a and the contact portions of the common conductive layers 3a and 3b of the line thermal head for energization are connected to the end portions of the substrate 1 as described above. The length of the common conductive layers 3a and 3b interposed between the external connection common terminal 9a and the heat generating resistor 8 is arranged at three positions, that is, both sides of the heat generating resistor 8 and the central portion of the heat generating resistor 8 in the alignment direction. L is long and the energization distance to each heating resistor 8 is different.
[0013]
On the other hand, since the common conductive layers 3a and 3b are formed of a refractory metal material having a specific resistance larger than that of Al and Cu, the distance between the heating resistor 8 and the external connection common terminal 9a and the variation in the distance. Thus, not only the resistance value of the common electrode with respect to each heating resistor 8 is increased, but also the resistance value varies. Thus, the above-described conventional line thermal head has a problem in that large heating temperature distribution unevenness occurs in the heating resistor 8 and recording density unevenness increases.
[0014]
In order to improve this problem, increasing the film thickness to reduce the resistance value of the common conductive layer increases the tensile stress of a hard film such as a refractory metal, resulting in manufacturing defects such as film peeling. As a result, other problems of lowering quality and yield have occurred.
[0015]
The present invention overcomes the various problems in the prior art described above, reduces the recording density unevenness, and solves the problem of poor adhesion due to the film stress of the film forming the common conductive layer. The purpose is to provide.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
Features of the line thermal head of the present invention according to claim 1 for achieving the above object, the plurality of contacts electrically connected to the common conductive layer and a plurality of external connection common terminal is provided on the interlayer insulating layer made through the hole, the contact hole is in that provided in the vicinity of the heating resistor than the column of the driver IC in the individual electrode side. And by adopting such a configuration, the energizing distance of the common conductive layer interposed between the external connection common terminal and the heating resistor can be greatly shortened, and the electric resistance of the common conductive layer can be reduced, Even if the common conductive layer is used with a thin film thickness, the heat generation temperature distribution unevenness in each heat generating resistor can be reduced.
[0017]
The line thermal head of the present invention according to claim 2 is characterized in that the external connection common terminal is led out in the vicinity of the end portion of the heat dissipation board. By adopting such a configuration, the variation in the resistance value of the common conductive layer with respect to each thermal resistor is reduced, the heating temperature distribution unevenness of the heating resistor array becomes smaller, and the problem of uneven recording density can be solved. .
[0018]
The line thermal head of the present invention according to claim 3 is characterized in that the common conductive layer is formed only in the vicinity of the heating resistor. And by adopting such a configuration, the region that retains the interlayer insulation can be remarkably reduced, the defect occurrence probability of the interlayer insulation layer is reduced, the reliability of the interlayer insulation layer is improved, and the production quality and production yield are improved. Can be improved.
[0019]
The line thermal head of the present invention according to claim 4 is characterized in that a common electrode for electrically connecting the common conductive layer and the heating resistor is formed in a plurality of layers, and one of the layers is made of a low material such as Al or Cu. It is in the point formed with the resistance material. And by adopting such a configuration, it is possible to further reduce the variation in the heat generation temperature in the direction of the heating resistor rows, and to reduce the thickness of the first common conductive layer, thereby improving the manufacturing quality and the manufacturing yield. Can contribute.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a line thermal head in which the common electrode of the present invention is a multilayer wiring, and FIG. 2 is a schematic plan view of the line thermal head of FIG.
[0021]
1 and 2, similar to the conventional line thermal head shown in FIGS. 3 and 4, the upper surface of the heat dissipating substrate 11 made of ceramic such as glazed alumina is partially etched at the end by etching or the like. A heat insulating layer 12 having straight linear protrusions 12a is laminated.
[0022]
A first common conductive layer 13a made of refractory metal Cr or the like is laminated on the heat insulating layer 12 including the protrusions 12a to a thickness of approximately 0.3 μm, and Ta − is formed on the first common conductive layer 13a. A second common conductive layer 13b of a refractory metal cermet made of SiO ₂ or the like is laminated and formed to a thickness of about 1 μm by sputtering or the like.
[0023]
On the second common conductive layer 13b, a thermal oxidation mask layer 14 of a conductive metal made of MoSi ₂ or the like having an oxidation resistance or an insulating ceramic made of SiO ₂ or the like is sputtered to a thickness of about 0.2 μm. In order to form an interlayer contact portion at a predetermined position between a row of heating resistors 18 and a row of driver ICs 21 to be described later by patterning the thermal oxidation mask layer 14 by a photolithographic etching technique. The thermal oxidation mask 14 is formed.
[0024]
The substrate 11 on which the oxidation mask 14 is formed is thermally oxidized in an oxidizing atmosphere at a temperature of approximately 600 to 800 ° C., so that an insulating oxide ceramic layer is formed on the exposed surface of the second common conductive layer 13b. As a result, the first interlayer insulating layer 15a is formed to a thickness of about 1 μm.
[0025]
On the first interlayer insulating layer 15a, a second interlayer insulating layer 15b made of an insulating ceramic such as SiO ₂ is laminated and formed to a thickness of about 2 μm by sputtering. Etched by BHF or the like the second interlayer insulating layer 15b by photolithography and etching technique, common conductive to form a contact hole 15c to the unoxidized portion formed of the thermal oxidation mask layer 14, made of Ta-Si0 ₂ or the like Layer 13b is exposed. This state corresponds to the state in which the thermal oxidation mask 14 is removed from FIG. In particular, when the thermal oxidation mask 14 is formed of an oxidation-resistant conductive metal such as MoSi ₂ , the configuration shown in FIG. 1 can be used.
[0026]
On the common conductive layer 13b exposed as described above, a lower layer electrode material made of a refractory metal such as Mo is laminated by sputtering or the like so as to have a thickness of about 0.1 μm, and etching by photolithography etching technique is performed. As a result, the lower common electrode 16 and the lower individual electrode 17 are formed. A heating resistor 18 made of Ta—Si ₂ O ₂ or the like is laminated on the lower common electrode 16 and the lower individual electrode 17 by a spack ring or the like so as to have a thickness of about 0.3 μm, and is subjected to photolithography etching. A plurality of heating elements composed of heating resistors 18 are linearly arranged according to the number of dots by technology, and are formed in a predetermined shape on the protrusions 12 a of the heat insulating layer 12 on the heat dissipation substrate 11.
[0027]
In order to supply power energy on the heating resistor 18, an upper electrode made of Al or the like is laminated by sputtering or the like so as to have a thickness of about 2 μm, and the heating resistor 18 in the vicinity of the end of the substrate 11 is stacked. An upper common electrode 19 is formed on one side of the substrate. The upper common electrode 19 is formed of a multi-layered wiring as a whole, and therefore the functional difference is small even if it is not, but the upper common electrode 19 made of a material such as low resistance Al or Cu is formed. Thus, there is an effect that the variation in heat generation temperature of the adjacent heat generation resistors 18 is further reduced.
[0028]
In the present embodiment, the external connection common terminal 19a is located between the plurality of heating resistor 18 columns and the driver IC 21 column, and is formed in the vicinity of the second heating resistor 18 column. The heat dissipation substrate is electrically connected to the second common conductive layer 13b through the contact hole 15c of the layer 15b, and is made of a low resistance material such as Al or Cu through a pair of adjacent driver ICs 21 and 21. 11 near one end.
[0029]
The contact holes 15c of the second interlayer insulating layer 15b extend in parallel with the rows of the heating resistors 18 and are close to the rows of the heating resistors 18 so as to have a distance of about 2 to 3 mm. The holes 15c are arranged in a uniform pattern. As a result, the energization distance (L) of the common conductive layer 13 is reduced, the resistance value of the energization circuit is minimized, the pattern area of the common conductive layer 13 is also minimized, and the defect occurrence probability of the interlayer insulating layer is reduced. The reliability of the interlayer insulating layer is improved.
[0030]
Further, on the other side of the heating resistor 18 opposite to the common electrode 19, an upper individual electrode 20 and an external connection individual terminal 20a for energizing each heating resistor 18 independently. Are formed, and a connection pad of the driver IC 21 is formed at one end thereof.
[0031]
These external connection terminals 19a and 20a are plated, and are electrically connected to the driver IC 21 and the FPC of the external circuit by solder welding or pressure bonding. In the mounting of the driver IC 21 of the present embodiment, flip chip mounting is performed, but it is needless to say that wire bonding mounting may be used.
[0032]
Further, wherein the heat generating resistor 18 and the surface of such the electrodes 19 and 20, wherein the or heating resistor 18, a protective layer made of Si0 ₂ or sialon or the like for protection against oxidation and wear the respective electrodes 19 and 20 No. 22 is formed by stacking to a thickness of approximately 5 μm by spuck ring. The protective layer 22 is formed so as to cover the surface excluding a part of the driver IC 21 and the external connection terminals 19a and 20a of the electrodes 19 and 20, and finally the substrate 11 is diced, A block-shaped line thermal head is manufactured.
[0033]
As described above, in the line thermal head of this embodiment, the energization distance (L) of the common conductive layer 13 is reduced, the resistance value of the energization circuit is minimized, and the pattern area of the common conductive layer 13 is reduced. Can also be minimized to reduce the probability of defect generation in the interlayer insulating layer and improve the reliability of the interlayer insulating layer. Further, the uneven temperature distribution of the heat generation resistors can be reduced, and good quality recording with less uneven recording density can be performed.
[0034]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.
[0035]
【The invention's effect】
Above the line thermal head of the present invention according to claim 1, as described, via a plurality of electrical connection between the common conductive layer and a plurality of external connection common terminal is provided on the interlayer insulating layer of the contact hole Since the contact hole is provided in the vicinity of the heating resistor from the row of driver ICs on the individual electrode side, the energization distance of the common conductive layer interposed between the external connection common terminal and the heating resistor is greatly reduced. The electric resistance of the common conductive layer can be reduced, and even when the common conductive layer is used with a thin film thickness, the heat generation temperature distribution unevenness of the heating resistor array can be reduced. Therefore, the density unevenness in recording is reduced, and not only good quality recording can be performed, but also the problem of poor adhesion due to the film stress of the film forming the common conductive layer is solved.
[0036]
In the line thermal head according to the second aspect of the present invention, since the plurality of external connection common terminals connected to the common conductive layer are formed in the vicinity of the end portion of the heat dissipation substrate, the common conductive for the heating resistor array is formed. Variations in the resistance value of the layers are reduced, and the uneven temperature distribution of the heating resistor array becomes smaller, and this can also eliminate the uneven recording density even more favorably.
[0037]
Further, in the line thermal head of the present invention according to claim 3, since the common conductive layer is not formed on the entire surface of the substrate but only in the vicinity of the heating resistor row, the effect of the invention of claim 2 is achieved. In addition, the region that retains the interlayer insulation can be remarkably reduced, thereby reducing the defect occurrence probability of the interlayer insulation layer, improving the reliability of the interlayer insulation layer, and improving the production quality and the production yield.
[0038]
Furthermore, the line thermal head of the present invention according to claim 4 is characterized in that the multilayer common electrode layer connected to the heating resistor is formed of a low resistance material such as Al or Cu. In addition to the effects of the invention, variation in the heat generation temperature in the direction of the heating resistor rows can be further reduced, and the first common conductive layer can be made thinner to further contribute to the improvement of manufacturing quality and manufacturing yield. it can.
[Brief description of the drawings]
1 is a longitudinal sectional view taken along line 1-1 of FIG. 2 showing an embodiment of a line thermal head according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. 1. FIG. 3 is a diagram showing a conventional line thermal head. Fig. 4 is a longitudinal sectional view taken along line 3-3 [Fig. 4] Plan view of Fig. 3 [Explanation of symbols]
11 Substrate 12 Thermal insulation layer 12a Protrusion 13 Common conductive layer 14 Thermal oxidation masks 15a, 15b Interlayer insulation layer 15c Contact hole 16 Lower common electrode 17 Lower individual electrode 18 Heating resistor 19 Upper common electrode 19a External connection common terminal 20 Upper layer individual electrode 20a External connection individual terminal 21 Driver IC
22 Protective layer

Claims

At least a heat insulating layer is formed on the upper surface of the heat dissipation substrate , a common conductive layer is formed on the heat insulating layer , an interlayer insulating layer for insulating the common conductive layer from the upper layer is formed, and the interlayer insulating layer is disposed above the interlayer insulating layer. along said one end of the radiating board plurality of heating resistors are arranged in a straight line, and an individual electrode connected to the common electrode and the other connected to one of each of these heating resistors,
The common electrode and the common conductive layer through said heating resistor is electrically connected, before Symbol individual electrodes is connected via the external connection individual terminals to the driver IC,
A line thermal head having a plurality of external connection common terminal connected before Symbol common conductive layer and electrically,
The common conductive layer and a plurality of the electrical connection between the external connection common terminal made through a plurality of contact holes provided in the interlayer insulating layer, the contact hole of the driver IC in the individual electrode side A line thermal head provided in the vicinity of the heating resistor from a row.

The line thermal head according to claim 1, wherein the external connection common terminal is led out near an end portion of the heat dissipation substrate.

The line thermal head according to claim 1, wherein the common conductive layer is formed only in a region near the heating resistor.

The common electrode for electrically connecting the common conductive layer and the heating resistor is formed in a plurality of layers, and one of the layers is formed of a low resistance material such as Al or Cu. The line thermal head according to any one of claims 1 to 3.