JP5952089B2 - 微細配線パターンの製造方法、およびサーマルプリントヘッド - Google Patents

Description

本発明は、微細配線パターンの製造方法、およびサーマルプリントヘッドに関する。

従来、感熱紙や感熱インクリボンに対して熱を付与することにより印刷を行うサーマルプリントヘッドが提案されている。たとえば、特許文献１には、基板に支持された電極層、およびこの電極層を部分的に覆う抵抗体層を備えたサーマルプリントヘッドが開示されている。上記電極層は、互いの間に複数の隙間を有する共通電極および複数の個別電極を有する。上記抵抗体層は、上記電極層の上記複数の隙間を跨ぐようにして主走査方向に延びる帯状に形成されている。上記電極層は、Ａｕを主成分とする導電体により形成されている。上記電極層には、基板に好適に支持されること、抵抗値を低減すること、上記抵抗体層と良好に接合すること、制御用のＩＣなどとの接続に用いられるワイヤが適切にボンディングされること、などが求められる。このような要請に応える構成として、上記電極層は、Ａｕを主成分とする導電体により形成されている。

しかしながら、Ａｕは金属の中で高価な材料であるため、上記電極層の主成分としてＡｕを選択すると、サーマルプリントヘッドの製造コストが上昇してしまう。サーマルプリントヘッドの製造コストを低減するためには、上述した上記電極層に対する要請を満たしつつ、より安価な材料によって上記電極層を構成することが望まれる。

特開２０１１−２４０６４１号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、製造コストを抑制しつつ、適切な電極層を構成することが可能な微細配線パターンの製造方法、微細配線パターン、およびサーマルプリントヘッドを提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される微細配線パターンの製造方法は、支持部材を準備する工程と、上記支持部材上に第１層を厚膜印刷を経ることにより形成する工程と、上記第１層上にＡｇを含む第２層を厚膜印刷を経ることにより形成する工程と、上記第１層および上記第２層をエッチングすることにより所定の微細配線パターンを形成する工程とを備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記微細配線パターンは、複数の配線が隣接して並んで配置されており、互いに隣接する上記配線同士の間隔は、４０μｍ以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記微細配線パターンの少なくとも一部は線幅が２５μｍ以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層および上記第２層はＡｇを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層は、上記第２層よりも薄く形成する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層は、Ｐｄを含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層および上記第２層は、Ｐｄを含んでおり、かつ上記第１層のＰｄ含有率は、上記第２層のＰｄ含有率よりも大である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記支持部材は、セラミックからなる基板およびこの基板上に形成されたグレーズ層を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２層は、Ａｇ粉末を含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２層は、ガラスを含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層は、有機Ａｇ化合物を含んでいる。

本発明の別の好ましい実施の形態においては、上記第１層を形成する工程は、Ａｇを第１の比率で含む第１のペースト材料を用いて行われ、上記第２層を形成する工程は、Ａｇを上記第１の比率よりも大きな第２の比率で含む第２のペースト材料を、上記第１層の一部を露出させるように、上記第１層上に設ける工程を含んでいる。

好ましくは、上記第１層は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としており、上記第２層は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。

好ましくは、上記第１層および上記第２層をエッチングする工程は、第１の方向に沿って配列される複数の帯状部を形成する工程を含んでおり、上記第２層を形成する工程では、上記第１方向に長く延びる帯状領域において上記第１層を露出させる。

好ましくは、上記複数の帯状部は、上記帯状領域を当該帯状領域の短手方向において横切るように形成される。

本発明のさらに別の好ましい実施の形態においては、上記第１層を形成する工程は、Ａｇを第１の比率で含む第１のペースト材料を用いて行われ、上記第２層を形成する工程は、Ａｇを上記第１の比率よりも小さい第２の比率で含む第２のペースト材料を、上記支持部材の上記第１層に覆われていない領域に設ける工程を含んでいる。

好ましくは、上記第１層は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としており、上記第２層は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。

本発明の第２の側面によって提供される微細配線パターンは、本発明の第１の側面によって提供される微細配線パターンの製造方法により形成される。

本発明の第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、本発明の第２の側面によって提供される微細配線パターンを有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、駆動ＩＣと、上記駆動ＩＣと上記微細配線パターンとを接続するワイヤとをさらに備え、上記ワイヤはＡｕからなる。

本発明の第４の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、上記基板に支持されており、互いに離間した複数の部位を有する電極層と、上記離間した複数の部位を跨ぐ部分を有する抵抗体層と、を備えており、上記電極層は、主成分としてＡｇを含むことを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極層は、上記基板側に位置する第１層と、上記第１層上に積層された第２層とを有しており、上記第２層は、Ａｇ粉末を含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２層は、ガラスを含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層は、上記第２層よりも薄い。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層は、Ｐｄを含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層および上記第２層は、Ｐｄを含んでおり、かつ上記第１層のＰｄ含有率は、上記第２層のＰｄ含有率よりも大である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１層は、有機Ａｇ化合物を含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板と上記電極層との間に介在するグレーズ層を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極層および上記抵抗体層を覆う保護層を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、Ａｌ₂Ｏ₃からなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極層は、主走査方向に延びる連結部およびこの連結部から副走査方向に延びる複数の帯状部を有する共通電極と、各々が副走査方向に延びており、かつ主走査方向において隣り合う上記共通電極の帯状部どうしの間に位置する帯状部を各々が有する複数の個別電極と、を有しており、上記抵抗体層は、上記共通電極の上記複数の帯状部、および上記複数の個別電極の上記帯状部と交差し、かつ主走査方向に延びている。

本発明の別の好ましい実施の形態においては、上記電極層は、上記抵抗体層と直接接し、Ａｇを第１の比率で含む低熱伝導層と、上記低熱伝導層に直接接し、Ａｇを上記第１の比率よりも大きな第２の比率で含む高電気伝導層とを有している。

好ましくは、上記低熱伝導層は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としており、上記高電気伝導層は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。

好ましくは、上記高電気伝導層は、上記抵抗体層から離間している。

好ましくは、上記高電気伝導層は、上記低熱伝導層上に形成されており、上記低熱伝導層は、上記高電気伝導層から露出する露出部を有しており、上記抵抗体層は、上記露出部に接するように設けられている。

好ましくは、上記高電気伝導層は、本体部と、上記抵抗体層を間に挟んで上記本体部の反対側に位置する離間部とを有している。

好ましくは、上記電極層は、各々が副走査方向に延びており、かつ主走査方向に沿って配列される複数の帯状部を有しており、上記露出部は、上記各帯状部に設けられており、上記離間部は、上記各帯状部の先端に設けられている。

本発明のさらに別の好ましい実施の形態においては、上記低熱伝導層は、上記高電気伝導層上に形成される第１の領域と、上記抵抗体層と接する第２の領域とを有している。

好ましくは、上記低熱伝導層の上記第２の領域は上記高電気伝導層と重ならない。

このような構成によれば、上記電極層は、主成分がＡｇである材質からなる。このため、たとえば、上記電極層を主成分がＡｕである材質からなる構成と比較して、製造コストを低減することが可能である。

本発明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。

本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部平面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面写真である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法に用いられる基板を示す要部断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法においてＡｇペースト層の第１層を形成した状態を示す要部断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法においてＡｇペースト層の第２層を形成した状態を示す要部断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法において導電体層を形成した状態を示す要部断面図である。 本発明の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う要部断面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面の要部を示す図である。 図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面の要部を示す図である。 図１２に示すサーマルプリントヘッドにおける電極層の材質について説明するための図である。 図１２に示すサーマルプリントヘッドの製造工程の一例を示す図である。 図１７に示す工程に続く工程を示す図である。 図１８に示す工程に続く工程を示す図である。 図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面の要部を示す図である。 図１９に示す工程に続く工程を示す図である。 図２１に示す状態とした後に、エッチングによるパターニングを行った後の状態を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 図２３に示すサーマルプリントヘッドの製造工程の一例を示す図である。 図２４に示す工程に続く工程を示す図である。 図２５に示す工程に続く工程を示す図である。

以下、本発明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。

図１〜図６は、本発明の第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Ａ１は、基板１、グレーズ層２、電極層３、抵抗体層４、保護層５、および駆動ＩＣ７１を備えている。サーマルプリントヘッドＡ１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に感熱紙に対する印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。なお、理解の便宜上、図１および図２においては、保護層５を省略している。これらの図においては、主走査方向をｘ方向、副走査方向をｙ方向、基板１の厚さ方向をｚ方向としている。

基板１は、たとえばＡｌ₂Ｏ₃などのセラミックからなり、たとえばその厚さが０．６〜１．０ｍｍ程度とされている。図１に示すように、基板１は、主走査方向ｘに長く延びる長矩形状とされている。基板１に加えて、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基材層とＣｕなどからなる配線層とが積層された配線基板を有する構造としてもよい。また、基板１の下面に、たとえばＡｌなどの金属からなる放熱板を設けてもよい。上記配線基板を有する構成においては、たとえば放熱板上にセラミック基板１および上記配線基板が隣接して配置され、基板１上の配線（またはこの配線に接続されたＩＣ）と上記配線基板の配線（またはこの配線に接続されたＩＣ）とが、たとえばワイヤボンディングなどにより接続される。さらに、上記配線基板に、図１に示すコネクタ７３を設けてもよい。

グレーズ層２は、基板１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。このガラス材料の軟化点は、たとえば８００〜８５０℃である。グレーズ層２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り形成されている。グレーズ層２は、ｘ方向に長く延び、かつｚ方向に膨出した隆起部を有する構成としても良い。

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、Ａｇを主成分とした導電体からなる。また、図３および図４に示すように、本実施形態においては、電極層３は、第１層３１および第２層３２からなる。電極層３は、本発明で言う微細配線パターンの一例を構成する。

第１層３１は、グレーズ層２上に形成されており、たとえば有機Ａｇ化合物を含むペーストを印刷および焼成することによって形成されている。第１層３１は、主成分たるＡｇとして有機Ａｇ化合物を含んでいる。また、第１層３１は、たとえば含有率が０．１ｗｔ％よりも大きく３０ｗｔ％以下であるＰｄを含んでいる。なお、第１層３１は、ガラスを含んでいない。第１層３１の厚さは、たとえば０．３〜１．０μｍである。

第２層３２は、第１層３１上に設けられており、たとえば厚膜印刷用のＡｇペーストを印刷および焼成することによって形成されている。第２層３２は、主成分たるＡｇとしてＡｇ粉末を含んでいる。このＡｇ粉末は、球状またはフレーク状であり、平均粒径がたとえば０．１〜１０μｍである。また、第２層３２は、たとえば０．５〜１０ｗｔ％のガラスを含んでいる。このガラスは、たとえばホウ珪酸ガラスまたはホウ珪酸鉛ガラスである。また、第２層３２は、たとえば０．１ｗｔ％以上、３０ｗｔ％未満であって第１層３１よりも含有率が小であるＰｄを含んでいる。第２層３２の厚さは、たとえば２〜１０μｍである。第２層３２の表面は、上記Ａｇ粉末が分布することにより、比較的粗い性状となっている。

図２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。共通電極３３は、複数の帯状部３４および連結部３５を有している。連結部３５は、基板１の副走査方向ｙ一端寄りに配置されており、主走査方向ｘに延びる帯状である。複数の帯状部３４は、各々が連結部３５からｙ方向に延びており、ｘ方向に等ピッチで配列されている。

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、主走査方向ｘに配列されており、各々が帯状部３８、連結部３７およびボンディング部３９を有している。各帯状部３８は、副走査方向ｙに延びた帯状部分であり、共通電極３３の隣り合う２つの帯状部３４の間に位置している。個別電極３６の帯状部３８と共通電極３３の帯状部３４とは、幅が２５μｍ以下とされており、隣り合う個別電極３６の帯状部３８と共通電極３３の帯状部３４との間隔は４０μｍ以下となっている。連結部３７は、帯状部３８から駆動ＩＣ７１に向かって延びる部分であり、そのほとんどがｙ方向に沿った部位およびｙ方向に対して傾斜した部位を有している。連結部３７のほとんどの部位は、その幅が２０μｍ以下とされており、隣り合う連結部３７どうしの間隔は２０μｍ以下となっている。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、個別電極３６と駆動ＩＣ７１とを接続するためのワイヤ６１がボンディングされている。隣り合う個別電極３６のボンディング部３９どうしは、ｙ方向に互い違いに配置されている。これにより、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のうち隣り合うボンディング部３９に挟まれた部位は、個別電極３６において最も幅が小さく、その幅が１０μｍ以下である。また、連結部３７と隣のボンディング部３９との間隔も１０μｍ以下となっている。このように、共通電極３３および複数の個別電極３６は、線幅および配線間隔が小さい微細パターンとなっている。

図５は、図４に相当する部位の断面写真である。図４および図５に示すように、共通電極３３の帯状部３４または個別電極３６の帯状部３８をはじめ、電極層３のｚ方向上端縁は、なだらかな曲面となっており、鋭利な形状とはなっていない。

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、ｘ方向に延びる帯状に形成されている。抵抗体層４は、共通電極３３の複数の帯状部３４と複数の個別電極３６の帯状部３８とに交差している。抵抗体層４のうち各帯状部３４と各帯状部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部位であり、この発熱によって印字ドットが形成される。

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る。保護層５は、たとえば非晶質ガラスからなる。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。

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。駆動ＩＣ７１には、複数のパッドが設けられている。図６は、駆動ＩＣ７１を横切るｙｚ平面における要部拡大断面図である。図２および図６に示すように、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６１を介して接続されている。ワイヤ６１は、Ａｕからなる。図１および図６に示すように、駆動ＩＣ７１は、封止樹脂７２によって覆われている。封止樹脂７２は、たとえば黒色の軟質樹脂からなる。また、駆動ＩＣ７１とコネクタ７３とは、図示しない信号線によって接続されている。

次に、サーマルプリントヘッドＡ１の製造方法の一例について、図７〜図１０を参照しつつ以下に説明する。

まず、図７に示すように、たとえばＡｌ₂Ｏ₃からなる基板１を用意する。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によりグレーズ層２を形成する。

次いで、図８に示すように、第１層３０１を形成する。第１層３０１は、有機Ａｇ化合物を含むペーストを厚膜印刷することにより形成する。この有機Ａｇ化合物を含むペーストは、有機Ａｇ化合物、Ｐｄ、および樹脂を含んでいる。樹脂の含有量は、たとえば６０〜８０ｗｔ％である。

次いで、図９に示すように、第２層３０２を形成する。第２層３０２は、厚膜印刷用のＡｇペーストを厚膜印刷することにより形成する。この厚膜印刷用のＡｇペーストは、Ａｇ粒子、ガラスフリット、Ｐｄ、および樹脂を含んでいる。樹脂の含有量は、たとえば２０〜３０ｗｔ％である。第１層３０１および第２層３０２によって、Ａｇペースト層３００が構成される。

次いで、Ａｇペースト層３００を焼成することにより、Ａｇを主成分とする導電体層を形成する。そして、この導電体層にたとえばエッチングによるパターニングを施すことにより、図１０に示す導電体層３’を形成する。導電体層３’の上端縁は、エッチングによって鋭利な形状となりうる。導電体層３’は、第１層３１’および第２層３２’からなる。第１層３１’は、主成分たるＡｇとして有機Ａｇ化合物を含んでおり、第２層３２’は、主成分たるＡｇとしてＡｇ粒子を含んでいる。上述した焼成によって第１層３０１および第２層３０２に含まれていた樹脂は消失する。第１層３０１には第２層３０２よりも多くの樹脂が含まれていたため、第１層３１’は第２層３２’よりも厚さを薄く仕上げやすい。

この後は、抵抗体層４および保護層５を形成し、駆動ＩＣ７１の実装およびワイヤ６１のボンディングなどを行うことにより、サーマルプリントヘッドＡ１が得られる。なお、抵抗体層４および保護層５を形成するための焼成過程などにおいて、導電体層３’の上端縁は鋭利な形状であったものが曲面形状となる。この形状変化を経ることにより、図３および図４に示す電極層３となる。

次に、サーマルプリントヘッドＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、電極層３は、主成分がＡｇである材質からなる。このため、たとえば、電極層３を主成分がＡｕである材質からなる構成と比較して、製造コストを低減することが可能である。

第２層３２がＡｇ粒子を含むことにより、第２層３２の表面は、比較的粗い性状となっている。これにより、第２層３２と抵抗体層４との接触面積が増大し、第２層３２と抵抗体層４とがなじみやすくなる。したがって、電極層３と抵抗体層４との接触抵抗を低減することができる。また、個別電極３６と駆動ＩＣ７１とを接続するためのワイヤ６１を、個別電極３６により確実にボンディングすることができる。Ａｕからなるワイヤ６１とＡｇとは馴染みにくくボンディング強度が低くなる傾向にあるが、ボンディング部３９の表面を粗く形成することにより、十分なボンディング強度が得られている。

第２層３２がガラスを含むことにより、ガラスによって支えられたＡｇ粒子が第２層３２の表面付近に分布しやすい。これは、第２層３２の表面を粗い性状とするのに適している。

第１層３１は、第２層３２よりも薄く、Ａｇ粒子ではなく有機Ａｇ化合物を含んでいる。これは図１０に示した導電体層３’の第１層３１’も同様である。このような第１層３１’は、エッチングなどを用いたパターニングによってより正確な形状に仕上げるのに適している。本実施形態においては、第１層３０１および第２層３０２が積層されたＡｇペースト層３００を焼成することによって得られる導電体層３’に対してエッチングを行なっている。この際、有機Ａｇ化合物を含む比較的薄い第１層３１’が構成されることにより、導電体層３’全体を正確にパターニングできるという利点がある。本実施形態のように、個別電極３６の帯状部３８や共通電極３３の帯状部３４において、配線幅が２５μｍ以下、配線間隔が４０μｍ以下であり、個別電極３６の連結部３７のうち隣り合うボンディング部３９に挟まれた部位に至っては配線幅１０μｍ以下、配線間隔は１０μｍ以下という微細パターンである場合、Ａｇペーストを単純に用いるとパターニングの精度が得られない。すなわち、エッチングの際に配線同士がつながって短絡したり、オーバーエッチングにより断線してしまったりという問題がある。本発明では、微細パターンをＡｇを用いて形成する場合にも、正確にパターニングすることができる。なお、第１層３１’としては、有機Ａｇ化合物を含むものが有効ではあるが、他の材料を含む層であってもよい。たとえば、Ｔａ₂Ｏ₃を含むペーストを用いてもよい。

第１層３１は、Ｐｄを含んでおり、さらにその含有量が第２層３２よりも大である。これにより、第１層３１を第２層３２に対して薄いものとするにもかかわらず、第１層３１のシート抵抗値が不当に増大してしまうことを回避することができる。第１層３１のシート抵抗値を低減することにより、電極層３全体の低抵抗化を図ることができる。第１層３１に有機Ａｇ化合物を含有させることにより、第１層３１を薄く、シート抵抗値が小さいものとするのに有利である。さらに、第１層３１がガラスを含んでいないことは、シート抵抗値を小さくするのに寄与する。

上述したとおり、第２層３２を比較的粗い表面性状のものとして形成することによって、抵抗体層４との接合を高めるなどの利点が得られる。このような第２層３２を製造するために用いられる材料としては、上述した厚膜印刷用のＡｇペーストが好ましいが、これ以外の材料を用いて製造してもよい。材料の他の例としては、感光性Ａｇペーストが挙げられる。

第２層３２を製造するための材料として感光性Ａｇペーストを用いる場合について説明する。このペーストは、平均粒径がたとえば０．１〜１０μｍのＡｇ粉末を含む。このＡｇ粉末は、球状あるいはフレーク状である。また、樹脂含有量は、２０〜３０ｗｔ％程度である。感光性Ａｇペーストは、感光させた後に焼成することによってＡｇをはじめとする金属成分を第２層３２として残存させてもよいし、感光のみによって硬化させることにより第２層３２を構成してもよい。感光性Ａｇペーストを用いて形成された第２層３２は、ガラスの含有量がたとえば０．５〜１０％、厚さがたとえば２〜１０μｍ、Ｐｄの含有量が０．１ｗｔ％以上、３０ｗｔ％未満である。

また、第２層３２を製造するための材料としてＡｇナノペーストが挙げられる。Ａｇナノペーストは、平均粒径がたとえば０．０１〜０．５μｍのＡｇ粒子を含有しており、上述した厚膜印刷用のＡｇペーストと比較してより低い温度で焼成可能である。このＡｇナノペーストは、樹脂含有量がたとえば２０〜３０ｗｔ％である。Ａｇナノペーストを用いて形成された第２層３２は、ガラスの含有量がたとえば０．５〜１０％、厚さがたとえば０．５〜１０μｍ、Ｐｄの含有量が０．１ｗｔ％以上、３０ｗｔ％未満である。Ａｇナノペーストを用いた場合、第２層３２の表面性状は、厚膜印刷用のＡｇペーストや感光性Ａｇペーストを用いた場合に比べてなめらかなものとなる。

また、上記実施形態では、駆動ＩＣ７１と電極層３とをワイヤ６１により接続した例を説明したが、図１１に示す変形例のように、ハンダバンプを有する駆動ＩＣ７１を用いてフリップチップ接続をしてもよい。この場合にはＡｕからなるワイヤ６１を用いないため、ボンディング部３９の表面の粗さはそれほど求められない。また、上記実施形態では、個別電極３６および共通電極３３の全てを２層の印刷により形成したが、これらの一部分のみを２層構造としてもよい。

図１２〜図２６は、本発明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。

図１２〜図１６は、本発明の第２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Ａ２は、電極層３の構成がサーマルプリントヘッドＡ１の場合と異なっており、その他の構成はサーマルプリントヘッドＡ１と同様となっている。なお、理解の便宜上、図１２においては、保護層５を省略している。これらの図においては、主走査方向をｘ方向、副走査方向をｙ方向、基板１の厚さ方向をｚ方向としている。

図１２に示すように、本実施形態の電極層３の平面視形状は、サーマルプリントヘッドＡ１における電極層３とほぼ同様となっている。すなわち、本実施形態の電極層３は、サーマルプリントヘッドＡ１の場合と同様に、共通電極３３および複数の個別電極３６を有している。共通電極３３は、複数の帯状部３４および連結部３５を有している。複数の個別電極３６は、主走査方向ｘに配列されており、各々が帯状部３８、連結部３７およびボンディング部３９を有している。

本実施形態の電極層３は、抵抗体層４と直接接する低熱伝導層３１０と、低熱伝導層３１０に直接接する高電気伝導層３２０とを有している。電極層３の大部分は、低熱伝導層３１０に高電気伝導層３２０が積層された構造を有している。図１４および図１５に示すように、グレーズ層２には膨出部２１が設けられており、帯状部３４，３８の一部はこの膨出部２１にまで延出している。高電気伝導層３２０は低熱伝導層３１０上に形成されており、低熱伝導層３１０は高電気伝導層３２０から露出する露出部３１０ａを有している。露出部３１０ａは、帯状部３４，３８の膨出部２１の頂点付近と重なる部分に設けられている。抵抗体層４はこの露出部３１０ａに接するように設けられている。

図１２に示すように、高電気伝導層３２０は、主要部分である本体部３２０ａと、ｙ方向において抵抗体層４を間に挟んで本体部３２０ａの反対に位置する離間部３２０ｂとを有している。具体的には、本体部３２０ａは、各帯状部３４の根元から抵抗体層４の手前までの領域、連結部３５、帯状部３８の根元から抵抗体層４の手前までの領域、連結部３７、およびボンディング部３９に設けられている。一方、離間部３２０ｂは、各帯状部３４の先端から抵抗体層４の手前までの領域、および、各帯状部３８の先端から抵抗体層４の手前までの領域に設けられている。このような構成であるため、高電気伝導層３２０は抵抗体層４から離間している。

帯状部３４は、抵抗体層４と連結部３５とを電気的に繋ぐ機能を有している。帯状部３４において、離間部３２０ｂは、抵抗体層４を間に挟んで連結部３５の反対側に位置しており何の機能も発揮しない。同様に帯状部３８においても離間部３２０ｂは、抵抗体層４を間に挟んで連結部３７およびボンディング部３９の反対側に位置しており、何の機能も発揮しない。離間部３２０ｂは、後述する製造方法の結果として形成される部位である。

低熱伝導層３１０および高電気伝導層３２０は、たとえば、ＡｇとＰｄとの合金を主成分としている。図１６は、低熱伝導層３１０および高電気伝導層３２０を構成するＡｇ−Ｐｄ合金の組成について説明するための図であり、Ａｇ−Ｐｄ合金におけるＡｇの比率と、熱伝導率および電気抵抗値との関係を示している。図１６に示すように、Ａｇ−Ｐｄ合金の熱伝導率は、Ａｇの比率が４０％付近のときに極小となっており、それ以降はＡｇの比率が上がるにつれて熱伝導率は大きくなる。Ａｇの比率が８０％の場合には熱伝導率は１００ｗ／ｍ・ｋ程度となり、以降はＡｇの比率が増すにつれて顕著に熱伝導率が上昇している。一方、Ａｇ−Ｐｄ合金の抵抗値は、Ａｇの比率が４０％付近のときに極大となっており、それ以降はＡｇの比率が上がるにつれて電気抵抗値は小さくなっていく。たとえば、Ａｇの比率が８０％の場合には、Ａｇ−Ｐｄ合金の電気抵抗値は１０μΩ・ｃｍ程度となる。以上の性質から、低熱伝導層３１０および高電気伝導層３２０の材質は以下のように定められている。

低熱伝導層３１０は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。一方、高電気伝導層３２０は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。このような構成によれば、低熱伝導層３１０は、熱伝導率が１００ｗ／ｍ・ｋ以下となり、比較的熱が伝わりにくい性質を有することになる。さらに、高電気伝導層３２０は、電気抵抗値が１０μΩ・ｃｍ以下となり、比較的電気伝導性に優れた性質を有することになる。

本実施形態における電極層３を形成する工程は、サーマルプリントヘッドＡ１における電極層３を形成する工程とほぼ同様の手順で行うことができる。以下、サーマルプリントヘッドＡ２における電極層３を形成する工程において、サーマルプリントヘッドＡ１の場合と異なる点について図１７〜図２２を参照しつつ説明を行う。

低熱伝導層３１０は、たとえば、Ａｇを第１の比率で含む第１のペースト材料３１１を用いて、印刷および焼成することによって形成されている。第１のペースト材料３１１は、たとえば、有機Ａｇ化合物および有機Ｐｄ化合物を混合したものである。第１のペースト材料３１１を焼成する際に、有機Ａｇ化合物および有機Ｐｄ化合物に含まれるＡｇおよびＰｄが合金化する。第１の比率は、合金化した後のＡｇの比率が８０％以下となるように定められる。

このような高電気伝導層３２０は、たとえば、Ａｇを第１の比率よりも大きな第２の比率で含む第２のペースト材料３２１を用いて、印刷および焼成することによって形成されている。第２のペースト材料３２１は、たとえば、有機Ａｇ化合物および有機Ｐｄ化合物を混合したものである。第２のペースト材料３２１を焼成する際に、有機Ａｇ化合物および有機Ｐｄ化合物に含まれるＡｇおよびＰｄが合金化する。第２の比率は、合金化した後のＡｇの比率が８０％以上となるように定められる。

サーマルプリントヘッドＡ１の製造工程では、第１層３０１および第２層３０２を同時に焼成しているが、本実施形態では、第１のペースト材料３１１と第２のペースト材料３２１とを別々に焼成する。具体的には、図１７に示すように、グレーズ層２に第１のペースト材料３１１を印刷する工程を行った後に、第１のペースト材料３１１を焼成する工程を行う。この工程により、図１８に示すように、第１のペースト材料３１１は第１層３１２となる。第１層３１２は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。

第１層３１２の形成後、図１９および図２０に示すように、第１層３１２上に第２のペースト材料３２１を印刷する工程を行う。この工程では、グレーズ層２の膨出部２１の頂上付近と重なる位置において、第１層３１２の一部を露出させるように第２のペースト材料３２１を印刷する。図１９では、便宜上第２のペースト材料３２１が印刷された領域に斜線を付している。図１９に示すように、第２のペースト材料３２１は、ｘ方向に長く延びる帯状領域Ｂｅを除くグレーズ層２および第１層３１２の大部分を覆うように印刷される。帯状領域Ｂｅにおいて、第２のペースト材料３２１から露出する第１層３１２の露出部３１２ａは、後に露出部３１０ａとなる。

次に、第２のペースト材料３２１を焼成する工程を行い、図２１に示す第２層３２２を形成する。第２層３２２は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。その後に、エッチングによるパターニングを行う。図２２にはエッチングによるパターニングを行った後の状態を示している。エッチングを行うことにより、第１層３１２は低熱伝導層３１０となり、第２層３２２は高電気伝導層３２０となる。なお、第２層３２２の大部分は本体部３２０ａとなり、エッチングによって本体部３２０ａから切り離された部分が離間部３２０ｂとなる。

具体的には、第１層３１２および第２層３２２をエッチングする工程は、ｘ方向に沿って配列される複数の帯状部３４，３８を形成する工程を含んでいる。これらの帯状部３４，３８はそれぞれｙ方向に長く延びるように形成され、かつ、各々がｙ方向において帯状領域Ｂｅを横切るように形成される。このような製造方法によれば、帯状部３４，３８の先端部に離間部３２０ｂが残留することになる。

さらに、サーマルプリントヘッドＡ２の製造工程では、抵抗体層４を形成する際に、第２のペースト材料３２１を印刷する工程において露出させた第１層３１２に接するように抵抗体層４を形成する。

次に、サーマルプリントヘッドＡ２の作用について説明する。

本実施形態の電極層３も、主成分がＡｇである材質からなる。このため、たとえば、電極層３を主成分がＡｕである材質からなる構成と比較して、製造コストを低減することが可能である。

本実施形態における電極層３は、Ａｇの比率が異なる低熱伝導層３１０と高電気伝導層３２０とによって構成されている。比較的Ａｇの比率の小さい低熱伝導層３１０は、熱伝導率が低い一方で電気抵抗値が大きくなる傾向があり、電極層３を低熱伝導層３１０のみで構成することは望ましくない。比較的Ａｇの比率の大きな高電気伝導層３２０は、電気抵抗値が比較的小さい一方で熱伝導率も高くなっている。電極層３の電気抵抗値を抑える観点からは、電極層３を高電気伝導層３２０のみで構成するのが望ましいが、電極層３を高電気伝導層３２０のみで構成した場合、以下のような問題が生じる。

高電気伝導層３２０は熱伝導率が高いため、電極層３が高電気伝導層３２０のみで構成されている場合、抵抗体層４が発した熱が高電気伝導層３２０に逃げやすくなる。このため、抵抗体層４に印刷を行うのに十分な熱量が蓄積されるまでにかかる時間が長くなり、消費電力の増加を招くおそれがあった。

サーマルプリントヘッドＡ２の構成は、上述した問題を解消するためのものである。本実施形態では、低熱伝導層３１０が抵抗体層４に直接接し、高電気伝導層３２０が抵抗体層４に直接には接さないようになっている。このため、抵抗体層４が発した熱は、比較的熱伝導率の低い低熱伝導層３１０には逃げるものの高電気伝導層３２０に直接逃げることはなくなっている。従って、サーマルプリントヘッドＡ２では、抵抗体層４から熱が逃げにくくなっており、抵抗体層４に印刷を行うのに十分な熱量が蓄積されるまでにかかる時間および電力を抑えることができる。このことは、サーマルプリントヘッドＡ２の省電力化を図る上で望ましいことである。

図２３は、本発明の第３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Ａ３は、電極層３の構成がサーマルプリントヘッドＡ２の場合と異なっており、その他の構成はサーマルプリントヘッドＡ２と同様となっている。図２４〜図２６は図２３に示すサーマルプリントヘッドＡ３の製造工程の一部を示すものである。

図２３に示すように、本実施形態では、低熱伝導層３１０は、高電気伝導層３２０上に形成される第１の領域３１０Ａと、高電気伝導層３２０と重ならず直接グレーズ層２上に形成される第２の領域３１０Ｂとを有している。高電気伝導層３２０はグレーズ層２の上に形成されている。本実施形態の抵抗体層４は、低熱伝導層３１０の第２の領域３１０Ｂに接するように設けられている。

このような構成のサーマルプリントヘッドＡ３を製造する際には、グレーズ層２を形成した後、図２４に示すように、グレーズ層２上に第１のペースト材料３２３を印刷する工程を行う。なお、本実施形態の第１のペースト材料３２３は、サーマルプリントヘッドＡ２における第２のペースト材料３２１と同様のものである。この後に第１のペースト材料３２３を焼成することにより、第１層３２４を形成する（図２５参照）。この第１層３２４は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。

次に、図２５に示すように、第１層３２４を覆うように第２のペースト材料３１３を印刷する工程を行う。なお、本実施形態の第２のペースト材料３１３は、サーマルプリントヘッドＡ２における第１のペースト材料３１１と同様のものである。本工程では、グレーズ層２の一部にも第２のペースト材料３１３を印刷する。このため第２のペースト材料３１３は、第１層３２４上に印刷される第１の領域３１３Ａと、第１層３２４と重ならない第２の領域３１３Ｂとを有することになる。第２のペースト材料３１３の印刷後、焼成を行い、図２６に示す第２層３１４を形成する。この第２層３１４は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている。この第２層３１４も第１層３２４上に形成された第１の領域３１４Ａと、第１層３２４と重ならない第２の領域３１４Ｂとを有することになる。その後に、第１層３２４および第２層３１４に対してエッチングによるパターニングを行う。エッチングを経た第１の領域３１４Ａの残部は、第１の領域３１０Ａとなり、第２の領域３１４Ｂの残部は第２の領域３１０Ｂとなる。

本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ３においても、熱伝導率が比較的高い高電気伝導層３２０が抵抗体層４に直接には接さない構成となっており、抵抗体層４から熱が逃げにくくなっている。このため、サーマルプリントヘッドＡ３もサーマルプリントヘッドＡ２と同様に省電力化に適している。

本発明に係る微細配線パターンの製造方法、微細配線パターンおよびサーマルプリントヘッドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る微細配線パターンの製造方法、微細配線パターンおよびサーマルプリントヘッドの具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１，Ａ２，Ａ３ サーマルプリントヘッド
ｘ 主走査方向
ｙ 副走査方向
１ 基板
２ グレーズ層
２１ 膨出部
３ 電極層
３１ 第１層
３２ 第２層
３３ 共通電極
３４ 帯状部
３５ 連結部
３６ 個別電極
３７ 連結部
３８ 帯状部
３９ ボンディング部
３’ 導電体層
３１’ 第１層
３２’ 第２層
３００ Ａｇペースト層
３０１ 第１層
３０２ 第２層
３１０ 低熱伝導層
３１０ａ 露出部
３１０Ａ 第１の領域
３１０Ｂ 第２の領域
３１１ 第１のペースト材料
３１２ 第１層
３１２ａ 露出部
３１３ 第２のペースト材料
３１３Ａ 第１の領域
３１３Ｂ 第２の領域
３１４ 第２層
３１４Ａ 第１の領域
３１４Ｂ 第２の領域
３２０ 高電気伝導層
３２０ａ 本体部
３２０ｂ 離間部
３２１ 第２のペースト材料
３２２ 第２層
３２３ 第１のペースト材料
３２４ 第１層
４ 抵抗体層
４１ 発熱部
５ 保護層
６１ ワイヤ
７１ 駆動ＩＣ
７２ 封止樹脂
７３ コネクタ

Claims (35)

1. 支持部材を準備する工程と、
   上記支持部材上に第１層を厚膜印刷を経ることにより形成する工程と、
   上記第１層上にＡｇを含む第２層を厚膜印刷を経ることにより形成する工程と、
   上記第１層および上記第２層をエッチングすることにより所定の微細配線パターンを形成する工程とを備える、微細配線パターンの製造方法。
2. 上記微細配線パターンは、複数の配線が隣接して並んで配置されており、
   互いに隣接する上記配線同士の間隔は、４０μｍ以下である、請求項１に記載の微細配線パターンの製造方法。
3. 上記微細配線パターンの少なくとも一部は線幅が２５μｍ以下である、請求項１に記載の微細配線パターンの製造方法。
4. 上記第１層および上記第２層はＡｇを含む、請求項１に記載の微細配線パターンの製造方法。
5. 上記第１層は、上記第２層よりも薄く形成する、請求項１に記載の微細配線パターンの製造方法。
6. 上記第１層は、Ｐｄを含んでいる、請求項５に記載の微細配線パターンの製造方法。
7. 上記第１層および上記第２層は、Ｐｄを含んでおり、かつ上記第１層のＰｄ含有率は、上記第２層のＰｄ含有率よりも大である、請求項５に記載の微細配線パターンの製造方法。
8. 上記支持部材は、セラミックからなる基板およびこの基板上に形成されたグレーズ層を含む、請求項１に記載の微細配線パターンの製造方法。
9. 上記第２層は、Ａｇ粉末を含んでいる、請求項１に記載の微細配線パターンの製造方法。
10. 上記第２層は、ガラスを含んでいる、請求項９に記載の微細配線パターンの製造方法。
11. 上記第１層は、有機Ａｇ化合物を含んでいる、請求項９または１０に記載の微細配線パターンの製造方法。
12. 上記第１層を形成する工程は、Ａｇを第１の比率で含む第１のペースト材料を用いて行われ、
    上記第２層を形成する工程は、Ａｇを上記第１の比率よりも大きな第２の比率で含む第２のペースト材料を、上記第１層の一部を露出させるように、上記第１層上に設ける工程を含んでいる、請求項４に記載の微細配線パターンの製造方法。
13. 上記第１層は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としており、
    上記第２層は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている、請求項１２に記載の微細配線パターンの製造方法。
14. 上記第１層および上記第２層をエッチングする工程は、第１の方向に沿って配列される複数の帯状部を形成する工程を含んでおり、 上記第２層を形成する工程では、上記第１方向に長く延びる帯状領域において上記第１層を露出させる、請求項１３に記載の微細配線パターンの製造方法。
15. 上記複数の帯状部は、上記帯状領域を当該帯状領域の短手方向において横切るように形成される、請求項１４に記載の微細配線パターンの製造方法。
16. 上記第１層を形成する工程は、Ａｇを第１の比率で含む第１のペースト材料を用いて行われ、
    上記第２層を形成する工程は、Ａｇを上記第１の比率よりも小さい第２の比率で含む第２のペースト材料を、上記支持部材の上記第１層に覆われていない領域に設ける工程を含んでいる、請求項４に記載の微細配線パターンの製造方法。
17. 上記第１層は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としており、
    上記第２層は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている、請求項１６に記載の微細配線パターンの製造方法。
18. 基板と、
    上記基板に支持されており、互いに離間した複数の部位を有する電極層と、
    上記離間した複数の部位を跨ぐ部分を有する抵抗体層と、を備えており、
    上記電極層は、主成分としてＡｇを含み、
    上記電極層は、上記基板側に位置する第１層と、上記第１層上に積層された第２層とを有しており、
    上記第２層は、Ａｇ粉末を含んでいることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
19. 上記第２層は、ガラスを含んでいる、請求項１８に記載のサーマルプリントヘッド。
20. 上記第１層は、上記第２層よりも薄い、請求項１８または１９に記載のサーマルプリントヘッド。
21. 上記第１層は、Ｐｄを含んでいる、請求項２０に記載のサーマルプリントヘッド。
22. 上記第１層および上記第２層は、Ｐｄを含んでおり、かつ上記第１層のＰｄ含有率は、上記第２層のＰｄ含有率よりも大である、請求項２０に記載のサーマルプリントヘッド。
23. 上記第１層は、有機Ａｇ化合物を含んでいる、請求項１８ないし２２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
24. 上記基板と上記電極層との間に介在するグレーズ層を備える、請求項１８ないし２３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
25. 上記電極層および上記抵抗体層を覆う保護層を備える、請求項１８ないし２４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
26. 上記基板は、Ａｌ₂Ｏ₃からなる、請求項１８ないし２５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
27. 上記電極層は、主走査方向に延びる連結部およびこの連結部から副走査方向に延びる複数の帯状部を有する共通電極と、各々が副走査方向に延びており、かつ主走査方向において隣り合う上記共通電極の帯状部どうしの間に位置する帯状部を各々が有する複数の個別電極と、を有しており、
    上記抵抗体層は、上記共通電極の上記複数の帯状部、および上記複数の個別電極の上記帯状部と交差し、かつ主走査方向に延びている、請求項１８ないし２６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
28. 基板と、
    上記基板に支持されており、互いに離間した複数の部位を有する電極層と、
    上記離間した複数の部位を跨ぐ部分を有する抵抗体層と、を備えており、
    上記電極層は、主成分としてＡｇを含み、
    上記電極層は、上記抵抗体層と直接接し、Ａｇを第１の比率で含む低熱伝導層と、上記低熱伝導層に直接接し、Ａｇを上記第１の比率よりも大きな第２の比率で含む高電気伝導層とを有していること特徴とする、サーマルプリントヘッド。
29. 上記低熱伝導層は、Ａｇの比率が８０％以下であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としており、
    上記高電気伝導層は、Ａｇの比率が８０％以上であるＡｇ−Ｐｄ合金を主成分としている、請求項２８に記載のサーマルプリントヘッド。
30. 上記高電気伝導層は、上記抵抗体層から離間している、請求項２９に記載のサーマルプリントヘッド。
31. 上記高電気伝導層は、上記低熱伝導層上に形成されており、
    上記低熱伝導層は、上記高電気伝導層から露出する露出部を有しており、
    上記抵抗体層は、上記露出部に接するように設けられている、請求項３０に記載のサーマルプリントヘッド。
32. 上記高電気伝導層は、本体部と、上記抵抗体層を間に挟んで上記本体部の反対側に位置する離間部とを有している、請求項３１に記載のサーマルプリントヘッド。
33. 上記電極層は、各々が副走査方向に延びており、かつ主走査方向に沿って配列される複数の帯状部を有しており、
    上記露出部は、上記各帯状部に設けられており、
    上記離間部は、上記各帯状部の先端に設けられている、請求項３２に記載のサーマルプリントヘッド。
34. 上記低熱伝導層は、上記高電気伝導層上に形成される第１の領域と、上記抵抗体層と接する第２の領域とを有している、請求項２９または３０に記載のサーマルプリントヘッド。
35. 上記低熱伝導層の上記第２の領域は上記高電気伝導層と重ならない、請求項３４に記載のサーマルプリントヘッド。