JPS6016353B2 - サ−マルヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁基板上に膜化した抵抗体に函力を供給し、
その結果発生する熱により印字するサーマルヘッドの製
造方法に関するものである。

データ通信システムの普及に伴い、その入出力端末機器
用として、低雑音で高速化に適し、しかも経済化が可能
と考えられている熱記録が盛んに用いられる様になった
。熱記録は印字情報を熱に変える熱変換素子としての抵
抗体を含むサーマルヘッドの該抵抗体部分に感熱記録紙
を接触させその任意の部分に熱を伝達し印字するもので
あるがサーマルヘッドはこの種の記録方式の中枢をなす
ものである。現在熱記録化が試みられているものの代表
例としてファクシミリ用サーマルヘッドがある。第１図
は従来のファクシミリ用サーマルヘッドの１例の電気回
路図である。

これは発熱体としての抵抗体のアレイＡと、この各々に
電力を供給する回路配線ＣとダイオードＢから成り、回
路配線には互いに交叉する部分が含まれている。ファク
シミリ用サーマルヘッドはダイオード以外の上記回路を
絶縁基板上に膜化しダイオードを外付けとするが膜化パ
ターンの所定の部分に装着するかして実現するのである
が、現在の膿化の方法として厚膜によるものと薄膜によ
るものとの二種類の方法が行なわれている。前者はアル
ミナセラミツクス等の絶寮該基板上に導電ペースト、絶
縁ペースト、抵抗ペースト等厚膜ペーストにより、印刷
、焼成を適当にくり返し絶縁層により下層と上層に配線
を分けるいわゆる多層配線による回路配線と抵抗体とを
得るものであり、後者は表示にガラス層を形成したアル
ミナセラミックス等絶縁基板上に、スパッタ、蒸着等薄
膜形成技術と写真食刻法等いわゆる集積回路パターン化
技術とを適当に組み合せ、多層配線による回路配線と抵
抗体とを得るものである。

上記の厚膜によるサーマルヘッドと薄膜によるサーマル
ヘッドの得失を比較して見る。

第一にサーマルヘッドの心臓に当たる発熱体である抵抗
体アレイについて見ると、先ずその単位長さ当りの本数
は厚膜の場合印刷法で形成するために現状では５本／脚
が限度であり、一方薄膜の場合、写真食刻法等技術が使
えるので１０本／肋程度まで可能であり薄膜によるもの
の方が印字品質が優れている。

次に印字するための抵抗体へ供給する電力については厚
膜が抵抗ペーストの焼成を高温度で行う必要があるため
抵抗体を絶寮該基板上に直接形成しなければならず、こ
の絶系菱基板として熱伝導率の大きなアルミナセラミッ
クスを使用するのが一般的であり、このため抵抗体へ供
給した電力が該基板へ奪われるから印字にたとえば１３
ワットノドットの高麗力を必要とする。一方薄膜の場合
は絶縁基板として表面にガラス層を形成したアルミナセ
ラミックス等を用いることができるためこのガラス層が
蓄熱層として働き、抵抗体で発生した熱が絶縁基板へ奪
われるのを防止する。そのため印字は０．５ワット／ド
ットの４・電力で行うことができる。以上から見ると抵
抗体については薄膜によるものが格段に優れている。第
二に回路配線について見ると、同配線から低抗体へ電力
を供給するのに電力損失を最小することが望し〈、配線
の低抗値はできるだけ小さいことが望しし・。

厚膜による配線は通常金ペーストにより行うのであるが
焼成後の膜厚は１０ム肌程度でその面積抵抗は１〜３ｍ
Ｏ／口である。一方薄膜によるものは通常金を蒸着法で
膜化したものにより行うがその膜厚はせし、ぜし、ｌＡ
ｗが限度であり面積抵抗値は３０〜１００ｍＱ／□であ
る。従って配線導体については厚膜によるものが優れて
いる。第三に、多層配線部について見ると、多層配線は
絶縁基板上に直接下層配線を形成し、その上に絶縁層を
形成し、さらにその上に上層配線を形成し行うのである
がこれを歩蟹り良く完成するにはこの絶縁層の質、とり
分けその膜厚が重要で厚い方が良い結果が得られるが、
厚膜によるものは薄膜によるものに比べ絶縁層の膜厚を
厚くでき、従ってこの点で厚膜によるものが優れている
。以上の三点を比較した通り、現在行なわれている厚膿
又は薄膜によるファクシミリ用サーマルヘッドはそれぞ
れ一長一短があり、前者が回路配線及び多層配線部で優
れているものの肝心の抵抗体部分で不満足であり、後者
は抵抗体部分で優れているものの配線導体での電力損失
が大きく、多層配線部分のために製造歩蟹が悪く極めて
高価なものとなっている欠点があった。本発明は上記欠
点を除き、消費電力と単位長当りの抵抗数とを薄膜回路
と同等にし、膜回路配線抵抗を厚膜回路と同等に保持、
高歩留で製造できるサーマルヘッドの製造方法を提供す
るものである。

本発明は絶黍霧基板上に抵抗体と配線回路とを有するサ
ーマルヘッド‘こおいて、絶縁基板に厚膜の配線回路を
設けた厚膜基板上に、該絶暴威基板とは別の絶寮鷺基板
に薄膜で形成した抵抗体アレイを少くとも１個搭載し、
絹線したことを特徴とする。

本発明を実施例について説明する。第２図は本発明をサ
ーマルヘッドの製造に実施した場合の厚膜基板の平面図
である。

これは第１図の点線枠Ａ，Ｂの部分を除いた部分を基板
上に膜化したものである。

これは通常行なわれる多層配線基板の製造方法によって
製造する。アルミナセラミック等の絶縁基板２１の上に
金べ−ストを印刷、焼成し、これを下層導体とする。次
に該下層導体上の、これと後で形成する上層導体とが電
気的に接続する部分（スルーホール部分）以外の部分に
、たとえば結晶化ガラス等絶縁ペーストを印刷焼成し、
さらに再び金ペーストを印刷焼成し、第１図回路構成の
枠Ｃ内の垂直な配線パターンとしての上層導体２２と枠
Ａ及び枠Ｂ以外の配線パターン２３，２４とを形成し厚
膜基板２０とする。この厚膜基板の配線パターンは外部
端子への引出しパターン、後で搭載する薄膜基板の抵抗
体の電極の一本−本に対応する抵抗体接続パターン、後
で搭載するダイオードの端子に対応するダイオード接続
パターン、さらに前述した絶縁層とにより分けられた上
層及び下層導体パターンとから成り、この上下層導体パ
ターンはスルホール部分で互いに電気的に導適している
。第３図は本発明をサーマルヘッドの製造に実施した場
合の抵抗体アレイの平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ′
断面図である。これは第１図のＡ枠の抵抗体アレイを基
板上に膜化したものである。アルミナセラミック等の絶
縁基板３１上にグレーズ層３２を設け、窒化タンタル薄
膜の抵抗体３３、ニクロムと金を積層した薄膜電極３４
を設け、少くとも窒化タンタルの抵抗体表面上を覆う様
に二酸化シリコン薄膜３５を約２山肌の厚さに、五酸化
タンタル薄膜３６を約１０山肌の厚さに形成して保護層
及び耐摩耗層とする。保護層は抵抗体を保護し、安定化
させるためのものであり、耐摩耗層は感熱記録紙がサー
マルヘッドの抵抗体に接触させる際に該抵抗体が摩耗す
るのを防ぐための層である。第５図は本発明によって得
られたサーマルヘッドの平面図である。前記方法で製造
した方法で厚膜基板２０に薄膜基板３０とダイオードを
搭載する。

薄膜基板の搭載は、例えば銀ペーストにより接着し、薄
膜基板３０の電極３４と厚膜基板２０の配線パターン３
４とを金線のワイヤボンディングにより接続する。また
ダイオード５１はチップ状としたものを銀ペーストで厚
膜基板の所定の部分にマウントし、例えば金線のワイヤ
ボンディングによりダイオードの端子と厚膜基板のダイ
オード接続パターン２２，２３とを電気的に接続する。
この場合ダィオ−ドチップはーチップに一素子の単体チ
ップでも一チップ内に多数素子集積した集積チップを用
いてもよい。厚膜基板へ薄膜基板及びダイオードの搭載
後、外的機械力に弱いボンディングワイヤ一等に対する
機械的保護の目的や、湿度雰囲気に弱いダイオード等の
電気特性に対する耐湿保護層の目的として、必要に応じ
たとえばシリコーンレンジ等樹脂のコーティングを施す
と効果がある。

以上の本実施例により得られたサーマルヘッドは抵抗体
（発熱体）は薄膜で、回路配線及び多層配線部分を厚膜
で形成しているため薄膜及び厚膜のそれぞれの長所を備
え持ち、低電力印字で印字品質に優れ、しかも安価に製
造できる。

上記実施例では厚腹基板２川こ搭載する薄膜基板３川ま
印字しようとする記録紙の大きさにより適当に分割して
製作した方が好しし、場合がある。

例えば、記録紙の大きさがＢ筋坂用の場合１３仇蚊×Ｉ
Ｑ奴程度（両端部の抵抗体−抵抗体間隔は１２８肋）、
Ａ４坂用の場合２１２職×１０肌程度（両端部の抵抗体
−抵抗体間隔は２１０肋）が適切であるが、長さが長い
場合これを二分割又はそれ以上に分割した方が好しい。
即ちＡ折坂用を例として挙げると薄膜基板の大きさを上
述の半分の１０６肌×１０肋としこれを二基板用意する
。この二薄膜基板を一厚膜基板へ搭載しＡ４用サーマル
ヘッドとするという様に、分割数だけ厚膜基板へ搭載し
目的の大きさのサーマルヘッドとする。上記実施例では
ダイオードを厚膜基板に組込んでサーマルヘッドに含ま
せたがダイオードをサーマルヘッド内に入れず外付とし
ても良い。

以上詳細に説明したように、本発明によれば厚膜と薄膜
の長所を備えたサーマルヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆のファクシミリ用サーマルヘッドの１例の
電気回路図、第２図は本発明をサーマルヘッドの製造に
実施した場合の厚腹基板の平面図、第３図は本発明をサ
ーマルヘッドの製造に実施した場合の抵抗体アレイの平
面図、第４図は第３図のＡ−Ａ′断面図、第５図は本発
明によって得られたサーマルヘッドの平面図である。 ２０・・・・・・厚膜基板、２１・・・・・・絶縁基板
、２２，２３，２４・・・・・・配線パターン、３０…
・・・抵抗体アレイ、３１・・・・・・縫黍菱基板、３
２・・・・・・グレーズ層、３３・・・・・・窒化タン
タル、３４・・・・・・電極、３５…・・・二酸化シリ
コン、３６・・・・・・五酸化タンタル、５１……ダイ
オード。 券３図 ※４図 汐′図 多２図 多よ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁基板上に抵抗体と配線回路とを有するサーマル
   ヘツドの製造方法において、第１の絶縁基板に厚膜の配
   線回路を設けて厚膜基板を形成する工程と、該第１の絶
   縁基板とは別の第２の絶縁基板上に薄膜の抵抗体アレイ
   を形成する工程とを経た後、前記厚膜基板上に前記第２
   の絶縁基板を少なくとも１個搭載し、前記配線回路と抵
   抗体アレイとを結線する工程とを有することを特徴とす
   るサーマルヘツドの製造方法。