JPS61182964A - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

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JPS61182964A
JPS61182964A JP60022771A JP2277185A JPS61182964A JP S61182964 A JPS61182964 A JP S61182964A JP 60022771 A JP60022771 A JP 60022771A JP 2277185 A JP2277185 A JP 2277185A JP S61182964 A JPS61182964 A JP S61182964A
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JP
Japan
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layer
conductor
thermal head
nickel
tin
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JP60022771A
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Noboru Araya
荒屋 昇
Hisahiro Hiraide
平出 弥博
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/345Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads characterised by the arrangement of resistors or conductors

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  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はサーマルヘッドに関し、詳しくは複数個の発熱
抵抗体素子を同一基板上に直線的に配置し、情報に従い
、この発熱抵抗体素子を通電発熱させて感熱記録紙に発
色記録させ、あるいはインクリボンを介して普通紙に転
写記録させるサーマルヘッドに関する。
〔従来技術〕
従来のサーマルヘッドは、例えば第6図に示すように、
電気絶縁性のアルミナ基板1の上に薄くグレーズ層2を
設け、その上に1゛α2Nなどからなり発熱して感熱記
録紙(図示せず)等に発色エネルギーを与える発熱抵抗
体層3と、その発熱抵抗体層3に接続されて情報に応じ
て電流を通じるAj。
Niなどからなる導体層4.5(Niからなる導体層5
は第7図を参照されたい)と、5iftなどからなり、
前記発熱抵抗体層3を酸化による劣化から保護する耐酸
化層6と、Ta205 などからなり、感熱記録紙との
接触による摩耗から前記発熱抵抗体7#3及び導体層4
及び耐熱酸化層6を保護するための耐摩耗N7とを順次
積jI して形成されている。
そして、前記導体層4.5に電流を通じたとき、導体層
4の一部が取り除かれて一段下って形成された発熱部8
が発熱して感熱記録紙等に発色記鋒エネルギーを与える
ようになっている。第7図に示すように、上記サーマル
ヘッドは発熱部8の両側に、共通電極ライ/9とそれぞ
れの個別電極ライン10α〜10ダとが設げられている
。そして、共通及び個別の′#IL極ライン9.10α
〜10.51の両者は、図中、線Bにより示された下側
の端子部11の範囲域で、第9図に示すように半田層1
3がニッケル層5を覆って予備半田付されている。
この半田層13は、外部回路と、半田付により接続され
るようになっている。第7図中の線Bにより示された下
側の端子部11以外の上側のヘッド面12は、耐酸化層
6及び耐摩耗#7によって覆われ保護されている。なお
、第6図は第7図のAA/線に沿って切断した拡大断面
図である。
〔従来の問題点〕
このような従来のサーマルヘッドにおいて、端子部11
には第9図に示すように半田層13がニッケル層5を横
りで予備半田付されているが、その予備半田付の方法は
、例えばサーマルヘッドを直接、溶融半田に浸漬したり
、又は半田クリームを端子部に印刷して、リフローした
りする場合などがある。このいずれの場合も溶融した半
田は表面張力により導体層上でカマボコ型に盛り上がり
、端子幅寸法の大小により、その厚みと付着量は異なる
。一般に、サーマルヘッドの端子間ギャップ寸法は0.
2 ws以内と小さなものであり、そのサーマルヘッド
に単なる半田ディツプによって半田層13を形成した場
合、端子部11に外部回路(図示せず)との電気接続を
行うフレキシブル・プリント回路(FPC)を位置決め
し、加圧、加熱して両方の半田を溶かし、浴着させた時
、根本的に半田量が多く、互いの端子間に半田ブリッジ
が生じ、電気的ショート不良を多発する。このため。
サーマルヘッドの端子半田デイツプ工程においては、例
えばノズルから圧縮空気を吹き付けて表面張力による盛
り上がりを押えているが、それぞれの端子に付着した半
田の厚みのバラツキは、サーマルヘッドが形成されたチ
ップ内で略10〜20μmも生じるものがある。このよ
5に、半田デイツプ法による端子部11の半田層13の
形成は厚みのバラツキが根本的に大きくなることはさけ
られない欠点である。
例えば、第9図に示すように、半田層13の厚みのバラ
ツキの大きい状態で外部回路接続用のFPC(図示せず
)を溶着するとき、加圧、加熱していくと複数の端子の
中で最も半田層13が盛り上がり、高くなった部分に集
中荷重が加わり、その部分の半田が多量に浴けて広がり
、全体の端子がFPCに接続されたときには端子間に半
田のブリッジが生じ、電気的にショート不良を多発する
ものであり、製造管理が困難となり、最終工程において
完全不良となるため損失額が太きいなどの重大な欠点が
あった。また、従来のサーマルヘッドにおいてニッケル
(Ni)から成る導体層5を設けるのは、Atが半田付
性に劣り、サーマルヘッドの端子として外部回路と半田
付によって接続することに適さないため、半田付けされ
やすいNiをklの上に蒸着して、外部回路との容易な
接続を可能とするためである。導体層4.5は、従来発
熱抵抗体層3の上に、まず、AIの導体層4を蒸着し、
その上にNiの導体層5を蒸着してホトリソ技術で2回
のマスキングにより、順にN1→Aj→′rα2N→A
jの各層をパターンニングしてヘッド面にて電極部と発
熱部を形成し、ヘッド面にて耐酸化層6と耐摩耗層7と
からなる保in/m17を被覆すれば、サーマルヘッド
となる。しかし、この場合、AJJ−より上のNzと耐
酸化層6のS。
02の密着性が悪いため、一般に保護層17を被覆する
ヘッド面12の導体層4は第7図に示すようにNi層を
エツチング除去してAIのみとしている。このため、第
8図のように従来のフォトプロセスは、Ta2Nエツチ
ングの後、次のAjエツチングの前にNiエツチングの
ためのレジストコートからレジスト剥離の工程を要し、
反復3回、マスキングすることになり、計23工程と多
大の時間を要し、著しくコスト高となる欠点があった。
なお、第8図中のレジストコート(工程■、■、0)、
プリベーク(溶剤蒸発)(工程■、■、[株])、アラ
イメント(マスクと基板の位置合わせ)・露光(工程■
、■、■)、現像・リンス(工程■、■、■)、ボスト
ベーク(レジストの密着性を上[株]、の)工程は、通
常のマスキングで行われている技術を示す。
しかも、サーマルヘッドの保護層17を被覆しないヘッ
ド端子部11において、フォトエツチングされた端子部
11の断面を見ると、第9図に示すように下にAjの導
体層4、上にNLの導体層5が積層された2層構造とな
っている。このためイオン化傾向順位の大きく異なるA
jとNiの接合部が外気に触れていることから、湿気等
により腐蝕が発生して導体抵抗が上昇しやすく、防湿性
の良いプラスティック接着剤等を選定して湿気を封する
ようなパンペーションが不可欠であるなど信頼性に欠け
るものであった。
〔発明の目的〕
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは導体層4.5からなる
端子部11の製造方法を変更することにより、端子部1
10半田厚み寸法のバラツキを低減し、製造歩留りの高
いサーマルヘッドを提供することにあり、さらにまた、
サーマルヘッド製造プロセスの導体層成摸工数及びフォ
トプロセスの工数を削減し、コスト低減をはかるととも
に、端子部11のAjからなる導体l1j4の全面をN
iからなる導体115で被覆して異種の金属の接合部が
外気に触れないものとし、耐蝕効果を増し、信頼性の高
いサーマルヘッドを提供することにある。
〔発明の構成〕
かかる目的を達成するため、本発明のサーマルヘッドは
、絶縁性基板上にグレーズ層を設け、その上に発熱抵抗
体層、そしてアルミニウム又はアルミニウム合金からな
る導体層を単層蒸着により積層して対象紙面に圧接され
るヘッド面を前記導体層の一部を取り除いて耐酸化層及
び耐摩耗層を順に積層することにより構成し、一方前記
ヘッド面へ連設する端子部を前記ヘッド面から延びた前
記導体層上に該導体層を包囲して主にニッケル又は銅か
らなるメッキ下地金属を無電解又は電解鍍着し、さらに
該′a層層上上低融点金属層(スズ又はスズ合金)を電
解1着して構成したものである。
前記絶縁基板、グレーズ層及び発熱抵抗体層は従来、公
知の材料、例えば絶縁基板にアルミナ、グレーズ層にガ
ラス、発熱抵抗体層にTa2N等を使用し得るが、この
他、これら材料と同一機能を持つ材料を用いることがで
きることはいうまでもない。グレーズ層、発熱抵抗体層
及びアルミニウム又はアルミニウム合金(例えばアルミ
ニウムとシリコンの合金)から成る導体層を従来法を用
いて所定膜厚に形成する。
ヘッド面における導体層の導電パターンを作るには、フ
ォトリソ技術で2回の慣用マスキング反復により作る。
例えば、後述する実施例のように行う。
耐酸化層及び耐摩耗層も、従来公知の材料、例えば耐酸
化層に5in2、耐摩耗l−にはTa205等を使用し
得るが、この他、これら材料と同一機能を持つ材料を用
いることができることはいうまでもない。
これらの各層の成膜も、従来法、例えば、スパッタリン
グにより、所望の膜厚に形成して行う。
端子部におけるklの導体層の導電パターンはヘッド面
での導電パターン形成時に形成される。
そして、aSS着のだめの下地金属にニッケル又は銅)
の破着層は無電解又は1を解メッキ処理により作られる
が、一般に、無電解メツギ処理を行うことにより作られ
ることが多い。その厚さは、ニッケル層のピンホール対
策上から約2μ准以上が好ましい。低融点金属層(スズ
又はスズ合金)は下地破着層を介して電解メッキ処理に
より形成する。その層厚は、10〜20ttmが望まし
い。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第5図に従って
説明する。なお、図中、従来例として示した第6図、第
7図及び第9図と同一物には、同一符号が付しである。
第1図に示すように、絶縁性基板10表面を薄いグレー
ズ層2で覆った、いわゆるグレーズドアルミナ基板上に
′rαをA、とN2ガスのリアクテイヴスバッタリング
法により0.05〜0.2μmの厚みでTa2Nから成
る発熱抵抗体層3を形成し、次に約2μmの厚みでAj
からなる導体層4を形成する。そして、第3図に示すよ
うに図中矢印進行方向の工程(■〜O)を行い、7オト
リソ技術で2回の慣用マスキング反覆により順にレジス
トコート(工程■)、グリベーク(工程■)、アライメ
ント・露光(工程■)、現像・リンス(工程■)、ボス
トベーク(工程■)、A!エツチング(工程■)、Tα
2Nエツチング(工程■)、レジスト剥離(工程■)を
行い、再びレジストコート(工程■)、プリベーク(工
程@)、アライメント・露光(工程■)、現像・リンス
(工程0)、ボストベーク(工程@)、Azエツチング
(工程■)そしてレジスト剥離(工程■)を順に行う。
よって、15工程で電極部と発熱部パターンを形成する
。次に、端子部11をメタルマスクで覆った後、約2μ
mの厚みの5LO2膜よりなる耐酸化層6及び約5μ扉
の厚みの′rα205よりなる耐摩耗層7をスパッタリ
ングにより形成することにより、ヘッド面12は作製さ
れる。
次に、第4図に示す工程で端子部11の範囲域でのアル
ミ層(第2図及び第5図参照)に選択的に無電解メッキ
を行い、ニッケル層14を約2μmの厚みで第5図のよ
うに端子全面に被面し、そして低融点金属層15をニッ
ケル層14を覆ってスズ又はスズ合金の電解メツΦによ
り形成して第1図及び第2図の端子部16を作製した後
、外部回路(図示せず)との接続を行うものである。
本実施例によれば、ヘッド面12の導体層4をその上に
Ni層を一旦形成する過程な経ずにAj又はA1合金の
単層蒸着とするため、成膜材料、成膜時間、メンテナン
ス時間の削減とフォトプロセスにおけるマスキングとエ
ツチングの反復回数の削減がはかられ、従来、多大の時
間を要してした工程が削減されて著しく時間短縮された
。また。
上述した従来の丈−マルヘッドの製造過程にはなかった
端子部の電解ハンダメッキの処理は、第4図に示すよう
に順にアルカリ脱脂、酸洗、Zル置換、無電解NLメッ
キ、電解ハンダメッキ、フレオン乾燥を行う工程から成
り、多数枚の基板を同時に処理できる上、その工程は製
造時間として、約30分サイクルとなり、マスキング、
エツチング、ハンダディップの一連の工程に費す時間に
比べて大巾に短かいため、サーマルヘッド製造工程の時
間短縮効果は大きい。また、端子部はスズ又はスズ合金
を電解メッキで装着させるため、全面にメッキ膜厚が均
一に被覆でき、上述した従来のサーマルヘッドのハンダ
被覆と対比すると著しく厚みのバラツキが少な(、外部
回路の接続において均一に溶融するため製造管理が容易
で製造歩留りが著しく高くなる。また、無電解ニッケル
メッキは、メッキ液に接するAjの全面に一様にNi膜
を被覆してAtとNi接合部が外気に接触しなくなるた
め、Ajの防蝕効果がある。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明は、ヘッド面の導体層をアルミニウ
ム又はアルミニウム合金層上にニッケル層を一旦形成す
る過程を経ずに、アルミニウム又はアルミニウム合金の
単層蒸着とし、かつ、端子部をアルミニウム又はアルミ
ニウム合金の導体層の上にそれを回読してニッケル又は
銅メッキ層を形成し、さらにその上に低融点金属(スズ
又はスズ合金)層を形成したサーマルヘッドなので、絶
縁基板上のアルミニウム又はアルミニウム合金からなる
導体層上に、一旦ニッケル層を形成した後、ヘッド面で
のニッケル層を除いた従来のサーマルヘッドに比べてニ
ッケル層の成膜材料、導体層成膜工数及びフォトプロセ
スの工数を大幅に削減して、その分、コスト低減を容易
に達成できる。
しかも、本発明のサーマルヘッドは、端子部のアルミニ
ウム(アルミニウム合金)からなる導体層上に電解メッ
キした低融点金属層の厚みのバラツキが極みめて少ない
ので、外部回路接続時のFPC加圧、加熱条件設定が容
易で端子間ブリッジによる電気的ショート不良の発生が
著しく低いという効果を奏し、さらにまた、導体層の全
面をニッケルで被覆して異種の金属接合部が外気に触れ
ないように形成されているので耐蝕効果が増して信頼性
が高いという実用上の効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は、本発明に係り、8g1図は、第2図
のc −c’線に沿って切断した本発明のサーマルヘッ
ドの一実施例を示す拡大断面図、第2図は本発明のサー
マルヘッドを示す平面図、第3図は本発明のサーマルヘ
ッドの導電パターンを作るためのフォトプロセスの示す
工程図、第4図は本発明のサーマルヘッドのニッケル層
、低融点金属I―を形成するためのメッキ工程を示す図
、第5図は本発明のサーマルヘッドの端子部を示す断面
図、第6図〜第9図は従来例に係り、第6図は第7図ノ
A −N 線に沿って切った従来のサーマルヘッドを示
す拡大断面図、第7図はサーマルヘッドを示す平面図、
第8図はサーマルヘッドの4’tjt、パターンを作る
だめのフォトプロセスを示す工程図、第9図はサーマル
ヘッドの端子部を示す要部断面図である。 1・・・・・・絶縁性基板、2・・・・・・グレーズ層
、3・・・・・・発熱抵抗体層、4・・・・・・導体層
、6・・・・・・耐酸化層、7°°°゛°°耐摩耗層、
12・・・・・・ヘッド面、14・・・・・・ニッケル
層、15・・・・・・低融点金属層、16・・・・・・
端子部。 第 l オ 第2図 第5図      第4区 第5図 第6図 糖711I 第9! I 8図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性基板上にグレーズ層を設け、該グレーズ層
    上に発熱抵抗層を設け、さらに導体層を積層するととも
    に、印字するための紙面に圧接されるヘッド面を前記発
    熱抵抗層及び導体層の一部を取り除いて耐酸化層及び耐
    摩耗層を順に積層して設けられたヘッド面と該ヘッド面
    に連接する端子部を前記ヘッド面から延びた前記導体層
    上に該導体層を包囲するようにニッケル又は銅若しくは
    それ等の合金を鍍着によつて下地鍍着層を形成し、さら
    に該下地鍍着層上にスズ又はスズ合金からなる低融点金
    属層を電解鍍着したことを特徴とするサーマルヘッド。
  2. (2)前記サーマルヘッドの導体層がアルミニウム又は
    アルミニウム合金の単層蒸着により形成され、かつ、ヘ
    ッド面に連続する端子部を前記易半田付性の金属を鍍着
    させたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
    のサーマルヘッド。
JP60022771A 1985-02-09 1985-02-09 サ−マルヘツド Granted JPS61182964A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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