JPS62292455A - 薄膜型サ−マルヘツドの製造方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、感熱記録用の薄膜型サーマルへラドの製造方
法に関する。感熱記録方式は、保守の容易なハードコピ
ーを得る方式として、各種の端末記録装置やファクシミ
リ等に利用されている。特に近年は、熱転写記録方式の
開発も活発で、多色記録やフルカラー記録の可能なカラ
ープリンタへの応用開発がなされており、事務機器分野
のみならず、家庭用としての利用も期待されている。

本発明は、この感熱記録方式や熱転写記録方式に用いる
薄膜型サーマルヘッドの製造方法の改良に関するもので
ある。

従来の技術 一般にサーマルヘッドは第５図に示すような断面構造で
ある。同図において、１はアルミナ基板、２はグレーズ
層、３は発熱抵抗体、４．５は電極であり、電極４は密
着層及び発熱抵抗体３と電極５の反応防止層として働く
。主導体層となる電翫５と発熱抵抗体３との密着性が良
く、しかも反応が生じない場合は、電極４を特に用いる
グミはない。６は発熱抵抗体３の酸化防止のために形成
した酸化防止膜、７は耐摩耗保護膜である。酸化防重膜
６は、発熱抵抗体３自体が耐酸化性を有するか、又は、
耐摩耗保護膜自体が酸化防止効果を合わせもつ場合には
特に設ける必要は々い。この耐摩耗保護膜７は、サーマ
ルヘッドが感熱紙と摺動しながら使用されることから生
ずる発熱抵抗体３及び電極４，５の摩耗を防止する目的
で形成されている。

第５図に示すサーマルヘッドは、ファクシミリやプリン
タ等に多用されているが、さらに大きく市場を拡大させ
るためには、ヘッドの低価格化が非常に重要な課題であ
る。

発明が解決しようとする問題点 薄膜型サーマルヘッドの耐摩耗保護膜７は、スパッタリ
ングによりＴａ２０５膜、ＳｉＣ膜、ＢＰ膜などが６〜
１０μｍ形成されている。これらの材料は、絶縁物であ
ることから高速スパッタ方式であるマグネトロンスパッ
タ方式を用いてもスパッタ速度が遅く成膜時間が長くな
り、このため処理能力に欠け、ヘッドの低コスト化が困
難であった。

膜を作成する技術として、印刷・焼成により形成する方
式がある。この方式は、印刷機や焼成炉などの装設の価
格が安く、かつ、処理能力が大きい特長がある。しかし
、薄膜技術で形成した発熱抵抗体及び電極は貴金属や酸
化物以外は大気中で加熱すると酸化が生じてしまうこと
から、酸化性の雰囲気で行う印刷や塗布方式の保護膜の
作成はできなかった。さらに、基板であるアルミナとそ
の上にコートするガラスグレーズ層と、発熱抵抗体や電
極膜の熱膨張係数の差異が大きいため、加熱時に生じる
熱歪によりガラスにクラックが発生する問題もあった。

本発明は、このような問題点を解決して安価で、かつ信
頼性の高いサーマルヘッドの製造方法を実現するもので
ある。

問題点を解決するだめの手段 基体的には発熱抵抗体と電極膜を所定のパターン形成を
行った後、発熱抵抗体と電極膜をおおうように耐酸化の
被膜をコーティングし、その後記録紙と接触する領域上
に耐摩耗性の膜を印刷・焼成あるいは塗布・加熱する。

この被膜形成を行った後、半導体素子との接続部及び外
部回路との接続部の電極膜を露出させるために耐酸化性
被膜をエツチングにより除去する。耐酸化性の被膜とし
て、熱膨張係数がアルミナやガラスグレーズ層に近い値
かあるいはそれより小さな値を有する材料を使用するこ
とにより、発熱抵抗体や電極膜との熱膨張係数の差異に
より生ずる熱歪の発生を抑制でき、高温まで加熱が可能
となる。また、発熱抵抗体や電極膜の酸化も防止できる
ことから、安価な焼成炉を用いることができるとともに
、耐摩耗性の大きいガラスを用いることができる。

作用 本発明の製造方法により、発熱抵抗体や電極膜の材料と
して銅やニッケルのような安価な材料を使用して、かつ
、大気中で加熱して耐摩耗性被膜を形成できることから
、高耐摩耗性の材料を非常に量産性良く作成できる特長
がある。さらに、耐酸化性の被膜は電極の保護としての
機能も有することから、従来コートしていた樹脂膜の形
成が不要となる点の効果もある。又、半導体素子や外部
回路との接続部は、接続作業を行う直前に耐酸化性被膜
を除去すれば清浄な面が得られ信頼性の高い接続が行え
る。

実施例 以下、本発明の製造方法を実施例に従って説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の第１の実施例により作成したサーマル
ヘッドの発熱体近傍の断面図を示す。

第２図は、第１図に示したヘッドの製造工程を示す図で
ある。第１．第２図において、同一番号は同一名称を示
す。１１は基板で、本実施例では９６％純度のアルミナ
を用いた。１２はガラスグレーズ層、１３は発熱抵抗体
、１４．１５は電極で電極１４は発熱抵抗体１３との密
着性を高めるだめの膜で、電）１５は通電のだめの導体
層である。１６は耐酸化性被膜、１７は耐摩耗保護膜、
１８はエンチングレジストである。

以下、図に従って本実施例の製造方法を説明する。第２
図に於て、情）は発熱抵抗体１３及び電極１４．１５を
所定のパターンを得るように成膜とフォトリソを行った
状態を示す。発熱抵抗体１３はＳｉ　、　Ｔａ合金膜を
真空蒸着により作成し、電極１４．１５膜はＣｒ−Ｃ：
ｕ　２層膜をスパッタリングにより形成した。この後、
発熱抵抗体１３と電極１４．１５をすべてカバーするよ
うに全面に耐酸化性防止被膜１６を形成する。本実施例
においては、ＳｉＯ２膜を高周波スパッタリングにより
約１．６μｍ　形成した。これを同図中）に示す。次に
記録紙と接触する発熱体部上にガラスを印刷して６００
℃で大気中で焼成した。耐酸化性防止被膜１６のＳｉＯ
□膜の熱膨張係数は基板１１やガラスグレーズ層１２に
比較して小さいことから、電極材料であるＣｒ−Ｃｕ２
層膜の膨張をおさえこむ作用を果たすために、電極１４
．１６のはがれやガラスのクラックなどの不良の発生が
抑えられる。

ガラス焼成後の断面形状を同図（Ｃ）に示す。ガラス焼
成後に電極１４．１５膜の半導体素子及び外部回路との
接続部を除いて同図（ｄ）に示すようにエツチング用レ
ジスト１８を塗布し、ぶつ酸とぶつ化アンモニウムの混
合液に浸して露出している耐酸化性防止被膜（３ｉ０２
膜）１６をエツチング除去して、第１図に示すヘッドを
得た。本実施例の製造方法によれば、耐摩耗保護膜１７
を印刷後焼成する方式で大気中で行えることから、非常
に低コストで作成でき、ヘッドの低価格化に大きな効果
がある。又、電極材料として、貴金属以外の安価な材料
が使用できるとともに、熱膨張係数の差異で生じるはが
れやクラック等の問題点を防止して信頼性の高いヘッド
を得ることができる特長がある。

（実施例２） 第３図は、本発明の第２の実施例に基ずくヘッドの発熱
体部の要部断面図である。第４図は第３図に示すヘッド
の製造工程を示す図である。第１図、第２図と同一名称
は同一番号を付す。本実施例は、第４図（ｂ）の耐酸化
防止被膜１６の形成を２層としたことが、第１の実施例
と異なる点である。

発熱抵抗体１３として、Ｔａ２Ｎ膜をスパッタリングで
形成、電極として（Ａβ）１６゛′を同じくスパッタリ
ングで形成した後、所定の形状を得るようにフォ）　Ｉ
Ｊソを行って（！Ｌ）に示す構成を得た。次に（ｂ）に
示すように耐酸化性防止被膜１６としてＳｉミラ、６μ
ｍとガラス２ｏを０．１μｍスパッタリングで形成した
。この後耐摩耗保護膜１７を印刷して６５０’（：、大
気中で焼成した。これを同図（Ｃ）に示す。その後、エ
ツチング用レジスト１８を塗布（同図（ｄ）　）　して
半導体素子及び外部回路との接続部のガラス膜２ｏと８
１膜１６をエツチングにより除去して、第３図に示すヘ
ッドを得た。なお、耐酸化性防止被膜１６として形成し
た５ｉ１６は人ｌとの反応を防止するため、初期は酸素
ガスを導入して一部５ｉｏｘ膜とした。本実施例では、
耐酸化性に優れたＳｌを用いたことがら膜厚を薄くでき
、スパッタ時間の短縮による成膜プロセスの低コスト化
が図れた。また、５１層１６上にガラス膜２ｏを形成し
たことで、印刷・焼成して形成したガラス耐摩耗保護膜
１了との密着性も大きく改善された。

なお、本発明の詳細な説明では、ガラスを印刷・焼成す
ることを述べたが、特にガラスに限定する必要はなく、
硬質のフィラーを混合した耐熱性の有機樹脂を用いても
良く、実際にＳｉＣを混合したポリイミドを塗布して、
３６０’Ｃで加熱、硬化した被膜を作成して印字試験し
た結果では、ガラスに比１咬するとやや耐摩耗性は悪い
が熱転写用としては充分実用に耐えることを確認した。

又、耐酸化性防止被膜１６としては、５ｉ０２膜、Ｓ１
膜に限定されるものでなく、エツチング可能で、かつ酸
素遮断性のある材料であれば使用できることは説明する
までもない。

発明の効果 本発明のサーマルヘッドの製造方法は、発熱抵抗体や電
極の酸化の防止と、熱膨張係数差による膜のはがれやガ
ラスに生じるクラック等を防止して、印刷・焼成などに
よる非常に安価な耐摩ｒ［保護膜の作成を実現し、ヘッ
ドの低コスト化に大きな効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の製造方法により作成したサー
マルヘッドの発熱体部の要部断面図であり、第２図は第
１図に示したヘッドの製造工程を示す図である。第３図
は本発明の製造方法に基ずく第２の実施例により作成し
たヘッドの発熱体部の要部断面図であり、第４図は第３
図に示したヘッドの製造工程を示す図である。第５図は
従来のヘッドの発熱体部の要部断面図である。 １１・・・・・・基板、１２・・・・・・ガラスグレー
ズ層、１３・・・・・・発熱抵抗体膜、１４．１５・・
・・・・電極、１６・・・・・・耐酸化性防止被膜、１
７・・・・・・耐摩耗保護膜、１８・・・・・・エツチ
ングレジスト、２ｏ・・・・・・ガラス波膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
−−一基板 １２−　　ガラスグレーズ層屑 １３−　　発焦オ氏坑イ本膜 １４−　　電」医 １５−　　電」ｉ ／３−一発無抵抗体 １５’−ｔｒ１！、（Ａ１） １６−　　町酸化助上板膜 Ｉ７−　　組ｌＬ化保度臓 第　３　図　　　　　　　　　２０−　　友°ラス狭第
４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性基板上に列状に発熱抵抗体と通電用電極を形成す
   るための成膜及びフォトリソ工程と、この基板上の少な
   くとも前記発熱抵抗体と前記通電用電極面上に前記絶縁
   性基板と略同一かまたは小さな熱膨張係数を有する材料
   を用いて耐酸化防止膜を形成する工程と、この耐酸化防
   止膜上の少なくとも記録紙と接触する領域上に主成分が
   ガラス又はポリイミドよりなる被膜を印刷して焼成又は
   塗布して加熱することにより形成する工程と、少なくと
   も前記通電用電極の半導体素子との接続部及び外部回路
   との接続部上の前記耐酸化防止膜をエッチングにより除
   去する工程とを有する薄膜型サーマルヘッドの製造方法
   。