KR100237588B1 - Thermal head and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

다층배선구조로 한 경우에 각층의 접속불량이나 절연불량의 발생을 확실하게 방지하고, 리얼에지화하여도 제조가 용이하여 신뢰성을 유지할 수 있으며, 또한 서멀헤드블록의 연결수가 3개이상이어도 공통전극의 단자접속에 지장이 없는 서멀헤드 및 서멀헤드의 제조방법을 제공하는 것이다.In the case of a multi-layered wiring structure, it is possible to reliably prevent the occurrence of connection failure or insulation failure in each layer, and to maintain the reliability by making it easy to manufacture even real edges. It is to provide a method of manufacturing the thermal head and the thermal head without a problem in the terminal connection.

방열기판(11)에 보온층(12), 도전층(13), 층간절연층(15), 발열저항체(16), 공통전극(17a), 개별전극(17b) 및 보호층(18)을 적층하여 이루어지는 서멀헤드로서 상기 도전층(13)은 질화물 또는 산화물과 금속과의 융합체로 이루어지고, 공통전극 (17a)과 전기적으로 접속되어 있고, 상기 층간절연층(15)은 적어도 상기 도전층 (13)의 산화막을 가지고 형성되어 있는 것이다.The insulating layer 12, the conductive layer 13, the interlayer insulating layer 15, the heat generating resistor 16, the common electrode 17a, the individual electrode 17b, and the protective layer 18 are stacked on the heat radiating substrate 11. The conductive layer 13 is formed of a fused material of nitride or oxide and metal, and is electrically connected to the common electrode 17a. The interlayer insulating layer 15 is formed of at least the conductive layer 13. Is formed with an oxide film.

Description

서멀헤드 및 그 제조방법{THERMAL HEAD AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}Thermal head and its manufacturing method {THERMAL HEAD AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 서멀프린터에 사용되는 서멀헤드에 관한 것으로 특히 서멀헤드의 리얼에지화 및 열전사프린터에 있어서의 인자품위의 개량을 할 수 있는 서멀헤드 및 서멀헤드의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head used in a thermal printer, and more particularly, to a method of manufacturing a thermal head and a thermal head capable of realizing the thermal head of a thermal head and improving the printing quality in a thermal transfer printer.

서멀프린터에 탑재되는 서멀헤드는 복수개의 발열소자를 기판상에 직선적으로 배열하고, 소망의 인자정보에 의거하여 어느 하나의 발열소자에 선택적으로 순차통전을 행하여 발열소자를 가열시킴으로써 감열프린터에 있어서는 감열기록지를 발색시키고, 열전사프린터에 있어서는 잉크리본의 잉크를 부분적으로 용융하여 보통지에 전사하여 인자를 행하도록 되어 있다.The thermal head mounted on the thermal printer arranges a plurality of heat generating elements linearly on a substrate, and selectively heats the heat generating elements by selectively energizing any one of the heat generating elements based on the desired printing information. The recording paper is developed, and in the thermal transfer printer, the ink of the ink ribbon is partially melted, transferred to plain paper, and printed.

도 11은 종래의 일반적인 서멀헤드를 나타낸 것으로 알루미나 등의 절연성 재료로 이루어지는 방열기판(이하 기판이라 함)(1)상에는 유리 등으로 이루어지는 보온층(2)이 형성되어 있고, 이 보온층(2)은 그 상면이 원호상으로 되도록 형성되어 있다. 이 보온층(2)의 정점부(2a)에는 복수개의 발열저항체(3)가 지면수직방향으로 직선상으로 정렬하여 형성되어 있다. 이 발열저항체(3)는 Ta-SiO2등으로 이루어지는 발열저항체(3)의 재료를 스퍼터링 등에 의하여 보온층(2)의 표면에 부착한 후, 포토리소그래피 기술에 의하여 에칭함으로써 형성하도록 이루어져 있다. 이들 발열저항체(3)의 상면 일측에는 각 발열저항체(3)에 접속되는 공통전극(4a)이 적층되어 있고, 상기 각 발열저항체(3)의 타측에는 각 발열저항체(3)에 독립하여 통전을 행하기 위한 개별전극(4b)이 각각 적층되어 있다. 상기 공통전극(4a) 및 개별전극(4b)은 예를 들어 Al, Cu등으로 이루어지고, 증착, 스퍼터링 등에 의하여 부착된 후, 에칭에 의하여 소망형상의 패턴으로 형성되어 있다.Fig. 11 shows a conventional general thermal head. An insulating layer 2 made of glass or the like is formed on a heat dissipating substrate (hereinafter referred to as a substrate) 1 made of an insulating material such as alumina. The upper surface is formed so that it may become circular arc shape. A plurality of heat generating resistors 3 are formed in the vertex portion 2a of the heat insulating layer 2, aligned in a straight line in the paper vertical direction. The heat generating resistor 3 is formed by attaching a material of the heat generating resistor 3 made of Ta-SiO 2 to the surface of the heat insulating layer 2 by sputtering or the like and then etching by photolithography. The common electrode 4a connected to each of the heat generating resistors 3 is stacked on one side of the upper surface of the heat generating resistors 3, and the other side of each of the heat generating resistors 3 is energized independently of the heat generating resistors 3. The individual electrodes 4b for carrying out are stacked respectively. The common electrode 4a and the individual electrode 4b are made of Al, Cu, or the like, for example, are attached by vapor deposition, sputtering, or the like, and are formed in a desired pattern by etching.

또한 이들 발열저항체(3), 공통전극(4a), 개별전극(4b), 노출되어 있는 기판 (1) 및 보온층(2)의 표면에는 상기 발열저항체(3) 및 각 전극(4a, 4b)을 보호하는 대략 5∼10㎛의 막두께의 보호층(5)이 형성되어 있고, 이 보호층(5)은 상기 각 전극(4a, 4b)의 단자부 이외의 모든 표면을 피복하도록 이루어져 있다.In addition, the heating resistors 3 and the electrodes 4a and 4b are formed on the surfaces of the heating resistors 3, the common electrodes 4a, the individual electrodes 4b, the exposed substrate 1 and the heat insulating layer 2, respectively. A protective layer 5 having a film thickness of approximately 5 to 10 탆 is formed, and the protective layer 5 is formed so as to cover all surfaces other than the terminal portions of the electrodes 4a and 4b.

이와 같은 종래의 서멀헤드에 있어서는 공통전극(4a)의 폭을 넓게 형성함으로써 그 저항치를 낮게 형성할 필요가 있었기 때문에 도 11에 나타낸 바와같이 발열저항체(3)의 발열부(3a)는 서멀헤드의 기판(1)의 중앙 또는 단부근처에 설치되어 있고, 발열저항체(3)의 발열부(3a)로부터 기판(1) 단부까지의 치수(이하, 에지거리 (L)라 함)는 1㎜ 이상을 가지고 있었다.In such a conventional thermal head, since the width of the common electrode 4a needs to be wider, the resistance value needs to be formed lower. Therefore, as shown in FIG. 11, the heat generating portion 3a of the heat generating resistor 3 is formed of the thermal head. It is provided near the center or the end of the board | substrate 1, and the dimension (henceforth an edge distance L) from the heat generating part 3a of the heat generating resistor 3 to the board | substrate 1 edge part is 1 mm or more. I had.

그러나 최근, 서멀헤드의 발열저항체(3)를 더욱 기판(1)의 단부에 배치하는 리얼에지화의 요청이 높아지고 있어 기판(1)의 공통전극(4a)측의 스페이스를 대폭 삭감할 필요에 직면해 있다.However, in recent years, there has been a growing demand for real-edge formation of the heat generating resistor 3 of the thermal head at the end of the substrate 1, and thus, the space on the common electrode 4a side of the substrate 1 is greatly reduced. Do it.

이와 같은 서멀헤드의 리얼에지화는 헤드와 플라텐의 압접압의 손실을 저감하고, 인자에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 또 잉크리본을 사용하는 열전사프린터에 있어서는 왁스계의 잉크에서부터 수지계의 잉크까지 폭넓게 사용할 수 있고, 러프지의 인자품위를 현저하게 개선할 수 있는 이점을 가지는 것이다.Such real-edge formation of the thermal head reduces the loss of pressure contact pressure between the head and the platen, and improves the printing energy efficiency. Also, in the thermal transfer printer using the ink ribbon, the wax-based ink to the resin-based ink are used. It can be used widely, and has the advantage of remarkably improving the printing quality of rough paper.

그러나 예를 들어 에지거리를 0.2㎜ 이하로 하는 경우의 서멀헤드의 리얼에지화를 도모하면, 공통전극(4a)의 배치 스페이스가 현저하게 적어지기 때문에 공통전극(4a)의 폭치수를 극히 가늘게 형성하지 않으면 안되고, 그 결과, 공통전극(4a)이 저항체화하여 그 저항치가 상승하여 발열저항체(3)의 양단과 중앙부와의 전압강하의 차가 커진다. 또 공통전극(4a)의 전류용량 부족을 초래하여 각 발열저항체(3)에 통전한 경우, 공통전극(4a)이 용융되어 절단되는 등의 단점이 발생하여 실용성 높은 리얼에지헤드를 제조하는 것은 극히 곤란하였다.However, for example, when the real-edge of the thermal head is achieved when the edge distance is 0.2 mm or less, the width of the common electrode 4a is extremely thin because the arrangement space of the common electrode 4a is significantly reduced. As a result, the common electrode 4a becomes a resistor, and the resistance thereof increases to increase the difference in voltage drop between the both ends of the heat generating resistor 3 and the center portion. In addition, when the current electrode of the common electrode 4a is in shortage and energized by each of the heat generating resistors 3, the common electrode 4a may be melted and cut, resulting in a highly practical real edge head. It was difficult.

또 리얼에지화를 도모하는 서멀헤드의 다른 전극으로서는 도시생략하였으나, 예를 들어 되접는 전극('ㄷ'자 전극)이나 빗살모양 전극으로서 공통전극(4a)을 개별전극(4b)과 동일방향으로 도출하는 것이 있으나, 공통전극(4a)과 개별전극(4b)을 동일방향으로 도출하기 위하여 300dpi의 해상도로 한 경우에는 600dpi의 해상도로 한 경우와 동등한 가공정밀도가 요구되고, 마찬가지로 400dpi의 해상도로 한 경우에는 800dpi의 해상도로 한 경우와 동등한 높은 세밀도의 가공기술이 요구된다고 하는 제조공정 수의 증대와 함께 수율의 저하와 신뢰성의 저하를 초래함과 동시에 제조비용의 증대를 초래하는 단점을 가지고 있다.Although not illustrated as another electrode of the thermal head for real edge formation, for example, the common electrode 4a is the same electrode as the individual electrode 4b as a folding electrode ('c'-shaped electrode) or a comb-shaped electrode. However, in order to derive the common electrode 4a and the individual electrode 4b in the same direction, a processing accuracy of 300 dpi is required to achieve the same resolution as that of 600 dpi. In the case of 800dpi resolution, the same high-definition processing technology as in the case of increasing the number of manufacturing processes is required, resulting in a decrease in yield and reliability, and at the same time, an increase in manufacturing cost. .

또한 서멀헤드의 기판(1)의 단면으로부터 이면에 공통전극(4a)을 형성하는 것이 있으나, 기판(1)을 분할, 연마하고 나서 전극형성을 행하기 때문에 제조공정 수가 많고 제조효율의 저하를 초래하며, 또한 0.2㎜ 이내의 리얼에지화의 신뢰성도 극히 낮다는 단점이 있다.In addition, although the common electrode 4a is formed on the rear surface from the end face of the substrate 1 of the thermal head, the electrode 1 is formed after dividing and polishing the substrate 1, resulting in a large number of manufacturing steps and a decrease in manufacturing efficiency. In addition, there is a drawback that the reliability of real-edification within 0.2 mm is extremely low.

또 기판(1)의 단면을 연마하여 보온층(2)을 형성하고, 그 상면에 발열저항체 (3)를 형성한 단면헤드는 상기한 것과 마찬가지로 제조공정 수가 많아져 리얼에지화를 도모한 경우의 양산성이 떨어지고, 비용상승의 단점을 가진다.In the case where the end face of the substrate 1 is polished to form the heat insulating layer 2, and the heat generating resistor 3 is formed on the upper face thereof, the number of manufacturing steps increases and the number of manufacturing steps is increased. Poor productivity and disadvantage of cost increase.

상기한 점을 감안하여 종래부터 발열부 부분에서 공통전극(4a)을 다층배선구조로 함으로써 리얼에지화를 달성하고자 하는 것이 있다. 이것은 보온층(2)상에 금속으로 이루어지는 도전층(6)을 형성하고, 그 위에 SiO2등으로 이루어지는 층간절연층(7)을 스퍼터링 등의 수법에 의하여 적층형성한후, 이 층간절연층(7)을 포토리소그래피 기술로 부분적으로 제거하고, 그 위에 발열저항체(3)를 적층함으로써 도전층(7)과 발열저항체(3)를 전기적으로 접속하도록 한 것이며, 고온으로 발열하는 발열저항체(3)의 바로 밑에 층간절연층(7)과 도전층(6)이 층상으로 형성되도록 이루어져 있다.In view of the above, there is conventionally intended to achieve real edge by making the common electrode 4a a multilayer wiring structure in the heat generating portion. This is carried out by forming a conductive layer 6 made of metal on the insulating layer 2, and forming an interlayer insulating layer 7 made of SiO 2 or the like thereon by sputtering or the like, and then forming the interlayer insulating layer ( 7) is partially removed by photolithography, and the conductive resistor 7 and the heating resistor 3 are electrically connected by stacking the heating resistor 3 thereon. The heating resistor 3 generates heat at a high temperature. Underneath, the interlayer insulating layer 7 and the conductive layer 6 are formed in a layered manner.

이와같은 다층배선구조에 의한 서멀헤드에 있어서는 소망의 인자신호에 의거하여 개별전극(4b)을 거쳐 소망의 발열저항체(3)에 통전한 경우, 리얼에지화에 의하여 폭치수가 극히 가늘게 형성된 공통전극(4a)외에 상기 도전층(6)을 거쳐 단자부로 보내지게 되기 때문에 상기 공통전극(4a)의 저항치가 상승하는 일 없이 발열저항체(3)의 부분전압차의 발생, 공통전극(4a)의 전류용량 부족 등의 발생을 방지할 수 있어 고품질의 인자를 행할 수 있는 것이다.In the thermal head having such a multi-layered wiring structure, a common electrode having extremely narrow width dimensions due to real edges is applied when the desired heat generating resistor 3 is energized through the individual electrodes 4b based on a desired printing signal. In addition to (4a), since the conductive layer 6 is sent to the terminal portion, the partial voltage difference of the heating resistor 3 is generated without increasing the resistance of the common electrode 4a, and the current of the common electrode 4a. It is possible to prevent the occurrence of insufficient capacity and to perform high quality printing.

그러나 상기 종래의 서멀헤드에 있어서는 도전층(6)의 상면에 층간절연층(7)이 적층하여 형성되어 있고, 또한 이들 각층이 고온으로 발열하는 발열저항체(3)의 바로 밑에 형성되어 있기 때문에 각층 상호의 응력스트레스가 커 열충격에 대한 각층 상호간의 밀착력의 신뢰성이 현저하게 저하하고, 또 층간절연층(7)을 에칭에 의하여 형성하기 때문에 층간절연층(7)과 도전층(6)과의 표면에 단차가 생겨 이 단차에 의하여 발열저항체(3)와 도전층(6)의 접속불량이 생길 우려가 있고, 또한 층간 절연층(7)을 스퍼터 등의 증착방식으로 형성하면, 이물 등에 의하여 층간절연층(7)에 핀홀이 발생하고, 층간절연층(7)의 절연불량이 생긴다는 문제를 가진다.In the conventional thermal head, however, the interlayer insulating layer 7 is formed on the upper surface of the conductive layer 6, and each layer is formed under the heat generating resistor 3 that generates heat at a high temperature. Since the mutual stress stress is large, the reliability of the adhesion between the layers to the thermal shock is significantly lowered, and the interlayer insulating layer 7 is formed by etching, so that the surface of the interlayer insulating layer 7 and the conductive layer 6 is reduced. There is a possibility that a step may occur, and this step may cause a poor connection between the heat generating resistor 3 and the conductive layer 6, and if the interlayer insulating layer 7 is formed by a vapor deposition method such as sputtering, interlayer insulation may be caused by foreign matter or the like. There is a problem that pinholes are generated in the layer 7 and poor insulation of the interlayer insulating layer 7 occurs.

그리고 상기 문제점을 극복하기 위하여 층간절연층(7)의 막두께를 두껍게 형성하도록 하면, 상기의 각층 상호의 응력 불균형의 증대를 초래함과 동시에 에칭단차량의 증대에 의한 접속불량 등의 신뢰성이 현저한 저하를 초래하는 문제를 가지고 있다.In order to overcome the above problems, if the thickness of the interlayer insulating layer 7 is made thick, the stress imbalance between the layers is increased, and the reliability of connection failure due to the increase of the etching step amount is remarkable. It has a problem that causes degradation.

도 12에 나타낸 바와같은 종래의 연결형 서멀헤드는 연결되는 서멀헤드블록 (8)이 통상의 서멀헤드와 같은 층구성이나, 공통전극(4a)의 단자(9)가 좌우 어느 한 쪽에만 설치되어 있는 점이 주된 상위점이다. 즉, 종래의 연결형 서멀헤드는 서로 좌우대칭의 형상을 가지는 2개의 서멀헤드블록(8, 8)을 연결용 기판(1)에 접착한 것이다.In the conventional connection type thermal head as shown in Fig. 12, the thermal head block 8 to be connected has the same layer structure as a conventional thermal head, but the terminals 9 of the common electrode 4a are provided only on either of the left and right sides. The point is the main difference. That is, in the conventional connection type thermal head, two thermal head blocks 8 and 8 having symmetrical shapes are bonded to the connection substrate 1.

또한 종래 연결하는 서멀헤드블록을 2개로 하고 있는 것은 도 12에 나타낸 공통전극(4a)의 단자(9, 9)가 각각의 서멀헤드블록(8)에서 좌우 어느 한 쪽밖에 형성할 수 없기 때문이다. 즉, 이것은 3개이상의 서멀헤드블록(8)을 연결할 경우, 좌단과 우단이외의 중앙부에 있는 서멀헤드블록(8)의 공통전극(4a)을 단자(9)에 연결하는 실용적인 방법이 없었기 때문이기도 하다.The reason why the two thermal head blocks are conventionally connected is that the terminals 9 and 9 of the common electrode 4a shown in FIG. 12 can be formed only in the left and right sides of each of the thermal head blocks 8. . In other words, this is because when three or more thermal head blocks 8 are connected, there is no practical way of connecting the common electrode 4a of the thermal head block 8 at the center portion other than the left and right ends to the terminal 9. Do.

본 발명의 목적은 다층배선구조로 한 경우에 각층의 접속불량이나 절연불량의 발생을 확실하게 방지할 수 있고, 리얼에지화하여도 제조가 용이하며, 신뢰성을 유지할 수 있고, 또한 서멀헤드블록의 연결수가 3개 이상이어도 공통전극의 단자접속에 지장이 없는 서멀헤드 및 서멀헤드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent the occurrence of connection failure or insulation failure in each layer in the case of a multi-layered wiring structure, to be easy to manufacture even if it is real edged, to maintain reliability, and to provide a thermal head block. It is an object of the present invention to provide a thermal head and a method for manufacturing the thermal head, which have no problem with the terminal connection of the common electrode even when the number of connections is three or more.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 있어서의 서멀헤드의 단면도,1 is a cross-sectional view of a thermal head in a first embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 있어서의 서멀헤드의 평면도,2 is a plan view of a thermal head according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 있어서의 제조도중의 다층배선기판을 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a multi-layered wiring board during manufacture in the first embodiment of the present invention;

도 4는 제 1실시예에 있어서의 서멀헤드의 다층배선기판의 제조방법을 나타낸 플로우챠트,4 is a flowchart showing a method for manufacturing a multilayer wiring board of a thermal head according to the first embodiment;

도 5(a)는 절단공정에 들어가기 직전의 서멀헤드의 기판을 나타낸 단면도,5 (a) is a cross-sectional view showing a substrate of a thermal head immediately before entering a cutting process;

(b)는 레이저광을 조사하여 홈을 형성한 상태를 나타낸 단면도,(b) is sectional drawing which showed the state which formed the groove | channel by irradiating a laser beam,

(c)는 홈의 저부에서 부터 기판의 이면까지를 다이싱법(dicing)으로 절단한 상태를 나타낸 단면도,(c) is sectional drawing which showed the state which cut | disconnected from the bottom of a groove to the back surface of a board | substrate by dicing method,

도 6(a)는 주주사방향으로 연결하는 서멀헤드의 발열부의 평면도,6 (a) is a plan view of the heat generating portion of the thermal head connected in the main scanning direction;

(b)는 (a)의 X-X'선을 따른 단면도,(b) is a cross-sectional view along the line X-X 'of (a),

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 있어서의 서멀헤드의 단면도,7 is a cross-sectional view of a thermal head in a second embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 제 3실시예의 서멀헤드의 단면도,8 is a sectional view of a thermal head according to a third embodiment of the present invention;

도 9는 제 2 및 제 3실시예에 있어서의 서멀헤드의 다층배선기판의 제조방법을 나타낸 플로우챠트,9 is a flowchart showing a method for manufacturing a multilayer wiring board of a thermal head in the second and third embodiments;

도 10은 본 발명의 제 4실시예를 나타낸 서멀헤드의 단면도,10 is a cross-sectional view of a thermal head showing a fourth embodiment of the present invention;

도 11은 종래의 일반적인 서멀헤드의 구성을 나타낸 단면도,11 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional general thermal head,

도 12는 종래의 연결형 서멀헤드의 구성을 나타낸 평면도이다.12 is a plan view illustrating the structure of a conventional connection type thermal head.

본 발명의 청구항 1 기재의 서멀헤드는 방열기판상에 보온층, 도전층, 층간절연층, 발열저항체, 공통전극, 개별전극 및 보호층을 적층하여 이루어지는 서멀헤드로서 상기 도전층은 질화물 또는 산화물과 금속과의 융합체로 이루어지고, 상기 층간절연층은 적어도 상기 도전층의 산화막을 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있고, 청구항 5 기재의 서멀헤드는 청구항 1 기재의 서멀헤드로서 상기 도전층을 고융점 금속의 붕화물, 질화물, 탄화물, 규화물의 도전성 세라믹스에 의하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 상기 도전층을 상기와 같은 재료로 형성함으로써 고온의 열산화처리를 행하여도 기판과의 밀착성이 우수한 것으로 할 수 있다.The thermal head according to claim 1 of the present invention is a thermal head formed by laminating a heat insulating layer, a conductive layer, an interlayer insulating layer, a heating resistor, a common electrode, an individual electrode, and a protective layer on a heat dissipating substrate, wherein the conductive layer is formed of nitride, oxide, and metal. And the interlayer insulating layer is formed with at least an oxide film of the conductive layer. The thermal head of claim 5 is a thermal head of claim 1, wherein the conductive layer is a high melting point metal. And conductive ceramics of boride, nitride, carbide and silicide. By forming the said conductive layer from the above materials, even if it carries out high temperature thermal oxidation process, it can be set as the outstanding adhesiveness with a board | substrate.

또 본 발명의 청구항 2기재의 서멀헤드는 청구항 1기재의 서멀헤드에 있어서, 그 도전층은 실리콘의 질화물, 실리콘의 산화물, 알루미늄의 질화물 및 알루미늄의 산화물중 일종, 또는 이들 복합체와 고융점 금속으로 이루어지는 도전성 서밋으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있고, 청구항 3 또는 청구항 4 기재의 서멀헤드는 상기 질화물과 금속의 융합체를 질화알루미늄과 탄탈로 하고, 상기 산화물과 금속의 융합체를 산화알루미늄과 탄탈로 하는 것을 특징으로 하고 있고, 그렇게 함으로써 상기의 효과를 더욱 현저한 것으로 할 수 있다.The thermal head of claim 2 of the present invention is the thermal head of claim 1, wherein the conductive layer is formed of a nitride of silicon, an oxide of silicon, an nitride of aluminum, or an oxide of aluminum, or a composite and a high melting point metal. The thermal head according to claim 3 or 4 is characterized in that the fusion of nitride and metal is made of aluminum nitride and tantalum, and the fusion of oxide and metal is made of aluminum oxide and tantalum. It is characterized by the above-mentioned, and it can make said effect more remarkable by doing so.

청구항 6기재의 서멀헤드는 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한 항 기재의 서멀헤드에 있어서, 상기 층간절연층은 상기 도전층의 산화막을 제 1층간 절연층으로 하고, 이 제 1층간절연층 위에 적층된 절연성 세라믹을 제 2층간 절연층으로 하는 복층의 층간절연층인 것을 특징으로 하고 있고, 제 1층간절연층이 도전층의 표면산화에 의하여 형성되어 있기 때문에 제 2층간 절연층은 1㎛이하의 얇은 절연층으로 하여도 충분한 절연성이 얻어지고, 절연층의 표면과 도전층 표면과의 높이의 단차를 작은 것으로 할 수 있기 때문에 그 상면에 형성하는 발열저항체 및 전극과 도전층과의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있고, 다층배선화에 의한 신뢰성 및 수율저하를 완전하게 해소할 수 있다.The thermal head according to claim 6 is the thermal head according to any one of claims 1 to 5, wherein the interlayer insulating layer is formed on the first interlayer insulating layer using an oxide film of the conductive layer as the first interlayer insulating layer. It is a multi-layer interlayer insulating layer using the insulating ceramic as the second interlayer insulating layer, and since the first interlayer insulating layer is formed by the surface oxidation of the conductive layer, the second interlayer insulating layer is 1 탆 or less. Even if it is a thin insulating layer, sufficient insulation can be obtained, and since the level difference between the surface of the insulating layer and the surface of the conductive layer can be made small, electrical connection between the heating resistor and the electrode formed on the upper surface and the conductive layer is prevented. It can be reliably performed and the reliability and yield reduction by multilayer wiring can be completely eliminated.

또 청구항 7기재의 서멀헤드는 청구항 6기재의 서멀헤드에 있어서, 상기 제 2층간절연층은 실리콘의 질화물, 실리콘의 산화물, 알루미늄의 질화물 및 알루미늄의 산화물중 적어도 일종으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있고, 절연성의 신뢰도를 비약적으로 높힐 수 있다.The thermal head according to claim 7 is the thermal head according to claim 6, wherein the second interlayer insulating layer is formed of at least one of nitride of silicon, oxide of silicon, nitride of aluminum and oxide of aluminum. The reliability of insulation can be dramatically increased.

그리고 청구항 8기재의 서멀헤드는 상기 공통전극은 그 외부회로 접속부가 적어도 기판내에 3개소이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있고, 이 서멀헤드에 의하면, 기판의 양단부 뿐만 아니라 기판의 중앙부로부터도 전압을 인가할 수 있게 되어 각 발열저항체에 대하여 균일한 전압을 인가하는 것이 가능하게 된다.The thermal head according to claim 8 is characterized in that the common electrode has at least three external circuit connection portions formed in the substrate, and according to the thermal head, voltage is applied not only at both ends of the substrate but also at the center of the substrate. It becomes possible to apply, and it becomes possible to apply uniform voltage to each heat generating resistor.

그리고 청구항 9기재의 서멀헤드는 상기 공통전극이 단층으로 도전층과 발열저항체사이에 끼워져 형성되고, 상기 개별전극은 2층으로 발열저항체 사이에 끼우도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있고, 공통전극측을 단층으로 함으로써 이 부분의 기계적강도를 늘려 인쇄시에 인가되는 압접력에 대하여 막박리가 생기지 않는 구조를 실현할 수 있다.The thermal head of claim 9 is characterized in that the common electrode is formed between the conductive layer and the heating resistor in a single layer, and the individual electrodes are formed so as to be sandwiched between the heating resistors in two layers. By forming a single layer, the mechanical strength of this portion can be increased to realize a structure in which film peeling does not occur with respect to the pressure contact force applied during printing.

본 발명의 청구항 10기재의 서멀헤드의 제조방법은 방열기판상의 발열부에 대응하는 위치에 보온층을 돌출형성하고, 이 기판 및 보온층의 상면에 질화물 또는 산화물과 금속과의 융합체로 이루어지는 도전층을 적층하는 공정과, 이 도전층상에 절연성이며 내산화성인 마스크층을 적층하는 공정과, 이 마스크층의 공통전극 및 이 공통전극의 외부회로 접속부의 형성위치에 대응하는 위치에 마스크패턴을 형성하는 공정과, 상기 마스크패턴에 의한 마스크층 형성부분 이외의 도전층의 표면에 산화분위기속에서 열 또는 플라즈마 산화하여 층간절연층을 형성하는 공정과, 상기 내산화성의 마스크를 제거하는 공정과, 양단부가 각각 상기 층간절연층 및 상기 도전층의 상측에 위치하도록 소정의 발열저항체를 형성하는 공정과, 이 발열저항체의 상면의 상기 층간절연층측의 단부에 개별전극을 형성함과 동시에 상기 도전층측의 단부에 공통전극을 형성하는 공정과, 그것들의 최상면에 보호층을 적층형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.According to the method of manufacturing a thermal head according to claim 10 of the present invention, a heat insulating layer is formed to protrude from a position corresponding to a heat generating portion on a heat radiating substrate, and a conductive layer made of a fusion of nitride or oxide and metal on the upper surface of the substrate and the heat insulating layer. Forming a mask layer on the conductive layer, and forming a mask pattern at a position corresponding to a common electrode of the mask layer and an external circuit connection portion of the common electrode. A step of forming an interlayer insulating layer by heat or plasma oxidation in an oxidation atmosphere on a surface of a conductive layer other than the mask layer forming part by the mask pattern, a step of removing the mask of the oxidation resistance, and both ends thereof Forming a predetermined heating resistor so as to be located above the interlayer insulating layer and the conductive layer, respectively; and on the upper surface of the heating resistor. At the same time as the end portion of the insulating layer side to form a separate electrode, it characterized in that it comprises a step of forming a protective layer laminated on a step and those of the uppermost surface to form the common electrode at an end of the conductive layer side.

그리고 이 서멀헤드의 제조방법에 의하면, 다층기판의 제조공정에 있어서, 상기 도전층을 구성하는 질화물 등이 에칭제에 대하여 난에칭성이기 때문에 도전층 및 층간절연층의 손상이 없고, 고정밀도로 열산화마스크 및 저항체패턴을 형성할 수 있고, 또 도전층의 표면에 내산화성의 마스크를 형성하여 열산화하기 때문에 도전층과 일체화한 층간절연층이 형성되므로 도전층의 노출부와 층간절연층의 단차를 극소화할 수 있다.According to the method of manufacturing the thermal head, in the manufacturing process of the multilayer substrate, since the nitride and the like constituting the conductive layer are hard-etched to the etchant, there is no damage to the conductive layer and the interlayer insulating layer, and thermal oxidation is performed with high accuracy. Since a mask and a resistor pattern can be formed, and an oxidation resistant mask is formed on the surface of the conductive layer to thermally oxidize, an interlayer insulating layer integrated with the conductive layer is formed, so that the step between the exposed portion of the conductive layer and the interlayer insulating layer can be reduced. It can be minimized.

또 청구항 11기재의 서멀헤드의 제조방법은 방열기판상의 발열부에 대응하는 위치에 보온층을 돌출형성하고, 이 기판 및 보온층의 상면에 질화물 또는 산화물과 금속과의 융합체로 이루어지는 도전층을 적층하는 공정과, 이 도전층 상에 도전성이며 내산화성의 마스크층을 적층하는 공정과, 이 마스크층의 공통전극 및 이 공통전극의 단자부의 형성위치에 대응하는 위치에 포토리소그래피 기술에 의하여 마스크패턴을 형성하는 공정과, 상기 마스크패턴에 의한 마스크층 형성부분 이외의 도전층의 표면에 산화분위기 속에서 열 또는 플라즈마 산화하여 층간절연층을 형성하는 공정과, 양단부가 각각 상기 층간절연층 및 상기 도전층의 상측에 위치하도록 소정의 발열저항체를 형성하는 공정과, 이 발열저항체의 상면의 상기 층간절연층 측의 단부에 개별전극을 형성함과 동시에 상기 도전층 측의 단부에 공통전극을 형성하는 공정과, 이들 최상면에 보호층을 적층형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a thermal head according to claim 11, a heat insulating layer is formed to protrude from a position corresponding to a heat generating portion on a heat radiating substrate, and a conductive layer made of a fusion of nitride or an oxide and a metal is laminated on the top surface of the substrate and the heat insulating layer. A mask pattern is formed by photolithography at a position corresponding to a common electrode of the mask layer and a position where the terminal portion of the common electrode is formed; Forming a layer, and forming an interlayer insulating layer by heat or plasma oxidation in an oxidizing atmosphere on surfaces of conductive layers other than the mask layer forming portion by the mask pattern, and both ends of the interlayer insulating layer and the conductive layer, respectively. Forming a predetermined heating resistor so as to be positioned above the upper end of the heating resistor; Forming a common electrode and forming a common electrode at an end portion of the conductive layer side; and forming a protective layer on the uppermost surface thereof.

이 서멀헤드의 제조방법에 의하면, 내산화성 마스크를 제거하는 공정을 생략하여도 상기 서멀헤드의 제조방법과 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.According to the method of manufacturing the thermal head, the same effects as those of the method of manufacturing the thermal head can be obtained even if the step of removing the oxidation resistant mask is omitted.

또 청구항 12기재의 서멀헤드의 제조방법은 방열기판상의 발열부에 대응하는 위치에 보온층을 돌출형성하고, 이 기판 및 보온층의 상면에 저항체 재료로 이루어지는 도전층을 적층하는 공정과, 이 도전층상에 내산화성의 마스크층을 적층하는 공정과, 이 마스크층의 공통전극 및 이 공통전극의 외부회로 접속부의 형성위치에 대응하는 위치에 마스크패턴을 형성하는 공정과, 상기 마스크패턴에 의한 마스크층 형성부분 이외의 도전층의 표면에 산화분위기속에서 열 또는 플라즈마 산화하여 제 1층간 절연층을 형성하는 공정과, 이 제 1층간 절연층상에 절연성 세라믹재료로 이루어지는 절연층을 적층하고, 공통전극 및 이 공통전극의 단자부의 형성위치에 대응하는 위치를 포토리소그래피 기술로 에칭하여 상기 도전층을 노출시켜 제 2층간 절연층을 형성하는 공정과, 양단부가 각각 상기 제 2층간 절연층 및 상기 도전층의 상측에 위치하도록 소정의 발열저항체를 형성하는 공정과, 이 발열저항체의 상면의 상기 제 2층간 절연층 측의 단부에 개별전극을 형성함과 동시에 상기 도전층 측의 단부에 공통전극을 형성하는 공정과, 이들 최상면에 보호층을 적층형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.In the method of manufacturing a thermal head according to claim 12, a step of forming a heat insulating layer at a position corresponding to a heat generating portion on a heat radiating substrate, and laminating a conductive layer made of a resistor material on the upper surface of the substrate and the heat insulating layer; Stacking an oxidation resistant mask layer on the layer, forming a mask pattern at a position corresponding to a common electrode of the mask layer and the position at which the external circuit connection portion of the common electrode is formed, and a mask layer using the mask pattern Forming a first interlayer insulating layer by thermal or plasma oxidation in an oxidizing atmosphere on a surface of a conductive layer other than the forming portion; laminating an insulating layer made of an insulating ceramic material on the first interlayer insulating layer, and forming a common electrode and The position corresponding to the formation position of the terminal portion of the common electrode is etched by photolithography to expose the conductive layer to form a second interlayer insulating layer. Forming a predetermined heat generating resistor so that both ends thereof are positioned above the second interlayer insulating layer and the conductive layer, respectively, and separately at an end of the second interlayer insulating layer side of the top surface of the heat generating resistor. Forming an electrode and forming a common electrode at the end of the said conductive layer side, and forming a protective layer on these upper surfaces are characterized by the above-mentioned.

도전층 표면의 산화처리로 제 1층간 절연층을 형성하고 있기 때문에 도전층의 핀홀내부도 충분히 산화되어 절연성을 가지게 되고, 또한 도전층과 일체적으로 형성할 수 있기 때문에 단차가 없고, 절연성, 밀착성, 내열성이 현저하게 높은 것이 된다. 또 제 1층간 절연층의 상면에는 다시 절연성, 밀착성, 내열성이 우수한 제 2층간 절연층을 피복형성하고 있기 때문에 절연성의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.Since the first interlayer insulating layer is formed by oxidation of the surface of the conductive layer, the pinhole inside the conductive layer is also sufficiently oxidized to have insulation and can be formed integrally with the conductive layer. The heat resistance becomes remarkably high. Moreover, since the 2nd interlayer insulation layer which is excellent in insulation, adhesiveness, and heat resistance is coat-covered again on the upper surface of a 1st interlayer insulation layer, insulation reliability can be improved.

그리고 청구항 13기재의 서멀헤드의 제조방법은 청구항 10 또는 12 기재의 서멀헤드의 제조방법에 있어서, 상기 내산화성의 마스크층은 이산화실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하고, 청구항 14기재의 서멀헤드의 제조방법은 청구항 11 또는 청구항 12기재의 서멀헤드의 제조방법에 있어서 상기 내산화성 마스크층은 몰리브덴실리사이드로 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.And the manufacturing method of the thermal head of Claim 13 is a manufacturing method of the thermal head of Claim 10 or 12 WHEREIN: The said oxidation resistant mask layer is formed from silicon dioxide, The manufacturing of the thermal head of Claim 14 The method is characterized in that the oxidation resistant mask layer is formed of molybdenum silicide in the method of manufacturing a thermal head according to claim 11 or 12.

청구항 15기재의 서멀헤드의 제조방법은 레이저가공을 응용하여 서멀헤드 유닛의 기판의 절단을 행하는 것을 특징으로 하고 있고, 이 서멀헤드의 제조방법에 의하면, 각각의 서멀헤드블록의 리얼에지화를 실현시킬 수 있으며, 그리고 절단면에 치핑이나 균열 등을 발생시키지 않는 정밀한 절단이 가능하게 된다.The method of manufacturing a thermal head according to claim 15 is characterized in that the substrate of the thermal head unit is cut by applying laser processing. According to the method of manufacturing the thermal head, the real edge of each thermal head block is realized. And it is possible to precise cutting without chipping or cracking the cutting surface.

또 청구항 16기재의 서멀헤드의 제조방법은 상기 방열기판의 절단후, 상기 보온층 및 보온층의 단면이 상기 방열기판의 단면과 대략 동일면이 되도록 상기 방열기판만을 연마하는 것을 특징으로 하고 있고, 기판부분을 비스듬하게 연마하여 적층막의 레이저절단면이 가장 튀어나오는 형상으로 함으로써 연결할 수 있게하여 서멀헤드 블록의 연결정밀도를 높일 수 있게 한다.The method of manufacturing a thermal head according to claim 16 is characterized in that after cutting the heat radiating substrate, only the heat radiating substrate is polished so that the cross-sections of the heat insulating layer and the heat insulating layer are substantially flush with the cross section of the heat radiating substrate. The slanted portion is polished at an angle so that the laser cut surface of the laminated film is most protruding so that the connection can be made to increase the connection accuracy of the thermal head block.

이하 본 발명의 실시예를 도 1내지 도 10에 의거하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 있어서의 서멀헤드의 단면도이고, 도 2는 마찬가지로 평면도를 나타낸 것이다. 또 도 3은 제조 도중의 다층배선기판을 나타낸 것이다.1 is a cross-sectional view of a thermal head according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 similarly shows a plan view. 3 shows a multilayer wiring board during manufacture.

도 1에 나타낸 서멀헤드는 세라믹등으로 이루어지는 절연성기판(11)상에 유리등으로 이루어지는 보온층(12)이 원호상으로 돌출형성되어 있고, 이들 기판(11) 및 보온층(12)의 상면에는 저열전도성이며 저열팽창성 금속의 질화물과 금속의 융합체로 이루어지는 도전층(13)이 스퍼터증착 등에 의하여 대략 3내지 10㎛의 두께의 막으로 형성되어 있다. 상기 금속의 질화물과 금속과의 융합체로서는 질화알루미늄과 탄탈의 융합체가 가장 적합하나, 이 금속의 질화물과 금속과의 융합체 대신 금속의 산화물과 금속과의 융합체를 사용하는 것도 가능하며, 그 경우에는 산화알루미늄과 탄탈의 융합체가 가장 적합하다. 그리고 상기 도전층(13)의 막형성을 스퍼터링법으로 행할 때 사용되는 타켓재료는 전자의 경우는 질화알루미늄과 탄탈의 소결체, 후자의 경우는 산화알루미늄과 탄탈의 소결체이며, 그 조성비로서는 모두 탄탈이 50내지 70% 인 것이 후술하는 기능을 만족하는 데 적합하며, 본 실시예로서는 탄탈이 60% , 질화알루미늄이 40% 의 조성으로 이루어지는 소결타겟을 사용하였다. 또한 상기 도전층(13)은 고융점 금속의 붕화물, 질화물, 규화물의 도전성 세라믹을 대신하는 것도 가능하다.In the thermal head shown in FIG. 1, a heat insulating layer 12 made of glass or the like protrudes in an arc shape on an insulating substrate 11 made of ceramic or the like, and on the upper surface of the substrate 11 and the heat insulating layer 12. A conductive layer 13 made of a low thermal conductive, low thermally expansible metal nitride and a fusion of a metal is formed into a film having a thickness of approximately 3 to 10 탆 by sputter deposition or the like. As the fusion of the nitride of the metal and the metal, the fusion of aluminum nitride and tantalum is most suitable, but instead of the fusion of the nitride of the metal with the metal, it is also possible to use a fusion of an oxide of the metal with the metal, in which case oxidation Fusion of aluminum and tantalum is most suitable. The target material used for the film formation of the conductive layer 13 by the sputtering method is a sintered body of aluminum nitride and tantalum in the former case, and a sintered body of aluminum oxide and tantalum in the latter case. 50 to 70% is suitable for satisfying the below-mentioned function. In this embodiment, a sintered target having a composition of 60% of tantalum and 40% of aluminum nitride was used. In addition, the conductive layer 13 may be substituted for the conductive ceramic of boride, nitride, and silicide of a high melting point metal.

상기 도전층(13)에는 도 3에 나타낸 바와같이 서멀헤드의 공통전극(17a)의 설치부 및 외부 회로와의 접속부를 내산화성의 마스크층(14)으로 덮은 후, 도전층 (13)을 열산화함으로써 층간절연층(15)이 대략 1내지 2㎛의 두께로 형성되어 있다. 이때, 층간절연층(15)으로부터 도전층(13)을 부분적으로 노출시킴으로써 도전패드부(13a, 13b)가 노출하도록 형성되어 있다. 상기 층간절연층(15)의 표면과 도전층 (13)의 도전패드부(13a)의 표면과의 높이의 낙차는 대략 1㎛이내이고, 또한 에지가 원활한 형상으로 형성되어 있다.The conductive layer 13 is covered with the oxidation resistant mask layer 14 after the mounting portion of the common electrode 17a of the thermal head and the connection portion with the external circuit are covered with the oxidation resistant mask layer 14, as shown in FIG. By oxidizing, the interlayer insulating layer 15 is formed to a thickness of approximately 1 to 2 mu m. At this time, the conductive pads 13a and 13b are exposed by partially exposing the conductive layer 13 from the interlayer insulating layer 15. The drop in height between the surface of the interlayer insulating layer 15 and the surface of the conductive pad portion 13a of the conductive layer 13 is approximately 1 µm or less, and the edge is formed in a smooth shape.

또 층간절연층(15)의 형성에 사용된 내산화성을 가지는 마스크층(14)은 절연성의 이산화실리콘 또는 도전성의 몰리브덴실리사이드 등으로 이루어지고, 대략 0.3㎛의 두께로 스퍼터증착법에 의하여 도전층(13)과 연속적으로 막을 형성한 후, 포토리소그래피 기술에 의하여 이산화실리콘을 사용한 경우는 버퍼드 플루오르산 (BHF)으로 에칭제거함으로서 공통전극 다층배선기판을 완성시킨다. 한편, 몰리브덴실리사이드를 사용한 경우는 CF4+ O2가스에 의하여 드라이에칭하여 마스크패턴을 형성하고, 열산화 처리공정을 실시한다. 또한 이 경우, 몰리브덴실리사이드는 도전성이기 때문에 마스크층(14)의 제거는 임의가 된다. 이들 부식제에 대하여 도전층(13) 및 층간절연층(15)에는 질화알루미늄 및 알루미나가 내에칭재료가 되어 보호작용을 행하도록 재료의 선택이 이루어져 있다.The mask layer 14 having oxidation resistance used in the formation of the interlayer insulating layer 15 is made of insulating silicon dioxide or conductive molybdenum silicide and the like, and has a thickness of about 0.3 μm by the sputter deposition method. After the film is formed in succession, the common electrode multilayer wiring board is completed by etching away with buffered fluoric acid (BHF) when silicon dioxide is used by photolithography. On the other hand, when molybdenum silicide is used, a mask pattern is formed by dry etching with CF 4 + O 2 gas to perform a thermal oxidation treatment step. In this case, since the molybdenum silicide is conductive, the removal of the mask layer 14 is arbitrary. The materials are selected in the conductive layer 13 and the interlayer insulating layer 15 with respect to these corrosives so that aluminum nitride and alumina serve as a etch-resistant material and perform a protective action.

또한 본 실시예에 있어서는 도전층(13)의 형성을 위한 산화처리는 유리 등으로 이루어지는 보온층(12)의 내열한계의 관계로부터 온도 700℃로 3내지 9시간, 대기분위기 속에서 열처리하여 형성하는 것으로 한다. 또한 도전층(13)의 상기 열산화처리는 플라즈마 산화처리를 대신하는 것도 가능하다.In the present embodiment, the oxidation treatment for the formation of the conductive layer 13 is performed by heat treatment in an air atmosphere at a temperature of 700 ° C. for 3 to 9 hours due to the heat resistance limit of the insulating layer 12 made of glass or the like. Shall be. In addition, the thermal oxidation treatment of the conductive layer 13 may be substituted for the plasma oxidation treatment.

또 상기 도전층(13)의 도전패드부(13a)와 층간절연층(15)의 상면에는 발열저항체(16)의 재료, 예를 들어 Ta-SiO2등이 스퍼터링 등에 의하여 부착되어 있고,그후, 포토리소그래피 기술에 의하여 CF4+ O2가스로 에칭함으로써 복수개의 발열저항체(16)가 형성되고, 그 양단부가 각각 상기 도전층(13)의 도전패드부(13a)와 층간절연층(15)의 상측에 위치하도록 직선상으로 정렬하여 형성되어 있다. 또 이들 각 발열저항체(16)의 도전층(13)의 도전패드부(13a)의 상면에는 각 발열저항체(16)에 접속되는 공통전극(17a)이 알루미늄 또는 구리 등의 스퍼터링 등으로 대략 1내지 2㎛의 두께로 적층되어 있다. 이 공통전극(17a)은 발열저항체(16)를 벗어난 위치에 있어서 도전층(13)과 접속되어 있다. 층간절연층(15)의 상면에는 각 발열저항체(16)에 독립하여 통전을 행하기 위한 개별전극(17b)이 공통전극(17a)과 마찬가지로 하여 각각 형성되어 접속되어 있다. 양 전극(17a, 17b)의 구성은 알루미늄 또는 구리의 단층구성으로 설명하였으나, 이 외에 얇게 형성한 고융점 금속 몰리브덴, 텅스텐 등과의 2층구조로 한 쪽이 보다 높은 정밀도로 발열저항체(16)를 구성할 수 있다. 이것에 관해서는 제 2실시예로서 후술한다.On the upper surface of the conductive pad portion 13a and the interlayer insulating layer 15 of the conductive layer 13, a material of the heat generating resistor 16, for example, Ta-SiO 2 or the like, is attached by sputtering or the like. A plurality of heat generating resistors 16 are formed by etching with CF 4 + O 2 gas by photolithography, and both ends of the conductive pad portion 13a and the interlayer insulating layer 15 of the conductive layer 13 are formed. It is formed to align in a straight line so as to be located above. On the upper surface of the conductive pad portion 13a of the conductive layer 13 of each of the heat generating resistors 16, the common electrode 17a connected to each of the heat generating resistors 16 is approximately 1 to 1 by sputtering such as aluminum or copper. It is laminated with a thickness of 2 μm. The common electrode 17a is connected to the conductive layer 13 at a position beyond the heat generating resistor 16. On the upper surface of the interlayer insulating layer 15, individual electrodes 17b for energizing independently of each of the heat generating resistors 16 are formed and connected in the same manner as the common electrodes 17a. The configuration of both electrodes 17a and 17b is explained by a single layer structure of aluminum or copper, but in addition, the two-layer structure of thinly formed high melting point metal molybdenum, tungsten, or the like forms one side of the heat generating resistor 16 with higher accuracy. Can be configured. This will be described later as a second embodiment.

또한 이들 발열저항체(16), 상부의 공통전극(17a), 개별전극(17b), 노출되어 있는 층간절연층(15) 등의 표면을 산화 및 마찰로부터 보호하기 위하여 사이어론 (sialon)등으로 이루어지는 대략 5내지 10㎛의 막두께의 보호층(18)이 형성되어 있고, 이 보호층(18)은 상기 각 전극(17a, 17b)의 외부회로 접속부(도시생략) 이외의 모든 표면을 피복하도록 이루어져 있다.In addition, in order to protect the surfaces of the heat generating resistor 16, the upper common electrode 17a, the individual electrode 17b, the exposed interlayer insulating layer 15, and the like from oxidation and friction, a cylon or the like is used. A protective layer 18 having a film thickness of approximately 5 to 10 mu m is formed, and the protective layer 18 covers all surfaces other than the external circuit connection portions (not shown) of the electrodes 17a and 17b. have.

다음에 본 실시예에 있어서의 서멀헤드의 다층배선기판의 제조방법에 관하여 도 4에 나타낸 플로우챠트를 참조하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a multi-layered wiring board of the thermal head in the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

먼저 도 3에 있어서, 세라믹 등으로 이루어지는 평판상의 기판(11) 상면에 상면이 원호상으로 형성된 유리 등으로 이루어지는 보온층(12)을 돌출하여 형성한다(스텝 ST1).First, in FIG. 3, the heat insulation layer 12 which consists of glass etc. which formed the upper surface in circular arc shape is protruded and formed in the upper surface of the flat board | substrate 11 which consists of ceramics, etc. (step ST1).

그리고 상기 기판(11) 및 보온층(12)의 상면에 탄탈질화알루미늄의 서밋으로 이루어지는 도전층(13)을 대략 3내지 10㎛의 막두께가 되도록 스퍼터링 등으로 형성된다(스텝ST2).The conductive layer 13 made of aluminum tantalum nitride summit is formed on the upper surface of the substrate 11 and the insulating layer 12 by sputtering or the like so as to have a film thickness of approximately 3 to 10 mu m (step ST2).

다음에 상기 도전층(13)의 상면에 내열성과 내산화성을 가지는 이산화실리콘 또는 몰리브덴실리사이드로 이루어지는 마스크층(14)을 스퍼터링에 의하여 대략 0.3㎛의 막두께로 적층형성한다(스텝ST3).Subsequently, a mask layer 14 made of silicon dioxide or molybdenum silicide having heat resistance and oxidation resistance is laminated on the upper surface of the conductive layer 13 to a film thickness of approximately 0.3 占 퐉 (step ST3).

그리고 포토리소그래피 기술에 의하여 이산화실리콘의 경우는 버퍼드플루오르산에 의하여 또는 몰리브덴실리사이드의 경우는 CT4+ O2가스에 의하여 에칭하여 공통전극(17a)의 배선부 및 외부회로 접속부에 대응하는 위치에 마스크패턴을 형성한다(스텝 ST4).By photolithography, silicon dioxide is etched by buffered fluoric acid or molybdenum silicide by CT 4 + O 2 gas to correspond to the wiring portion and the external circuit connection portion of the common electrode 17a. A mask pattern is formed (step ST4).

이 마스크형성에 사용한 에칭제는 도전층(13) 및 층간절연층(15)에 포함되는 질화알루미늄이나 산화알루미늄을 에칭하는 일 없이 충분한 선택성을 가지기 때문에 다층배선의 신뢰성을 높은 것으로 할 수 있다.The etchant used to form this mask has sufficient selectivity without etching the aluminum nitride and aluminum oxide contained in the conductive layer 13 and the interlayer insulating layer 15, so that the reliability of the multilayer wiring can be made high.

그 후, 산소분위기의 열처리로를 사용하여 대략 700℃로 수시간 노출한 도전층(13)을 강제산화함으로써 대략 1내지 2㎛의 오산화탄탈과 알루미늄으로 이루어지는 층간절연층(15)을 형성한다(스텝 ST5). 그리고 상기 마스크층(14)을 에칭제거함으로써 본 발명의 공통전극 다층배선기판의 제조가 완성된다(스텝ST6). 이때, 마스크층(14)의 재료에 몰리브덴실리사이드를 사용한 경우는 열산화후도 도전성을 확보할 수 있기 때문에 마스크층(14)을 제거할 필요가 없고 이로써 공정수 저감을 도모할 수 있다.After that, by using the oxygen atmosphere heat treatment furnace forcibly oxidizing the conductive layer 13 exposed at approximately 700 ° C. for several hours, an interlayer insulating layer 15 made of tantalum pentoxide and aluminum having a thickness of about 1 to 2 μm is formed ( Step ST5). Then, the mask layer 14 is etched away to complete the manufacture of the common electrode multilayer wiring board of the present invention (step ST6). At this time, when molybdenum silicide is used for the material of the mask layer 14, since the conductivity can be ensured even after thermal oxidation, the mask layer 14 does not need to be removed, thereby reducing the number of steps.

그리고 이 다층배선기판상에 상기한 바와같은 제조공정에 의하여 발열저항체 (16), 각 전극(17a, 17b) 및 보호층(18)을 적층 및 패턴형성함으로써 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 리얼에지서멀헤드를 제조한다.The real edge as shown in Figs. 1 and 2 is formed by laminating and patterning the heat generating resistor 16, the electrodes 17a and 17b, and the protective layer 18 on the multilayer wiring substrate by the manufacturing process as described above. Prepare the thermal head.

상기한 서멀헤드는 각각의 서멀헤드의 복수배의 면적을 가지는 방열기판(11)상에 복수의 서멀헤드의 보온층(12), 도전층(13), 층간절연층(15), 발열저항체 (16), 공통전극(17a), 개별전극(17b), 보호층(18)을 형성하여 이루어지는 서멀헤드 유닛(20)을 형성한 후 이들 서멀헤드 유닛(20)을 각각의 서멀헤드 블록(21, 21)으로 절단하여 제조한다.The thermal head includes a plurality of thermal head insulation layers 12, conductive layers 13, interlayer insulating layers 15, and heating resistors on a heat radiating substrate 11 having a plurality of times the area of each thermal head. 16, the thermal head unit 20 formed by forming the common electrode 17a, the individual electrode 17b, and the protective layer 18 is formed, and then the thermal head unit 20 is connected to each thermal head block 21, 21) to prepare.

이하 서멀헤드 유닛(20)의 절단방법을 도 5 및 도 6에 관하여 설명한다.Hereinafter, a method of cutting the thermal head unit 20 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

본 실시예의 서멀헤드의 제조방법은 복수의 서멀헤드블록(21)을 가지는 서멀헤드 유닛(20)의 절단공정에 레이저광을 사용하는 것이며 상기 레이저광은 특히 엑시멀(excimer) 레이저광을 사용하였다.In the method of manufacturing the thermal head of this embodiment, laser light is used in the cutting process of the thermal head unit 20 having the plurality of thermal head blocks 21, and the laser light is particularly an excimer laser light. .

엑시멀 레이저는 그 레이저발진에 사용하는 가스종류에 의하여 XeCl가스에서는 308㎚, KrF가스에서는 248㎚, ArF가스에서는 193㎚의 파장의 자외선을 발하는 것이다. 일반적으로 레이저가공에서는 CO2레이저나 YAG레이저가 사용되고 있으나, 고열스포트에 의한 가공이기 때문에 피가공물에 열더미지를 남기거나 열용해 비산물이 부착하는 등의 단점이 있기 때문에 미세한 가공에는 적합하지 않다. 한편, 엑시멀 레이저는 자외선 레이저이고, 피가공물을 순간에 분해, 비산시켜 제거하는 것으로 열작용이 작아 가공품질이 높은 특징이 있다.The excimer laser emits ultraviolet rays having a wavelength of 308 nm in XeCl gas, 248 nm in KrF gas, and 193 nm in ArF gas, depending on the type of gas used for the laser oscillation. Generally, CO 2 lasers or YAG lasers are used in laser processing. However, since they are processed by high heat spots, they are not suitable for fine processing because they have disadvantages such as leaving a thermal pile on the workpiece or attaching heat-dissolving fugitives. On the other hand, the excimer laser is an ultraviolet laser, and it is characterized by high thermal quality due to the small thermal action by disassembling and scattering the workpiece at a moment.

본 실시예의 서멀헤드의 제조방법에서는 이 엑시멀 레이저의 특성을 응용하여 서멀헤드 유닛(20)의 절단공정에 있어서 엑시멀 레이저광으로 절단부분에 홈을 형성한 후, 이 홈의 저부를 다이싱으로 절단하는 것이다.In the method of manufacturing the thermal head according to the present embodiment, the characteristics of the excimer laser are applied to form a groove in the cut portion with the excimer laser beam in the cutting step of the thermal head unit 20, and then the bottom of the groove is diced. To cut.

도 5는 이 서멀헤드 유닛(20)의 절단공정을 나타낸 설명도이다.5 is an explanatory diagram showing a cutting process of the thermal head unit 20.

즉 보호층(18)의 형성이 종료하고, 절단공정에 들어가기 직전의 서멀헤드의 기판(11)을 도 5(A)에 나타낸다. 이것에 대하여 도 5(B)에 나타낸 바와같이 공통전극(17a)의 단부로부터의 치수(a)를 적절하게 맞춘후, KrF 엑시멀 레이저광(B)을 조사하여 홈(22)을 형성한다. 이때의 홈(22)의 깊이는 기판(11)까지 이르는 것으로 한다. 레이저의 출력은 10 내지 50 W 가 적합하였다.That is, the formation of the protective layer 18 is complete | finished, and the board | substrate 11 of the thermal head just before entering a cutting process is shown to FIG. 5 (A). On the other hand, as shown in Fig. 5B, the dimension a from the end of the common electrode 17a is appropriately adjusted, and then the grooves 22 are formed by irradiating the KrF excimer laser light B. The depth of the groove 22 at this time is assumed to reach the substrate 11. The power of the laser was suitably 10 to 50 W.

다음에 도 5(C)에 나타낸 바와 같이 홈(22)의 저부로부터 기판(11)의 이면까지를 C 방향에서 다이싱법으로 절단한다.Next, as shown in FIG. 5C, the bottom of the groove 22 and the back surface of the substrate 11 are cut by the dicing method in the C direction.

이 방법에 의하여 절단시에 서멀헤드의 막두께층부에 가하는 기계적인 응력이나 열응력을 지극히 경감시할 수 있기 때문에 치핑이나 균열 등의 결함이 모두 없어진다. 즉, 종래 공통전극(17a)의 단부로부터 절단면까지의 치수(a)는 최소이더라도 20㎛는 필요하였으나, 본 실시예의 방법에 의하여 수 ㎛까지 축소할 수 있다. 또 레이저에 의한 홈형성에 요하는 시간은 1분 내지 수분이며, 연마에 의해 같은 일을 행할 경우와 비교하여 1/5 내지 1/10 시간 단축할 수 있어 비용절감을 실현할 수 있다.By this method, mechanical stress and thermal stress applied to the film thickness layer portion of the thermal head can be extremely reduced during cutting, so that defects such as chipping and cracking are eliminated. That is, although the dimension (a) from the end of the common electrode 17a to the cut surface is conventionally required, even if the minimum is 20 mu m, it can be reduced to several mu m by the method of the present embodiment. Moreover, the time required for the groove formation by the laser is from 1 minute to several minutes, and can be shortened by 1/5 to 1/10 hours as compared with the case of performing the same work by polishing, thereby achieving cost reduction.

또 도 6(A)는 상기 절단방법에 의하여 절단한 서멀헤드를 주주사방향으로 연결하여 길이가 긴 서멀헤드를 만들었을 때의 발열부의 평면도이고, 도 6(B)는 그 X-X'선을 따라 분할한 경우의 단면도이다.Fig. 6 (A) is a plan view of the heat generating portion when the thermal head cut by the cutting method is connected in the main scanning direction to form a long thermal head, and Fig. 6 (B) shows the X-X 'line. It is sectional drawing when it divides along.

평면도 6(A)에 나타낸 도트갭(dot gap)(G)은 발열체밀도가 증가하여 감에 따라 작아져 현재는 20㎛정도로 되어 있다. 따라서 연결부(23)에 있어서도 양 서멀헤드블록(21)의 발열저항체(16)의 단부간의 거리는 20㎛정도로 마무리 하지 않으면 안된다. 즉 발열저항체(16)의 단부로부터 10㎛이내의 곳에서 기판절단하는 것이 필요하며 비용면도 고려하면, 본 발명에 의한 방법이 유효하다.The dot gap G shown in plan view 6 (A) decreases as the heating element density increases and is now about 20 탆. Therefore, also in the connection part 23, the distance between the ends of the heat generating resistor 16 of both the thermal head blocks 21 must be finished to about 20 micrometers. That is, it is necessary to cut the substrate within 10 占 퐉 from the end of the heat generating resistor 16, and considering the cost, the method according to the present invention is effective.

그리고 본 실시예에 있어서는 도 6(B)의 단면도에서 알 수 있는 바와같이 적층막의 레이저절단면(25)과 기판(11)의 단면(26)을 대략 동일면이 되도록 기판(11)부분만을 연마한다. 이 경우, 기판(11)이라는 단일종의 물질을 연마하기 때문에 단시간에 높은 정밀도로 처리할 수 있다. 또한 기판(11)부분을 경사지게 연마하여 적층막의 레이저절단면이 가장 돌출한 형상으로 함으로써 연결할 수 있는 서멀헤드블록(21)의 연결정밀도를 높일 수 있다.In the present embodiment, only the portion of the substrate 11 is polished so that the laser cut surface 25 of the laminated film and the end face 26 of the substrate 11 are approximately the same as shown in the cross-sectional view of Fig. 6B. In this case, since a single kind of material such as the substrate 11 is polished, it can be processed with high precision in a short time. In addition, it is possible to increase the connection accuracy of the thermal head block 21 which can be connected by polishing the substrate 11 to be inclined so that the laser cut surface of the laminated film is most protruded.

이상 설명한 바와같이 본 실시예에 있어서는 소망의 인자신호에 의거하여 개별전극(17b)을 거쳐 소망의 발열저항체(16)와 통전한 경우에 기판(11)의 대략 전면에 공통전극(17a)과 같은 작용의 도전층(13)이 배치되어 있기 때문에 외부회로 접속부로서의 도전패드부(13b)로부터 각 발열저항체(16)에 대하여 균등한 전압을 인가할 수 있도록 되어 있고, 인자농도 불균일을 해소할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the common electrode 17a is formed on approximately the entire surface of the substrate 11 in the case where it is energized with the desired heating resistor 16 via the individual electrodes 17b based on the desired printing signal. Since the active conductive layer 13 is arranged, an equal voltage can be applied to each of the heat generating resistors 16 from the conductive pad portion 13b serving as the external circuit connection portion, and the nonuniformity of the printing concentration can be eliminated. .

또 통상 기판의 종횡비가 현저하게 커지는 라인서멀헤드에 있어서는 기판 (11)의 양단부로부터 전압을 인가하였을 때, 기판(11)의 중앙부까지의 거리가 길기 때문에 도전층(13)의 저항치의 증대로 인하여 기판(11)내에서 전압강하가 발생하여 발열저항체(16)의 발열온도가 저하하여 인자농도 불균일을 발생시키나, 본 실시예의 서멀헤드에 있어서는 서멀헤드의 기판(11)의 전면에 도전층(13)을 부설하고 있기 때문에 도 2에 나타낸 바와같이 공통전극(17a)의 외부회로 접속부가 되는 도전패드부(13b)를 기판(11)상면의 임의의 곳에서 인출하는 일이 가능하게 되어 공통전극(17a)의 연결을 고려하지 않아도 3개 이상의 서멀헤드를 연결하는 것이 가능하게 된다. 즉 상기와 같은 라인서멀헤드에 있어서는 기판(11)의 양 단부 뿐만아니라 기판(11)의 중앙부로부터도 전압을 인가할 수 있게 되어 각 발열저항체(6)에 대하여 균일한 전압을 인가하기 때문에 인자농도의 불균일의 발생을 해소할 수 있다.In addition, in a line thermal head in which the aspect ratio of the substrate is significantly large, when a voltage is applied from both ends of the substrate 11, the distance to the center portion of the substrate 11 is long, resulting in an increase in the resistance of the conductive layer 13. Although a voltage drop occurs in the substrate 11, the heat generation temperature of the heat generating resistor 16 is lowered, causing nonuniformity in the printing concentration. In the thermal head of this embodiment, the conductive layer 13 is formed on the entire surface of the substrate 11 of the thermal head. 2, the conductive pad portion 13b serving as an external circuit connection portion of the common electrode 17a can be pulled out anywhere on the upper surface of the substrate 11, so that the common electrode ( It is possible to connect three or more thermal heads without considering the connection of 17a). That is, in the line thermal head as described above, the voltage can be applied not only at both ends of the substrate 11 but also at the center of the substrate 11, so that a uniform voltage is applied to each of the heating resistors 6. The occurrence of nonuniformity can be eliminated.

그리고 본 실시예에 있어서, 도전층(13)으로서 사용하는 금속의 질화물과 금속과의 융합체막은 저열전도성 및 저열팽창성을 가지며, 기판과의 밀착성이 우수하고, 고온어닐에 견딜 수 있고, 금속막에 비하여 열전도율이 각별히 적으며 서멀헤드의 열특성을 저하시키는 일이 없다는 이점이 있다.In the present embodiment, the fused film of the metal nitride and the metal used as the conductive layer 13 has low thermal conductivity and low thermal expansion, excellent adhesion to the substrate, can withstand high temperature annealing, and Compared with this, there is an advantage that the thermal conductivity is particularly low and that the thermal characteristics of the thermal head are not deteriorated.

또 도전층(13)의 열산화처리에 의하여 오산화탄탈과 알루미나로 이루어진 층간 절연층(15)을 형성하여 사용하도록 하고 있기 때문에 용착막이나 코트막으로 층간절연층을 형성한 경우에 발생하는 도전층(13)과 발열저항체(16)의 핀홀이나 더스트에 의한 단락을 없앨 수 있다. 또 이와 같은 열산화처리에 의하여 형성된 층간절연층(15)은 경도가 높고, 처리에서 마찰손상이 잘 생기지 않으며, 재료적으로도 오산화탄탈과 알루미나는 절연성의 신뢰도가 높은 것이라는 정설을 가지고 있다. 또한 도전층(13)과 층간절연층(15)은 일체로 형성되기 때문에 절연성 외에 밀착성을 현저하게 높히는 것이 가능하게 된다. 또한 열산화공정을 통함으로써 기판(11)전체를 고온어닐하게 되기 때문에 다층배선기판의 기계적, 열적 신뢰도를 확실한 것으로 할 수 있다.In addition, since the interlayer insulating layer 15 made of tantalum pentoxide and alumina is formed and used by thermal oxidation of the conductive layer 13, a conductive layer generated when an interlayer insulating layer is formed of a deposition film or a coating film. (13) and the short circuit by the pinhole and dust of the heat generating resistor 16 can be eliminated. In addition, the interlayer insulating layer 15 formed by the thermal oxidation treatment has a high hardness, hardly generates frictional damage in the treatment, and tantalum pentoxide and alumina have a high degree of insulation reliability. In addition, since the conductive layer 13 and the interlayer insulating layer 15 are integrally formed, it is possible to significantly increase the adhesion in addition to the insulating property. In addition, since the whole substrate 11 is annealed at a high temperature through the thermal oxidation process, the mechanical and thermal reliability of the multilayer wiring board can be assured.

또 열산화처리에 의하여 층간절연층(15)을 형성하였을 때, 도전층(13)의 도전접속패드부(13a)와 층간절연층(15)의 표면높이를 대략 동일하게 할 수 있고, 그 위에 형성하는 발열저항체(16)와 도전층(13)과의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있다.When the interlayer insulating layer 15 is formed by thermal oxidation, the surface heights of the conductive connection pad portion 13a and the interlayer insulating layer 15 of the conductive layer 13 can be made approximately the same. Electrical connection between the heat generating resistor 16 and the conductive layer 13 to be formed can be reliably performed.

따라서 본 실시예의 서멀헤드에 의하면, 공통전극(17a) 배선부의 스페이스가 지극히 작아 리얼에지화되어도 기판(11)의 대략 전면에 공통전극(17a)과 같은 작용의 도전층(13)이 설치되어 있기 때문에 각 발열저항체(16)에 대하여 전압을 균등하게 인가하는 것이 가능하게 되고, 인자농도 불균일이나 전류용량 부족에 의한 단점 등을 확실하게 방지할 수 있어 적정한 리얼에지화를 도모할 수 있다.Therefore, according to the thermal head of this embodiment, even if the space of the wiring portion of the common electrode 17a is extremely small, the conductive layer 13 having the same function as the common electrode 17a is provided on the entire surface of the substrate 11 even if it is real edged. Therefore, it is possible to apply voltage equally to each of the heat generating resistors 16, and it is possible to reliably prevent shortcomings caused by uneven printing concentration and lack of current capacity, thereby achieving proper real edge.

이와 같이 적정한 리얼에지화를 도모하는 것이 가능하게 되기 때문에 기판 (11)의 소형화를 도모하여 제조비용을 저감시킬 수 있다. 또 종래의 라인서멀헤드에서 사용할 수 없었던 수지계의 잉크리본을 사용할 수 있게 되어 러프지 인자품위를 현저하게 개선할 수 있다. 또한 리얼에지화한 서멀헤드는 플라텐에 대하여 발열저항체(16)의 압접압의 손실이 적어져 전력절약화를 도모할 수 있다.In this way, it becomes possible to attain proper real edge formation, which makes it possible to reduce the size of the substrate 11 and to reduce the manufacturing cost. In addition, it is possible to use a resin-based ink ribbon, which has not been available in the conventional line thermal head, so that the rough paper printing quality can be remarkably improved. In addition, the real-edge thermal head can reduce power loss of the pressure-sensitive resistor 16 of the heat generating resistor 16 with respect to the platen, thereby achieving power saving.

또 레이저가공을 응용한 기판의 절단방법에 의하여 리얼에지화를 실현시킬 수 있고, 러프지나 보통지에 대한 고품질의 인쇄가 가능하게 된다. 그리고 이 기판의 절단방법에 의하면, 절단면에 치핑이나 균열 등이 생기지 않는 정밀한 절단이 가능하기 때문에 발열체 밀도가 큰 정밀하고 세밀한 연결형 서멀헤드를 제조할 수 있음과 동시에 절단에 요하는 시간이 단시간이기 때문에 낮은 비용으로 제조할 수 있는 효과를 가진다.In addition, real edges can be realized by cutting a substrate using laser processing, and high quality printing on rough paper or plain paper is possible. According to the cutting method of the substrate, precise cutting without chipping or cracking on the cutting surface is possible, so that a precise and fine connection type thermal head having a large heating element density can be produced and the time required for cutting is short. It has an effect that can be manufactured at low cost.

도 7, 도 8은 본 발명의 서멀헤드의 제 2 및 제 3실시예를 나타낸 것이며, 도 9는 본 실시예의 서멀헤드의 다층배선기판의 제조방법을 나타낸 플로우챠트이다.7 and 8 show the second and third embodiments of the thermal head of the present invention, and Fig. 9 is a flowchart showing the manufacturing method of the multilayer wiring board of the thermal head of the present embodiment.

도 7에 나타낸 제 2실시예에 있어서는 세라믹 등의 절연성기판(11)상에 유리 등으로 이루어지는 보온층(12)이 원호상으로 돌출형성되어 있고, 이들 기판(11) 및 보온층(12)상에는 저항체 재료로 이루어지는 도전층(13)이 대략 3 내지 10㎛의 두께의 막으로 형성되어 있다. 이 도전층(13)의 서멀헤드의 공통전극(17a)의 설치부 및 외부단자(도시생략)와의 접속부 이외 부분의 상면에는 열 또는 플라즈마 산화처리에 의하여 제 1층간절연층(15a)이 대략 1 내지 2㎛의 두께로 형성되어 있고, 그 외의 부분은 도전층(13)상에 내산화성을 가지는 몰리브덴실리사이드 또는 이산화실리콘으로 이루어지는 도전성 또는 절연성의 마스크층(14)이 적층되어 있다.In the second embodiment shown in FIG. 7, the insulating layer 12 made of glass or the like is projected in an arc shape on the insulating substrate 11 such as ceramics, and on the substrate 11 and the insulating layer 12. The conductive layer 13 made of a resistor material is formed of a film having a thickness of approximately 3 to 10 mu m. The first interlayer insulating layer 15a is formed on the upper surface of the conductive layer 13 by the heat or plasma oxidation treatment on the upper surface of the thermal head other than the installation portion of the common electrode 17a and the connection portion with the external terminal (not shown). A conductive or insulating mask layer 14 made of molybdenum silicide or silicon dioxide having oxidation resistance is laminated on the conductive layer 13 with a thickness of 2 to 2 µm.

또 도전층(13) 상의 제 1층간절연층(15a)의 상면에는 실리콘 또는 알루미늄의 산화물, 질화물로 이루어지는 제 2층간절연층(15b)이 스퍼터링법에 의하여 대략 0.1 내지 1.0㎛의 두께의 막으로 형성되고, 그후 포토리소그래피 기술로 에칭함으로써 도전성의 마스크층(14)이 노출되어 복층의 층간절연층(15a, 15b)이 형성된다. 이 경우, 절연성의 마스크층(14)을 형성한 경우에는 상기 제 1실시예와 마찬가지로 마스크층(14)의 전부를 제거한다.On the upper surface of the first interlayer insulating layer 15a on the conductive layer 13, a second interlayer insulating layer 15b made of silicon or aluminum oxide or nitride is formed into a film having a thickness of approximately 0.1 to 1.0 mu m by the sputtering method. After that, the conductive mask layer 14 is exposed by etching by photolithography, thereby forming multiple interlayer insulating layers 15a and 15b. In this case, when the insulating mask layer 14 is formed, all of the mask layer 14 is removed similarly to the first embodiment.

또 이 위에는 Ta-SiO2등으로 이루어지는 발열저항체(16)가 스퍼터링법에 의하여 막으로 형성된 후, 포토리소그래피 기술로 에칭함으로써 복수개의 발열저항체(16)가 형성되어 있다. 각 발열저항체(10)는 그 양단부가 각각 상기 도전성의 마스크층(14)과 제 2층간절연층(15b)의 상측에 위치하도록 하여 형성되어 있다.After addition the heat generating resistor 16 is formed of a Ta-SiO 2, etc. is formed on the formed film by a sputtering method, a plurality of heat generating resistor 16 is formed by etching in photolithography. Each of the heat generating resistors 10 is formed such that both ends thereof are positioned above the conductive mask layer 14 and the second interlayer insulating layer 15b.

또 이들 각 발열저항체(16)의 도전성 마스크층(14)의 측단부 상면에는 각 발열저항체(16)에 접속되는 고융점 금속 또는 그 실리사이드로 이루어지는 공통전극 (17a)이 적층되어 있고, 상기 발열저항체(16)의 제 2층간절연층(15b) 측단부 상면에는 각 발열저항체(16)와 독립하여 통전을 행하기 위한 고융점 금속 또는 그 실리사이드로 이루어지는 개별전극(17b)과 알루미늄, 구리, 금 등으로 이루어지는 개별전극(17c)이 각각 접속되어 있다. 여기에서 공통전극(17a) 측은 다층배선화에 의하여 개별전극(17c)과 같은 연질의 양도체 재료를 설치할 필요가 없어 경질이고 얇은 전극으로 할 수 있기 때문에 극한에 가깝게 리얼에지화하여도 서멀헤드의 인자내구수명의 저하를 방지할 수 있다.On the upper surface of the side end portion of the conductive mask layer 14 of each of the heat generating resistors 16, a common electrode 17a made of a high melting point metal or silicide thereof connected to each of the heat generating resistors 16 is laminated. On the upper surface of the side end portion of the second interlayer insulating layer 15b of (16), an individual electrode 17b made of a high melting point metal or silicide thereof, and aluminum, copper, gold, etc., for conducting power independently of each of the heat generating resistors 16; The individual electrodes 17c each consisting of these are connected. Here, the common electrode 17a side does not need to install a soft good conductor material like the individual electrode 17c by multi-layer wiring, so that it can be made into a hard and thin electrode. The fall of a lifetime can be prevented.

또한 이들 발열저항체(16), 공통전극(17a), 개별전극(17b, 17c)을 보호하는 대략 5 내지 10㎛ 두께의 보호층(18)이 외부접속단자(도시생략)이외의 모든 표면을 피복하도록 형성되어 있다.In addition, a protective layer 18 having a thickness of approximately 5 to 10 µm that protects the heat generating resistor 16, the common electrode 17a, and the individual electrodes 17b and 17c covers all surfaces other than the external connection terminal (not shown). It is formed to.

도 8에 나타낸 제 3실시예에 있어서는 발열저항체(16)와 각 전극(17a, 17b)의 형성순위를 반대로 한 것이며, 발열저항체(16)의 하층에 고융점 금속 또는 고융점 금속의 실리사이드를 대략 0.1 내지 0.5㎛의 두께로 스퍼터링 등에 의하여 적층하고, 포토리소그래피 기술로 에칭함으로써 공통전극(17a) 및 개별전극(17b)이 형성된다. 그 상면에 발열저항체 재료를 마찬가지로 적층하고, 에칭함으로써 발열저항체(16)가 형성된다. 그 상면에 알루미늄, 구리, 금 등으로 이루어지는 도체재료 스퍼터링 등에 의하여 적층하고, 포토리소그래피 기술로 에칭함으로써 개별전극 (17c)만을 형성한 것이다. 이와같이 연질의 전극재료를 사용하지 않고, 공통전극 (17a)은 고융점 금속 또는 그 실리사이드로 이루어지고, 또한 발열저항체(16)의 밑에만 얇게 형성함으로써 리얼에지서멀헤드의 공통전극(17a)에 인가되는 인자집중 하중에 대하여 보다 내구수명이 높은 것이 된다.In the third embodiment shown in FIG. 8, the order in which the heat generating resistors 16 and the electrodes 17a and 17b are formed is reversed, and silicides of high melting point metals or high melting point metals are formed in the lower layer of the heat generating resistors 16. FIG. The common electrode 17a and the individual electrode 17b are formed by laminating by sputtering or the like to a thickness of 0.1 to 0.5 mu m and etching by photolithography. The heat generating resistor 16 is formed by similarly stacking and etching the heat generating resistor material on the upper surface. Only the individual electrodes 17c are formed on the upper surface by laminating by conductive material sputtering made of aluminum, copper, gold or the like and etching by photolithography. Thus, the common electrode 17a is made of a high melting point metal or silicide thereof, and is formed thin only under the heat generating resistor 16 without using a soft electrode material, so that the common electrode 17a is applied to the common electrode 17a of the real edge thermal head. The endurance life becomes higher with respect to the factor concentrated load.

다음에 제 2 및 제 3실시예에 있어서의 리얼에지서멀헤드의 제조방법에 관하여 도 9에 나타낸 다층배선기판의 제조공정을 나타낸 플로우챠트를 참조하여 설명한다.Next, a manufacturing method of the real edge thermal head in the second and third embodiments will be described with reference to a flowchart showing the manufacturing process of the multilayer wiring substrate shown in FIG.

먼저 도 9에 있어서 알루미나 등으로 이루어지는 평판상 기판(11)의 상면에 상면이 원호상으로 형성된 유리 등으로 이루어지는 보온층(12)을 돌출형성한다(스텝 ST 1).First, in FIG. 9, the heat insulation layer 12 which consists of glass etc. in which the upper surface was formed in circular arc shape is protruded on the upper surface of the flat board | substrate 11 which consists of alumina etc. (step ST1).

다음에 상기 기판(11) 및 보온층(12)의 상면에 고융점 금속 Ta, Cr, Mo, W, Ti, Zr, Nb, Hf, V와 절연물 SiO2, Si3N4, Al2O3, AlN의 저항체서밋 또는 고융점 금속의 붕화물, 질화물, 탄화물, 규화물의 도전성 세라믹을 대략 3 내지 10㎛의 박막으로 스퍼터링 등에 의하여 막으로 형성하여 도전층(13)을 형성한다(스텝 ST 2).Next, the high melting point metals Ta, Cr, Mo, W, Ti, Zr, Nb, Hf, V and the insulators SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 are formed on the upper surfaces of the substrate 11 and the insulating layer 12. The conductive layer 13 is formed by sputtering or forming a resistive summ of AlN or a conductive ceramic of boride, nitride, carbide, or silicide of a high melting point metal into a thin film having a thickness of approximately 3 to 10 µm (Step ST 2). .

다음에 상기 도전층(13)의 상면에 내열성과 내산화성과 도전성을 가지는 몰리브덴실리사이드 또는 절연성의 SiO2로 이루어지는 마스크층(14)을 스퍼터링 등에 의하여 대략 0.1 내지 0.5㎛의 막두께로 적층형성한다(스텝 ST 3).Next, on the upper surface of the conductive layer 13, a mask layer 14 made of molybdenum silicide or insulating SiO 2 having heat resistance, oxidation resistance and conductivity is laminated to a film thickness of approximately 0.1 to 0.5 mu m by sputtering or the like ( Step ST 3).

다음에 포토리소그래피 기술에 의하여 공통전극(17a)의 배선부 및 외부단자(도시생략)와의 접속부에 대응하는 위치에 내산화마스크패턴을 형성한다(스텝 ST 4).Next, an oxide mask pattern is formed at a position corresponding to the wiring portion of the common electrode 17a and the connection portion of the external terminal (not shown) by the photolithography technique (step ST 4).

다음에 산화분위기의 열처리(대략 700 내지 800℃로 2 내지 6시간) 또는 플라즈마 산화처리에 의하여 도전층(13)의 표면을 강제산화하여 대략 1 내지 2㎛의 제 1층간절연층(15a) 을 형성한다(스텝 ST 5).Next, the surface of the conductive layer 13 is forcedly oxidized by heat treatment of an oxidation atmosphere (approximately 2 to 6 hours at 700 to 800 ° C.) or plasma oxidation to form the first interlayer insulating layer 15a having a thickness of about 1 to 2 μm. It forms (step ST 5).

다음에 상기 제 1층간절연층(15a)의 상면에 내열성과 내산화성과 절연성을 가지는 SiO2, Si3N4, Al2O3, AlN 중 어느 하나를 스퍼터링 등에 의하여 대략 0.1 내지 1.0㎛의 막두께로 적층형성한다(스텝 ST 6).Next, a film having a thickness of approximately 0.1 to 1.0 µm is formed on the upper surface of the first interlayer insulating layer 15a by sputtering any one of SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , and AlN having heat resistance, oxidation resistance, and insulation property. Lamination is carried out in thickness (step ST 6).

다음에 포토리소그래피 기술에 의하여 공통전극(17a)의 설치부 및 외부단자(도시생략)와의 접속부에 대응하는 위치의 절연막을 에칭에 의해 제거하여 마스크층(14)의 도전부를 노출시킴으로써 본 실시예의 다층배선기판의 제조가 완성된다(스텝 ST 7).Next, the insulating film at a position corresponding to the installation portion of the common electrode 17a and the connection portion with the external terminal (not shown) is removed by etching to expose the conductive portion of the mask layer 14 by photolithography technique. The manufacture of the wiring board is completed (step ST 7).

그 후 이 다층배선기판상에 발열저항체(16), 각 전극(17a, 17b, 17c)을 형성하고, 그 위에 보호층(18)을 피복함으로써 도 7에 나타내는 바와같은 리얼에지서멀헤드를 제조할 수 있다.Thereafter, the heat generating resistor 16 and the electrodes 17a, 17b, and 17c are formed on the multilayer wiring board, and the protective layer 18 is coated thereon to produce a real edge thermal head as shown in FIG. have.

또 이 다층배선기판상에 발열저항체(16)를 형성하기 전에 각 전극(17a, 17b, 17c)을 고융점 금속 또는 그 실리사이드로 대략 0.1 내지 0.5㎛로 형성한 다음에 발열저항체(16), 개별전극(17c)을 형성하고, 그 위에 보호층(18)을 피복함으로써 도 8에 나타내는 바와같은 리얼에지서멀헤드를 제조할 수 있다.Before forming the heat generating resistor 16 on the multilayer wiring board, each electrode 17a, 17b, 17c is formed of a high melting point metal or silicide of about 0.1 to 0.5 mu m, and then the heat generating resistor 16 and the individual electrode. The real edge thermal head as shown in FIG. 8 can be manufactured by forming (17c) and coating the protective layer 18 thereon.

다음에 제 2 및 제 3실시예의 작용에 관하여 설명한다.Next, the operation of the second and third embodiments will be described.

본 실시예에 있어서는 소망의 인자신호에 의거하여 개별전극(17b, 17c)을 거쳐 소망의 발열저항체(16)에 통전한 경우 기판(11)의 대략 전면에 공통전극(17a)과 같은 작용의 도전층(13)이 설치되어 있기 때문에 공통전극(17a)의 다른 상기 도전층(13)을 거쳐 전류가 흐르게 되어 각 발열저항체(16)에 대하여 균등한 전압을 인가할 수 있다.In the present embodiment, in the case where the desired heating resistor 16 is energized via the individual electrodes 17b and 17c based on a desired printing signal, conduction of the same action as that of the common electrode 17a is performed on the entire surface of the substrate 11. Since the layer 13 is provided, a current flows through the other conductive layer 13 of the common electrode 17a, so that an equal voltage can be applied to each of the heat generating resistors 16.

이 경우, 본 실시예에 있어서는 도전층(13)과 발열저항체(16) 및 각 전극(17a, 17b,17c)과의 절연의 신뢰성을 도전층(13)의 표면을 강제산화하여 형성한 절연성 산화물로 이루어지는 제 1층간절연층(15a)을 사용하도록 하고 있기 때문에 도전층(13)의 핀홀내부도 절연성을 가지게 되고 또한 도전층(13)과 일체로 형성할 수 있기 때문에 절연성, 밀착성의 신뢰성을 높이는 것이 가능하게 된다. 또한 상기 제 1층간절연층(15a)의 상면에는 실리콘 또는 알루미늄의 산화물 또는 질화물로 이루어지는 절연성, 밀착성이 우수한 제 2층간절연층(15b)이 적층형성되어 복층의 층간절연층(15a, 15b)으로 되어 있기 때문에 본 실시예의 다층배선기판은 절연성, 밀착성의 신뢰성을 현저하게 높은 것으로 할 수 있다. 또 본 실시예에 있어서는 도전층(13)의 표면을 산화처리함으로써 제 1층간절연층(15a)을 일체로 형성하는 것 및 도전성의 마스크층(14)을 사용한 경우에는 이것도 제거하지 않고 사용할 수 있기 때문에 제 1층간절연층(15a)의 표면과 도전층(13)의 노출부인 도전성의 마스크층(14)의 표면과의 높이를 대략 동일하게 할 수 있고, 제 2층간절연층(15b)의 막두께는 대략 0.1 내지 1.0㎛의 범위가 작은 단차상태로 그 위에 발열저항체(16)나 공통전극(17a)을 형성할 수 있기 때문에 전기적인 접속을 더욱 확실하게 행할 수 있다.In this case, in this embodiment, the insulating oxide formed by forcibly oxidizing the surface of the conductive layer 13 has the reliability of insulation between the conductive layer 13, the heat generating resistor 16, and the electrodes 17a, 17b, 17c. Since the first interlayer insulating layer 15a made of a thin film is used, the inside of the pinhole of the conductive layer 13 also has insulation and can be formed integrally with the conductive layer 13, thereby increasing the reliability of the insulating property and adhesion. It becomes possible. In addition, a second interlayer insulating layer 15b having excellent insulation and adhesion, which is formed of an oxide or nitride of silicon or aluminum, is laminated on the upper surface of the first interlayer insulating layer 15a to form a plurality of interlayer insulating layers 15a and 15b. Therefore, the multilayer wiring board of this embodiment can make the reliability of insulation and adhesiveness remarkably high. In the present embodiment, the surface of the conductive layer 13 is oxidized to integrally form the first interlayer insulating layer 15a and when the conductive mask layer 14 is used, this can be used without removing the same. Therefore, the height of the surface of the first interlayer insulating layer 15a and the surface of the conductive mask layer 14 which is the exposed portion of the conductive layer 13 can be made approximately the same, and the film of the second interlayer insulating layer 15b Since the heat generating resistor 16 or the common electrode 17a can be formed thereon in a stepped state having a thickness of approximately 0.1 to 1.0 mu m, the electrical connection can be more reliably performed.

또 본 실시예의 도전층(13)에는 고융점 금속의 서밋 및 세라믹으로 이루어지는 저항체재료를 사용하고 있기 때문에 본질적으로 내열성, 단열성, 밀착성이 우수한 것이 되고, 특히 기판(11)의 전체면에 형성하여도 발열소자의 열효율을 저하시키는 일은 없다. 또 공통전극(17a)측에는 연질의 도체재료를 설치하지 않아도 되기 때문에 극한에 가깝게 리얼에지화하여도 인자내구수명이 우수한 서멀헤드로 할 수 있다.In addition, since the conductive layer 13 of the present embodiment uses a resistor material made of a high melting point metal summ and a ceramic, the material is essentially excellent in heat resistance, heat insulation, and adhesiveness, and particularly formed on the entire surface of the substrate 11. The thermal efficiency of the heat generating element is not lowered. In addition, since a soft conductor material does not need to be provided on the common electrode 17a side, it is possible to obtain a thermal head having excellent print life, even if it is real-edgeed close to the limit.

따라서 본 실시예의 리얼에지서멀헤드에 의하면, 공통전극(17a)의 배선부의 스페이스가 극한에 가깝게 리얼에지화 되어도 기판(11)의 대략 전체면에 공통전극 (17a)과 같은 작용의 도전층(13)이 설치되고, 복층의 층간절연층(15a, 15b)을 가지기 때문에 각 발열저항체(16)에 대하여 전압을 균등하게 인가하는 것이 가능하게 되고, 인자농도 불균일이나 전류용량 부족이나 전류리크에 의한 단점 등을 확실하게 방지할 수 있고, 극한에 가깝운 리얼에지서멀헤드를 수율좋게 제조할 수 있다.Therefore, according to the real edge thermal head of the present embodiment, even if the space of the wiring portion of the common electrode 17a becomes real edge close to the limit, the conductive layer 13 having the same function as the common electrode 17a on almost the entire surface of the substrate 11. ), And having multiple interlayer insulating layers 15a and 15b, it is possible to apply voltage equally to each of the heat generating resistors 16, which is a disadvantage due to nonuniform factor concentration, lack of current capacity or current leakage. It is possible to reliably prevent the back and the like, and to produce a real edge thermal head close to the limit with good yield.

이와 관련하여 본 실시예의 리얼에지서멀헤드의 에지거리는 기판(11)의 단부에 설치된 발열소자의 중심으로부터 잉크리본을 제거를 행하는 기판(11)의 에지까지의 거리를 시리얼헤드 및 라인헤드중 어느 하나에 있어서도 용이하게 100㎛이하로 할 수 있다. 그 결과, 종래에 없는 새로운 개선효과가 산출되어 있는 것이다. 이와같이 극한에 가깝게 리얼에지화를 도모하는 것이 가능하게 되기 때문에 기판(11)의 소형화를 도모할 수 있고, 제조비용을 저감시킬 수 있다. 또 종래의 라인서멀헤드에 의하여 사용할 수 없었던 수지계의 잉크리본을 사용할 수 있게 되어 러프지 인자품위를 현저하게 개선할 수 있다.In this regard, the edge distance of the real edge thermal head of the present embodiment is the distance from the center of the heating element provided at the end of the substrate 11 to the edge of the substrate 11 for removing the ink ribbon. Also in 100 micrometers or less can be easily carried out. As a result, a new improvement effect which has not been conventionally calculated is calculated. In this manner, real edge formation can be achieved close to the limit, so that the substrate 11 can be miniaturized and manufacturing costs can be reduced. In addition, it is possible to use a resin-based ink ribbon which cannot be used by the conventional line thermal head, and the rough paper printing quality can be remarkably improved.

또한 극한에 가깝게까지 리얼에지화한 서멀헤드는 플라텐에 대하여 발열소자의 압접압의 손실이 현저하게 적어지고, 종이섬유의 요철을 없애는 작용이 증가하여 러프지 인자품위를 현저하게 개선함과 동시에 전사효율이 개선되어 절전형화를 도모할 수 있다.In addition, the thermal head, which has been real-edgeed to the extreme, has significantly reduced the loss of pressure contact pressure of the heating element with respect to the platen, and increases the effect of removing the irregularities of the paper fiber. The transfer efficiency is improved, and the power saving can be achieved.

또 도 10은 본 발명의 서멀헤드의 제 4실시예를 나타낸 서멀헤드블록(21)의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of the thermal head block 21 showing the fourth embodiment of the thermal head of the present invention.

본 실시예의 서멀헤드블록(21)은 방열기판(11)으로서 실리콘웨이퍼를 사용하고, 또한 발열부(11a)를 볼록상으로 형성하고 있는 것 및 그 위에 보온층(12)을 형성하게 되나, 이것은 실리콘의 산화물과 금속의 융합체로 이루어져 있는 것, 그리고 발열저항체(16)의 하층에 공통전극측 하부전극층(24a)과 개별전극측 하부전극층 (24b)이 형성되어 있는 점에 특징을 가지고 기타에 관해서는 상기한 제 1실시예와 마찬가지로 구성되어 있다.The thermal head block 21 of the present embodiment uses a silicon wafer as the heat dissipation substrate 11, and also forms the heat generating portion 11a in a convex shape, and forms the heat insulating layer 12 thereon. And a common electrode side lower electrode layer 24a and an individual electrode side lower electrode layer 24b formed under the heat generating resistor 16, and the like. Is configured similarly to the first embodiment described above.

상기 방열기판(11)을 구성하는 실리콘웨이퍼는 방열기판(11)의 재료로서 빈번하게 사용되는 알루미나세라믹에 비하여 열전도율이 5배정도 크기 때문에 방열성이 양호하고, 서멀헤드의 열응답성이 향상하여 고속구동이 가능하게 된다.The silicon wafer constituting the heat dissipation substrate 11 has good heat dissipation because the heat conductivity is about 5 times higher than that of the alumina ceramic which is frequently used as a material of the heat dissipation substrate 11, and the heat dissipation of the thermal head is improved, so that high-speed driving This becomes possible.

또 실리콘웨이퍼는 단결정이기 때문에 이방성에칭이 가능하다. 그래서 이 특징을 사용하여 발열부(11a)에 닿는 부분을 볼록모양부로 형성할 수 있다. 이방성 에칭을 사용하기 때문에 볼록형상의 치수재현성은 양호하다.Since silicon wafers are single crystals, anisotropic etching is possible. Thus, by using this feature, the part which contacts the heat generating part 11a can be formed in convex shape. Since anisotropic etching is used, convex dimensional reproducibility is good.

다음에 보온층(12)은 실리콘의 산화물과 금속의 산화물의 융합체로 이루어져 있으나, 이 금속의 산화물은 탄탈산화물 및 텅스텐산화물이 양호하다. 또 막형성에는 스퍼터링법을 사용하면 막두께의 분산은 ±5% 로 억제할 수 있다.Next, the insulating layer 12 is composed of a fusion of an oxide of silicon and an oxide of a metal, but the oxide of the metal is preferably tantalum oxide and tungsten oxide. In addition, when the sputtering method is used for film formation, dispersion of the film thickness can be suppressed to ± 5%.

이와 같이 본 실시예의 서멀헤드블록(21)은 3차원으로 치수정밀도가 높은 것에 더하여 보온층(12)의 두께에 의해 결정하는 열특성도 대다수의 블록으로 갖추어져 있고 연결시 조합시킬 수 있는 서멀헤드블록(21)을 용이하게 선택할 수 있기 때문에 연결형 서멀헤드의 생산성을 향상시킬 수 있다.As described above, the thermal head block 21 according to the present embodiment has a high dimensional accuracy in three dimensions, and also has a thermal characteristic determined by the thickness of the thermal insulation layer 12. The thermal head block 21 can be combined at the time of connection. Since 21 can be selected easily, the productivity of a connection type thermal head can be improved.

또 상기 하부전극층(24)은 몰리브덴의 박막으로 이루어지고, 드라이에칭에 의하여 형성된다. 따라서 부주사방향의 발열저항체 치수가 정돈되고, 발열저항체의 저항치의 불균일을 억제할 수 있다. 또 본실시예와 같이 하부전극층(24)을 형성한 경우, 전극층으로서는 개별전극(17b)만을 형성하고, 공통전극(17a)은 설치하지 않아도 된다. 즉 구성으로서는 공통전극측은 하부전극층(24a)만을 설치하고, 도전층(13)과 발열저항체(16)에 의해 이 공통전극측 하부전극층(24a)을 사이에 끼우고, 개별전극측은 개별전극(17a)과 하부전극(24b)과의 2층으로 발열저항체(16)를 사이에 끼운 바와 같은 구성으로 되어 있다. 이것은 공통전극측 하부전극층(24a)이 도전층(13)과 전기적으로 접속하고 있기 때문에 더욱 공통전극(17a)을 설치할 필요가 없고, 오히려 공통전극측에 전극층으로서 예를 들어 알루미늄과 같은 유연한 막을 설치하지 않음으로써 이 부분의 기계적 강도가 증가하여 인쇄시 인가되는 압접력에 대하여 막박리가 생기지 않는 구조를 실현한 것이다.The lower electrode layer 24 is formed of a thin film of molybdenum and is formed by dry etching. Therefore, the dimension of the heat generating resistor in the sub-scanning direction is trimmed, and the nonuniformity of the resistance value of the heat generating resistor can be suppressed. When the lower electrode layer 24 is formed as in the present embodiment, only the individual electrode 17b is formed as the electrode layer, and the common electrode 17a does not have to be provided. In other words, the common electrode side is provided with only the lower electrode layer 24a, and the common electrode side lower electrode layer 24a is sandwiched between the conductive layer 13 and the heat generating resistor 16, and the individual electrode side is the individual electrode 17a. ) And the lower electrode 24b, the heat generating resistor 16 is sandwiched between them. Since the lower electrode layer 24a of the common electrode side is electrically connected to the conductive layer 13, there is no need to provide the common electrode 17a, but rather a flexible film such as aluminum is provided on the common electrode side as the electrode layer. By not doing so, the mechanical strength of this part is increased so that no film peeling occurs with respect to the pressure contact force applied during printing.

이와 같이 본 실시예의 서멀헤드에 의하면, 서멀헤드의 인자내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the thermal head of the present embodiment, the printing durability of the thermal head can be improved.

또한 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 필요에 따라 변경할 수 있다.In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change as needed.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 열전도성 및 열팽창성이 작은 질화물과 금속의 융합체 또는 산화물과 금속과의 융합체의 서밋재료로 이루어지는 도전층이기 때문에 고온의 열산화처리를 행하여도 기판과의 밀착성이 우수한 것이 된다.As described above, according to the present invention, since it is a conductive layer made of a fused material of a nitride and a metal having a low thermal conductivity and thermal expansion or a fused material of an oxide and a metal, adhesion to a substrate is performed even at a high temperature thermal oxidation treatment. It is excellent.

또 서멀헤드의 공통전극과 같은 작용의 도전층을 기판의 전면에 설치하도록 하였기 때문에 각 발열저항체에 대하여 균등한 전압을 인가할 수 있고, 열특성의 저하나 인자농도의 불균일이나 전류용량 부족이나 전류리크 등에 의한 단점 등을 확실하게 방지할 수 있기 때문에 서멀헤드의 리얼에지화에 적정하게 대응할 수 있다. 또한 층간절연층을 복층으로 형성하면, 절연성의 신뢰성은 더욱 높아진다.In addition, since a conductive layer having the same function as the common electrode of the thermal head is provided on the entire surface of the substrate, an equal voltage can be applied to each of the heat generating resistors. Since it is possible to reliably prevent disadvantages caused by leaks and the like, it is possible to appropriately cope with real edge formation of the thermal head. In addition, when the interlayer insulating layer is formed of a plurality of layers, the insulation reliability is further increased.

또 다층기판의 제조공정에 있어서, 상기 도전층을 구성하는 질화물(예를 들어 질화알루미늄) 및 산화물(예를 들어 산화알루미늄)이 버퍼드플루오르산이나 CF4+ O2가스 등의 에칭제에 대하여 난에칭성이기 때문에 도전층 및 층간절연층의 손상이 없고 높은 정밀도로 열산화마스크 및 저항체패턴을 형성할 수 있음으로써 제조수율을 높일 수 있다.In the manufacturing process of the multilayer substrate, nitrides (for example, aluminum nitride) and oxides (for example, aluminum oxide) constituting the conductive layer are used for etching agents such as buffered fluoric acid and CF 4 + O 2 gas. Since it is difficult to etch, the thermal oxidation mask and the resistor pattern can be formed with high accuracy without damaging the conductive layer and the interlayer insulating layer, thereby increasing the manufacturing yield.

또 도전층의 표면에 내산화성의 마스크를 형성하여 열산화하기 위해 도전층과 일체화한 층간절연층이 형성되기 때문에 도전층의 노출부와 층간절연층의 단차를 극소화할 수 있고, 절연성, 밀착성 및 발열저항체와의 전기적 도통성을 확실한 것으로 할 수 있다. 또한 층간절연층을 형성하는 산화공정시의 고온어닐에 의하여 다층배선기판의 기계적, 열적신뢰성을 높은 것으로 할 수 있다.In addition, an interlayer insulating layer integrated with the conductive layer is formed on the surface of the conductive layer to form an oxidation resistant mask and thermally oxidize, thereby minimizing the step difference between the exposed portion of the conductive layer and the interlayer insulating layer. The electrical conductivity with the heat generating resistor can be assured. In addition, the mechanical and thermal reliability of the multilayer wiring board can be improved by high temperature annealing during the oxidation process for forming the interlayer insulating layer.

또 본 발명의 다층배선기판을 사용한 리얼에지서멀헤드로 함으로써 공통전극의 외부회로 접속부를 적어도 기판내에 3개소이상 형성할 수 있고, 인자농도 불균일이나 전류용량 부족에 의한 결함 등을 확실하게 방지할 수 있다. 또한 라인서멀헤드기판의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 되어 제조비용을 저감시킬 수 있다. 또 극한에 가깝게 리얼에지화하여도 에지부의 공통전극을 경질재료로 얇게 형성할 수 있기 때문에 보호층과 서로 어울려 인자수명을 긴수명으로 할 수 있다. 또 리얼에지화에 의하여 수지계의 잉크리본의 사용이 가능하게 되어 잉크리본의 적정화에 의하여 러프지 인자품위를 현저하게 개선할 수 있다. 또한 플라텐에 대한 발열저항체의 압접압의 손실을 현저하게 저감시킬 수 있고, 종이섬유의 요철을 없애는 작용이 현저하게 증대하여 특히 러프지 인자품위가 현저하게 개선됨과 동시에 에너지 전력화를 도모할 수 있다.In addition, by using the real edge thermal head using the multilayer wiring board of the present invention, at least three external circuit connection portions of the common electrode can be formed in the substrate, and the defects due to the uneven printing concentration or the insufficient current capacity can be reliably prevented. have. In addition, the line thermal head substrate can be miniaturized, and manufacturing cost can be reduced. In addition, since the edges of the common electrode can be made thin with hard materials even if they are real-edgeed close to the limit, the life of the print can be extended to match the protective layer. In addition, the use of resin-based ink ribbons is possible by real edge formation, and the rough paper printing quality can be remarkably improved by proper ink ribbon. In addition, it is possible to remarkably reduce the loss of pressure contact pressure of the heat generating resistor against the platen, and the effect of removing the irregularities of the paper fibers is remarkably increased, in particular, the rough paper printing quality is remarkably improved and energy power can be improved. .

또 레이저가공을 응용한 서멀헤드 유닛의 기판의 절단방법에 의하여 개개의 서멀헤드블록의 리얼에지화를 실현시킬 수 있고, 러프지나 보통지에 대한 고품질의 인쇄가 가능하게 된다. 그리고 또한 이 기판의 절단방법에 의하면, 절단면에 치핑이나 균열 등이 발생하지 않는 정밀한 절단이 가능하기 때문에 발열체 밀도가 큰 정밀하고 세밀한 연결형 서멀헤드를 제조할 수 있음과 동시에 절단에 요하는 시간이 단시간이기 때문에 낮은 비용으로 제조할 수 있는 효과를 가진다.In addition, real cutting of individual thermal head blocks can be realized by cutting the substrate of the thermal head unit using laser processing, and high quality printing on rough paper or plain paper can be achieved. In addition, according to the cutting method of the substrate, precise cutting without chipping or cracking at the cutting surface is possible, so that a precise and fine connection type thermal head having a large heating element density can be manufactured and the time required for cutting is short. This has the effect of being able to manufacture at low cost.

Claims (16)

방열기판상에 보온층, 도전층, 층간절연층, 발열저항체, 공통전극, 개별전극 및 보호층을 적층하여 이루어지는 서멀헤드에 있어서,In a thermal head formed by laminating a heat insulating layer, a conductive layer, an interlayer insulating layer, a heating resistor, a common electrode, an individual electrode, and a protective layer on a heat radiating substrate, 상기 도전층은 질화물 또는 산화물과 금속과의 융합체로 이루어지고, 공통전극과 전기적으로 접속되어 있으며, 상기 층간절연층은 적어도 상기 도전층의 산화막을 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀헤드.And the conductive layer is formed of a fusion of nitride or oxide with a metal, and is electrically connected to a common electrode, wherein the interlayer insulating layer is formed with at least an oxide film of the conductive layer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전층은 실리콘의 질화물, 실리콘의 산화물, 알루미늄의 질화물 및 알루미늄의 산화물 중 1 종 또는 이들 복합체와 고융점 금속으로 이루어지는 도전성 서밋으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀헤드.And the conductive layer is formed of a conductive summ consisting of one kind of a nitride of silicon, an oxide of silicon, an nitride of aluminum, and an oxide of aluminum, or a composite and a high melting point metal. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 도전층은 질화알루미늄과 탄탈과의 융합체인 것을 특징으로 하는 서멀헤드.The conductive layer is a thermal head, characterized in that the fusion of aluminum nitride and tantalum. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 도전층은 산화알루미늄과 탄탈과의 융합체인 것을 특징으로 하는 서멀헤드.And the conductive layer is a fusion of aluminum oxide and tantalum. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전층은 고융점 금속의 붕화물, 질화물, 탄화물, 규화물의 도전성 세라믹으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀헤드.And the conductive layer is formed of a conductive ceramic of boride, nitride, carbide, or silicide of a high melting point metal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 층간절연층은 상기 도전층의 산화막을 제 1층간절연층으로 하고, 이 제 1층간절연층상에 적층된 절연성 세라믹을 제 2층간절연층으로 하는 복층의 층간절연층인 것을 특징으로 하는 서멀헤드.The interlayer insulating layer is a multilayer interlayer insulating layer comprising an oxide film of the conductive layer as a first interlayer insulating layer and an insulating ceramic laminated on the first interlayer insulating layer as a second interlayer insulating layer. . 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 2층간절연층은 실리콘의 질화물, 실리콘의 산화물, 알루미늄의 질화물 및 알루미늄의 산화물 중 적어도 1 종으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서멀헤드.And said second interlayer insulating layer comprises at least one of nitride of silicon, oxide of silicon, nitride of aluminum and oxide of aluminum. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공통전극은 그 외부회로 접속부가 적어도 기판내에 3개소 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀헤드.And said common electrode has at least three external circuit connecting portions formed in said substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공통전극은 단층으로 도전층과 발열저항체에 끼여져 형성되고, 상기 개별전극은 2층으로 발열저항체를 끼우도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀헤드.Wherein the common electrode is formed by sandwiching the conductive layer and the heat generating resistor in a single layer, and the individual electrode is formed so as to sandwich the heat generating resistor in two layers. 방열기판상의 발열부에 대응하는 위치에 보온층을 돌출형성하고, 이 기판 및 보온층의 상면에 질화물 또는 산화물과 금속과의 융합체로 이루어지는 도전층을 적층하는 공정과,Forming a heat insulating layer at a position corresponding to the heat generating portion on the heat dissipation substrate, and laminating a conductive layer made of a fusion of nitride or oxide and metal on the upper surface of the substrate and the heat insulating layer; 이 도전층상에 절연성이며, 내산화성의 마스크층을 적층하는 공정과,A step of laminating an insulating and oxidation resistant mask layer on the conductive layer, 이 마스크층의 공통전극 및 이 공통전극의 외부회로 접속부의 형성위치에 대응하는 위치에 마스크패턴을 형성하는 공정과,Forming a mask pattern at a position corresponding to the position at which the common electrode of the mask layer and the external circuit connection portion of the common electrode are formed; 상기 마스크패턴에 의한 마스크층 형성부분 이외의 도전층의 표면에 산화분위기 속에서 열 또는 플라즈마 산화하여 층간절연층을 형성하는 공정과,Forming an interlayer insulating layer by heat or plasma oxidation in an oxidizing atmosphere on surfaces of conductive layers other than the mask layer forming portion by the mask pattern; 상기 내산화성의 마스크를 제거하는 공정과,Removing the oxidation resistant mask; 양단부가 각각 상기 층간절연층 및 상기 도전층의 상측에 위치하도록 소정의 발열저항체를 형성하는 공정과,Forming a predetermined heating resistor so that both ends thereof are positioned above the interlayer insulating layer and the conductive layer, respectively; 이 발열저항체의 상면의 상기 층간절연층 측의 단부에 개별전극을 형성함과 동시에 상기 도전층 측의 단부에 공통전극을 형성하는 공정과,Forming an individual electrode at the end of the interlayer insulating layer on the upper surface of the heat generating resistor and forming a common electrode at the end of the conductive layer; 이들 최상면에 보호층을 적층형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서멀헤드의 제조방법.A method of manufacturing a thermal head, comprising the step of laminating a protective layer on these top surfaces. 방열기판상의 발열부에 대응하는 위치에 보온층을 돌출형성하고, 이 기판 및 보온층의 상면에 질화물 또는 산화물과 금속과의 융합체로 이루어지는 도전층을 적층하는 공정과,Forming a heat insulating layer at a position corresponding to the heat generating portion on the heat radiating substrate, and laminating a conductive layer made of a fusion of nitride or oxide and metal on the upper surface of the substrate and the heat insulating layer; 이 도전층상에 도전성이며 내산화성의 마스크를 적층하는 공정과,Laminating a conductive and oxidation resistant mask on the conductive layer; 이 마스크층의 공통전극 및 이 공통전극의 외부회로 접속부의 형성위치에 대응하는 위치에 마스크패턴을 형성하는 공정과,Forming a mask pattern at a position corresponding to the position at which the common electrode of the mask layer and the external circuit connection portion of the common electrode are formed; 상기 마스크패턴에 의한 마스크층 형성부분 이외의 도전층의 표면에 산화분위기속에서 열 또는 플라즈마 산화하여 층간절연층을 형성하는 공정과,Forming an interlayer insulating layer by heat or plasma oxidation in an oxidation atmosphere on surfaces of conductive layers other than the mask layer forming portion by the mask pattern; 양단부가 각각 상기 층간절연층 및 상기 도전층의 상측에 위치하도록 소정의 발열저항체를 형성하는 공정과,Forming a predetermined heating resistor so that both ends thereof are positioned above the interlayer insulating layer and the conductive layer, respectively; 이 발열저항체의 상면의 상기 층간절연층 측의 단부에 개별전극을 형성함과 동시에 상기 도전층 측의 단부에 공통전극을 형성하는 공정과,Forming an individual electrode at the end of the interlayer insulating layer on the upper surface of the heat generating resistor and forming a common electrode at the end of the conductive layer; 이들 최상면에 보호층을 적층형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서멀헤드의 제조방법.A method of manufacturing a thermal head, comprising the step of laminating a protective layer on these top surfaces. 방열기판의 발열부에 대응하는 위치에 보온층을 돌출형성하고, 이 기판 및 보온층의 상면에 저항체 재료로 이루어지는 도전층을 적층하는 공정과,Forming a heat insulating layer at a position corresponding to the heat generating portion of the heat radiating substrate, and laminating a conductive layer made of a resistor material on the upper surface of the substrate and the heat insulating layer; 이 도전층상에 내산화성의 마스크층을 적층하는 공정과,Laminating an oxidation resistant mask layer on the conductive layer; 이 마스크층의 공통전극 및 이 공통전극의 외부회로 접속부의 형성위치에 대응하는 위치에 마스크패턴을 형성하는 공정과,Forming a mask pattern at a position corresponding to the position at which the common electrode of the mask layer and the external circuit connection portion of the common electrode are formed; 상기 마스크패턴에 의한 마스크층 형성부분 이외의 도전층의 표면에 산화분위기 속에서 열 또는 플라즈마 산화하여 제 1층간절연층을 형성하는 공정과,Forming a first interlayer insulating layer by heat or plasma oxidation in an oxidizing atmosphere on surfaces of conductive layers other than the mask layer forming portion by the mask pattern; 이 제 1층간절연층상에 절연성 세라믹재료로 이루어지는 절연층을 적층하고, 공통전극 및 이 공통전극의 단자부의 형성위치에 대응하는 위치를 포토리소그래피 기술로 에칭하여 상기 도전층을 노출시켜 제 2층간절연층을 형성하는 공정과,An insulating layer made of an insulating ceramic material is laminated on the first interlayer insulating layer, and the conductive layer is exposed by etching the position corresponding to the common electrode and the position where the terminal portion of the common electrode is formed by photolithography technique to expose the second interlayer insulation. Forming a layer, 양단부가 각각 상기 제 2층간절연층 및 상기 도전층의 상측에 위치하도록 소정의 발열저항체를 형성하는 공정과,Forming a predetermined heating resistor so that both ends thereof are positioned above the second interlayer insulating layer and the conductive layer, respectively; 이 발열저항체의 상면의 상기 제 2층간절연층측의 단부에 개별전극을 형성함과 동시에 상기 도전층측의 단부에 공통전극을 형성하는 공정과,Forming an individual electrode at an end of the upper surface of the heat generating resistor on the side of the second interlayer insulating layer and forming a common electrode at the end of the conductive layer; 이들의 최상면에 보호층을 적층형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서멀헤드의 제조방법.A method of manufacturing a thermal head, comprising the step of forming a protective layer on the uppermost surface thereof. 제 10항 또는 제 12항에 있어서,The method of claim 10 or 12, 상기 내산화성의 마스크층은 이산화실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 서멀헤드의 제조방법.The oxidation-resistant mask layer is a method of manufacturing a thermal head, characterized in that formed of silicon dioxide. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,The method of claim 11 or 12, 상기 내산화성의 마스크층은 몰리브덴실리사이드로 형성되는 것을 특징으로 하는 서멀헤드의 제조방법.The oxidation resistant mask layer is formed of molybdenum silicide. 복수의 서멀헤드 블록을 설치하고, 방열기판상에 보온층, 도전층, 층간절연층, 발열저항체, 공통전극, 개별전극 및 보호층을 적층하여 이루어지는 서멀헤드 유닛의 상기 방열기판을 절단함으로써 개개의 서멀헤드를 제조하는 서멀헤드의 제조방법으로서,A plurality of thermal head blocks are provided, and the respective thermal substrates of the thermal head unit formed by laminating a heat insulating layer, a conductive layer, an interlayer insulating layer, a heat generating resistor, a common electrode, an individual electrode, and a protective layer on the heat radiating substrate are cut off. As a method of manufacturing a thermal head for manufacturing a head, 적어도 상기 적층막을 레이저광의 조사에 의하여 제거하고, 그 후, 노출한 방열기판을 절단하는 것을 특징으로 하는 서멀헤드의 제조방법.At least the laminated film is removed by laser light irradiation, and then the exposed heat dissipation substrate is cut. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 방열기판의 절단후, 상기 보온층 및 보호층의 단면이 상기 방열기판의 단면과 대략 동일면이 되도록 상기 방열기판 만을 연마하는 것을 특징으로 하는 서멀헤드의 제조방법.And after the cutting of the heat radiating substrate, only the heat radiating substrate is polished so that the cross-sections of the heat insulating layer and the protective layer are substantially the same as the end faces of the heat radiating substrate.
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