WO2025018043A1 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

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thermal printhead
glaze
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glaze layer
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335—Structure of thermal heads

Definitions

  • This disclosure relates to a thermal printhead.
  • FIG. 16 is a schematic partial enlarged cross-sectional view of a thermal printhead according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic partial enlarged sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 8 in the method of manufacturing the thermal printhead according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic, partially enlarged sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 17 in the method of manufacturing the thermal printhead according to the second embodiment.
  • Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a thermal printhead 1 according to a first embodiment.
  • Fig. 2 is a schematic plan view of the thermal printhead 1 according to a first embodiment.
  • Fig. 3 is a schematic partial enlarged plan view of the thermal printhead 1 according to a first embodiment.
  • Fig. 4 is a schematic partial enlarged cross-sectional view of the thermal printhead 1 according to a first embodiment.
  • the thermal printhead 1 is an electronic device that prints on a print medium 47 such as thermal paper by selectively heating a number of heat generating elements 31 (see FIG. 3).
  • the thermal printhead 1 mainly comprises a substrate 10, an insulating layer 15, a wiring layer 20, a resistor layer 30, a protective layer 33, a drive circuit 35, conductive wires 36 and 37, a connector 40, a sealing member 43, and a heat sink 49.
  • the substrate 10 has a principal surface 11 and a rear surface 12 opposite the principal surface 11.
  • the principal surface 11 and the rear surface 12 each extend in the x direction and the y direction perpendicular to the x direction.
  • the x direction is the longitudinal direction of the substrate 10 and the main scanning direction of the thermal printhead 1.
  • the y direction is the lateral direction of the substrate 10 and the sub-scanning direction of the thermal printhead 1.
  • the z direction is the thickness direction of the substrate 10.
  • the normal direction of the principal surface 11 is the z direction perpendicular to the x and y directions.
  • the principal surface 11 faces the +z direction.
  • the rear surface 12 faces the -z direction.
  • the material constituting the substrate 10 is silicon.
  • the substrate 10 has a protrusion 14 on the main surface 11.
  • the protrusion 14 is formed by wet etching, for example, with an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH), as described below.
  • KOH potassium hydroxide
  • the material constituting the substrate 10 is preferably silicon.
  • the longitudinal direction of the protrusion 14 is the x-direction
  • the lateral direction of the protrusion 14 is the y-direction.
  • the height direction of the protrusion 14 is the z-direction.
  • the protrusion 14 has a top surface 14s1 and a pair of inclined surfaces 14s2.
  • the top surface 14s1 is the surface furthest from the main surface 11 in the z direction.
  • the top surface 14s1 may extend in the x direction and the y direction.
  • the pair of inclined surfaces 14s2 are disposed apart from each other in the y direction.
  • the pair of inclined surfaces 14s2 connect the main surface 11 and the top surface 14s1.
  • the pair of inclined surfaces 14s2 are inclined with respect to the main surface 11 so as to approach each other from the main surface 11 to the top surface 14s1.
  • the inclination angle ⁇ of each of the pair of inclined surfaces 14s2 with respect to the main surface 11 is, for example, 54.7°.
  • the substrate 10 having the protrusions 14 includes a single crystal of silicon (Si).
  • the plane orientation of the main surface 11 and the back surface 12 is the (100) plane.
  • the plane orientation of the pair of inclined surfaces 14s2 is the (111) plane.
  • the insulating layer 15 is disposed on at least a portion of the main surface 11 and the convex portion 14, and covers at least a portion of the main surface 11 and the convex portion 14.
  • the insulating layer 15 may cover the entire main surface 11.
  • the material constituting the insulating layer 15 is an oxide film such as silicon dioxide (SiO 2 ).
  • the oxide film such as silicon dioxide is formed by, for example, thermal oxidation.
  • An oxide film (TEOS oxide film) formed using, for example, tetraethyl orthosilicate (TEOS) may be disposed on the oxide film formed by thermal oxidation.
  • the TEOS oxide film is formed by stacking thin films of silicon dioxide multiple times using the plasma CVD method.
  • the silicon dioxide is formed using tetraethyl orthosilicate as the raw material gas.
  • the thickness of the TEOS oxide film in the z direction is, for example, 2.5 ⁇ m.
  • the wiring layer 20 is connected to the resistor layer 30.
  • the wiring layer 20 forms a conductive path for passing electricity to the multiple heat generating portions 31 of the resistor layer 30.
  • the wiring layer 20 is electrically connected to the multiple heat generating portions 31.
  • the wiring layer 20 may be, for example, a conductive material containing at least one of titanium (Ti) and copper (Cu).
  • the wiring layer 20 may be aluminum (Al).
  • the wiring layer 20 includes a common wiring 21, a plurality of individual wirings 25, and a plurality of lead-out wirings 29.
  • the plurality of individual wirings 25 are separated from the common wiring 21 and the plurality of lead-out wirings 29.
  • a current flows from the common wiring 21 toward the plurality of individual wirings 25 via the plurality of heat generating portions 31.
  • the terminal portion 28 is disposed on the other side in the y direction (-y side) with respect to the resistor layer 30.
  • the terminal portion 28 is disposed on the opposite side of the resistor layer 30 from the base portion 22 of the common wiring 21 in the y direction.
  • the conductive wire 36 is bonded to the terminal portion 28 and the drive circuit 35.
  • the terminal portion 28 is electrically connected to the drive circuit 35 through the conductive wire 36.
  • the extension 26 is connected to the terminal portion 28.
  • An end 27 of the extension 26 opposite the terminal portion 28 is in contact with the resistor layer 30.
  • the end 27 of the extension 26 overlaps the protrusion 14.
  • the resistor layer 30 includes a plurality of heat generating portions 31.
  • a region of the resistor layer 30 sandwiched between a portion covered by one of the extension portions 26 of the common wiring 21 and a portion covered by one of the ends 27 of the individual wirings 25 adjacent to that portion in the x direction is one of the heat generating portions 31.
  • the heat generating portions 31 are connected to the insulating layer 15.
  • the heat generating portions 31 are arranged along the x direction. In a plan view of the main surface 11, the heat generating portions 31 overlap the protrusions 14. In a plan view of the main surface 11, the heat generating portions 31 are arranged inside the protrusions 14 in the short-side direction (y direction) of the resistor layer 30.
  • the protective layer 33 covers the resistor layer 30, the wiring layer 20, and the multiple heat generating parts 31.
  • the protective layer 33 is connected to the resistor layer 30, the wiring layer 20, and the multiple heat generating parts 31.
  • the parts of the wiring layer 20 to which the conductive wires 36, 37 are bonded are exposed from the protective layer 33.
  • the material constituting the protective layer 33 may be, for example, at least one of silicon dioxide, silicon nitride (SiN), and silicon carbide (SiC).
  • the protective layer 33 may be formed by a CVD method.
  • the thickness of the protective layer 33 in the z direction may be, for example, 3.2 ⁇ m.
  • the drive circuit 35 is mounted on the main surface 11.
  • the drive circuit 35 is fixed to the insulating layer 15 using a bonding material (not shown) such as an adhesive.
  • the drive circuit 35 may be mounted on a wiring board (not shown) separated from the substrate 10.
  • the wiring board is, for example, a printed circuit board (PCB).
  • the drive circuit 35 is electrically connected to the wiring layer 20 (specifically, the multiple individual wirings 25 and the multiple lead-out wirings 29).
  • the drive circuit 35 applies current individually to the multiple heat generating parts 31 through the multiple individual wirings 25.
  • the heat generating parts 31 to which the current is applied selectively generate heat.
  • the material constituting the hollow filler 16c is preferably one that has low thermal conductivity and ensures strength. Furthermore, in order to avoid melting due to heat during the manufacture of the thermal printhead 1, which will be described later, the material constituting the hollow filler 16c is preferably one that has a high melting point. In particular, the melting point of the material constituting the hollow filler 16c is preferably 800°C or higher. As such a material, the material constituting the hollow filler 16c is preferably glass, and in particular, quartz glass is more preferable.
  • the glaze layer 16 is disposed between the resistor layer 30 and the insulating layer 15.
  • the glaze layer 16 is disposed between the resistor layer 30 and the substrate 10.
  • the glaze layer 16 may be disposed directly on the substrate 10.
  • the glaze layer 16 may be disposed between the insulating layer 15 and the main surface 11 (see FIG. 15).
  • the glaze layer 16 is disposed so as to cover the top surface 14s1 of the convex portion 14 of the main surface 11. As shown in FIG. 4, the glaze layer 16 is disposed so as to be sandwiched between a pair of inclined surfaces 14s2 in the y direction.
  • the second glaze layer 16b is formed on the first glaze layer 16a.
  • the second glaze layer 16b is formed by glaze printing.
  • the glaze layer 16 is then formed by baking.
  • the glaze layer 16 thus formed has a curved portion 17.
  • the curved portion 17 is the surface of the glaze layer 16 that is the furthest from the substrate 10 in the z direction.
  • the curved portion 17 is the surface that is connected to the resistor layer 30. In a plan view seen from the z direction, the curved portion 17 overlaps the convex portion 14.
  • a step (S1a) of preparing a wafer 10a is carried out.
  • a wafer 10a is prepared as a silicon substrate, which is a semiconductor material.
  • the wafer 10a includes a single crystal of silicon.
  • a step (S2a) of forming a mask layer 2 is performed.
  • the mask layer 2 is formed in an area of the main surface 11a where the protrusions 14 are to be formed.
  • the material constituting the mask layer 2 is, for example, silicon nitride (SiN) or silicon dioxide ( SiO2 ).
  • the mask layer 2 is formed by using a CVD method or sputtering.
  • a step (S4a) of forming an insulating layer 15 is carried out.
  • an insulating layer 15 is formed to cover at least a portion of the main surface 11 and the protrusions 14.
  • the insulating layer 15 is formed by thermal oxidation.
  • a TEOS oxide film may be formed by stacking thin films of silicon dioxide multiple times using a plasma CVD method on an oxide film formed by thermal oxidation.
  • a step (S7a) of forming the wiring layer 20 is performed.
  • the wiring layer 20 is formed on the resistor layer 30.
  • the wiring layer 20 is formed by sputtering.
  • the wiring layer 20 may be formed, for example, by laminating a thin copper film multiple times using sputtering.
  • the wiring layer 20 may be formed by laminating a thin titanium film on the resistor layer 30 using sputtering, and then laminating a thin copper film multiple times.
  • the wiring layer 20 does not have to be formed by laminating a thin titanium film and a thin copper film, and the wiring layer 20 may be formed by laminating a thin aluminum film.
  • lithography patterning is performed to remove a part of the wiring layer 20.
  • a mask layer is formed on the wiring layer 20 by photolithography.
  • the mask layer is used as a mask to partially remove the wiring layer 20 by etching.
  • Wet etching can be used for the wiring layer 20.
  • a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used.
  • H 2 SO 4 sulfuric acid
  • H 2 O 2 hydrogen peroxide
  • a step (S9a) of mounting the drive circuit 35 is performed.
  • the drive circuit 35 is mounted on the main surface 11 as shown in FIG. 14.
  • the drive circuit 35 is fixed to the insulating layer 15 using a bonding member (not shown) such as an adhesive.
  • the conductive wires 36, 37 are bonded.
  • the conductive wire 36 is bonded to the drive circuit 35 and the terminal portions 28 of the multiple individual wirings 25 using a wire bonder (not shown).
  • the conductive wire 37 is bonded to the drive circuit 35 and the multiple lead-out wirings 29 using a wire bonder (not shown).
  • a sealing step (S10a) is performed.
  • the drive circuit 35 is sealed with a sealing member 43.
  • a sealing resin material is potted onto the drive circuit 35.
  • the sealing resin material is then cured. In this manner, the sealing member 43 is formed.
  • the connector 40 is attached to the substrate 10.
  • the connector 40 includes a number of pins (not shown). Some of the pins are conductive to the number of lead-out wirings 29. Another number of the pins are conductive to a wiring (not shown) that is conductive to the base 22 of the common wiring 21.
  • the heat sink 49 is attached to the substrate 10. Specifically, the heat sink 49 is attached to the rear surface 12 of the substrate 10 by a fastening member such as a screw or a joining member (not shown). In this way, the thermal printhead 1 of this embodiment shown in Figures 1 to 4 is obtained.
  • the protrusion 45 faces a platen roller 46 included in the thermal printer.
  • the platen roller 46 feeds the print medium 47 towards the thermal printhead 1.
  • the print medium 47 is fed in the +y direction.
  • the print medium 47 is sandwiched between the protrusion 45 and the platen roller 46.
  • the drive circuit 35 applies current to the heat generating parts 31 individually through the individual wirings 25.
  • the heat generating parts 31 to which the current is applied selectively generate heat.
  • the heat generated in the heat generating parts 31 is transferred to the print medium 47. In this manner, printing is performed on the print medium 47 using the thermal print head 1.
  • the glaze layer 16 includes hollow fillers 16c.
  • the hollow fillers 16c include a vacuum region V with a low thermal conductivity. Therefore, the dissipation of some of the heat generated in the heat generating parts 31 is suppressed by the glaze layer 16.
  • the remainder of the heat generated in the heat generating parts 31 is dissipated to the outside of the thermal print head 1 through the substrate 10 and the heat sink 49.
  • a thermal printhead 1 according to the present disclosure comprises a substrate 10 and a glaze layer 16.
  • the substrate 10 has a major surface 11.
  • the glaze layer 16 is disposed on the major surface 11.
  • the glaze layer 16 includes hollow fillers 16c.
  • the glaze layer 16 contains hollow fillers 16c, improving the heat storage capacity of the thermal print head 1.
  • the improved heat storage capacity reduces the amount of current that flows when printing on the print medium 47.
  • the volume content of the hollow filler 16c in the glaze layer 16 is 50% or more. In this way, a thermal printhead 1 with sufficiently improved heat storage properties can be obtained. By improving the heat storage properties, the amount of current that flows when printing on the print medium 47 can be reduced.
  • the hollow filler 16c contains glass. This ensures the strength and heat storage properties of the glaze layer 16. It also prevents the hollow filler 16c from melting due to heat during the manufacture of the thermal printhead 1.
  • the material constituting the substrate 10 is silicon.
  • the convex portions 14 are formed by wet etching with an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution, the convex portions 14 are configured as straight lines in a cross-sectional view.
  • KOH potassium hydroxide
  • convex portions 14 are formed on the main surface 11.
  • the glaze layer 16 covers the top surfaces 14s1 of the convex portions 14. In this manner, the heat generated in the heat generating portion 31 is prevented from being dissipated to the substrate 10. As a result, the heat storage capacity of the thermal printhead 1 is improved.
  • the glaze layer 16 has a curved portion 17.
  • the direction perpendicular to the main surface 11 is the z direction.
  • the curved portion 17 overlaps the convex portion 14. In this way, the surface of the heating portion 31 can be made curved by forming the heating portion 31 on the convex portion 14.
  • the thickness h of the glaze layer 16 in the z direction is 20 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less. This improves the heat storage capacity of the thermal printhead 1. In particular, the greater the thickness h, the better the heat storage capacity of the thermal printhead 1.
  • the glaze layer 16 is disposed between the resistor layer 30 and the insulating layer 15. This prevents the heat generated in the resistor layer 30 from being dissipated to the substrate 10. In particular, it prevents the heat generated in the heat generating portion 31 from being dissipated.
  • Fig. 16 is a schematic partially enlarged cross-sectional view of the thermal printhead 1 of the second embodiment.
  • Fig. 16 corresponds to Fig. 4.
  • the thermal printhead 1 shown in Fig. 16 basically has the same configuration as the thermal printhead 1 shown in Figs. 1 to 4 and can obtain the same effects, but differs from the thermal printhead 1 shown in Figs. 1 to 4 in that the glaze layer 16 is disposed directly on the substrate 10.
  • the glaze layer 16 may be disposed between the insulating layer 15 and the main surface 11. Even with such a configuration, a thermal printhead 1 with sufficiently improved heat storage properties can be obtained. By improving the heat storage properties, the amount of current flowing when printing on the print medium 47 can be reduced.
  • a step (S1b) of preparing a wafer 10a is carried out first.
  • a wafer 10a is prepared as a silicon substrate, which is a semiconductor material.
  • the wafer 10a includes a single crystal of silicon.
  • a step (S2b) of forming a mask layer 2 is performed.
  • the mask layer 2 is formed in an area of the main surface 11a where the protrusions 14 are to be formed.
  • the material constituting the mask layer 2 is, for example, silicon nitride (SiN) or silicon dioxide ( SiO2 ).
  • the mask layer 2 is formed by using a CVD method or sputtering.
  • an etching step (S3b) is performed.
  • the wafer 10a is wet-etched using the mask layer 2 as a mask.
  • the wafer 10a is etched in the -z direction in the areas where the mask layer 2 is not arranged.
  • wet etching is performed using an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution as an etching solution.
  • KOH aqueous potassium hydroxide
  • the substrate 10 is formed.
  • the wafer 10a is not etched in the areas where the mask layer 2 is formed.
  • a protrusion 14 is formed on the main surface 11 of the substrate 10.
  • the wafer 10a is etched so that the inclination angle ⁇ of the inclined surface 14s2 with respect to the main surface 11 is 54.7°.
  • the mask layer 2 is removed by wet etching using hydrofluoric acid (HF).
  • a step (S4b) of forming a glaze layer 16 is carried out.
  • a glaze layer 16 is formed on the top surface 14s1 of the substrate 10.
  • a glaze containing hollow fillers 16c is applied to the top surface 14s1 of the convex portion 14.
  • the glaze is then dried. In this manner, a first glaze layer 16a containing hollow fillers 16c is formed.
  • glaze is applied onto the first glaze layer 16a by glaze printing. In this way, the second glaze layer 16b is formed. Then, the glaze layer 16 is formed by firing.
  • a step (S5b) of forming an insulating layer 15 is carried out.
  • an insulating layer 15 is formed to cover at least a portion of the main surface 11, at least a portion of the protrusions 14, and the glaze layer 16.
  • the insulating layer 15 is formed by thermal oxidation.
  • a TEOS oxide film may be formed by stacking thin films of silicon dioxide multiple times using a plasma CVD method on the oxide film formed by thermal oxidation.
  • the steps (S6a) of forming the resistor layer 30 and the sealing step (S10a) shown in Figures 11 to 15 are carried out in sequence. In this manner, the thermal printhead 1 according to the second embodiment is manufactured.
  • the glaze layer 16 is disposed between the insulating layer 15 and the main surface 11. In this manner, a thermal printhead 1 with improved heat storage properties can be obtained.
  • the improved heat storage properties make it possible to reduce the amount of current that flows when printing on the print medium 47.
  • appendix 1 A substrate having a major surface; a glaze layer disposed on the main surface; The glaze layer comprises hollow fillers.
  • Appendix 2 2.
  • Appendix 3 3.
  • Appendix 4 A convex portion is formed on the main surface, 4.
  • Appendix 5 The glaze layer has a curved surface portion, If the direction perpendicular to the main surface is the z direction, 5.
  • the thermal printhead of claim 4 wherein the curved portion overlaps the convex portion in a plan view seen from the z direction.
  • Appendix 6 6.
  • Appendix 7 An insulating layer; A resistor layer is further provided, the insulating layer is disposed on the major surface; the resistor layer is disposed on the insulating layer; 7.
  • Appendix 8) 8.
  • Appendix 9) 8.
  • 1 thermal print head 2 mask layer, 10 substrate, 10a wafer, 11, 11a main surface, 12, 12a back surface, 14 convex portion, 14s1 top surface, 14s2 inclined surface, 15 insulating layer, 16 metal layer, 16a first glaze layer, 16b second glaze layer, 16c hollow filler, 17 curved surface portion, 20 wiring layer, 21 common wiring, 22 base portion, 23, 26 extension portion, 25 individual wiring, 27 end portion, 28 terminal portion, 29 lead wiring, 30 resistor layer, 31 heat generating portion, 33 protective layer, 35 drive circuit, 36, 37 conductive wire, 40 connector, 43 sealing member, 45 protrusion, 46 platen roller, 47 printing medium, 49 heat sink, h thickness, V area.

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Abstract

サーマルプリントヘッドは、基板とグレーズ層とを備える。基板は、主面を有する。グレーズ層は主面上に配置されている。グレーズ層は中空フィラを含む。

Description

サーマルプリントヘッド
　本開示は、サーマルプリントヘッドに関する。
　特開２０２２－１８０１５２号公報（特許文献１）は、基板と抵抗体層と導電体層とを備えるサーマルプリントヘッドを開示している。サーマルプリントヘッドは、発熱部を有する。
特開２０２２－１８０１５２号公報
［概要］
　しかし、サーマルプリントヘッドの蓄熱性において改善の余地がある。
　本開示の一態様によるサーマルプリントヘッドは、基板とグレーズ層とを備える。基板は、主面を有する。グレーズ層は主面上に配置されている。グレーズ層は中空フィラを含む。
図１は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの概略断面図である。 図２は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの概略平面図である。 図３は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの概略部分拡大平面図である。 図４は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの概略部分拡大断面図である。 図５は、中空フィラを含んだグレーズ層の断面模式図である。 図６は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における一工程を示す概略部分拡大断面図である。 図７は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図６に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図８は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図７に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図９は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図８に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１０は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図９に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１１は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図１０に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１２は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図１１に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１３は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図１２に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１４は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図１３に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１５は、実施の形態１のサーマルプリントヘッドの製造方法における図１４に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１６は、実施の形態２のサーマルプリントヘッドの概略部分拡大断面図である。 図１７は、実施の形態２のサーマルプリントヘッドの製造方法における図８に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 図１８は、実施の形態２のサーマルプリントヘッドの製造方法における図１７に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。
　［詳細な説明］
　図面に基づいて本開示の実施の形態の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。以下に記載する実施の形態の少なくとも一部の構成を任意に組み合わせてもよい。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１のサーマルプリントヘッド１の概略断面図である。図２は、実施の形態１のサーマルプリントヘッド１の概略平面図である。図３は、実施の形態１のサーマルプリントヘッド１の概略部分拡大平面図である。図４は、実施の形態１のサーマルプリントヘッド１の概略部分拡大断面図である。
　サーマルプリントヘッド１は、複数の発熱部３１（図３を参照）を選択的に発熱させることによって、感熱紙などの印刷媒体４７に印字を施す電子デバイスである。サーマルプリントヘッド１は、基板１０と、絶縁層１５と、配線層２０と、抵抗体層３０と、保護層３３と、駆動回路３５と、導電ワイヤ３６，３７と、コネクタ４０と、封止部材４３と、ヒートシンク４９とを主に備える。
　図４に示されるように、基板１０は、主面１１と、主面１１とは反対側の裏面１２とを有する。主面１１と裏面１２とは、各々、ｘ方向と、ｘ方向に垂直なｙ方向とに延在している。ｘ方向は、基板１０の長手方向であり、サーマルプリントヘッド１の主走査方向である。ｙ方向は、基板１０の短手方向であり、サーマルプリントヘッド１の副走査方向である。ｚ方向は、基板１０の厚さ方向である。主面１１の法線方向は、ｘ方向及びｙ方向に垂直なｚ方向である。主面１１は、＋ｚ方向を向いている。裏面１２は、－ｚ方向を向いている。基板１０を構成する材料は、シリコンである。
　図３および図４に示されるように、基板１０は主面１１上に凸部１４を有する。凸部１４は、後述するように、たとえば水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液によるウェットエッチングを用いて形成される。特に、ウェットエッチングによって凸部１４を形成する場合、基板１０を構成する材料は、シリコンであることが好ましい。主面１１の平面視において、凸部１４の長手方向はｘ方向であり、凸部１４の短手方向はｙ方向である。凸部１４の高さ方向は、ｚ方向である。
　凸部１４は、頂面１４ｓ１と一対の傾斜面１４ｓ２とを有する。頂面１４ｓ１は、主面１１からｚ方向において最も離れた面である。頂面１４ｓ１は、ｘ方向とｙ方向とに延在していてもよい。一対の傾斜面１４ｓ２は、ｙ方向に互いに離れて配置されている。一対の傾斜面１４ｓ２は、主面１１と頂面１４ｓ１とを接続している。一対の傾斜面１４ｓ２は、主面１１から頂面１４ｓ１にかけて互いに近づくように主面１１に対して傾斜している。主面１１に対する一対の傾斜面１４ｓ２の各々の傾斜角θは、たとえば、いずれも５４．７°である。
　凸部１４を有する基板１０は、珪素（Ｓｉ）の単結晶を含む。基板１０の結晶構造において、主面１１および裏面１２の面方位は、（１００）面である。一対の傾斜面１４ｓ２の面方位は、（１１１）面である。
　図３および図４に示されるように、絶縁層１５は、主面１１の少なくとも一部及び凸部１４上に配置されており、主面１１の少なくとも一部と凸部１４とを覆っている。絶縁層１５は、主面１１の全体を覆ってもよい。
　絶縁層１５を構成する材料は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）などの酸化膜である。二酸化珪素などの酸化膜は、例えば熱酸化によって形成される。
　熱酸化によって形成された酸化膜の上に、例えば、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を用いて形成された酸化膜（ＴＥＯＳ酸化膜）が配置されてもよい。プラズマＣＶＤ法を用いて、二酸化珪素の薄膜を複数回にわたって積層させることによってＴＥＯＳ酸化膜が形成される。当該二酸化珪素は、オルトケイ酸テトラエチルを原料ガスとして形成される。ＴＥＯＳ酸化膜のｚ方向における厚みは、たとえば、２．５μｍである。
　基板１０は、絶縁層１５により、抵抗体層３０および配線層２０に対して電気的に絶縁されている。絶縁層１５のｚ方向における厚みは、たとえば、１μｍ以上１５μｍ以下である。凸部１４の頂面１４ｓ１上において、絶縁層１５上に中空フィラ１６ｃを含んだグレーズ層１６が形成されている。グレーズ層１６については後で詳述する。
　抵抗体層３０は、絶縁層１５及びグレーズ層１６の上に形成されている。抵抗体層３０は絶縁層１５及びグレーズ層１６に接続されている。抵抗体層３０は、後述する配線層２０よりも高い電気抵抗率を有する材料で形成されている。抵抗体層３０を構成する材料は、たとえば、窒化タンタル（ＴａＮ）である。抵抗体層３０は、スパッタリングを用いて形成される。強度の観点から、抵抗体層３０を構成する材料は、ポリシリコンであってもよい。抵抗体層３０のｚ方向における厚みは、たとえば、０．０２μｍ以上０．１μｍ以下である。抵抗体層３０のｚ方向における厚みは、５０ｎｍであってもよい。
　図２から図４に示されるように、配線層２０は、抵抗体層３０と接続されている。配線層２０は、抵抗体層３０の複数の発熱部３１に通電するための導電経路を構成している。配線層２０は、複数の発熱部３１に導通している。配線層２０は、例えば、チタン（Ｔｉ）および銅（Ｃｕ）の少なくともいずれかを含む導電材料であってもよい。配線層２０は、アルミニウム（Ａｌ）であってもよい。
　配線層２０は、共通配線２１と、複数の個別配線２５と、複数の引出配線２９とを含む。複数の個別配線２５は、共通配線２１と複数の引出配線２９とから離れている。複数の発熱部３１を選択的に発熱させるために、共通配線２１から複数の発熱部３１を経由して複数の個別配線２５に向けて電流が流れる。
　共通配線２１は、複数の発熱部３１に導通している。具体的には、図３及び図４に示されるように、共通配線２１は、基部２２と、複数の延出部２３とを含む。主面１１の平面視において、基部２２は、抵抗体層３０に対して、ｙ方向の一方側（＋ｙ側）に配置されている。基部２２の長手方向はｘ方向であり、基部２２の短手方向はｙ方向である。基部２２は、ｙ方向において、抵抗体層３０から離れている。複数の延出部２３は、基部２２から抵抗体層３０に向けて－ｙ方向に延びている。複数の延出部２３は、ｘ方向に沿って等間隔に配列されている。
　複数の個別配線２５の各々は、複数の発熱部３１のうち対応するものに導通している。具体的には、図３及び図４に示されるように、複数の個別配線２５は、ｘ方向に沿って配列されている。複数の個別配線２５の各々は、端子部２８と、延出部２６とを含む。
　主面１１の平面視において、端子部２８は、抵抗体層３０に対して、ｙ方向の他方側（－ｙ側）に配置されている。端子部２８は、ｙ方向において、抵抗体層３０に対して、共通配線２１の基部２２とは反対側に配置されている。図１及び図３に示されるように、導電ワイヤ３６は、端子部２８と駆動回路３５とにボンディングされている。端子部２８は、導電ワイヤ３６を通して、駆動回路３５に電気的に接続されている。
　延出部２６は、端子部２８に接続されている。延出部２６のうち端子部２８とは反対側の端部２７は、抵抗体層３０に接触している。主面１１の平面視において、延出部２６の端部２７は、凸部１４に重なっている。
　図２に示されるように、主面１１の平面視において、複数の引出配線２９は、駆動回路３５に対して、ｙ方向の他方側（－ｙ側）に配置されている。主面１１の平面視において、複数の引出配線２９は、駆動回路３５に対して、抵抗体層３０及び複数の個別配線２５とは反対側に配置されている。導電ワイヤ３７は、駆動回路３５と複数の引出配線２９とにボンディングされている。複数の引出配線２９は、導電ワイヤ３７を通して、駆動回路３５に電気的に接続されている。複数の引出配線２９は、コネクタ４０に接続されている。
　図４に示されるように、抵抗体層３０は、絶縁層１５上に接続されている。主面１１の法線方向（ｚ方向）において、抵抗体層３０は、絶縁層１５に対して、基板１０とは反対側に配置されている。主面１１の平面視において、抵抗体層３０の長手方向はｘ方向であり、抵抗体層３０の短手方向はｙ方向である。主面１１の平面視において、抵抗体層３０は、共通配線２１の複数の延出部２３と、複数の個別配線２５の延出部２６の端部２７とに交差している。抵抗体層３０は、共通配線２１の複数の延出部２３と、複数の個別配線２５の延出部２６の端部２７とを跨いでいる。
　抵抗体層３０は、複数の発熱部３１を含む。抵抗体層３０のうち、共通配線２１の複数の延出部２６のいずれかにより覆われた部分と、ｘ方向において当該部分の隣に位置する複数の個別配線２５の端部２７のいずれかにより覆われた部分とにより挟まれた領域が、複数の発熱部３１のいずれかである。複数の発熱部３１は、絶縁層１５に接続している。複数の発熱部３１は、ｘ方向に沿って配列されている。主面１１の平面視において、複数の発熱部３１は、凸部１４に重なっている。主面１１の平面視において、抵抗体層３０の短手方向（ｙ方向）では、複数の発熱部３１は凸部１４の内側に配置されている。
　図４に示されるように、保護層３３は、抵抗体層３０と、配線層２０と、複数の発熱部３１とを覆っている。保護層３３は、抵抗体層３０と、配線層２０と、複数の発熱部３１とに接続している。配線層２０のうち導電ワイヤ３６，３７がボンディングされる部分（例えば、端子部２８など）は、保護層３３から露出している。保護層３３を構成する材料は、例えば、二酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮ）、および炭化珪素（ＳｉＣ）の少なくともいずれかであってもよい。保護層３３は、ＣＶＤ法で形成されてもよい。保護層３３のｚ方向の厚みは、たとえば、３．２μｍであってもよい。
　駆動回路３５は、主面１１上に実装されている。例えば、駆動回路３５は、接着剤などの接合部材（図示せず）を用いて、絶縁層１５に固定されている。駆動回路３５は、基板１０から分離された配線基板（図示せず）に搭載されてもよい。配線基板は、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）である。駆動回路３５は、配線層２０（具体的には、複数の個別配線２５及び複数の引出配線２９）に電気的に接続されている。駆動回路３５は、複数の個別配線２５を通して、複数の発熱部３１に個別に電流を印加する。複数の発熱部３１のうち電流が印加された発熱部３１が、選択的に発熱する。
　図１及び図２に示されるように、コネクタ４０は、ｙ方向において、駆動回路３５に対して抵抗体層３０とは反対側に配置されている。コネクタ４０は、例えば、ｙ方向における基板１０の端部に取り付けられている。コネクタ４０は、配線層２０（具体的には、複数の引出配線２９）を通して駆動回路３５に電気的に接続されている。例えば、コネクタ４０は、複数のピン（図示せず）を含む。複数のピンの一部は、複数の引出配線２９に導通している。複数のピンの別の一部は、共通配線２１の基部２２に導通する配線（図示せず）に導通している。コネクタ４０は、サーマルプリンタに接続される。サーマルプリンタからコネクタ４０を通して共通配線２１に定電圧が印加される。
　図１及び図４に示されるように、封止部材４３は、駆動回路３５を覆っており、駆動回路３５を封止している。封止部材４３は、導電ワイヤ３６，３７をさらに覆っており、導電ワイヤ３６，３７をさらに封止している。封止部材４３は、複数の個別配線２５のうち保護層３３から露出している部分（例えば、端子部２８など）をさらに覆っている。封止部材４３は、電気的絶縁性を有している。封止部材４３は、例えば、エポキシ樹脂のような絶縁樹脂材料で形成されている。
　図１に示されるように、ヒートシンク４９は、ｚ方向において、基板１０に対して絶縁層１５及び抵抗体層３０とは反対側に配置されている。ヒートシンク４９は、ねじのような締結部材または接合部材（図示せず）によって、基板１０の裏面１２に取り付けられている。ヒートシンク４９は、基板１０を支持している。ヒートシンク４９は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）のような高熱伝導材料で形成されている。抵抗体層３０の複数の発熱部３１から発生した熱の一部は、基板１０を通してヒートシンク４９に伝わる。ヒートシンク４９に伝わった熱は、サーマルプリントヘッド１の外部へと放熱される。ヒートシンク４９は、基板１０の過度な温度上昇を防止することができる。駆動回路３５が基板１０とは別の配線基板上に搭載されている場合、ヒートシンク４９は、基板１０と配線基板とを支持する。
　図１及び図４に示されるように、サーマルプリントヘッド１は、主面１１上に形成されている突起４５を含む。突起４５は、凸部１４と、絶縁層１５と、グレーズ層１６と、配線層２０と、複数の発熱部３１と、保護層３３とを含む。突起４５では、凸部１４、絶縁層１５、グレーズ層１６、抵抗体層３０、配線層２０、複数の発熱部３１及び保護層３３が、主面１１の法線方向（ｚ方向）においてこの順に主面１１上に積層されている。
　ここで、本実施の形態１に係るサーマルプリントヘッド１の特徴は、図４に示されるように、中空フィラ１６ｃを含んだグレーズ層１６が主面１１上に配置されている点である。中空フィラ１６ｃは、熱伝達率が低い領域Vを囲む粒状の部材である。中空フィラ１６ｃの形状はたとえば球状である。中空フィラ１６ｃを構成する材料は任意の材料を用いることができるが、たとえばガラスである。熱伝達率が低い領域Vに関して、たとえば、空気が当該領域Vに充填されていてもよい。当該領域Vの内部は特に真空であることが好ましい。
　グレーズ層１６は、発熱部３１にて発生した熱の放熱を抑制し、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性を向上させる。特に、グレーズ層１６が前述した中空フィラ１６ｃを含むことで、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が更に向上する。蓄熱性が向上することで、印刷媒体４７に印字する際に流れる電流の量を低減することができる。
　図５は、中空フィラ１６ｃを含んだグレーズ層１６の断面模式図である。図５に示されているように、グレーズ層１６は中空フィラ１６ｃを含んでいる。前述したように、中空フィラ１６ｃは、中空の領域Vを含む。このような中空フィラ１６ｃが、グレーズ層１６内に点在している。中空フィラ１６ｃが球状であれば、当該中空フィラ１６ｃの直径は１０μｍ以下であってもよく、１μｍ以下であることが好ましい。中空フィラ１６ｃは小さければ、より多くの中空フィラ１６ｃをグレーズ層１６に含めることができる。そのため、グレーズ層１６の空洞率（空気の領域あるいは真空の領域）が増加し、サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が向上する。
　異なる観点から言うと、サーマルプリントヘッド１の蓄熱性を向上させるために、グレーズ層１６における中空フィラ１６ｃの体積含有率は５０％以上であってもよく、８０％以上でもよく、９０％以上がより好ましい。
　前述したように、中空フィラ１６ｃを構成する材料は、熱伝導率が低く、強度が確保できる材料であることが好ましい。また、後述する当該サーマルプリントヘッド１の製造中に熱により溶融しないために、中空フィラ１６ｃを構成する材料は、融点が高い材料であることが好ましい。特に、中空フィラ１６ｃを構成する材料の融点が８００℃以上であることが好ましい。このような材料として、中空フィラ１６ｃを構成する材料は、ガラスであることが好ましく、特に、石英ガラスがより好ましい。
　図４に示されるように、サーマルプリントヘッド１の断面視において、グレーズ層１６は、抵抗体層３０と絶縁層１５との間に配置されている。サーマルプリントヘッド１の蓄熱性を向上させるためには、抵抗体層３０にて発生した熱が基板１０に流れて放熱されることを抑制すればよい。そのため、グレーズ層１６は抵抗体層３０と基板１０との間に配置されていればよい。たとえば、実施の形態２で後述するように、グレーズ層１６は、基板１０上に直接配置されてもよい。つまり、グレーズ層１６は、絶縁層１５と主面１１との間に配置されてもよい（図１５参照）。
　ｚ方向から見た主面１１の平面視において、グレーズ層１６は、主面１１の凸部１４の頂面１４ｓ１を覆うように配置されている。図４に示されるように、グレーズ層１６は、ｙ方向において、一対の傾斜面１４ｓ２に挟まれるように配置されている。
　グレーズ層１６は、第１グレーズ層１６ａと第２グレーズ層１６ｂとを有する。中空フィラ１６ｃは、第１グレーズ層１６ａに含まれる。第１グレーズ層１６ａは、絶縁層１５に接続されている。第２グレーズ層１６ｂは、第１グレーズ層１６ａ上に配置されている。第２グレーズ層１６ｂは、抵抗体層３０に接続されている。
　後述するように中空フィラ１６ｃを含む第１グレーズ層１６ａを形成する際、流動性のあるグレーズを塗布する。そのため、図４に示されるようなサーマルプリントヘッド１の断面視において、頂面１４ｓ１と傾斜面１４ｓ２との交わる箇所は曲線で構成されていないことが好ましく、たとえば２本の直線が交わる角部となっていることが好ましい。このようにすることで、グレーズの表面張力を利用して、凸部１４の頂面１４ｓ１にグレーズを搭載することができる。なお、上記のような角部を有する凸部１４を形成するために、基板１０を構成する材料は、シリコンであることが好ましい。その後、当該グレーズを乾燥させる。このようにして、中空フィラ１６ｃを含む第１グレーズ層１６ａを形成することができる。
　第２グレーズ層１６ｂは、第１グレーズ層１６ａ上に形成される。第２グレーズ層１６ｂは、グレーズ印刷によって形成される。その後、焼成によって、グレーズ層１６が形成される。このようにして形成されたグレーズ層１６は、曲面部１７を有する。曲面部１７は、グレーズ層１６において基板１０からｚ方向に最も離れた面である。本実施の形態１に係るサーマルプリントヘッド１において、曲面部１７は、抵抗体層３０に接続されている面である。ｚ方向からみた平面視において、曲面部１７は、凸部１４に重なっている。
　グレーズ層１６のｚ方向における厚みｈは、たとえば、２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、頂面１４ｓ１のｙ方向における幅によって適宜変更可能である。厚みｈが大きいほど、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が向上する。
　（サーマルプリントヘッドの製造方法）
　以下、本実施の形態のサーマルプリントヘッド１の製造方法を説明する。
　まず、ウエハ１０ａを準備する工程（Ｓ１ａ）が実施される。この工程（Ｓ１ａ）では、図６に示されるように、半導体材料であるシリコン基板としてのウエハ１０ａを準備する。ウエハ１０ａは、シリコンの単結晶を含む。
　その次に、マスク層２を形成する工程（Ｓ２ａ）を実施する。この工程（Ｓ２ａ）では、図７に示されるように、主面１１ａにおいて凸部１４を形成する領域にマスク層２を形成する。マスク層２を構成する材料は、たとえば、窒化珪素（ＳｉＮ）または二酸化珪素（ＳｉＯ２）である。マスク層２は、ＣＶＤ法またはスパッタリングを用いて形成される。
　その次に、エッチングする工程（Ｓ３ａ）を実施する。この工程（Ｓ３ａ）では、図８に示されるように、マスク層２をマスクとして用いてウエハ１０ａをウェットエッチングする。ｚ方向からみた平面視において、マスク層２が配置されていない領域におけるウエハ１０ａが－ｚ方向にエッチングされる。たとえば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液をエッチング液として、ウェットエッチングを実施する。このようにすることで、基板１０が形成される。また、マスク層２が形成されている領域において、ウエハ１０ａはエッチングされない。そのため凸部１４が基板１０の主面１１上に形成される。
　エッチング液として水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液などのアルカリ性水溶液を用いた時、主面１１に対する傾斜面１４ｓ２の傾斜角θが５４．７°となるように、ウエハ１０ａがエッチングされる。図８に示される凸部１４が形成された後、フッ化水素酸（ＨＦ）を用いたウェットエッチングによって、マスク層２を除去する。
　次に、絶縁層１５を形成する工程（Ｓ４ａ）を実施する。この工程（Ｓ４ａ）では、図９に示されるように、主面１１の少なくとも一部と凸部１４とを覆う絶縁層１５を形成する。具体的には、絶縁層１５は、熱酸化によって形成される。熱酸化によって形成された酸化膜の上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、二酸化珪素の薄膜を複数回にわたって積層させることによってＴＥＯＳ酸化膜が形成されてもよい。
　次に、グレーズ層１６を形成する工程（Ｓ５ａ）を実施する。この工程（Ｓ５ａ）では、図１０に示されるように、絶縁層１５上に、グレーズ層１６を形成する。具体的には、中空フィラ１６ｃが含まれたグレーズを、凸部１４の頂面１４ｓ１に塗布する。その後、当該グレーズを乾燥させる。このようにして、中空フィラ１６ｃを含む第１グレーズ層１６ａが形成される。
　その後、第１グレーズ層１６ａ上に、グレーズ印刷によってグレーズを塗布する。このようにして、第２グレーズ層１６ｂが形成される。その後、焼成によって、グレーズ層１６が形成される。
　次に、抵抗体層３０を形成する工程（Ｓ６ａ）を実施する。この工程（Ｓ６ａ）では、図１１に示されるように、絶縁層１５上に抵抗体層３０を形成する。具体的には、抵抗体層３０は、スパッタリングを用いて形成される。抵抗体層３０を構成する材料は、たとえば、窒化タンタル（ＴａＮ）である。抵抗体層３０を構成する材料は、ポリシリコンであってもよい。抵抗体層３０は、複数の発熱部３１を含む。
　次に、配線層２０を形成する工程（Ｓ７ａ）を実施する。この工程（Ｓ７ａ）では、図１２に示されるように、抵抗体層３０上に配線層２０を形成する。具体的には、配線層２０はスパッタリングを用いて形成される。配線層２０は、たとえばスパッタリングを用いて、銅の薄膜を複数回にわたって積層して形成してもよい。スパッタリングを用いて、チタンの薄膜を抵抗体層３０上に積層させた後、銅の薄膜を複数回にわたって積層して配線層２０が形成されてもよい。配線層２０は、チタンの薄膜および銅の薄膜を積層して形成されてなくてもよく、アルミニウムの薄膜を積層して配線層２０が形成されてもよい。
　配線層２０を形成した後に、リソグラフィパターニングを施して、配線層２０の一部を除去する。具体的には、配線層２０上にフォトリソグラフィ法を用いてマスク層を形成する。当該マスク層をマスクとして配線層２０を部分的にエッチングにより除去する。配線層２０に対するエッチングとしては、ウェットエッチングを用いることができる。ウェットエッチングでは、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の混合溶液を用いる。これにより、図３に示すように、共通配線２１、および複数の個別配線２５が、抵抗体層３０の上に形成される。図１２に示されるように、抵抗体層３０の一部が配線層２０から露出する。その次に、反応性イオンエッチングを用いて、抵抗体層３０の一部をエッチングする。これによって、図３に示されるように凸部１４上に絶縁層１５が露出する。凸部１４の頂面１４ｓ１上では、複数の発熱部３１が露出する。
　その次に、保護層３３を形成する工程（Ｓ８ａ）を実施する。具体的には、図１３に示されるように、絶縁層１５上と、複数の発熱部３１上と、配線層２０の一部上とに、プラズマＣＶＤを用いて保護層３３を形成する。保護層３３は、窒化珪素の薄膜を積層させることで形成される。配線層２０のうち導電ワイヤ３６，３７がボンディングされる部分（例えば、端子部２８など）は、保護層３３から露出している。
　次に、駆動回路３５を実装する工程（Ｓ９ａ）を実施する。この工程（Ｓ９ａ）では、図１４に示されるように、主面１１上に駆動回路３５を実装する。例えば、駆動回路３５は、接着剤などの接合部材（図示せず）を用いて、絶縁層１５に固定される。図１４に示されるように、導電ワイヤ３６，３７をボンディングする。例えば、導電ワイヤ３６は、ワイヤボンダ（図示せず）を用いて、駆動回路３５と複数の個別配線２５の端子部２８とにボンディングされる。導電ワイヤ３７は、ワイヤボンダ（図示せず）を用いて、駆動回路３５と複数の引出配線２９とにボンディングされる。
　次に、封止する工程（Ｓ１０ａ）を実施する。この工程（Ｓ１０ａ）では、図１５に示されるように、駆動回路３５を封止部材４３で封止する。例えば、駆動回路３５上に封止樹脂材料をポッティングする。その後、封止樹脂材料を硬化させる。こうして、封止部材４３が形成される。
　次に、基板１０にコネクタ４０を取り付ける。コネクタ４０は、複数のピン（図示せず）を含む。複数のピンの一部は、複数の引出配線２９に導通している。複数のピンの別の一部は、共通配線２１の基部２２に導通する配線（図示せず）に導通している。
　次に、基板１０にヒートシンク４９を取り付ける。具体的には、ヒートシンク４９は、ねじのような締結部材または接合部材（図示せず）によって、基板１０の裏面１２に取り付けられる。こうして、図１から図４に示される本実施の形態のサーマルプリントヘッド１が得られる。
　本実施の形態のサーマルプリントヘッド１の動作を説明する。
　図１に示されるように、突起４５は、サーマルプリンタに含まれるプラテンローラ４６に対向している。プラテンローラ４６は、印刷媒体４７をサーマルプリントヘッド１に向けて送り出す。プラテンローラ４６が回転することにより、印刷媒体４７が＋ｙ方向に送り出される。突起４５とプラテンローラ４６との間に、印刷媒体４７が挟み込まれる。
　駆動回路３５は、複数の個別配線２５を通して、複数の発熱部３１に個別に電流を印加する。複数の発熱部３１のうち電流が印加された発熱部３１が、選択的に発熱する。複数の発熱部３１にて発生した熱は、印刷媒体４７に伝わる。こうして、サーマルプリントヘッド１を用いて、印刷媒体４７に印字が施される。グレーズ層１６は、中空フィラ１６ｃを含む。中空フィラ１６ｃは、熱伝達率が低い真空領域Vを含む。そのため、複数の発熱部３１にて発生した熱の一部は、グレーズ層１６によって放熱が抑制される。複数の発熱部３１にて発生した熱の残りは、基板１０及びヒートシンク４９を通して、サーマルプリントヘッド１の外部に放出される。
　＜作用効果＞
　本開示に従ったサーマルプリントヘッド１は、基板１０とグレーズ層１６とを備える。基板１０は、主面１１を有する。グレーズ層１６は主面１１上に配置されている。グレーズ層１６は中空フィラ１６ｃを含む。
　このようにすれば、グレーズ層１６が中空フィラ１６ｃを含むことで、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が向上する。蓄熱性が向上することで、印刷媒体４７に印字する際に流れる電流の量を低減することができる。
　上記サーマルプリントヘッド１において、グレーズ層１６における中空フィラ１６ｃの体積含有率は５０％以上である。このようにすれば、蓄熱性が十分向上したサーマルプリントヘッド１を得られる。蓄熱性が向上することで、印刷媒体４７に印字する際に流れる電流の量を低減することができる。
　上記サーマルプリントヘッド１において、中空フィラ１６ｃはガラスを含む。このようにすれば、当該グレーズ層１６の強度、および蓄熱性を確保することができる。また、サーマルプリントヘッド１の製造中に中空フィラ１６ｃが熱により溶融することを抑制できる。
　上記サーマルプリントヘッド１において、基板１０を構成する材料はシリコンである。このようにすれば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液によるウェットエッチングを用いて凸部１４を形成する際に、当該凸部１４の断面視において凸部１４が直線で構成されるようになる。その結果、表面張力を利用して、流動性のあるグレーズを頂面１４ｓ１に塗布することができる。
　上記サーマルプリントヘッド１において、主面１１には凸部１４が形成されている。グレーズ層１６は凸部１４の頂面１４ｓ１を覆う。このようにすれば、発熱部３１にて発生した熱が基板１０に放熱することが抑制される。その結果、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が向上する。
　上記サーマルプリントヘッド１において、グレーズ層１６は曲面部１７を有する。主面１１に対して垂直な方向をｚ方向とする。ｚ方向からみた平面視において、曲面部１７は凸部１４に重なっている。このようにすれば、凸部１４上に発熱部３１を形成することで発熱部３１の表面を曲面状にすることができる。
　上記サーマルプリントヘッド１において、グレーズ層１６のｚ方向における厚みｈは、２０μｍ以上２５０μｍ以下である。このようにすることで、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が向上する。特に、厚みｈが大きいほど、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が向上する。
　上記サーマルプリントヘッド１は、絶縁層１５と抵抗体層３０とを更に備える。絶縁層１５は主面１１上に配置される。抵抗体層３０は絶縁層１５上に配置されている。グレーズ層１６は、主面１１と抵抗体層３０との間に位置している。このようにすることで、抵抗体層３０にて発生した熱が基板１０に放熱することが抑制される。特に、発熱部３１にて発生した熱が放熱することが抑制される。その結果、当該サーマルプリントヘッド１の蓄熱性が向上する。蓄熱性が向上することで、印刷媒体４７に印字する際に流れる電流の量を低減することができる。
　上記サーマルプリントヘッド１において、グレーズ層１６は、抵抗体層３０と絶縁層１５との間に配置されている。このようにすることで、抵抗体層３０にて発生した熱が基板１０に放熱することが抑制される。特に、発熱部３１にて発生した熱が放熱することが抑制される。
　（実施の形態２）
　図１６は、実施の形態２のサーマルプリントヘッド１の概略部分拡大断面図である。図１６は、図４に対応する。図１６に示されたサーマルプリントヘッド１は、基本的には図１から図４に示されたサーマルプリントヘッド１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、グレーズ層１６が基板１０上に直接配置されている点が図１から図４に示されたサーマルプリントヘッド１と異なる。つまり、グレーズ層１６は、絶縁層１５と主面１１との間に配置されてもよい。このような構成によっても、蓄熱性が十分向上したサーマルプリントヘッド１を得られる。蓄熱性が向上することで、印刷媒体４７に印字する際に流れる電流の量を低減することができる。
　（サーマルプリントヘッドの製造方法）
　以下、本実施の形態２のサーマルプリントヘッド１の製造方法を説明する。
　まず、実施の形態１に係るサーマルプリントヘッド１の製造方法における図６から図８に示された工程と同様の工程を実施する。すなわち、まずウエハ１０ａを準備する工程（Ｓ１ｂ）が実施される。この工程（Ｓ１ｂ）では、図６に示されるように、半導体材料であるシリコン基板としてのウエハ１０ａを準備する。ウエハ１０ａは、シリコンの単結晶を含む。
　その次に、マスク層２を形成する工程（Ｓ２ｂ）を実施する。この工程（Ｓ２ｂ）では、図７に示されるように、主面１１ａにおいて凸部１４を形成する領域にマスク層２を形成する。マスク層２を構成する材料は、たとえば、窒化珪素（ＳｉＮ）または二酸化珪素（ＳｉＯ２）である。マスク層２は、ＣＶＤ法またはスパッタリングを用いて形成される。
　その次に、エッチングする工程（Ｓ３ｂ）を実施する。この工程（Ｓ３ｂ）では、図８に示されるように、マスク層２をマスクとして用いてウエハ１０ａをウェットエッチングする。ｚ方向からみた平面視において、マスク層２が配置されていない領域におけるウエハ１０ａが－ｚ方向にエッチングされる。たとえば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液をエッチング液として、ウェットエッチングを実施する。このようにすることで、基板１０が形成される。また、マスク層２が形成されている領域において、ウエハ１０ａはエッチングされない。そのため凸部１４が基板１０の主面１１上に形成される。
　エッチング液として水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液などのアルカリ性水溶液を用いた時、主面１１に対する傾斜面１４ｓ２の傾斜角θが５４．７°となるように、ウエハ１０ａがエッチングされる。図８に示される凸部１４が形成された後、フッ化水素酸（ＨＦ）を用いたウェットエッチングによって、マスク層２を除去する。
　次に、グレーズ層１６を形成する工程（Ｓ４ｂ）を実施する。この工程（Ｓ４ｂ）では、図１７に示されるように、基板１０の頂面１４ｓ１上に、グレーズ層１６を形成する。具体的には、中空フィラ１６ｃが含まれたグレーズを、凸部１４の頂面１４ｓ１に塗布する。その後、当該グレーズを乾燥させる。このようにして、中空フィラ１６ｃを含む第１グレーズ層１６ａが形成される。
　その後、第１グレーズ層１６ａ上に、グレーズ印刷によってグレーズを塗布する。このようにして、第２グレーズ層１６ｂが形成される。その後、焼成によって、グレーズ層１６が形成される。
　次に、絶縁層１５を形成する工程（Ｓ５ｂ）を実施する。この工程（Ｓ５ａ）では、図１８に示されるように、主面１１の少なくとも一部、凸部１４の少なくとも一部、およびグレーズ層１６上を覆う絶縁層１５を形成する。具体的には、絶縁層１５は、熱酸化によって形成される。熱酸化によって形成された酸化膜の上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、二酸化珪素の薄膜を複数回にわたって積層させることによってＴＥＯＳ酸化膜が形成されてもよい。
　絶縁層１５を形成する工程（Ｓ５ｂ）の後に、図１１～図１５に示された抵抗体層３０を形成する工程（Ｓ６ａ）から封止する工程（Ｓ１０ａ）が順次実施される。このようにして、本実施の形態２に係るサーマルプリントヘッド１が製造される。
　＜作用効果＞
　上記サーマルプリントヘッド１において、グレーズ層１６は、絶縁層１５と主面１１との間に配置されている。このようにすれば、蓄熱性が向上したサーマルプリントヘッド１を得られる。蓄熱性が向上することで、印刷媒体４７に印字する際に流れる電流の量を低減することができる。
　以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
　主面を有する基板と、
　前記主面上に配置されたグレーズ層とを備え、
　前記グレーズ層は中空フィラを含む、サーマルプリントヘッド。
（付記２）
　前記中空フィラはガラスを含む、付記１に記載のサーマルプリントヘッド。
（付記３）
　前記基板を構成する材料はシリコンである、付記１または付記２に記載のサーマルプリントヘッド。
（付記４）
　前記主面には凸部が形成されており、
　前記グレーズ層は前記凸部の頂面を覆う、付記３に記載のサーマルプリントヘッド。
（付記５）
　前記グレーズ層は曲面部を有し、
　前記主面に対して垂直な方向をｚ方向とすると、
　前記ｚ方向からみた平面視において、前記曲面部は前記凸部に重なっている、付記４に記載のサーマルプリントヘッド。
（付記６）
　前記グレーズ層の前記ｚ方向における厚みは、２０μｍ以上２５０μｍ以下である、付記５に記載のサーマルプリントヘッド。
（付記７）
　絶縁層と、
　抵抗体層とを更に備え、
　前記絶縁層は前記主面上に配置され、
　前記抵抗体層は前記絶縁層上に配置され、
　前記グレーズ層は、前記主面と前記抵抗体層との間に位置している、付記１から付記６のいずれか１項に記載のサーマルプリントヘッド。
（付記８）
　前記グレーズ層は、前記抵抗体層と前記絶縁層との間に配置されている、付記７に記載のサーマルプリントヘッド。
（付記９）
　前記グレーズ層は、前記絶縁層と前記主面との間に配置されている、付記７に記載のサーマルプリントヘッド。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の基本的な範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
　１　サーマルプリントヘッド、２　マスク層、１０　基板、１０ａ　ウエハ、１１，１１ａ　主面、１２，１２ａ　裏面、１４　凸部、１４ｓ１　頂面、１４ｓ２　傾斜面、１５　絶縁層、１６　金属層、１６ａ　第１グレーズ層、１６ｂ　第２グレーズ層、１６ｃ　中空フィラ、１７　曲面部、２０　配線層、２１　共通配線、２２　基部、２３，２６　延出部、２５　個別配線、２７　端部、２８　端子部、２９　引出配線、３０　抵抗体層、３１　発熱部、３３　保護層、３５　駆動回路、３６，３７　導電ワイヤ、４０　コネクタ、４３　封止部材、４５　突起、４６　プラテンローラ、４７　印刷媒体、４９　ヒートシンク、ｈ　厚み、Ｖ　領域。

Claims (9)

  1. 　主面を有する基板と、
    　前記主面上に配置されたグレーズ層とを備え、
    　前記グレーズ層は中空フィラを含む、サーマルプリントヘッド。
  2. 　前記中空フィラはガラスを含む、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
  3. 　前記基板を構成する材料はシリコンである、請求項１または請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
  4. 　前記主面には凸部が形成されており、
    　前記グレーズ層は前記凸部の頂面を覆う、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
  5. 　前記グレーズ層は曲面部を有し、
    　前記主面に対して垂直な方向をｚ方向とすると、
    　前記ｚ方向からみた平面視において、前記曲面部は前記凸部に重なっている、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
  6. 　前記グレーズ層の前記ｚ方向における厚みは、２０μｍ以上２５０μｍ以下である、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
  7. 　絶縁層と、
    　抵抗体層とを更に備え、
    　前記絶縁層は前記主面上に配置され、
    　前記抵抗体層は前記絶縁層上に配置され、
    　前記グレーズ層は、前記主面と前記抵抗体層との間に位置している、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のサーマルプリントヘッド。
  8. 　前記グレーズ層は、前記抵抗体層と前記絶縁層との間に配置されている、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
  9. 　前記グレーズ層は、前記絶縁層と前記主面との間に配置されている、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
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