JP7630494B2 - Thermal printhead and method for manufacturing the same - Google Patents
Thermal printhead and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP7630494B2 JP7630494B2 JP2022511987A JP2022511987A JP7630494B2 JP 7630494 B2 JP7630494 B2 JP 7630494B2 JP 2022511987 A JP2022511987 A JP 2022511987A JP 2022511987 A JP2022511987 A JP 2022511987A JP 7630494 B2 JP7630494 B2 JP 7630494B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- wiring
- thermal printhead
- heat generating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 76
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 751
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 500
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 110
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 102
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 84
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 52
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 11
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 60
- 230000008569 process Effects 0.000 description 45
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 38
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 32
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 31
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 31
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 27
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 25
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 25
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 25
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 23
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 22
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 21
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 20
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 19
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 16
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 16
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 15
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 15
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 13
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- B41J2/345—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 characterised by the arrangement of resistors or conductors
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Description
本開示は、サーマルプリントヘッドに関する。また本開示は、サーマルプリントヘッドの製造方法に関する。The present disclosure relates to a thermal printhead. The present disclosure also relates to a method for manufacturing a thermal printhead.
特許文献1および特許文献2には、従来のサーマルプリントヘッドの一例が開示されている。特許文献1に開示されたサーマルプリントヘッドは、基板上に形成され、かつ主走査方向に沿って配列された複数の発熱部を備える。これら複数の発熱部は、基板上に形成された抵抗体層と、当該抵抗体層に部分的に重なる配線層とによって構成される。各発熱部は、配線層から露出した抵抗体層の一部である。制御下において配線層に電流が流れると、選択された1つまたは複数の発熱部が発熱する。
特許文献1に記載されたサーマルプリントヘッドにおいては、基板の材料にケイ素(シリコン)が選択されている。抵抗体層および配線層は、半導体プロセスを活用することにより形成される。一方、配線層は、共通配線、および複数の個別配線を含む。基板において、共通配線、および複数の個別配線は、複数の発熱部の副走査方向の両側に配置されている。ここで、印字品質の向上を図るため、複数の個別配線の配置数を増加させるとともに、複数の発熱部の配置数を増加させ、かつ当該複数の発熱部の各々の幅(主走査方向の長さ)を縮小させる方策が講じられることがある。これにより、記録媒体に対してより細密な印字を行うことが可能となる。しかしこの場合、基板上において共通配線を配置するためのスペースが不足する場合がある。当該スペースが不足すると、基板をより大型にする必要がある。基板をより大型にすると当該サーマルプリントヘッドの製造効率の悪化を招くため、この点について改善が望まれる。また、特許文献2に記載されたサーマルプリントヘッドについても、用途に応じて、より小型化を図りうるような改善が望まれる。In the thermal printhead described in
上述の事情に鑑み、本開示の第1の側面は、基板の大型化を招くことなく、より細密な印字を行うことが可能なサーマルプリントヘッドおよびその製造方法を提供することを一の課題とする。In view of the above circumstances, a first aspect of the present disclosure has an objective of providing a thermal printhead and a manufacturing method thereof that are capable of performing finer printing without increasing the size of the substrate.
本開示の第1の側面の一の実施形態によれば、サーマルプリントヘッドが提供される。当該サーマルプリントヘッドは、厚さ方向に互いに離間した主面および裏面を有するとともに、前記主面から前記裏面に至って貫通する第1貫通部が形成された半導体基板と、主走査方向に配列された複数の発熱部を含み且つ前記主面上に形成された抵抗体層と、前記裏面上に形成された第1電極と、前記抵抗体層上に形成され且つ前記複数の発熱部に導通する配線層と、前記第1貫通部に収容された第1貫通配線と、を備える。前記配線層は、前記複数の発熱部に対して副走査方向の第1の側に位置する共通配線を含む。前記第1貫通配線は、前記共通配線および前記第1電極につながっている。According to one embodiment of the first aspect of the present disclosure, a thermal printhead is provided. The thermal printhead includes a semiconductor substrate having a main surface and a back surface spaced apart from each other in the thickness direction and having a first through portion formed therein penetrating from the main surface to the back surface, a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction and formed on the main surface, a first electrode formed on the back surface, a wiring layer formed on the resistor layer and conducting to the plurality of heat generating portions, and a first through wiring housed in the first through portion. The wiring layer includes a common wiring located on a first side in the sub-scanning direction with respect to the plurality of heat generating portions. The first through wiring is connected to the common wiring and the first electrode.
好ましくは、当該サーマルプリントヘッドは、前記裏面上に形成された複数の第2電極、および、複数の第2貫通配線をさらに備えている。前記配線層は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向の第2の側に位置する複数の個別配線を含む。前記半導体基板には、前記主面から前記裏面に至って貫通し、かつ前記副走査方向において前記複数の発熱部に対して前記第1貫通部とは反対側に位置する複数の第2貫通部が形成されている。前記複数の第2貫通配線は、前記複数の第2貫通部にそれぞれ個別に収容されている。前記複数の第2貫通配線の各々は、前記複数の個別配線のいずれか、および、前記複数の第2電極のいずれかにつながっている。Preferably, the thermal printhead further includes a plurality of second electrodes formed on the rear surface, and a plurality of second through wirings. The wiring layer includes a plurality of individual wirings located on a second side in the sub-scanning direction from the plurality of heat generating portions. The semiconductor substrate is formed with a plurality of second through portions that penetrate from the main surface to the rear surface and are located on the opposite side of the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction from the first through portions. The plurality of second through wirings are individually accommodated in the plurality of second through portions. Each of the plurality of second through wirings is connected to one of the plurality of individual wirings and one of the plurality of second electrodes.
好ましくは、前記主面は、基面と、前記基面から前記厚さ方向に膨出する凸面と、を含み、前記凸面は、前記主走査方向に沿って延び、前記複数の発熱部は、前記凸面上に形成されている。Preferably, the main surface includes a base surface and a convex surface that bulges from the base surface in the thickness direction, the convex surface extends along the main scanning direction, and the multiple heat generating portions are formed on the convex surface.
好ましくは、前記凸面は、前記基面に対して平行な頂面と、前記頂面および前記基面につながり、かつ前記副走査方向において互いに離れて位置する一対の傾斜面と、を含み、前記複数の発熱部は、前記頂面上に形成されている。Preferably, the convex surface includes a top surface parallel to the base surface and a pair of inclined surfaces connected to the top surface and the base surface and positioned apart from each other in the sub-scanning direction, and the multiple heat generating portions are formed on the top surface.
好ましくは、前記共通配線の一部と、前記複数の個別配線の各々の一部とは、前記一対の傾斜面のいずれかの上に形成されている。Preferably, a portion of the common wiring and a portion of each of the plurality of individual wirings are formed on one of the pair of inclined surfaces.
好ましくは、前記一対の傾斜面は、前記基面から前記頂面にかけて互いに近づくように前記基面に対して傾斜している。Preferably, the pair of inclined surfaces are inclined relative to the base surface so as to approach each other from the base surface to the top surface.
好ましくは、前記一対の傾斜面の各々は、前記基面につながる第1領域と、前記頂面および前記第1領域につながる第2領域とを含み、前記基面に対する前記第2領域の傾斜角は、前記基面に対する前記第1領域の傾斜角よりも小である。Preferably, each of the pair of inclined surfaces includes a first region connected to the base surface and a second region connected to the top surface and the first region, and the inclination angle of the second region relative to the base surface is smaller than the inclination angle of the first region relative to the base surface.
好ましくは、前記半導体基板は、ケイ素の単結晶材料を含む。Preferably, the semiconductor substrate comprises a single crystal silicon material.
好ましくは、当該サーマルプリントヘッドは、前記主面を覆う第1絶縁層をさらに備え、前記抵抗体層は、前記第1絶縁層に接している。Preferably, the thermal printhead further comprises a first insulating layer covering the main surface, and the resistor layer is in contact with the first insulating layer.
好ましくは、前記半導体基板は、前記主面および前記裏面につながり、かつ前記第1貫通部を規定する第1内周面と、前記主面および前記裏面につながり、かつ前記複数の第2貫通部の各々を規定する複数の第2内周面とを有し、前記第1絶縁層は、前記第1内周面、および前記複数の第2内周面を覆っている。Preferably, the semiconductor substrate has a first inner surface connected to the main surface and the back surface and defining the first penetration portion, and a plurality of second inner surfaces connected to the main surface and the back surface and defining each of the plurality of second penetration portions, and the first insulating layer covers the first inner surface and the plurality of second inner surfaces.
好ましくは、当該サーマルプリントヘッドは、前記裏面を覆い、かつ前記第1絶縁層につながる第2絶縁層をさらに備え、前記第1電極、および前記複数の第2電極は、前記第2絶縁層に接している。Preferably, the thermal printhead further includes a second insulating layer covering the back surface and connected to the first insulating layer, and the first electrode and the plurality of second electrodes are in contact with the second insulating layer.
好ましくは、当該サーマルプリントヘッドは、前記副走査方向において前記第1電極と、前記複数の第2電極との間に位置し、かつ前記第2絶縁層に接して形成された放熱層をさらに備え、前記厚さ方向に沿って視て、前記放熱層は、前記複数の発熱部に重なっている。Preferably, the thermal printhead further includes a heat dissipation layer located between the first electrode and the multiple second electrodes in the sub-scanning direction and formed in contact with the second insulating layer, and when viewed along the thickness direction, the heat dissipation layer overlaps the multiple heat generating portions.
好ましくは、当該サーマルプリントヘッドは、前記裏面に対向し、かつ前記第1電極、および複数の第2電極が接合された配線基板をさらに備え、前記配線基板は、前記放熱層が接合される放熱体を有する。Preferably, the thermal printhead further includes a wiring board facing the rear surface and to which the first electrode and a plurality of second electrodes are bonded, the wiring board having a heat sink to which the heat dissipation layer is bonded.
好ましくは、当該サーマルプリントヘッドは、前記主面の一部と、前記複数の発熱部、および前記配線層とを覆う保護層をさらに備える。Preferably, the thermal printhead further includes a protective layer covering a portion of the main surface, the plurality of heating portions, and the wiring layer.
本開示の第1の側面の別の実施形態によれば、サーマルプリントヘッドの製造方法が提供される。当該製造方法は、厚さ方向を向く主面を有するとともに、半導体材料からなる基材に対して、前記主面から前記厚さ方向に凹む第1凹部を形成する工程と、主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を、前記主面上と、前記第1凹部とに形成する工程と、前記複数の発熱部に導通する配線層を、前記抵抗体層上に形成する工程と、前記厚さ方向において前記主面とは反対側に位置する前記基材の一部を除去する工程と、前記厚さ方向において前記基材に対して前記配線層とは反対側に位置し、かつ前記配線層に導通する電極を前記基材上に形成する工程と、を備える。前記配線層を形成する工程では、前記複数の発熱部に対して副走査方向の第1の側に位置する共通配線と、前記第1凹部に収容され、かつ前記共通配線につながる第1貫通配線と、を形成する工程を含む。前記基材の一部を除去する工程では、前記第1貫通配線の一部が前記基材から露出するまで当該基材の一部を除去する。前記電極を形成する工程は、前記共通配線に導通する第1電極を形成する工程を含む。前記第1電極を形成する工程では、前記第1電極が前記第1貫通配線に接するように当該第1電極を形成する。According to another embodiment of the first aspect of the present disclosure, a method for manufacturing a thermal printhead is provided. The method includes the steps of forming a first recess in a thickness direction from a main surface of a substrate made of a semiconductor material, the first recess being recessed in the thickness direction from the main surface, forming a resistor layer including a plurality of heating portions arranged in a main scanning direction on the main surface and in the first recess, forming a wiring layer on the resistor layer that is conductive to the plurality of heating portions, removing a portion of the substrate located on the opposite side of the main surface in the thickness direction, and forming an electrode on the substrate that is located on the opposite side of the wiring layer from the substrate in the thickness direction and is conductive to the wiring layer. The step of forming the wiring layer includes the steps of forming a common wiring located on a first side of the plurality of heating portions in the sub-scanning direction, and a first through wiring that is accommodated in the first recess and connected to the common wiring. The step of removing a portion of the substrate includes removing the portion of the substrate until a portion of the first through wiring is exposed from the substrate. The step of forming the electrode includes a step of forming a first electrode that is electrically connected to the common wiring, the first electrode being formed so as to be in contact with the first through wiring in the step of forming the first electrode.
好ましくは、当該製造方法は、前記第1凹部を形成する工程と、前記抵抗体層を形成する工程との間に、前記基材に対して前記主面から前記厚さ方向に凹み、かつ前記副走査方向において前記複数の発熱部に対して前記第1凹部とは反対側に位置する複数の第2凹部を形成する工程をさらに備える。前記抵抗体層を形成する工程では、前記複数の第2凹部に前記抵抗体層の一部が形成される。前記配線層を形成する工程は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向の第2の側に位置する複数の個別配線と、前記複数の第2凹部に対して個別に収容され、かつ前記複数の個別配線に対して個別につながる複数の第2貫通配線とを形成する工程を含む。前記基材の一部を除去する工程では、前記複数の第2貫通配線の一部が前記基材から露出するまで当該基材の一部を除去する。前記電極を形成する工程は、前記複数の個別配線に対して個別に導通する複数の第2電極を形成する工程を含む。前記複数の第2電極を形成する工程では、前記複数の第2電極が前記複数の第2貫通配線に対して個別に接するように当該複数の第2電極を形成する。Preferably, the manufacturing method further includes, between the step of forming the first recess and the step of forming the resistor layer, a step of forming a plurality of second recesses recessed from the main surface in the thickness direction of the substrate and located on the opposite side of the plurality of heat generating parts in the sub-scanning direction from the first recesses. In the step of forming the resistor layer, a part of the resistor layer is formed in the plurality of second recesses. The step of forming the wiring layer includes a step of forming a plurality of individual wirings located on the second side of the plurality of heat generating parts in the sub-scanning direction, and a plurality of second through wirings individually accommodated in the plurality of second recesses and individually connected to the plurality of individual wirings. In the step of removing a part of the substrate, the part of the substrate is removed until a part of the plurality of second through wirings is exposed from the substrate. The step of forming the electrode includes a step of forming a plurality of second electrodes individually conducting to the plurality of individual wirings. In the step of forming the plurality of second electrodes, the plurality of second electrodes are formed so that the plurality of second electrodes are individually in contact with the plurality of second through wirings.
好ましくは、前記主面は、基面と、前記基面から前記厚さ方向に膨出する凸面と、を含む。また当該製造方法は、前記第1凹部を形成する工程の前に、前記基面から前記厚さ方向に膨出し、かつ前記主走査方向に沿って延びるとともに、前記凸面を含む凸部を前記基材に形成する工程をさらに備える。前記抵抗体層を形成する工程では、前記複数の発熱部を前記凸面上に形成する。Preferably, the main surface includes a base surface and a convex surface that bulges from the base surface in the thickness direction. The manufacturing method further includes, before the step of forming the first recess, a step of forming a convex portion on the base material, the convex portion bulging from the base surface in the thickness direction and extending along the main scanning direction and including the convex surface. In the step of forming the resistor layer, the plurality of heating portions are formed on the convex surface.
好ましくは、前記半導体材料は、ケイ素の単結晶材料を含む。Preferably, the semiconductor material comprises a single crystal material of silicon.
本開示にかかるサーマルプリントヘッドおよびその製造方法によれば、基板の大型化を招くことなく、より細密な印字を行うことが可能となる。The thermal printhead and manufacturing method disclosed herein make it possible to perform finer printing without increasing the size of the substrate.
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
本開示を実施するための種々の形態について、添付図面に基づいて説明する。図1~図108のうち、図1~図35は、本開示の第1の側面についての説明図である。同様に、図36~図56は本開示の第2の側面についての説明図、図57~図88は本開示の第3の側面についての説明図、および図89~図108は本開示の第4の側面についての説明図である。Various embodiments for implementing the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. Of Figs. 1 to 108, Figs. 1 to 35 are explanatory diagrams of a first aspect of the present disclosure. Similarly, Figs. 36 to 56 are explanatory diagrams of a second aspect of the present disclosure, Figs. 57 to 88 are explanatory diagrams of a third aspect of the present disclosure, and Figs. 89 to 108 are explanatory diagrams of a fourth aspect of the present disclosure.
まず、図1~図12を参照しつつ、第1の側面の第1実施形態にかかるサーマルプリントヘッドA10について説明する。サーマルプリントヘッドA10は、サーマルプリンタの主要なユニットである。サーマルプリントヘッドA10は、主として、基板1、第1絶縁層21、第2絶縁層22、抵抗体層3、配線層4、第1貫通配線511、複数の第2貫通配線512、第1電極521、複数の第2電極522、放熱層53および保護層6を備える。これらに加えて、サーマルプリントヘッドA10は、配線基板71、ヒートシンク72、複数の駆動素子73、複数の第1ワイヤ74、複数の第2ワイヤ75、封止樹脂76およびコネクタ77を備える。ここで、図1においては、保護層6、複数の第1ワイヤ74、複数の第2ワイヤ75、および封止樹脂76の図示を省略している。図2~図4においては、保護層6の図示を省略している。First, the thermal printhead A10 according to the first embodiment of the first aspect will be described with reference to FIGS. 1 to 12. The thermal printhead A10 is a main unit of a thermal printer. The thermal printhead A10 mainly includes a
本開示では、適宜、サーマルプリントヘッドA10の主走査方向を「x方向」と呼び、副走査方向(主走査方向に直交する)を「y方向」と呼ぶ。基板1の厚みを貫通して延びる方向を「z方向」と呼ぶ。z方向は、x方向およびy方向の双方に対して直交している。以下の説明において、「z方向に(沿って)視て」と「厚さ方向に(沿って)視て」とは同じ意味であり、これらを「平面視において」と称する場合もある。In this disclosure, the main scanning direction of the thermal printhead A10 is referred to as the "x direction" and the sub-scanning direction (orthogonal to the main scanning direction) is referred to as the "y direction" as appropriate. The direction extending through the thickness of the
図6に示すように、サーマルプリントヘッドA10においては、基板1を含むサーマルプリントヘッドA10の要部は、配線基板71に接合されている。配線基板71は、ヒートシンク72に接合されている。配線基板71は、z方向においてサーマルプリントヘッドA10の要部と、ヒートシンク72とに挟まれた構成となっている。基板1上には、抵抗体層3の一部をなし、かつx方向に配列された複数の発熱部31(後述)が形成されている。複数の発熱部31は、配線基板71に搭載された複数の駆動素子73により選択的に発熱する。複数の駆動素子73は、コネクタ77を介して外部から送信される印字信号にしたがって駆動する。図6に示すように、サーマルプリンタを構成するプラテンローラ79が、感熱紙などの記録媒体78を複数の発熱部31に押し当てることにより、当該複数の発熱部31が記録媒体78に印字を行う。説明の便宜上、図6において記録媒体78の供給元の側(図6における右側)を「上流側」と呼ぶ。図6において記録媒体78の排出先の側(図6における左側)を「下流側」と呼ぶ。As shown in FIG. 6, in the thermal printhead A10, the main parts of the thermal printhead A10, including the
基板1は、図1に示すように、z方向に沿って視てx方向に延びる帯状である。基板1は、半導体材料からなる。当該半導体材料は、ケイ素(Si)の単結晶材料を含む。As shown in Fig. 1, the
図6に示すように、基板1は、主面10および裏面13を有する。基板1の主面10および裏面13は、ともにミラー指数が(100)の面である。主面10および裏面13は、z方向において互いに反対側を向く。サーマルプリントヘッドA10においては、主面10が図6に示すプラテンローラ79に対向し、かつ裏面13が配線基板71に対向する。図7に示すように、主面10は、基面11および凸面12を含む。基面11は、裏面13に対して平行である。凸面12は、基面11からz方向に膨出している。凸面12は、x方向に沿って延びている。
As shown in FIG. 6, the
図8に示すように、凸面12は、頂面121、および一対の傾斜面122を有する。頂面121は、z方向において基面11から離れて位置し、かつ基面11に対して平行である。一対の傾斜面122は、y方向において互いに離れて位置する。一対の傾斜面122は、頂面121および基面11につながっている。一対の傾斜面122は、基面11から頂面121にかけて互いに近づくように基面11に対して傾斜している。基面11に対する一対の傾斜面122の各々の傾斜角αは、ともに同一である。As shown in FIG. 8, the
図7に示すように、基板1には、凸部17、第1貫通部18、および複数の第2貫通部19が形成されている。凸部17は、基面11からz方向に膨出し、かつx方向に沿って延びている。凸面12は、凸部17の表面である。したがって、凸面12の構成は、凸部17の形状に基づいたものとなっている。第1貫通部18は、凸部17に対してy方向の一方側(下流側)に位置する。複数の第2貫通部19は、凸部17に対してy方向の他方側(上流側)に位置する。すなわち、複数の第2貫通部19は、y方向において抵抗体層3の複数の発熱部31(後述)に対して第1貫通部18とは反対側に位置する。第1貫通部18、および複数の第2貫通部19は、基面11(主面10)から裏面13に至って基板1を貫通している。図2および図5に示すように、z方向に沿って視て、第1貫通部18は、x方向に延びるスリットをなしている。図4に示すように、z方向に沿って視て、複数の第2貫通部19は、x方向に対して千鳥配置となるように配列されている。7, the
図7に示すように、基板1は、第1内周面181、および複数の第2内周面191を有する。第1内周面181、および複数の第2内周面191の各々は、基面11(主面10)および裏面13につながっている。第1内周面181は、第1貫通部18を規定している。第1内周面181は、基面11および裏面13の各々に対して傾斜した複数の領域からなる。複数の領域のうち、y方向において互いに離れて位置する一対の当該領域は、基面11から裏面13にかけて互いに近づくように基面11および裏面13に対して傾斜している。複数の第2内周面191の各々は、複数の第2貫通部19のいずれかを規定している。複数の第2内周面191の各々は、z方向に沿って起立している。7, the
第1絶縁層21は、図7に示すように、基板1の主面10、第1内周面181、および複数の第2内周面191を覆っている。第1絶縁層21により、基板1は、抵抗体層3、配線層4、第1貫通配線511、および複数の第2貫通配線512に対して電気絶縁されている。第1絶縁層21は、たとえば、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を原材料とした二酸化ケイ素(TEOS-SiO2)からなる。第1絶縁層21の厚さの例は、1μm以上15μm以下である。
7, the first insulating
第2絶縁層22は、図7に示すように、基板1の裏面13を覆っている。基板1の第1内周面181、および複数の第2内周面191と、裏面13との境界において、第2絶縁層22は、第1絶縁層21につながっている。第2絶縁層22により、基板1は、第1電極521、複数の第2電極522、および放熱層53に対して電気絶縁されている。第2絶縁層22は、たとえば、二酸化ケイ素または窒化ケイ素(Si3N4)からなる。図9および図10に示すように、第2絶縁層22には、第1開口221、および複数の第2開口222が形成されている。z方向において、第1開口221、および第2開口222は、第2絶縁層22を貫通している。第1開口221は、基板1の第1貫通部18に通じている。複数の第2開口222は、基板1の複数の第2貫通部19に対して個別に通じている。
As shown in FIG. 7, the second insulating
抵抗体層3は、図7~図10に示すように、基板1の主面10上に形成されている。抵抗体層3は、第1絶縁層21に接している。これにより、サーマルプリントヘッドA10において、第1絶縁層21は、基板1と抵抗体層3との間に挟まれた構成となっている。さらに、抵抗体層3の一部は、基板1の第1貫通部18、および複数の第2貫通部19に収容されている。抵抗体層3は、たとえば窒化タンタル(TaN)からなる。抵抗体層3の厚さの例は、0.02μm以上0.1μm以下である。
As shown in Figures 7 to 10, the
図2、図3および図8に示すように、抵抗体層3は、複数の発熱部31を含む。抵抗体層3において、複数の発熱部31は、配線層4から露出する部分である。複数の発熱部31に対して配線層4から選択的に通電されることにより、複数の発熱部31は、図6に示す記録媒体78を局所的に加熱する。複数の発熱部31は、x方向に配列されている。複数の発熱部31のうち、x方向において隣り合う2つの当該発熱部31は、互いに離れて位置する。基板1の凸面12において、複数の発熱部31は、頂面121に形成されている。図6に示すように、サーマルプリンタにおいて、プラテンローラ79は、複数の発熱部31に対向している。2, 3 and 8, the
配線層4は、図7~図10に示すように、抵抗体層3上に形成されている。配線層4は、抵抗体層3の複数の発熱部31に通電するための導電経路をなしている。配線層4の電気抵抗率は、抵抗体層3の電気抵抗率よりも小である。配線層4は、たとえば銅(Cu)からなる金属層である。配線層4の厚さの例は、0.3μm以上2.0μm以下である。この他、配線層4は、抵抗体層3上に積層されたチタン(Ti)層と、当該チタン層上に積層された銅層との2つの金属層からなる構成でもよい。この場合のチタン層の厚さの例は、0.1μm以上0.2μm以下である。
As shown in Figures 7 to 10, the
図2に示すように、配線層4は、共通配線41、および複数の個別配線42を含む。共通配線41は、抵抗体層3の複数の発熱部31に対してy方向の一方側(下流側)に位置する。複数の個別配線42は、複数の発熱部31に対してy方向の他方側(上流側)に位置する。図3に示すように、z方向に沿って視て、共通配線41と複数の個別配線42とに挟まれた抵抗体層3の複数の領域が、複数の発熱部31である。後述するように、共通配線41には、コネクタ77が有する電源端子(図示略)から所定の正電圧が供給される。2, the
図2および図3に示すように、共通配線41は、基部411、および複数の延出部412を有する。y方向において、基部411は、抵抗体層3の複数の発熱部31から最も離れて位置する。基部411は、z方向に沿って視てx方向に延びる帯状である。z方向に沿って視て、基部411は、基板1の第1貫通部18に重なっている。複数の延出部412は、y方向において基板1の凸部17に対向する基部411の端部から、複数の発熱部31に向けて延びる帯状である。複数の延出部412は、x方向に沿って配列されている。複数の延出部412の各々の一部は、基板1の一対の傾斜面122のうち、基部411に対向する当該傾斜面122上に形成されている。したがって、共通配線41の一部は、一対の傾斜面122のうち下流側の当該傾斜面122上に形成されている。共通配線41においては、基部411から複数の延出部412を介して複数の発熱部31に電流が流れる。2 and 3, the
図2および図4に示すように、複数の個別配線42の各々は、基部421および延出部422を有する。y方向において、基部421は、抵抗体層3の複数の発熱部31から最も離れて位置する。複数の個別配線42の基部421は、x方向に対して千鳥配置となるように配列されている。z方向に沿って視て、複数の個別配線42の基部421は、基板1の複数の第2貫通部19に対して個別に重なっている。延出部422は、y方向において基板1の凸部17に対向する基部421の端部から、複数の発熱部31に向けて延びる帯状である。複数の個別配線42の延出部422は、x方向に沿って配列されている。複数の個別配線42の各々の延出部422は、基板1の一対の傾斜面122のうち、複数の個別配線42の基部421に対向する当該傾斜面122上に形成されている。したがって、複数の個別配線42の各々の一部は、一対の傾斜面122のうち上流側の当該傾斜面122上に形成されている。複数の個別配線42の各々においては、基部421から延出部422を介して複数の発熱部31のいずれかに電流が流れる。z方向に沿って視て、複数の発熱部31の各々は、複数の個別配線42の延出部422のいずれかと、共通配線41の複数の延出部412のいずれかとに挟まれている。2 and 4, each of the multiple
第1貫通配線511は、図7および図9に示すように、基板1の第1貫通部18に収容されている。第1貫通配線511は、基層511Aおよび本体層511Bを有する。基層511Aは、基板1の第1内周面181に沿って形成され、かつ抵抗体層3に接している。基層511Aは、共通配線41の基部411につながっている。したがって、第1貫通配線511は、共通配線41につながっている。さらに、基層511Aは、第2絶縁層22の第1開口221に通じている。基層511Aは、配線層4をなす金属層と同一の金属層からなる。本体層511Bは、基層511Aに囲まれ、かつ第1貫通部18を埋めている。本体層511Bの体積は、基層511Aの体積よりも大である。本体層511Bは、たとえば銅からなる。
As shown in FIG. 7 and FIG. 9, the first through
複数の第2貫通配線512は、図7および図10に示すように、基板1の複数の第2貫通部19に対して個別に収容されている。複数の第2貫通配線512の各々は、基板1の複数の第2内周面191のいずれかに沿って形成され、かつ抵抗体層3に接している。複数の第2貫通配線512は、複数の個別配線42の基部421に対して個別につながっている。したがって、複数の第2貫通配線512の各々は、複数の個別配線42のいずれかとにつながっている。さらに、複数の第2貫通配線512は、第2絶縁層22の複数の第2開口222に対して個別に通じている。複数の第2貫通配線512の各々は、配線層4をなす金属層と同一の金属層からなる。7 and 10, the second through
第1電極521は、図5および図7に示すように、基板1の裏面13上に形成されている。第1電極521は、第2絶縁層22に接している。第1電極521は、z方向に沿って視てx方向に延びる帯状である。z方向に沿って視て、第1電極521は、基板1の第1貫通部18の少なくとも一部に重なっている。図9に示すように、第1電極521は、下地層521Aおよび本体層521Bを有する。下地層521Aは、第2絶縁層22に接している。さらに、下地層521Aは、第2絶縁層22の第1開口221において抵抗体層3、および第1貫通配線511の基層511Aに接している。これにより、第1電極521は、第1貫通配線511につながり、かつ第1貫通配線511を介して共通配線41に導通している。第1電極521には、所定の正電圧が印加される。下地層521Aは、第2絶縁層22、抵抗体層3および第1貫通配線511に接するバリア層と、当該バリア層上に積層されたシード層との2つの金属層から構成される。当該バリア層は、たとえばチタンからなる。当該シード層は、たとえば銅からなる。本体層521Bは、下地層521A上に積層されている。第1電極521において、本体層521Bが主たる導電経路となる。本体層521Bは、たとえば銅からなる金属層である。5 and 7, the
複数の第2電極522は、図5および図7に示すように、基板1の裏面13上に形成されている。複数の第2電極522は、第2絶縁層22に接している。複数の第2電極522の各々は、z方向に沿って視て矩形状である。z方向に沿って視て、複数の第2電極522は、基板1の複数の第2貫通部19に対して個別に重なっている。図10に示すように、複数の第2電極522の各々は、下地層522Aおよび本体層522Bを有する。下地層522Aは、第2絶縁層22に接している。さらに、下地層522Aは、第2絶縁層22の複数の第2開口222のいずれかにおいて抵抗体層3と、複数の第2貫通配線512のいずれかとに接している。これにより、複数の第2電極522の各々は、複数の第2貫通配線512のいずれかにつながり、かつ当該第2貫通配線512を介して複数の個別配線42のいずれかに導通している。下地層522Aは、金属層から構成される。当該金属層は、第1電極521の下地層521Aを構成する金属層と同一である。本体層522Bは、下地層522A上に積層されている。複数の第2電極522の各々において、本体層522Bが主たる導電経路となる。本体層522Bは、金属層から構成される。当該金属層は、第1電極521の本体層521Bを構成する金属層と同一である。5 and 7, the
放熱層53は、図5および図7に示すように、基板1の裏面13上に形成されるとともに、第2絶縁層22に接して形成されている。y方向において、放熱層53は、第1電極521と、複数の第2電極522との間に位置する。放熱層53は、z方向に沿って視てx方向に延びる帯状である。z方向に沿って視て、放熱層53は、抵抗体層3の複数の発熱部31に重なっている。図8に示すように、放熱層53は、下地層53Aおよび本体層53Bを有する。下地層53Aは、第2絶縁層22に接している。下地層53Aは、金属層から構成される。当該金属層は、第1電極521の下地層521Aを構成する金属層と同一である。本体層53Bは、下地層53A上に積層されている。本体層53Bは、金属層から構成される。当該金属層は、第1電極521の本体層521Bを構成する金属層と同一である。
As shown in FIG. 5 and FIG. 7, the
保護層6は、図7に示すように、基板1の主面10、および第1貫通配線511の各々の一部と、抵抗体層3の複数の発熱部31、および配線層4とを覆っている。保護層6は、電気絶縁性を有する。保護層6は、たとえば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素(SiC)および窒化アルミニウム(AlN)のいずれかからなる。あるいは、保護層6は、これらの物質のうち複数種類からなる積層体でもよい。保護層6の厚さの例は、1.0μm以上10μm以下である。サーマルプリンタにおいて、図6に示す記録媒体78は、プラテンローラ79により複数の発熱部31を覆う保護層6の領域に押し当てられる。7, the
配線基板71は、図6に示すように、基板1の裏面13に対向して配置されている。図1に示すように、z方向に沿って視て、配線基板71の面積は、基板1の面積よりも大である。z方向に沿って視て、配線基板71は、x方向を長手方向とする矩形状である。配線基板71は、たとえばPCB基板である。配線基板71には、基板1、複数の駆動素子73、およびコネクタ77が搭載されている。
As shown in Figure 6, the
図11および図12に示すように、配線基板71は、放熱体711および配線712を有する。放熱体711は、配線基板71をz方向に貫通している。放熱体711は、たとえば銅を材料とする金属層である。放熱体711には、放熱層53が接合されている。配線712は、配線基板71の上面に配置されている。配線712は、配線基板71において第1電極521、および複数の第2電極522と、複数の駆動素子73と、コネクタ77との導通経路をなしている。配線712には、第1電極521、および複数の第2電極522がそれぞれ接合されている。11 and 12, the
ヒートシンク72は、図6に示すように、z方向において配線基板71に対して基板1とは反対側に位置する。配線基板71は、ヒートシンク72に接合されている。サーマルプリントヘッドA10の使用時において、抵抗体層3の複数の発熱部31から発生した熱の一部は、基板1および放熱層53を介してヒートシンク72に伝導される。ヒートシンク72に伝導された熱は、外部へと放熱される。ヒートシンク72は、たとえばアルミニウム(Al)からなる。6, the
複数の駆動素子73は、図1および図6に示すように、電気絶縁性を有するダイボンディング材(図示略)を介して配線基板71上に搭載されている。複数の駆動素子(ドライバIC)73の各々は、種々の回路が構成された半導体素子である。複数の駆動素子73の各々には、複数の第1ワイヤ74の各々の一端と、複数の第2ワイヤ75の各々の一端とが接合されている。複数の第1ワイヤ74の各々の他端は、複数の第2電極522が接合された配線基板71の配線712に接合されている。複数の第2ワイヤ75の各々の他端は、コネクタ77に導通する配線712に接合されている。1 and 6, the multiple driving
上述した構成により、印字信号、制御信号、および所定の正電圧が、外部からコネクタ77を介して複数の駆動素子73に入力される。複数の駆動素子73は、これらの電気信号に基づき、それぞれスイッチング動作を行うことによって、複数の個別配線42に所定の正電圧または0Vを選択的に印加させる。共通配線41には所定の正電圧が印加されているため、複数の個別配線42のいずれかに0Vが印加された場合に、当該個別配線42に導通する抵抗体層3の複数の発熱部31のいずれかに共通配線41から電流が流れる。これにより、複数の発熱部31が選択的に発熱する。With the above-described configuration, a print signal, a control signal, and a predetermined positive voltage are input from the outside to the
封止樹脂76は、図6に示すように、複数の駆動素子73、複数の第1ワイヤ74、および複数の第2ワイヤ75と、配線基板71の一部とを覆っている。封止樹脂76は、電気絶縁性を有する。封止樹脂76は、たとえばアンダーフィルとして用いられる黒色かつ軟質の合成樹脂である。As shown in Fig. 6, the sealing
コネクタ77は、図1および図6に示すように、配線基板71のy方向の一端(上流側)に搭載されている。コネクタ77は、サーマルプリンタに接続される。コネクタ77は、複数のピン(図示略)を有する。当該複数のピンのうち一部のピンは、第1電極521が接合された配線712に導通している。当該複数のピンのうち残りのピンは、複数の第2ワイヤ75が接合された配線基板71の配線712に導通している。
As shown in Figures 1 and 6, the
次に、図13~図34に基づき、サーマルプリントヘッドA10の製造方法の一例について説明する。ここで、図13~図33(ただし、図28~図32を除く。)の断面位置は、サーマルプリントヘッドA10の要部を示す図7の断面位置と同一である。Next, an example of a manufacturing method for the thermal printhead A10 will be described with reference to Figures 13 to 34. Here, the cross-sectional positions in Figures 13 to 33 (excluding Figures 28 to 32) are the same as the cross-sectional positions in Figure 7, which shows the main parts of the thermal printhead A10.
最初に、図13および図14に示すように、基材81に凸部17を形成する。First, a
まず、図13に示すように、基材81を覆う第1マスク層891を形成する。基材81は、半導体材料からなる。当該半導体材料は、ケイ素の単結晶材料を含む。基材81は、シリコンウエハである。z方向に対して直交する方向に複数の基板1が連なったものが、基材81に相当する。基材81は、第1面81Aおよび第2面81Bを有する。第1面81Aおよび第2面81Bは、z方向において互いに反対側を向く。基材81の第1面81Aおよび第2面81Bは、ともにミラー指数が(100)の面である。第1マスク層891は、第1面81Aおよび第2面81Bを覆うように形成される。第1マスク層891は、窒化ケイ素からなる。第1マスク層891の形成にあたっては、まず、熱CVD(Chemical Vapor Deposition)により、第1面81Aおよび第2面81Bを覆う窒化ケイ素の薄膜を形成する。次いで、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)とにより、第1面81Aを覆う窒化ケイ素の薄膜の領域の一部を除去する。これにより、第1面81Aの一部、および第2面81Bを覆う第1マスク層891が形成される。13, a
次いで、図14に示すように、基材81に主面10および凸部17を形成する。主面10および凸部17は、図13に示す第1マスク層891から露出した第1面81Aの領域に対して、水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いたウエットエッチングにより形成される。当該エッチングは、異方性である。次いで、フッ化水素酸(HF)を用いたウエットエッチングにより第1面81Aを覆う第1マスク層891の領域を除去する。以上により、基面11および凸面12を含む主面10と、凸部17とが、基材81に形成される。凸面12は、基面11からz方向に膨出している。凸部17は、基面11からz方向に膨出し、かつx方向に沿って延びている。凸部17は、凸面12を含む。第1マスク層891に覆われていた第1面81Aの領域が、凸面12の頂面121となる。さらに、基面11に対する凸面12の一対の傾斜面122の各々の傾斜角α(図8参照)は、ともに同一である。これは、凸部17が異方性エッチングにより形成されることに起因している。
Next, as shown in FIG. 14, the
次いで、図15および図16に示すように、基材81に基面11(主面10)からz方向に凹む第1凹部811を形成する。Next, as shown in Figures 15 and 16, a
まず、図15に示すように、基材81の主面10を覆う第2マスク層892を形成する。第2マスク層892は、窒化ケイ素からなる。第2マスク層892の形成にあたっては、まず、熱CVDにより、主面10を覆う窒化ケイ素の薄膜を形成する。次いで、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチングとにより、基面11を覆う窒化ケイ素の薄膜の一部を除去する。これにより、主面10の一部を覆う第2マスク層892が形成される。First, as shown in FIG. 15, a
次いで、図16に示すように、基材81に第1凹部811を形成する。第1凹部811は、図15に示す第2マスク層892から露出した基面11の領域に対して、水酸化カリウム水溶液を用いたウエットエッチングにより形成される。当該エッチングは、異方性である。最後に、フッ化水素酸を用いたウエットエッチングにより第2マスク層892を除去する。以上により、基材81に第1凹部811が形成される。さらに、基材81には、第1凹部811を規定する第1内周面181が形成される。
Next, as shown in FIG. 16, a
次いで、図17および図18に示すように、基材81に基面11(主面10)からz方向に凹む複数の第2凹部812を形成する。複数の第2凹部812は、y方向において図24に示す抵抗体層3の複数の発熱部31に対して第1凹部811とは反対側に位置する。17 and 18, a plurality of
まず、図17に示すように、基材81の主面10および第1内周面181を覆う第3マスク層893を形成する。第3マスク層893は、窒化ケイ素からなる。第3マスク層893の形成にあたっては、まず、熱CVDにより、主面10および第1内周面181を覆う窒化ケイ素の薄膜を形成する。次いで、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチングとにより、基面11を覆う窒化ケイ素の薄膜の一部を除去する。これにより、主面10の一部、および第1内周面181を覆う第3マスク層893が形成される。First, as shown in FIG. 17, a
次いで、図18に示すように、基材81に複数の第2凹部812を形成する。複数の第2凹部812は、図17に示す第3マスク層893から露出した基面11の複数の領域の各々に対して、深掘りRIEにより形成される。最後に、フッ化水素酸を用いたウエットエッチングにより第3マスク層893を除去する。以上により、基材81に複数の第2凹部812が形成される。さらに、基材81には、複数の第2凹部812を個別に規定する複数の第2内周面191が形成される。
Next, as shown in FIG. 18, a plurality of
次いで、図19に示すように、基材81の主面10、第1内周面181、および複数の第2内周面191を覆う第1絶縁層21を形成する。第1絶縁層21は、プラズマCVDによりTEOS-SiO2の薄膜を複数回にわたって積層させることによって形成される。
19, a first insulating
次いで、図20~図24に示すように、抵抗体層3および配線層4を形成する。抵抗体層3は、x方向に配列された複数の発熱部31を含む。配線層4は、複数の発熱部31に導通する。さらに、配線層4を形成する工程では、共通配線41、複数の個別配線42、第1貫通配線511、および複数の第2貫通配線512を形成する工程を含む。基材81において、共通配線41は、図24に示す抵抗体層3の複数の発熱部31に対してy方向の一方側(下流側)に位置する。基材81において、複数の個別配線42は、図24に示す複数の発熱部31に対してy方向の他方側(上流側)に位置する。第1貫通配線511は、基材81の第1凹部811に収容され、かつ共通配線41につながっている。第2貫通配線512は、基材81の複数の第2凹部812に対して個別に収容され、かつ複数の個別配線42に対して個別につながっている。20 to 24, the
まず、図20に示すように、基材81の主面10上と、基材81の第1凹部811、および複数の第2凹部812とに抵抗体膜82を形成する。抵抗体膜82は、第1絶縁層21の全面を覆うように形成される。抵抗体膜82は、スパッタリング法により窒化タンタルの薄膜を第1絶縁層21に積層させることによって形成される。20, a
次いで、図21に示すように、抵抗体膜82の全面を覆う導電層83を形成する。導電層83は、スパッタリング法により複数の銅の薄膜を抵抗体膜82に積層させることによって形成される。この他、導電層83の形成にあたっては、スパッタリング法によりチタンの薄膜を抵抗体膜82に積層させた後、当該チタンの薄膜に対してスパッタリング法により複数の銅の薄膜を積層させる手法を採ってもよい。これにより、第1貫通配線511の基層511Aが、基材81の第1凹部811に形成される。さらに、複数の第2貫通配線512が、基材81の複数の第2凹部812に対して個別に形成される。21, a
次いで、図22に示すように、基材81の第1凹部811に、第1貫通配線511の本体層511Bを形成する。本体層511Bは、銅からなる。本体層511Bは、導電層83に対してリソグラフィパターニングを施した後、導電層83を導電経路とした電解めっきにより形成される。これにより、第1貫通配線511が第1凹部811に形成される。22, a
次いで、図23に示すように、導電層83に対してリソグラフィパターニングを施した後、導電層83の一部を除去する。当該除去は、硫酸(H2SO4)および過酸化水素(H2O2)の混合溶液を用いたウエットエッチングにより行われる。これにより、共通配線41、および複数の個別配線42が、抵抗体膜82上に形成される。したがって、本工程でもって配線層4の形成が完了する。さらに、基材81の頂面121(凸面12)上に形成された抵抗体膜82の領域が配線層4から露出する。
23, the
次いで、図24に示すように、抵抗体膜82、配線層4、および第1貫通配線511の本体層511Bに対してリソグラフィパターニングを施した後、抵抗体膜82の一部を除去する。当該除去は、反応性イオンエッチングにより行われる。これにより、抵抗体層3が、基材81の主面10上と、基材81の第1凹部811、および複数の第2凹部812とに形成される。基材81の頂面121上には、複数の発熱部31が形成される。24, lithographic patterning is performed on the
次いで、図25に示すように、基材81の主面10、および第1貫通配線511の各々の一部と、抵抗体層3の複数の発熱部31、および配線層4を覆う保護層6を形成する。保護層6は、プラズマCVDにより窒化ケイ素の薄膜を積層させることによって形成される。25, a
次いで、図26に示すように、z方向において主面10とは反対側に位置する基材81の一部を除去する。当該除去は、研磨により行われる。さらに、当該除去は、第1貫通配線511の一部と、複数の第2貫通配線512の各々の一部とが基材81から露出するまで行われる。これにより、第2面81Bを含む基材81の一部と、第2面81Bを覆う第1マスク層891の領域とが除去される。さらに、基材81には、z方向において主面10とは反対側を向く裏面13が形成される。裏面13から第1貫通配線511の一部と、複数の第2貫通配線512の各々の一部とが露出する。さらに、裏面13から第1絶縁層21および抵抗体層3の各々の一部が露出する。本工程により、基材81の第1凹部811が、第1貫通部18となる。あわせて、基材81の複数の第2凹部812が、複数の第2貫通部19となる。26, a part of the
次いで、図27に示すように、基材81の裏面13を覆う第2絶縁層22を形成する。第2絶縁層22は、窒化ケイ素からなる。第2絶縁層22には、z方向に貫通する第1開口221、および複数の第2開口222が形成されている。第2絶縁層22の形成にあたっては、まず、プラズマCVDにより、裏面13を覆う窒化ケイ素の薄膜を形成する。次いで、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチングとにより、裏面13を覆う窒化ケイ素の薄膜の一部を除去する。これにより、裏面13を覆う第2絶縁層22が形成されるとともに、第2絶縁層22に第1開口221、および複数の第2開口222が形成される。図28および図29に示すように、基材81の第1内周面181、および複数の第2内周面191と、裏面13との境界において、第2絶縁層22は、第1絶縁層21につながった状態となる。さらに、図28に示すように、抵抗体層3の一部と、第1貫通配線511の基層511Aの一部とが、第1開口221から露出する。図29に示すように、抵抗体層3の一部と、複数の第2貫通配線512の各々の一部とが、複数の第2開口222のいずれかから露出する。27, a second insulating
次いで、図28~図33に示すように、電極(第1電極521、および複数の第2電極522)と、放熱層53とを形成する。第1電極521は、共通配線41に導通する。複数の第2電極522は、複数の個別配線42に対して個別に導通する。第1電極521、複数の第2電極522、および放熱層53は、基材81の裏面13上に、かつ第2絶縁層22に接して配置されている。すなわち、第1電極521、複数の第2電極522、および放熱層53は、z方向において基材81に対して配線層4とは反対側に位置する。
Next, as shown in Figures 28 to 33, electrodes (a
まず、図28および図29に示すように、第2絶縁層22を覆う下地層84を形成する。下地層84は、スパッタリング法によりチタンの薄膜を第2絶縁層22に積層させた後、当該チタンの薄膜に対してスパッタリング法により銅の薄膜を積層させることによって形成される。これにより、下地層84は、第2絶縁層22の第1開口221と、第2絶縁層22の複数の第2開口222とにも形成される。第1開口221に形成された下地層84は、抵抗体層3、および第1貫通配線511の基層511Aに接する。複数の第2開口222に形成された下地層84は、抵抗体層3、および複数の第2貫通配線512に接する。First, as shown in Figures 28 and 29, a
次いで、図30~図32に示すように、下地層84上に複数の本体層85を形成する。複数の本体層85は、銅からなる。複数の本体層85は、下地層84に対してリソグラフィパターニングを施した後、下地層84を導電経路とした電解めっきにより形成される。30 to 32, a plurality of main body layers 85 are formed on the
次いで、図33に示すように、複数の本体層85に覆われていない下地層84の領域を除去する。当該除去は、硫酸および過酸化水素の混合溶液を用いたウエットエッチングにより行われる。これにより、第1電極521、複数の第2電極522、および放熱層53が形成される。33, the areas of the
次いで、基材81をx方向およびy方向に沿って切断することにより、基材81を個片に分割する。これにより、基板1を含むサーマルプリントヘッドA10の要部が得られる。次いで、配線基板71に対して、複数の駆動素子73、およびコネクタ77の搭載と、複数の第1ワイヤ74、および複数の第2ワイヤ75の接合と、封止樹脂76の形成とを行う。次いで、配線基板71に対して、放熱層53を配線基板71の放熱体711に接合させ、かつ第1電極521、および複数の第2電極522を配線基板71の配線712に接合させる。最後に、配線基板71をヒートシンク72に接合させる。以上の工程を経ることによって、サーマルプリントヘッドA10が得られる。Next, the
次に、サーマルプリントヘッドA10の作用効果について説明する。Next, the effects of the thermal print head A10 will be explained.
サーマルプリントヘッドA10は、主面10および裏面13を有するとともに、半導体材料からなる基板(半導体基板)1と、抵抗体層3上に形成された配線層4と、裏面13上に形成された第1電極521とを備える。配線層4は、抵抗体層3の複数の発熱部31に対してy方向の一方側(下流側)に位置する共通配線41を含む。一方、基板1には、主面10から裏面13に至って貫通する第1貫通部18が形成されている。第1貫通部18には、第1貫通配線511が収容されている。第1貫通配線511は、共通配線41および第1電極521につながっている。本構成により、主面10上において、複数の発熱部31に対してy方向の他方側(上流側)に共通配線41を幅広く配置することなく、サーマルプリントヘッドA10において当該共通配線41の導通経路を確保することができる。これにより、主面10の面積をより拡大することなく、複数の発熱部31に対してy方向の他方側に位置する複数の個別配線42の配置数をより増加させることができるため、複数の発熱部31の各々の幅(x方向の長さ)を縮小しつつ、それらの配置数をより増加させることができる。したがって、サーマルプリントヘッドA10によれば、基板1の大型化を招くことなく、より細密な印字を行うことが可能となる。The thermal printhead A10 has a
サーマルプリントヘッドA10においては、複数の発熱部31から共通配線41に流れる電流をより速やかに流すことが求められるため、共通配線41の厚さは、複数の個別配線42の各々の厚さよりも大とされる。そこで、サーマルプリントヘッドA10が第1貫通配線511および第1電極521を備えることにより、z方向に沿って視たときの共通配線41の面積をより縮小することができる。これにより、基板1の線膨張係数と、配線層4の線膨張係数との差に起因した基板1のz方向の反りを抑制することができる。In the thermal printhead A10, since it is required to more quickly pass the current flowing from the multiple
サーマルプリントヘッドA10は、基板1の裏面13上に形成された複数の第2電極522をさらに備える。一方、基板1には、主面10から裏面13に至って貫通し、かつy方向において複数の発熱部31に対して第1貫通部18とは反対側に位置する複数の第2貫通部19が形成されている。複数の第2貫通部19には、複数の第2貫通配線512が個別に収容されている。複数の第2貫通配線512の各々は、複数の個別配線42のいずれかと、複数の第2電極522のいずれかとにつながっている。これにより、基板1において、複数の第2電極522、および第1電極521は、z方向において同一の位置に形成された構成となる。したがって、複数の第2電極522、および第1電極521が接合される配線基板71の構造の複雑化を回避することができる。The thermal printhead A10 further includes a plurality of
基板1の主面10は、基面11と、基面11からz方向に膨出する凸面12とを含む。凸面12は、x方向に沿って延びている。複数の発熱部31は、凸面12上に形成されている。これにより、サーマルプリントヘッドA10の使用時において、サーマルプリントヘッドA10に対する記録媒体78(図6参照)の接触面積をより小とすることができる。したがって、複数の発熱部31に起因した記録媒体78における印字の品質を向上させることができる。The
さらに、凸面12は、基板1の基面11に対して平行な頂面121と、頂面121および基面11につながり、かつy方向において互いに離れて位置する一対の傾斜面122とを含む。複数の発熱部31は、頂面121上に形成されている。共通配線41の一部と、複数の個別配線42の各々の一部とは、一対の傾斜面122のいずれかの上に形成されている。これにより、z方向に沿って視て、複数の発熱部31の各々のy方向の寸法をより小としつつ、サーマルプリントヘッドA10の使用時において、サーマルプリントヘッドA10に対して記録媒体78の接触面積をさらに小とすることができる。したがって、サーマルプリントヘッドA10における発熱量を抑えつつ、記録媒体78における印字の品質をさらに向上させることができる。Furthermore, the
基板1において、一対の傾斜面122は、基面11から頂面121にかけて互いに近づくように基面11に対して傾斜している。凸面12のこのような形状は、サーマルプリントヘッドA10の製造方法において、異方性エッチングにより基材81に凸部17を形成することによるものである。これは、基材81を構成する半導体材料が、ケイ素の単結晶材料を含むことに起因する。In the
サーマルプリントヘッドA10は、第1絶縁層21および第2絶縁層22をさらに備える。第1絶縁層21は、基板1の主面10に加え、第1貫通部18を規定する第1内周面181と、複数の第2貫通部19の各々を規定する複数の第2内周面191とを覆っている。第2絶縁層22は、基板1の裏面13を覆い、かつ第1絶縁層21につながっている。これにより、サーマルプリントヘッドA10が第1貫通配線511、複数の第2貫通配線512、第1電極521、および複数の第2電極522を備える構成であっても、これらの導電要素と、基板1との電気絶縁を図ることができる。したがって、配線層4において、共通配線41と、複数の個別配線42との短絡が防止される。The thermal printhead A10 further includes a first insulating
サーマルプリントヘッドA10は、y方向において第1電極521と、複数の第2電極522との間に位置し、かつ第2絶縁層22に接して形成された放熱層53をさらに備える。z方向に沿って視て、放熱層53は、複数の発熱部31に重なっている。これにより、サーマルプリントヘッドA10の使用時において、複数の発熱部31から発した熱の一部を、基板1から放熱層53に速やかに伝導させることができる。The thermal printhead A10 further includes a
サーマルプリントヘッドA10は、第1電極521、および複数の第2電極522が接合された配線基板71をさらに備える。配線基板71は、放熱層53が接合される放熱体711を有する。これにより、上述の場合において、放熱層53に伝導された熱は、放熱体711を介して速やかに外部に放出させられる。The thermal printhead A10 further includes a
図34および図35に基づき、本開示の第1の側面の第2実施形態にかかるサーマルプリントヘッドA20について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドA10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図34の断面位置は、先述したサーマルプリントヘッドA10を示す図6の断面位置と同一である。 A thermal printhead A20 according to a second embodiment of the first aspect of the present disclosure will be described with reference to Figures 34 and 35. In these figures, elements that are the same as or similar to those of the thermal printhead A10 described above are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted. Here, the cross-sectional position in Figure 34 is the same as the cross-sectional position in Figure 6 showing the thermal printhead A10 described above.
サーマルプリントヘッドA20においては、基板1の凸面12の構成が、先述したサーマルプリントヘッドA10の当該構成と異なる。In thermal printhead A20, the configuration of the
図34および図35に示すように、凸面12の一対の傾斜面122の各々は、第1領域122Aおよび第2領域122Bを含む。第1領域122Aは、基板1の基面11につながっている。第2領域122Bは、凸面12の頂面121、および第1領域122Aにつながっている。一対の傾斜面122の各々において、基面11に対する第2領域122Bの傾斜角α2は、基面11に対する第1領域122Aの傾斜角α1よりも小である。34 and 35, each of the pair of
次に、サーマルプリントヘッドA20の作用効果について説明する。 Next, the effects of the thermal print head A20 will be explained.
サーマルプリントヘッドA20は、主面10および裏面13を有するとともに、半導体材料からなる基板(半導体基板)1と、抵抗体層3上に形成された配線層4と、裏面13上に形成された第1電極521とを備える。配線層4は、抵抗体層3の複数の発熱部31に対してy方向の一方側に位置する共通配線41を含む。一方、基板1には、主面10から裏面13に至って貫通する第1貫通部18が形成されている。第1貫通部18には、第1貫通配線511が収容されている。第1貫通配線511は、共通配線41および第1電極521につながっている。したがって、サーマルプリントヘッドA20によっても、基板1の大型化を招くことなく、より細密な印字を行うことが可能となる。The thermal printhead A20 has a
サーマルプリントヘッドA20においては、基板1の一対の傾斜面122(凸面12)の各々は、第1領域122Aおよび第2領域122Bを含む。第1領域122Aは、基板1の基面11につながっている。第2領域122Bは、凸面12の頂面121、および第1領域122Aにつながっている。一対の傾斜面122の各々において、基面11に対する第2領域122Bの傾斜角α2は、基面11に対する第1領域122Aの傾斜角α1よりも小である。本構成をとることにより、凸面12に沿って形成された保護層6の表面が、より滑らかなものとなる。したがって、サーマルプリントヘッドA20の使用時において図6に示す記録媒体78が保護層6に接触する際、当該保護層6に対する記録媒体78の動摩擦力が低減するため、第1に、記録媒体78に起因した紙かすが当該保護層6に付着することを抑制できる。第2に、保護層6の摩耗が抑制されることによって、サーマルプリントヘッドA20の寿命がより長くなる。In the thermal printhead A20, each of the pair of inclined surfaces 122 (convex surface 12) of the
本開示は、先述した第1の側面に係る実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。The present disclosure is not limited to the embodiment relating to the first aspect described above. The specific configuration of each part of the present disclosure can be freely designed in various ways.
〔第1の側面の実施形態に係る符号の説明〕
A10,A20:サーマルプリントヘッド 1:基板
10:主面 11:基面 12:凸面
121:頂面 122:傾斜面
122A:第1領域 122B:第2領域 13:裏面
17:凸部 18:第1貫通部 181:第1内周面
19:第2貫通部 191:第2内周面
21:第1絶縁層 22:第2絶縁層
221:第1開口 222:第2開口
3:抵抗体層 31:発熱部 4:配線層
41:共通配線 411:基部
412:延出部 42:個別配線
421:基部 422:延出部 511:第1貫通配線
511A:基層 511B:本体層
512:第2貫通配線
521:第1電極 521A:下地層 521B:本体層
522:第2電極 522A:下地層 522B:本体層
53:放熱層 53A:下地層 53B:本体層
6:保護層 71:配線基板 711:放熱体
712:配線 72:ヒートシンク 73:駆動素子
74:第1ワイヤ 75:第2ワイヤ 76:封止樹脂
77:コネクタ 78:記録媒体 79:プラテンローラ
81:基材 81A:第1面 81B:第2面
811:第1凹部 812:第2凹部 82:抵抗体膜
83:導電層 84:下地層 85:本体層
891:第1マスク層 892:第2マスク層
893:第3マスク層 α,α1,α2:傾斜角
[Explanation of symbols according to the first aspect of the embodiment]
A10, A20: Thermal print head 1: Substrate
10: Principal surface 11: Base surface 12: Convex surface 121: Top surface 122: Inclined surface 122A: First region 122B: Second region 13: Back surface 17: Convex portion 18: First penetrating portion 181: First inner circumferential surface 19: Second penetrating portion 191: Second inner circumferential surface 21: First insulating layer 22: Second insulating layer 221: First opening 222: Second opening 3: Resistor layer 31: Heat generating part 4: Wiring layer 41: Common wiring 411: Base 412: Extension 42: Individual wiring 421: Base 422: Extension 511: First through wiring 511A: Base layer 511B: Main body layer 512: Second through wiring 521: First electrode 521A: Base layer 521B: main layer 522: second electrode 522A: underlayer 522B: main layer 53: heat dissipation layer 53A: underlayer 53B: main layer 6: protective layer 71: wiring board 711: heat dissipation body 712: wiring 72: heat sink 73: driving element 74: first wire 75: second wire 76: sealing resin 77: connector 78: recording medium 79: platen roller 81: substrate 81A: first surface 81B: second surface 811: first recess 812: second recess 82: resistor film 83: conductive layer 84: underlayer 85: main layer 891: first mask layer 892: second mask layer 893: third mask layer α, α1, α2: inclination angle
次に、本開示の第2の側面に係る実施形態について、図36~図56を参照して説明する。図36~図56(第2の側面)において使用した参照符号は、図1~図35(第1の側面)において使用した参照符号とは無関係であり、同一の参照符号が異なる部材を指す場合もあれば、異なる参照符号が同一あるいは類似の部材を指す場合もある。このように異なる側面にかかる図面に使用された参照符号が互いに無関係であることは、後述する第3、第4の側面にかかる実施形態を説明する図面についても同様である。Next, an embodiment relating to the second aspect of the present disclosure will be described with reference to Figures 36 to 56. The reference numbers used in Figures 36 to 56 (second aspect) are unrelated to the reference numbers used in Figures 1 to 35 (first aspect), and the same reference numbers may refer to different components, and different reference numbers may refer to the same or similar components. This unrelated nature of the reference numbers used in the drawings relating to different aspects also applies to the drawings explaining the embodiments relating to the third and fourth aspects described below.
特許文献1に開示された従来のサーマルプリントヘッドにおいて、主走査方向の印刷長には、様々な種類がありうる。主走査方向の印刷長が異なるサーマルプリントヘッドを製造するためには、互いに長さが異なる複数種類の個片に、Siウエハを分割する必要がある。印刷長が異なるサーマルプリントヘッドの種類が多いほど、Siウエハからサーマルプリントヘッドを製造する効率が低下することが懸念される。そこで本開示の第2の側面は、主走査方向の印刷長が様々に異なるサーマルプリントヘッドの製造効率を高めることが可能な技術を提供することを一の課題とする。In the conventional thermal printhead disclosed in
図36~図39は、第2の側面の一実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドB10は、ヘッド基板1、配線基板5、複数のワイヤ61,62,63、複数の駆動IC7、樹脂部78、放熱部材81および支持部材82を備えている。サーマルプリントヘッドB10は、プラテンローラ99(図39参照)によって搬送される印刷媒体(図示略)に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。印刷媒体としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。
Figures 36 to 39 show a thermal printhead according to one embodiment of the second aspect. The thermal printhead B10 of this embodiment comprises a
図36は、サーマルプリントヘッドB10を示す平面図である。図37は、図36の037-037線に沿う断面図である。図38は、サーマルプリントヘッドB10の要部断面図であり、図39の一部を拡大した断面図である。図39は、サーマルプリントヘッドB10を示す要部拡大平面図である。図36および図39においては、理解の便宜上、保護層2を省略している。図36および図39においては、理解の便宜上、樹脂部78を省略している。
Figure 36 is a plan view showing thermal printhead B10. Figure 37 is a cross-sectional view taken along line 037-037 in Figure 36. Figure 38 is a cross-sectional view of a main portion of thermal printhead B10, and is an enlarged cross-sectional view of a portion of Figure 39. Figure 39 is an enlarged plan view of a main portion of thermal printhead B10. For ease of understanding,
図37に示すように、サーマルプリントヘッドB10において、ヘッド基板1および配線基板5は、放熱部材81上で、y方向に隣接して搭載されている。本実施形態では、ヘッド基板1は、支持部材82を介して放熱部材81に支持されている。ヘッド基板1には、y方向に配列される複数の発熱部41が形成されている(後述)。この発熱部41は、配線基板5に搭載された駆動IC7により選択的に発熱駆動され、コネクタ59を介して外部から送信される印字信号にしたがって、プラテンローラ99によって発熱部41に押圧される印刷媒体に印字を行う。As shown in Figure 37, in the thermal printhead B10, the
ヘッド基板1は、図36、図38、図39に示すように、基材10、絶縁層19、保護層2、電極層3、および、抵抗体層4を備えている。As shown in Figures 36, 38 and 39, the
基材10は、Si単結晶半導体からなる。基材10の構成材料としては、たとえばSiウエハが好適である。図36に示すように、基材10は、z方向視において、x方向を長手方向とし、y方向を短手方向とする細長矩形状である。基材10は、複数の個片チップ10Aを備えて構成されている。複数の個片チップ10Aは、x方向に並んでいる。The
個片チップ10Aは、第1側面101および第2側面102を有する。第2側面102は、x方向一方側(主走査方向一方側)を向く端面である。第1側面101は、x方向他方側(主走査方向他方側)を向く端面である。The
本実施形態では、x方向に隣接する一対の個片チップ10Aは、互いに密着している。x方向に隣接する一対の個片チップ10Aのうちx方向一方側(主走査方向一方側)に位置する個片チップ10Aの第1側面101は、x方向に対して直角である。また、x方向に隣接する一対の個片チップ10Aのうちx方向他方側(主走査方向他方側)に位置する個片チップ10Aの第2側面102は、x方向に対して直角である。x方向に隣接する一対の個片チップ10Aにおいて、x方向一方側に位置する個片チップ10Aの第1側面101と、x方向他方側に位置する個片チップ10Aの第2側面102とが、互いに密着している。In this embodiment, a pair of
基材10(x方向に並ぶ複数の個片チップ10A)の大きさは限定されないが、一例を挙げると、x方向の寸法は、たとえば50mm以上400mm以下程度、y方向の寸法は、たとえば3mm以上10mm以下程度、z方向の寸法は、たとえば725μm程度である。また、個片チップ10Aの寸法の一例を挙げると、x方向の寸法は、たとえば5mm以上15mm以下程度である。基材10において、y方向の駆動IC7に近い側が上流側であり、駆動IC7から遠い側が下流側である。印刷媒体は、プラテンローラ99によって、y方向の上流側から下流側に搬送される。
The size of the substrate 10 (multiple
基材10(各個片チップ10A)は、図37~図39に示すように、主面11および凸部12を有している。主面11は、z方向の上方を向く。本開示では、主面11は、x-y平面(x方向とy方向で規定される平面、他の平面も同様)に沿って広がっており、x-y平面に略平行な平面である。主面11は、ミラー指数が(100)の面である。凸部12は、主面11からz方向に突出しており、x方向に延びている。凸部12は、主面11の下流側寄りに形成されている。凸部12は、y-z平面に沿う断面の形状が、x方向に一様である。凸部12は、z方向下方側の端部におけるy方向の寸法が、たとえば500μm程度であり、z方向上方側の端部(後述する頂面121)におけるy方向の寸法が、たとえば200μm程度である。また、凸部12のz方向の寸法は、たとえば150μm程度である。
As shown in Figures 37 to 39, the substrate 10 (each
図38に示すように、凸部12は、頂面121および一対の傾斜面122を有する。頂面121は、主面11と平行であり、略平面である。頂面121は、z方向視において、x方向に長く延びる細長矩形状である。上記凸部12のz方向の寸法は、頂面121と主面11とのz方向における離間距離である。一対の傾斜面122は、y方向において頂面121を挟んでいる。また、一対の傾斜面122はそれぞれ、主面11と頂面121とに繋がり、y方向においてこれらに挟まれている。各傾斜面122は、頂面121からy方向に離れるほど低位となるように主面11および頂面121に対して傾斜している。換言すると、一対の傾斜面122は、主面11からz方向に遠ざかるにつれて、y方向において互いに近づく。各傾斜面122は、略平面である。主面11に対する各傾斜面122の傾斜角は、たとえば54.8度である。各傾斜面122は、(111)面である。38, the
本実施形態では、凸部12は、複数の個片チップ10Aそれぞれに配置されている。複数の個片チップ10Aにおいて、凸部12のy方向における位置は揃っている。これにより、複数の個片チップ10Aそれぞれにおける凸部12は、x方向に見て重なっている。In this embodiment, the
絶縁層19は、図38に示すように、基材10の主面11上に形成され、基材10(各個片チップ10A)を覆う。絶縁層19は、主面11、凸部12の頂面121および一対の傾斜面122に接する。絶縁層19は、基材10(各個片チップ10A)を、抵抗体層4および電極層3に対してより確実に絶縁するためのものである。絶縁層19は、基材10(各個片チップ10A)において抵抗体層4または電極層3が形成される領域に形成されていればよい。絶縁層19は、絶縁性材料からなり、たとえばSiO2またはSiN(窒化ケイ素)からなり、好適にはTEOS-SiO2(TEOS(オルトケイ酸テトラエチル)を原材料として形成されたSiO2)が採用される。絶縁層19の厚さは特に限定されず、たとえば1μm以上10μm以下である。
As shown in FIG. 38, the insulating
抵抗体層4は、図38に示すように、絶縁層19上に形成され、基材10(複数の個片チップ10A)に支持されている。抵抗体層4は、絶縁層19を挟んで、主面11および凸部12にわたって形成されている。抵抗体層4は、たとえばTaN(窒化タンタル)からなる。抵抗体層4の厚さは特に限定されず、たとえば0.02μm以上0.1μm以下(好ましくは0.08μm程度)である。本実施形態では、抵抗体層4は、複数の個片チップ10Aそれぞれに対応して分離して配置されている。As shown in FIG. 38, the
抵抗体層4は、図36、図38および図39に示すように、複数の発熱部41を含む。複数の発熱部41は、抵抗体層4のうち後述する電極層3に覆われずに露出する部分である。複数の発熱部41は、各々に選択的に通電されることにより、印刷媒体を局所的に加熱する。複数の発熱部41は、x方向に配列されており、x方向において互いに離間している。複数の発熱部41のy方向における形成領域は、凸部12の頂面121のy方向の一部または全部を含んだ領域とされる。
As shown in Figures 36, 38 and 39, the
図36、図39に示すように、複数の個片チップ10Aには、各々、発熱部41が複数配置されている。本実施形態では、基材10上に配置された複数の発熱部41は、複数の個片チップ10Aのすべてにわたってx方向に一定ピッチで配列されている。x方向に隣接する一対の個片チップ10Aの境界は、x方向において隣り合う一対の発熱部41の間に位置する。36 and 39, a plurality of
電極層3は、複数の発熱部41に通電するための導通経路を構成する。電極層3は、抵抗体層4に積層され、基材10(複数の個片チップ10A)に支持されている。電極層3は、抵抗体層4よりも抵抗値が小さい金属材料からなり、たとえばCu(銅)からなる。電極層3の厚さは特に限定されず、たとえば0.3μm以上2.0μm以下である。なお、電極層3は、Cu層と、Ti(チタン)層とが積層された構成であってもよい。この場合、Ti層は、Cu層と抵抗体層4との間に介在し、たとえば厚さ100nm程度である。本実施形態では、電極層3は、複数の個片チップ10Aそれぞれに対応して分離して配置されている。The
本実施形態において、図39に示すように、各個片チップ10Aにおける電極層3は、複数の個別電極31と、共通電極32と、複数の中継電極33と、を含む。In this embodiment, as shown in FIG. 39, the
共通電極32は、複数の共通電極延出部321と、複数の分岐部322と、基幹部323とを有する。共通電極延出部321は、y方向に沿って延びる帯状である。共通電極延出部321は、発熱部41よりもy方向上流側に配置されている。複数の共通電極延出部321は、x方向(主走査方向)に所定間隔を隔てて配置される。The
各共通電極延出部321のy方向下流側の端部には、一対の分岐部322が繋がっている。分岐部322は、y方向に延びる帯状である。各分岐部322のy方向下流側の端部は、y方向上流側の傾斜面122上まで延びている。共通電極延出部321に繋がる一対の分岐部322は、x方向に互いに離間し、かつx方向において隣り合う一対の発熱部41と各別に接している。これにより、各共通電極延出部321は、一対の分岐部322を介してx方向に隣り合う一対の発熱部41と導通している。基幹部323は、x方向に延びる帯状であり、y方向において駆動IC7寄りに配置されている。基幹部323には、各共通電極延出部321のy方向上流側の端部が繋がっている。A pair of branched
複数の個別電極31は、x方向において互いに分離している。個別電極31は、発熱部41よりもy方向上流側に配置されている。各個別電極31は、個別電極延出部311および電極パッド部312を有する。個別電極延出部311は、概ねy方向に沿って延びる帯状である。個別電極延出部311のy方向下流側の端部は、y方向上流側の傾斜面122上まで延びており、発熱部41と接している。電極パッド部312は、個別電極延出部311のy方向上流側の端部に繋がっている。電極パッド部312は、ワイヤ61がボンディングされる部分である。The multiple
各個別電極延出部311は、x方向において共通電極延出部321と離間している。各共通電極延出部321のx方向における両側には、個別電極延出部311が隣接する。す なわち、各共通電極延出部321は、x方向両側に隣接する2つの個別電極延出部311に挟まれている。Each individual
個別電極延出部311と接する発熱部41は、共通電極延出部321に導通する発熱部41と隣接している。より具体的には、共通電極延出部321を挟む2つの個別電極延出部311の一方と接する発熱部41は、共通電極延出部321と導通する一対の発熱部41の一方と隣接する。共通電極延出部321を挟む2つの個別電極延出部311の他方と接する発熱部41は、共通電極延出部321と導通する一対の発熱部41の他方と隣接する。The
複数の中継電極33は、x方向に沿って配列されている。複数の中継電極33は、複数の発熱部41よりもy方向下流側に配置されており、複数の発熱部41を挟んで共通電極32および複数の個別電極31とはy方向において反対側に位置する。各中継電極33は、x方向に隣接する一対の発熱部41と接している。複数の中継電極33はそれぞれ、複数の個別電極31のうちの一つと共通電極32との間に電気的に介在する。各中継電極33は、一対の中継電極延出部331と、連結部332と、を有する。The
図38、図39に示すように、各中継電極延出部331は、y方向に延びる帯状である。複数の中継電極延出部331は、x方向に互いに離間している。各中継電極延出部331のy方向上流側の端部は、y方向下流側の傾斜面122上まで延びている。各中継電極33を構成する一対の中継電極延出部331は各々、x方向において隣り合う一対の発熱部41と各別に接している。各中継電極33における一対の中継電極延出部331の一方は、y方向において発熱部41を挟んで複数の分岐部322のいずれか一つに対向配置されている。各中継電極33における一対の中継電極延出部331の他方は、y方向において発熱部41を挟んで複数の個別電極延出部311のいずれか一つに対向配置されている。38 and 39, each
各連結部332は、x方向に沿って延びている。各連結部332は、各中継電極33における一対の中継電極延出部331に繋がる。これにより、各中継電極33における一対の中継電極延出部331どうしが互いに導通している。Each connecting
図39を参照して電極層3(複数の個別電極31や共通電極32)の具体的な構成例について説明したが、z方向視における各個別電極31および共通電極32の各形状、すなわち、各個別電極31および共通電極32の形成領域は、図39の例示に限定されない。
A specific configuration example of the electrode layer 3 (multiple
保護層2は、図38に示すように、電極層3および抵抗体層4を覆っている。保護層2は、絶縁性の材料からなり、たとえばSiO2、SiN、SiC(炭化ケイ素)、AlN(窒化アルミニウム)のいずれかあるいはそれら2つ以上の積層体からなる。保護層2の厚さは特に限定されず、たとえば1.0μm以上10μm以下である。保護層2は、z方向に貫通するパッド用開口21を有する。パッド用開口21は、複数の個別電極31に設けた電極パッド部312をそれぞれ露出させている。
As shown in Fig. 38, the
配線基板5は、図36および図37に示すように、ヘッド基板1に対してy方向上流側に隣接して配置されている。配線基板5は、たとえばPCB基板である。図36に示すように、配線基板5は、z方向視においてx方向を長手方向とする細長矩形状である。配線基板5には、配線パターン(詳細形状は図示略)が形成されている。当該配線パターンは、図39に示すように、個別配線部51および共通配線部52を含む。図37に示すように、配線基板5には、コネクタ59および駆動IC7が搭載されている。
As shown in Figures 36 and 37, the
コネクタ59は、サーマルプリントヘッドB10をプリンタ(図示略)に接続するために 用いられる。コネクタ59は、図37に示すように、配線基板5に取り付けられており、配線基板5の配線パターンに接続されている。The
駆動IC7は、図36および図37に示すように、配線基板5上に配置されている。駆動IC7は、各個別電極31にそれぞれ電位を付与し、各発熱部41に流す電流を制御するものである。図36に示すように、本実施形態において、配線基板5上に複数の駆動IC7が搭載されている。当該複数の駆動IC7は、x方向において間隔を隔てて配置される。複数の駆動IC7は、たとえばx方向において隣接する2つの個片チップ10Aに対して1つの駆動IC7が割り当てられるように、配置される。The driving
図39に示すように、駆動IC7は、複数のパッド部71を有する。複数のパッド部71は、たとえば、2列に形成されている。
As shown in Figure 39, the driving
図39に示した複数のワイヤ61,62,63は、たとえばAuなどの導体よりなる。ワイヤ61は、駆動IC7におけるパッド部71にボンディングされ、かつ個別電極31の電極パッド部312にボンディングされている。これにより、駆動IC7と各個別電極31とが導通している。また、ワイヤ61は、基幹部323を跨いでいる。ワイヤ62は、駆動IC7におけるパッド部71にボンディングされ、かつ配線基板5における個別配線部51にボンディングされている。これにより、個別配線部51を介して、駆動IC7とコネクタ59とが導通している。ワイヤ63は、共通電極32(基幹部323)にボンディングされ、かつ配線基板5における共通配線部52にボンディングされている。これにより、共通電極32と共通配線部52とが導通している。
The
駆動IC7には、コネクタ59を介して外部から送信される印字信号、制御信号および複数の発熱部41に供給される電圧が入力される。複数の発熱部41は、印字信号および制御信号にしたがって個別に通電されることにより、選択的に発熱させられる。A print signal, a control signal, and a voltage supplied to the plurality of
樹脂部78は、たとえば、黒色の樹脂よりなる。図37、図38に示すように、樹脂部78は、ヘッド基板1と配線基板5とに跨るように形成されている。樹脂部78は、駆動IC7、複数のワイヤ61,62,63、および、保護層2の一部を覆っており、駆動IC7および複数のワイヤ61,62,63を保護している。
The
放熱部材81は、図36、図37に示すように、ヘッド基板1(基材10、複数の個片チップ10A)および配線基板5を支持している。放熱部材81は、複数の発熱部41により生じた熱の一部を外部へと放熱するために設けられる。放熱部材81は、たとえばアルミニウム等の金属製である。36 and 37, the
支持部材82は、図36、図37に示すように、放熱部材81上に配置されており、ヘッド基板1(基材10、複数の個片チップ10A)と放熱部材81との間に介在している。本実施形態では、複数の個片チップ10Aは、支持部材82に接合されている。支持部材82は、たとえばSi板などの平坦度の高い板材により構成される。36 and 37, the
次に、サーマルプリントヘッドB10の製造方法の一例について、図40~図49を参照しつつ、以下に説明する。図40~図45はそれぞれ、サーマルプリントヘッドB10の製造方法の一工程を示す断面図であって、図38に示す断面の部分拡大図に対応する。Next, an example of a method for manufacturing the thermal printhead B10 will be described below with reference to Figures 40 to 49. Figures 40 to 45 are cross-sectional views showing a step in the method for manufacturing the thermal printhead B10, and correspond to the partially enlarged cross-section shown in Figure 38.
まず、図40に示すように、基材10’を準備する。基材10’は、Si単結晶半導体からなり、たとえばSiウエハである。基材10’は、主面11’を有する。主面11’は、略平坦であり、z方向の上方を向く。主面11’は(100)面である。First, as shown in FIG. 40, a substrate 10' is prepared. The substrate 10' is made of a Si single crystal semiconductor, for example a Si wafer. The substrate 10' has a main surface 11'. The main surface 11' is substantially flat and faces upward in the z direction. The main surface 11' is a (100) plane.
次いで、図41に示すように、凸部12を形成する。凸部12の形成は、主面11’の一部に所定のマスク層(図40および図41において想像線で示す)を形成し、基材10’に異方性エッチングを施すことにより行う。凸部12を形成する工程では、たとえばアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングを行う。このアルカリ水溶液としては、たとえばKOH(水酸化カリウム)やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)などが挙げられる。これにより、図41に示すように、主面11および凸部12を有する基材10が形成される。主面11は、主面11’と同じく(100)面である。凸部12は、頂面121および一対の傾斜面122を有する。一対の傾斜面122はそれぞれ、(111)面であり、主面11および頂面121に対して傾斜している。各傾斜面122の傾斜角α1は、たとえば54.8度である。
Next, as shown in FIG. 41, the
次いで、図42示すように、絶縁層19を形成する。絶縁層19の形成は、たとえばCVDを用いてTEOS-SiO2を堆積させることにより行う。絶縁層19は、主面11、凸部12の一対の傾斜面122、および頂面121を覆う。
42, the insulating
次いで、図43に示すように、抵抗体膜4’を形成する。抵抗体膜4’の形成は、たとえばスパッタリングにより絶縁層19上にTaNの薄膜を形成することによって行う。抵抗体膜4’は、絶縁層19の全面を覆う。Next, as shown in Fig. 43, the resistor film 4' is formed. The resistor film 4' is formed, for example, by forming a thin film of TaN on the insulating
次いで、図44に示すように、電極膜3’を形成する。電極膜3’の形成は、たとえばめっきやスパッタリングによりCuからなる層を形成することによって行う。電極膜3’は、抵抗体膜4’の全面を覆う。なお、電極膜3’の形成では、抵抗体膜4’上にTi層を形成した後、Cu層を形成した構成でもよい。Next, as shown in FIG. 44, the electrode film 3' is formed. The electrode film 3' is formed by forming a layer made of Cu, for example, by plating or sputtering. The electrode film 3' covers the entire surface of the resistor film 4'. The electrode film 3' may be formed by forming a Ti layer on the resistor film 4' and then forming a Cu layer.
次いで、図45に示すように、電極膜3’および抵抗体膜4’に選択的なエッチングを施すことにより、電極膜3’および抵抗体膜4’を部分的に除去する。これにより、x方向に分離された抵抗体層4と、複数の発熱部41を残して抵抗体層4を覆う電極層3とが形成される。ここで、複数の発熱部41は、凸部12上に形成される。45, the electrode film 3' and the resistor film 4' are selectively etched to partially remove the electrode film 3' and the resistor film 4'. This forms the
次いで、図46に示すように、基材10をx方向およびy方向に沿って切断し、複数の個片チップ10A(図示略)に分割する。ここで、レーザ照射により、基材10をx方向に対する垂直面C1およびy方向に対する垂直面C2に沿って切断し、複数の個片チップ10Aに分割する。より具体的には、レーザをSi単結晶半導体からなる基材10の内部に集光することで、基材10は剥離状に個片チップ10Aに分割される。このようなレーザ照射による個片チップ10Aへの分割では、切断幅が殆ど無く、また切断屑も殆ど生じず、切断面も平滑である。
Next, as shown in FIG. 46, the
図47、図48に示すように、レーザ照射により複数の個片チップ10Aに分割する工程において、x方向に対する垂直面C1での基材10の切断は、x方向において隣り合う一対の発熱部41に間の位置で行う。図45に示した抵抗体層4および電極層3の形成において、抵抗体層4は複数の個片チップ10Aそれぞれに対応する領域において互いに分離して形成され、電極層3は複数の個片チップ10Aそれぞれに対応する領域において互いに分離して形成される。これにより、基材10の切断ライン(図47、図48に示す、x方向に対する垂直面C1およびy方向に対する垂直面C2)には、抵抗体層4および電極層3が形成されていない。47 and 48, in the process of dividing into a plurality of
次いで、図49に示すように、組立て基板91を準備し、組立て基板91上に支持部材82および配線基板5を配置する。支持部材82は、たとえばSi板である。配線基板5は、たとえばPCB基板である。支持部材82および配線基板5は、図示しない粘着テープを介して組立て基板91に仮固定される。
Next, as shown in Fig. 49, an
次いで、図50、図51に示すように、複数の個片チップ10Aを支持部材82上においてx方向に沿って並べ、個片チップ10Aの裏面を支持部材82の上面に接合する。支持部材82への個片チップ10Aの接合は、たとえばUV接着剤を用いて行う。図51に示すように、複数の個片チップ10Aは、配線基板5と位置合わせしつつ、x方向に隣接する一対の個片チップ10Aが互いに密着するように、支持部材82に接合される。x方向に隣接する一対の個片チップ10Aにおいて、x方向一方側(主走査方向一方側)に位置する個片チップ10Aの第1側面101と、x方向他方側(主走査方向他方側)に位置する個片チップ10Aの第2側面102とが、互いに密着している。このようにして、支持部材82上に、複数の個片チップ10Aによって構成された基材10が配置される。基材10に配置された複数の発熱部41は、複数の個片チップ10Aのすべてにわたってx方向に一定ピッチで配列されている。
Next, as shown in FIG. 50 and FIG. 51, the plurality of
次いで、保護層2(図示略)を形成する。保護層2の形成は、たとえばCVDを用いて、基材10上の絶縁層19、電極層3および抵抗体層4のそれぞれの上にたとえばSiNを堆積させることにより行われる。また、たとえばマスクを利用することにより、基材10上の所定領域に、パッド用開口21(図示略)を有する保護層2が形成される。以上により、支持部材82上に配置されたヘッド基板1が得られる。Next, a protective layer 2 (not shown) is formed. The
次いで、図52に示すように、配線基板5上に複数の駆動IC7を搭載する。次いで、複数のワイヤ61,62,63のボンディング、樹脂部78の形成を行う。そして、組立て基板91から支持部材82、ヘッド基板1および配線基板5を分離し、その後これらヘッド基板1および配線基板5を放熱部材81に接合し、コネクタ59の取り付け等を行う。このようにして、サーマルプリントヘッドB10が製造される。
Next, as shown in Figure 52,
次に、本実施形態の作用効果について説明する。Next, the effects of this embodiment will be explained.
サーマルプリントヘッドB10において、Si単結晶半導体からなる基材10により、抵抗体層4および電極層3が支持されている。抵抗体層4は、x方向(主走査方向)に配列された複数の発熱部41を含む。基材10は、x方向(主走査方向)に並ぶ複数の個片チップ10Aを備えて構成されている。各個片チップ10Aには、発熱部41が複数配置されている。また、隣接する一対の個片チップ10Aの境界は、x方向(主走査方向)において隣り合う一対の発熱部41の間に位置する。これにより、複数の個片チップ10Aのすべてにわたって、複数の発熱部41がx方向(主走査方向)に沿って適切に配列される。In the thermal printhead B10, the
このように基材10が複数の個片チップ10Aにより構成される構造では、個片チップ10Aの数を適宜選択することによって基材10のx方向(主走査方向)における長さを様々に調整することができる。したがって、x方向(主走査方向)の印刷長が異なるサーマルプリントヘッドB10を効率よく製造することが可能である。In this structure in which the
図53は、図36と比べて、基材10がより多くの個片チップ10Aにより構成される場合を示している。このように多数の個片チップ10Aを用いることで、基材10のx方向(主走査方向)における長さを適宜長くすることができる。したがって、基材10の材料であるSiウエハのサイズの制約を受けること無く、x方向(主走査方向)の印刷長を長くすることが可能である。したがって、基材10としてSiが用いられるサーマルプリントヘッドB10の長尺化を図ることが可能である。
Figure 53 shows a case where the
図54は、図36と比べて、基材10が少数の個片チップ10Aにより構成される場合を示している。少数の個片チップ10Aにより構成することで、x方向(主走査方向)の印刷長の短いサーマルプリントヘッドB10を容易に製造することができる。また、個片チップ10Aについてx方向の寸法の小さいものを準備すれば、x方向(主走査方向)の印刷長をより細かく設定することができる。
Figure 54 shows a case where the
複数の個片チップ10Aのうち、x方向(主走査方向)に隣接する一対の個片チップ10Aにおいて、x方向を向いて対向する第1側面101および第2側面102は、x方向に対して直角である。このような構成によれば、複数の個片チップ10Aは、x方向(主走査方向)に沿って真っ直ぐ並ぶ。また、基材10に配置された複数の発熱部41は、複数の個片チップ10Aのすべてにわたってx方向(主走査方向)に一定ピッチで配列されている。このような構成のサーマルプリントヘッドB10によれば、印字品質を適切に維持することができる。
Of the multiple
サーマルプリントヘッドB10の製造の際、基材10を複数の個片チップ10Aに分割する工程において、基材10の切断はレーザ照射により行う。Si単結晶半導体からなる基材10へのレーザ照射では、レーザを基材10の内部に集光することで、切断幅が殆ど無く、切断面が平滑な複数の個片チップ10Aに分割される。このようなサーマルプリントヘッドB10の製造方法によれば、個片チップ10Aの切断面(第1側面101や第2側面102)の寸法精度が高く、当該切断面の間際に抵抗体層4(発熱部41)や電極層3を配置することができる。これにより、複数の発熱部41は、複数の個片チップ10Aのすべてにわたってx方向(主走査方向)に一定ピッチで配列することができる。In the manufacturing process of the thermal printhead B10, in the process of dividing the
基材10に支持された電極層3は、複数の個片チップ10Aそれぞれに互いに分離して配置される。また、基材10に支持された抵抗体層4は、複数の個片チップ10Aそれぞれに互いに分離して配置される。これにより、電極層3および抵抗体層4の形成領域は、複数の個片チップ10Aを跨っていない。このような構成によれば、複数の発熱部41への導通経路において導通不良の発生を防止することができる。The
基材10(複数の個片チップ10A)は、支持部材82に接合されており、支持部材82を介して放熱部材81に支持されている。支持部材82を平坦度の高い板材とすることで、複数の個片チップ10Aのz方向(厚さ方向)の位置のバラツキを抑制すことができ、サーマルプリントヘッドB10の印字品質のバラツキを抑制することができる。The substrate 10 (multiple
基材10は、凸部12を有する。凸部12は、基材10の主面11から突出し、x方向(主走査方向)に延びている。凸部12は、複数の個片チップ10Aそれぞれに配置されており、凸部12上に複数の発熱部41が配置されている。このような構成によれば、印刷媒体を、複数の発熱部41が配置された凸部12に的確に接触させることができ、印字品質の向上が期待できる。The
本開示の第2の側面に係るサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。サーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成、および、サーマルプリントヘッドの製造方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。The thermal printhead and the method for manufacturing a thermal printhead according to the second aspect of the present disclosure are not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the thermal printhead and the specific processing of each step of the method for manufacturing a thermal printhead can be freely designed in various ways.
上記実施形態においては、基材10(各個片チップ10A)が主面11から突出する凸部12を有する場合を例に挙げて説明したが、そのような凸部12を有さない構成としてもよい。また、基材10と発熱部41(抵抗体層4)との間に蓄熱層が介在する構成としてもよい。In the above embodiment, the substrate 10 (each
上記実施形態では、基材10(各個片チップ10A)が支持部材82を介して放熱部材81に支持される場合について説明したが、基材10(各個片チップ10A)が放熱部材81上に直接支持される構成としてもよい。図55、図56は、そのような変形例に係るサーマルプリントヘッドB20を示している。サーマルプリントヘッドB20は、上記サーマルプリントヘッドB10と比べて、支持部材82を備えていない。サーマルプリントヘッドB20においては、放熱部材81に複数の個片チップ10A(基材10)と配線基板5とが直接接合されている。In the above embodiment, the case where the substrate 10 (each
本開示は、先述した第2の側面に係る実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示の第2側面に係る実施形態は、以下の付記1B~20Bに記載された構成を含む。The present disclosure is not limited to the embodiments relating to the second aspect described above. The specific configurations of each part of the present disclosure can be freely designed in various ways. The embodiments relating to the second aspect of the present disclosure include the configurations described in Supplementary Notes 1B to 20B below.
付記1B.
厚さ方向の一方側を向く主面を有し、Si単結晶半導体からなる基材と、
前記基材に支持され、主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記基材に支持され、かつ前記抵抗体層に導通する電極層と、を備え、
前記基材は、各々に前記発熱部が複数配置され、かつ前記主走査方向に並ぶ複数の個片チップを備えて構成されており、
前記主走査方向に隣接する一対の個片チップの境界は、前記主走査方向において隣り合う一対の発熱部の間に位置する、サーマルプリントヘッド。
付記2B.
前記主走査方向に隣接する一対の個片チップのうち前記主走査方向一方側に位置する個片チップは、前記主走査方向他方側を向き、かつ前記主走査方向に対して直角である第1側面を有し、
前記主走査方向に隣接する一対の個片チップのうち前記主走査方向他方側に位置する個片チップは、前記主走査方向一方側を向き、かつ前記主走査方向に対して直角である第2側面を有する、付記1Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記3B.
前記複数の発熱部は、前記複数の個片チップのすべてにわたって前記主走査方向に一定ピッチで配列されている、付記1Bまたは2Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記4B.
前記各個片チップにおける前記電極層は、共通電極と、複数の個別電極と、を含む、付記1Bないし3Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記5B.
前記共通電極は、各々が前記主走査方向において隣り合う一対の発熱部に導通し、かつ副走査方向に延びる複数の共通電極延出部を有し、
前記個別電極は、前記共通電極延出部に導通する前記発熱部に隣接する前記発熱部と接し、前記副走査方向に延びる個別電極延出部を有する、付記4Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記6B.
前記共通電極は、前記各共通電極延出部が繋がり、かつ前記主走査方向に延びる基幹部を含む、付記5Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記7B.
前記抵抗体層は、前記基材上に配置されており、
前記電極層は、前記抵抗体層上に配置されている、付記1Bないし6Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記8B.
前記電極層は、前記複数の個片チップそれぞれに互いに分離して配置される、付記1Bないし7Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記9B.
前記抵抗体層は、前記複数の個片チップそれぞれに互いに分離して配置される、付記1Bないし8Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記10B.
前記複数の個片チップを支持する放熱部材をさらに備える、付記1Bないし9Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記11B.
前記複数の個片チップと前記放熱部材との間に介在する支持部材をさらに備え、
前記複数の個片チップは、前記支持部材に接合されている、付記10Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記12B.
前記各発熱部に流す電流を制御する駆動ICをさらに備える、付記1Bないし11Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記13B.
前記駆動ICおよび前記電極層を接続するワイヤをさらに備える、付記12Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記14B.
前記駆動ICを覆う樹脂部をさらに備える、付記12Bまたは13Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記15B.
前記駆動ICが配置された配線基板をさらに備える、付記14Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記16B.
前記基材は、前記主面から突出し、かつ前記主走査方向に延びており、前記複数の個片チップそれぞれに配置された凸部を有し、
前記複数の発熱部は、前記凸部上に配置されている、付記1Bないし15Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記17B.
前記複数の個片チップにおける前記凸部は、前記主走査方向に見て互いに重なっている、付記16Bに記載のサーマルプリントヘッド。
付記18B.
Si単結晶半導体からなる基材を準備する工程と、
前記基材上に抵抗体膜を形成する工程と、
前記抵抗体膜上に電極膜を形成する工程と、
前記電極膜および前記抵抗体膜を部分的に除去することにより、電極層、および主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を形成する工程と、
レーザ照射により前記基材を前記主走査方向に対する垂直面および副走査方向に対する垂直面に沿って切断し、複数の個片チップに分割する工程と、
複数の前記個片チップを、前記主走査方向に沿って並ぶように支持体上に配置する工程と、を備え、
前記複数の個片チップに分割する工程では、前記主走査方向において隣り合う一対の発熱部の間で前記基材を切断する、サーマルプリントヘッドの製造方法。
付記19B.
前記電極層、および主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を形成する工程において、前記抵抗体層は、前記複数の個片チップそれぞれに対応する領域において互いに分離して形成配置され、前記電極層は、前記複数の個片チップそれぞれに対応する領域において互いに分離して配置される、付記18Bに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
付記20B.
前記抵抗体膜を形成する工程より前に行われ、前記基材に異方性エッチングを施すエッチング工程をさらに備え、
前記エッチング工程では、異方性エッチングにより、前記基材に、厚さ方向の一方を向く主面と、当該主面から突出した凸部とを形成し、
前記複数の発熱部を形成する工程では、前記凸部上に複数の発熱部を形成する、付記18Bまたは19Bに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
Appendix 1B.
A substrate having a main surface facing one side in a thickness direction and made of a Si single crystal semiconductor;
a resistor layer supported by the base material and including a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction;
an electrode layer supported by the base material and electrically connected to the resistor layer;
the base material is configured to include a plurality of individual chips, each of which has a plurality of heat generating portions arranged thereon and which are aligned in the main scanning direction;
A thermal printhead, wherein a boundary between a pair of individual chips adjacent in the main scanning direction is located between a pair of heat generating portions adjacent in the main scanning direction.
Appendix 2B.
a pair of individual chips adjacent to each other in the main scanning direction, the individual chip located on one side in the main scanning direction has a first side surface facing the other side in the main scanning direction and perpendicular to the main scanning direction;
A thermal printhead as described in Appendix 1B, wherein of a pair of individual chips adjacent to each other in the main scanning direction, the individual chip located on the other side in the main scanning direction faces one side in the main scanning direction and has a second side that is perpendicular to the main scanning direction.
Appendix 3B.
2C. The thermal printhead according to claim 1B, wherein the heat generating portions are arranged at a constant pitch in the main scanning direction across all of the individual chips.
Appendix 4B.
4. The thermal printhead according to
Appendix 5B.
the common electrode has a plurality of common electrode extensions each of which is electrically connected to a pair of heat generating portions adjacent to each other in the main scanning direction and extends in a sub-scanning direction;
The thermal printhead according to claim 4B, wherein the individual electrodes are in contact with the heat generating portions adjacent to the heat generating portions that are electrically connected to the common electrode extension portion, and have individual electrode extension portions extending in the sub-scanning direction.
Appendix 6B.
The thermal printhead according to claim 5B, wherein the common electrode includes a trunk portion that is connected to each of the common electrode extension portions and extends in the main scanning direction.
Appendix 7B.
the resistor layer is disposed on the substrate,
6C. The thermal printhead of claim 1B, wherein the electrode layer is disposed on the resistor layer.
Appendix 8B.
The thermal printhead according to any one of appendices 1B to 7B, wherein the electrode layers are arranged separately from each other on each of the plurality of individual chips.
Appendix 9B.
The thermal printhead according to any one of appendices 1B to 8B, wherein the resistor layers are arranged separately from each other on each of the plurality of individual chips.
Appendix 10B.
1B. The thermal printhead according to claim 1B, further comprising a heat dissipation member supporting the plurality of individual chips.
Appendix 11B.
a support member interposed between the plurality of individual chips and the heat dissipation member,
The thermal printhead of claim 10B, wherein the plurality of individual chips are bonded to the support member.
Appendix 12B.
13. The thermal printhead according to claim 1B, further comprising a drive IC for controlling a current flowing through each of the heat generating portions.
Appendix 13B.
The thermal printhead of claim 12B, further comprising a wire connecting the driving IC and the electrode layer.
13B. The thermal printhead according to claim 12B, further comprising a resin portion covering the driving IC.
Appendix 15B.
The thermal printhead of
Appendix 16B.
the base material has a protrusion protruding from the main surface, extending in the main scanning direction, and disposed on each of the plurality of individual chips;
15C. The thermal printhead according to claim 1B, wherein the plurality of heat generating portions are arranged on the convex portion.
Appendix 17B.
The thermal printhead according to claim 16B, wherein the convex portions of the individual chips overlap each other when viewed in the main scanning direction.
Appendix 18B.
A step of preparing a substrate made of a Si single crystal semiconductor;
forming a resistor film on the substrate;
forming an electrode film on the resistor film;
a step of partially removing the electrode film and the resistor film to form an electrode layer and a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction;
cutting the base material along a plane perpendicular to the main scanning direction and a plane perpendicular to a sub-scanning direction by irradiating a laser, thereby dividing the base material into a plurality of individual chips;
and arranging the plurality of individual chips on a support so as to be aligned along the main scanning direction,
In the step of dividing the substrate into a plurality of individual chips, the substrate is cut between a pair of heat generating portions adjacent to each other in the main scanning direction.
Appendix 19B.
A method for manufacturing a thermal printhead as described in Appendix 18B, wherein in a process of forming the electrode layer and a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction, the resistor layer is formed and arranged separately from one another in areas corresponding to each of the plurality of individual chips, and the electrode layer is arranged separately from one another in areas corresponding to each of the plurality of individual chips.
Appendix 20B.
The method further includes an etching step of anisotropically etching the base material, the etching step being performed before the step of forming the resistor film,
In the etching step, a main surface facing one side in a thickness direction and a convex portion protruding from the main surface are formed in the base material by anisotropic etching;
19B, wherein in the step of forming the plurality of heat generating portions, a plurality of heat generating portions are formed on the convex portion.
〔第2の側面の実施形態に係る符号の説明〕
B10,B20:サーマルプリントヘッド 1:ヘッド基板
10:基材 10’:基材 10A:個片チップ
101:第1側面 102:第2側面 11:主面
11’:主面 12:凸部 122:傾斜面
19:絶縁層 2:保護層
21:パッド用開口 3:電極層
3’:電極膜 31:個別電極 311:個別電極延出部
312:電極パッド部 32:共通電極
321:共通電極延出部 322:分岐部
323:基幹部 33:中継電極
331:中継電極延出部 332:連結部 4:抵抗体層
4’:抵抗体膜 41:発熱部 5:配線基板
51:個別配線部 52:共通配線部 59:コネクタ
61,62,63:ワイヤ 7:駆動IC
71:パッド部 78:樹脂部
81:放熱部材 82:支持部材
91:組立て基板 99:プラテンローラ
[Explanation of symbols according to the second aspect of the embodiment]
B10, B20: Thermal print head 1: Head substrate 10: Substrate 10':
71: Pad portion 78: Resin portion 81: Heat dissipation member 82: Support member 91: Assembly board 99: Platen roller
次に、本開示の第3の側面に係る実施形態について、図57~図88を参照して説明する。Next, an embodiment relating to the third aspect of the present disclosure will be described with reference to Figures 57 to 88.
特許文献2には、従来のサーマルプリントヘッドの一例が開示されている。この従来のサーマルプリントヘッドにおいて、基材の主面には、主走査方向に延びかつ主面から突出する凸部が形成されている。特許文献2の図6に示すように、複数の発熱部は、凸部上に主走査方向に配列されている。このような構成によれば、印刷媒体を、発熱部に的確に接触させることができ、印字品質の向上が期待できる。
特許文献2に開示されたサーマルプリントヘッドは、たとえば、バーコード印刷および2次元コード印刷に用いられうる。そのためには、当該サーマルプリントヘッドをより一層、小型化する必要があり、いまだ改善の余地がある。そこで本開示の第3の側面は、小型化を図ることが可能なサーマルプリントヘッドを提供することをその一の課題とする。The thermal printhead disclosed in
図57~図68に基づき、第3の側面の第1実施形態にかかるサーマルプリントヘッドC10について説明する。サーマルプリントヘッドC10は、サーマルプリンタ100(図60)の主要部をなす。サーマルプリントヘッドC10は、サーマルプリントヘッドC10は、主として、基材1、絶縁層21、抵抗体層3、配線層4および保護層5を備える。これらに加えて、サーマルプリントヘッドC10は、第1基板61、第2基板62、第1連絡配線63、複数の第2連絡配線64、複数の駆動素子65、および放熱部材66を備える。図57~図59においては、理解の便宜上、保護層5を透過している。図63においては、理解の便宜上、絶縁層21、抵抗体層3、配線層4、第1基板61、第2基板62、および第2連絡配線64をさらに透過している(図57参照)。図63においては、第1基板61および第2基板62をそれぞれ想像線(二点鎖線)で示している。図65、図67および図68においては、理解の便宜上、基材1および第1連絡配線63のみを図示している。
Based on Figures 57 to 68, a thermal printhead C10 according to the first embodiment of the third aspect will be described. The thermal printhead C10 forms a main part of the thermal printer 100 (Figure 60). The thermal printhead C10 mainly comprises a
サーマルプリントヘッドC10においては、図60に示すように、基材1は、放熱部材66に接合されている。基材1は、第1基板61および第2基板62を支持している。基材1上には、抵抗体層3の一部をなし、かつx方向に配列された複数の発熱部31(後述)が形成されている。複数の発熱部31は、第2基板62に搭載された複数の駆動素子65により選択的に発熱する。複数の駆動素子65は、第1基板61に搭載されたコネクタ(図示略)を介して外部から送信される印字信号にしたがって駆動する。In the thermal printhead C10, as shown in FIG. 60, the
図60に示すように、サーマルプリンタ100は、サーマルプリントヘッドC10と、プラテンローラ69とを備える。サーマルプリンタ100において、プラテンローラ69は、感熱紙などの記録媒体68を送り出すように構成されている。プラテンローラ69が記録媒体68を複数の発熱部31に押し当てた状態で、当該複数の発熱部31が記録媒体68に印字を行う。サーマルプリンタ100においては、プラテンローラ69に代えて、他の機構(ローラ状でない機構)を採用することができる。たとえば、そのような機構として、平坦な押圧面を有するものが挙げられる。「平坦な面」は、十分小さい曲率を有する曲面を含むものとする。本開示では、ローラ状の機構およびそれ以外の機構を一括して「プラテン」と呼ぶ。As shown in FIG. 60, the
基材1は、図57に示すように、x方向に沿って延びる帯状である。基材1は、半導体材料からなる。当該半導体材料は、たとえば、ケイ素(Si)の単結晶材料であるが、本開示はこれに限定されない。
As shown in Fig. 57, the
図61に示すように、基材1は、主面11および裏面15を有する。主面11および裏面15は、z方向において互いに離間する。また、主面11および裏面15は、z方向において互いに反対側を向く。基材1の主面11および裏面15は、ともにミラー指数が(100)の面である。図60に示すように、サーマルプリントヘッドC10においては、主面11がプラテンローラ69に対向し、裏面15が放熱部材66に対向している。
As shown in Figure 61, the
図61に示すように、基材1は、凸部12を有する。凸部12は、主面11からz方向に向けて突出している。図57に示すように、凸部12は、x方向に沿って長く延びている。As shown in Figure 61, the
図62に示すように、凸部12は、頂面121、および一対の傾斜面122を有する。頂面121は、z方向において主面11から離れて位置し、かつ主面11に平行である。一対の傾斜面122は、y方向において互いに離れて位置する。一対の傾斜面122は、頂面121および主面11につながっている。一対の傾斜面122は、主面11から頂面121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122の各々の傾斜角αは、互いに等しい。As shown in FIG. 62, the
図57、図63および図64に示すように、基材1は、一対の端面13、および第1面14を有する。一対の端面13は、x方向において互いに反対側を向き、かつ裏面15につながっている。第1面14は、x方向において一対の端面13の少なくともいずれかと凸部12との間に位置する。サーマルプリントヘッドC10においては、第1面14は、凸部12の両側に位置する一対の離間領域14Aを含む。第1面14の表面粗さは、主面11の表面粗さよりも大である。
As shown in Figures 57, 63 and 64, the
図64に示すように、第1面14は、z方向において凸部12の頂面121よりも主面11の近くに位置する。したがって、図65に示すように、主面11から第1面14に至るz方向の距離h1は、第1面14から頂面121に至るz方向の距離h2よりも小である。第1面14は、z方向において主面11と頂面121との間に位置する。このため、第1面14は、主面11からz方向に距離h1だけ突出している。第1面14の幅b(y方向の寸法)は、凸部12における最下部の幅B(凸部12における最下部のy方向の寸法)よりも小である。
As shown in Figure 64, the
図67および図68は、サーマルプリントヘッドC10の変形例であるサーマルプリントヘッドC11,C12を示している。サーマルプリントヘッドC11,C12の各々においては、第1面14の構成がサーマルプリントヘッドC10の構成(図65参照)と異なる。67 and 68 show thermal printheads C11 and C12, which are modified versions of thermal printhead C10. In each of thermal printheads C11 and C12, the configuration of the
図67に示すように、サーマルプリントヘッドC11においては、第1面14は、主面11と面一となっている。第1面14の幅bは、凸部12における最下部の幅Bと同一である。
As shown in Figure 67, in thermal printhead C11, the
図68に示すように、サーマルプリントヘッドC12においては、第1面14は、z方向において主面11と裏面15との間に位置する。このため、第1面14は、主面11からz方向に凹み、かつ基材1のy方向の両端に到達している。第1面14の幅bは、凸部12における最下部の幅Bよりも大であり、かつ基材1のy方向の寸法と等しい。
As shown in Figure 68, in thermal printhead C12, the
サーマルプリントヘッドC10、サーマルプリントヘッドC11およびサーマルプリントヘッドC12における第1面14の各々の構成は、凸部12の除去深さ(z方向の寸法)の相違に起因する。後述のサーマルプリントヘッドC10の製造方法において凸部12のy方向の両端の少なくとも一部を除去することにより第1面14が形成される(図71~図73参照)。サーマルプリントヘッドC10は、凸部12の除去深さが最も浅い場合である。一方、サーマルプリントヘッドC12は、凸部12の除去深さが最も深い場合である。The configurations of the
図63および図66に示すように、第1面14には、各々がy方向に沿って延びる複数の線状痕141が形成されている。サーマルプリントヘッドC10においては、複数の線状痕141の少なくともいずれかは、z方向において主面11(図66参照)から突出した部分を含む。63 and 66, a plurality of
絶縁層21は、図62に示すように、基材1の主面11および凸部12を覆っている。絶縁層21により、基材1は、抵抗体層3および配線層4に対して電気絶縁されている。絶縁層21は、たとえば、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を原材料とした二酸化ケイ素(SiO2)からなる。絶縁層21の厚さの例は、1μm以上15μm以下である。図64に示すように、絶縁層21は、基材1の第1面14をも覆っている。
As shown in Fig. 62, the insulating
抵抗体層3は、図61および図62に示すように、基材1の主面11および凸部12上に形成されている。抵抗体層3は、絶縁層21に接している。これにより、サーマルプリントヘッドC10においては、絶縁層21は、基材1と抵抗体層3との間に挟まれている。抵抗体層3は、たとえば窒化タンタル(TaN)からなる。抵抗体層3の厚さの例は、0.02μm以上0.1μm以下である。
As shown in Figures 61 and 62, the
図58、図59および図62に示すように、抵抗体層3は、複数の発熱部31を含む。抵抗体層3において、複数の発熱部31は、配線層4から露出する部分である。複数の発熱部31に対して配線層4から選択的に通電されることによって、複数の発熱部31は、記録媒体68を局所的に加熱する。複数の発熱部31は、x方向に沿って並んで配列されている。複数の発熱部31のうち、x方向において隣り合う2つの発熱部31は、互いに離れて位置する。サーマルプリントヘッドC10においては、複数の発熱部31は、基材1の凸部12の頂面121の上方に形成されている。このため、z方向に沿って視て、複数の発熱部31は、頂面121に重なっている。図60に示すように、サーマルプリンタ100において、複数の発熱部31は、プラテンローラ69に対向している。58, 59 and 62, the
配線層4は、図61および図62に示すように、抵抗体層3に接して形成されている。サーマルプリントヘッドC10においては、配線層4は、抵抗体層3上に形成されている。配線層4は、抵抗体層3の複数の発熱部31に通電するための導電経路をなしている。配線層4の電気抵抗率は、抵抗体層3の電気抵抗率よりも小である。配線層4は、たとえば銅(Cu)からなる金属層である。配線層4の厚さの例は、0.3μm以上2.0μm以下である。この他、配線層4は、抵抗体層3上に積層されたチタン(Ti)層と、当該チタン層上に積層された銅層との2つの金属層からなる構成でもよい。この場合のチタン層の厚さの例は、0.1μm以上0.2μm以下である。
As shown in Figures 61 and 62, the
図58に示すように、配線層4は、共通配線41、および複数の個別配線42を含む。共通配線41は、抵抗体層3の複数の発熱部31に対してy方向の一方側(下流側)に位置する。複数の個別配線42は、複数の発熱部31に対してy方向の他方側(上流側)に位置する。図59に示すように、z方向に沿って視て、共通配線41と複数の個別配線42とに挟まれた抵抗体層3の複数の領域が、複数の発熱部31である。As shown in Figure 58, the
図58および図59に示すように、共通配線41は、基部411、および複数の延出部412を有する。y方向において、基部411は、基材1の主面11の下流側の周縁に沿って位置する。基部411は、x方向に沿って延びる帯状である。複数の延出部412の各々は、y方向において基材1の凸部12に対向する基部411の端部から、複数の発熱部31に向けて延びる帯状である。複数の延出部412は、x方向に沿って並んで配列されている。複数の延出部412の各々の一部は、基材1の一対の傾斜面122のうち、y方向の一方側(下流側)に位置する当該傾斜面122上に形成されている。したがって、共通配線41の一部は、一対の傾斜面122のうちy方向の一方側に位置する当該傾斜面122上に形成されていることとなる。共通配線41においては、基部411から複数の延出部412を介して複数の発熱部31に電流が流れる。58 and 59, the
図58および図59に示すように、複数の個別配線42の各々は、基材1の主面11の上流側の周縁から複数の発熱部31に向けて延びる帯状である。複数の個別配線42は、x方向に沿って並んで配列されている。複数の個別配線42の各々の一部は、基材1の一対の傾斜面122のうち、y方向の他方側(上流側)に位置する当該傾斜面122上に形成されている。複数の個別配線42の各々においては、複数の発熱部31のいずれかから上流側に向けて電流が流れる。z方向に沿って視て、複数の発熱部31の各々は、複数の個別配線42のいずれかと、共通配線41の複数の延出部412のいずれかとに挟まれている。図58および図59に示す配線層4、および複数の発熱部31の構成は一例である。本開示における配線層4、および複数の発熱部31の構成は、図58および図59に示す構成に限定されない。58 and 59, each of the multiple
保護層5は、図61に示すように、抵抗体層3の複数の発熱部31、および配線層4を覆っている。保護層5は、電気絶縁性を有する。保護層5は、ケイ素を含む。保護層5は、たとえば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素(Si3N4)および炭化ケイ素(SiC)のいずれからなる。あるいは、保護層5は、これらの物質のうち複数種類からなる積層体でもよい。保護層5の厚さの例は、1.0μm以上10μm以下である。サーマルプリンタ100において、記録媒体68は、図60に示すプラテンローラ69により複数の発熱部31を覆う保護層5の領域に押し当てられる。図64に示すように、保護層5は、基材1の第1面14を覆う絶縁層21の領域をも覆っている。
As shown in FIG. 61, the
図61に示すように、保護層5は、第1開口51および第2開口52を有する。第1開口51および第2開口52の各々は、x方向に沿って延びる帯状である。第1開口51および第2開口52の各々は、z方向に保護層5を貫通している。第1開口51は、下流側に位置する。第1開口51は、基材1における最も下流側(図61においては基材1の左端を指す)まで形成されている。この他、第1開口51対して基材1における最も下流側に位置し、かつx方向に沿って帯状に延びる保護層5の領域が形成された構成でもよい。第1開口51から共通配線41の基部411が露出している。第2開口52は、上流側に位置する。第2開口52は、基材1における最も上流側(図61においては基材1の右端を指す)まで形成されている。この他、第2開口52に対して基材1における最も上流側に位置し、かつx方向に沿って帯状に延びる保護層5の領域が形成された構成でもよい。第2開口52から複数の個別配線42の各々の一部が露出している。61, the
第1基板61は、図60に示すように、基材1の下流側と放熱部材66とに支持されている。第2基板62は、図60に示すように、基材1の上流側と第1基板61とに支持されている。第1基板61および第2基板62の各々は、たとえばFPC(Flexible Printed Circuits)であり、かつ可撓性を有する。図1に示すように、z方向に沿って視て、第1基板61および第2基板62の各々は、x方向を長辺方向とする矩形状である。z方向に沿って視て、第1基板61の面積は、第2基板62の面積よりも大である。第1基板61および第2基板62は、サーマルプリントヘッドC10のように2つの基板ではなく、これらが一体となった単一基板でもよい。
As shown in FIG. 60, the
図1および図60に示すように、第1基板61は、内面611、外面612および開口613を有する。内面611および外面612は、z方向において互いに反対側を向く。内面611は、放熱部材66に対向している。外面612は、プラテンローラ69に対向している。開口613は、z方向に第1基板61を貫通している。開口613は、基材1の上流側に位置する。開口613は、複数の駆動素子65が収容される空間である。図60に示すように、第2基板62は、第1基板61の外面612に支持されている。第2基板62は、搭載面621を有する。搭載面621は、z方向において内面611と同じ側を向く。開口613から搭載面621の一部が露出している。1 and 60, the
第1連絡配線63は、図61に示すように、第1基板61の内面611に配置されている。図1に示すように、第1連絡配線63は、第1配線部631、および一対の第2配線部632を有する。第1配線部631は、x方向に沿って延びている。第1配線部631の上流側の端部は、基材1の主面11上に形成された共通配線41の基部411に接続されている。この接続は、ハンダなどの導電性接合材料を用いることによりなされる。これにより、第1連絡配線63は、共通配線41に導通している。一対の第2配線部632は、第1配線部631のx方向の両端につながっている。一対の第2配線部632の各々は、第1配線部631から上流側に向けて延びている。図63および図65に示すように、一対の第2配線部632は、基材1の第1面14の一対の離間領域14Aに対して個別に跨いでいる。図64に示すように、一対の第2配線部632は、保護層5に対向している。一対の第2配線部632は、第1基板61に搭載されたコネクタに接続されている。これにより、当該コネクタから共通配線41に電力が供給される。
As shown in FIG. 61, the
図60に示すように、凸部12よりも上流側に位置する第1基板61の領域は、凸部12よりも下流側に位置する第1基板61の領域よりもz方向において基材1の裏面15寄りに位置する。第1基板61に配置された一対の第2配線部632(図57参照)は、第1基板61とともに可撓性を有する。これにより、一対の第2配線部632の各々において、第1面14の一対の離間領域14Aのいずれかをy方向に沿って跨ぐ部分において、下流側から上流側にかけてz方向の位置を裏面15に近づくように変化させることができる。
As shown in Figure 60, the region of the
複数の第2連絡配線64は、図61に示すように、第1基板61の搭載面621に配置されている。図58に示すように、複数の第2連絡配線64の各々は、パッド部641および延出部642を有する。複数の第2連絡配線64のパッド部641は、x方向に対して千鳥配置となるように配列されている。詳細には、複数の第2連絡配線64のパッド部641は、x方向にそれぞれ配列された2列のパッド部641を含む。2列のパッド部641の各々において、複数のパッド部641が等しいピッチp(ピッチpはx方向において隣り合う2つのパッド部641の中心間距離)でx方向に沿って並んで配列されている。2列のパッド部641のうち、上流側に位置するパッド部641の列と、下流側に位置するパッド部641の列とは、ピッチpの1/2の距離だけx方向にずれて配列されている。延出部642は、y方向において基材1の凸部12に対向する複数の第2連絡配線64のパッド部641のいずれかの端部から下流側に向けて延びる帯状である。複数の 第2連絡配線64の延出部642の下流側の端部は、複数の個別配線42に対して個別に接続されている。この接続は、ハンダなどの導電性接合材料を用いることによりなされる。これにより、複数の第2連絡配線64は、複数の個別配線42に対して個別に導通している。
As shown in FIG. 61, the
複数の駆動素子65は、図1および図60に示すように、第2基板62の搭載面621に搭載されている。複数の駆動素子65の各々は、種々の回路が構成された半導体素子である。複数の駆動素子65の各々は、複数の第2連絡配線64のパッド部641のいくつかと、搭載面621に配置され、かつ複数の第2連絡配線64とは異なる複数の配線(図示略)のいくつかと、に対して、COF(Clip On Film)実装されている。当該複数の配線は、コネクタに接続されている。これにより、印字信号、制御信号、および複数の駆動素子65を動作させる電力が、当該コネクタから当該複数の配線を介して複数の駆動素子65に入力される。複数の駆動素子65は、これらの電気信号に基づき、複数の第2連絡配線64を介してつながる複数の個別配線42と、接地電極(図示略)との間の接続を、オンまたはオフにスイッチングする。あわせて、当該コネクタから第1基板61に配置された第1連絡配線63を介して、抵抗体層3の複数の発熱部31に電力が供給される。これらにより、複数の発熱部31のうち、複数の個別配線42のいずれかと接地電極との間の接続がオンになった発熱部31が、選択的に発熱する。
As shown in FIG. 1 and FIG. 60, the multiple driving
放熱部材66は、図60に示すように、基材1の裏面15と、第1基板61の内面611とに対向している。裏面15は、放熱部材66に接合されている。第1基板61は、放熱部材66に支持されている。第1基板61は、ねじなどの締結部材により放熱部材66に固定されている。サーマルプリントヘッドC10の使用時において、抵抗体層3の複数の発熱部31から発生した熱の一部は、基材1を介して放熱部材66に伝導される。放熱部材66に伝導された熱は、外部へと放熱される。放熱部材66は、たとえばアルミニウム(Al)からなる。As shown in FIG. 60, the
図69~図80に基づき、サーマルプリントヘッドC10の製造方法の一例について説明する。 Based on Figures 69 to 80, an example of a manufacturing method for thermal printhead C10 is described.
図69および図70に示すように、基材81に主面11および凸部12を形成する。具体的には、図69に示すように、基材81の一部を覆う第1マスク層891と、当該第1マスク層891を覆う第2マスク層892とを形成する。基材81は、半導体材料からなる。当該半導体材料は、たとえば、ケイ素の単結晶材料である。基材81は、シリコンウエハである。z方向に対して直交する方向において、複数の基材1にそれぞれ相当する領域が複数個連なったものが、基材81に相当する。基材81は、第1面81Aおよび第2面81Bを有する。第1面81Aおよび第2面81Bは、z方向において互いに反対側を向く。基材81の第1面81Aおよび第2面81Bは、ともにミラー指数が(100)の面である。
As shown in Figures 69 and 70, a
第1マスク層891は、第1面81Aおよび第2面81Bを覆うように形成される。第1マスク層891は、二酸化ケイ素からなる。第2マスク層892は、第1面81Aを覆う第1マスク層891の領域を覆うように形成される。第2マスク層892は、窒化ケイ素からなる。第1マスク層891および第2マスク層892は、後述する第1の工程によって形成される。図69に示すように、後述する第2の工程によって、第1面81Aの一部を覆う第1マスク層891と、当該第1マスク層891を覆う第2マスク層892とが形成される。第1マスク層891と、当該第1マスク層891を覆う第2マスク層892 とには、z方向に貫通するマスク開口893が形成されている。The
第1マスク層891および第2マスク層892の形成にあたっては、まず、熱酸化法により第1面81Aおよび第2面81Bを覆う二酸化ケイ素の薄膜を形成する。次いで、熱CVD(Chemical Vapor Deposition)により、第1面81Aを覆う第1マスク層891の領域を覆う窒化ケイ素の薄膜を形成する。ここまでが、第1の工程である。次いで、第2の工程として、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)とにより、第1面81Aを覆う二酸化ケイ素の薄膜の領域の一部と、当該領域を覆う窒化ケイ素の薄膜の一部とを除去する。これにより、図69に示すように、第1マスク層891および第2マスク層892が形成されるとともに、第1面81Aの一部を覆う当該第1マスク層891と、当該第1マスク層891を覆う第2マスク層892とに、マスク開口893が形成される。
When forming the
第1の工程の他の方法として、第1面81Aおよび第2面81Bを覆う窒化ケイ素の薄膜を熱CVDによって形成する手法を採ってもよい。この場合には、第2の工程において、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチングとにより、第1面81Aにおいて第1マスク層891によって覆われた所定の領域と、その領域以外であって第1面81Aが露出する領域であるマスク開口893とが形成される。As an alternative method for the first step, a method may be used in which a thin film of silicon nitride covering the
次いで、図70に示すように、基材81に主面11および凸部12を形成する。主面11および凸部12は、図69に示すマスク開口893で露出した第1面81Aの領域に対して、水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いたウエットエッチングにより形成される。当該エッチングは、異方性である。最後に、フッ化水素酸(HF)を用いたウエットエッチングにより第1マスク層891および第2マスク層892を除去する。以上により、主面11および凸部12が基材81に形成される。さらに、基材81の第2面81Bは、裏面15となる。第1マスク層891および第2マスク層892に覆われていた第1面81Aの領域が、凸部12の頂面121となる。主面11に対する凸部12の一対の傾斜面122の各々の傾斜角αは、互いに等しい。これは、凸部12が異方性エッチングにより形成されることに起因している。70, the
次いで、図71~図73に示すように、基材81の凸部12のx方向の両端の少なくともいずれかを除去する。図示の例では、凸部12の両端を除去している。図71に示すように、本工程では、x方向の回りに回転するダイシングブレード88を凸部12に押し当てることにより、凸部12の両端が除去される。図72に示すように、除去対象となる凸部12のx方向の寸法に応じて、ダイシングブレード88をx方向に位置を順次ずらしながらダイシングブレード88を凸部12に押し当てる。この他、凸部12の端部の除去にあたっては、ダイシングブレード88によりx方向において互いに離れて位置する複数の切れ込みを凸部12に設けた後、当該複数の切れ込みにより分断された凸部12をウエットエッチングにより除去する手法を採ることができる。本工程を経ることにより、図73に示すように、基材81に第1面14が形成される。第1面14には、各々がy方向に沿って延びる複数の線状痕141が形成される。基材1において、第1面14の表面粗さは、主面11の表面粗さよりも大となる。
Next, as shown in Figs. 71 to 73, at least one of the ends of the
図71および図72に示す例では、ダイシングブレード88の厚さ(x方向の寸法)はz方向に沿って一定である。これに代えて、周縁に近づくほど(すなわち、z方向において基材81の主面11に近づくほど)厚さが徐々に小となるダイシングブレードを用いてもよい。この場合には、凸部12の除去部分の形状(y方向に沿って視た形状。図71参照)は台形状(上底よりも下底が短い)となる。これにより、図64に示す凸部12のx方向を向く端面(図64では右側を向く端面)は、頂面121から主面11に向かって右下がりに傾斜したものとなる。In the example shown in Figures 71 and 72, the thickness (dimension in the x direction) of the
次いで、図74に示すように、基材81の主面11および凸部12を覆う絶縁層21を形成する。絶縁層21は、二酸化ケイ素の薄膜を複数、積層したものである。各薄膜は、たとえば、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を原料ガスとしてプラズマCVDにより形成することができる。
Next, as shown in Fig. 74, an insulating
次いで、図75~図77に示すように、抵抗体層3および配線層4を形成する。抵抗体層3は、x方向に配列された複数の発熱部31を含む。配線層4は、複数の発熱部31に導通する。配線層4を形成する工程は、共通配線41、および複数の個別配線42を形成する工程を含む。基材81において、共通配線41は、図77に示す抵抗体層3の複数の発熱部31に対してy方向の一方側に位置する。基材81において、複数の個別配線42は、図77に示す複数の発熱部31に対してy方向の他方側に位置する。
Next, as shown in Figures 75 to 77, the
具体的には、図75に示すように、基材81の主面11および凸部12上に抵抗体膜82を形成する。抵抗体膜82は、絶縁層21の全面を覆うように形成される。抵抗体膜82は、スパッタリング法により窒化タンタルの薄膜を絶縁層21に積層させることによって形成される。Specifically, as shown in Fig. 75, a
次いで、図76に示すように、抵抗体膜82の全面を覆う導電層83を形成する。導電層83は、スパッタリング法により銅の薄膜を複数回にわたって抵抗体膜82に積層させることによって形成される。この他、導電層83の形成にあたっては、スパッタリング法によりチタンの薄膜を抵抗体膜82に積層させた後、当該チタンの薄膜に対してスパッタリング法により銅の薄膜を複数回にわたって積層させる手法を採ってもよい。76, a
次いで、図77に示すように、導電層83に対してリソグラフィパターニングを施した後、導電層83の一部を除去する。当該除去は、硫酸(H2SO4)および過酸化水素(H2O2)の混合溶液を用いたウエットエッチングにより行われる。これにより、共通配線41、および複数の個別配線42が、抵抗体膜82に接して形成される。本工程でもって配線層4の形成が完了する。さらに、基材81の凸部12の頂面121上に形成された抵抗体膜82の領域が配線層4から露出する。次いで、サーマルプリントヘッドC10において不要となる抵抗体膜82の部分を除去する。当該除去は、反応性イオンエッチングにより行われる。これにより、抵抗体層3が、基材81の主面11および凸部12上に形成される。基材81の頂面121上には、複数の発熱部31が形成される。
Next, as shown in FIG. 77, the
次いで、図78に示すように、抵抗体層3の複数の発熱部31、および配線層4を覆う保護層5を形成する。保護層5は、プラズマCVDにより窒化ケイ素の薄膜を積層させることによって形成される。
Next, as shown in Figure 78, a
次いで、図79に示すように、z方向に貫通する第1開口51および第2開口52を保護層5に形成する。第1開口51および第2開口52は、保護層5に対してリソグラフィパターニングを施した後、保護層5の一部を除去することにより形成される。当該除去は、反応性イオンエッチングにより行われる。これにより、第1開口51から共通配線41の基部411が露出する。第2開口52から複数の個別配線42の各々の一部が露出している。
Next, as shown in FIG. 79, a
次いで、基材81をx方向およびy方向に沿って切断することにより、基材81を個片に分割する。これにより、サーマルプリントヘッドC10の基材1が得られる 。基材1には、一対の端面13が形成される。次いで、図80に示すように、複数の第2連絡配線64が配置された第2基板62を、第1連絡配線63が配置された第1基板61に支持させた後、第1連絡配線63の第1配線部631を共通配線41の基部411に接続させる。また、複数の第2連絡配線64を複数の個別配線42に対して個別に接続させる。これら2種類の接続は、ハンダなどの導電性接合材料を用いることによりなされる。これにより、第1基板61および第2基板62が基材1に支持された構成となる。次いで、複数の駆動素子65を第2基板62の搭載面621に搭載する。最後に、基材1の裏面15、および第1基板61を放熱部材66に接合させる。以上の工程を経ることによって、サーマルプリントヘッドC10が得られる。Next, the
次に、サーマルプリントヘッドC10の作用効果について説明する。 Next, the effect of the thermal print head C10 will be explained.
サーマルプリントヘッドC10の基材1は、主面11、凸部12、一対の端面13、および第1面14を有する。第1面14は、x方向において一対の端面13の少なくともいずれかと凸部12との間に位置し、かつz方向において凸部12の頂面121よりも主面11の近くに位置する。サーマルプリントヘッドC10は、配線層4に導通し、かつ第1面14を跨ぐ連絡配線(第1連絡配線63)を備える。本構成をとることにより、基材1の大きさを縮小した場合であっても、配線層4(共通配線41)のための導通経路を基材1上に設けることができる。このように、サーマルプリントヘッドC10は、小型化を図ることに資する。The
基材1の第1面14は、凸部12の両端にそれぞれ位置する2つの離間領域14Aを含む。連絡配線は、離間領域14Aを跨いでいる。これにより、サーマルプリントヘッドC10の小型化を図りつつ、共通配線41のための導通経路の断面積をより拡大することができ、より大きな電力を共通配線41に供給することが可能となる。The
サーマルプリントヘッドC10は、連絡配線が配置された基板(第1基板61)をさらに備える。連絡配線は、共通配線41に導通している。これにより、サーマルプリントヘッドC10の製造において、基材1上に連絡配線を形成する工程が不要となる。さらに連絡配線が基板と一体となった構成となるため、外力などの要因により当該連絡配線のパターンが断線することを防止できる。The thermal printhead C10 further includes a substrate (first substrate 61) on which interconnection wiring is arranged. The interconnection wiring is electrically connected to the
サーマルプリントヘッドC10において、共通配線41の一部と、複数の個別配線42の各々の一部とは、凸部12の一対の傾斜面122のいずれかの上に形成されている。これにより、z方向に沿って視て、複数の発熱部31の各々のy方向の寸法をより小としつつ、サーマルプリントヘッドC10に対する記録媒体68の接触面積をさらに小とすることができる。したがって、サーマルプリントヘッドC10における発熱量を抑えつつ、記録媒体68における印字の品質をさらに向上させることができる。In the thermal printhead C10, a portion of the
基材1において、一対の傾斜面122は、主面11から頂面121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。凸部12のこのような形状は、図66に示すサーマルプリントヘッドC10の製造工程において、異方性エッチングにより基材81に凸部12を形成することによるものである。これは、基材81は、半導体材料からなることと、当該半導体材料がケイ素の単結晶材料を含むこととに起因する。In the
サーマルプリントヘッドC10は、複数の発熱部31、および配線層4を覆う保護層5を備える。これにより、複数の発熱部31、および配線層4が保護層5により保護されるとともに、サーマルプリントヘッドC10に対する記録媒体68の摩擦力を低減させることができる。The thermal printhead C10 includes a
サーマルプリントヘッドC10は、放熱部材66をさらに備える。基材1の裏面15は、放熱部材66に接合されている。これにより、サーマルプリントヘッドC10の使用時に複数の発熱部31から発した熱の一部を、基材1および放熱部材66を介して速やかに外部に放出させることができる。The thermal printhead C10 further includes a
図81に基づき、第3の側面の第2実施形態にかかるサーマルプリントヘッドC20について説明する。図81において、先述したサーマルプリントヘッドC10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図81においては、理解の便宜上、保護層5を透過している。
A thermal printhead C20 according to a second embodiment of the third aspect will be described with reference to Fig. 81. In Fig. 81, elements that are the same as or similar to the thermal printhead C10 described above are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted. In Fig. 81, the
サーマルプリントヘッドC20においては、基材1の第1面14の構成と、第1連絡配線63の構成とが、サーマルプリントヘッドC10の当該構成と異なる。In thermal printhead C20, the configuration of the
図81に示すように、基材1の第1面14は、x方向において一対の端面13のいずれかと凸部12との間に位置する。このため、サーマルプリントヘッドC20においては、第1面14は、一対の離間領域14Aを含まない構成となっている。これにより、第1連絡配線63は、第1配線部631および第2配線部632を有する。第2配線部632は、第1配線部631のx方向の両端のうち第1面14が位置する一端のみにつながっている。
As shown in Figure 81, the
次に、サーマルプリントヘッドC20の作用効果について説明する。 Next, the effect of thermal print head C20 will be explained.
サーマルプリントヘッドC20の基材1は、主面11、凸部12、一対の端面13、および第1面14を有する。第1面14は、x方向において一対の端面13の少なくともいずれかと凸部12との間に位置し、かつz方向において凸部12の頂面121よりも主面11の近くに位置する。サーマルプリントヘッドC20は、配線層4に導通し、かつ第1面14を跨ぐ連絡配線(第1連絡配線63)を備える。したがって、サーマルプリントヘッドC20によっても、当該サーマルプリントヘッドの小型化を図ることが可能となる。さらに、サーマルプリントヘッドC20は、サーマルプリントヘッドC10と共通する構成をとることにより、サーマルプリントヘッドC10と同等の作用効果を奏する。The
図82および図83に基づき、第3の側面の第3実施形態にかかるサーマルプリントヘッドC30について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドC10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図82においては、理解の便宜上、保護層5を透過している。図83においては、理解の便宜上、絶縁層21、抵抗体層3、配線層4(共通配線41の基部411を除く)、および複数の第2連絡配線64をさらに透過している。
A thermal printhead C30 according to a third embodiment of the third aspect will be described with reference to Figures 82 and 83. In these figures, elements that are the same as or similar to those of the thermal printhead C10 described above are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted. In Figure 82, for ease of understanding, the
サーマルプリントヘッドC30においては、第1連絡配線63の構成と、第3連絡配線67をさらに備えることとが、サーマルプリントヘッドC10と異なる。さらにサーマルプリントヘッドC30においては、第1基板61を備えない構成となっている。The thermal printhead C30 differs from the thermal printhead C10 in the configuration of the
図82および図83に示すように、第1連絡配線63は、x方向において互いに離れて位置する2つの領域を含む。これら2つの領域は、共通配線41の基部411のx方向の両端にそれぞれつながっている。これにより、第1連絡配線63は共通配線41に導通している。第1連絡配線63は、配線層4とともに基材1の主面11上に形成されている。このため、第1連絡配線63は、配線層4を構成する金属層と同一の金属層からなる。第1連絡配 線63は、基部411から上流側に向けて延び、かつ基材1の第1面14の一対の離間領域14Aを跨いでいる。82 and 83, the
図82および図83に示すように、第3連絡配線67は、x方向において互いに離れて位置する2つの領域を含む。第3連絡配線67は、第2基板62の搭載面621に配置されている。第3連絡配線67の当該2つの領域の各々は、y方向に沿って延びている。第3連絡配線67の下流側の端部は、第1連絡配線63に接続されている。これにより、第3連絡配線67は、第1連絡配線63を介して共通配線41に導通している。第3連絡配線67は、コネクタに接続されている。当該コネクタを介して共通配線41に電力が供給される。
As shown in Figures 82 and 83, the third connecting
次に、サーマルプリントヘッドC30の作用効果について説明する。 Next, the effect of thermal print head C30 will be explained.
サーマルプリントヘッドC30の基材1は、主面11、凸部12、一対の端面13、および第1面14を有する。第1面14は、x方向において一対の端面13の少なくともいずれかと凸部12との間に位置し、かつz方向において凸部12の頂面121よりも主面11の近くに位置する。サーマルプリントヘッドC30は、配線層4に導通し、かつ第1面14を跨ぐ連絡配線(第1連絡配線63)を備える。したがって、サーマルプリントヘッドC30によっても、小型化を図ることが可能となる。さらに、サーマルプリントヘッドC30は、サーマルプリントヘッドC10と共通する構成をとることにより、サーマルプリントヘッドC10と同等の作用効果を奏する。The
サーマルプリントヘッドC30においては、連絡配線は、配線層4とともに基材1の主面11上に形成されている。これにより、連絡配線を配置するための基板(第1基板61)が不要となる。これにより、サーマルプリントヘッドC30のy方向の寸法を、より縮小させることが可能となる。In the thermal printhead C30, the interconnect wiring is formed on the
図84および図85に基づき、第3の側面の第4実施形態にかかるサーマルプリントヘッドC40について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドC10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 A thermal printhead C40 according to a fourth embodiment of the third aspect will be described with reference to Figures 84 and 85. In these figures, elements that are the same as or similar to the thermal printhead C10 described above are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.
サーマルプリントヘッドC40においては、基材1の凸部12の構成と、抵抗体層3の複数の発熱部31の構成とが、サーマルプリントヘッドC10の当該構成と異なる。In thermal printhead C40, the configuration of the
図84および図85に示すように、凸部12の一対の傾斜面122の各々は、第1傾斜面122Aおよび第2傾斜面122Bを含む。第1傾斜面122Aは、基材1の主面11につながっている。第2傾斜面122Bは、凸部12の頂面121、および第1傾斜面122Aにつながっている。一対の傾斜面122の各々において、主面11に対する第2傾斜面122Bの傾斜角α2は、主面11に対する第1傾斜面122Aの傾斜角α1よりも小である。このような一対の傾斜面122は、サーマルプリントヘッドC10の製造にかかる図70に示す工程と図74に示す工程との間に、頂面121と一対の傾斜面122との境界123、およびそれらの近傍に、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いたウエットエッチングを施すことにより形成される。84 and 85, each of the pair of
図85に示すように、抵抗体層3の複数の発熱部31は、以下の態様により形成される。第1に、複数の発熱部31は、凸部12の頂面121上に形成されている。第2に、複数の発熱部31は、頂面121と、凸部12の一対の傾斜面122のうち下流側に位置する当該傾斜面122の第2傾斜面122Bとを跨いで形成されている。第3に、複数の発熱部31は、頂面121と、一対の傾斜面122のうち下流側に位置する当該傾斜面122の第2傾斜面122Bと、当該傾斜面122の第1傾斜面122Aとを跨いで形成されている。第4に、複数の発熱部31は、一対の傾斜面122のうち下流側に位置する当該傾斜面122の第2傾斜面122Bと、当該傾斜面122の第1傾斜面122Aとを跨いで形成されている。まとめると、複数の発熱部31は、頂面121と、一対の傾斜面122の少なくともいずれかとの上に形成されている。As shown in FIG. 85, the multiple
次に、サーマルプリントヘッドC40の作用効果について説明する。 Next, the effects of thermal print head C40 will be explained.
サーマルプリントヘッドC40の基材1は、主面11、凸部12、一対の端面13、および第1面14を有する。第1面14は、x方向において一対の端面13の少なくともいずれかと凸部12との間に位置し、かつz方向において凸部12の頂面121よりも主面11の近くに位置する。サーマルプリントヘッドC40は、配線層4に導通し、かつ第1面14を跨ぐ連絡配線(第1連絡配線63)を備える。したがって、サーマルプリントヘッドC40によっても、小型化を図ることが可能となる。さらに、サーマルプリントヘッドC40は、サーマルプリントヘッドC10と共通する構成をとることにより、サーマルプリントヘッドC10と同等の作用効果を奏する。The
サーマルプリントヘッドC40においては、凸部12一対の傾斜面122の各々は、第1傾斜面122Aおよび第2傾斜面122Bを含む。第1傾斜面122Aは、基材1の主面11につながっている。第2傾斜面122Bは、凸部12の頂面121、および第1傾斜面122Aにつながっている。一対の傾斜面122の各々において、主面11に対する第2傾斜面122Bの傾斜角α2は、主面11に対する第1傾斜面122Aの傾斜角α1よりも小である。本構成をとることにより、凸部12に沿って形成された配線層4の一部の形状が、より滑らかなものとなる。あわせて、凸部12に沿って形成された配線層4において、配線パターンの欠損や断線などの発生が抑制される。In the thermal printhead C40, each of the pair of
図86および図87に基づき、第3の側面の第5実施形態にかかるサーマルプリントヘッドC50について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドC10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図86の断面位置は、サーマルプリントヘッドC10の要部を示す図61の断面位置と同一である。 A thermal printhead C50 according to a fifth embodiment of the third aspect will be described with reference to Figures 86 and 87. In these figures, elements that are the same as or similar to those of the thermal printhead C10 described above are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted. Here, the cross-sectional position of Figure 86 is the same as the cross-sectional position of Figure 61, which shows the main part of the thermal printhead C10.
サーマルプリントヘッドC50は、グレーズ層22をさらに備えることがサーマルプリントヘッドC10と異なる。
Thermal printhead C50 differs from thermal printhead C10 in that it further comprises a
グレーズ層22は、図86および図87に示すように、凸部12の頂面121と、絶縁層21との間に位置する。グレーズ層22は、ガラスを含有する材料からなり、たとえば、非晶質ガラスからなる。グレーズ層22の線膨張係数は、基材1の線膨張係数と同じか実質的に同じである。図87に示すように、グレーズ層22は、z方向において頂面121が向く側に膨出している。グレーズ層22のz方向の寸法Hは、グレーズ層22のy方向の中央において最も大である。As shown in Figures 86 and 87, the
次に、図88に基づき、サーマルプリントヘッドC50の製造方法の一例について説明する。Next, based on Figure 88, an example of a manufacturing method for thermal printhead C50 will be described.
サーマルプリントヘッドC10の場合と同様に、基材81の凸部12のx方向の両端の少なくともいずれかを除去(図71~図73)した後、図88に示すように、グレーズ層22を基材81の凸部12の頂面121に接して形成する。グレーズ層22は、流動体であるグレーズ材料を頂面121に供給した後、当該グレーズ材料を焼成することにより形成される。グレーズ材料の供給は、たとえばディスペンサから当該グレーズ材料を吐出することにより行われる。当該グレーズ材料は、非晶質ガラスなどのガラスを含む。当該グレーズ材料は、複数回にわたって塗布をしてもよい。当該グレーズ材料の供給方法の他の例として、スクリーンを用いてグレーズ材料を頂面121に印刷する方法が挙げられる。グレーズ層22を形成した後は、先述のサーマルプリントヘッドC10の場合と同様に、図74~図80に示す工程と同様の工程を経ることによりサーマルプリントヘッドC50が得られる。As in the case of the thermal printhead C10, at least one of the ends in the x direction of the
次に、サーマルプリントヘッドC50の作用効果について説明する。 Next, the effects of thermal print head C50 will be explained.
サーマルプリントヘッドC50の基材1は、主面11、凸部12、一対の端面13、および第1面14を有する。第1面14は、x方向において一対の端面13の少なくともいずれかと凸部12との間に位置し、かつz方向において凸部12の頂面121よりも主面11の近くに位置する。サーマルプリントヘッドC50は、配線層4に導通し、かつ第1面14を跨ぐ連絡配線(第1連絡配線63)を備える。したがって、サーマルプリントヘッドC50によっても、小型化を図ることが可能となる。The
サーマルプリントヘッドC50は、凸部12の頂面121と、絶縁層21との間に位置するグレーズ層22をさらに備える。グレーズ層22は、z方向において頂面121が向く側に膨出している。本構成をとることにより、凸部12の形成規模を抑制しつつ、サーマルプリントヘッドC50に対する記録媒体68の接触面積をより小とすることができる。さらに、グレーズ層22は、複数の発熱部31から発した熱を蓄える効果を発揮する。したがって、サーマルプリントヘッドC50によれば、印字エネルギー効率の改善を図りつつ、複数の発熱部31によりなされる記録媒体68への印字の品質を向上させることができる。The thermal printhead C50 further includes a
本開示は、先述した第3の側面に係る実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示の第3側面に係る実施形態は、以下の付記1C~21Cに記載された構成を含む。The present disclosure is not limited to the embodiments relating to the third aspect described above. The specific configurations of each part of the present disclosure can be freely designed in various ways. The embodiments relating to the third aspect of the present disclosure include the configurations described in Supplementary Notes 1C to 21C below.
付記1C.
厚さ方向を向く主面と、主走査方向において互いに離間する一対の端面と、前記主面から前記厚さ方向に突出し且つ前記主走査方向に沿って延びる凸部と、を有する基材と、
前記主走査方向に配列された複数の発熱部を含むとともに、前記主面および前記凸部に形成された抵抗体層と、
前記抵抗体層に接し且つ前記複数の発熱部に導通する配線層と、
連絡配線と、を備え、
前記凸部は、前記主面に平行な頂面を有し、
前記基材は、前記主走査方向において前記一対の端面の少なくともいずれかと前記凸部との間に位置し且つ前記厚さ方向において前記頂面よりも前記主面の近くに位置する第1面を有し、
前記連絡配線は、前記配線層に導通し且つ前記第1面を跨ぐ構成とされている、サーマルプリントヘッド。
付記2C.
前記凸部は、前記頂面および前記主面につながり、かつ副走査方向において互いに離間する一対の傾斜面を有し、
前記厚さ方向に沿って視て、前記複数の発熱部が前記頂面に重なっている、付記1Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記3C.
前記配線層は、共通配線、および複数の個別配線を含み、
前記共通配線は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向の一方側に位置し、
前記複数の個別配線は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向の他方側に位置し、
前記共通配線の一部は、前記一対の傾斜面のうち前記副走査方向の前記一方側に位置する傾斜面上に形成され、
前記複数の個別配線の各々の一部は、前記一対の傾斜面のうち前記副走査方向の前記他方側に位置する傾斜面上に形成され、
前記連絡配線は、前記共通配線に導通している、付記2Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記4C.
前記第1面は、前記凸部の前記主走査方向の両端に位置する一対の離間領域を含み、
前記連絡配線は、前記一対の離間領域の各々を跨いでいる、付記3Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記5C.
前記第1面の表面粗さは、前記主面の表面粗さよりも大である、付記3Cまたは4Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記6C.
前記第1面には、前記副走査方向に沿って延びる線状痕が形成され、
前記線状痕は、前記厚さ方向において前記主面から突出した部分を含む、付記5Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記7C.
前記一対の傾斜面は、前記主面から前記頂面にかけて互いに近づくように傾斜している、付記3Cないし6Cのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記8C.
前記一対の傾斜面の各々は、前記主面につながる第1傾斜面と、前記頂面および前記第1傾斜面につながる第2傾斜面と、を含み、
前記主面に対する前記第2傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第1傾斜面の傾斜角よりも小である、付記7Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記9C.
前記基材は、半導体材料からなり、
前記半導体材料は、ケイ素の単結晶材料である、付記3Cないし8Cのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記10C.
前記主面および前記凸部を覆う絶縁層をさらに備え、
前記抵抗体層は、前記絶縁層に接している、付記9Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記11C.
前記頂面と前記絶縁層との間に位置するグレーズ層をさらに備え、
前記グレーズ層は、前記厚さ方向において前記頂面が向く方向に膨出している、付記10Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記12C.
前記グレーズ層は、ガラスを含む材料からなる、付記11Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記13C.
前記複数の発熱部、および前記配線層を覆う保護層をさらに備える、付記3Cないし12Cのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記14C.
前記保護層の一部が前記第1面上に位置し、
前記連絡配線は、前記保護層に対向している、付記13Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記15C.
前記連絡配線が配置された基板をさらに備え、
前記連絡配線は、前記共通配線に接続されている、付記3Cないし14Cのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記16C.
放熱部材をさらに備え、
前記基板は、前記厚さ方向において前記主面とは反対側を向く裏面を有し、
前記裏面は、前記放熱部材に接合され、
前記基板は、前記放熱部材に支持されている、付記15Cに記載のサーマルプリントヘッド。
付記17C.
付記3Cないし16Cのいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記複数の発熱部に対向して配置されたプラテンローラと、を備える、サーマルプリンタ。
付記18C.
厚さ方向を向く主面と、前記主面から前記厚さ方向に向けて突出し且つ主走査方向に沿って延びる凸部と、を基材に形成する基材準備工程と、
前記凸部の前記主走査方向の両端の少なくともいずれかを除去する除去工程と、
前記主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を、前記主面および前記凸部上に形成する工程と、
前記複数の発熱部に導通する配線層を、前記抵抗体層に接して形成する工程と、
を備える、サーマルプリントヘッドの製造方法。
付記19C.
前記除去工程は、前記主走査方向に平行な軸心周りに回転するダイシングブレードを前記凸部に押し当てることを含む、付記18Cに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
付記20C.
前記基材は、半導体材料からなり、
前記半導体材料は、ケイ素の単結晶材料である、付記18Cまたは19Cに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
付記21C.
前記基材準備工程は、前記主面および前記凸部を形成するための異方性エッチングを行うことを含む、付記20Cに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
Appendix 1C.
A substrate having a main surface facing a thickness direction, a pair of end surfaces spaced apart from each other in a main scanning direction, and a protrusion protruding from the main surface in the thickness direction and extending along the main scanning direction;
a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction and formed on the main surface and the protruding portions;
a wiring layer in contact with the resistor layer and electrically connected to the heat generating portions;
and a connecting wiring;
The protrusion has a top surface parallel to the main surface,
the base material has a first surface located between at least one of the pair of end surfaces and the convex portion in the main scanning direction and located closer to the main surface than the top surface in the thickness direction;
The interconnection wiring is configured to be electrically connected to the wiring layer and to straddle the first surface.
Appendix 2C.
the protrusion has a pair of inclined surfaces that are connected to the top surface and the main surface and are spaced apart from each other in the sub-scanning direction,
The thermal printhead of claim 1C, wherein the plurality of heat generating portions overlap the top surface when viewed along the thickness direction.
Appendix 3C.
the wiring layer includes a common wiring and a plurality of individual wirings;
the common wiring is located on one side of the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction,
the individual wirings are located on the other side of the heat generating portions in the sub-scanning direction,
a portion of the common wiring is formed on one of the pair of inclined surfaces that is located on the one side in the sub-scanning direction,
a portion of each of the plurality of individual wirings is formed on one of the pair of inclined surfaces that is located on the other side in the sub-scanning direction,
The thermal printhead of claim 2C, wherein the interconnection wiring is electrically connected to the common wiring.
Appendix 4C.
the first surface includes a pair of spaced apart regions located at both ends of the protrusion in the main scanning direction,
The thermal printhead of claim 3C, wherein the interconnection lines span each of the pair of separation regions.
Appendix 5C.
The thermal printhead of claim 3C or 4C, wherein the first surface has a surface roughness greater than a surface roughness of the main surface.
Appendix 6C.
Linear scratches extending along the sub-scanning direction are formed on the first surface,
The thermal printhead described in Appendix 5C, wherein the linear scratches include portions protruding from the main surface in the thickness direction.
Appendix 7C.
The thermal printhead of any one of Appendixes 3C to 6C, wherein the pair of inclined surfaces are inclined so as to approach each other from the main surface to the top surface.
Appendix 8C.
each of the pair of inclined surfaces includes a first inclined surface connected to the main surface and a second inclined surface connected to the top surface and the first inclined surface;
The thermal printhead of claim 7C, wherein an angle of inclination of the second inclined surface with respect to the main surface is smaller than an angle of inclination of the first inclined surface with respect to the main surface.
Appendix 9C.
the substrate is made of a semiconductor material;
The thermal printhead of any one of claims 3C to 8C, wherein the semiconductor material is a single crystal material of silicon.
Appendix 10C.
further comprising an insulating layer covering the main surface and the protrusion,
The thermal printhead of claim 9C, wherein the resistor layer is in contact with the insulating layer.
Appendix 11C.
a glaze layer located between the top surface and the insulating layer;
The thermal printhead of
Appendix 12C.
The thermal printhead of claim 11C, wherein the glaze layer is made of a material including glass.
Appendix 13C.
The thermal printhead of any one of Appendixes 3C to 12C, further comprising a protective layer covering the plurality of heat generating portions and the wiring layer.
Appendix 14C.
a portion of the protective layer is located on the first surface;
The thermal printhead of claim 13C, wherein the interconnection wiring faces the protective layer.
Appendix 15C.
Further comprising a substrate on which the interconnection wiring is disposed,
The thermal printhead according to any one of Appendixes 3C to 14C, wherein the interconnection wiring is connected to the common wiring.
Appendix 16C.
Further comprising a heat dissipation member,
the substrate has a back surface facing the opposite side to the main surface in the thickness direction,
The back surface is joined to the heat dissipation member,
The thermal printhead of claim 15C, wherein the substrate is supported by the heat dissipation member.
Appendix 17C.
A thermal printhead according to any one of appendices 3C to 16C;
a platen roller disposed opposite the plurality of heat generating portions.
Appendix 18C.
A substrate preparation process for forming a substrate having a main surface facing a thickness direction and a protrusion protruding from the main surface in the thickness direction and extending along a main scanning direction;
a removing step of removing at least one of both ends of the protrusion in the main scanning direction;
forming a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction on the main surface and the protruding portion;
forming a wiring layer that is electrically connected to the plurality of heat generating portions in contact with the resistor layer;
A method for manufacturing a thermal printhead comprising:
Appendix 19 C.
The method for manufacturing a thermal printhead described in Appendix 18C, wherein the removing step includes pressing a dicing blade rotating about an axis parallel to the main scanning direction against the convex portion.
Appendix 20C.
the substrate is made of a semiconductor material;
The method of claim 18C or 19C, wherein the semiconductor material is a single crystal silicon material.
Appendix 21C.
The method for manufacturing a thermal printhead described in Appendix 20C, wherein the base material preparation step includes performing anisotropic etching to form the main surface and the convex portion.
〔第3の側面の実施形態に係る符号の説明〕
C10,C20,C30,C40,C50:サーマルプリントヘッド
1:基材 11:主面 12:凸部 121:頂面
122:傾斜面 122A:第1傾斜面
122B:第2傾斜面 123:境界 13:端面
14:第1面 14A:離間領域 141:線状痕
15:裏面 21:絶縁層 22:グレーズ層
3:抵抗体層 31:発熱部 4:配線層
41:共通配線 411:基部 412:延出部
42:個別配線 5:保護層 51:第1開口
52:第2開口 61:第1基板 611:内面
612:外面 613:開口 62:第2基板
621:搭載面 63:第1連絡配線
631:第1配線部 632:第2配線部
64:第2連絡配線 641:パッド部
642:延出部 65:駆動素子 66:放熱部材
67:第3連絡配線 68:記録媒体
69:プラテンローラ 81:基材 81A:第1面
81B:第2面 82:抵抗体膜 83:導電層
88:ダイシングブレード 891:第1マスク層
892:第2マスク層 893:マスク開口
[Explanation of symbols according to the third aspect of the embodiment]
C10, C20, C30, C40, C50: Thermal print head 1: Substrate 11: Main surface 12: Convex portion 121: Top surface 122:
次に、本開示の第4の側面に係る実施形態について、図89~図108を参照して説明する。Next, an embodiment relating to the fourth aspect of the present disclosure will be described with reference to Figures 89 to 108.
上述のとおり、特許文献2に開示されたサーマルプリントヘッドにおいては、基材の主面に、主走査方向に延びかつ前記主面から突出する凸部が形成されている。また、複数の発熱部が、凸部上に主走査方向に沿って配列されている。このようなサーマルプリントヘッドの製造においては、前記凸部の形成のために比較的長い時間を要する。そこで、本開示の第4の側面は、印字品質の向上を図ることができ、かつ製造効率の向上を図ることができるサーマルプリントヘッドを提供することを一の課題とする。As described above, in the thermal printhead disclosed in
図89~図94に基づき、第4の側面の第1実施形態にかかるサーマルプリントヘッドD10について説明する。サーマルプリントヘッドD10は、主として、基板1、絶縁層2、抵抗体層3、配線層4、保護層5および被覆層6を備える。さらにこれらに加えて、サーマルプリントヘッドD10は、配線基板71、放熱部材72、複数の駆動素子73、複数の第1ワイヤ74、複数の第2ワイヤ75、封止樹脂76およびコネクタ77を備える。図89においては、理解の便宜上、保護層5および被覆層6を透過し、かつ複数の第1ワイヤ74、複数の第2ワイヤ75、および封止樹脂76の図示を省略している。図90および図91においては、理解の便宜上、保護層5および被覆層6を透過している。
A thermal printhead D10 according to a first embodiment of the fourth aspect will be described with reference to Figures 89 to 94. The thermal printhead D10 mainly comprises a
図92に示すように、サーマルプリントヘッドD10の基板1は、放熱部材72に接合されている。配線基板71は、y方向において基板1の隣に位置する。配線基板71は、基板1と同じく放熱部材72に固定されている。基板1上には、抵抗体層3の一部をなし、かつx方向に配列された複数の発熱部31(後述)が形成されている。複数の発熱部31は、配線基板71に搭載された複数の駆動素子73により選択的に発熱する。複数の駆動素子73は、コネクタ77を介して外部から送信される印字信号にしたがって駆動する。
As shown in FIG. 92, the
図92に示すように、サーマルプリントヘッドD10は、サーマルプリンタ100の一部を構成する。他の要素として、サーマルプリンタ100は、プラテンローラ79を備える。プラテンローラ79は、感熱紙などの記録媒体78を送り出すように構成されている。プラテンローラ79が記録媒体78を複数の発熱部31に押し当てた状態で、記録媒体78に対する印字が行われる。第3の側面において述べたように、プラテンローラ79に代えて、ローラ状ではない他の機構(たとえば、平坦あるいは実質的に平坦な押圧面)を採用してもよい。As shown in FIG. 92, the thermal print head D10 constitutes a part of the
基板1は、図89に示すように、x方向に延びる帯状である。基板1は、半導体材料からなる。当該半導体材料は、たとえば、ケイ素(Si)の単結晶材料である。As shown in Fig. 89, the
図93に示すように、基板1は、主面11、裏面12、端面13および中間面14を有する。主面11および裏面12は、z方向において互いに反対側を向く。基板1の主面11および裏面12は、ともにミラー指数が(100)の面である。主面11および裏面12は、z方向において互いに反対側を向く。図92に示すように、サーマルプリントヘッドD10においては、裏面12が放熱部材72に対向する。
As shown in Figure 93, the
図93に示すように、基板1の端面13は、y方向を向く。端面13は、裏面12につながっている。中間面14は、主面11および端面13につながっている。中間面14は、主面11に対して傾斜した傾斜領域14Aを含む。図93に示すように、サーマルプリントヘッドD10においては、傾斜領域14Aは、中間面14の全体に相当する。図93および 図94に示すように、傾斜領域14Aは、主面11に対して傾斜角αで傾斜している。端面13の表面粗さは、中間面14の表面粗さよりも大である。
As shown in Figure 93, the
絶縁層2は、図93に示すように、基板1の主面11および中間面14を覆っている。絶縁層2は、基板1と抵抗体層3との間に位置する。絶縁層2により、基板1は、抵抗体層3および配線層4に対して電気絶縁されている。絶縁層2は、たとえば、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を原材料とした二酸化ケイ素(SiO2)からなる。絶縁層2の厚さの例は、1μm以上15μm以下である。基板1の端面13は、絶縁層2から露出している。
As shown in FIG. 93, the insulating
抵抗体層3は、図93に示すように、基板1の主面11および中間面14上に形成されている。この他、抵抗体層3は、中間面14上のみに形成された構成でもよい。抵抗体層3は、絶縁層2に接している。抵抗体層3は、たとえば窒化タンタル(TaN)からなる。抵抗体層3の厚さの例は、0.02μm以上0.1μm以下である。基板1の端面13は、抵抗体層3から露出している。図93に示す例においては、端面13の全体が抵抗体層3に覆われていない。あわせて、中間面14における抵抗体層3の先端部(ある特定の層(この場合には抵抗体層3)において最も下流側に位置する部分)は、保護層5に覆われていることが好ましい。この場合には、電圧が印加される抵抗体層3は、サーマルプリントヘッドD10の先端面(サーマルプリントヘッドD10において最も下流側に位置する面であって端面13を含む面)において露出しない構成となる。本構成をとることによって、サーマルプリントヘッドD10の使用時における安全性が確保される。
As shown in FIG. 93, the
図90、図91および図93に示すように、抵抗体層3は、複数の発熱部31を含む。抵抗体層3において、複数の発熱部31は、配線層4から露出する部分である。複数の発熱部31に対して配線層4から選択的に通電されることによって、複数の発熱部31は、記録媒体78を局所的に加熱する。複数の発熱部31は、x方向に配列されている。複数の発熱部31のうち、x方向において隣り合う2つの発熱部31は、互いに離れて位置する。z方向に沿って視て、複数の発熱部31は、基板1の傾斜領域14A(中間面14)に重なっている。図92に示すように、サーマルプリンタ100において、複数の発熱部31は、プラテンローラ79に対向している。90, 91 and 93, the
配線層4は、図93に示すように、抵抗体層3に接して形成されている。配線層4は、抵抗体層3の複数の発熱部31に通電するための導電経路をなしている。配線層4の電気抵抗率は、抵抗体層3の電気抵抗率よりも小である。配線層4は、たとえば銅(Cu)からなる金属層である。配線層4の厚さの例は、0.3μm以上2.0μm以下である。この他、配線層4は、抵抗体層3上に積層されたチタン(Ti)層と、当該チタン層上に積層された銅層との2つの金属層からなる構成でもよい。この場合のチタン層の厚さの例は、0.1μm以上0.2μm以下である。配線層4は、基板1の主面11および中間面14上に形成されている。配線層4は、中間面14と、基板1の端面13との境界15から離れて位置する。端面13は、配線層4から露出している。図93に示す例においては、端面13の全体が配線層4に覆われていない。あわせて、中間面14における配線層4の先端部は、保護層5によって覆われている。これにより、電圧が印加される配線層4は、サーマルプリントヘッドD10の先端面において露出しない構成となる。本構成をとることによって、サーマルプリントヘッドD10の使用時における安全性が確保される。
As shown in FIG. 93, the
サーマルプリントヘッドD10においては、図90および図91に示すように、配線層4は、共通配線41、複数の個別配線42、および複数の中継配線43を含む。これらの各々は、複数の発熱部31のいずれかに導通している。これらのうち共通配線41、および複数の個別配線42の各々は、基板1の主面11上に形成された部分と、基板1の中間面14上に形成された部分を含む。共通配線41、および複数の個別配線42は、y方向において複数の発熱部31に対して主面11が位置する側(y方向の上流側)に位置する。複数の中継配線43は、y方向において複数の発熱部31に対して共通配線41、および複数の個別配線42とは反対側(y方向の下流側)に位置する。複数の中継配線43は、中間面14上に形成されている。In the thermal printhead D10, as shown in FIG. 90 and FIG. 91, the
図90および図91に示すように、共通配線41は、基部411、および複数の延出部412を有する。基部411は、複数の個別配線42よりもy方向の上流側に位置する。基部411は、x方向に延びる帯状である。複数の延出部412は、基部411のy方向の下流側の端部から複数の発熱部31に向けて延びる帯状である。複数の延出部412は、x方向に沿って配列されている。複数の延出部412の各々の一部は、基板1の中間面14上に形成されている。複数の延出部412の各々は、複数の発熱部31のいずれかに導通している。共通配線41においては、基部411から複数の延出部412を介して複数の発熱部31に電流が流れる。90 and 91, the
図90および図91に示すように、複数の個別配線42の各々は、パッド部421および延出部422を有する。パッド部421は、複数の個別配線42の各々においてy方向の上流側に位置する。延出部422は、パッド部421から複数の発熱部31に向けて延びる帯状である。複数の個別配線42の延出部422は、x方向に沿って配列されている。延出部422の一部は、基板1の中間面14上に形成されている。延出部422は、複数の発熱部31のいずれかに導通している。x方向において、延出部422は、共通配線41の複数の延出部412のいずれかと互いに隣り合っている。複数の個別配線42の各々においては、複数の発熱部31のいずれかから延出部422を介してパッド部421に電流が流れる。90 and 91, each of the multiple
図90および図91に示すように、複数の中継配線43の各々は、複数の発熱部31のうち互いに隣り合う2つの発熱部31に導通している。当該2つの発熱部31のうち一方の発熱部31は、共通配線41の複数の延出部412のいずれかに導通している。当該2つの発熱部31のうち他方の発熱部31は、複数の個別配線42のいずれかの延出部422に導通している。これにより、複数の中継配線43の各々は、当該2つの発熱部31を介して共通配線41と、複数の個別配線42のいずれかとに導通している。複数の中継配線43の各々においては、共通配線41の複数の延出部412のいずれかに導通する当該2つの発熱部31のうち一方の発熱部31から、複数の個別配線42のいずれかの延出部422に導通する当該2つの発熱部31のうち他方の発熱部31に向けて電流が流れる。当該2つの発熱部31が、記録媒体78に形成される1個の点(ドット)に対応する。90 and 91, each of the multiple relay wirings 43 is conductive to two adjacent
保護層5は、図93に示すように、抵抗体層3の複数の発熱部31、および配線層4を覆っている。保護層5は、電気絶縁性を有する。保護層5は、ケイ素を含む。保護層5は、たとえば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素(Si3N4)および炭化ケイ素(SiC)のいずれからなる。あるいは、保護層5は、これらの物質のうち複数種類からなる積層体でもよい。保護層5の厚さの例は、1.0μm以上10μm以下である。サーマルプリンタ100において、記録媒体78は、図92に示すプラテンローラ79により複数の発熱部31を覆う保護層5の領域に押し当てられる。基板1の端面13は、保護層5から露出している。
As shown in FIG. 93, the
図93に示すように、保護層5には、配線開口51が設けられている。配線開口51は、z方向に保護層5を貫通している。配線開口51から、複数の個別配線42のパッド部421と、複数の個別配線42の延出部422の各々の一部とが露出している。93, a
被覆層6は、図93に示すように、保護層5を覆っている。z方向に沿って視て、被覆層6は、抵抗体層3の発熱部31に重なっている。被覆層6は、たとえば炭化ケイ素からなる。基板1の端面13は、被覆層6から露出している。
As shown in Figure 93, the
配線基板71は、図92に示すように、基板1に対してy方向の上流側に位置する。図89に示すように、z方向に沿って視て、複数の個別配線42は、y方向において抵抗体層3の複数の発熱部31と、配線基板71との間に位置する。z方向に沿って視て、配線基板71の面積は、基板1の面積よりも大である。さらに、z方向に沿って視て、配線基板71は、x方向を長手方向とする矩形状である。配線基板71は、たとえばPCB基板である。配線基板71には、複数の駆動素子73、およびコネクタ77が搭載されている。As shown in FIG. 92, the
放熱部材72は、図92に示すように、基板1の裏面12に対向している。裏面12は、放熱部材72に接合されている。配線基板71は、ねじなどの締結部材により放熱部材72に固定されている。サーマルプリントヘッドD10の使用時において、抵抗体層3の複数の発熱部31から発生した熱の一部は、基板1を介して放熱部材72に伝導される。放熱部材72に伝導された熱は、外部へと放熱される。放熱部材72は、たとえばアルミニウム(Al)からなる。
As shown in FIG. 92, the
複数の駆動素子73は、図89および図92に示すように、電気絶縁性を有するダイボンディング材(図示略)を介して配線基板71上に搭載されている。複数の駆動素子73の各々は、種々の回路が構成された半導体素子である。複数の駆動素子73の各々には、複数の第1ワイヤ74の各々の一端と、複数の第2ワイヤ75の各々の一端とが接合されている。複数の第1ワイヤ74の他端は、複数の個別配線42のパッド部421に対して個別に接合されている。複数の第2ワイヤ75の各々の他端は、配線基板71に設けられ、かつコネクタ77に導通する配線(図示略)に接合されている。これにより、印字信号、制御信号、および複数の駆動素子73をそれぞれ動作させる電圧(接地電位を含む。)が、外部からコネクタ77を介して複数の駆動素子73に入力される。複数の駆動素子73は、これらの電気信号に基づき、複数の個別配線42に電圧を選択的に印加させる。これにより、複数の発熱部31が選択的に発熱する。As shown in FIG. 89 and FIG. 92, the driving
封止樹脂76は、図92に示すように、複数の駆動素子73、複数の第1ワイヤ74、および複数の第2ワイヤ75と、基板1および配線基板71の各々の一部とを覆っている。封止樹脂76は、電気絶縁性を有する。封止樹脂76は、たとえばアンダーフィルとして用いられる黒色かつ軟質の合成樹脂である。この他、封止樹脂76は、黒色かつ硬質の合成樹脂でもよい。As shown in FIG. 92, the sealing
コネクタ77は、図89および図92に示すように、配線基板71のy方向の一端に搭載されている。コネクタ77は、サーマルプリンタ100が有する制御部(図示略)に接続される。コネクタ77は、複数のピンを有する。当該複数のピンの一部は、配線基板71において、複数の第2ワイヤ75が接合された配線(図示略)に導通している。さらに、当該複数のピンの別の一部は、配線基板71において、共通配線41の基部411に導通する配線(図示略)に導通している。当該複数のピンのさらに別の一部には、複数の発熱部31に印加される印字用電圧(接地電位を含む。)が供給される。
As shown in Figures 89 and 92, the
次に、図95~図103に基づき、サーマルプリントヘッドD10の製造方法の一例について説明する。Next, based on Figures 95 to 103, an example of a manufacturing method for thermal printhead D10 will be described.
図95および図96に示すように、基材81に溝部813を形成する。
As shown in Figures 95 and 96, a
具体的には、図95に示すように、基材81を覆う第1マスク層891と、第1マスク層891の一部を覆う第2マスク層892とを形成する。基材81は、半導体材料からなる。当該半導体材料は、たとえば、ケイ素の単結晶材料である。基材81は、シリコンウエハである。z方向に対して直交する方向において、複数の基板1にそれぞれ相当する領域が複数個連なったものが、基材81に相当する。基材81は、主面811および裏面812を有する。主面811および裏面812は、z方向において互いに反対側を向く。基材81の主面811および裏面812は、ともにミラー指数が(100)の面である。第1マスク層891は、主面811および裏面812を覆うように形成される。第1マスク層891は、二酸化ケイ素からなる。第2マスク層892は、主面811を覆う第1マスク層891の領域を覆うように形成される。第2マスク層892は、窒化ケイ素からなる。主面811を覆う第1マスク層891の領域と、当該領域を覆う第2マスク層892には、z方向に貫通するマスク開口893が形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 95, a
第1マスク層891および第2マスク層892の形成にあたっては、まず、熱酸化法により主面811および裏面812を覆う二酸化ケイ素の薄膜を形成する。次いで、熱CVD(Chemical Vapor Deposition)により、主面811を覆う第1マスク層891の領域を覆う窒化ケイ素の薄膜を形成する。最後に、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)とにより、主面811を覆う二酸化ケイ素の薄膜の領域の一部と、当該領域を覆う窒化ケイ素の薄膜の一部とを除去する。これにより、第1マスク層891および第2マスク層892が形成されるとともに、主面811を覆う当該第1マスク層891の領域と、当該領域を覆う第2マスク層892とにマスク開口893が形成される。
When forming the
第1マスク層891として、主面811および裏面812を覆う窒化ケイ素の薄膜を熱CVDによって形成してもよい。この場合には、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチングとにより、主面811において第1マスク層891によって覆われた所定の領域と、その領域以外であって主面811が露出する領域であるマスク開口893とが形成される。As the
次いで、図96に示すように、基材81に溝部813を形成する。溝部813は、図96に示すマスク開口893で露出した基材81の主面811の領域に対して、水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いたウエットエッチングにより形成される。当該エッチングは、異方性である。最後に、フッ化水素酸(HF)を用いたウエットエッチングにより第1マスク層891および第2マスク層892を除去する。以上により、基材81に溝部813が形成される。溝部813は、主面811からz方向に凹み、かつx方向に沿って延びている。溝部813は、一対の傾斜面814、および底面815により規定される。一対の傾斜面814は、主面811につながり、かつy方向において互いに対向している。主面11に対する一対の傾斜面814の各々の傾斜角αは、互いに等しい。底面815は、z方向において主面811と裏面812との間に位置し、かつ一対の傾斜面814につながっている。このように、基材81に一対の傾斜面814、および底面815を異方性エッチングにより形成することによって、溝部813が形成される。96, a
基材81に溝部813を形成した後、主面11を覆う二酸化ケイ素の薄膜を熱酸化法により形成してもよい。複数の第1ワイヤ74が個別に接合される複数の個別配線42のパッド部421には、金属層がめっきにより積層されることがある。当該二酸化ケイ素の薄膜は、めっきにより金属層を積層する際、当該金属層の異常成長を抑制する効果がある。After forming the
次いで、図97に示すように、基材81の主面11、一対の傾斜面814、および底面815を覆う絶縁層2を形成する。絶縁層2は、プラズマCVDによりオルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を原料ガスとして形成された二酸化ケイ素の薄膜を複数回にわたって基材81に積層させることによって形成される。97, an insulating
次いで、図98~図100に示すように、抵抗体層3および配線層4を形成する。抵抗体層3は、x方向に配列された複数の発熱部31を含む。配線層4は、複数の発熱部31に導通する。
Next, as shown in Figures 98 to 100, the
図98に示すように、基材81上に抵抗体膜82を形成する。抵抗体膜82は、絶縁層2の全面を覆うように形成される。抵抗体膜82は、スパッタリング法により窒化タンタルの薄膜を絶縁層2に積層させることによって形成される。As shown in Figure 98, a
次いで、図99に示すように、抵抗体膜82の全面を覆う導電層83を形成する。導電層83は、スパッタリング法により銅の薄膜を複数回にわたって抵抗体膜82に積層させることによって形成される。この他、導電層83の形成にあたっては、スパッタリング法によりチタンの薄膜を抵抗体膜82に積層させた後、当該チタンの薄膜に対してスパッタリング法により銅の薄膜を複数回にわたって積層させる手法を採ってもよい。
Next, as shown in Fig. 99, a
次いで、図100に示すように、導電層83に対してリソグラフィパターニングを施した後、導電層83の一部を除去する。当該除去は、硫酸(H2SO4)および過酸化水素(H2O2)の混合溶液を用いたウエットエッチングにより行われる。これにより、配線層4が抵抗体膜82に接して形成される。あわせて、基材81の一対の傾斜面814上に抵抗体層3の複数の発熱部31が形成される。
100, the
次いで、図101に示すように、抵抗体層3の複数の発熱部31、および配線層4を覆う保護層5を形成する。保護層5は、プラズマCVDにより窒化ケイ素の薄膜を複数の発熱部31、および配線層4に積層させることによって形成される。さらに本工程では、図93に示す配線開口51を保護層5に形成する。配線開口51は、保護層5に対してリソグラフィパターニングを施した後、保護層5の一部を除去することにより形成される。当該除去は、反応性イオンエッチングにより行われる。これにより、配線開口51から複数の個別配線42の一部(図93に示す複数の個別配線42のパッド部421、および複数の個別配線42の延出部422の各々の一部)が露出する。複数の個別配線42の各々の一部であり、かつ配線開口51から露出する部分は、たとえばワイヤボンディングにより複数の第1ワイヤ74が個別に接合されるパッド部421をなす。配線開口51から露出する複数の個別配線42の各々の部分(パッド部421を含む)には、めっきにより金などの金属層を積層してもよい。
Next, as shown in FIG. 101, a
次いで、図102に示すように、保護層5を覆う被覆層6を形成する。被覆層6は、プラズマCVDにより炭化ケイ素の薄膜を保護層5に積層させることによって形成される。本工程では、z方向に沿って視て被覆層6が抵抗体層3の複数の発熱部31に重なるようにする。
Next, as shown in Fig. 102, a
次いで、図103に示すように、基材81をz方向に切断する。基材81の切断にあたっては、砥粒を含むダイシングブレード88が用いられる。本工程では、基材81の溝部813がy方向に分断されるようにする。本工程により、切断された基材81が基板1となり、かつ基板1には、主面11、裏面12、端面13および中間面14が形成される。主面11は、基材81の主面811の一部に相当する。裏面12は、基材81の裏面812の一部に相当する。端面13は、本工程における基材81の切断面に相当する。中間面14は、基材81の一対の傾斜面814のいずれかの一部に相当する。したがって、本工程により、基板1を含むサーマルプリントヘッドD10の要部が得られる。端面13の表面粗さが中間面14の表面粗さよりも大である理由は、端面13が基材81の切断面であって、かつ砥粒による加工痕を含む加工面であることに対し、中間面14が異方性エッチングにより基材81の一部を除去した加工面であることに起因する。
Next, as shown in FIG. 103, the
基材81をz方向に切断する工程においては、レーザ光を使用してもよい。本工程においては、基材81の主面811に亀裂、溝、または所定の間隔をもって直線状に配列された複数の有底孔などをレーザ光により形成した後に、基材81に外力を作用させることによって基材81が切断される。本工程においても、中間面14の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する端面13が得られる。In the process of cutting the
次いで、配線基板71に複数の駆動素子73、およびコネクタ77を搭載する。次いで、基板1の裏面12、および配線基板71を放熱部材72に接合させる。次いで、配線基板71に対して複数の第1ワイヤ74、および複数の第2ワイヤ75の接合を行う。最後に、基板1および配線基板71に対して、駆動素子73、複数の第1ワイヤ74、および複数の第2ワイヤ75を覆う封止樹脂76の形成を行う。以上の工程を経ることによって、サーマルプリントヘッドD10が得られる。Next, a plurality of
次に、図104に基づき、サーマルプリントヘッドD10の変形例であるサーマルプリントヘッドD11について説明する。 Next, based on Figure 104, we will explain thermal print head D11, which is a modified example of thermal print head D10.
図104に示すように、サーマルプリントヘッドD11においては、中間面14の構成がサーマルプリントヘッドD10の当該構成と異なる。サーマルプリントヘッドD11の中間面14は、傾斜領域14Aおよび張出領域14Bを含む。傾斜領域14Aは、主面11につながっている。張出領域14Bは、端面13および傾斜領域14Aにつながっている。張出領域14Bは、z方向において主面11と同じ側を向く。張出領域14Bは、傾斜領域14Aとともに絶縁層2に覆われている。サーマルプリントヘッドD11においても、端面13の表面粗さは、中間面14の表面粗さよりも大である。サーマルプリントヘッドD11の中間面14は、サーマルプリントヘッドD10の製造工程のうち基材81をz方向に切断する工程(図103参照)において、底面815の一部が残存するように基材81を切断することより得られる。104, in the thermal printhead D11, the configuration of the
次に、図105に基づき、サーマルプリントヘッドD10の製造方法の変形例について説明する。 Next, based on Figure 105, a modified manufacturing method for thermal printhead D10 will be described.
サーマルプリントヘッドD10の製造工程うち基材81に溝部813を形成する工程(図96および図97参照)の変形例として、図105に示す溝部813を基材81に形成する手法が挙げられる。基材81に一対の傾斜面814のみを異方性エッチングにより形成することによって、溝部813が形成される。一対の傾斜面814の各々の下端は、互いにつながっている。溝部813は、一対の傾斜面814のみにより規定される。As a variation of the process of forming a
次に、サーマルプリントヘッドD10の作用効果について説明する。 Next, the effects of the thermal print head D10 will be explained.
サーマルプリントヘッドD10は、y方向を向く端面13と、主面11に対して傾斜した傾斜領域14Aを含み、かつ主面11および端面13につながる中間面14とを有する。z方向に沿って視て、抵抗体層3の複数の発熱部31は、傾斜領域14Aに重なっている。これにより、サーマルプリントヘッドD10の使用の際、記録媒体78を傾斜領域14A上の小さい面積に接触させることができる。このことによって、複数の発熱部31が生成した熱が効率よく記録媒体78に伝導する。したがって、サーマルプリントヘッドD10によれば、第1に、記録媒体78の印字に必要な複数の発熱部31からの発熱量が比較的少なくて済むため、消費電力の低減を図ることができる。第2に、印字品質の向上を図ることができる。The thermal printhead D10 has an
サーマルプリントヘッドD10においては、基板1の端面13が抵抗体層3および配線層4の双方から露出している。このような端面13の構成は、サーマルプリントヘッドD10の製造において、図95および図96に示す基材81に溝部813を形成する工程と、図103に示す基材81をz方向に切断する工程とを備えることにより得られる。In the thermal printhead D10, the
図95および図96に示す基材81に溝部813を形成する工程では、溝部813の少なくとも一部を規定する一対の傾斜面814を基材81に形成する。その後工程である抵抗体層3を形成する工程(図98~図100参照)では、一対の傾斜面814上に抵抗体層3が形成される。これにより、サーマルプリントヘッドD10において、傾斜領域14Aを含む中間面14を有する基板1を具備しつつ、z方向に沿って視て複数の発熱部31が傾斜領域14Aに重なる構成をとることができる。95 and 96, in the step of forming
印字品質の向上のために基材81に一対の傾斜面814を形成する場合、基材81の主面811からz方向に突出する凸部を形成する場合よりも、主面811からz方向に凹む溝部813を形成する場合の方が、一対の傾斜面814の形成時間が短縮される。これは、一対の傾斜面814の形成に伴う基材81の除去体積が、当該凸部を形成する場合よりも溝部813を形成する場合の方が小となるためである。さらに、基材81をz方向に切断する際、溝部813がy方向に分断されることによって、サーマルプリントヘッドD10の要部の製造個数が2倍になる。したがって、サーマルプリントヘッドD10の製造方法によれば、製造効率の向上を図ることができるとともに、基板1の端面13は、製造効率の向上が図られたサーマルプリントヘッドD10における製造時の痕跡であることがいえる。以上より、サーマルプリントヘッドD10によれば、印字品質の向上と、当該サーマルプリントヘッドの製造効率の向上との両立を図ることが可能となる。When forming a pair of
基材81は、半導体材料(ケイ素の単結晶材料)からなる。これにより、基材81に一対の傾斜面814を異方性エッチングにより形成することができる。The
基板1は、半導体材料(ケイ素の単結晶材料)からなる。これにより、基板1の熱伝導率が比較的大(約170W/(m・K))となるため、サーマルプリントヘッドD10の放熱性の向上を図ることができる。さらに、基板1の端面13が外部に対して露出していることは、放熱性の向上に寄与する。この場合において、端面13の表面粗さが基板1の中間面14の表面粗さよりも大であることは、端面13の表面積の増加につながるため、サーマルプリントヘッドD10の放熱性の向上がより効果的なものとなる。加えて、サーマルプリントヘッドD10の放熱性が向上することは、印字速度の高速化に寄与する。
The
配線層4は、中間面14上に形成された部分を含み、かつ中間面14と端面13との境界15から離れて位置する。これにより、図105に示す基材81をz方向に切断する工程において、ダイシングブレード88が配線層4に接触することなく基材81が切断される。したがって、本工程において配線層4が断線することを防止できる。The
サーマルプリントヘッドD10は、複数の発熱部31、および配線層4を覆う保護層5をさらに備える。これにより、複数の発熱部31、および配線層4が保護層5により保護されるとともに、サーマルプリントヘッドD10の使用の際、サーマルプリントヘッドD10に対する記録媒体78の接触がより円滑になる。The thermal printhead D10 further includes a
サーマルプリントヘッドD10は、保護層5を覆う被覆層6を備える。z方向に沿って視て、被覆層6は、複数の発熱部31に重なっている。これにより、サーマルプリントヘッドD10の使用の際、記録媒体78が被覆層6に接触する構成となる。したがって、記録媒体78の送り出しに起因した保護層5の摩耗を抑制できる。The thermal printhead D10 has a
サーマルプリントヘッドD10は、放熱部材72をさらに備える。基板1の裏面12は、放熱部材72に接合されている。これにより、サーマルプリントヘッドD10の使用時において、複数の発熱部31から発した熱の一部を、基板1および放熱部材72を介して速やかに外部に放出させることができる。The thermal printhead D10 further includes a
図106~図108に基づき、本開示の第4の側面の第2実施形態にかかるサーマルプリントヘッドD20について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドD10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図106においては、理解の便宜上、保護層5および被覆層6を透過し、かつ複数の第1ワイヤ74、複数の第2ワイヤ75、および封止樹脂76の図示を省略している。図107および図108においては、理解の便宜上、保護層5および被覆層6を透過している。
A thermal printhead D20 according to a second embodiment of the fourth aspect of the present disclosure will be described with reference to Figures 106 to 108. In these figures, elements that are the same as or similar to those of the thermal printhead D10 described above are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted. In Figure 106, for ease of understanding, the
サーマルプリントヘッドD20においては、配線層4の構成が、先述したサーマルプリントヘッドD10の当該構成と異なる。In thermal printhead D20, the configuration of the
図106~図108に示すように、サーマルプリントヘッドD20においては、配線層4は、共通配線41、および複数の個別配線42を含み、かつ複数の中継配線43を含まない。共通配線41は、y方向において抵抗体層3の複数の発熱部31に対して基板1の端面13が位置する側(y方向の下流側)に位置する。複数の個別配線42は、y方向において複数の発熱部31に対して共通配線41とは反対側に位置する。共通配線41と、複数の個別配線42の各々の延出部422の一部とが、基板1の中間面14上に形成されている。
As shown in Figures 106 to 108, in thermal printhead D20, the
図107および図108に示すように、共通配線41の基部411は、複数の発熱部31からy方向の下流側に最も離れて位置する。共通配線41の複数の延出部412は、基部411のy方向の上流側の端部から複数の発熱部31に向けて延びる帯状である。複数の発熱部31は、y方向において共通配線41と、複数の個別配線42との間に位置する。z方向に沿って視て、複数の発熱部31の各々は、共通配線41の複数の延出部412のいずれかと、複数の個別配線42のいずれかの延出部422とにy方向において挟まれた構成となっている。107 and 108, the
次に、サーマルプリントヘッドD20の作用効果について説明する。 Next, the effects of the thermal print head D20 will be explained.
サーマルプリントヘッドD20は、y方向を向く端面13と、主面11に対して傾斜した傾斜領域14Aを含み、かつ主面11および端面13につながる中間面14とを有する。z方向に沿って視て、抵抗体層3の複数の発熱部31は、傾斜領域14Aに重なっている。端面13が抵抗体層3および配線層4の双方から露出している。したがって、サーマルプリントヘッドD20によっても、印字品質の向上と、当該サーマルプリントヘッドの製造効率の向上との両立を図ることが可能となる。さらに、サーマルプリントヘッドD10と同様の構成を備えることによって、当該構成に対応する作用効果を奏する。The thermal printhead D20 has an
サーマルプリントヘッドD20においては、複数の発熱部31は、y方向において共通配線41と、複数の個別配線42との間に位置する。換言すれば、1個の発熱部31が、記録媒体78に形成される1個の点(ドット)に対応する。これにより、サーマルプリントヘッドD10の配線層4の構成(図91参照)と比較して、x方向に沿った単位長さに おける複数の個別配線42の数をより増加させることができる。このため、x方向に沿った単位長さにおける1ドットに対応する発熱部31の数をより増加させることができる。したがって、記録媒体78の印字にかかるx方向に沿った単位長さ当たりの印字ドット数(ドット密度)が増加するため、より細密な印字を記録媒体78に施すことが可能となる。In the thermal printhead D20, the multiple
サーマルプリントヘッドD10およびサーマルプリントヘッドD20の各々が備える配線層4の構成は一例である。本開示における配線層4の構成は、サーマルプリントヘッドD10およびサーマルプリントヘッドD20の各々が備える構成に限定されない。The configuration of the
本開示は、先述した第4の側面に係る実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示の第4側面に係る実施形態は、以下の付記1D~16Dに記載された構成を含む。The present disclosure is not limited to the embodiments relating to the fourth aspect described above. The specific configurations of each part of the present disclosure can be freely designed in various ways. Embodiments relating to the fourth aspect of the present disclosure include the configurations described in Supplementary Notes 1D to 16D below.
付記1D.
厚さ方向を向く主面と、副走査方向を向く端面と、前記主面に対して傾斜した傾斜領域を含み、かつ前記主面および前記端面につながる中間面と、を有する基板と、
主走査方向に配列された複数の発熱部を含むとともに、前記中間面上に形成された抵抗体層と、
前記複数の発熱部に導通し、かつ前記抵抗体層に接して形成された配線層と、を備え、
前記厚さ方向に沿って視て、前記複数の発熱部は、前記傾斜領域に重なっており、
前記端面が前記抵抗体層および前記配線層から露出している、サーマルプリントヘッド。
付記2D.
前記端面の表面粗さは、前記中間面の表面粗さよりも大である、付記1Dに記載のサーマルプリントヘッド。
付記3D.
前記配線層は、前記中間面上に形成された部分を含み、かつ前記中間面と前記端面との境界から離れて位置する、付記1Dまたは2Dに記載のサーマルプリントヘッド。
付記4D.
前記配線層は、共通配線および個別配線を含み、
前記共通配線および前記個別配線の各々は、前記複数の発熱部のいずれかに導通しており、
前記共通配線および前記個別配線の各々は、前記中間面上に形成された部分を含む、付記3Dに記載のサーマルプリントヘッド。
付記5D.
前記共通配線および前記個別配線は、前記副走査方向において前記複数の発熱部に対して前記主面が位置する側に位置し、かつ前記主走査方向において互いに隣り合っており、
前記配線層は、前記副走査方向において前記複数の発熱部に対して前記共通配線および前記個別配線とは反対側に位置する中継配線を含み、
前記中継配線は、前記複数の発熱部のうち互いに隣り合う2つの発熱部を介して前記共通配線および前記個別配線に導通している、付記4Dに記載のサーマルプリントヘッド。
付記6D.
前記共通配線は、前記副走査方向において前記複数の発熱部に対して前記端面が位置する側に位置しており、
前記個別配線は、前記副走査方向において前記複数の発熱部に対して前記共通配線とは反対側に位置しており、
前記複数の発熱部は、前記副走査方向において前記共通配線と前記個別配線との間に位置する、付記4Dに記載のサーマルプリントヘッド。
付記7D.
前記基板は、半導体材料からなり、
前記半導体材料は、ケイ素の単結晶材料を含む、付記1Dないし6Dのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記8D.
前記主面および前記中間面を覆う絶縁層をさらに備え、
前記絶縁層は、前記基板と前記抵抗体層との間に位置しており、
前記端面が前記絶縁層から露出している、付記7Dに記載のサーマルプリントヘッド。
付記9D.
前記複数の発熱部、および前記配線層を覆う保護層をさらに備え、
前記端面が前記保護層から露出している、付記1Dないし8Dのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記10D.
前記保護層を覆う被覆層をさらに備え、
前記厚さ方向に沿って視て、前記被覆層は、前記複数の発熱部に重なっており、
前記端面が前記被覆層から露出している、付記9Dに記載のサーマルプリントヘッド。
付記11D.
放熱部材をさらに備え、
前記基板は、前記厚さ方向において前記主面とは反対側を向く裏面を有し、
前記裏面は、前記放熱部材に接合されている、付記1Dないし10Dのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
付記12D.
厚さ方向を向く主面を有する基材において、前記主面から前記厚さ方向に凹み、かつ主走査方向に沿って延びる溝部を形成する工程と、
前記主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を、前記基材上に形成する工程と、
前記複数の発熱部に導通する配線層を、前記抵抗体層に接して形成する工程と、を備え、
前記溝部を形成する工程では、前記主面につながり、かつ副走査方向において互いに対向するとともに、前記溝部の少なくとも一部を規定する一対の傾斜面を前記基材に形成し、
前記抵抗体層を形成する工程では、前記一対の傾斜面上に前記抵抗体層が形成され、
前記配線層を形成する工程の後に、前記溝部が前記副走査方向に分断されるように、前記基材を前記厚さ方向に切断する工程をさらに備える、サーマルプリントヘッドの製造方法。
付記13D.
前記基材は、半導体材料からなり、
前記半導体材料は、ケイ素の単結晶材料を含み、
前記溝部を形成する工程では、異方性エッチングにより前記一対の傾斜面を形成する、付記12Dに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
付記14D.
前記溝部を形成する工程の後、かつ前記抵抗体層を形成する工程の前に、前記主面、および前記一対の傾斜面を覆う絶縁層を形成する工程をさらに備える、付記13Dに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
付記15D.
前記配線層を形成する工程の後、かつ前記基材を切断する工程の前に、前記複数の発熱部、および前記配線層を覆う保護層を形成する工程をさらに備える、付記12Dないし14Dのいずれかに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
付記16D.
前記保護層を形成する工程の後、かつ前記基材を切断する工程の前に、前記保護層を覆 う被覆層を形成する工程をさらに備え、
前記被覆層を形成する工程では、前記厚さ方向に沿って視て前記被覆層が前記複数の発熱部に重なるようにする、付記15Dに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
Appendix 1D.
a substrate having a main surface facing a thickness direction, an end surface facing a sub-scanning direction, and an intermediate surface including an inclined region inclined with respect to the main surface and connected to the main surface and the end surface;
a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction and formed on the intermediate surface;
a wiring layer that is electrically connected to the plurality of heat generating portions and is formed in contact with the resistor layer,
When viewed along the thickness direction, the heat generating portions overlap the inclined region,
The end surface of the thermal printhead is exposed from the resistor layer and the wiring layer.
Appendix 2D.
1D. The thermal printhead of
Appendix 3D.
The thermal printhead of claim 1D or 2D, wherein the wiring layer includes a portion formed on the intermediate surface and located away from the boundary between the intermediate surface and the end surface.
Appendix 4D.
the wiring layer includes common wiring and individual wiring,
each of the common wiring and the individual wiring is electrically connected to one of the plurality of heat generating portions;
The thermal printhead of claim 3D, wherein each of the common wiring and the individual wiring includes a portion formed on the intermediate surface.
Appendix 5D.
the common wiring and the individual wiring are located on a side of the main surface with respect to the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction, and are adjacent to each other in the main scanning direction;
the wiring layer includes relay wiring located on an opposite side of the common wiring and the individual wiring with respect to the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction,
The thermal printhead according to claim 4D, wherein the relay wiring is electrically connected to the common wiring and the individual wiring via two adjacent heat generating portions among the plurality of heat generating portions.
Appendix 6D.
the common wiring is located on a side where the end surface is located with respect to the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction,
the individual wiring is located on an opposite side of the common wiring with respect to the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction,
The thermal printhead according to claim 4D, wherein the plurality of heat generating portions are positioned between the common wiring and the individual wiring in the sub-scanning direction.
Appendix 7D.
the substrate is made of a semiconductor material;
The thermal printhead of any preceding claim, wherein the semiconductor material comprises a single crystal material of silicon.
Appendix 8D.
further comprising an insulating layer covering the main surface and the intermediate surface;
the insulating layer is located between the substrate and the resistor layer;
7D. The thermal printhead of
Appendix 9D.
a protective layer covering the plurality of heat generating portions and the wiring layer;
8D. The thermal printhead of claim 1D, wherein the end surface is exposed from the protective layer.
Appendix 10D.
Further comprising a coating layer covering the protective layer,
When viewed along the thickness direction, the coating layer overlaps the plurality of heat generating portions,
The thermal printhead of claim 9D, wherein the end surface is exposed from the covering layer.
Appendix 11D.
Further comprising a heat dissipation member,
the substrate has a back surface facing the opposite side to the main surface in the thickness direction,
The thermal printhead according to any one of claims 1D to 10D, wherein the back surface is joined to the heat dissipation member.
Appendix 12D.
A step of forming a groove portion in a substrate having a main surface facing a thickness direction, the groove portion being recessed from the main surface in the thickness direction and extending along a main scanning direction;
forming a resistor layer on the base material, the resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction;
forming a wiring layer that is electrically connected to the plurality of heat generating portions in contact with the resistor layer;
In the step of forming the groove portion, a pair of inclined surfaces are formed on the base material, the inclined surfaces are connected to the main surface, face each other in a sub-scanning direction, and define at least a portion of the groove portion;
In the step of forming the resistor layer, the resistor layer is formed on the pair of inclined surfaces,
The method for manufacturing a thermal printhead further comprises, after the step of forming the wiring layer, a step of cutting the base material in the thickness direction so that the groove portion is divided in the sub-scanning direction.
Appendix 13D.
the substrate is made of a semiconductor material;
the semiconductor material comprises a single crystal material of silicon;
The method for manufacturing a thermal printhead according to claim 12D, wherein in the step of forming the groove portion, the pair of inclined surfaces are formed by anisotropic etching.
Appendix 14D.
The method for manufacturing a thermal printhead described in Appendix 13D, further comprising the step of forming an insulating layer covering the main surface and the pair of inclined surfaces after the step of forming the groove portion and before the step of forming the resistor layer.
Appendix 15D.
A method for manufacturing a thermal printhead described in any one of Appendices 12D to 14D, further comprising a step of forming a protective layer covering the multiple heat generating portions and the wiring layer after the step of forming the wiring layer and before the step of cutting the substrate.
Appendix 16D.
The method further includes a step of forming a covering layer that covers the protective layer after the step of forming the protective layer and before the step of cutting the base material,
The method for manufacturing a thermal printhead described in Appendix 15D, wherein in the step of forming the covering layer, the covering layer overlaps the plurality of heat generating portions when viewed along the thickness direction.
〔第4の側面の実施形態に係る符号の説明〕
D10,D20:サーマルプリントヘッド 1:基板
11:主面 12:裏面 13:端面
14:中間面 14A:傾斜領域 14B:張出領域
15:境界 2:絶縁層 3:抵抗体層
31:発熱部 4:配線層 41:共通配線
411:基部 412:延出部 42:個別配線
421:パッド部 422:延出部 43:中継配線
5:保護層 51:配線開口 6:被覆層
71:配線基板 72:放熱部材 73:駆動素子
74:第1ワイヤ 75:第2ワイヤ 76:封止樹脂
77:コネクタ 78:記録媒体
79:プラテンローラ 81:基材
811:主面 812:裏面 813:溝部
814:傾斜面 815:底面 82:抵抗体膜
83:導電層 88:ダイシングブレード
891:第1マスク層 892:第2マスク層
893:マスク開口 α:傾斜角
[Explanation of symbols according to the fourth aspect]
D10, D20: Thermal print head 1: Substrate 11: Main surface 12: Back surface 13: End surface 14:
Claims (15)
主走査方向に配列された複数の発熱部を含み、かつ前記主面上に形成された抵抗体層と、
前記裏面上に形成された第1電極と、
前記抵抗体層上に形成され且つ前記複数の発熱部に導通する配線層と、
前記第1貫通部に収容された第1貫通配線と、
前記裏面上に形成された複数の第2電極、および複数の第2貫通配線と、
前記主面を覆う第1絶縁層と、を備え、
前記配線層は、前記複数の発熱部に対して副走査方向の第1の側に位置する共通配線を含み、
前記第1貫通配線は、前記共通配線および前記第1電極につながっており、
前記配線層は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向の第2の側に位置する複数の個別配線を含み、
前記半導体基板には、前記主面から前記裏面に至って貫通するとともに、かつ前記副走査方向において前記複数の発熱部に対して前記第1貫通部とは反対側に位置する複数の第2貫通部が形成されており、
前記複数の第2貫通配線は、前記複数の第2貫通部にそれぞれ個別に収容されており、
前記複数の第2貫通配線の各々は、前記複数の個別配線のいずれか、および、前記複数の第2電極のいずれかにつながっており、
前記半導体基板は、前記主面および前記裏面につながり、かつ前記第1貫通部を規定する第1内周面と、前記主面および前記裏面につながり、かつ前記複数の第2貫通部の各々を規定する複数の第2内周面と、を有し、
前記第1絶縁層は、前記抵抗体層に接するとともに、前記第1内周面、および前記複数の第2内周面を覆っている、サーマルプリントヘッド。 a semiconductor substrate having a main surface and a back surface spaced apart from each other in a thickness direction, and a first penetrating portion formed therein that penetrates from the main surface to the back surface;
a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction and formed on the main surface;
A first electrode formed on the back surface;
a wiring layer formed on the resistor layer and electrically connected to the heat generating portions;
a first through wiring housed in the first through portion;
a plurality of second electrodes and a plurality of second through-wires formed on the rear surface;
a first insulating layer covering the main surface ;
the wiring layer includes a common wiring located on a first side in a sub-scanning direction with respect to the plurality of heat generating portions,
the first through wiring is connected to the common wiring and the first electrode ,
the wiring layer includes a plurality of individual wirings located on a second side in the sub-scanning direction with respect to the plurality of heat generating portions,
the semiconductor substrate is formed with a plurality of second through portions that penetrate from the main surface to the back surface and are located on an opposite side of the first through portions with respect to the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction,
the second through wirings are individually accommodated in the second through portions,
each of the plurality of second through wirings is connected to one of the plurality of individual wirings and one of the plurality of second electrodes;
the semiconductor substrate has a first inner circumferential surface connected to the main surface and the back surface and defining the first penetrating portion, and a plurality of second inner circumferential surfaces connected to the main surface and the back surface and defining each of the plurality of second penetrating portions;
The first insulating layer is in contact with the resistor layer and covers the first inner circumferential surface and the plurality of second inner circumferential surfaces .
前記凸面は、前記主走査方向に沿って延びており、
前記複数の発熱部は、前記凸面上に形成されている、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 The main surface includes a base surface and a convex surface that bulges from the base surface in the thickness direction,
the convex surface extends along the main scanning direction,
The thermal printhead according to claim 1 , wherein the plurality of heat generating portions are formed on the convex surface .
前記複数の発熱部は、前記頂面上に形成されている、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。 the convex surface includes a top surface parallel to the base surface, and a pair of inclined surfaces connected to the top surface and the base surface and spaced apart from each other in the sub-scanning direction,
The thermal printhead of claim 2 , wherein the plurality of heat generating portions are formed on the top surface .
前記基面に対する前記第2領域の傾斜角は、前記基面に対する前記第1領域の傾斜角よりも小である、請求項5に記載のサーマルプリントヘッド。 each of the pair of inclined surfaces includes a first region connected to the base surface and a second region connected to the top surface and the first region;
6. The thermal printhead of claim 5, wherein an inclination angle of the second region relative to the base surface is smaller than an inclination angle of the first region relative to the base surface .
前記第1電極、および前記複数の第2電極は、前記第2絶縁層に接している、請求項1ないし7のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 A second insulating layer covering the back surface and connected to the first insulating layer is further provided.
8. The thermal printhead according to claim 1 , wherein the first electrode and the plurality of second electrodes are in contact with the second insulating layer .
前記厚さ方向に視て、前記放熱層は、前記複数の発熱部に重なっている、請求項8に記載のサーマルプリントヘッド。 a heat dissipation layer located between the first electrode and the plurality of second electrodes in the sub-scanning direction and formed in contact with the second insulating layer,
The thermal printhead according to claim 8 , wherein the heat dissipation layer overlaps the plurality of heat generating portions when viewed in the thickness direction .
前記配線基板は、前記放熱層が接合される放熱体を有する、請求項9に記載のサーマルプリントヘッド。 a wiring substrate facing the rear surface and having the first electrode and a plurality of second electrodes bonded thereto;
The thermal printhead according to claim 9 , wherein the wiring board has a heat sink to which the heat dissipation layer is joined .
主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を、前記主面上と、前記第1凹部とに形成する工程と、forming a resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction on the main surface and in the first recess;
前記複数の発熱部に導通する配線層を、前記抵抗体層上に形成する工程と、forming a wiring layer on the resistor layer, the wiring layer being electrically connected to the plurality of heat generating portions;
前記厚さ方向において前記主面とは反対側に位置する前記基材の一部を除去する工程と、removing a portion of the base material located on an opposite side to the main surface in the thickness direction;
前記厚さ方向において前記基材に対して前記配線層とは反対側に位置し、かつ前記配線層に導通する電極を前記基材上に形成する工程と、を備え、forming an electrode on the base material, the electrode being located on an opposite side of the base material from the wiring layer in the thickness direction and being electrically connected to the wiring layer;
前記配線層を形成する工程では、前記複数の発熱部に対して副走査方向の第1の側に位置する共通配線と、前記第1凹部に収容され、かつ前記共通配線につながる第1貫通配線とを形成する工程を含み、the step of forming the wiring layer includes a step of forming a common wiring located on a first side in a sub-scanning direction with respect to the plurality of heat generating portions, and a first through wiring accommodated in the first recess and connected to the common wiring;
前記基材の一部を除去する工程では、前記第1貫通配線の一部が前記基材から露出するまで当該基材の一部を除去し、In the step of removing a portion of the base material, the portion of the base material is removed until a portion of the first through wiring is exposed from the base material;
前記電極を形成する工程は、前記共通配線に導通する第1電極を形成する工程を含み、the step of forming the electrode includes a step of forming a first electrode that is electrically connected to the common wiring;
前記第1電極を形成する工程では、前記第1電極が前記第1貫通配線に接するように当該第1電極を形成する、サーマルプリントヘッドの製造方法。In the step of forming the first electrode, the first electrode is formed so as to be in contact with the first through wiring.
前記抵抗体層を形成する工程では、前記複数の第2凹部に前記抵抗体層の一部が形成され、In the step of forming the resistor layer, a part of the resistor layer is formed in the plurality of second recesses,
前記配線層を形成する工程は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向の第2の側に位置する複数の個別配線と、前記複数の第2凹部に対して個別に収容され、かつ前記複数の個別配線に対して個別につながる複数の第2貫通配線と、を形成する工程を含み、the step of forming the wiring layer includes a step of forming a plurality of individual wirings located on a second side in the sub-scanning direction with respect to the plurality of heat generating portions, and a plurality of second through wirings individually accommodated in the plurality of second recesses and individually connected to the plurality of individual wirings,
前記基材の一部を除去する工程では、前記複数の第2貫通配線の一部が前記基材から露出するまで当該基材の一部を除去し、In the step of removing a portion of the base material, the portion of the base material is removed until a portion of the plurality of second through wirings is exposed from the base material;
前記電極を形成する工程では、前記複数の個別配線に対して個別に導通する複数の第2電極を形成する工程を含み、The step of forming the electrodes includes a step of forming a plurality of second electrodes that are individually conductive to the plurality of individual wirings,
前記複数の第2電極を形成する工程では、前記複数の第2電極が前記複数の第2貫通配線に対して個別に接するように当該複数の第2電極を形成する、請求項12に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。The method for manufacturing a thermal printhead according to claim 12 , wherein in the step of forming the plurality of second electrodes, the plurality of second electrodes are formed so as to be in contact with the plurality of second through-hole wirings individually.
前記第1凹部を形成する工程の前に、前記基面から前記厚さ方向に膨出し、かつ前記主走査方向に沿って延びるとともに、前記凸面を含む凸部を前記基材に形成する工程をさらに備え、The method further includes, before the step of forming the first recess, a step of forming a convex portion on the base material, the convex portion bulging from the base surface in the thickness direction and extending along the main scanning direction and including the convex surface;
前記抵抗体層を形成する工程では、前記複数の発熱部を前記凸面上に形成する、請求項13に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。The method for manufacturing a thermal printhead according to claim 13 , wherein in the step of forming the resistor layer, the plurality of heat generating portions are formed on the convex surface.
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020065815 | 2020-04-01 | ||
| JP2020065815 | 2020-04-01 | ||
| JP2020088911 | 2020-05-21 | ||
| JP2020088911 | 2020-05-21 | ||
| JP2020157351 | 2020-09-18 | ||
| JP2020157351 | 2020-09-18 | ||
| JP2020160624 | 2020-09-25 | ||
| JP2020160624 | 2020-09-25 | ||
| PCT/JP2021/012000 WO2021200401A1 (en) | 2020-04-01 | 2021-03-23 | Thermal print head and method for manufacturing thermal print head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2021200401A1 JPWO2021200401A1 (en) | 2021-10-07 |
| JP7630494B2 true JP7630494B2 (en) | 2025-02-17 |
Family
ID=77928600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022511987A Active JP7630494B2 (en) | 2020-04-01 | 2021-03-23 | Thermal printhead and method for manufacturing the same |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7630494B2 (en) |
| CN (1) | CN115348923A (en) |
| WO (1) | WO2021200401A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023214514A1 (en) * | 2022-05-02 | 2023-11-09 | ローム株式会社 | Thermal print head, method for manufacturing thermal print head, and thermal printer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN206406615U (en) | 2017-01-19 | 2017-08-15 | 山东华菱电子股份有限公司 | A kind of high-quality thermal printing head |
| JP2019014233A (en) | 2017-06-08 | 2019-01-31 | ローム株式会社 | Thermal print head |
| JP2019166824A (en) | 2018-02-26 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | Thermal print head |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1411895A (en) * | 1973-04-06 | 1975-10-29 | Texas Instruments Inc | Print head |
| JPS6399964A (en) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | thermal head |
| JPH05201045A (en) * | 1992-01-28 | 1993-08-10 | Kyocera Corp | Thermal head |
| JP2607355Y2 (en) * | 1993-07-30 | 2001-07-09 | 京セラ株式会社 | Thermal head |
| JP3362234B2 (en) * | 1993-11-22 | 2003-01-07 | ローム株式会社 | Electronic component and method of manufacturing the same |
| JP2001038941A (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-13 | Seiko Instruments Inc | Thermal head |
| JP4206244B2 (en) * | 2002-09-17 | 2009-01-07 | 京セラ株式会社 | Manufacturing method of thermal head |
-
2021
- 2021-03-23 JP JP2022511987A patent/JP7630494B2/en active Active
- 2021-03-23 CN CN202180025924.5A patent/CN115348923A/en active Pending
- 2021-03-23 WO PCT/JP2021/012000 patent/WO2021200401A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN206406615U (en) | 2017-01-19 | 2017-08-15 | 山东华菱电子股份有限公司 | A kind of high-quality thermal printing head |
| JP2019014233A (en) | 2017-06-08 | 2019-01-31 | ローム株式会社 | Thermal print head |
| JP2019166824A (en) | 2018-02-26 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | Thermal print head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021200401A1 (en) | 2021-10-07 |
| JPWO2021200401A1 (en) | 2021-10-07 |
| CN115348923A (en) | 2022-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7481158B2 (en) | Thermal printheads and thermal printers | |
| JP7630494B2 (en) | Thermal printhead and method for manufacturing the same | |
| JP7413066B2 (en) | Thermal print head manufacturing method, thermal print head and thermal printer | |
| JP7545858B2 (en) | Thermal printhead and method for manufacturing the same | |
| CN114103477B (en) | Thermal print head, method for manufacturing thermal print head, and thermal printer | |
| JP7151054B2 (en) | Thermal print head and manufacturing method thereof | |
| JP7715553B2 (en) | Thermal printhead manufacturing method | |
| WO2021149617A1 (en) | Thermal print head and method for manufacturing thermal print head | |
| JP2024032827A (en) | Thermal print head and its manufacturing method | |
| CN116118358A (en) | Thermal print head and method for manufacturing thermal print head | |
| JP7607504B2 (en) | Thermal printhead and method for manufacturing the same | |
| JP7803701B2 (en) | Thermal printhead and method for manufacturing the same | |
| JP2022090328A (en) | Thermal print head | |
| CN114683709B (en) | Thermal print head and method of manufacturing the same | |
| JP2022180152A (en) | Thermal print head and manufacturing method of the same | |
| JP7557320B2 (en) | Thermal Printhead | |
| WO2024014228A1 (en) | Thermal print head, thermal printer, and thermal print head manufacturing method | |
| JP2022109454A (en) | Thermal print head, method for manufacturing thermal print head, and thermal printer | |
| JP7080428B2 (en) | Substrate for thermal head | |
| JP7627228B2 (en) | Thermal printhead and manufacturing method thereof | |
| JP2023109032A (en) | Thermal print head and manufacturing method of the same | |
| JP2023121929A (en) | thermal print head | |
| JP2023165460A (en) | thermal print head | |
| JP2023072897A (en) | Thermal print head, and method for manufacturing thermal print head | |
| JP2023160354A (en) | Thermal print head and thermal printer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241029 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250204 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7630494 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |