JP7803701B2 - Thermal printhead and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本開示は、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に関する。 This disclosure relates to a thermal printhead and a method for manufacturing a thermal printhead.
特許文献1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。サーマルプリントヘッドは一般的に、ヘッド基板上に主走査方向に並ぶ多数の発熱部を備えている。各発熱部は、蓄熱層を介してヘッド基板に形成された抵抗体層上に、抵抗体層の一部を露出させるように上流側導電層および下流側導電層を積層することで形成されている。上流側電極層と下流側電極層との間を通電することにより、上記抵抗体層の露出部(発熱部)がジュール熱により発熱する。蓄熱層は、発熱部が発する熱を蓄えるために形成され、高速印字を可能にしている。 Patent Document 1 discloses an example of a conventional thermal printhead. Thermal printheads generally have a number of heat-generating elements arranged in the main scanning direction on a head substrate. Each heat-generating element is formed by laminating an upstream conductive layer and a downstream conductive layer on a resistor layer formed on the head substrate via a heat storage layer, exposing part of the resistor layer. By passing electricity between the upstream electrode layer and the downstream electrode layer, the exposed part of the resistor layer (heat-generating element) generates heat due to Joule heat. The heat storage layer is formed to store the heat generated by the heat-generating elements, enabling high-speed printing.
特許文献1に開示されたサーマルプリントヘッドは、基材としてSi(シリコン)が用いられ、異方性エッチングによって凸部が形成されている。凸部の頂面には蓄熱層が形成され、凸部にはさらに絶縁層、抵抗体層、電極層、および保護層がこの順で形成されている。凸部上で、電極層から露出する抵抗体層が発熱部を構成する。印刷媒体は、プラテンローラによって搬送され、凸部に配置された発熱部に押圧されることで印刷が行われる。凸部の頂面につながる傾斜外面の、基材の主面に対する傾斜角α1は、例えば50~60度である。印刷媒体に厚みがある場合、プラテンローラによって搬送されてきた印刷媒体の先端の下端が凸部の傾斜外面に接触して引っかかる場合がある。 The thermal printhead disclosed in Patent Document 1 uses silicon (Si) as the substrate, with convex portions formed by anisotropic etching. A heat storage layer is formed on the top surfaces of the convex portions, and an insulating layer, resistor layer, electrode layer, and protective layer are further formed on the convex portions in this order. The resistor layer exposed from the electrode layer on the convex portions constitutes the heating portion. The print medium is transported by a platen roller and printed by being pressed against the heating portion located on the convex portions. The inclination angle α1 of the inclined outer surface connected to the top surfaces of the convex portions relative to the main surface of the substrate is, for example, 50 to 60 degrees. If the print medium is thick, the lower end of the leading edge of the print medium transported by the platen roller may come into contact with the inclined outer surface of the convex portions and become caught.
本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、印刷媒体が凸部に引っかかることを抑制できるサーマルプリントヘッドを提供すること、また、そのサーマルプリントヘッドの製造方法を提供することをその課題とする。 This disclosure was conceived in light of the above circumstances, and aims to provide a thermal printhead that can prevent the print medium from getting caught on protrusions, as well as a method for manufacturing such a thermal printhead.
本開示の第1の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドは、厚さ方向の一方を向く主面を有し、かつ、単結晶半導体からなる基材と、前記主面の上に形成され、かつ、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、前記基材と前記抵抗体層との間に形成された絶縁層と、前記基材と前記複数の発熱部との間に形成され、かつ、ガラス材料からなるグレーズである蓄熱層とを備え、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る凸部を備え、前記凸部は、前記主面と平行な頂面を有する頂部と、前記頂部と前記主面とにつながり、かつ、前記主面に対して傾斜した傾斜部とを備え、前記傾斜部は、前記主面につながり、かつ、前記主面に対して第1傾斜角だけ傾斜した第1斜面と、前記第1斜面と前記頂面との間に介在し、かつ、前記主面に対して第2傾斜角だけ傾斜した第2斜面とを備え、前記蓄熱層は、前記頂面にだけ形成されている。 A thermal printhead provided by a first aspect of the present disclosure includes a substrate having a main surface facing in one direction in the thickness direction and made of a single-crystal semiconductor; a resistor layer formed on the main surface and including a plurality of heat generating elements arranged in the main scanning direction; an insulating layer formed between the substrate and the resistor layer; and a heat storage layer formed between the substrate and the plurality of heat generating elements and being a glaze made of a glass material. The substrate includes a convex portion protruding from the main surface and extending in the main scanning direction. The convex portion includes an apex having a top surface parallel to the main surface, and an inclined portion connected to the apex and the main surface and inclined relative to the main surface. The inclined portion includes a first inclined surface connected to the main surface and inclined at a first inclination angle relative to the main surface, and a second inclined surface interposed between the first inclined surface and the top surface and inclined at a second inclination angle relative to the main surface. The heat storage layer is formed only on the top surface.
本開示の第2の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドの製造方法は、単結晶半導体からなる基材を準備する準備工程と、前記基材に第1の異方性エッチングを施して、厚さ方向の一方を向く主面と、前記主面から突出した凸部と、前記凸部の前記主面に平行な天面から凹み、かつ、主走査方向に延びる2本の溝を形成する第1エッチング工程と、前記天面の前記2本の溝ではさまれた領域にガラスペーストを配置して焼成することで蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程と、前記基材に第2の異方性エッチングを施して、前記凸部の一部を除去することで、前記凸部に、前記天面のうち前記2本の溝ではさまれた領域である頂面と、前記主面につながり、かつ、前記主面に対して第1傾斜角だけ傾斜した第1斜面と、前記第1斜面と前記頂面との間に介在し、かつ、前記主面に対して第2傾斜角だけ傾斜した第2斜面と、を形成する第2エッチング工程と、前記蓄熱層の上に、前記主走査方向に配列された複数の発熱部を形成する発熱部形成工程とを備えている。 A method for manufacturing a thermal printhead provided by a second aspect of the present disclosure includes a preparation step of preparing a substrate made of a single-crystal semiconductor; a first etching step of performing a first anisotropic etching on the substrate to form a main surface facing in one direction in the thickness direction, a convex portion protruding from the main surface, and two grooves recessed from a top surface parallel to the main surface of the convex portion and extending in the main scanning direction; a heat storage layer formation step of forming a heat storage layer by disposing glass paste in the area between the two grooves on the top surface and firing the paste; The method includes a second etching step in which the base material is subjected to a second anisotropic etching to remove a portion of the convex portion, thereby forming in the convex portion a top surface that is a region of the top surface sandwiched between the two grooves, a first inclined surface that is connected to the main surface and inclined at a first inclination angle with respect to the main surface, and a second inclined surface that is interposed between the first inclined surface and the top surface and inclined at a second inclination angle with respect to the main surface; and a heat generating portion forming step in which a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction are formed on the heat storage layer.
本開示に係るサーマルプリントヘッドは、印刷媒体が凸部に引っかかることを抑制できる。 The thermal printhead disclosed herein can prevent the print medium from getting caught on protrusions.
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して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.
以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Preferred embodiments of the present disclosure will now be described in detail with reference to the drawings.
本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B上に位置していること」を含む。また、「ある物Aがある物Bにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。 In this disclosure, unless otherwise specified, "an object A is formed on an object B" and "an object A is formed on an object B" include "an object A is formed directly on an object B" and "an object A is formed on an object B with another object interposed between the two objects." Similarly, "an object A is disposed on an object B" and "an object A is disposed on an object B" include "an object A is disposed directly on an object B" and "an object A is disposed on an object B with another object interposed between the two objects." Similarly, unless otherwise specified, "an object A is located on an object B" includes "an object A is located on an object B with an object A in contact with the object B" and "an object A is located on an object B with another object interposed between the two objects." Additionally, unless otherwise specified, "item A overlaps item B when viewed from a certain direction" includes "item A overlaps the entirety of item B" and "item A overlaps part of item B."
<第1実施形態>
図1~図6は、本開示の第1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A1は、ヘッド基板1、接続基板5、複数のワイヤ61,62、複数のドライバIC7、保護樹脂78および放熱部材8を備えている。サーマルプリントヘッドA1は、プラテンローラ99(図4参照)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。
First Embodiment
1 to 6 show a thermal printhead according to a first embodiment of the present disclosure. The thermal printhead A1 of this embodiment includes a head substrate 1, a connection substrate 5, multiple wires 61 and 62, multiple driver ICs 7, a protective resin 78, and a heat dissipation member 8. The thermal printhead A1 is incorporated into a printer that prints on a print medium (not shown) transported by a platen roller 99 (see FIG. 4). Examples of print media include thermal paper for creating barcode sheets and receipts.
図1は、サーマルプリントヘッドA1を示す平面図である。図2は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部拡大平面図である。図3は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部拡大平面図である。図4は、図1のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、サーマルプリントヘッドA1の要部断面図であり、図4の一部を拡大した断面図である。図6は、サーマルプリントヘッドA1の要部拡大断面図であり、図5の一部を拡大した断面図である。図1~図3においては、理解の便宜上、後述する保護層2を省略している。図1および図2においては、理解の便宜上、保護樹脂78を省略している。また、図2においては、理解の便宜上、ワイヤ61を省略している。また、これらの図において、ヘッド基板1の長手方向(主走査方向)をx方向とし、短手方向(副走査方向)をy方向とし、厚さ方向をz方向として説明する。また、y方向については、図1~図3の下方(図4~図6の右方)を印刷媒体が送られてくる「上流」とし、図1~図3の上方(図4~図6の左方)を印刷媒体が排出される「下流」とする。また、z方向については、図4~図6の上方(z方向を示す矢印が指す方向)を「上方」とし、その反対方向を「下方」とする。以下の図においても同様である。 Figure 1 is a plan view of the thermal printhead A1. Figure 2 is an enlarged plan view of the thermal printhead A1. Figure 3 is an enlarged plan view of the thermal printhead A1. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Figure 1. Figure 5 is a cross-sectional view of the thermal printhead A1, enlarging a portion of Figure 4. Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of the thermal printhead A1, enlarging a portion of Figure 5. For ease of understanding, the protective layer 2, described below, is omitted from Figures 1 to 3. For ease of understanding, the protective resin 78 is omitted from Figures 1 and 2. For ease of understanding, the wires 61 are omitted from Figure 2. In these figures, the longitudinal direction (main scanning direction) of the head substrate 1 is defined as the x-direction, the lateral direction (sub-scanning direction) as the y-direction, and the thickness direction as the z-direction. Additionally, with regard to the y direction, the lower side in Figures 1 to 3 (the right side in Figures 4 to 6) is considered to be "upstream," where the print medium is fed in, and the upper side in Figures 1 to 3 (the left side in Figures 4 to 6) is considered to be "downstream," where the print medium is discharged. Furthermore, with regard to the z direction, the upper side in Figures 4 to 6 (the direction indicated by the arrow indicating the z direction) is considered to be "upward," and the opposite direction is considered to be "downward." This also applies to the following figures.
図4に示すように、サーマルプリントヘッドA1において、ヘッド基板1および接続基板5は、放熱部材8上で、y方向に隣接して搭載されている。ヘッド基板1には、後に詳説する構成により、x方向に配列される複数の発熱部41が形成されている。この発熱部41は、接続基板5に搭載されたドライバ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 4, in the thermal printhead A1, the head substrate 1 and connection substrate 5 are mounted adjacent to each other in the y direction on the heat dissipation member 8. The head substrate 1 has a plurality of heat-generating elements 41 arranged in the x direction, as described in detail below. These heat-generating elements 41 are selectively driven to generate heat by a driver IC 7 mounted on the connection substrate 5, and print on the print medium pressed against the heat-generating elements 41 by the platen roller 99 in accordance with a print signal transmitted from the outside via the connector 59.
ヘッド基板1は、図1~図6に示すように、基材10、蓄熱層15、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 1 to 6, the head substrate 1 includes a base material 10, a heat storage layer 15, an insulating layer 19, a protective layer 2, an electrode layer 3, and a resistor layer 4.
基材10は、単結晶半導体からなる。単結晶半導体としては、Siが好適である。基材10は、図1に示すように、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20mm以上300mm以下、y方向の寸法は、たとえば1.0mm以上5.0mm以下、z方向の寸法は、たとえば725μmである。基材10において、y方向のドライバIC7に近い側が上流側であり、ドライバ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 substrate 10 is made of a single-crystal semiconductor. Si is a suitable single-crystal semiconductor. As shown in FIG. 1, the substrate 10 has an elongated rectangular shape with the x direction as the longitudinal direction and the y direction as the transverse direction when viewed in the z direction. The size of the substrate 10 is not limited, but as an example, the dimension in the x direction is, for example, 20 mm to 300 mm, the dimension in the y direction is, for example, 1.0 mm to 5.0 mm, and the dimension in the z direction is, for example, 725 μm. The side of the substrate 10 closer to the driver IC 7 in the y direction is the upstream side, and the side farther from the driver IC 7 is the downstream side. The print medium is transported from the upstream side to the downstream side in the y direction by a platen roller 99.
基材10は、図1、図2、図5および図6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、(100)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。以下では、y-z平面に沿う断面を「y-z断面」という。凸部12は、z方向下方側の端部におけるy方向の寸法W1が、たとえば500μm程度であり、z方向上方側の端部におけるy方向の寸法W2が、たとえば200μm程度である。寸法W1,W2は限定されないが、本実施形態では、寸法W1は、寸法W2の2倍以上10倍以下である。また、凸部12のz方向の寸法H1は、たとえば150μm程度である。凸部12は、図6に示すように、頂部13および一対の傾斜部14を含んでいる。 As shown in Figures 1, 2, 5, and 6, the substrate 10 has a main surface 11 and protrusions 12. The main surface 11 faces upward in the z-direction. In the present disclosure, the main surface 11 extends along the x-y plane (a plane defined by the x and y directions, and similarly applies to other planes) and is a plane substantially parallel to the x-y plane. The main surface 11 is a (100) plane. The protrusions 12 protrude from the main surface 11 in the z-direction and extend in the x-direction. The protrusions 12 are formed toward the downstream side of the main surface 11. The cross-sectional shape of the protrusions 12 along the y-z plane is uniform in the x-direction. Hereinafter, the cross-section along the y-z plane will be referred to as the "y-z cross-section." The y-direction dimension W1 of the protrusions 12 at the lower end in the z-direction is, for example, approximately 500 μm, and the y-direction dimension W2 at the upper end in the z-direction is, for example, approximately 200 μm. Although dimensions W1 and W2 are not limited, in this embodiment, dimension W1 is between two and ten times dimension W2. Furthermore, dimension H1 in the z direction of protrusion 12 is, for example, approximately 150 μm. As shown in FIG. 6, protrusion 12 includes a peak 13 and a pair of inclined portions 14.
頂部13は、図5および図6に示すように、凸部12のうち、主面11からのz方向の距離が相対的に大きい部分である。頂部13は、主面11と平行な頂面131を有する。頂面131は、略平面である。頂面131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。上記寸法H1は、頂面131と主面11とのz方向における離間距離である。 As shown in Figures 5 and 6, the apex 13 is a portion of the convex portion 12 that is relatively far from the main surface 11 in the z direction. The apex 13 has a top surface 131 that is parallel to the main surface 11. The top surface 131 is substantially flat. When viewed in the z direction, the top surface 131 has an elongated rectangular shape that extends elongately in the x direction. The dimension H1 is the distance in the z direction between the top surface 131 and the main surface 11.
一対の傾斜部14は、図5および図6に示すように、凸部12のうち、頂部13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131に対して傾斜する部分である。一対の傾斜部14はそれぞれ、主面11と頂部13とに繋がり、y方向においてこれらに挟まれている。一対の傾斜部14には、頂部13に対して上流側の傾斜部14と下流側の傾斜部14とがある。一対の傾斜部14はそれぞれ、図6に示すように、第1斜面141、第2斜面142、および第3斜面143を有する。第1斜面141、第2斜面142、および第3斜面143は、y方向に並んでいる。第1斜面141、第2斜面142、および第3斜面143は、いずれも、主面11および頂面131に対して傾斜している。 As shown in Figures 5 and 6, the pair of inclined portions 14 are portions of the convex portion 12 that are inclined relative to the main surface 11 and the top surface 131 so that their positions become lower as they move away from the apex 13 in the y direction. Each of the pair of inclined portions 14 is connected to the main surface 11 and the apex 13 and is sandwiched between them in the y direction. The pair of inclined portions 14 includes an inclined portion 14 on the upstream side and an inclined portion 14 on the downstream side relative to the apex 13. As shown in Figure 6, each of the pair of inclined portions 14 has a first inclined surface 141, a second inclined surface 142, and a third inclined surface 143. The first inclined surface 141, the second inclined surface 142, and the third inclined surface 143 are aligned in the y direction. The first inclined surface 141, the second inclined surface 142, and the third inclined surface 143 are all inclined relative to the main surface 11 and the top surface 131.
第1斜面141は、y方向において主面11および第2斜面142につながり、かつ、主面11に対して第1傾斜角α1だけ傾斜している。本実施形態では、第1斜面141は(111)面であり、第1傾斜角α1は、たとえば54.8°である。第2斜面142は、y方向において第1斜面141および第3斜面143につながり、かつ、主面11に対して第2傾斜角α2だけ傾斜している。第2傾斜角α2は、第1傾斜角α1より小さく、本実施形態では、たとえば31°である。第3斜面143は、y方向において第2斜面142および頂面131につながり、かつ、主面11に対して第3傾斜角α3だけ傾斜している。第3傾斜角α3は、第2傾斜角α2より大きい。本実施形態では、第3斜面143は(111)面であり、第3傾斜角α3は、第1傾斜角α1と同じ、たとえば54.8°である。第3斜面143は、第1斜面141および第2斜面142と比較して、x方向に直交する方向の寸法が十分小さい。なお、第1傾斜角α1、第2傾斜角α2、および第3傾斜角α3は限定されない。第2傾斜角α2は第1傾斜角α1より小さく、第3傾斜角α3は第2傾斜角α2より大きければよい。 The first inclined surface 141 connects to the main surface 11 and the second inclined surface 142 in the y direction and is inclined at a first inclination angle α1 with respect to the main surface 11. In this embodiment, the first inclined surface 141 is a (111) plane, and the first inclination angle α1 is, for example, 54.8°. The second inclined surface 142 connects to the first inclined surface 141 and the third inclined surface 143 in the y direction and is inclined at a second inclination angle α2 with respect to the main surface 11. The second inclination angle α2 is smaller than the first inclination angle α1 and, in this embodiment, is, for example, 31°. The third inclined surface 143 connects to the second inclined surface 142 and the top surface 131 in the y direction and is inclined at a third inclination angle α3 with respect to the main surface 11. The third inclination angle α3 is larger than the second inclination angle α2. In this embodiment, the third inclined surface 143 is a (111) plane, and the third inclination angle α3 is the same as the first inclination angle α1, for example, 54.8°. The dimension of the third inclined surface 143 in the direction perpendicular to the x-direction is sufficiently smaller than those of the first inclined surface 141 and the second inclined surface 142. Note that the first inclined angle α1, the second inclined angle α2, and the third inclined angle α3 are not limited. It is sufficient that the second inclined angle α2 is smaller than the first inclined angle α1, and the third inclined angle α3 is larger than the second inclined angle α2.
蓄熱層15は、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなるグレーズである。当該グレーズ(蓄熱層15)は、たとえばガラスペーストを焼成することにより形成される。本実施形態では、蓄熱層15の熱膨張係数は、基材10の材料であるSiと同程度である。なお、蓄熱層15のガラス材料の特性は限定されない。図5および図6に示すように、蓄熱層15は、凸部12の頂部13の上に配置されている。蓄熱層15は、頂面131に接しており、本実施形態では、蓄熱層15は、第1斜面141、第2斜面142、および第3斜面143には接していない。蓄熱層15は、頂面131にだけ形成されている。蓄熱層15は、x方向に延びており、頂面131のy方向の全幅にわたって形成されている。 The heat storage layer 15 is a glaze made of a glass material such as amorphous glass. The glaze (heat storage layer 15) is formed, for example, by firing a glass paste. In this embodiment, the thermal expansion coefficient of the heat storage layer 15 is similar to that of Si, the material of the substrate 10. The characteristics of the glass material of the heat storage layer 15 are not limited. As shown in Figures 5 and 6, the heat storage layer 15 is disposed on the top 13 of the convex portion 12. The heat storage layer 15 is in contact with the top surface 131, and in this embodiment, the heat storage layer 15 is not in contact with the first inclined surface 141, the second inclined surface 142, or the third inclined surface 143. The heat storage layer 15 is formed only on the top surface 131. The heat storage layer 15 extends in the x direction and is formed across the entire width of the top surface 131 in the y direction.
本実施形態では、後述する製造方法に示すように、蓄熱層15は、ディスペンサーを用いてガラスペーストを配置して焼成する工程により形成される。なお、ガラスペーストを配置する回数は限定されず、1回だけガラスペーストを配置して焼成してもよいし、2回以上配置してもよい。また、ガラスペーストの配置方法は限定されず、たとえば、孔版印刷(たとえばスクリーン印刷)などによって配置してもよい。 In this embodiment, as shown in the manufacturing method described below, the heat storage layer 15 is formed by a process in which glass paste is applied using a dispenser and then fired. There is no limit to the number of times the glass paste is applied; it may be applied and fired just once, or it may be applied two or more times. There is also no limit to the method for applying the glass paste; for example, it may be applied by stencil printing (e.g., screen printing).
本実施形態では、蓄熱層15の厚さ寸法(z方向の寸法)H2は、たとえば10μm以上200μm以下(好ましくは15μm以上60μm以下)である。また、蓄熱層15の幅寸法(y方向の寸法)に対する厚さ寸法H2の比率(いわゆるアスペクト比)は、0.05以上0.25以下である。本実施形態では、蓄熱層15が頂面131のy方向の全幅にわたって形成されているので、蓄熱層15の幅寸法は、頂面131の幅寸法(y方向の寸法)、すなわち、凸部12のz方向上方側の端部におけるy方向の寸法W2と同じになっている。なお、蓄熱層15の各寸法は限定されない。蓄熱層15は、充分に蓄熱が可能であり、かつ、不必要に蓄熱し過ぎないように、厚さ寸法H2および幅寸法W2が設計される。蓄熱層15の必要な厚さ(またはアスペクト比)に応じて、ガラスペーストの配置回数および配置方法は設定される。 In this embodiment, the thickness dimension (z-direction dimension) H2 of the heat storage layer 15 is, for example, 10 μm or more and 200 μm or less (preferably 15 μm or more and 60 μm or less). The ratio of the thickness dimension H2 to the width dimension (y-direction dimension) of the heat storage layer 15 (the so-called aspect ratio) is 0.05 or more and 0.25 or less. In this embodiment, the heat storage layer 15 is formed across the entire width of the top surface 131 in the y direction, so the width dimension of the heat storage layer 15 is the same as the width dimension (y-direction dimension) of the top surface 131, i.e., the y-direction dimension W2 of the upper end of the convex portion 12 in the z direction. The dimensions of the heat storage layer 15 are not limited. The thickness dimension H2 and width dimension W2 of the heat storage layer 15 are designed to enable sufficient heat storage while preventing unnecessary excessive heat storage. The number of times and method of glass paste application are determined depending on the required thickness (or aspect ratio) of the heat storage layer 15.
図6に示すように、蓄熱層15には、その上面において、y方向両端に一対のラウンド部151が形成されている。一対のラウンド部151はそれぞれ、盛り上がるように湾曲した部分である。一対のラウンド部151により、蓄熱層15の表面が、一対の傾斜部14(凸部12)の各第3斜面143にかけて滑らかに連続させられている。各ラウンド部151は、蓄熱層15を形成する際にガラスペーストを焼成することにより形成される。図6の例示においては、蓄熱層15の上面は、y方向において一対のラウンド部151の間に略平坦な面が介在した形状になっている。なお、蓄熱層15の上面は、この略平坦な面がなく、一対のラウンド部151同士が繋がった形状であってもよい。この場合、蓄熱層15の上面は、z方向上方に湾曲した凸面になる。 As shown in FIG. 6 , the heat storage layer 15 has a pair of rounded portions 151 formed on its upper surface at both ends in the y direction. Each of the pair of rounded portions 151 is a curved portion that rises upward. The pair of rounded portions 151 smoothly connects the surface of the heat storage layer 15 to each of the third inclined surfaces 143 of the pair of inclined portions 14 (convex portions 12). Each rounded portion 151 is formed by firing a glass paste when forming the heat storage layer 15. In the example shown in FIG. 6 , the upper surface of the heat storage layer 15 has a shape in which a substantially flat surface is interposed between the pair of rounded portions 151 in the y direction. However, the upper surface of the heat storage layer 15 may not have this substantially flat surface, and the pair of rounded portions 151 may be connected to each other. In this case, the upper surface of the heat storage layer 15 has a convex surface that curves upward in the z direction.
絶縁層19は、図5および図6に示すように、基材10の主面11側に形成され、基材10および蓄熱層15を覆う。絶縁層19は、主面11と、凸部12のそれぞれ一対の第1斜面141、第2斜面142、および第3斜面143と、蓄熱層15の上面とに接する。絶縁層19は、基材10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の、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)からなる。SiO2からなる絶縁層19の形成方法としては、たとえばTEOS( オルトケイ酸テトラエチル; テトラエトキシシランともいう) を原料ガスとした成膜が挙げられる。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 FIGS. 5 and 6 , the insulating layer 19 is formed on the main surface 11 of the substrate 10 and covers the substrate 10 and the heat storage layer 15. The insulating layer 19 contacts the main surface 11, each pair of first inclined surfaces 141, second inclined surfaces 142, and third inclined surfaces 143 of the protrusions 12, and the upper surface of the heat storage layer 15. The insulating layer 19 is intended to more reliably insulate the substrate 10 from the resistor layer 4 and the electrode layer 3. The insulating layer 19 may be formed in the region of the substrate 10 where the resistor layer 4 or the electrode layer 3 is to be formed. The insulating layer 19 is made of an insulating material, such as SiO 2 or SiN (silicon nitride). The insulating layer 19 made of SiO 2 can be formed by, for example, deposition using TEOS (tetraethyl orthosilicate; also known as tetraethoxysilane) as a source gas. The thickness of insulating layer 19 is not particularly limited, and is, for example, not less than 1 μm and not more than 10 μm.
抵抗体層4は、図5および図6に示すように、絶縁層19上に形成され、絶縁層19を覆う。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。 As shown in Figures 5 and 6, the resistor layer 4 is formed on and covers the insulating layer 19. The resistor layer 4 is formed across the main surface 11 and the protrusions 12, sandwiching the insulating layer 19. The resistor layer 4 is made of, for example, TaN (tantalum nitride). There are no particular limitations on the thickness of the resistor layer 4, and it is, for example, 0.02 μm or more and 0.1 μm or less (preferably about 0.08 μm).
抵抗体層4は、図3、図5および図6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、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の頂部13(頂面131)のy方向の一部または全部を含んだ領域とされる。したがって、各発熱部41は、z方向視において、蓄熱層15に重なっている。 As shown in Figures 3, 5, and 6, the resistor layer 4 includes a plurality of heat generating portions 41. The heat generating portions 41 are exposed portions of the resistor layer 4 that are not covered by the electrode layer 3 described below. The heat generating portions 41 are selectively energized to locally heat the print medium. The heat generating portions 41 are arranged in the x direction and are spaced apart from one another in the x direction. The formation area of the heat generating portions 41 in the y direction is an area that includes part or all of the apex 13 (top surface 131) of the convex portion 12 in the y direction. Therefore, each heat generating portion 41 overlaps the heat storage layer 15 when viewed in the z direction.
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150nm程度である。 The electrode layer 3 forms a conductive path for supplying electricity to the multiple heat generating elements 41. The electrode layer 3 is laminated on the resistor layer 4 and supported by the substrate 10. The electrode layer 3 is made of a metal material with a lower resistance value than the resistor layer 4, such as Cu (copper). The thickness of the electrode layer 3 is not particularly limited and is, for example, 0.3 μm or more and 2.0 μm or less. The electrode layer 3 may also be configured with a Cu layer and a Ti (titanium) layer laminated together. In this case, the Ti layer is interposed between the Cu layer and the resistor layer 4 and has a thickness of, for example, approximately 150 nm.
電極層3は、図1~図3、図5および図6に示すように、複数の個別電極31および共通電極32を含んでいる。抵抗体層4のうち、複数の個別電極31と共通電極32との間において電極層3から露出した部分が、複数の発熱部41となっている。 As shown in Figures 1 to 3, 5, and 6, the electrode layer 3 includes a plurality of individual electrodes 31 and a common electrode 32. The portions of the resistor layer 4 that are exposed from the electrode layer 3 between the plurality of individual electrodes 31 and the common electrode 32 form a plurality of heat generating portions 41.
複数の個別電極31はそれぞれ、概ねy方向に延びる帯状である。各個別電極31は、各発熱部41よりもy方向上流側に配置されている。図3および図6に表れているように、本実施形態では、各個別電極31のy方向下流側の先端は、y方向上流側の傾斜部14まで延びている。各個別電極31のy方向上流側の先端には、電極パッド部311が形成されている。電極パッド部311は、接続基板5に搭載されるドライバIC7とワイヤ61により接続される部分である。 Each of the multiple individual electrodes 31 is strip-shaped and extends generally in the y direction. Each individual electrode 31 is positioned upstream of each heat generating portion 41 in the y direction. As shown in Figures 3 and 6, in this embodiment, the downstream end of each individual electrode 31 in the y direction extends to the inclined portion 14 on the upstream side in the y direction. An electrode pad portion 311 is formed on the upstream end of each individual electrode 31 in the y direction. The electrode pad portion 311 is connected to the driver IC 7 mounted on the connection board 5 by a wire 61.
共通電極32は、図2および図3に示すように、共通部323および複数の櫛歯部324を含んでいる。共通部323は、複数の櫛歯部324を共通に繋げる。共通部323は、x方向に延びている。共通部323は、複数の櫛歯部324のy方向下流側に位置する。各櫛歯部324は、共通部323の上流側の端縁からy方向に延びる帯状である。複数の櫛歯部324は、互いに離間し、x方向に並んでいる。各櫛歯部324のy方向上流側の先端は、各個別電極31の先端に対して所定間隔を隔てて対向させられている。よって、各櫛歯部324のy方向上流側の先端と、各個別電極31のy方向下流側の先端との間において、抵抗体層4が電極層3から露出する。図3および図6に表れているように、各櫛歯部324のy方向上流側の先端は、y方向下流側の傾斜部14まで延びている。各櫛歯部324のy方向下流側部分と共通部323とは、図2に示すように、主面11上に形成されている。 As shown in Figures 2 and 3, the common electrode 32 includes a common portion 323 and multiple comb tooth portions 324. The common portion 323 connects the multiple comb tooth portions 324 together. The common portion 323 extends in the x direction. The common portion 323 is located downstream in the y direction from the multiple comb tooth portions 324. Each comb tooth portion 324 is strip-shaped extending in the y direction from the upstream edge of the common portion 323. The multiple comb tooth portions 324 are spaced apart from each other and aligned in the x direction. The upstream tip of each comb tooth portion 324 in the y direction faces the tip of each individual electrode 31 at a predetermined distance. Therefore, the resistor layer 4 is exposed from the electrode layer 3 between the upstream tip of each comb tooth portion 324 in the y direction and the downstream tip of each individual electrode 31 in the y direction. As shown in Figures 3 and 6, the upstream tip of each comb tooth portion 324 in the y direction extends to the inclined portion 14 downstream in the y direction. The downstream portion of each comb tooth portion 324 in the y direction and the common portion 323 are formed on the main surface 11, as shown in Figure 2.
なお、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、また、各個別電極31および共通電極32の形成領域は、上述したものに限定されない。例えば、共通電極32も各発熱部41よりもy方向上流側に配置されてもよい。この場合、共通部323は複数の櫛歯部324のy方向上流側に配置され、複数の櫛歯部324はそれぞれ各個別電極31の間に配置される。そして、櫛歯部324と個別電極31とを導通させるための折り返し配線が、各発熱部41のy方向下流側に配置される。 Note that the shapes of each individual electrode 31 and common electrode 32 as viewed in the z direction, and the formation areas of each individual electrode 31 and common electrode 32, are not limited to those described above. For example, the common electrode 32 may also be arranged upstream of each heat generating portion 41 in the y direction. In this case, the common portion 323 is arranged upstream of the multiple comb tooth portions 324 in the y direction, and the multiple comb tooth portions 324 are each arranged between each individual electrode 31. Furthermore, folded wiring for connecting the comb tooth portions 324 and the individual electrodes 31 is arranged downstream of each heat generating portion 41 in the y direction.
保護層2は、図5および図6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。 5 and 6, protective layer 2 covers electrode layer 3 and resistor layer 4. Protective layer 2 is made of an insulating material, such as SiO2 , SiN, SiC (silicon carbide), or AlN (aluminum nitride), or a laminate of two or more of these. The thickness of protective layer 2 is not particularly limited, and is, for example, 1.0 μm to 10 μm.
保護層2は、図5に示すように、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311をそれぞれ露出させている。 As shown in Figure 5, the protective layer 2 has pad openings 21 that penetrate in the z direction. The pad openings 21 expose the electrode pad portions 311 provided on each of the multiple individual electrodes 31.
接続基板5は、図1および図4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。接続基板5は、たとえばPCB基板である。接続基板5は、たとえば、図1に示すように、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。接続基板5は、図4に示すように、ドライバIC7およびコネクタ59が搭載されている。 As shown in Figures 1 and 4, the connection board 5 is disposed adjacent to the head board 1 on the upstream side in the y direction. The connection board 5 is, for example, a PCB board. As shown in Figure 1, the connection board 5 has, for example, an elongated rectangular shape with the x direction as the longitudinal direction when viewed in the z direction. As shown in Figure 4, the connection board 5 is equipped with a driver IC 7 and a connector 59.
コネクタ59は、サーマルプリントヘッドA1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4に示すように、接続基板5に取り付けられており、接続基板5の配線パターン(図示略)に接続されている。 The connector 59 is used to connect the thermal printhead A1 to a printer (not shown). As shown in Figure 4, the connector 59 is attached to the connection board 5 and connected to the wiring pattern (not shown) of the connection board 5.
ドライバIC7は、図1および図4に示すように、接続基板5上に搭載されており、複数の発熱部41を個別に通電させる。ドライバIC7は、図4および図5に示すように、複数のワイヤ61によって、各個別電極31の各電極パッド部311にそれぞれ接続されている。また、ドライバIC7は、複数のワイヤ62によって、接続基板5上に形成された配線パターンに接続されている。ドライバ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。 As shown in Figures 1 and 4, the driver IC 7 is mounted on the connection board 5 and individually energizes the multiple heat generating elements 41. As shown in Figures 4 and 5, the driver IC 7 is connected to each electrode pad 311 of each individual electrode 31 by multiple wires 61. The driver IC 7 is also connected to the wiring pattern formed on the connection board 5 by multiple wires 62. Print signals, control signals, and voltages supplied to the multiple heat generating elements 41 transmitted from the outside are input to the driver IC 7 via the connector 59. The multiple heat generating elements 41 are individually energized in accordance with the print signals and control signals, thereby selectively generating heat.
ドライバIC7および複数のワイヤ61,62は、図4および図5に示すように、ヘッド基板1と接続基板5とに跨るように形成された保護樹脂78で覆われている。保護樹脂78は、エポキシ樹脂などの黒色の絶縁性材料が用いられている。 As shown in Figures 4 and 5, the driver IC 7 and multiple wires 61, 62 are covered with protective resin 78 formed to straddle the head substrate 1 and connection substrate 5. The protective resin 78 is made of a black insulating material such as epoxy resin.
放熱部材8は、図4に示すように、ヘッド基板1および接続基板5を支持しており、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8はたとえばアルミ等の金属製である。 As shown in FIG. 4, the heat dissipation member 8 supports the head substrate 1 and the connection substrate 5, and is provided to dissipate some of the heat generated by the multiple heat generating elements 41 to the outside. The heat dissipation member 8 is made of a metal such as aluminum.
次に、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例について、図7~図15を参照しつつ、以下に説明する。図7は、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例を示すフローチャートである。図8~図15はそれぞれ、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例の一工程を示す断面図であって、図6に示す断面に対応する。なお、図8~図15に示すx方向、y方向、およびz方向は、図1~図6と同じ方向を示している。 Next, an example of a method for manufacturing the thermal printhead A1 will be described below with reference to Figures 7 to 15. Figure 7 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the thermal printhead A1. Figures 8 to 15 are cross-sectional views showing one step of an example of a method for manufacturing the thermal printhead A1, and correspond to the cross section shown in Figure 6. Note that the x, y, and z directions shown in Figures 8 to 15 are the same directions as in Figures 1 to 6.
図7に示すように、サーマルプリントヘッドA1の製造方法は、基材準備工程S10、第1エッチング工程S20、蓄熱層形成工程S30、第2エッチング工程S40、再焼成工程S50、絶縁層形成工程S60、発熱部形成工程S70、保護層形成工程S80、および切断工程S90を備えている。 As shown in Figure 7, the manufacturing method for the thermal printhead A1 includes a substrate preparation process S10, a first etching process S20, a heat storage layer formation process S30, a second etching process S40, a re-firing process S50, an insulating layer formation process S60, a heat generating portion formation process S70, a protective layer formation process S80, and a cutting process S90.
基材準備工程S10は、材料となる基材10Aを準備する工程である。当該工程では、図8に示すように、基材10Aを準備する。基材10Aは、単結晶半導体からなり、たとえばSiウエハである。基材10Aは、主面11Aを有する。主面11Aは、略平坦であり、z方向の上方を向く。主面11Aは(100)面である。 The substrate preparation step S10 is a step of preparing the substrate 10A, which will be the material. In this step, the substrate 10A is prepared as shown in Figure 8. The substrate 10A is made of a single-crystal semiconductor, such as a Si wafer. The substrate 10A has a principal surface 11A. The principal surface 11A is substantially flat and faces upward in the z direction. The principal surface 11A is a (100) plane.
第1エッチング工程S20は、基材10Aに1回目のエッチング処理を施す工程であり、図9に示すように、凸部12Aを形成する工程である。当該工程では、まず、基材10Aの主面11Aの一部に所定のマスク層91(図8および図9において2点鎖線で示す)を形成する。マスク層91は、x方向に延びており、2本のスリット92を備えている。2本のスリット92は、互いに平行にx方向に延びており、z方向においてマスク層91を貫通している。そして、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9に示すように、主面11および凸部12Aを有する基材10が形成される。主面11は、主面11Aと同じく(100)面である。 The first etching step S20 is a step of performing a first etching process on the substrate 10A, forming the protrusions 12A as shown in FIG. 9. In this step, a predetermined mask layer 91 (shown by two-dot chain lines in FIGS. 8 and 9) is first formed on a portion of the main surface 11A of the substrate 10A. The mask layer 91 extends in the x direction and has two slits 92. The two slits 92 extend parallel to each other in the x direction and penetrate the mask layer 91 in the z direction. Anisotropic etching is then performed using, for example, an alkaline aqueous solution. Examples of alkaline aqueous solutions include KOH (potassium hydroxide) and TMAH (tetramethylammonium hydroxide). As a result, the substrate 10 is formed, having the main surface 11 and the protrusions 12A as shown in FIG. 9. The main surface 11 is a (100) plane, just like the main surface 11A.
凸部12A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12Aは、頂部13Aおよび一対の傾斜部14Aを含んでいる。頂部13Aは、主面11と平行な天面131Aを有する。天面131A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。天面131Aは、(100)面である。天面131Aは、マスク層91に覆われてエッチングされずに残った主面11Aの一部である。また、頂部13Aは、マスク層91の2本のスリット92に対応する位置に、2本の溝132Aを有している。各溝132Aは、天面131Aからz方向に凹み、x方向に延びる、x方向視V字形状の溝である。各溝132Aを構成する1対の側面はそれぞれ、(111)面であり、主面11および天面131Aに対して傾斜している。各側面の第3傾斜角α3は、たとえば54.8度である。一対の傾斜部14Aは、y方向において頂部13Aを挟んで配置されている。一対の傾斜部14Aはそれぞれ、斜面141Aを有する。一対の斜面141Aはそれぞれ、(111)面であり、主面11および天面131Aに対して傾斜している。各斜面141Aの第1傾斜角α1は、たとえば54.8度である。その後、マスク層91を除去する。 The protrusion 12A protrudes from the principal surface 11 in the z direction and extends in the x direction. The protrusion 12A includes a top 13A and a pair of inclined portions 14A. The top 13A has a top surface 131A parallel to the principal surface 11. When viewed in the z direction, the top surface 131A has an elongated rectangular shape extending long in the x direction. The top surface 131A is a (100) plane. The top surface 131A is a portion of the principal surface 11A that is covered by the mask layer 91 and remains unetched. The top 13A also has two grooves 132A at positions corresponding to the two slits 92 in the mask layer 91. Each groove 132A is recessed from the top surface 131A in the z direction, extends in the x direction, and is V-shaped when viewed in the x direction. Each pair of side surfaces constituting the groove 132A is a (111) plane and is inclined with respect to the principal surface 11 and the top surface 131A. The third inclination angle α3 of each side surface is, for example, 54.8 degrees. The pair of inclined portions 14A are arranged on either side of the top portion 13A in the y direction. Each of the pair of inclined portions 14A has an inclined surface 141A. Each of the pair of inclined surfaces 141A is a (111) plane and is inclined with respect to the main surface 11 and the top surface 131A. The first inclination angle α1 of each inclined surface 141A is, for example, 54.8 degrees. The mask layer 91 is then removed.
蓄熱層形成工程S30は、図10に示すように、蓄熱層15を形成する工程である。当該工程では、まず、凸部12Aの天面131Aの2本の溝132Aで挟まれた領域に、ガラスペーストを配置する。本実施形態では、たとえばディスペンサーを用いてガラスペーストを配置する。配置されたガラスペーストは流動性があるが、表面張力により、天面131Aと溝132Aとの境界線を越えることが阻止される。本実施形態では、溝132Aの側面の第3傾斜角α3が相対的に大きいので、当該効果が大きい。本実施形態では、ガラスペーストを配置した後、その上に重ねてもう一度ガラスペーストを配置する。つまり、本実施形態では、ガラスペーストを2回配置する。なお、ガラスペーストを配置する回数は限定されない。ガラスペーストを2回以上配置する場合は、ガラスペーストを配置した後、乾燥工程により乾燥させて、その形状をより維持しやすい性状にしてから、次のガラスペーストを配置してもよい。また、ガラスペーストの配置方法は限定されず、たとえば、孔版印刷(たとえばスクリーン印刷)などによって配置してもよい。 As shown in FIG. 10, the heat storage layer forming process S30 is a process for forming the heat storage layer 15. In this process, glass paste is first applied to the area between the two grooves 132A on the top surface 131A of the convex portion 12A. In this embodiment, the glass paste is applied using, for example, a dispenser. The applied glass paste is fluid, but surface tension prevents it from crossing the boundary between the top surface 131A and the groove 132A. In this embodiment, the third inclination angle α3 of the side surface of the groove 132A is relatively large, which enhances this effect. In this embodiment, after applying the glass paste, another glass paste is applied on top of it. In other words, in this embodiment, glass paste is applied twice. Note that the number of times glass paste is applied is not limited. When applying glass paste two or more times, the applied glass paste may be dried in a drying process to make it easier to maintain its shape before applying the next glass paste. The method for applying the glass paste is also not limited; for example, it may be applied by stencil printing (e.g., screen printing).
その後、ガラスペーストを焼成することによって、図10に示すように、蓄熱層15が形成される。焼成時の加熱によりガラスペーストは流動化するが、表面張力により、天面131Aと溝132Aとの境界線を越えることが阻止される。本実施形態では、溝132Aの側面の第3傾斜角α3が相対的に大きいので、当該効果が大きい。ガラスペーストは、焼成後の蓄熱層15の熱膨張係数が基材10の材料であるSiと同程度になるように調整されている。なお、ガラスペーストの組成は限定されない。ガラスペーストを複数回配置した場合も、同じ組成のガラスペーストを用いることで、焼成後の蓄熱層15は、境界がなく一体となる。なお、ガラスペーストを複数回配置する場合は、ガラスペーストを配置するたびに焼成を行ってもよい。 The glass paste is then fired to form the heat storage layer 15, as shown in Figure 10. The heat generated during firing causes the glass paste to become fluid, but surface tension prevents it from crossing the boundary line between the top surface 131A and the groove 132A. In this embodiment, the third inclination angle α3 of the side surface of the groove 132A is relatively large, which enhances this effect. The glass paste is adjusted so that the thermal expansion coefficient of the fired heat storage layer 15 is similar to that of Si, the material of the substrate 10. The composition of the glass paste is not limited. Even when glass paste is applied multiple times, by using glass paste of the same composition, the fired heat storage layer 15 will be integrated and have no boundaries. When applying glass paste multiple times, firing may be performed each time a glass paste is applied.
第2エッチング工程S40は、2回目のエッチング処理を施す工程であり、図11に示すように、凸部12Aの一部を除去する工程である。当該工程では、もう一度アルカリ水溶液を用いた第2の異方性エッチングを行う。当該アルカリ水溶液は、KOHあるいはTMAHが用いられる。第2エッチング工程S40では、蓄熱層15がマスク層としての機能を有するので、別途マスク層を形成する必要がない。第2の異方性エッチングにより、図11に示すように、各傾斜部14Aおよび頂部13Aのうち2点鎖線で示す部分が除去される。これにより、第2斜面142が形成される。第2斜面142の第2傾斜角α2は、たとえば31°である。斜面141Aのうちエッチングで除去されなかった部分が第1斜面141になる。また、天面131Aのうち2本の溝132Aではさまれた領域が残って、頂面131になる。また、各溝132Aの一方の側面(蓄熱層15に近い方の側面)が残って、頂面131につながり、かつ、主面11に対して第3傾斜角α3だけ傾斜している第3斜面143になる。 The second etching step S40 is a second etching process, which removes a portion of the protrusion 12A, as shown in FIG. 11. In this process, a second anisotropic etching is performed again using an alkaline aqueous solution. The alkaline aqueous solution used is KOH or TMAH. In the second etching step S40, the heat storage layer 15 functions as a mask layer, eliminating the need to form a separate mask layer. The second anisotropic etching removes the portions of each inclined portion 14A and the top portion 13A indicated by the two-dot chain lines, as shown in FIG. 11. This results in the formation of the second inclined surface 142. The second inclination angle α2 of the second inclined surface 142 is, for example, 31°. The portion of the inclined surface 141A that is not removed by etching becomes the first inclined surface 141. Furthermore, the region of the top surface 131A between the two grooves 132A remains and becomes the top surface 131. Furthermore, one side of each groove 132A (the side closer to the heat storage layer 15) remains and connects to the top surface 131, forming a third inclined surface 143 that is inclined at a third inclination angle α3 with respect to the main surface 11.
再焼成工程S50は、蓄熱層15を再焼成する工程である。第2エッチング工程S40では、蓄熱層15の表面に微細な凹凸が形成される場合がある。再焼成工程S50では、蓄熱層15を溶融させたのちに固化させる再焼成を行う。これにより、蓄熱層15の表面が滑らかな面になる。なお、再焼成工程S50は省略してもよい。 The re-firing step S50 is a step in which the thermal storage layer 15 is re-fired. In the second etching step S40, fine irregularities may be formed on the surface of the thermal storage layer 15. In the re-firing step S50, the thermal storage layer 15 is melted and then solidified by re-firing. This results in a smooth surface on the surface of the thermal storage layer 15. Note that the re-firing step S50 may be omitted.
絶縁層形成工程S60は、図12に示すように、蓄熱層15および基材10を覆う絶縁層19を形成する工程である。当該工程では、たとえばCVDを用いて、たとえばTEOSを原料ガスとした成膜を行う。絶縁層19は、主面11、凸部12の一対の傾斜部14(第1斜面141、第2斜面142、第3斜面143)および蓄熱層15を覆う。なお、絶縁層19の形成方法は限定されない。 As shown in FIG. 12, the insulating layer formation process S60 is a process for forming an insulating layer 19 that covers the heat storage layer 15 and the substrate 10. In this process, film formation is performed using, for example, CVD, with TEOS as the source gas. The insulating layer 19 covers the main surface 11, the pair of inclined portions 14 (first inclined surface 141, second inclined surface 142, third inclined surface 143) of the convex portion 12, and the heat storage layer 15. Note that the method for forming the insulating layer 19 is not limited.
発熱部形成工程S70は、絶縁層19上に、発熱部41および発熱部41に通電するための電極層3を形成する工程である。まず、図13に示すように、抵抗体膜4Aを形成する(S71)。抵抗体膜4A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4Aは、絶縁層19の全面を覆う。次いで、図14に示すように、導電膜3Aを形成する(S72)。導電膜3A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。導電膜3Aは、抵抗体膜4Aの全面を覆う。なお、導電膜3Aの形成では、絶縁層19上にTi層を形成した後、Cu層を形成した構成でもよい。次いで、図15に示すように、導電膜3Aおよび抵抗体膜4Aに選択的なエッチングを施すことにより、導電膜3Aおよび抵抗体膜4Aを部分的に除去する(S73)。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を覆う複数の個別電極31および共通電極32とが形成される。 The heating element formation process S70 is a process of forming the heating elements 41 and the electrode layer 3 for conducting current to the heating elements 41 on the insulating layer 19. First, as shown in FIG. 13, a resistor film 4A is formed (S71). The resistor film 4A is formed by, for example, forming a thin film of TaN on the insulating layer 19 by sputtering. The resistor film 4A covers the entire surface of the insulating layer 19. Next, as shown in FIG. 14, a conductive film 3A is formed (S72). The conductive film 3A is formed by, for example, forming a layer made of Cu by plating or sputtering. The conductive film 3A covers the entire surface of the resistor film 4A. Note that the conductive film 3A may be formed by forming a Ti layer on the insulating layer 19 followed by a Cu layer. Next, as shown in FIG. 15, the conductive film 3A and the resistor film 4A are selectively etched to partially remove the conductive film 3A and the resistor film 4A (S73). This forms a resistor layer 4 separated in the x direction, and multiple individual electrodes 31 and common electrodes 32 that cover the resistor layer 4, leaving multiple heat generating portions 41.
保護層形成工程S80は、保護層2を形成する工程である。当該工程では、たとえばCVDを用いて、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。その後、パッド用開口21を形成するために、保護層2をエッチング等により部分的に除去する。 The protective layer formation process S80 is a process for forming the protective layer 2. This process is performed by depositing, for example, SiN on each of the insulating layer 19, the electrode layer 3, and the resistor layer 4, using, for example, CVD. Thereafter, the protective layer 2 is partially removed by etching or the like to form the pad opening 21.
切断工程S90は、基材10を切断する工程である。当該工程では、基材10をx方向およびy方向に沿って切断し、個片に分割する。以上により、ヘッド基板1が得られる。そして、放熱部材8上へのヘッド基板1および接続基板5の組付け、接続基板5へのドライバIC7の搭載、複数のワイヤ61,62のボンディング、保護樹脂78の形成等を行うことにより、図1~図6に示したサーマルプリントヘッドA1が製造される。 The cutting process S90 is a process for cutting the substrate 10. In this process, the substrate 10 is cut along the x and y directions to separate it into individual pieces. This results in the head substrate 1. The thermal printhead A1 shown in Figures 1 to 6 is then manufactured by assembling the head substrate 1 and connection board 5 onto the heat dissipation member 8, mounting the driver IC 7 on the connection board 5, bonding multiple wires 61 and 62, and forming the protective resin 78.
上記した製造方法は一例であり、これに限定されない。たとえば、蓄熱層形成工程S30の前に、第2エッチング工程S40を行ってもよい。以下では、上記した製造方法を「第1製造方法」とし、蓄熱層形成工程S30の前に第2エッチング工程S40を行う製造方法を「第2製造方法」とする。第2製造方法は、第1製造方法において、蓄熱層形成工程S30と第2エッチング工程S40とを入れ替えた製造方法である。基材準備工程S10および第1エッチング工程S20は、第1製造方法と共通する。 The above-described manufacturing method is an example and is not limited to this. For example, the second etching step S40 may be performed before the heat storage layer forming step S30. Hereinafter, the above-described manufacturing method will be referred to as the "first manufacturing method," and the manufacturing method in which the second etching step S40 is performed before the heat storage layer forming step S30 will be referred to as the "second manufacturing method." The second manufacturing method is a manufacturing method in which the heat storage layer forming step S30 and the second etching step S40 are swapped in the first manufacturing method. The substrate preparation step S10 and first etching step S20 are common to the first manufacturing method.
第2製造方法では、第1エッチング工程S20の後に、第2エッチング工程S40を行う。第2エッチング工程S40において、エッチング処理を施す前に、図16に示すように、凸部12Aの天面131Aの2本の溝132Aで挟まれた領域を覆うマスク層93を形成する。その後、第2の異方性エッチングを行うことで、図17に示すように、各傾斜部14Aおよび頂部13Aのうち2点鎖線で示す部分が除去される。これにより、第1斜面141、第2斜面142、および第3斜面143が形成される。また、天面131Aのうちマスク層93に覆われた領域が、頂面131として残っている。その後、マスク層93を除去する。次に、蓄熱層形成工程S30で、頂面131にガラスペーストを配置して焼成することで、蓄熱層15が形成される。配置されるガラスペーストおよび焼成時に加熱されたガラスペーストは流動性があるが、表面張力により、天面131Aと第3斜面143との境界線を越えることが阻止される。第2製造方法では、蓄熱層15が形成される前に、第2エッチング工程S40が行われるので、再焼成工程S50を省略できる。その後の絶縁層形成工程S60、発熱部形成工程S70、保護層形成工程S80、および切断工程S90は、第1製造方法と共通する。 In the second manufacturing method, the second etching step S40 is performed after the first etching step S20. In the second etching step S40, before performing the etching process, a mask layer 93 is formed to cover the area between the two grooves 132A on the top surface 131A of the convex portion 12A, as shown in FIG. 16. Then, a second anisotropic etching is performed, removing the portions of each inclined portion 14A and the top portion 13A indicated by the two-dot chain lines, as shown in FIG. 17. This forms the first inclined surface 141, the second inclined surface 142, and the third inclined surface 143. Furthermore, the area of the top surface 131A covered by the mask layer 93 remains as the top surface 131. The mask layer 93 is then removed. Next, in the heat storage layer formation step S30, a glass paste is applied to the top surface 131 and fired to form the heat storage layer 15. Although the applied glass paste and the heated glass paste during firing are fluid, surface tension prevents them from crossing the boundary line between the top surface 131A and the third inclined surface 143. In the second manufacturing method, the second etching step S40 is performed before the heat storage layer 15 is formed, so the re-firing step S50 can be omitted. The subsequent insulating layer forming step S60, heating portion forming step S70, protective layer forming step S80, and cutting step S90 are the same as in the first manufacturing method.
次に、サーマルプリントヘッドA1の作用について説明する。 Next, we will explain the operation of thermal printhead A1.
本実施形態によると、サーマルプリントヘッドA1は、傾斜部14が第1斜面141および第2斜面142を備えている。第2斜面142は、y方向において、第1斜面141と頂面131との間に配置される。また、第2斜面142の第2傾斜角α2は第1斜面141の第1傾斜角α1より小さい。したがって、傾斜部14が第2斜面142を備えていない場合と比較して、プラテンローラ99によって搬送された印刷媒体が、凸部12に引っかかることを抑制できる。なお、傾斜部14は、y方向において、第2斜面142と頂面131との間に配置された第3斜面143を備えているが、第3斜面143のx方向に直交する方向の寸法が十分小さいので、印刷媒体の凸部12への引っかかりについてほとんど影響を与えない。 In this embodiment, the thermal printhead A1 has an inclined portion 14 that includes a first inclined surface 141 and a second inclined surface 142. The second inclined surface 142 is positioned between the first inclined surface 141 and the top surface 131 in the y direction. The second inclined surface 142 has a second inclined angle α2 that is smaller than the first inclined angle α1 of the first inclined surface 141. Therefore, compared to when the inclined portion 14 does not include the second inclined surface 142, the print medium transported by the platen roller 99 is less likely to get caught on the convex portions 12. The inclined portion 14 also includes a third inclined surface 143 that is positioned between the second inclined surface 142 and the top surface 131 in the y direction. However, the dimension of the third inclined surface 143 in the direction perpendicular to the x direction is sufficiently small that it has little effect on the print medium getting caught on the convex portions 12.
また、本実施形態によると、y方向において頂面131につながる第3斜面143の第3傾斜角α3は、第2斜面142の第2傾斜角α2より大きい。したがって、第2斜面142が頂面131につながる場合と比較して、製造工程におけるガラスペーストの配置時、および、焼成での加熱時に、頂面131に配置されたガラスペーストが、頂面131から流れ出すことをより抑制できる。 Furthermore, in this embodiment, the third inclination angle α3 of the third inclined surface 143 that connects to the top surface 131 in the y direction is greater than the second inclination angle α2 of the second inclined surface 142. Therefore, compared to when the second inclined surface 142 connects to the top surface 131, the glass paste placed on the top surface 131 can be more effectively prevented from flowing out of the top surface 131 when the glass paste is placed in the manufacturing process and when it is heated during firing.
また、本実施形態によると、サーマルプリントヘッドA1は、基材10と抵抗体層4との間に形成された蓄熱層15を備えている。抵抗体層4の各発熱部41は、z方向視において、蓄熱層15に重なっている。したがって、各発熱部41が発する熱は、蓄熱層15に蓄えられる。蓄熱層15は、ガラスペーストを配置して焼成することで形成される。そのため、たとえば蓄熱層としてのSiO2をスパッタリングで付着させて形成する場合と比較して、蓄熱層15は、圧倒的な厚みで、かつ圧倒的に短時間で形成される。このことは、サーマルプリントヘッドA1の製造効率の向上およびコスト低減に大いに寄与する。 Furthermore, according to this embodiment, the thermal printhead A1 includes a heat storage layer 15 formed between the substrate 10 and the resistor layer 4. When viewed in the z direction, each heat generating portion 41 of the resistor layer 4 overlaps the heat storage layer 15. Therefore, heat generated by each heat generating portion 41 is stored in the heat storage layer 15. The heat storage layer 15 is formed by depositing and firing a glass paste. Therefore, compared to, for example, a case in which SiO2 is deposited as a heat storage layer by sputtering, the heat storage layer 15 can be formed with an overwhelmingly greater thickness in an overwhelmingly shorter time. This contributes greatly to improving the manufacturing efficiency and reducing costs of the thermal printhead A1.
また、本実施形態によると、蓄熱層15は、ガラスペーストを2回配置することで形成される。したがって、ガラスペーストを1回だけ配置する場合と比較して、より厚い蓄熱層15が形成可能である。 Furthermore, according to this embodiment, the heat storage layer 15 is formed by applying glass paste twice. Therefore, a thicker heat storage layer 15 can be formed compared to when glass paste is applied only once.
また、本実施形態によると、蓄熱層15の幅(y方向の寸法W2)に対するz方向の寸法H2の比率は、0.05以上0.2以下である。したがって、蓄熱層15は、各発熱部41が発する熱を適切に蓄えることができる。 Furthermore, according to this embodiment, the ratio of the z-direction dimension H2 to the width (y-direction dimension W2) of the heat storage layer 15 is 0.05 or more and 0.2 or less. Therefore, the heat storage layer 15 can appropriately store the heat generated by each heat generating portion 41.
また、本実施形態によると、基材10が凸部12を有しており、複数の発熱部41は、凸部12の頂部13(頂面131)上に形成されている。これにより、印刷媒体は、プラテンローラ99を介して確実に発熱部41に押圧される。また、凸部12は、単結晶半導体に対して異方性エッチングを施すことにより形成されるため、そのy-z断面はx方向について一様となる。つまり、印刷媒体の発熱部41に対する押圧接触状態は、x方向各所において一定となる。このことは、ヘッド基板1の製造ロットが異なっても変わらないので、印字品質のバラツキを抑制できる。 In addition, according to this embodiment, the substrate 10 has protrusions 12, and multiple heat generating portions 41 are formed on the tops 13 (top surfaces 131) of the protrusions 12. This ensures that the print medium is pressed against the heat generating portions 41 via the platen roller 99. Furthermore, because the protrusions 12 are formed by anisotropic etching of a single-crystal semiconductor, their y-z cross sections are uniform in the x direction. In other words, the pressing contact state of the print medium against the heat generating portions 41 is consistent at each point in the x direction. This remains unchanged even if the production lot of the head substrate 1 is different, thereby reducing variations in print quality.
図18~図23は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 Figures 18 to 23 show other embodiments of the present disclosure. In these figures, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are designated by the same reference numerals as in the above embodiment.
<第2実施形態>
図18は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドA2を示す要部拡大断面図であり、図6に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA2は、第2斜面142と第3斜面143との間に平行面144が形成されている点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
Second Embodiment
18 is an enlarged cross-sectional view of a thermal printhead A2 according to a second embodiment of the present disclosure, corresponding to FIG. 6. The thermal printhead A2 of this embodiment differs from the above-described embodiment in that a parallel surface 144 is formed between a second inclined surface 142 and a third inclined surface 143. The configuration and operation of other parts of this embodiment are the same as those of the first embodiment. Note that the various parts of the first embodiment described above may be combined in any desired manner.
本実施形態に係る基材10の各傾斜部14は、平行面144をさらに備えている。平行面144は、y方向において第2斜面142と第3斜面143との間に配置され、第2斜面142および第3斜面143につながっている。平行面144は、主面11と平行である。 Each inclined portion 14 of the substrate 10 according to this embodiment further includes a parallel surface 144. The parallel surface 144 is disposed between the second inclined surface 142 and the third inclined surface 143 in the y direction and is connected to the second inclined surface 142 and the third inclined surface 143. The parallel surface 144 is parallel to the main surface 11.
本実施形態においても、傾斜部14が、第1斜面141と頂面131との間に配置された第2斜面142を備えているので、印刷媒体が凸部12に引っかかることを抑制できる。また、傾斜部14が、y方向において頂面131につながる第3斜面143を備えているので、製造工程において、ガラスペーストが頂面131から流れ出すことをより抑制できる。また、サーマルプリントヘッドA2は、サーマルプリントヘッドA1と共通する構成により、サーマルプリントヘッドA1と同等の効果を奏する。 In this embodiment, the inclined portion 14 also has a second inclined surface 142 located between the first inclined surface 141 and the top surface 131, which prevents the print medium from getting caught on the convex portion 12. Furthermore, the inclined portion 14 also has a third inclined surface 143 that connects to the top surface 131 in the y direction, which further prevents the glass paste from flowing out from the top surface 131 during the manufacturing process. Furthermore, the thermal printhead A2 has a common configuration with the thermal printhead A1, and therefore achieves the same effects as the thermal printhead A1.
<第3実施形態>
図19は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドA3を示す要部拡大断面図であり、図6に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA3は、第2斜面142と第3斜面143との間に第4斜面145が形成されている点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~2実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
Third Embodiment
19 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a thermal printhead A3 according to a third embodiment of the present disclosure, and corresponds to FIG. 6. The thermal printhead A3 of this embodiment differs from the above-described embodiments in that a fourth inclined surface 145 is formed between a second inclined surface 142 and a third inclined surface 143. The configuration and operation of other parts of this embodiment are the same as those of the first embodiment. Note that the parts of the first and second embodiments may be combined in any desired manner.
本実施形態に係る基材10の各傾斜部14は、第4斜面145をさらに備えている。第4斜面145は、y方向において第2斜面142と第3斜面143との間に配置され、第2斜面142および第3斜面143につながっている。第4斜面145は、主面11に対して第3傾斜角α3だけ傾斜しており、y方向において第3斜面143とは反対側に傾斜している。つまり、第3斜面143と第4斜面145とは、x方向視においてV字形状になっている。第4斜面145は、図10に示す溝132Aの他方の側面(蓄熱層15から離れた方の側面)のうち、第2エッチング工程S40によって除去されずに残った部分である。 Each inclined portion 14 of the substrate 10 according to this embodiment further includes a fourth inclined surface 145. The fourth inclined surface 145 is disposed between the second inclined surface 142 and the third inclined surface 143 in the y direction and is connected to the second inclined surface 142 and the third inclined surface 143. The fourth inclined surface 145 is inclined at a third inclination angle α3 with respect to the main surface 11 and is inclined in the opposite direction from the third inclined surface 143 in the y direction. In other words, the third inclined surface 143 and the fourth inclined surface 145 form a V-shape when viewed in the x direction. The fourth inclined surface 145 is the portion of the other side surface (the side surface away from the heat storage layer 15) of the groove 132A shown in FIG. 10 that remains unremoved by the second etching step S40.
本実施形態においても、傾斜部14が、第1斜面141と頂面131との間に配置された第2斜面142を備えているので、印刷媒体が凸部12に引っかかることを抑制できる。また、傾斜部14が、y方向において頂面131につながる第3斜面143を備えているので、製造工程において、ガラスペーストが頂面131から流れ出すことをより抑制できる。また、サーマルプリントヘッドA3は、サーマルプリントヘッドA1と共通する構成により、サーマルプリントヘッドA1と同等の効果を奏する。 In this embodiment, the inclined portion 14 also has a second inclined surface 142 located between the first inclined surface 141 and the top surface 131, which prevents the print medium from getting caught on the convex portion 12. Furthermore, the inclined portion 14 also has a third inclined surface 143 that connects to the top surface 131 in the y direction, which further prevents the glass paste from flowing out from the top surface 131 during the manufacturing process. Furthermore, the thermal printhead A3 has a common configuration with the thermal printhead A1, and therefore achieves the same effects as the thermal printhead A1.
第1~3実施形態は、凸部12の形状がそれぞれ異なる。これらの違いは、第1エッチング工程S20で形成された一対の溝132Aのy方向における配置位置および深さ(z方向の寸法)、第2エッチング工程S40でのエッチング処理時間などによって生じる。逆に、これらのパラメータを調整することで、凸部12の形状を所望の形状に調整することができる。 The first to third embodiments each have a different shape for the convex portion 12. These differences arise from the position in the y direction and depth (dimension in the z direction) of the pair of grooves 132A formed in the first etching step S20, the etching processing time in the second etching step S40, and other factors. Conversely, by adjusting these parameters, the shape of the convex portion 12 can be adjusted to the desired shape.
<第4実施形態>
図20は、本開示の第4実施形態に係るサーマルプリントヘッドA4を示す要部拡大断面図であり、図6に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA4は、絶縁層19が蓄熱層15を覆っていない点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~3実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
Fourth Embodiment
20 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a thermal printhead A4 according to a fourth embodiment of the present disclosure, and corresponds to FIG. 6. The thermal printhead A4 of this embodiment differs from the above-described embodiments in that the insulating layer 19 does not cover the heat storage layer 15. The configuration and operation of other parts of this embodiment are the same as those of the first embodiment. Note that the parts of the first to third embodiments may be combined in any desired manner.
本実施形態に係る絶縁層19は、主面11と凸部12の一対の傾斜部14(第1斜面141、第2斜面142、第3斜面143)のみを覆っており、蓄熱層15を覆っていない。このような絶縁層19は、絶縁層形成工程S60において、CVDを用いたSiO2の積層ではなく、たとえば基材10を熱酸化させてSiO2膜を形成する熱酸化処理によって形成される。本実施形態の場合、絶縁層19が蓄熱層15を覆っていないが、蓄熱層15自体が絶縁体なので、基材10は、抵抗体層4および電極層3に対して絶縁できる。 The insulating layer 19 according to this embodiment covers only the main surface 11 and the pair of inclined portions 14 (first inclined surface 141, second inclined surface 142, third inclined surface 143) of the convex portion 12, and does not cover the heat storage layer 15. Such an insulating layer 19 is formed in the insulating layer forming step S60 by, for example, thermal oxidation treatment in which the substrate 10 is thermally oxidized to form a SiO2 film, rather than by laminating SiO2 using CVD. In this embodiment, although the insulating layer 19 does not cover the heat storage layer 15, the heat storage layer 15 itself is an insulator, and therefore the substrate 10 can be insulated from the resistor layer 4 and the electrode layer 3.
本実施形態においても、傾斜部14が、第1斜面141と頂面131との間に配置された第2斜面142を備えているので、印刷媒体が凸部12に引っかかることを抑制できる。また、傾斜部14が、y方向において頂面131につながる第3斜面143を備えているので、製造工程において、ガラスペーストが頂面131から流れ出すことをより抑制できる。また、サーマルプリントヘッドA4は、サーマルプリントヘッドA1と共通する構成により、サーマルプリントヘッドA1と同等の効果を奏する。 In this embodiment, the inclined portion 14 also has a second inclined surface 142 located between the first inclined surface 141 and the top surface 131, which prevents the print medium from getting caught on the convex portion 12. Furthermore, the inclined portion 14 also has a third inclined surface 143 that connects to the top surface 131 in the y direction, which further prevents the glass paste from flowing out from the top surface 131 during the manufacturing process. Furthermore, the thermal printhead A4 has a common configuration with the thermal printhead A1, and therefore achieves the same effects as the thermal printhead A1.
さらに、本実施形態によると、絶縁層19は、基材10を熱酸化させることで得られるSiO2膜で構成できる。したがって、絶縁層形成工程S60において、CVDを用いてSiO2を積層する場合と比較して、製造工程を簡略化できる。なお、サーマルプリントヘッドA4は、第2製造方法によって製造される場合は、蓄熱層15と頂面131との間に、絶縁層19が形成されてもよい。 Furthermore, in this embodiment, the insulating layer 19 can be formed of a SiO2 film obtained by thermally oxidizing the substrate 10. Therefore, the manufacturing process can be simplified compared to when SiO2 is deposited using CVD in the insulating layer forming step S60. Note that when the thermal printhead A4 is manufactured by the second manufacturing method, the insulating layer 19 may be formed between the heat storage layer 15 and the top surface 131.
<第5実施形態>
図21~図23は、本開示の第5実施形態に係るサーマルプリントヘッドA5を説明するための図である。図21は、サーマルプリントヘッドA5を示す要部拡大断面図であり、図6に対応する図である。図22および図23は、それぞれ、サーマルプリントヘッドA5の製造方法の一例の一工程を示す断面図であって、図21に示す断面に対応する。本実施形態のサーマルプリントヘッドA5は、第3斜面143が主面11に対して略直交する面である点で、上述した実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~4実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
Fifth Embodiment
21 to 23 are diagrams illustrating a thermal printhead A5 according to a fifth embodiment of the present disclosure. FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of the thermal printhead A5, corresponding to FIG. 6. FIGS. 22 and 23 are cross-sectional views illustrating a step in an exemplary method for manufacturing the thermal printhead A5, corresponding to the cross section shown in FIG. 21. The thermal printhead A5 of this embodiment differs from the above-described embodiments in that the third inclined surface 143 is a surface that is substantially perpendicular to the main surface 11. The configuration and operation of other parts of this embodiment are similar to those of the first embodiment. Note that the parts of the first to fourth embodiments may be combined in any desired manner.
図21に示すように、本実施形態に係る基材10の凸部12において、第3斜面143は主面11に対して略直交する面である。つまり、第3傾斜角α3が略直角である。サーマルプリントヘッドA5の製造方法は、サーマルプリントヘッドA1の製造方法に対して、溝132Aの形成方法が異なる。 As shown in Figure 21, in the convex portion 12 of the substrate 10 according to this embodiment, the third inclined surface 143 is a surface that is approximately perpendicular to the main surface 11. In other words, the third inclination angle α3 is approximately a right angle. The manufacturing method for thermal printhead A5 differs from the manufacturing method for thermal printhead A1 in the method for forming the groove 132A.
サーマルプリントヘッドA5の製造方法では、図22に示すように、第1エッチング工程S20において主面11Aに形成されるマスク層91は、スリット92を備えていない。したがって、第1エッチング工程S20では溝132Aが形成されない。その後、図23に示すように、天面131Aに2本の溝132Aを形成する。溝132Aの形成方法は限定されず、たとえばレーザを用いて形成してもよいし、ダイシングブレードを用いていわゆるハーフカットの状態とすることで形成してもよい。その後の工程は、サーマルプリントヘッドA1の製造方法と同様である。 In the manufacturing method of thermal printhead A5, as shown in FIG. 22, the mask layer 91 formed on the main surface 11A in the first etching step S20 does not have slits 92. Therefore, grooves 132A are not formed in the first etching step S20. Then, as shown in FIG. 23, two grooves 132A are formed in the top surface 131A. The method for forming the grooves 132A is not limited; for example, they may be formed using a laser, or they may be formed using a dicing blade to create a so-called half-cut state. Subsequent processes are the same as those in the manufacturing method of thermal printhead A1.
本実施形態においても、傾斜部14が、第1斜面141と頂面131との間に配置された第2斜面142を備えているので、印刷媒体が凸部12に引っかかることを抑制できる。また、傾斜部14が、y方向において頂面131につながる第3斜面143を備えているので、製造工程において、ガラスペーストが頂面131から流れ出すことをより抑制できる。また、サーマルプリントヘッドA5は、サーマルプリントヘッドA1と共通する構成により、サーマルプリントヘッドA1と同等の効果を奏する。 In this embodiment, the inclined portion 14 also has a second inclined surface 142 located between the first inclined surface 141 and the top surface 131, which prevents the print medium from getting caught on the convex portion 12. Furthermore, the inclined portion 14 also has a third inclined surface 143 that connects to the top surface 131 in the y direction, which further prevents the glass paste from flowing out from the top surface 131 during the manufacturing process. Furthermore, the thermal printhead A5 has a common configuration with the thermal printhead A1, and therefore achieves the same effects as the thermal printhead A1.
本開示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。本開示に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成、および、本開示に係る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 method for manufacturing a thermal printhead according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the thermal printhead according to the present disclosure and the specific processing of each step in the method for manufacturing a thermal printhead according to the present disclosure can be freely designed and modified in various ways.
〔付記1〕
厚さ方向(z方向)の一方を向く主面(11)を有し、かつ、単結晶半導体からなる基材(10)と、
前記主面の上に形成され、かつ、主走査方向(x方向)に配列された複数の発熱部(41)を含む抵抗体層(4)と、
前記基材と前記抵抗体層との間に形成された絶縁層(19)と、
前記基材と前記複数の発熱部との間に形成され、かつ、ガラス材料からなるグレーズである蓄熱層(15)と、
を備え、
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る凸部(12)を備え、
前記凸部は、
前記主面と平行な頂面(131)を有する頂部(13)と、
前記頂部と前記主面とにつながり、かつ、前記主面に対して傾斜した傾斜部(14)と、
を備え、
前記傾斜部は、
前記主面につながり、かつ、前記主面に対して第1傾斜角だけ傾斜した第1斜面(141)と、
前記第1斜面と前記頂面との間に介在し、かつ、前記主面に対して第2傾斜角だけ傾斜した第2斜面(142)と、
を備え、
前記蓄熱層は、前記頂面にだけ形成されている、
サーマルプリントヘッド。
〔付記2〕
前記第1傾斜角は、前記第2傾斜角より大きい、
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3〕
前記傾斜部は、前記頂面につながり、かつ、前記主面に対して第3傾斜角だけ傾斜した第3斜面(143)をさらに備えている、
付記1または2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4〕
前記第1傾斜角と前記第3傾斜角とは等しい、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5〕
前記第2斜面と前記第3斜面とがつながっている、
付記3または4に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6、第2実施形態、図18〕
前記傾斜部は、前記第2斜面および前記第3斜面につながり、かつ、前記主面と平行である平行面(144)をさらに備えている、
付記3または4に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7、図6〕
前記凸部の副走査方向の寸法(W1)は、前記頂部の副走査方向の寸法(W2)の2倍以上10倍以下である、
付記1ないし6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8〕
前記単結晶半導体は、Siからなり、
前記主面は、(100)面である、
付記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。
〔付記9、図6〕
前記蓄熱層の副走査方向の寸法(W2)に対する前記厚さ方向の寸法(H2)の比率は、0.05以上0.25以下である、
付記1ないし8のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10〕
前記蓄熱層の前記厚さ方向の寸法は、15μm以上60μm以下である、
付記1ないし9のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記11〕
前記蓄熱層は、前記頂面の副走査方向の全幅にわたって形成されている、
付記1ないし10のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記12、図7〕
単結晶半導体からなる基材を準備する準備工程(S10)と、
前記基材に第1の異方性エッチングを施して、厚さ方向の一方を向く主面と、前記主面から突出した凸部と、前記凸部の前記主面に平行な天面から凹み、かつ、主走査方向に延びる2本の溝を形成する第1エッチング工程(S20)と、
前記天面の前記2本の溝ではさまれた領域にガラスペーストを配置して焼成することで蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程(S30)と、
前記基材に第2の異方性エッチングを施して、前記凸部の一部を除去することで、前記凸部に、前記天面のうち前記2本の溝ではさまれた領域である頂面と、前記主面につながり、かつ、前記主面に対して第1傾斜角だけ傾斜した第1斜面と、前記第1斜面と前記頂面との間に介在し、かつ、前記主面に対して第2傾斜角だけ傾斜した第2斜面と、を形成する第2エッチング工程(S40)と、
前記蓄熱層の上に、前記主走査方向に配列された複数の発熱部を形成する発熱部形成工程(S70)と、
を備えている、
サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記12-1〕
単結晶半導体からなる基材を準備する準備工程と、
前記基材に第1の異方性エッチングを施して、厚さ方向の一方を向く主面と、前記主面から突出した凸部と、前記凸部の前記主面に平行な天面から凹み、かつ、主走査方向に延びる2本の溝を形成する第1エッチング工程と、
前記基材に第2の異方性エッチングを施して、前記凸部の一部を除去することで、前記凸部に、前記天面のうち前記2本の溝ではさまれた領域である頂面と、前記主面につながり、かつ、前記主面に対して第1傾斜角(55°)だけ傾斜した第1斜面と、前記第1斜面と前記頂面との間に介在し、かつ、前記主面に対して第2傾斜角(31°)だけ傾斜した第2斜面と、を形成する第2エッチング工程と、
前記頂面にガラスペーストを配置して焼成することで蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程と、
前記蓄熱層の上に、前記主走査方向に配列された複数の発熱部を形成する発熱部形成工程と、
を備えている、
サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記13〕
前記第2エッチング工程では、前記凸部に、前記頂面につながり、かつ、前記主面に対して前記第1傾斜角だけ傾斜した第3斜面がさらに形成される、
付記12に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記14〕
前記第2エッチング工程と前記発熱部形成工程との間に行われ、前記蓄熱層および前記基材を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程(S60)をさらに備えている、
付記12または13に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記15〕
前記第2エッチング工程と前記絶縁層形成工程との間に行われ、焼成により前記蓄熱層を溶融させたのちに固化させる再焼成工程(S50)をさらに備えている、
付記14に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
[Appendix 1]
A substrate (10) having a main surface (11) facing one side in the thickness direction (z direction) and made of a single crystal semiconductor;
a resistor layer (4) formed on the main surface and including a plurality of heat generating portions (41) arranged in the main scanning direction (x direction);
an insulating layer (19) formed between the substrate and the resistor layer;
a heat storage layer (15) formed between the substrate and the plurality of heat generating portions and being a glaze made of a glass material;
Equipped with
The substrate has a protrusion (12) that protrudes from the main surface and extends in the main scanning direction,
The convex portion is
a top portion (13) having a top surface (131) parallel to the main surface;
an inclined portion (14) connected to the top portion and the main surface and inclined relative to the main surface;
Equipped with
The inclined portion is
a first inclined surface (141) connected to the main surface and inclined at a first inclination angle relative to the main surface;
a second inclined surface (142) interposed between the first inclined surface and the top surface and inclined at a second inclination angle with respect to the main surface;
Equipped with
The heat storage layer is formed only on the top surface.
Thermal print head.
[Appendix 2]
The first tilt angle is greater than the second tilt angle.
2. The thermal printhead of claim 1.
[Appendix 3]
The inclined portion further includes a third inclined surface (143) connected to the top surface and inclined at a third inclination angle with respect to the main surface.
3. The thermal printhead according to claim 1 or 2.
[Appendix 4]
the first tilt angle and the third tilt angle are equal;
4. The thermal printhead of claim 3.
[Appendix 5]
the second inclined surface and the third inclined surface are connected to each other;
5. The thermal printhead according to claim 3 or 4.
[Appendix 6, Second embodiment, FIG. 18]
The inclined portion further includes a parallel surface (144) that is connected to the second inclined surface and the third inclined surface and is parallel to the main surface.
5. The thermal printhead according to claim 3 or 4.
[Appendix 7, Figure 6]
The dimension (W1) of the convex portion in the sub-scanning direction is between two and ten times the dimension (W2) of the top portion in the sub-scanning direction.
7. A thermal printhead according to any one of claims 1 to 6.
[Appendix 8]
the single-crystal semiconductor is made of Si,
The main surface is a (100) surface.
8. A thermal printhead according to any one of claims 1 to 7.
[Appendix 9, Figure 6]
a ratio of the thickness direction dimension (H2) of the heat storage layer to the sub-scanning direction dimension (W2) is 0.05 or more and 0.25 or less;
9. A thermal printhead according to any one of claims 1 to 8.
[Appendix 10]
The dimension of the heat storage layer in the thickness direction is 15 μm or more and 60 μm or less.
10. A thermal printhead according to any one of claims 1 to 9.
[Appendix 11]
the heat storage layer is formed over the entire width of the top surface in the sub-scanning direction;
11. A thermal printhead according to any one of claims 1 to 10.
[Appendix 12, Figure 7]
A preparation step (S10) of preparing a substrate made of a single crystal semiconductor;
a first etching step (S20) of performing a first anisotropic etching on the base material to form a main surface facing one side in the thickness direction, a convex portion protruding from the main surface, and two grooves recessed from a top surface of the convex portion parallel to the main surface and extending in the main scanning direction;
a heat storage layer forming step (S30) of forming a heat storage layer by disposing and firing glass paste in the area between the two grooves on the top surface;
a second etching step (S40) of performing a second anisotropic etching on the base material to remove a portion of the convex portion, thereby forming, in the convex portion, a top surface that is a region of the top surface sandwiched between the two grooves, a first inclined surface that is connected to the main surface and inclined at a first inclination angle with respect to the main surface, and a second inclined surface that is interposed between the first inclined surface and the top surface and inclined at a second inclination angle with respect to the main surface;
a heat generating portion forming step (S70) of forming a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction on the heat storage layer;
Equipped with
A method for manufacturing a thermal printhead.
[Appendix 12-1]
a preparation step of preparing a substrate made of a single crystal semiconductor;
a first etching step of performing a first anisotropic etching on the base material to form a main surface facing one side in a thickness direction, a convex portion protruding from the main surface, and two grooves recessed from a top surface of the convex portion parallel to the main surface and extending in a main scanning direction;
a second etching step of performing a second anisotropic etching on the base material to remove a portion of the convex portion, thereby forming, in the convex portion, a top surface which is a region of the top surface sandwiched between the two grooves, a first inclined surface which is connected to the main surface and is inclined at a first inclination angle (55°) with respect to the main surface, and a second inclined surface which is interposed between the first inclined surface and the top surface and is inclined at a second inclination angle (31°) with respect to the main surface;
a heat storage layer forming step of forming a heat storage layer by disposing a glass paste on the top surface and firing it;
a heat generating portion forming step of forming a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction on the heat storage layer;
Equipped with
A method for manufacturing a thermal printhead.
[Appendix 13]
In the second etching step, a third inclined surface is further formed in the convex portion, the third inclined surface being connected to the top surface and inclined at the first inclination angle with respect to the main surface.
13. A method for manufacturing a thermal printhead according to claim 12.
[Appendix 14]
The method further includes an insulating layer forming step (S60) that is performed between the second etching step and the heat generating portion forming step and that forms an insulating layer that covers the heat storage layer and the base material.
14. A method for manufacturing a thermal printhead according to claim 12 or 13.
[Appendix 15]
The method further includes a re-firing step (S50) performed between the second etching step and the insulating layer forming step, in which the heat storage layer is melted by firing and then solidified.
15. A method for manufacturing a thermal printhead according to claim 14.
A1~A5:サーマルプリントヘッド
1 :ヘッド基板
10 :基材
11 :主面
12 :凸部
13 :頂部
131 :頂面
14 :傾斜部
141 :第1斜面
142 :第2斜面
143 :第3斜面
144 :平行面
145 :第4斜面
15 :蓄熱層
151 :ラウンド部
19 :絶縁層
2 :保護層
21 :パッド用開口
3 :電極層
31 :個別電極
311 :電極パッド部
32 :共通電極
323 :共通部
324 :櫛歯部
4 :抵抗体層
41 :発熱部
5 :接続基板
59 :コネクタ
61 :ワイヤ
62 :ワイヤ
7 :ドライバIC
78 :保護樹脂
8 :放熱部材
99 :プラテンローラ
10A :基材
11A :主面
12A :凸部
13A :頂部
131A :天面
132A :溝
14A :傾斜部
141A :斜面
3A :導電膜
4A :抵抗体膜
91,93:マスク層
92 :スリット
A1 to A5: thermal print head 1: head substrate 10: substrate 11: main surface 12: convex portion 13: apex portion 131: apex surface 14: inclined portion 141: first inclined surface 142: second inclined surface 143: third inclined surface 144: parallel surface 145: fourth inclined surface 15: heat storage layer 151: rounded portion 19: insulating layer 2: protective layer 21: pad opening 3: electrode layer 31: individual electrode 311: electrode pad portion 32: common electrode 323: common portion 324: comb-tooth portion 4: resistor layer 41: heat generating portion 5: connection substrate 59: connector 61: wire 62: wire 7: driver IC
78: Protective resin 8: Heat dissipation member 99: Platen roller 10A: Base material 11A: Main surface 12A: Convex portion 13A: Peak 131A: Top surface 132A: Groove 14A: Sloped portion 141A: Sloped surface 3A: Conductive film 4A: Resistor films 91, 93: Mask layer 92: Slit
Claims (13)
前記主面の上に形成され、かつ、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、
前記基材と前記抵抗体層との間に形成された絶縁層と、
前記基材と前記複数の発熱部との間に形成され、かつ、ガラス材料からなるグレーズである蓄熱層と、
を備え、
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る凸部を備え、
前記凸部は、
前記主面と平行な頂面を有する頂部と、
前記頂部と前記主面とにつながり、かつ、前記主面に対して傾斜した傾斜部と、
を備え、
前記傾斜部は、
前記主面につながり、かつ、前記主面に対して第1傾斜角だけ傾斜した第1斜面と、
前記第1斜面と前記頂面との間に介在し、かつ、前記主面に対して第2傾斜角だけ傾斜した第2斜面と、
前記頂面につながり、かつ、前記主面に対して第3傾斜角だけ傾斜した第3斜面と、
を備え、
前記蓄熱層は、前記頂面にだけ形成されている、
サーマルプリントヘッド。 a substrate having a main surface facing in one direction in a thickness direction and made of a single crystal semiconductor;
a resistor layer formed on the main surface and including a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction;
an insulating layer formed between the substrate and the resistor layer;
a heat storage layer formed between the base material and the plurality of heat generating portions and being a glaze made of a glass material;
Equipped with
the base material includes a protrusion protruding from the main surface and extending in the main scanning direction;
The convex portion is
a top portion having a top surface parallel to the main surface;
an inclined portion that is connected to the top portion and the main surface and is inclined with respect to the main surface;
Equipped with
The inclined portion is
a first inclined surface connected to the main surface and inclined at a first inclination angle with respect to the main surface;
a second inclined surface interposed between the first inclined surface and the top surface and inclined at a second inclination angle with respect to the main surface;
a third inclined surface connected to the top surface and inclined at a third inclination angle with respect to the main surface;
Equipped with
The heat storage layer is formed only on the top surface.
Thermal print head.
請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 The first tilt angle is greater than the second tilt angle.
2. The thermal printhead of claim 1.
請求項1または2に記載のサーマルプリントヘッド。 the first tilt angle and the third tilt angle are equal;
3. The thermal printhead according to claim 1 or 2 .
請求項1ないし3のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 the second inclined surface and the third inclined surface are connected to each other;
4. The thermal printhead according to claim 1 .
請求項1ないし3のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 the inclined portion further includes a parallel surface that is connected to the second inclined surface and the third inclined surface and is parallel to the main surface.
4. The thermal printhead according to claim 1 .
請求項1ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 the dimension of the convex portion in the sub-scanning direction is between two and ten times the dimension of the apex portion in the sub-scanning direction;
6. A thermal printhead according to claim 1.
前記主面は、(100)面である、
請求項1ないし6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 the single-crystal semiconductor is made of Si,
The main surface is a (100) surface.
7. The thermal printhead according to claim 1.
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 ratio of the thickness direction dimension of the heat storage layer to the sub-scanning direction dimension is 0.05 or more and 0.25 or less;
8. The thermal printhead according to claim 1.
請求項1ないし8のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 The dimension of the heat storage layer in the thickness direction is 15 μm or more and 60 μm or less.
9. A thermal printhead according to claim 1.
請求項1ないし9のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 the heat storage layer is formed over the entire width of the top surface in the sub-scanning direction;
10. The thermal printhead according to claim 1.
前記基材に第1の異方性エッチングを施して、厚さ方向の一方を向く主面と、前記主面から突出した凸部と、前記凸部の前記主面に平行な天面から凹み、かつ、主走査方向に延びる2本の溝を形成する第1エッチング工程と、
前記天面の前記2本の溝ではさまれた領域にガラスペーストを配置して焼成することで蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程と、
前記基材に第2の異方性エッチングを施して、前記凸部の一部を除去することで、前記凸部に、前記天面のうち前記2本の溝ではさまれた領域である頂面と、前記主面につながり、かつ、前記主面に対して第1傾斜角だけ傾斜した第1斜面と、前記第1斜面と前記頂面との間に介在し、かつ、前記主面に対して第2傾斜角だけ傾斜した第2斜面と、を形成する第2エッチング工程と、
前記蓄熱層の上に、前記主走査方向に配列された複数の発熱部を形成する発熱部形成工程と、
を備え、
前記第2エッチング工程では、前記凸部に、前記頂面につながり、かつ、前記主面に対して前記第1傾斜角だけ傾斜した第3斜面がさらに形成される、
サーマルプリントヘッドの製造方法。 a preparation step of preparing a substrate made of a single crystal semiconductor;
a first etching step of performing a first anisotropic etching on the base material to form a main surface facing one side in a thickness direction, a convex portion protruding from the main surface, and two grooves recessed from a top surface of the convex portion parallel to the main surface and extending in a main scanning direction;
a heat storage layer forming step of forming a heat storage layer by disposing a glass paste in the area between the two grooves on the top surface and firing the paste;
a second etching step of performing a second anisotropic etching on the base material to remove a portion of the convex portion, thereby forming, in the convex portion, a top surface which is a region of the top surface sandwiched between the two grooves, a first inclined surface which is connected to the main surface and is inclined at a first inclination angle with respect to the main surface, and a second inclined surface which is interposed between the first inclined surface and the top surface and is inclined at a second inclination angle with respect to the main surface;
a heat generating portion forming step of forming a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction on the heat storage layer;
Equipped with
In the second etching step, a third inclined surface is further formed in the convex portion, the third inclined surface being connected to the top surface and inclined at the first inclination angle with respect to the main surface.
A method for manufacturing a thermal printhead.
請求項11に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 The method further includes an insulating layer forming step, which is performed between the second etching step and the heat generating portion forming step, and which forms an insulating layer that covers the heat storage layer and the base material.
The method for manufacturing the thermal printhead according to claim 11 .
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 further includes a re-firing step, which is performed between the second etching step and the insulating layer forming step, in which the heat storage layer is melted by firing and then solidified.
The method for manufacturing a thermal printhead according to claim 12 .
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