(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材に形成された抵抗体層と、
前記基材に形成され且つ前記抵抗体層と導通する電極層と、
絶縁層と、を備え、
前記電極層は、互いに離間する第１導電部および第２導電部を含み、
前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記第１導電部および前記第２導電部に跨る発熱部を含み、
前記絶縁層は、前記電極層および前記発熱部の間に介在している部分および複数の開口を有し、
前記電極層と前記抵抗体層とは、前記複数の開口を介して接続されている、サーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記絶縁層は、第１介在部と第２介在部とを有し、
前記第１介在部は、前記第１導電部および前記発熱部の間に介在しており、
前記第２介在部は、前記第２導電部および前記発熱部の間に介在している、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記基材の厚さ方向視において、前記第１介在部と前記第２介在部とに挟まれた中間部を有し、
前記中間部は、前記第１介在部および前記第２介在部につながっている、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記第１介在部には、第１開口が形成されており、
前記発熱部は、前記第１導電部の一部に直接接する第１当接部を有し、
前記第１当接部は、前記基材の厚さ方向視において、前記第１開口と重なる位置に位置している、請求項２または請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
前記第１導電部の一部は、前記第１開口内に形成されている、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
前記第２介在部には、第２開口が形成されており、
前記発熱部は、前記第２導電部の一部に直接接する第２当接部を有し、
前記第２当接部は、前記基材の厚さ方向視において、前記第２開口と重なる位置に位置している、請求項２ないし請求項５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項７】
前記第２導電部の一部は、前記第２開口内に形成されている、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項８】
前記抵抗体層は、前記第２導電部の位置する側とは反対側を向く第１端面を有し、
前記絶縁層は、前記第１介在部につながり且つ前記第１端面を覆う部分を含む、請求項２ないし請求項７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項９】
前記抵抗体層は、前記第１導電部の位置する側とは反対側を向く第２端面を有し、
前記絶縁層は、前記第２介在部につながり且つ前記第２端面を覆う部分を含む、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１０】
前記基材と前記発熱部との間に位置する蓄熱層を更に備える、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１１】
前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱層の間に介在している、請求項１０に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１２】
前記蓄熱層は、前記抵抗体層の位置する側を向く蓄熱層表面を有し、
前記蓄熱層表面は、全体にわたって平坦である、請求項１０または請求項１１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１３】
前記基材は、前記抵抗体層の位置する側を向く基材表面を有し、
前記蓄熱層は、前記基材表面の全体を覆っている、請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１４】
前記蓄熱層は、前記絶縁層に直接接している部分を有する、請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１５】
前記基材は、半導体材料よりなる、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１６】
前記抵抗体層と前記電極層と前記絶縁層とを覆う保護層を更に備える、請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１７】
前記保護層は、前記絶縁層に直接接している、請求項１６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１８】
配線基板と、
複数のワイヤと、
前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える、請求項１６または請求項１７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１９】
前記保護層には、貫通窓が形成されており、
前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、
前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている、請求項１８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２０】
前記樹脂層は、前記保護層に直接接している、請求項１８または請求項１９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２１】
前記電極層に電流を流す駆動ＩＣを更に備え、
前記駆動ＩＣは、前記基材内に作りこまれている、請求項１ないし請求項２０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２２】
前記電極層に電流を流す駆動ＩＣを更に備え、前記駆動ＩＣは、前記配線基板に搭載されている、請求項１８ないし請求項２０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２３】
前記絶縁層は、ＳｉＯ2またはＳｉＡｌＯ2よりなる、請求項１ないし請求項２２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２４】
前記抵抗体層は、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ2、および、ＴｉＯＮの少なくともいずれかよりなる、請求項１ないし請求項２３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２５】
前記電極層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ−Ｓｉ、および、Ｔｉの少なくともいずれかよりなる、請求項１ないし請求項２４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２６】
前記電極層は、前記発熱部に直接接するバリアメタル層を含む、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２７】
請求項１に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法であって、
前記基材に前記抵抗体層を形成する工程と、
前記基材に前記絶縁層を形成する工程と、
前記基材に前記電極層を形成する工程と、を備え、
前記絶縁層を形成する工程は、前記電極層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行うとともに、前記絶縁層を形成する工程においては、複数の開口を有する前記絶縁層を形成し、
前記抵抗体層を形成する工程および前記電極層を形成する工程を行うことにより、前記絶縁層の前記複数の開口を介して前記抵抗体層と前記電極層とを接続する、サーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項２８】
前記抵抗体層を形成する工程は、ＣＶＤまたはスパッタにより行う、請求項２７に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項２９】
前記絶縁層を形成する工程は、ＣＶＤまたはスパッタにより行う、請求項２７または請求項２８に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項３０】
前記電極層を形成する工程は、ＣＶＤまたはスパッタにより行う、請求項２７ないし請求項２９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。
【請求項３１】
前記基材は、半導体材料よりなる、請求項２７ないし請求項３０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。
【請求項３２】
前記抵抗体層を形成する工程、前記電極層を形成する工程、および、前記絶縁層を形成する工程のいずれの工程よりも前に、前記基材に積層された蓄熱層を形成する工程を更に備える、請求項２７ないし請求項３１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。
【請求項３３】
前記蓄熱層を形成する工程は、少なくともＣＶＤによって行う、請求項３２に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項３４】
前記蓄熱層を形成する工程は、半導体基板の表面を熱酸化する工程を含む、請求項３３に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項３５】
前記抵抗体層と前記電極層と前記絶縁層とを覆う保護層を形成する工程を更に備え、
前記保護層を形成する工程は、ＣＶＤにより行う、請求項２７ないし請求項３４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。
【請求項３６】
前記電極層に電流を流す駆動ＩＣを備え、
前記第１導電部は、前記駆動ＩＣと電気的に接続され且つ前記駆動ＩＣ側から前記抵抗体層に向かう第１方向に伸長し、
前記複数の開口は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って配列されている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３７】
前記基材と前記発熱部との間に位置する蓄熱層を更に備え、
前記蓄熱層は、前記絶縁層に直接接している部分を有する、請求項３６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３８】
前記抵抗体層と前記電極層と前記絶縁層とを覆う保護層を更に備える、請求項３６または請求項３７に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３９】
配線基板と、
複数のワイヤと、
前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える、請求項３８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４０】
前記保護層には、貫通窓が形成されており、
前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、
前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている、請求項３９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４１】
前記樹脂層は、前記保護層に直接接している、請求項３９または請求項４０に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４２】
前記駆動ＩＣは、前記基材内に作りこまれている、請求項３６ないし請求項４１のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４３】
前記駆動ＩＣは、前記配線基板に搭載されている、請求項３９ないし請求項４１のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４４】
前記抵抗体層は、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ2、および、ＴｉＯＮの少なくともいずれかよりなる、請求項３６ないし請求項４３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４５】
前記電極層は、前記発熱部に直接接するバリアメタル層を含む、請求項３６に記載のサーマルプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているサーマルプリントヘッドは、基板と、グレーズ層と、発熱抵抗体と、電極と、を備える。このようなサーマルプリントヘッドは、たとえば特許文献１に開示されている。同文献に開示のサーマルプリントヘッドにおいて、グレーズ層は基板に形成されている。グレーズ層は、発熱抵抗体にて発生した熱を蓄熱する役割を果たす。発熱抵抗体は、グレーズ層に形成されている。電極は、互いに離間した２つの部分を有する。これらの２つの部分に跨るように、発熱抵抗体には、発熱部が形成されている。
【０００３】
サーマルプリントヘッドの使用時には、発熱部は非常に高温となる。発熱部が高温になると、発熱部と電極とが接触している部分が共晶するおそれがある。発熱部と電極とが接触している部分が共晶すると、発熱部もしくは電極の性質が変化してしまい、サーマルプリントヘッドの抵抗値が所望の値とは異なる値に変化してしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、抵抗体層における発熱部と電極層とが共晶する領域をより小さくす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その主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によると、基材と、前記基材に形成された抵抗体層と、前記基材に形成され且つ前記抵抗体層と導通する電極層と、絶縁層と、を備え、前記電極層は、互いに離間する第１導電部および第２導電部を含み、前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記第１導電部および前記第２導電部に跨る発熱部を含み、前記絶縁層は、前記電極層および前記発熱部の間に介在している部分を有する、サーマルプリントヘッドが提供される。
【０００７】
好ましくは、前記絶縁層は、第１介在部と第２介在部とを有し、前記第１介在部は、前記第１導電部および前記発熱部の間に介在しており、前記第２介在部は、前記第２導電部および前記発熱部の間に介在している。
【０００８】
好ましくは、前記絶縁層は、前記基材の厚さ方向視において、前記第１介在部と前記第２介在部とに挟まれた中間部を有し、前記中間部は、前記第１介在部および前記第２介在部につながっている。
【０００９】
好ましくは、前記第１介在部には、第１開口が形成されており、前記発熱部は、前記第１導電部の一部に直接接する第１当接部を有し、前記第１当接部は、前記基材の厚さ方向視において、前記第１開口と重なる位置に位置している。
【００１０】
好ましくは、前記第１導電部の一部は、前記第１開口内に形成されている。
【００１１】
好ましくは、前記第２介在部には、第２開口が形成されており、前記発熱部は、前記第２導電部の一部に直接接する第２当接部を有し、前記第２当接部は、前記基材の厚さ方向視において、前記第２開口と重なる位置に位置している。
【００１２】
好ましくは、前記第２導電部の一部は、前記第２開口内に形成されている。
【００１３】
好ましくは、前記抵抗体層は、前記第２導電部の位置する側とは反対側を向く第１端面を有し、前記絶縁層は、前記第１介在部につながり且つ前記第１端面を覆う部分を含む。
【００１４】
好ましくは、前記抵抗体層は、前記第１導電部の位置する側とは反対側を向く第２端面を有し、前記絶縁層は、前記第２介在部につながり且つ前記第２端面を覆う部分を含む。
【００１５】
好ましくは、前記基材と前記発熱部との間に位置する蓄熱層を更に備える。
【００１６】
好ましくは、前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱層の間に介在している。
【００１７】
好ましくは、前記蓄熱層は、前記抵抗体層の位置する側を向く蓄熱層表面を有し、前記蓄熱層表面は、全体にわたって平坦である。
【００１８】
好ましくは、前記基材は、前記抵抗体層の位置する側を向く基材表面を有し、前記蓄熱層は、前記基材表面の全体を覆っている。
【００１９】
好ましくは、前記蓄熱層は、前記絶縁層に直接接している部分を有する。
【００２０】
好ましくは、前記基材は、半導体材料よりなる。
【００２１】
好ましくは、前記抵抗体層と前記電極層と前記絶縁層とを覆う保護層を更に備える。
【００２２】
好ましくは、前記保護層は、前記絶縁層に直接接している。
【００２３】
好ましくは、配線基板と、複数のワイヤと、前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える。
【００２４】
好ましくは、前記保護層には、貫通窓が形成されており、前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている。
【００２５】
好ましくは、前記樹脂層は、前記保護層に直接接している。
【００２６】
好ましくは、前記電極層に電流を流す駆動ＩＣを更に備え、前記駆動ＩＣは、前記基材内に作りこまれている。
【００２７】
好ましくは、前記電極層に電流を流す駆動ＩＣを更に備え、前記駆動ＩＣは、前記基材に搭載されている。
【００２８】
好ましくは、前記絶縁層は、ＳｉＯ2またはＳｉＡｌＯ2よりなる。
【００２９】
好ましくは、前記抵抗体層は、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ2、および、ＴｉＯＮの少なくともいずれかよりなる。
【００３０】
好ましくは、前記電極層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ−Ｓｉ、および、Ｔｉの少なくともいずれかよりなる。
【００３１】
好ましくは、前記電極層は、前記発熱部に直接接するバリアメタル層を含む。
【００３２】
本発明の第２の側面によると、本発明の第１の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドの製造方法であって、前記基材に前記抵抗体層を形成する工程と、前記基材に前記絶縁層を形成する工程と、前記基材に前記電極層を形成する工程と、を備え、前記絶縁層を形成する工程は、前記電極層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行う、サーマルプリントヘッドの製造方法が提供される。
【００３３】
好ましくは、前記抵抗体層を形成する工程は、ＣＶＤまたはスパッタにより行う。
【００３４】
好ましくは、前記絶縁層を形成する工程は、ＣＶＤまたはスパッタにより行う。
【００３５】
好ましくは、前記電極層を形成する工程は、ＣＶＤまたはスパッタにより行う。
【００３６】
好ましくは、前記基材は、半導体材料よりなる。
【００３７】
好ましくは、前記抵抗体層を形成する工程、前記電極層を形成する工程、および、前記絶縁層を形成する工程のいずれの工程よりも前に、前記基材に積層された蓄熱層を形成する工程を更に備える。
【００３８】
好ましくは、前記蓄熱層を形成する工程は、少なくともＣＶＤによって行う。
【００３９】
好ましくは、前記蓄熱層を形成する工程は、半導体基板の表面を熱酸化する工程を含む。
【００４０】
好ましくは、前記抵抗体層と前記電極層と前記絶縁層とを覆う保護層を形成する工程を更に備え、前記保護層を形成する工程は、ＣＶＤにより行う。
【００４１】
本発明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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態のサーマルプリントヘッドの平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示したサーマルプリントヘッドの部分拡大平面図（一部構成省略）である。
【図４】図３の領域ＩＶの部分拡大平面図である。
【図５】図４から、電極層を省略して示す平面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分拡大断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態のサーマルプリントヘッドの製造工程の一工程を示す断面図である。
【図８】図７に続く一工程を示す断面図である。
【図９】図８に続く一工程を示す断面図である。
【図１０】図９に続く一工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く一工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す工程を行ったときの部分拡大平面図である。
【図１３】図１１に続く一工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く一工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す工程を行ったときの部分拡大平面図である。
【図１６】図１４に続く一工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に示す工程を行ったときの部分拡大平面図である。
【図１８】図１６に続く一工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に示す工程を行ったときの部分拡大平面図である。
【図２０】図１９に続く一工程を示す部分拡大平面図である。
【図２１】図２０に続く一工程を示す断面図である。
【図２２】図２１に続く一工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の第２実施形態のサーマルプリントヘッドの断面図である。
【図２４】本発明の第３実施形態のサーマルプリントヘッドの部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００４４】
＜第１実施形態＞
図１〜図２２を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。
【００４５】
図１は、本発明の第１実施形態のサーマルプリントヘッドの平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００４６】
これらの図に示すサーマルプリントヘッド１０１は、基材１１と、配線基板１２と、放熱板１３と、蓄熱層２と、電極層３と、抵抗体層４と、絶縁層５と、保護層６（図１では省略）と、駆動ＩＣ７と、複数のワイヤ８１と、封止樹脂８２と、コネクタ８３とを備える。サーマルプリントヘッド１０１は、印刷媒体８０１に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。このような印刷媒体８０１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。
【００４７】
図２に示す放熱板１３は、基材１１からの熱を放散させるためのものである。放熱板１３は、たとえばＡｌなどの金属よりなる。放熱板１３には基材１１および配線基板１２が取り付けられている。
【００４８】
基材１１は板状を呈している。本実施形態においては、基材１１は半導体材料よりなる。基材１１を構成する半導体材料としては、たとえば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＧａＮが挙げられる。本実施形態においては、基材１１は半導体材料よりなるが、基材１１は半導体材料からなっていなくてもよい。たとえば、基材１１は、セラミックなどの絶縁材料よりなっていてもよい。基材１１の厚さはたとえば０．６２５〜０．７２０ｍｍである。図１に示すように、基材１１は、方向Ｙに長く延びる平板状である。基材１１の幅（基材１１の方向Ｘにおける寸法）は、たとえば、３〜２０ｍｍである。基材１１の方向Ｙにおける寸法は、たとえば、１０〜３００ｍｍである。
【００４９】
図３は、図１に示したサーマルプリントヘッド１０１の部分拡大平面図（一部構成省略）である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分拡大断面図である。図３では、保護層６、および、封止樹脂８２を省略している。
【００５０】
図６に示すように、基材１１は基材表面１１１を有する。基材表面１１１は、方向Ｘと方向Ｙとに広がる平面状である。基材表面１１１は、方向Ｙに沿って長手状に延びる。基材表面１１１は、基材１１の厚さ方向Ｚの一方（以下、方向Ｚａと言う。図６では上方）を向く。すなわち、基材表面１１１は、抵抗体層４の位置する側を向く面である。
【００５１】
図２、図６に示すように、蓄熱層２は基材１１に形成されている。蓄熱層２は、基材１１の基材表面１１１の全体を覆っている。蓄熱層２は、発熱部４１（後述）にて発生した熱を蓄えるためのものである。蓄熱層２の厚さは、たとえば、３μｍ以上である。図６に示すように、蓄熱層２は蓄熱層表面２１を有する。蓄熱層表面２１は方向Ｚａを向く。すなわち、蓄熱層表面２１は、抵抗体層４の位置する側を向く面である。本実施形態では、蓄熱層表面２１は全体にわたって平坦である。蓄熱層表面２１が平坦であると、半導体プロセスによって抵抗体層４や絶縁層５を形成しやすい。
【００５２】
図２、図６に示すように、本実施形態では、蓄熱層２は、第１層２６と第２層２７とを含む。第１層２６は、第２層２７と基材１１との間に位置している。第１層２６は、基材１１を構成する半導体材料を酸化した材料よりなる層である。たとえば、基材１１を構成する半導体材料がＳｉである場合には、第１層２６はＳｉＯ2よりなる層である。第２層２７は絶縁材料よりなる層である。第２層２７を構成する材料は、特に限定されないが、本実施形態においては、第１層２６を構成する材料と同一の材料よりなる。本実施形態とは異なり、蓄熱層２が二層構造ではなく、一層構造であってもよい。
【００５３】
図２、図３、図６に示す電極層３は基材１１に形成されている。図３における電極層３には、理解の便宜上、ハッチを付している。具体的には、電極層３は蓄熱層２に積層されている。また、電極層３は抵抗体層４に積層されている。本実施形態においては、電極層３と蓄熱層２との間に、抵抗体層４が介在している。電極層３は、抵抗体層４に導通している。電極層３は、抵抗体層４に通電するための経路を構成している。電極層３を構成する材料としては、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ−Ｓｉ、および、Ｔｉが挙げられる。本実施形態とは異なり、電極層３は、蓄熱層２と抵抗体層４との間に介在していてもよい。
【００５４】
図４は、図３の領域ＩＶの部分拡大平面図である。図５は、図４から、電極層３を省略して示す平面図である。なお、図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図に相当する。
【００５５】
図４、図６に示すように、電極層３は、第１導電部３１と第２導電部３２とを含む。第１導電部３１および第２導電部３２は、互いに離間している。第１導電部３１と第２導電部３２の離間寸法は、たとえば、１０５μｍである。
【００５６】
本実施形態においては、図３に示すように、電極層３は、複数の個別電極３３（同図には６つ示す）と、一つの共通電極３５と、複数の中継電極３７（同図には６つ示す）とを含む。より具体的には、次のとおりである。
【００５７】
複数の個別電極３３は、互いに導通していない。そのため、各個別電極３３には、サーマルプリントヘッド１０１の組み込まれたプリンタが使用される際に、個別に、互いに異なる電位が付与されうる。各個別電極３３は、個別電極帯状部３３１と、屈曲部３３３と、直行部３３４と、斜行部３３５と、ボンディング部３３６とを有する。図４、図６に示すように、各個別電極帯状部３３１は、電極層３における第１導電部３１を構成しており、方向Ｘに沿って延びる帯状である。各個別電極帯状部３３１は、抵抗体層４に積層されている。屈曲部３３３は、個別電極帯状部３３１につながり、方向Ｙおよび方向Ｘのいずれに対しても傾斜している。直行部３３４は、方向Ｘに平行にまっすぐ延びている。斜行部３３５は、方向Ｙおよび方向Ｘのいずれに対しても傾斜した方向に延びている。ボンディング部３３６は、ワイヤ８１がボンディングされる部分である。本実施形態においては、個別電極帯状部３３１、屈曲部３３３、直行部３３４、および斜行部３３５の幅が、たとえば４７．５μｍ程度であり、ボンディング部３３６の幅がたとえば８０μｍ程度である。
【００５８】
共通電極３５は、サーマルプリントヘッド１０１の組み込まれたプリンタが使用される際に複数の個別電極３３に対して電気的に逆極性となる部位である。共通電極３５は、複数の共通電極帯状部３５１と、複数の分岐部３５３と、複数の直行部３５４と、複数の斜行部３５５と、複数の延出部３５６と、一つの基幹部３５７とを有する。各共通電極帯状部３５１は、方向Ｘに延びる帯状である。図４、図６に示すように、各共通電極３５において、複数の共通電極帯状部３５１は、電極層３における第１導電部３１を構成しており、方向Ｙに互いに離間し、且つ、互いに導通している。各共通電極帯状部３５１は、抵抗体層４に積層されている。各共通電極帯状部３５１は、個別電極帯状部３３１と方向Ｙに離間している。本実施形態においては、互いに隣接した２つずつの共通電極帯状部３５１が、２つの個別電極帯状部３３１に挟まれている。複数の共通電極帯状部３５１、および複数の個別電極帯状部３３１は、方向Ｙに沿って配列されている。分岐部３５３は、２つの共通電極帯状部３５１と１つの直行部３５４をつなぐ部分であり、Ｙ字状である。直行部３５４は、方向Ｘに平行にまっすぐ延びている。斜行部３５５は、方向Ｙおよび方向Ｘのいずれに対しても傾斜した方向に延びている。延出部３５６は、斜行部３５５につながり、方向Ｘに沿って延びている。基幹部３５７は、方向Ｙに延びる帯状であり、複数の延出部３５６がつながっている。本実施形態においては、共通電極帯状部３５１、直行部３５４、斜行部３５５、および延出部３５６の幅が、たとえば４７．５μｍ程度である。
【００５９】
複数の中継電極３７はそれぞれ、複数の個別電極３３のうちの一つと共通電極３５との間に電気的に介在する。各中継電極３７は、２つの中継電極帯状部３７１と連結部３７３とを有する。図４、図６に示すように、各中継電極帯状部３７１は、電極層３における第２導電部３２を構成しており、方向Ｘに延びる帯状である。すなわち、電極層３における第２導電部３２と第１導電部３１とは、互いに離間しており、本実施形態においては、方向Ｘに互いに離間している。複数の中継電極帯状部３７１は、方向Ｙに互いに離間している。各中継電極帯状部３７１は、抵抗体層４に積層されている。複数の中継電極帯状部３７１は、抵抗体層４上において、複数の帯状部３３１，３５１とは方向Ｘにおいて反対側に配置されている。各中継電極３７における２つの中継電極帯状部３７１の一方は、複数の共通電極帯状部３５１のいずれか一つと、方向Ｘに互いに離間している。各中継電極３７における２つの中継電極帯状部３７１の他方は、複数の個別電極帯状部３３１のいずれか一つと、方向Ｘに互いに離間している。複数の連結部３７３はそれぞれ、方向Ｙに沿って延びている。各連結部３７３は、各中継電極３７における２つの中継電極帯状部３７１につながる。これにより、各中継電極３７における２つの中継電極帯状部３７１どうしが互いに導通している。
【００６０】
なお、電極層３は、必ずしも中継電極３７を含む必要はなく、たとえば、複数の個別電極と、これらの個別電極に隣接する共通電極と、を含むものであってもよい。
【００６１】
図２〜図６に示す抵抗体層４は基材１１に形成されている。本実施形態では、抵抗体層４は、蓄熱層２に直接形成されている。本実施形態においては、抵抗体層４は、複数の矩形状の部分を有する。抵抗体層４は、電極層３からの電流が流れた部分が発熱する。このように発熱することによって印字ドットが形成される。抵抗体層４は、電極層３を構成する材料よりも抵抗率が高い材料よりなる。抵抗体層４を構成する材料としては、たとえば、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ2、および、ＴｉＯＮが挙げられる。本実施形態においては、抵抗体層４には、抵抗値の調整のため、イオン（たとえば、ホウ素）がドーピングされている。抵抗体層４の厚さは、たとえば、０．２μｍ〜１μｍである。
【００６２】
図４〜図６に示すように、抵抗体層４は、第１端面４１６と、第２端面４１７とを有する。
【００６３】
図４〜図６に示すように、第１端面４１６は、第２導電部３２（中継電極帯状部３７１）の位置する側とは反対側（すなわち、図６の右方向）を向いている。第２端面４１７は、第１導電部３１（個別電極帯状部３３１もしくは共通電極帯状部３５１）の位置する側とは反対側（すなわち、図６の左方向）を向いている。
【００６４】
図６に示すように、抵抗体層４は、サーマルプリントヘッド１０１の使用時に発熱する発熱部４１を含む。図４、図５に示すように、発熱部４１は、基材１１の厚さ方向視において、第１導電部３１および第２導電部３２に跨っている。各発熱部４１は蓄熱層２に積層されている。
【００６５】
図６に示すように、発熱部４１は、第１当接部４１１および第２当接部４１２を含んでいる。第１当接部４１１は、電極層３における第１導電部３１に当接している。第２当接部４１２は、電極層３における第２導電部３２に当接している。
【００６６】
図６に示すように、絶縁層５は、発熱部４１および電極層３の間に介在している部分を有する。絶縁層５を構成する材料としては、たとえば、ＳｉＯ2、および、ＳｉＡｌＯ2が挙げられる。絶縁層５は、第１介在部５１と、第２介在部５２と、中間部５３とを含む。図４〜図６に示すように、第１介在部５１は、第１導電部３１および発熱部４１の間に介在している部位である。第２介在部５２は、第２導電部３２および発熱部４１の間に介在している。中間部５３は、基材１１の厚さ方向Ｚ視において、第１介在部５１と第２介在部５２とに挟まれている。中間部５３は、第１介在部５１および第２介在部５２につながっている。
【００６７】
図４〜図６に示すように、本実施形態において、第１介在部５１には、少なくとも１以上の第１開口５１１が形成されている。図４、図５にて第１開口５１１は円形状である例を示しているが、第１開口５１１の形状は円形状に限られない。たとえば、第１開口５１１は矩形状であってもよい。図４、図５にて第１介在部５１に第１開口５１１が複数形成されている例を示しているが、第１介在部５１に形成されている第１開口５１１の個数は、１つであってもよい。第１開口５１１と重なる位置に、上述の発熱部４１における第１当接部４１１が位置している。図６に示すように、本実施形態においては更に、第１開口５１１内に、第１導電部３１の一部が形成されている。
【００６８】
本実施形態において、第２介在部５２には、少なくとも１以上の第２開口５２１が形成されている。図４、図５にて第２開口５２１は円形状である例を示しているが、第２開口５２１の形状は円形状に限られない。たとえば、第２開口５２１は矩形状であってもよい。図４、図５にて第２介在部５２に第２開口５２１が複数形成されている例を示しているが、第２介在部５２に形成されている第２開口５２１の個数は、１つであってもよい。第２開口５２１と重なる位置に、上述の発熱部４１における第２当接部４１２が位置している。図６に示すように、本実施形態においては更に、第２開口５２１内に、第２導電部３２の一部が形成されている。
【００６９】
図４〜図６に示すように、本実施形態においては、絶縁層５は、部分５８１，５８２を含む。部分５８１は、第１介在部５１につながり且つ第１端面４１６を覆う部分である。部分５８２は、第２介在部５２につながり且つ第２端面４１７を覆う部分である。部分５８１，５８２はそれぞれ、蓄熱層２に直接接している。すなわち、絶縁層５に直接接する部分を、蓄熱層２が有している。本実施形態とは異なり、絶縁層５が部分５８１，５８２を含んでいなくてもよい。
【００７０】
図２、図６に示す保護層６は、電極層３と抵抗体層４と絶縁層５とを覆っており、電極層３と抵抗体層４と絶縁層５とを保護するためのものである。保護層６は、絶縁材料よりなる。保護層６を構成する絶縁材料としては、たとえば、ＳｉＮおよびＳｉＯ2が挙げられる。本実施形態においては、保護層６は、電極層３および絶縁層５に直接接している。
【００７１】
保護層６には、複数の貫通窓６１（図２には１つ示す）が形成されている。各貫通窓６１からは、ボンディング部３３６が露出している。
【００７２】
図２に示す配線基板１２は、たとえば、プリント配線基板である。配線基板１２は、基材層と図示しない配線層とが積層された構造を有する。基材層は、たとえばガラスエポキシ樹脂よりなる。配線層は、たとえばＣｕよりなる。
【００７３】
図２、図３に示す駆動ＩＣ７は、各個別電極３３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。各個別電極３３にそれぞれ電位が付与されることにより、共通電極３５と各個別電極３３との間に電圧が印加され、各発熱部４１に選択的に電流が流れる。駆動ＩＣ７は、配線基板１２に搭載されている。図３に示すように、駆動ＩＣ７は、複数のパッド７１を含む。複数のパッド７１は、たとえば、２列に形成されている。
【００７４】
図２、図３に示す複数のワイヤ８１は、たとえば、Ａｕなどの導体よりなる。複数のワイヤ８１のうちワイヤ８１１はそれぞれ、駆動ＩＣ７にボンディングされ、且つ、電極層３にボンディングされている。より具体的には、各ワイヤ８１１は、駆動ＩＣ７におけるパッド７１にボンディングされ、且つ、ボンディング部３３６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３３とが導通している。図３に示すように、複数のワイヤ８１のうちワイヤ８１２は、それぞれ、駆動ＩＣ７におけるパッド７１にボンディングされ、且つ、配線基板１２における配線層にボンディングされている。これにより、当該配線層を介して、駆動ＩＣ７とコネクタ８３とが導通している。同図に示すように、複数のワイヤ８１のうちワイヤ８１３は、共通電極３５における基幹部３５７にボンディングされ、且つ、配線基板１２における配線層にボンディングされている。これにより、共通電極３５と上記配線層とが導通している。
【００７５】
図２に示す封止樹脂８２は、たとえば、黒色の樹脂よりなる。封止樹脂８２は、駆動ＩＣ７、複数のワイヤ８１、および、保護層６を覆っており、駆動ＩＣ７および複数のワイヤ８１を保護している。封止樹脂８２は保護層６に直接接する。コネクタ８３は、配線基板１２に固定されている。コネクタ８３は、サーマルプリントヘッド１０１の外部からサーマルプリントヘッド１０１へ電力を供給し、駆動ＩＣ７を制御するためのものである。
【００７６】
次に、サーマルプリントヘッド１０１の使用方法の一例について簡単に説明する。
【００７７】
サーマルプリントヘッド１０１は、プリンタに組み込まれた状態で使用される。図２に示したように、当該プリンタ内において、サーマルプリントヘッド１０１の各発熱部４１はプラテンローラ８０２に対向している。当該プリンタの使用時には、プラテンローラ８０２が回転することにより、印刷媒体８０１が、方向Ｘに沿ってプラテンローラ８０２と各発熱部４１との間に一定速度で送給される。印刷媒体８０１は、プラテンローラ８０２によって保護層６のうち各発熱部４１を覆う部分に押しあてられる。一方、図３に示した各個別電極３３には、駆動ＩＣ７によって選択的に電位が付与される。これにより、共通電極３５と複数の個別電極３３の各々との間に電圧が印加される。そして、複数の発熱部４１には選択的に電流が流れ、熱が発生する。そして、各発熱部４１にて発生した熱は、保護層６を介して印刷媒体８０１に伝わる。そして、印刷媒体８０１上の方向Ｙに線状に延びる第１ライン領域に、複数のドットが印刷される。また、各発熱部４１にて発生した熱は、蓄熱層２にも伝わり、蓄熱層２にて蓄えられる。
【００７８】
更に、プラテンローラ８０２が回転することにより、印刷媒体８０１が、方向Ｘに沿って一定速度で引き続き送給される。そして、上述の第１ライン領域への印刷と同様に、印刷媒体８０１上の方向Ｙに線状に延びる、第１ライン領域に隣接する第２ライン領域への印刷が行われる。第２ライン領域への印刷の際、印刷媒体８０１には、各発熱部４１にて発生した熱に加え、第１ライン領域への印刷時に蓄熱層２にて蓄えられた熱が伝わる。このようにして、第２ライン領域への印刷が行われる。以上のように、印刷媒体８０１上の方向Ｙに線状に延びるライン領域ごとに、複数のドットを印刷することにより、印刷媒体８０１への印刷が行われる。
【００７９】
次に、サーマルプリントヘッド１０１の製造方法の一例について簡単に説明する。本実施形態においてサーマルプリントヘッド１０１を製造するには、半導体プロセスを用いる。
【００８０】
まず、図７に示すように、半導体基板１９を用意する。本実施形態において半導体基板１９はＳｉよりなる。次に、図８に示すように、半導体基板１９の表面を熱酸化する。これにより、基材１１と、基材１１に積層された第１層２６とが形成される。本実施形態においては、第１層２６は、ＳｉＯ2よりなる。次に、図９に示すように、ＣＶＤもしくはスパッタによって、第１層２６上に第２層２７を形成する。これにより、基材１１に積層された蓄熱層２が形成される。図示することは省略するが、基材１１の裏面にもＳｉＯ2層が形成される。なお、本実施形態とは異なり、半導体基板１９の表面を熱酸化する必要は必ずしもなく、ＣＶＤもしくはスパッタによって、直接、蓄熱層２を形成してもよい。
【００８１】
次に、図１０に示すように、抵抗体層４’を形成する。抵抗体層４’の形成は、たとえば、ＣＶＤもしくはスパッタにより行う。抵抗体層４’は、基材１１の表面の全面に形成する。次に、図１１、図１２に示すように、抵抗体層４’をエッチングすることにより、抵抗体層４’’を形成する。抵抗体層４’のエッチングは、フォトリソグラフィーにより行う。図１２に示すように、本実施形態では、抵抗体層４’’は、一方向に沿って帯状に延びる形状である。次に、抵抗体層４が所望の抵抗値になるように、抵抗体層４’’にイオンを打ち込む（図示略）。
【００８２】
次に、図１３に示すように、絶縁層５’を形成する。絶縁層５’の形成は、たとえば、ＣＶＤもしくはスパッタにより行う。次に、図１４、図１５に示すように、絶縁層５’をエッチングすることにより、上述の絶縁層５を形成する。絶縁層５’をエッチングする当該工程を経ることにより、上述の第１開口５１１および第２開口５２１が形成される。
【００８３】
次に、図１６、図１７に示すように、電極層３’を形成する。電極層３’の形成は、たとえば、スパッタもしくはＣＶＤにより行う。次に、図１８、図１９に示すように、電極層３’をエッチングすることにより、上述の形状の電極層３を形成する。電極層３’のエッチングは、フォトリソグラフィーにより行う。
【００８４】
次に、図２０に示すように、抵抗体層４’’をエッチングすることにより、複数の矩形状の部分を有する上述の抵抗体層４が形成される。これは、サーマルプリントヘッド１０１の使用時において、抵抗体層４内を図２０の横方向に電流が流れることを防止するためである。なお、本実施形態とは異なり、帯状の抵抗体層４’’を形成することなく、抵抗体層４’を一度エッチングすることにより、複数の矩形状の部分を有する上述の抵抗体層４を形成してもよい。
【００８５】
次に、図２１に示すように、保護層６’を形成する。保護層６’の形成は、たとえば、ＣＶＤにより行う。次に、図２２に示すように、保護層６’をエッチングすることにより、複数の貫通窓６１を形成する。保護層６’のエッチングは、フォトリソグラフィーにより行う。
【００８６】
次に、図示は省略するが、基材１１の裏面を研磨することにより、基材１１の厚みを低減させる。次に、抵抗体層４の抵抗値の測定、および、基材１１のダイシングを行ったのち、ダイシング後の製品と、配線基板１２とを放熱板１３に配置する。次に、図２に示した、駆動ＩＣ７を配線基板１２に搭載し、ワイヤ８１を所望の箇所にボンディングし、封止樹脂８２を形成する。これらの工程を経るなどして、図２に示したサーマルプリントヘッド１０１が製造される。
【００８７】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００８８】
本実施形態においては、サーマルプリントヘッド１０１は絶縁層５を備える。絶縁層５は、電極層３および発熱部４１の間に介在している部分を有する。このような構成によると、電極層３と発熱部４１とが接触する領域を小さくすることができる。そうすると、発熱部４１に電流が流れて発熱した際に、電極層３と発熱部４１とが共晶してしまう領域を小さくすることができる。電極層３と発熱部４１とが共晶する領域を小さくできると、サーマルプリントヘッド１０１の使用時に、サーマルプリントヘッド１０１の抵抗値が変化してしまう不具合を抑制できる。
【００８９】
本実施形態においては、絶縁層５は、第１介在部５１と第２介在部５２とを有する。第１介在部５１は、第１導電部３１および発熱部４１の間に介在している。このような構成によると、第１導電部３１と発熱部４１とが共晶することを、抑制できる。本実施形態においては、第２介在部５２は、第２導電部３２および発熱部４１の間に介在している。このような構成によると、第２導電部３２と発熱部４１とが共晶することを、抑制できる。第１導電部３１と発熱部４１とが共晶すること、または、第２導電部３２と発熱部４１とが共晶することを防止できると、電極層３と発熱部４１とが共晶する領域を小さくできる。これにより、サーマルプリントヘッド１０１の使用時に、サーマルプリントヘッド１０１の抵抗値が変化してしまう不具合を抑制できる。
【００９０】
仮に、電極層３が抵抗体層４と蓄熱層２との間に介在している場合には、抵抗体層４における発熱部４１にて発生した熱は、電極層３に逃げてしまうおそれがある。電極層３に逃げてしまった熱は、印刷媒体８０１への伝熱には寄与しない。一方、本実施形態においては、抵抗体層４は、電極層３および蓄熱層２の間に介在している。このような構成によると、抵抗体層４における発熱部４１にて発生した熱が電極層３に伝わっても、電極層３に伝わった熱は、印刷媒体８０１への伝熱に寄与しうる。そのため、発熱部４１にて発生した熱をより効率的に、印刷媒体８０１に伝えることができる。すなわち、サーマルプリントヘッド１０１における印刷媒体８０１に接触する部位（保護層６）を、より速く、高温にすることが可能となる。これにより、印刷媒体８０１への高速印字が可能となる。
【００９１】
本実施形態では、基材１１は、Ｓｉよりなる。Ｓｉは、熱伝導率が大きいため、発熱部４１にて発生した熱を、より速く基材１１の外部（本実施形態では放熱板１３）へと伝えることができる。そのため、高温になった発熱部４１の温度を、より速く、低下させることができる。このことは、印刷媒体８０１への印字の高速化に適する。
【００９２】
本実施形態では、保護層６における貫通窓６１は、保護層６’をエッチングすることにより形成される。そうすると、保護層６における所望の部位に貫通窓６１を形成することができるから、電極層３のうち保護層６に覆われていない部分を、封止樹脂８２とは別の樹脂層（ソルダーレジスト層）で覆う必要がない。別の樹脂層（ソルダーレジスト層）を形成する必要がないことは、サーマルプリントヘッド１０１の製造効率の向上を図るのに適する。
【００９３】
以下の説明では、上記と同一もしくは類似の構成については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
【００９４】
＜第２実施形態＞
図２３を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。
【００９５】
図２３は、本発明の第２実施形態のサーマルプリントヘッドの断面図である。
【００９６】
同図に示すサーマルプリントヘッド１０２は、駆動ＩＣ７が基材１１に作りこまれている点において、上述のサーマルプリントヘッド１０１とは異なるが、その他の点については同様であるので、説明を省略する。なお、サーマルプリントヘッド１０２においては、基材１１は、半導体材料よりなる。また、駆動ＩＣ７と電極層３とは、蓄熱層２を貫通するビアを介して導通している。このような構成によると、サーマルプリントヘッド１０２の部品点数を削減することができる。更に、サーマルプリントヘッド１０２は、サーマルプリントヘッド１０１に関して述べたのと同様の作用効果を奏する。
【００９７】
＜第３実施形態＞
図２４を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。
【００９８】
図２４は、本発明の第３実施形態のサーマルプリントヘッドの部分拡大断面図である。
【００９９】
同図に示すサーマルプリントヘッド１０３は、電極層３がバリアメタル層３９を含む点において、上述のサーマルプリントヘッド１０１とは異なる。バリアメタル層３９は、たとえばＴｉＮよりなる。バリアメタル層３９は抵抗体層４に直接接している。なお、バリアメタル層３９は、電極層３と抵抗体層４との間にて、電極層３や抵抗体層４を構成する材料の拡散防止や、電極層３と抵抗体層４との相互反応防止といった機能を果たす。更に、サーマルプリントヘッド１０３は、サーマルプリントヘッド１０１に関して述べたのと同様の作用効果を奏する。
【０１００】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０１，１０２，１０３  サーマルプリントヘッド
１１  基材
１１１  基材表面
１２  配線基板
１３  放熱板
１９  半導体基板
２  蓄熱層
２１  蓄熱層表面
２６  第１層
２７  第２層
３，３’  電極層
３１  第１導電部
３２  第２導電部
３３  個別電極
３３１  個別電極帯状部
３３３  屈曲部
３３４  直行部
３３５  斜行部
３３６  ボンディング部
３５  共通電極
３５１  共通電極帯状部
３５３  分岐部
３５４  直行部
３５５  斜行部
３５６  延出部
３５７  基幹部
３７  中継電極
３７１  中継電極帯状部
３７３  連結部
３９  バリアメタル層
４，４’，４’’  抵抗体層
４１  発熱部
４１１  第１当接部
４１２  第２当接部
４１６  第１端面
４１７  第２端面
５，５’  絶縁層
５１  第１介在部
５１１  第１開口
５２  第２介在部
５２１  第２開口
５３  中間部
５８１，５８２  部分
６，６’  保護層
６１  貫通窓
７  駆動ＩＣ
７１  パッド
８１，８１１，８１２，８１３  ワイヤ
８２  封止樹脂
８３  コネクタ
８０１  印刷媒体
８０２  プラテンローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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