(57)【要約】  【課題】測定不良の発生しにくいパッド部ｐを有するサーマルヘッド及びサーマルヘッドの特性検査方法を提供することにある。  【解決手段】基板１と、基板１上に配列された発熱素子３と、発熱素子３に電気的に接続される電極配線と、前記電極配線の一部に発熱制御信号が入力されるパッド部Ｐと、パッド部Ｐに付着したレジスト膜ｒとを有するサーマルヘッドの電気特性を、パッド部Ｐにプローブ針ｎを接触させて測定検査するサーマルヘッドの検査方法であって、パッド部Ｐは表面に凹凸部ｔを形成するとともに、測定検査時において、パッド部Ｐにプローブ針ｎを押圧させて、凹凸部ｔの表面に付着したレジスト膜ｒを除去して電極配線とプローブ針ｎとを通電させて電気特性を測定検査する。  【選択図】図３
2006062145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に配列された発熱素子と、該発熱素子に電気的に接続される電極配線と、前記電極配線の一部に発熱制御信号が入力されるパッド部と、該パッド部に付着したレジスト膜とを有するサーマルヘッドの電気特性を、前記パッド部にプローブ針を接触させて測定検査するサーマルヘッドの検査方法であって、
前記パッド部は表面に凹凸部を形成するとともに、測定検査時において、前記パッド部に前記プローブ針を押圧させて、前記凹凸部の表面に付着したレジスト膜を除去して電極配線とプローブ針とを通電させて電気特性を測定検査することを特徴とするサーマルヘッドの検査方法。
【請求項２】
前記凹凸部の形成密度が、１個／７００μｍ２以上、３０個／７００μｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッドの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッドの検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッドは、図４に示すように、基板１０１と、この基板１０１上の一端側に多数の発熱素子１０３が配列されており、各発熱素子１０３の両端にこれらを発熱させるための個別電極配線１０４及び共通電極配線１０５が接続されるとともに、基板１０１の他端側に発熱素子１０３の発熱を制御する複数のドライバーＩＣ１０７が発熱素子１０３と略平行に配列されており、このドライバーＩＣ１０７に外部の配線基板からの信号等を伝達する信号電極配線１０６が接続された構造を有する。
【０００３】
また、図５に示すようにこれら個別電極配線１０４、共通電極配線１０５及び信号電極配線１０６には、これら電極配線と検査装置のプローブ針ｎとを導通させてサーマルヘッドの特性検査を行う際に用いられるパッド部ｐが設けられている。
【０００４】
このパッド部ｐは、下地電極層ｐ１及び上地電極層ｐ２からなり、通常、電極配線を所定パターンに形成した後、この電極配線のパッド部ｐ形成領域である下地電極層ｐ１上に上地電極層ｐ２が形成される。
【０００５】
このようなサーマルヘッドは、感熱紙やインクリボン等の感熱記録媒体をプラテンローラを用いて発熱抵抗体上に摺接させながら、多数の発熱抵抗体を外部からの印画データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルヘッドとして機能する。
【特許文献１】特開２００１―１０２４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した個別電極配線１０４、共通電極配線電極１０５や信号電極配線１０６等の電極配線は、スパッタリングやフォトリソグラフィにより形成されており、その表面状態は滑らかである。
【０００７】
また、上地電極層ｐ２が無電解めっきにより付着される場合、電極配線のパッド部ｐ形成領域の周囲がレジストにより被覆される。そしてレジストの開口部であるパッド部形成領域にのみ上地電極層ｐ２が付着することとなる。尚、下地電極層ｐ１の表面が滑らかであることから、同様に上地電極層ｐ２の表面状態も滑らかであり、例えば上地電極層ｐ２の表面反射率は８０％程度である。
【０００８】
更に、上地電極層ｐ２形成後は、レジストの除去が行われる。このときレジストを剥離液に浸漬することにより除去した場合、一旦、下地電極層ｐ１上から剥離したレジストの残渣が、近傍に位置する上地電極層上に付着することがあり、その結果、上地電極層ｐ２の一部上面には、残渣であるレジスト膜ｒが存在してしまう。
【０００９】
そして、このようなパッド部ｐを有するサーマルヘッドの特性検査は、検査装置のステージ上にサーマルヘッドを載置し、パッド部ｐに検査装置のプローブ針ｎを接触することにより行われる。
【００１０】
ところが、上述したようにパッド部上にレジスト膜ｒが付着している場合には、検査装置のプローブ針ｎがこのレジスト膜ｒに接触してしまい、この状態では上地電極層ｐ２との導通が図れないこととなる。
【００１１】
そこで、プローブ針ｎの押圧力をより強くすることや、或いはプローブ針ｎを横方向にスライドさせてパッド部ｐ表面を引っかくことにより、上地電極層ｐ２がプローブ針ｎと接触するように試みることも行われていた。
【００１２】
しかしながら、このようにしてもパッド部ｐの表面状態が滑らかであることから、プローブ針ｎが表面を滑ってしまう等してレジスト膜ｒをうまく除去できず、やはり測定不良が解消しないパッド部ｐが存在していた。
【００１３】
本発明は、上記欠点に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定不良の発生しにくいパッド部ｐを有するサーマルヘッドの特性検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のサーマルヘッドの検査方法は、基板と、該基板上に配列された発熱素子と、該発熱素子に電気的に接続される電極配線と、前記電極配線の一部に発熱制御信号が入力されるパッド部と、該パッド部に付着したレジスト膜とを有するサーマルヘッドの電気特性を、前記パッド部にプローブ針を接触させて測定検査するサーマルヘッドの検査方法であって、前記パッド部は表面に凹凸部を形成するとともに、測定検査時において、前記パッド部に前記プローブ針を押圧させて、前記凹凸部の表面に付着したレジスト膜を除去して電極配線とプローブ針とを通電させて電気特性を測定検査することを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明のサーマルヘッドの検査方法は、前記凹凸部の形成密度が、１個／７００μｍ２以上、３０個／７００μｍ２以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のサーマルヘッドの検査方法によれば、前記パッド部は表面に凹凸部が形成されるとともに、測定検査時において、前記パッド部に前記プローブ針を押圧させて、前記凹凸部の表面に付着したレジスト膜を凹凸部及びプローブ針間から除去することから、上地電極層とプローブ針とが接触して通電を確実に行うことができ、検査不良の発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明の検査方法が適用されるサーマルヘッドについて説明する。このサーマルヘッドは、長尺状をなす基板１上の一方の長辺側に帯状のグレーズ層２を形成し、このグレーズ層２上に多数の発熱素子３が配列されており、各発熱素子３の両端にこれらを発熱させるための個別電極配線４及び共通電極配線５が接続されるとともに、基板１の他方の長辺側に発熱素子２の発熱を制御する複数のドライバーＩＣ７が発熱素子２と略平行に配列されており、このドライバーＩＣ７に前述の個別電極配線３や外部配線基板（図示せず）の外部回路配線からの信号等を伝達する信号電極配線６が接続された構造を有する。尚、この外部配線基板は、一部が上述した基板１上の他方の長辺側に重畳されるとともに、この重畳領域で外部配線基板と、基板１とが機械的に接合されている。
【００１９】
サーマルヘッドのベースである基板１は、アルミナセラミックス等の絶縁材料や、表面に酸化膜が付着された単結晶シリコン等、種々の材料により長方形状に形成されている。
【００２０】
そして、基板１の上面で、帯状のグレーズ層２、発熱素子３、種々の電極配線４、５、６及びドライバーＩＣ７を支持する支持母材として機能する。
【００２１】
このような基板１は、アルミナセラミックスから成る場合、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状と成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、該グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工した上、これを高温（約１６００℃）で焼成することによって製作される。
【００２２】
そして基板１上面の一方長辺側には、長手方向に帯状に延在するグレーズ層２が形成されている。
【００２３】
このグレーズ層２は、発熱素子３の発する熱を内部で蓄熱してサーマルヘッドの熱応答性を良好に維持する作用をなしている。
【００２４】
このようなグレーズ層２は、例えばガラスから成る場合、ガラス粉末に適当な有機溶剤・有機バインダー等を添加・混合して得られたガラスペーストを、従来周知のスクリーン印刷法などによって基板１上面の所定領域に塗布するとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィ技術・エッチング技術を採用することにより所定形状に加工し、しかる後これを８５０℃〜９５０℃の高温で所定時間加熱することにより形成される。
【００２５】
また、上述した帯状のグレーズ層２上に複数の発熱素子３が形成されている。
【００２６】
この発熱素子３は、２００ｄｐｉ（dot per inch）或は３００ｄｐｉの密度で直線状に被着・配列されており、各々がＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系、ＮｂＳｉＯ系の電気抵抗材料から成る抵抗体層から成っている。
【００２７】
そして発熱素子３の一端側に個別電極配線４が接続され、また他端側に共通電極配線５が共通して接続され、これら電極配線から発熱素子３に所定の電流を流すことによりこの発熱素子３が所定の温度で発熱する。
【００２８】
そして上述した発熱素子３の各々の一端に接続されるアルミニウムや銅等の金属材料からなる個別電極配線４は、発熱素子３の一端側から基板１の上面を他端側まで延出されている。またその他端側でドライバーＩＣ７の出力端子に接続され、該ドライバーＩＣ７からの電力を発熱素子３へ供給する配線として機能する。
【００２９】
また一端が共通して発熱素子３に接続されるアルミニウムや銅等の金属材料からなる共通電極配線５は、基板１の上面で、個別電極配線４の形成領域の外周を基板１の他端側まで引き回されており、その他端で外部配線基板の外部回路配線と接続され、電源電力を発熱素子３に供給する給電配線として機能する。この共通電極配線５によって、発熱素子３には通常２４Ｖ程度の電圧が印加される。
【００３０】
更に、基板１上には信号電極配線６が、ドライバーＩＣ７の搭載領域から基板１の端部まで延出されて配置されている。この信号電極配線６は、一端がドライバーＩＣ７の入力端子に接続され、他端が外部配線基板上の外部回路配線に接続されている。この信号電極配線６は、プリンタからのクロック信号、画像データ信号、ラッチ信号、ストローブ信号等をドライバーＩＣ７に供給する役割を果たす。
【００３１】
これら発熱素子３、個別電極配線４、共通電極配線５、信号電極配線６は、従来周知の薄膜形成技術、例えば、スパッタリング、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術等を採用することによって、その表面状態が粗くなるように形成している。
【００３２】
また、この個別電極配線４及び信号電極配線６の所定領域にはパッド部ｐが設けられ、このパッド部ｐでドライバーＩＣ７の出力端子及び入力端子に半田バンプＢを介して接続される。このパッド部ｐは、これら電極配線の所定領域である下地電極層ｐ１と、この下地電極層ｐ１上に形成される上地電極層ｐ２により形成される。
【００３３】
このパッド部ｐの上地電極層ｐ２は、以下のようにして形成される。
【００３４】
まず、個別電極配線４、共通電極配線５及び信号電極配線６を形成した後、これら電極配線上の全域に渡ってレジストを塗布する。
【００３５】
その後、電極配線上のパッド部ｐが形成される領域に対応してレジストに開口を設け、この開口から電極配線の一部が露出することとなる。
【００３６】
その後、基板１をめっき液に浸漬する等して無電解めっきを施す。これによりレジストの開口領域にたとえばニッケル（Ｎｉ）からなる上地電極層ｐ２が形成される。
【００３７】
その後、レジストが基板１全体から除去される。この除去は剥離液に浸漬することにより行われるが、このとき基板１から剥離したレジストの一部が、上述の上地電極層ｐ２上に付着してしまうことがある。このため、上地電極層ｐ２の其処彼処にはレジスト膜ｒが存在していることとなる。このようなレジスト膜ｒは極めて薄く後述する凹凸部ｔの高さが、０．５μｍ以上であるのに対して、その厚みが０．１μｍ以下である。
【００３８】
ところで、このようにして形成された上地電極層ｐ２は、その表面に凹凸部ｔを有している。この凹凸部ｔ上にも前述のレジスト膜ｒが付着していることとなる。この凹凸部ｔは、下地電極層ｐ１である個別電極配線４や信号電極配線６の所定領域の表面状態をそのまま反映したものである。尚、本実施例では、凹凸部ｔを、谷と谷との間に凸部を１個含むものと定義している。
【００３９】
この凹凸部ｔは、その形成密度が１個／７００μｍ２以上、３０個／７００μｍ２以下であり、個々の凹凸部ｔは、直径０．５μｍ〜３μｍの半球形状である。尚、この凹凸部ｔの形成密度に対応するパッド部ｐの表面反射率は、３０％〜６０％であった。
【００４０】
尚、この上地電極層ｐ２上には、電気特性の測定検査が終了した後に、半田バンプＢが形成されたドライバーＩＣ７が搭載される。
【００４１】
一方、上述の発熱素子３やドライバーＩＣ７近傍を除く個別電極配線４、更には共通電極配線５の上面には保護膜９が被着されている。
【００４２】
この保護膜９は、発熱素子３、個別電極配線４や共通電極配線５を大気中に含まれている水分等による腐食や記録媒体の摺接による磨耗から保護するためのものであり、ＳｉＣやＳｉＮ系、ＳｉＯ系、ＳｉＯＮ系等の無機質材料やガラス等により３μｍ〜１０μｍの厚みに形成される。
【００４３】
尚、保護膜９は、従来周知の薄膜形成技術（スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、或いは厚膜形成技術（スクリーン印刷法、ディスペンサー法など）によって形成される。
【００４４】
また基板１の上面には、発熱素子３への通電を制御するドライバーＩＣ７が複数配置されている。このドライバーＩＣ７は、基板1の他端側に、発熱素子３と略平行になるように配列されるとともに、隣接するドライバーＩＣ７間に所定の間隔を設けて配置されている。
【００４５】
そして、このドライバーＩＣ７の出力端子に個別電極配線４が、入力端子に信号電極配線６が、それぞれパッド部ｐでフリップチップ接続されている。
【００４６】
このサーマルヘッド用のドライバーＩＣ７は、シリコン基板の一主面上にシフトレジスタ、ラッチ、スイッチング素子、入力端子、出力端子等を高密度に集積した集積回路を有しており、発熱素子３に対して個別電極配線４を介して電気的に接続されている。
【００４７】
このドライバーＩＣ７は、クロック信号に同期させながら画像データを信号電極配線６及びドライバーＩＣ７の入力端子を介してシフトレジスタに格納し、次にこの格納された画像データをラッチ信号のタイミングでラッチに格納し、ストローブ信号がスイッチング素子に入力される間、ラッチ内の画像データに基づいて発熱素子３への通電を行っている。
【００４８】
更にドライバーＩＣ７は、熱硬化性のエポキシ樹脂等の樹脂材料からなる封止樹脂８によって封止されている。
【００４９】
この封止樹脂８は、その断面形状が山状をなすように形成され、各配線やドライバーＩＣ７を大気中に含まれる水分等による腐食から保護する機能を果たしている。
【００５０】
尚、封止樹脂８は、例えばエポキシ樹脂からなる所定の液状前駆体を、基板１上のドライバーＩＣ７を被覆するように塗布し、これを１３０℃〜１５０℃で加熱・重合させることによって形成される。
【００５１】
ここで本発明のサーマルヘッドＨの検査方法について説明する。
【００５２】
この特性検査は、パッド部ｐと共通電極配線５とで構成される回路の開閉や発熱素子３の抵抗値バラツキ等を検査するためのものである。この検査は、上地電極層ｐ２を下地電極層ｐ１上に形成した後、ドライバーＩＣ７の搭載前に行われる。
【００５３】
（１）まず、ステージ上にサーマルヘッドＨを載置し、一方のプローブ針ｎを上地電極層ｐ２上に、他方のプローブ針ｎ’を共通電極配線５上に配置する。
【００５４】
（２）次に、プローブ針ｎを固定したまま、ステージｓを徐々にプローブ針ｎに近づけていき、上地電極層ｐ２に接触させる。
【００５５】
（３）その後、上地電極層ｐ２の深さ方向にプローブ針ｎを押圧する。
【００５６】
このとき、上地電極層ｐ２の上面に存在する多数の凹凸部ｔが、この押圧力により押し潰され、凹凸部ｔ上に存在したレジスト膜ｒが突き破られる結果、凹凸部の表面に付着したレジスト膜が除去されて上地電極層ｐ２の材料が表面に露出することから、上地電極層ｐ２とプローブ針ｎとの通電を行うことができる。
【００５７】
この凹凸部ｔは、パッド部ｐに特性検査用のプローブ針ｎを押圧したときに、プローブ針ｎとパッド部ｐとの接触面内に少なくとも１個以上存在していることから、凹凸部ｔのないパッド部ｐ上面でプローブ針ｎがレジスト膜ｒを突き破れない場合のように、検査不良の発生することを抑制できる。
【実施例】
【００５８】
本実施例では、下地電極層を以下の条件で作成した。
【００５９】
・スパッタガスＡｒ中のＯ２含有量
０．５体積％〜２．０体積％
・ガス流量
８０ｓｃｃｍ〜１６０ｓｃｃｍ
・アルミニウムターゲットの純度
９９．９％
・スパッタ圧力
２．７ｍＴｏｒｒ〜３．３ｍＴｏｒｒ
・投入電力
５Ｗ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２
この条件で製膜されたアルミニウム電極配線の表面には、多数の凹凸部が存在しており、上地電極層の表面反射率は４０％、凹凸部の形成密度は凡そ３０個／７００μｍ２であり、個々の凹凸部ｔは、概ね直径０．５μｍ〜１μｍの半球形状である。
【００６０】
これにより３０μｍΦのプローブ針ｎの接触面積内に２０個以上の凹凸部ｔが存在することとなる。これにより凹凸部ｔ上にレジスト膜ｒが付着していても確実に導通が図られていた。
【００６１】
尚、本発明は上述した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。
【００６２】
例えば、上述の実施例では、プローブ針をパッド部に対して垂直に接触させて押圧することにより、凹凸部を押し潰してプローブ針と上地電極層との導通を図る場合について説明したが、これに代えて、パッド部上面に凹凸部を有するサーマルヘッドにおいて、パッド部上面を引っ掻くことにより、この凹凸部を削り取りながら検査してもよい。
【００６３】
即ち、従来のように平滑な上面を有するパッド部上をプローブ針で引っ掻いても、レジスト膜の上面をすべるだけであったのに対し、上面に凹凸部を有するパッド部上をプローブ針で引っ掻いた場合には、この凹凸部がレジスト膜もろとも、プローブ針により削り取られ、これにより削り取られた凹凸部があった部分では上地電極層が新たに露出し、プローブ針と上地電極層との導通を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドの部分拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のサーマルヘッドの検査方法の各手順を説明する断面図である。
【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【図５】図４のサーマルヘッドの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｈ・・・サーマルヘッド
１・・・基板
２・・・グレーズ層
３・・・発熱素子
４・・・個別電極配線
５・・・共通電極配線
６・・・信号電極配線
７・・・ドライバーＩＣ
８・・・封止樹脂
９・・・保護膜
１０・・・バリアメタル層
ｐ・・・パッド部
ｐ１・・・下地電極層
ｐ２・・・上地電極層
ｔ・・・凹凸部
ｒ・・・レジスト膜
Ｂ・・・半田バンプ
Ｔ・・・検査装置
ｓ・・・ステージ
ｎ・・・プローブ針
ｎ’・・・他方のプローブ針
Ｒ１・・・プラテンローラ
Ｒ２・・・搬送ローラ
Ｋ・・・記録媒体
【図１】
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【図２】
2006062145.tif 000004
【図３】
2006062145.tif 000005
【図４】
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【図５】
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