(57)【要約】【課題】発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力の低減を図り、発熱抵抗体下部の基板の強度を向上し、簡易にかつ安価に製造することができるサーマルヘッドとその製造方法およびサーマルプリンタを提供すること。【解決手段】支持基板２の上に積層された絶縁被膜３の上に、複数の発熱抵抗体４が間隔をあけて配列され、前記複数の各発熱抵抗体４に電力を供給する配線５が接続されてなり、前記支持基板２の各発熱抵抗体４により覆われる領域に、該支持基板２を厚さ方向に貫通する貫通孔９が設けられ、前記絶縁被膜３の各発熱抵抗体４により覆われる領域に、周囲よりも圧差が薄い薄肉部１０が設けられている。【選択図】  図１
2008036841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板の上に積層された絶縁被膜の上に、複数の発熱抵抗体が間隔をあけて配列され、前記複数の各発熱抵抗体に電力を供給する配線が接続されてなり、
前記支持基板の各発熱抵抗体により覆われる領域に、該支持基板を厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、
前記絶縁被膜の各発熱抵抗体により覆われる領域に、周囲よりも厚さが薄い薄肉部が設けられている発熱抵抗素子部品。
【請求項２】
前記貫通孔および前記薄肉部がそれぞれ、各発熱抵抗体に対して個別に設けられている請求項１に記載の発熱抵抗素子部品。
【請求項３】
前記貫通孔は、その平面視におけるサイズが、前記薄肉部の平面視におけるサイズよりも小さく形成されている請求項２に記載の発熱抵抗素子部品。
【請求項４】
前記貫通孔の下端が、第２の基板によって覆われている請求項１から請求項３のいずれかに記載の発熱抵抗素子部品。
【請求項５】
支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成するとともに、前記絶縁被膜に周囲よりも厚さが薄い薄肉部を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法。
【請求項６】
支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記絶縁被膜に周囲よりも厚さが薄い薄肉部を形成する薄肉部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法。
【請求項７】
支持基板の表面に凸部を形成する凸部形成工程と、
支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
前記支持基板の裏面に、前記凸部に対応する位置にエッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法。
【請求項８】
支持基板の表面に、絶縁被膜を埋め込む領域を形成するとともに、前記支持基板の周囲が高くなるように、前記支持基板の表面をエッチングするエッチング工程と、
前記支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法。
【請求項９】
支持基板の表面に第１の絶縁被膜を形成する第１の絶縁被膜形成工程と、
前記第１の絶縁被膜の表面に第２の絶縁被膜を形成する第２の絶縁被膜形成工程と、
前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記第２の絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板および前記第１の絶縁被膜に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法。
【請求項１０】
支持基板の表面に第１の絶縁被膜を形成する第１の絶縁被膜形成工程と、
前記第１の絶縁被膜の表面にエッチングストップ層を形成するエッチングストップ層形成工程と、
前記エッチングストップ層の表面に第２の絶縁被膜を形成する第２の絶縁被膜形成工程と、
前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記第２の絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板、前記第１の絶縁被膜、および前記エッチングストップ層に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発熱抵抗素子部品からなるサーマルヘッドを備えるサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱抵抗素子部品とその製造方法およびサーマルプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーマルプリンタは小型情報機器端末に多く用いられるようになってきている。小型情報機器端末はバッテリ駆動であるため、サーマルプリンタの省電力化が強く求められ、そのための発熱効率の高いサーマルヘッドが求められている。
サーマルヘッドの高効率化においては、発熱抵抗体の下層に断熱層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。発熱抵抗体で発生した熱量のうち、発熱抵抗体上方の耐摩耗層に伝達される上方伝達熱量の方が発熱抵抗下方の絶縁基板に伝達される下方伝達熱量よりも大きくなるので、印字時に必要とされるエネルギー効率が良好となる。
【特許文献１】特開平６−１６６１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示される構造のサーマルヘッドには、以下の問題がある。
すなわち、発熱抵抗体の下に空洞部を設けることで、絶縁基板本体方向への断熱効果はあるものの、厚さ方向の中間位置に空洞部を形成するためにアンダーグレーズ層自体が比較的厚く形成される必要がある。このため、アンダーグレーズ層に伝達された熱量がアンダーグレーズ層内に蓄積されることとなり、発熱抵抗体の表面側への熱量の伝達量が少なくなって、発熱効率が低下するという問題がある。
【０００４】
また、空洞部を形成するために蒸発させる樹脂材料の寸法精度は低く、精密な形状の空洞部を形成することができない。このため、空洞部は、複数の発熱抵抗体の配列方向に沿って複数の発熱抵抗体に跨るように帯状に形成されるので、発熱抵抗体の位置におけるアンダーグレーズ層の強度が低く、印字の際に発熱抵抗体にかかる圧力によって、空洞部が潰れ易いという欠点がある。特に、発熱抵抗体との間に印刷用紙を挟むドラムは、発熱抵抗体の配列方向に沿って配されるため、アンダーグレーズ層が発熱抵抗体の配列方向に沿って割れる虞がある。
【０００５】
さらに、アンダーグレーズ層の厚さ方向の中間位置に空洞部を設ける従来の方法は、アンダーグレーズ下層の表面に、セルロース系樹脂からなる蒸発成分層を帯状に印刷して乾燥させ、その後、アンダーグレーズ下層と同一の絶縁材料からなるアンダーグレーズ表層形成ペーストを表面に形成して乾燥させる。さらに、このようにして積層された絶縁材料を約１３００℃の温度で焼成することにより、蒸発成分層を蒸発させるものである。したがって、発熱抵抗体の下方に空洞部を設けるために複雑な工程が必要であり、製造に時間を要するという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力の低減を図り、発熱抵抗体下部の基板の強度を向上し、簡易にかつ安価に製造することができるサーマルヘッドとその製造方法およびサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、支持基板の上に積層された絶縁被膜の上に、複数の発熱抵抗体が間隔をあけて配列され、前記複数の各発熱抵抗体に電力を供給する配線が接続されてなり、前記支持基板の各発熱抵抗体により覆われる領域に、該支持基板を厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、前記絶縁被膜の各発熱抵抗体により覆われる領域に、周囲よりも厚さが薄い薄肉部が設けられている発熱抵抗素子部品を提供する。
【０００８】
本発明によれば、発熱抵抗体の発熱有効面積部分の下方に、極薄い絶縁被膜が設けられ、さらにその下方に、支持基板が存在しない空洞部が設けられているので、空洞部が断熱層として機能し、発熱抵抗体で発生した熱（熱量）が、支持基板の厚さ方向へ流出してしまうことを抑制することができる。このように、発熱抵抗体の直下に空洞部が形成された発熱抵抗素子部品では、発熱抵抗体において発生した熱は、空洞部の上側に位置する絶縁被膜中において、支持基板の表面および裏面に平行な方向（すなわち、支持基板の厚さ方向と直交する方向）に広がり、薄肉部の周縁部まで伝わることとなる。その後、薄肉部の周縁部に達した熱流は、絶縁被膜中において支持基板の厚さ方向（すなわち、支持基板の表面および裏面と直交する方向）に伝わり、支持基板に達することとなる。
なお、空洞部の上側に位置する絶縁被膜中の断熱性能は、絶縁被膜が薄いほど高く、薄肉部の周縁部の絶縁被膜中の断熱性能は、絶縁被膜が厚いほど高くなる。本発明では、発熱抵抗体の直下には、極薄い絶縁被膜が形成され、その他の部分には比較的厚い絶縁被膜が形成されている。そのため、絶縁被膜の厚さが支持基板の全面にわたって均一な発熱抵抗素子部品に比べて、非常に高い断熱効果を得ることができ、その結果、非常に高い発熱効率をもつ発熱抵抗素子部品を提供することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記貫通孔および前記薄肉部がそれぞれ、各発熱抵抗体に対して個別に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、隣接する発熱抵抗体ごとに設けられた空洞部間に基板を残すことができる。空洞部間に残った基板は、厚さ方向に延び、発熱抵抗体の上面から加えられる押圧力を支持する支持部材として機能する。その結果、印刷時等に発熱抵抗体の上面側から押圧力を受けても、空洞部間に残った基板により押圧力が支持され、耐圧性能が向上する。
【００１０】
上記発明においては、前記貫通孔は、その平面視におけるサイズが、前記薄肉部の平面視におけるサイズよりも小さく形成されていることが好ましい。
このようにすることで、サーマルヘッド自体の機械的強度を高く保ったまま、さらに高い断熱性能を得ることができることとなる。
また、隣接する発熱抵抗体ごとに設けられた空洞部間により多くの基板を残すことができるので、製造も容易になるという長所を有する。
【００１１】
上記発明においては、前記貫通孔の下端が、第２の基板によって覆われていることが好ましい。
このようにすることで、耐圧強度（機械的強度）を向上することができるとともに、断熱性能をさらに高めることができる。
【００１２】
本発明は、支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成するとともに、前記絶縁被膜に薄肉部を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、空洞部形成工程が、例えば、図２（ｂ）のエッチングマスク７の形成工程と、図２（ｆ）の基板２のエッチング工程の２工程のみで行われることとなるため、空洞部を形成するための工程数が少なくてすみ、生産性に優れた発熱抵抗素子部品を得ることができる。
【００１４】
本発明は、支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記絶縁被膜に周囲よりも厚さが薄い薄肉部を形成する薄肉部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明によれば、絶縁被膜の厚さ方向の加工精度が向上することから、断熱性能に影響を与える絶縁被膜の厚さの制御性が向上するため、高い断熱性能が得られることとなる。
また、ウエハ全体にわたり、均一な特性をもつ発熱抵抗素子部品を得ることができる。
【００１６】
本発明は、支持基板の表面に凸部を形成する凸部形成工程と、支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、前記支持基板の裏面に、前記凸部に対応する位置にエッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法を提供する。
【００１７】
本発明によれば、絶縁被膜付近の空洞部の形状は、凸部形成工程で支持基板に形成した凸部の形状となる。そのため、厚さ数百μｍの支持基板に貫通加工を施した後でも、絶縁被膜付近の空洞部の形状は所望のサイズとなる。したがって、空洞部の加工精度を簡易に向上させることができる。特に、多数の発熱抵抗体を直線状に配置した発熱抵抗素子部品では、１ｍｍあたり４個から１６個の発熱抵抗体を配置する必要があるため、この製造方法によれば、高い精度で多数の発熱抵抗体を配置することができ、高効率な発熱抵抗素子部品を得るのに大変有効である。
【００１８】
本発明は、支持基板の表面に、絶縁被膜を埋め込む領域を形成するとともに、前記支持基板の周囲が高くなるように、前記支持基板の表面をエッチングするエッチング工程と、前記支持基板の表面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法を提供する。
【００１９】
本発明によれば、空洞部近傍の絶縁被膜の形状が凸部の形状の通りになるため、発熱抵抗体の下方に空洞部を簡易に、かつ、精度よく形成することができる。
【００２０】
本発明は、支持基板の表面に第１の絶縁被膜を形成する第１の絶縁被膜形成工程と、前記第１の絶縁被膜の表面に第２の絶縁被膜を形成する第２の絶縁被膜形成工程と、前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記第２の絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板および前記第１の絶縁被膜に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法を提供する。
【００２１】
本発明によれば、第１の絶縁被膜と第２の絶縁被膜とでその材質が異なるようにすることで、それぞれに最適なエッチング条件が異なることとなり、空洞部形成工程において、第２の絶縁被膜をエッチングストップ層として機能させ、第１の絶縁被膜のみを除去することができるとともに、これら絶縁被膜の厚さ方向の加工精度が向上し、断熱性能に影響を与えるこれら絶縁被膜の厚さの制御性が向上して、高い断熱性能を得ることができる。
また、ウエハ全体にわたり、均一な特性をもつ発熱抵抗素子部品を得ることができる。
【００２２】
本発明は、支持基板の表面に第１の絶縁被膜を形成する第１の絶縁被膜形成工程と、前記第１の絶縁被膜の表面にエッチングストップ層を形成するエッチングストップ層形成工程と、前記エッチングストップ層の表面に第２の絶縁被膜を形成する第２の絶縁被膜形成工程と、前記支持基板の裏面に、エッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記第２の絶縁皮膜の上の前記エッチング窓に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体に接続する配線を形成する配線形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記支持基板の裏面側からエッチングすることにより、前記支持基板、前記第１の絶縁被膜、および前記エッチングストップ層に貫通孔を形成する空洞部形成工程とを含む発熱抵抗素子部品の製造方法を提供する。
【００２３】
本発明によれば、第１の絶縁被膜と第２の絶縁被膜との間に、第１の絶縁被膜とは材質の異なるエッチングストップ層が形成されている場合には、空洞部の上側に位置する第２の絶縁被膜の厚さの制御性がさらに向上することとなる。
また、空洞部の上側に位置するエッチングストップ層は除去されることとなるので、エッチングストップ層の材質として熱伝導の良い金属材料を用いることができて、第１の絶縁被膜、第２の絶縁被膜、およびエッチングストップ層の材料の選択自由度が増すこととなって、第２の絶縁被膜の膜厚制御をより容易なものとすることができる。
【００２４】
また、本発明は、上記いずれかの発熱抵抗素子部品からなるサーマルヘッドを備えるサーマルプリンタを提供する。
本発明によれば、発熱効率を向上して省電力化を図り、少ない電力で長時間にわたり印刷を行うことができる。また、発熱抵抗体の配列ピッチを短縮して解像度の高い印刷を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力の低減を図り、発熱抵抗体下部の基板の強度を向上し、簡易にかつ安価に製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る発熱抵抗素子部品１とその製造方法について、図１ないし図３を参照して以下に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る発熱抵抗素子部品であるサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ縦断面図である。図２は、図１のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図１（ａ）のＢ−Ｂ縦断面図である。図３は、図１に示すサーマルヘッドを下方から見た要部平面図である。
本実施形態に係る発熱抵抗素子部品１は、サーマルプリンタに用いられるサーマルヘッド（以下、サーマルヘッドという。）である。図１に示すように、発熱抵抗素子部品１は、支持基板（以下、基板という。）２と、基板２の上に形成されたアンダーコート（絶縁皮膜）３を備えている。また、アンダーコート３の上には複数の発熱抵抗体４が間隔をあけて形成され（配列され）、発熱抵抗体４には配線５が接続されている。さらに、発熱抵抗素子部品１は、発熱抵抗体４および配線５の上面を被覆する保護膜６とを備えている。なお、図１中の符号７は、エッチングマスクである。
【００２７】
基板２には、発熱抵抗体４によって覆われる領域に、基板２の厚さ方向に貫通する貫通孔９が形成されている。貫通孔９の数量は、発熱抵抗体４の数量と等しい。
また、アンダーコート３には、貫通孔９に一致する位置に、周囲よりも厚さが薄い薄肉部１０が形成されている。すなわち、アンダーコート３自体に段差を有しており、アンダーコート３の貫通孔９に対応する位置は薄く、その周囲は厚くなっている。これら貫通孔９および薄肉部１０の内壁面とその内壁面の周囲を囲む周壁面とで構成される空間は、各発熱抵抗体４に配置された空洞部１１を構成している。
【００２８】
空洞部１１は、発熱抵抗体４の発熱有効面積に対応する位置に設けられており、発熱抵抗体４で発生した熱の基板２への流出を抑制する断熱層として機能する。なお、発熱抵抗体４の発熱有効面積とは、発熱抵抗体４の範囲（領域）から配線５との重複部分を除去した（除いた）範囲（領域）のことである。
基板２には、各発熱抵抗体４に個別に対応する貫通孔９同士を隔離する隔壁１２が形成されている。これら隔壁１２は、基板２の上層のアンダーコート３を支持する支持部材としての機能を有している。なお、本実施形態においては、貫通孔９および薄肉部１０の横断面積は同じである。
配線５は、発熱抵抗体４の配列方向に直交する方向の一端に接続される共通配線５ａと、他端に接続される個別配線５ｂとから構成されている。
【００２９】
次に、本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、一定の厚さを有する基板２の表面に、絶縁材料からなるアンダーコート３を成膜する。基板２の材料としては、例えば、単結晶シリコン基板等が用いられる。また、アンダーコート３の材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４等が用いられ、その成膜には、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法のいずれかの方法が用いられる。基板２、およびアンダーコート３の厚さ寸法はそれぞれ、数百μｍ、および数十μｍ〜数百μｍである。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、基板２の、アンダーコート３が設けられている面とは逆側の面（以下、裏面という。）に、基板２の貫通孔９を加工するためのエッチングマスク７を形成する。具体的には、基板２の裏面に、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法のいずれかの方法によりマスク材料からなるエッチングマスク７を成膜する。マスク材料としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁材料、あるいは、Ａｌ、Ｃｒ等の金属材料が用いられる。
そして、エッチングマスク７の表面にフォトレジスト（図示略）でパターニングした後、リアクティブ・イオン・エッチング（Reactive Ion Etching：ＲＩＥ）によるドライエッチングまたはウェットエッチングを行い、エッチングマスク７をエッチングし、エッチング窓７ａを形成する。エッチングマスク７は、基板２に空洞部１１を形成するためのもので、表面側に発熱抵抗体４が配されることとなる領域にエッチング窓７ａを形成し、残りの領域を被覆するようにパターニングされる。本実施形態のサーマルヘッド１によれば、エッチングマスク７のパターニングで形成されたエッチング窓７ａの大きさは、発熱抵抗体４の発熱有効面積と同じになっている。
【００３１】
次いで、図２（ｃ）に示すように、基板２の表面側に位置するアンダーコート３の上に発熱抵抗体４を形成する。発熱抵抗体４としては、例えば、Ｔａ系やシリサイド系等の発熱抵抗体材料を用いる。この発熱抵抗体材料をスパッタリングや蒸着法、ＣＶＤ法等により成膜し、リフトオフ法もしくはエッチング法により発熱抵抗体４を形成する。
【００３２】
次いで、図２（ｄ）に示すように、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ等の配線材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜し、リフトオフ法もしくはエッチング法により個別配線５ｂおよび共通配線５ａを形成する。
【００３３】
そして、図２（ｅ）に示すように、例えば、Ｓｉ０２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ等からなる保護膜材料をスパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等により成膜する。保護膜６は、基板２の表面側に位置する発熱抵抗体４および配線５の全面を被覆するように形成される。
【００３４】
最後に、図２（ｆ）に示すように、図２（ｂ）で形成されたエッチングマスク７をマスクとして、基板２の裏面側から、ＲＩＥによるドライエッチング法により基板２をエッチングし、裏面側からアンダーコート３の裏面に到達する空洞部を形成する。そして、さらにエッチングを行ってアンダーコート３の一部を除去し、空洞部１１の上側（図２（ｆ）において上側）に位置するアンダーコート３の厚さが薄くなるようにする。空洞部１１の上側（図２（ｆ）において上側）に位置するアンダーコートの膜厚は、数μｍ〜十μｍである。
このようにして、図１に示すサーマルヘッド１が製造されこととなる。なお、図３は、図１に示すサーマルヘッド１を下方（図１（ｂ）において下側）から見た要部平面図である。
【００３５】
このようにして構成された本実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、発熱抵抗体４の発熱有効面積部分の下方に、極薄いアンダーコート３が設けられ、さらにその下方に、基板２が存在しない空洞部１１が設けられているので、空洞部１１が断熱層として機能し、発熱抵抗体４で発生した熱（熱量）が、基板２の厚さ方向へ流出してしまうことを抑制することができる。このように、発熱抵抗体４の直下に空洞部１１が形成されたサーマルヘッド１では、発熱抵抗体４において発生した熱は、空洞部１１の上側に位置するアンダーコート３中において、基板２の表面および裏面に平行な方向（すなわち、保護膜６の表面に平行な方向）に広がり、薄肉部１０の周縁部まで伝わることとなる。その後、薄肉部１０の周縁部に達した熱流は、アンダーコート３中において基板２の厚さ方向（すなわち、基板２の表面および裏面と直交する方向）に伝わり、基板２に達することとなる。
なお、空洞部１１の上側に位置するアンダーコート３中の断熱性能は、アンダーコート３が薄いほど高く、薄肉部１０の周縁部のアンダーコート３中の断熱性能は、アンダーコート３が厚いほど高くなる。本実施形態では、発熱抵抗体４の直下には、極薄いアンダーコート３が形成され、その他の部分には比較的厚いアンダーコート３が形成されている。そのため、アンダーコート３の厚さが基板２の全面にわたって均一なサーマルヘッド１に比べて、非常に高い断熱効果を得ることができ、その結果、非常に高い発熱効率をもつサーマルヘッド１を提供することができる。
【００３６】
また、空洞部１１の形成は、図２（ｂ）のエッチングマスク７の形成工程と、図２（ｆ）の基板２のエッチング工程の２工程のみで行われる。そのため、空洞部１１を形成するための工程数が少なくてすみ、生産性に優れたサーマルヘッド１を得ることができる。
【００３７】
さらに、各発熱抵抗体４に対して個別に空洞部１１を設けることで、隣接する発熱抵抗体４ごとに設けられた空洞部１１間に基板２（すなわち、隔壁１２）を残すことができる。隔壁１２は、厚さ方向に延び、発熱抵抗体４の上面から加えられる押圧力を支持する支持部材として機能する。その結果、印刷時等に発熱抵抗体４の上面側から押圧力を受けても、空洞部１１間に残った隔壁１２により押圧力が支持され、耐圧性能が向上する。
【００３８】
さらにまた、発熱抵抗体４を単結晶シリコン基板を用いて構成することにより、半導体製造技術を利用して、発熱抵抗体４の下方に空洞部１１を簡易に、かつ、精度よく形成することができる。したがって、従来の方法と比較して、製造工数を削減することができる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、空洞部１１の横断面形状となるエッチング窓７ａのサイズ（横断面積）を、発熱抵抗体４の発熱有効面積と同一としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、発熱抵抗体４の発熱有効面積よりも大きくすることもできる。このように、空洞部１１の横断面積が大きくなると、発熱抵抗体４において発生した熱が基板２に逃げる経路が長くなるため断熱性能が向上し、その結果、発熱効率が向上する。したがって、エッチング窓７ａの大きさを発熱抵抗体４の発熱有効面積よりも大きくすることにより、発熱抵抗体４と基板２との断熱性能を向上させることができる。
【００４０】
本発明の第２の実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法について、図４を参照して説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本実施形態に係る製造方法は、空洞部１１の形成工程を２段階（２ステップ）とした点で、図２に示した第１の実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法とは相違している。なお、製造されるサーマルヘッド１は第１の実施形態と同一のものである。
【００４２】
本実施形態に係る製造方法では、空洞部１１の形成工程を、基板２の裏面側からＲＩＥによるドライエッチング法によりアンダーコート３の裏面に到達するまでエッチングを行う基板貫通工程（図４（ｆ）参照）と、アンダーコート３の一部を除去し、空洞部１１の上側に位置するアンダーコート３を薄くするアンダーコート薄膜化工程（図４（ｇ）参照）の２工程にわけて実施している。
このような製造方法は、基板２とアンダーコート３の材質が、例えば、シリコンとＳｉＯ２といったように異なる場合に用いられる。これは、基板２のエッチングとアンダーコート３のエッチングとでは、最適なエッチング条件が異なるからである。したがって、本実施形態では、空洞部１１の形成工程を、基板２のエッチングに適した条件とアンダーコート３のエッチングに適した条件に分けることができる。例えば、シリコンからなる基板２に貫通孔９を形成する基板貫通工程ではＳＦ６などのガスを導入して行うドライエッチングを用い、アンダーコート薄膜化工程ではＣＦ４あるいはＣＨＦ３等のガスを導入して行うドライエッチングか、ＨＦ溶液によるウェットエッチングを用いることができる。
【００４３】
このようにして構成された本実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、アンダーコート３の厚さ方向の加工精度が向上することから、断熱性能に影響を与えるアンダーコート３の厚さの制御性が向上するため、高い断熱性能が得られることとなる。
また、ウエハ全体にわたり、均一な特性をもつサーマルヘッド１を得ることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００４４】
本発明の第３の実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法について、図５を参照して説明する。
本実施形態の説明において、上述した実施形態に係るサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態に係る製造方法は、基板２の空洞部１１に対応する位置（すなわち、発熱抵抗体４によって覆われる領域）に、凸部２ａを形成する工程が付加されているという点で、図２に示した第１の実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法とは相違している。なお、製造されるサーマルヘッド１は第１の実施形態と同一のものである。
【００４６】
次に、本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、基板２の表面に、断熱層となる空洞部１１に対応する位置に凸部２ａを形成する。形成方法としては、ドライエッチング法またはウェットエッチング法である。凸部加工の厚さは数十μｍ〜数百μｍである。
【００４７】
その後、図５（ｂ）に示すように、アンダーコート３を、凸部２ａが被覆され、かつ平坦になるように成膜する。
そして、図５（ｃ）に示すエッチングマスク７の形成、図５（ｄ）に示す発熱抵抗体４の形成、図５（ｅ）に示す配線５の形成、図５（ｆ）に示す保護膜６の形成は、図２を用いて説明した製造方法と同様に行う。
【００４８】
最後に、図５（ｇ）に示すように、図５（ｃ）で形成されたエッチングマスク７をマスクとして、基板２の裏面側から、ＲＩＥによるドライエッチング法により、基板２をエッチングして、裏面側からアンダーコート３の裏面に到達する空洞部１１を形成する。
なお、基板２の厚さは数百μｍである。そのため、厚さ数百μｍの基板２を貫通加工する必要があり、精度の高い加工技術が求められる。図２の製造方法では、アンダーコート３付近の空洞部１１の形状は、基板２の裏面に形成されたエッチングマスク７が基板２を貫通した後に転写されるようになっている。そのため、基板２を貫通加工した後、断熱性能に影響するアンダーコート３付近の空洞部形状を所望のサイズにするためには、高い加工精度が要求される。
また、基板材料にシリコンを用い、アンダーコート材料にＳｉＯ２を用い、基板貫通工程でＳＦ６等のガスを導入して行うドライエッチングを用いる場合、シリコンとＳｉＯ２で大きな選択比を得ることができる。
【００４９】
本実施形態に係る製造方法によれば、アンダーコート３付近の空洞部１１の形状は、凸形成工程で基板２に形成した凸部の形状となる。そのため、厚さ数百μｍの基板２に貫通加工を施した後でも、アンダーコート３付近の空洞部１１の形状は所望のサイズとなる。したがって、空洞部１１の加工精度を簡易に向上させることができる。特に、多数の発熱抵抗体４を直線状に配置したラインサーマルヘッドでは、１ｍｍあたり４個から１６個の発熱抵抗体４を配置する必要があるため、この製造方法によれば、高い精度で多数の発熱抵抗体４を配置することができ、高効率なラインサーマルヘッドを得るのに大変有効である。
また、図５（ｂ）のアンダーコート３を凸部２ａが被覆されるように成膜する工程後に、アンダーコート３の表面を平坦化加工してもよい。平坦化加工としては、砥石を使う研削加工、細かい粒径の研磨剤を含む研磨液による機械研磨加工、ＣＭＰ等が用いられる。このようにすることで、空洞部１１の上側に位置するアンダーコート３の厚さ制御が容易となる。また、アンダーコート３の表面の段差をなくすことができ、その後の各成膜工程を良好に行っていくことができるので、発熱抵抗体４の全体の機械的強度をさらに向上させることができる。
さらに、アンダーコート３を形成する方法として、ガラスペースト等のペースト材料をスクリーン印刷法により塗布し、乾燥、焼成する方法を用いることができる。この方法は、数十μｍの厚いアンダーコート３の層を形成でき、空洞部１１近傍の断熱性能を高めることに有効な製造方法である。また、凹凸のある表面にガラスペーストを塗布することで、平坦な表面を得ることができる。そのため、空洞部１１の上側に位置するアンダーコート３の厚さ制御が容易となる。また、アンダーコート３の表面の段差をなくすことができ、その後の各成膜工程を良好に行っていくことができるので、発熱抵抗体４の全体の機械的強度をさらに向上させることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００５０】
本発明の第４の実施形態に係るサーマルヘッド４１とその製造方法について、図６および図７を参照して以下に説明する。図６は本発明の第４実施形態に係るサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ縦断面図である。図７は図６のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図６（ａ）のＤ−Ｄ縦断面図である。
本実施形態の説明において、上述した実施形態に係るサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
本実施形態に係るサーマルヘッド４１は、発熱抵抗体４の周辺部のみにアンダーコート３が形成されているという点で、上述したサーマルヘッド１とは相違している。
これは、発熱抵抗体４から遠い部分は印字には寄与しないため、発熱抵抗体４およびその周辺部のみにアンダーコート３を形成することにより、印字に寄与しない領域の熱容量を減らし、効率向上および応答速度の高速化といった利点を得ることができるからである。
【００５２】
次に、本実施形態に係るサーマルヘッド４１の製造方法について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、基板２の表面に、アンダーコート３を埋め込む領域を形成するとともに、基板２の周囲が最も高くなるように、基板２をエッチングする。発熱抵抗体４および空洞部１１に対応する位置とその周辺部の凹凸は発熱抵抗体４および空洞部１１に対応する位置が凸部２ｂになるように形成する。基板２のエッチング方法としては、ドライエッチング法またはウェットエッチング法である。基板２の凸部加工の厚さは数十μｍ〜数百μｍである。また、基板２の最も高い部分と発熱抵抗体４の周囲の高低差は数μｍ〜数十μｍである。
【００５３】
その後、図７（ｂ）に示すように、アンダーコート３を凸部２ｂが被覆され、かつ、平坦化されるように成膜する。
そして、図７（ｃ）に示すエッチングマスク７の形成、図７（ｄ）に示す発熱抵抗体４の形成、図７（ｅ）に示す配線５の形成、図７（ｆ）に示す保護膜６の形成は、図２を用いて説明した製造方法と同様に行う。
【００５４】
最後に、図７（ｇ）に示すように、図７（ｃ）で形成されたエッチングマスク７をマスクとして、基板２の裏面側から、ＲＩＥによるドライエッチング法により、基板２をエッチングして、裏面側からアンダーコート３の裏面に到達する空洞部１１を形成する。
【００５５】
本実施形態に係る製造方法によれば、空洞部１１近傍のアンダーコート３の形状が凸部２ｂの形状の通りになるため、発熱抵抗体４の下方に空洞部１１を簡易に、かつ、精度よく形成することができる。
また、アンダーコート３を形成する方法として、ガラスペースト等のペースト材料をスクリーン印刷法により塗布し、乾燥、焼成する方法を用いることができる。この方法は、数十μｍの厚いアンダーコート３の層を形成でき、空洞部１１近傍の断熱性能を高めることに有効な製造方法である。
さらに、凹凸のある表面にガラスペーストを塗布することで、平坦な表面を得ることができる。そのため、空洞部１１の上側に位置するアンダーコート３の厚さ制御が容易となる。
さらにまた、アンダーコート３の表面の段差をなくすことができ、その後の各成膜工程を良好に行っていくことができるので、発熱抵抗体４の全体の機械的強度をさらに向上させることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００５６】
本発明の第５の実施形態に係るサーマルヘッド５１とその製造方法について、図８および図９を参照して以下に説明する。
図８は本発明の第５実施形態に係るサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ縦断面図である。図９は図８のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図８（ａ）のＦ−Ｆ縦断面図である。
本実施形態の説明において、上述した実施形態に係るサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
本実施形態に係るサーマルヘッド５１は、アンダーコート３が、材質の異なる上層アンダーコート３ａおよび下層アンダーコート３ｂにより構成されているという点で、上述したサーマルヘッド１とは相違している。
【００５８】
次に、本実施形態に係るサーマルヘッド５１の製造方法について説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、基板２の表面に下層アンダーコート３ｂを形成する。下層アンダーコート３ｂの材料としては、ポリイミド等の樹脂が用いられ、形成方法には、ワニス上のポリイミドをスピンコートで塗布した後、乾燥、焼成、あるいは、加熱、加圧による融着を用いる。厚さ寸法は数μｍ〜数百μｍである。
【００５９】
その後、図９（ｂ）に示すように、下層アンダーコート３ｂの表面に上層アンダーコート３ａを形成する。上層アンダーコート３ａの材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２０５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の無機材料が用いられ、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法のいずれかの方法により形成される。厚さ寸法は数μｍ〜数十μｍである。
【００６０】
そして、図９（ｃ）に示すエッチングマスク７の形成、図９（ｄ）に示す発熱抵抗体４の形成、図９（ｅ）に示す配線５の形成、図９（ｆ）に示す保護膜６の形成、図９（ｇ）に示す基板貫通形成は、図２を用いて説明した製造方法と同様に行う。
【００６１】
最後に、図９（ｈ）に示すように、上層アンダーコート３ａに達するまで下層アンダーコート３ｂを除去する。材料に樹脂を用いる場合、ＣＦ４ガスやＯ２ガスを導入したドライエッチング、または、アルカリ溶液によりウェットエッチングにより除去される。その際、上層アンダーコート３ａは材質が異なるため、エッチングストップ層として機能する。
【００６２】
本実施形態に係る製造方法によれば、アンダーコート３の材質が、上層アンダーコート３ａと下層アンダーコート３ｂとで異なり、それぞれに最適なエッチング条件が異なることとなり、基板貫通工程後のアンダーコート薄膜化工程で、上層アンダーコート３ａをエッチングストップ層として機能させ、下層アンダーコート３ｂのみを除去することができるとともに、アンダーコート３の厚さ方向の加工精度が向上し、断熱性能に影響を与えるアンダーコート３の厚さの制御性が向上して、高い断熱性能を得ることができるからである。
また、ウエハ全体にわたり、均一な特性をもつサーマルヘッド５１を得ることができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００６３】
本発明の第６の実施形態に係るサーマルヘッド６１とその製造方法について、図１０および図１１を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した実施形態に係るサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
本実施形態に係るサーマルヘッド６１は、アンダーコート３が、上層アンダーコート３ａ、下層アンダーコート３ｂ、およびこれらアンダーコート３ａ，３ｂの間に位置するとともに、下層のアンダーコートとは材質の異なるエッチングストップ層３ｃにより構成されているという点で、上述したサーマルヘッド１とは相違している。
【００６５】
次に、本実施形態に係るサーマルヘッド６１の製造方法について説明する。
まず、図１１（ａ）に示すように、基板２の表面に下層アンダーコート３ｂを形成する。下層アンダーコート３ｂの材料としては、ポリイミド等の樹脂のほか、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の無機材料が用いられる。厚さ寸法は数十μｍ〜数百μｍである。
【００６６】
その後、図１１（ｂ）に示すように、下層アンダーコート３ｂの表面にエッチングストップ層３ｃを形成する。エッチングストップ層３ｃの材料としては、Ａｌ等の金属材料等を用い、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法のいずれかの方法により形成される。
【００６７】
そして、図１１（ｃ）に示すように、エッチングストップ層３ｃの表面に上層アンダーコート３ａを形成する。上層アンダーコート３ａの材料としては、エッチングストップ層３ｃと異なっていれば、下層アンダーコート３ｂの材料と同じものでも良い。
【００６８】
次に、図１１（ｄ）に示すエッチングマスク７の形成、図１１（ｅ）に示す発熱抵抗体４の形成、図１１（ｆ）に示す配線５の形成、図１１（ｇ）に示す保護膜６の形成、図１１（ｈ）に示す基板貫通形成は、図２を用いて説明した製造方法と同様に行う。
【００６９】
その後、図１１（ｉ）に示すように、エッチングストップ層３ｃに達するまで下層アンダーコート３ｂを除去する。この際、エッチングストップ層３ｃの材質が下層アンダーコート３ｂの材質と異なるため、エッチングストップ層３ｃのエッチングはされない、もしくは、エッチングストップ層３ｃのエッチング量は非常に少ない。
【００７０】
最後に、図１１（ｊ）に示すように、エッチングストップ層３ｃを除去する。なお、エッチングストップ層３ｃがＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の無機材料や樹脂のような低熱伝導材料で、数μｍ以下の膜厚であれば、この工程を省略することができる。
【００７１】
本実施形態に係る製造方法によれば、上層アンダーコート３ａと下層アンダーコート３ｂとの間に、下層アンダーコート３ｂとは材質の異なるエッチングストップ層３ｃが形成されているので、空洞部１１の上側に位置するアンダーコート（すなわち、上層アンダーコート３ａ）の厚さの制御性がさらに向上する。
また、空洞部１１の上側に位置するエッチングストップ層３ｃは除去されることとなるので、エッチングストップ層３ｃの材質として熱伝導の良い金属材料を用いることができて、上層アンダーコート３ａ、下層アンダーコート３ｂ、およびエッチングストップ層３ｃの材料の選択自由度が増すこととなって、上層アンダーコート３ａの膜厚制御をより容易なものとすることができる。
【００７２】
本発明の第７の実施形態に係るサーマルヘッド７１とその製造方法について、図１２および図１３を参照して以下に説明する。
図１２は本発明の第７実施形態に係るサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ縦断面図である。図１３は図１２のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図１２（ａ）のＫ−Ｋ縦断面図である。本実施形態の説明において、上述した実施形態に係るサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施形態に係るサーマルヘッド７１は、空洞部１１のアンダーコート３と接する内壁における側壁部分（すなわち、薄肉部１０の周壁部分）で囲まれた空間の平面視におけるサイズが、基板２の裏面に形成されたエッチング窓７ａの平面視におけるサイズよりも大きくなるように構成されているという点で、上述したサーマルヘッド１とは相違している。換言すれば、基板２に形成された貫通孔９の平面視におけるサイズは、アンダーコート３の薄肉部１０の平面視におけるサイズよりも小さく構成されている。薄肉部１０は、アンダーコート３の一部を窪ませて段差を設けて形成したものである。従って、薄肉部１０の水平断面積は、アンダーコート３の窪み部の横（水平）断面積と等しい。これら空洞部１１を形成する基板２の貫通孔９の平面視におけるサイズや、アンダーコート３の窪み部の平面視におけるサイズのことを口径と呼んでも良い。
これは、断熱性能の点では、空洞部１１のアンダーコート３と接する部分のサイズが大きい方が有利となるからである。
なお、機械的強度の点では、基板２に形成された空洞部１１間の隔壁１２が太いほど有利となる。サーマルヘッドのドット間隔は、製品仕様により決まっているため、第１実施形態ないし第６実施形態において説明したサーマルヘッドでは、空洞部１１のアンダーコート３と接する部分のサイズと裏面のエッチング窓７ａの平面視におけるサイズが等しくなっており、さらに高い断熱性能を得る場合には、機械的強度を犠牲にして、隔壁１２を細くせざるを得ないこととなる。
【００７４】
次に、本実施形態に係るサーマルヘッド７１の製造方法について説明する。
まず、図１３（ａ）に示すように、基板２の表面に、断熱層となる空洞部１１に対応する位置に凸部２ａを形成する。形成方法としては、ドライエッチング法またはウェットエッチング法である。凸部加工の厚さは数十μｍ〜数百μｍである。
【００７５】
その後、図１３（ｂ）に示すように、アンダーコート３を、凸部２ａが被覆され、かつ平坦になるように成膜する。
そして、図１３（ｃ）に示すエッチングマスク７の形成、図１３（ｄ）に示す発熱抵抗体４の形成、図１３（ｅ）に示す配線５の形成、図１３（ｆ）に示す保護膜６の形成は、図２を用いて説明した製造方法と同様に行う。
なお、エッチングマスク７を形成する際には、前述したように、図１３（ａ）で形成した凸部のサイズよりも小さいエッチング窓７ａがパターニングされるようになっている。
【００７６】
最後に、図１３（ｇ）に示すように、図１３（ｃ）で形成されたエッチングマスク７をマスクとして、基板２の裏面側から、ＲＩＥによるドライエッチング法により、基板２をエッチングして、裏面側からアンダーコート３の裏面に到達する空洞部１１を形成する。  なお、この工程では。アンダーコート３に達するまでは、基板２の厚さ方向に垂直にエッチングが進み、その後、アンダーコート３がエッチングストップ層として機能して、エッチングは基板２の裏面に平行な方向（すなわち、基板２の厚み方向と直交する方向）に進む。その結果、図１３（ａ）で形成した基板２の凸部２ａが除去され、アンダーコート３近傍の空洞部１１の平面視におけるサイズが、エッチング窓７ａの平面視におけるサイズより大きくなる。
【００７７】
本実施形態に係るサーマルヘッド７１によれば、サーマルヘッド自体の機械的強度を高く保ったまま、さらに高い断熱性能を得ることができることとなる。
また、隔壁１２が太くできるため、製造も容易になるという長所を有する。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００７８】
図１４は、図１に示した第１実施形態に係るサーマルヘッドの下端面を覆った構成の例を示す図である。なお、図１４では、図１に示す例と共通の要素については共通の符号を付し、その詳細説明は省略する。
図１４に示すように、サーマルヘッド８１には、複数の空洞部１１を塞ぐように基板２の下面に第２の基板１３が接合されている。
第２の基板１３としては、ガラス基板やシリコン基板、アルミナセラミクス基板等の絶縁性基板が用いられている。
このように構成することにより、隔壁１２の下端面同士が第２の基板１３で互いに接合（結合）されることとなるので、サーマルヘッド全体の機械的強度を増加させることができる。
また、第２の基板１３により、各空洞部１１の下端が塞がれて、各空洞部１１がそれぞれ独立した密閉空間を形成することとなるので、断熱性能をさらに高めことができる。
本実施形態においては、例えば、真空状態においてシリコン基板２の裏面に第２の基板１３としてガラス基板を貼り付けることにより、密封された空洞部８内を真空状態にすることができる。
このようにすることで、空洞部８内の空気による熱伝導をなくし、断熱効果をさらに向上することができる。また、発熱抵抗体４の作動による温度変化に応じて密封された空洞部８内の圧力が変動することを回避することができる。
一方、空洞部１１内に大気圧より高い圧力状態の気体を封入することにしてもよい。このようにすることで、薄膜で構成される発熱抵抗体４の発熱面に外部から力が加わった場合に、空洞部８の内圧によりこの外力に対抗して発熱面の変形を防止し、あるいは、変形後に元の状態に復元する効果を得ることができる。
この場合に、空洞部１１内に密封するガスとしては、Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスを用いることが好ましい。このようにすることで、アンダーコート３を透過する密封ガスにより、発熱抵抗体４が酸化してしまうことを防止できる。また、第２の基板１３と基板とを陽極接合で接合する場合、接合時に２００〜４００℃の高温で過熱される。したがって、不活性ガスを封入することで、陽極接合時の過熱によっても発熱抵抗体４が酸化したり特性劣化したりする問題を防止でき、信頼性および再現性の高いサーマルヘッドを構成することができる。
【００７９】
また、発熱抵抗体４ごとに個別に形成された複数の空洞部１１を相互に連絡するように、構成しても良い。図１５は、図１４に示したサーマルヘッド８１の変形例として、空洞部１１間を連絡する連通孔１４を設けたサーマルヘッド９１，１０１を示す要部縦断面図であって、（ａ）は隔壁１２側に設けた例、（ｂ）は第２の基板１３側に設けた例を示す図である。図１５（ａ）に示すように、基板２における第２の基板１３が接合されている側の面には、複数の空洞部１１間を互いに連通するように、隔壁１２に溝を形成することにより連通孔１４が設けられている。この連通孔１４は、図１５（ｂ）に示すように、基板２に接合された第２の基板１３における基板２側の面に溝を形成することで設けることもできる。このように連通孔１４を設けることで、発熱抵抗体４ごとに温度状態が異なっても、全ての発熱抵抗体４に対する空洞部１１内の圧力状態を一定にすることができるという利点がある。
また、上記においては、第２の基板１３により空洞部１１を密封する場合について説明したが、これに代えて、基板あるいは第２の基板に空洞部１１を大気開放するにするための開口部を形成してもよい。このようにすることで、各発熱抵抗体４に設けられた空洞部８内の内圧を均一な大気圧に保持することができる。空洞部１１内の圧力は熱伝導に影響するため、空洞部１１を大気開放することによって、各発熱抵抗体４の発熱特性を均一にすることができる。
【００８０】
次に、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタ３０について、図１６を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るサーマルプリンタ３０は、本体フレーム３１に、水平配置されるプラテンローラ３２と、プラテンローラ３２に感熱紙３３を挟んで押し付けられる上記第１〜第１０実施形態に係るサーマルヘッド１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１とを備えている。サーマルヘッド１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１は、プラテンローラ３２の長手方向に配列された複数の発熱抵抗体４を有し、加圧機構３４により所定の押圧力で感熱紙３３に押し付けられるようになっている。図中、符号３５は紙送り駆動モータである。
【００８１】
本実施形態に係るサーマルプリンタ３０によれば、サーマルヘッド１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１の発熱効率が高く、少ない電力で感熱紙２３に印刷することができる。したがって、バッテリの持続時間を長期化させることが可能となる。
【００８２】
なお、上記各実施形態においては、サーマルヘッド１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１および直接感熱発色するサーマルプリンタ３０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、サーマルヘッド１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１以外の発熱抵抗素子部品やサーマルプリンタ３０以外のプリンタ装置にも応用することができる。
【００８３】
例えば、発熱抵抗素子部品としては、熱によってインクを吐出するサーマル式またはバルブ式のインクジェットヘッドを始めとした用途に応用できる。また、サーマルヘッド１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１とほぼ同様の構造である熱消去ヘッドや、熱定着を必要とするプリンタ等の定着ヒータ、光導波路型光部品の薄膜発熱抵抗素子等、他の膜状の発熱抵抗素子部品を保有する電子部品でも同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、プリンタとしては、昇華型または溶融型転写リボンを使用した熱転写プリンタ、印字媒体の発色と証拠が可能なリライタブルサーマルプリンタ、加熱により粘着性を呈する感熱性活性粘着剤式ラベルプリンタ等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発熱抵抗素子部品であるサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ縦断面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図１（ａ）のＢ−Ｂ縦断面図である。
【図３】図１に示すサーマルヘッドを下方から見た要部平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ縦断面図である。
【図７】図６のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図６（ａ）のＤ−Ｄ縦断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ縦断面図である。
【図９】図８のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図８（ａ）のＦ−Ｆ縦断面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係るサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ縦断面図である。
【図１１】図１０のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図１０（ａ）のＨ−Ｈ縦断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係るサーマルヘッドを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ縦断面図である。
【図１３】図１２のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図１２（ａ）のＫ−Ｋ縦断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドを示す要部縦断面図である。
【図１５】図１４に示したサーマルヘッドの変形例として、空洞部間を連絡する連通孔を設けたサーマルヘッドを示す要部縦断面図であって、（ａ）は隔壁側に設けた例、（ｂ）は第２の基板側に設けた例を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１    サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
２    基板（支持基板）
２ａ  凸部
３    アンダーコート（絶縁被膜）
３ａ  上層アンダーコート（第２の絶縁被膜）
３ｂ  下層アンダーコート（第１の絶縁被膜）
３ｃ  エッチングストップ層
４    発熱抵抗体
５    配線
５ａ  共通配線（配線）
５ｂ  個別配線（配線）
７    エッチングマスク
７ａ  エッチング窓
９    貫通孔
１０    薄肉部
１１    空洞部
１３    第２の基板
１４    連通孔
３０    サーマルプリンタ
４１    サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
５１    サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
６１    サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
７１    サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
８１    サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
９１    サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
１０１  サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
【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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