(57)【要約】【課題】グレーズ層を所望する形状に加工することが容易に可能なグレーズド基板の製造方法を提供すること。【解決手段】基板１上にグレーズ層２’を形成するとともに、該グレーズ層２’の一部に第１エッチングマスク３を被着させる工程１と、前記第１エッチングマスク３が被着されたグレーズ層２’を厚み方向に途中までエッチングし、グレーズ層２’の一部に突出部２’ｂを形成する工程２と、前記第１エッチングマスク３を剥離させる工程３と、前記グレーズ層２’の突出部２’ｂ上に第２エッチングマスク４を被着させるとともに、グレーズ層２’を厚み方向に再度エッチングする工程４と、前記第２エッチングマスク４を剥離させる工程５と、を経て凸状部を有するグレーズ層２’ｂを得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にグレーズ層を形成するとともに、該グレーズ層の一部に第１エッチングマスクを被着させる工程１と、
前記第１エッチングマスクが被着されたグレーズ層を厚み方向に途中までエッチングし、グレーズ層の一部に突出部を形成する工程２と、
前記第１エッチングマスクを剥離させる工程３と、
前記グレーズ層の突出部上に第２エッチングマスクを被着させるとともに、グレーズ層を厚み方向に再度エッチングする工程４と、
前記第２エッチングマスクを剥離させる工程５と、を経て凸状部を有するグレーズ層を得ることを特徴とするサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２エッチングマスクが第１エッチングマスクよりも幅狭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用グレーズド基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２エッチングマスクの両端部が前記グレーズ層の突出部の上面両端部よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２エッチングマスクがフォトリソグラフィー技術によって形成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法。
【請求項５】
前記凸状部の高さが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサーマルヘッドの支持基板として用いられるサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、サーマルヘッド等の支持基板としてサーマルヘッド用グレーズド基板が広く使用されている。
【０００３】
かかる従来のサーマルヘッド用グレーズド基板は、例えば、アルミナセラミックスからなる基板の上面に断面凸状を成すグレーズ層を部分的に被着させた構造を有している。
【０００４】
このようなサーマルヘッド用グレーズド基板を用いてサーマルヘッドを製作する場合、例えば、グレーズド基板の表面に、ＴａＳｉＯ等の電気抵抗材料からなる抵抗層と、Ａｌ等の金属材料からなる金属層とを従来周知のスパッタリング法によって順次積層するとともに、該積層体に対して従来周知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を施すことにより、前記積層体を所定パターンに加工することによって発熱抵抗体や電極配線を形成する。
【０００５】
ところで、上述のサーマルヘッド用グレーズド基板は例えば以下のような工程によって製作される。すなわち、
▲１▼まず、ガラス粉末に適当な有機溶剤、有機バインダー等を添加・混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用することによって基板の上面全体に塗布するとともに、これを高温（約１２００℃）の温度で焼き付けて全面グレーズ層を形成する。
【０００６】
▲２▼次に、全面グレーズ層の一部上面にフォトレジスト等のエッチングマスクを形成する。
【０００７】
▲３▼そして、エッチングマスクが被着された全面グレーズ層を厚み方向にエッチングし、エッチングマスクの形成領域外のグレーズを除去することによって凸状部を成すグレーズ層を有したサーマルヘッド用グレーズド基板が完成する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１０３１０５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のグレーズド基板の製造方法においては、例えば凸状部の高さが比較的大きい場合、グレーズ層を厚み方向にエッチング使用とするとエッチング時間が長くなり、横方向（厚み方向と直交する方向）にエッチングが進行する‘サイドエッチング’によってエッチングマスク直下のグレーズ層も大きく削り取られてしまう。この場合、エッチングの途中でグレーズ層上のエッチングマスクが剥離し、グレーズ層を所望する形状に加工することが困難となるおそれがあった。
【００１０】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的はグレーズ層を所望する形状に加工することが容易に可能なグレーズド基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法は、基板上にグレーズ層を形成するとともに、該グレーズ層の一部に第１エッチングマスクを被着させる工程１と、前記第１エッチングマスクが被着されたグレーズ層を厚み方向に途中までエッチングし、グレーズ層の一部に突出部を形成する工程２と、前記第１エッチングマスクを剥離させる工程３と、前記グレーズ層の突出部上に第２エッチングマスクを被着させるとともに、グレーズ層を厚み方向に再度エッチングする工程４と、前記第２エッチングマスクを剥離させる工程５と、を経て凸状部を有するグレーズ層を得ることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明のサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法は前記第２エッチングマスクが第１エッチングマスクよりも幅狭であることを特徴とするものである。
【００１３】
更に本発明のサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法は、前記第２エッチングマスクがフォトリソグラフィー技術によって形成されることを特徴とするものである。
【００１４】
また更に本発明のサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法は前記第２エッチングマスクの両端部が前記グレーズ層の突出部の上面両端部よりも内側に位置していることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、凸状部を有するグレーズ層を形成する際、グレーズ層の一部に第１エッチングマスクを被着させた状態でグレーズ層を厚み方向に途中までエッチングして突出部を形成するとともに、一旦第１エッチングマスクを剥離させ、次に前記グレーズ層の突出部上に第２エッチングマスクを被着させ、前記グレーズ層を厚み方向に再びエッチングするようにしたことから、サイドエッチングによってエッチングマスクが剥離することを抑制することができる。従って、グレーズ層を所望の形状に加工し易くなる。
【００１６】
また本発明によれば、前記第２エッチングマスクを第１エッチングマスクよりも幅狭に成すことにより、フォトレジストの膜厚や露光条件が不安定な突出部の上面両端部よりも内側に第２エッチングマスクの両端部を位置させることができ、第２エッチングマスクの外周をうねりの少ない形状にパターニングしやすくなる。従って、略均一な幅を有するグレーズ層を得ることが容易になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の製造方法を実施することにより得られるグレーズド基板の断面図であり、同図に示すグレーズド基板は基板１上に凸状部を有するグレーズ層を備えた構造を有している。
【００１８】
前記基板１は、アルミナセラミックス等の絶縁材料や表面に絶縁層を有する単結晶シリコン等の半導体材料など、種々の材料により形成されており、その上面にグレーズ層２が被着され、該グレーズ層２を支持する支持母材として機能する。
【００１９】
尚、前記基板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原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード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、該セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工した上、高温（約１６００℃）で焼成することによって製作される。
【００２０】
前記グレーズ層２は、略均一な厚みに形成される基層部２ａと断面山状に形成された帯状の凸状部２ｂとで構成されており、基層部２ａは例えば１０μｍ〜２５０μｍの厚み、凸状部２ｂは例えば１０μｍ〜８５μｍの厚み、２００μｍ〜２０００μｍの幅に形成される。
【００２１】
また前記グレーズ層２は、その上に発熱素子や電極配線等を被着させてサーマルヘッドを製作した際、発熱素子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蓄熱層としての作用と、発熱素子を凸状部２ｂ上に被着させることでこれを上方に突出せしめ、感熱紙やインクリボン等の記録媒体に対するサーマルヘッドの紙当たり（印圧）を有効に高める作用とを併せ持っている。
【００２２】
次に前記グレーズ層２の形成方法について図２（ａ）〜（ｇ）を用いて詳細に説明する。
【００２３】
工程（ａ）：まず基板１を準備し、基板１の全面にグレーズ層２’を被着させる（図２（ａ）参照）。
【００２４】
前記グレーズ層２’は、酸化珪素（ＳｉＯ２）が４０質量％〜６０質量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が５質量％〜１０質量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）が１０質量％〜１５質量％、酸化バリウム（ＢａＯ）が２０質量％〜３０質量％含有されたガラス粉末（粒径１０μｍ〜５０μｍ）に適当な有機溶剤、有機バインダー等を添加・混合して得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上面の所定領域に印刷・塗布して形成される。
【００２５】
工程（ｂ）：次に前記グレーズ層２’の一部上面に第１エッチングマスク３を形成する（図２（ｂ）参照）。
【００２６】
前記第１エッチングマスク３は、例えば液状に成したポジ型もしくはネガ型のフォトレジストを従来周知のロールコート法等によってグレーズ層２’上に塗布し、該塗布したフォトレジストを８０℃〜１００℃の温度で所定時間加熱して乾燥させ、しかる後、このフォトレジストを従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用することによって所定パターンに加工することで形成される。
【００２７】
このフォトリソグラフィーは、大略的に露光工程と現像工程とで構成されており、露光工程でフォトレジストを配したグレーズ層２’上より一定の距離隔てた状態でフォトマスクを配置させ、次に所定波長の紫外線をフォトマスクを介してフォトレジストに照射する。ポジ型のフォトレジストの場合、紫外線によって照射された部分は現像液に溶け易くなり、ネガ型のフォトレジストを使用した場合、紫外線に照射された部分は現像液に溶けにくくなる。
【００２８】
そして現像工程では、フォトレジストを所定の現像液に浸漬することによって、フォトレジストの一部が除去され、第１エッチングマスク３がパターニングされる。
【００２９】
工程（ｃ）：続いて、第１エッチングマスク３が被着されたグレーズ層２’を厚み方向にエッチングして突出部２’ｂを形成する（図２（ｃ）参照）。
【００３０】
このエッチングはフッ酸：フッ化アンモニウム：硝酸：純粋の重量比が１：１：１８：８０の割合に調整されたエッチング液にグレーズ層２’を浸漬させることにより行われる。このとき、上記エッチングは、所望する凸状部２ｂの高さよりも小さい深さだけ除去することが重要であり、例えば１回目のエッチングでは凸状部２ｂの高さの４０％〜６０％の深さだけグレーズ層２’を除去する。またエッチングレートは例えば０．０１μｍ／ｓｅｃ〜０．１μｍ／ｓｅｃに設定される。
【００３１】
工程（ｄ）：次に前記第１エッチングマスク３を剥離させるとともに、前記突出部２’ｂ上に第２エッチングマスク４を被着させる（図２（ｄ）参照）。
【００３２】
第１エッチングマスク３の剥離は、エタノールアミンを主成分とする有機剥離液に第１エッチングマスク３を浸漬させることによって行われる。
【００３３】
また第１エッチングマスク３の剥離後に突出部２’ｂ上に被着される第２エッチングマスク４は、第１エッチングマスク３と同様の方法、すなわち、第２エッチングマスク４の形成の際、突出部２’ｂを含めたグレーズ層２’上にポジ型もしくはネガ型のフォトレジストを被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用することによってフォトレジストを所定パターンに加工することで形成される。
【００３４】
このとき、第２エッチングマスク４を第１エッチングマスク３よりも幅狭となるようにパターニングしておけば、フォトレジストの膜厚が薄く、露光条件がずれ易い突出部２’ｂの上面両端部よりも第２エッチングマスク４の両端部を内側に位置させることができ、第２エッチングマスク４の外周に‘うねり’が生じることを有効に防止することが可能となる。その結果、グレーズ層を所望の形状に加工することが容易となる。尚、第２エッチングマスク４の両端部はグレーズ層２’の突出部２’ｂの上面両端部より５０μｍ〜１５０μｍ離間させておくことが好ましく、第２エッチングマスクの端部と突出部２’ｂの端部との間の距離が５０μｍよりも小さいと、第２エッチングマスクの両端部が突出部２’ｂの上面量端部に近づくため、第２エッチングマスクの両端部における形状が不安定になり、得られるグレーズ層の幅が不均一になる傾向にあり、一方、第２エッチングマスクの端部と突出部２’ｂの端部との間の距離が１５０μｍよりも大きいと、後の工程においてグレーズ層を焼成して凸状部を形成する際に‘ダレ’が生じ、凸状部の高さが低くなるおそれがある。
【００３５】
工程（ｅ）：続いて第２エッチングマスク４が被着されたグレーズ層２’をエッチングすることによって突出部２”ｂを加工し、第２エッチングマスク４を剥離する（図２（ｅ）参照）。
【００３６】
このエッチングは、フッ酸やフッ化アンモニウム、硝酸等を含んだエッチング溶液にグレーズ層２’を浸漬させることによって第２エッチングマスク４が存在しない領域を厚み方向にエッチングする。
【００３７】
このようにグレーズ層を複数回（本実施形態においては２回）に分けて厚み方向にエッチングしたことから、エッチング中に発生するサイドエッチングによってエッチングマスクが剥離することが有効に防止され、グレーズ層を所望の形状に加工し易くなる。
【００３８】
尚、２回目のエッチングレートは例えば０．０１μｍ／ｓｅｃ〜０．１μｍ／ｓｅｃに設定される。また１回目のエッチングの方がサイドエッチングによってエッチングマスクが剥離し易いため、エッチングレートは２回目よりも１回目の方で大きくすることが好ましい。
【００３９】
工程（ｆ）：最後に、エッチング加工したグレーズ層２’を８５０℃〜９５０℃の高温で所定時間加熱焼成し、突出部２”ｂの表面を曲面状に成すことによって凸状部２ｂを有するグレーズ層２が完成する（図２（ｆ）参照）。
【００４０】
尚、本発明は上述した実施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内において種々の改良・変形が可能である。
【００４１】
例えば、上述の実施形態においては、グレーズ層のエッチングを２回に分けて行ったが、これを３回以上に分けて行ってもよい。この場合であっても、同様の理由によりグレーズ層のエッチングの際に用いるエッチングマスクは順次幅狭になすことが好ましい。
【００４２】
また上述の実施形態においては、２回目のエッチングの後にグレーズ層を焼成するようにしたが、１回目のエッチングの後にグレーズ層を焼成するようにしても良く、この場合、グレーズの突出部の表面が曲面状となる。
【００４３】
【実験例】
次に本発明の作用効果を実験例に基づき説明する。
【００４４】
この実験例では、２回目のエッチングの際に使用する第２エッチングマスクの幅を少しずつ異ならせて凸状部を有するグレーズ層の形成を行ない、その幅を凸状部の長手方向に沿って測定し、そのバラツキ具合、すなわち‘うねり’を調べた。以上の実験結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
表１によれば、第２エッチングマスクの幅を第１エッチングマスクよりも小さくしたサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．３ではグレーズ層のうねりが小さくなっており、所望するグレーズ層が得られている。特に、第２エッチングマスクの幅が第１エッチングマスクよりも適度に幅狭であるサンプルＮｏ．２，３では第２エッチングマスクの両端部がグレーズ層の突出部の上面両端部より５０μｍ〜１５０μｍ離間しており、グレーズ層のうねりが特に小さく、良好なグレーズ層が得られていることがわかる。
【００４７】
一方、第２エッチングマスクの幅が第１エッチングマスクの幅とそれほどかわらないサンプルＮｏ．４では第２エッチングマスクの両端部がグレーズ層の突出部の上面両端部に近くなっており、グレーズ層のうねりが大きくなっていることがわかる。
【００４８】
以上のことから、うねりの小さなグレーズ層を得るには第２エッチングマスクの幅を第１エッチングマスクよりも狭くすることが重要であり、更に好ましくは、第２エッチングマスクの両端部がグレーズ層の突出部の上面両端部より５０μｍ〜１５０μｍ離間するように第２エッチングマスクの幅を設定することであることがわかる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、凸状部を有するグレーズ層を形成する際、グレーズ層の一部に第１エッチングマスクを被着させた状態でグレーズ層を厚み方向に途中までエッチングして突出部を形成するとともに、一旦第１エッチングマスクを剥離させ、次に前記グレーズ層の突出部上に第２エッチングマスクを被着させ、前記グレーズ層を厚み方向に再びエッチングするようにしたことから、サイドエッチングによってエッチングマスクが剥離することを抑制することができる。従って、グレーズ層を所望の形状に加工し易くなる。
【００５０】
また本発明によれば、前記第２エッチングマスクを第１エッチングマスクよりも幅狭に成すことにより、フォトレジストの膜厚や露光条件が不安定な突出部の上面両端部よりも内側に第２エッチングマスクの両端部を位置させることができ、第２エッチングマスクの外周をうねりの少ない形状にパターニングしやすくなる。従って、略均一な幅を有するグレーズ層を得ることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって得られるグレーズド基板の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施形態にかかるサーマルヘッド用グレーズド基板の製造方法を説明するための各工程の断面図である。
【符号の説明】
１・・・基板
２，２’・・・グレーズ層
２ａ・・・基層部
２ｂ・・・凸状部
２’ｂ，２”ｂ・・・突出部
３・・・第１エッチングマスク
４・・・第２エッチングマスク
【図１】
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【図２】
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