(57)【要約】【課題】ボンディングパッド部側の保護層の端部を覆う樹脂層に気泡のない信頼性の高いサーマルヘッドとそのサーマルヘッドの製造方法及び印画装置を提供する。【解決手段】基板上に発熱抵抗体２４と、発熱抵抗体２４に電力を印加するための配線パターン２７とボンディングパッド部５２を有し、配線パターン２７は保護層５０と樹脂層５１で覆われているサーマルヘッドであって、保護層５１のボンディングパッド部５２側の端部５０ａの断面形状は、テーパー形状である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に電力を印加するための配線パターンとボンディングパット部とを有し、前記配線パターンは保護層と樹脂層で覆われているサーマルヘッドであって、
前記保護層のボンディングパット部側の端部の断面形状は、テーパー形状であることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記保護層の前記テーパー形状となっている領域が前記樹脂層に覆われていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記樹脂層は、前記保護層の前記テーパー形状となっている領域とともに、前記配線パターンに電気的に接続される構成要素を含んで覆っていることを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
前記保護層のテーパー形状は、複数段に形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のサーマルヘッド。
【請求項５】
前記保護層は複数層で形成され、前記複数層のうち最上層がテーパー形状を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のサーマルヘッド。
【請求項６】
前記保護層は、複数層で形成され、上層側の層が下層側の層より、高エッチングレートの特性を有した材料であることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載のサーマルヘッド。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載のサーマルヘッドを備えたことを特徴とする印画装置。
【請求項８】
基板上に発熱抵抗体を形成する工程と、
前記発熱抵抗体に電力を印加するための配線パターンをボンディングバッド部とともに形成する工程と、
前記配線パターンと前記ボンディングパッド部を保護層で覆った保護層被覆基板を形成する工程と、
前記保護層被覆基板を、前記ボンディングパッド部を覆った保護層が露出するようにマスクで覆った状態で前記ボンディングパッド部の保護層をドライエッチングするエッチング工程と、
前記保護層を該保護層のボンディングパッド部側の端部まで樹脂層で覆う工程とを含むことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記保護層をドライエッチングするエッチング工程は、その工程中において、前記マスクを、前記保護層におけるエッチングされる領域が拡大する方向に移動させる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記保護層被覆基板を形成する工程は、前記保護層を上層ほど高エッチングレートの特性を有した材料で複数層形成することを特徴とする請求項８又は９に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１１】
基板上に発熱抵抗体を形成する工程と、
前記発熱抵抗体に電力を印加するための配線パターンをボンディングバッド部とともに形成する工程と、
前記ボンディングパッド部をマスクで覆った状態で前記配線パターンを保護層で覆う工程と、
前記ボンディングパッド部上の保護層が露出するようにマスクで覆った状態で前記ボンディングパッド部上の保護層をドライエッチングするエッチング工程と、
前記保護層を該保護層のボンディングパッド部側の端部まで樹脂層で覆う工程とを含むことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記保護層をドライエッチングするエッチング工程は、その工程中において、前記マスクを外側から内側へ移動させる工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記配線パターンを保護層で覆う工程は、前記保護層を上層ほど高エッチングレートの特性を有した材料で複数層形成することを特徴とする請求項１１又は１２に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法及び印画装置に関し、特に、業務用や民生用の各種プリンタ機器に搭載されるサーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法及び、そのサーマルヘッドを搭載した印画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リライトプリンタ、カードプリンタ、ビデオプリンタ、バーコードプリンタ、ラベルプリンタ、ファクシミリ、券売機など各種の印画装置の感熱記録に用いられるサーマルヘッドがある。この種のサーマルヘッドでは、所定温度まで加熱することで、メディアに印字したり、印字された情報を消去したりする。より具体的には、サーマルヘッドは、直線的に設けられた単体もしくは複数の発熱抵抗体に、選択的に電位を与えて発熱させ、得られた熱エネルギによって反応するメディアに文字や絵を印刷もしくは印刷されているものを消去する。
【０００３】
従来のサーマルヘッドは、配線パターン上に保護層が設けられ、その保護層を覆う樹脂が設けられている（例えば、特許文献１参照）。図２０は、サーマルヘッドの発熱抵抗体を搭載した基板の断面図である。サーマルヘッド１００は、基板１０１上に形成されたグレーズ１０２と、グレーズ１０２の上には、紙面と垂直方向に所定の間隔で離散的に配列されるように形成された発熱抵抗体１０３を備えている。また、サーマルヘッド１００は、サーマルヘッドの長さ方向（図２０の紙面に垂直方向）に、所定の間隔で離散的に配列されて形成され、かつ、発熱抵抗体１０３の一部領域が露出するように導電層を除去することにより形成された配線パターン１０４とボンディングパッド部１０５を備えている。さらに、サーマルヘッド１００は、配線パターン１０４上に保護層１０６が設けられ、保護層１０６上と保護層１０６のボンディングパッド部１０５側の端部１０７を樹脂層１０８が覆っている。
【０００４】
上記のように保護層１０６を樹脂層１０８で覆う理由として、次のことがあげられる。保護層１０６中にはピンホールやクラック等の成膜欠陥が形成される場合がある。成膜欠陥を介して大気中の水分や感熱紙等に含まれているＮａ+イオン等が配線パターン１０４に接触すると、配線パターン１０４に腐食が発生して配線パターン１０４の配線抵抗を著しく上昇させ、発熱抵抗体１０３に所定の電力を供給することができなくなる欠点を有していた。
【０００５】
そのため、保護層１０６の表面に、樹脂層１０８を被着させたことから、保護層１０６中にピンホール等の成膜欠陥が数多く形成されても、これらの成膜欠陥を樹脂層１０８によって良好に塞ぎ、大気中の水分や感熱紙等に含まれているＮａ+イオン等が配線パターン１０４に接触してこれらを腐食するといった不都合が有効に防止される。従って、配線パターン１０４の配線抵抗を長期にわたってほぼ一定に保つことができ、サーマルヘッドの信頼性を向上させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−３５６００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のサーマルヘッドでは、ボンディングパッド部１０５を覆っている保護層１０６をエッチングして除去する際に、ボンディングパッド部１０５を覆っている保護層１０６を露出するようにレジストを塗布した状態でドライエッチングを行っていたので、保護層１０６のボンディングパッド部１０５側の端部１０７が基板面に対してほぼ直角の断面形状を持っていた。そのため、樹脂層１０８を形成する際に保護層１０６を硬化する前の樹脂で覆うとき、硬化する前の樹脂が流動性を有しているためにその端部１０７に密着せず気泡が生じる場合がある。そして、気泡が発生すると、膜剥がれや樹脂層欠陥が発生して、結果的には配線パターンに影響が出るという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、ボンディングパッド部側の保護層の端部を覆う樹脂層に気泡の少ない信頼性の高いサーマルヘッドとそのサーマルヘッドの製造方法及び印画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、サーマルヘッドに関する。このサーマルヘッドは、基板上に発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に電力を印加するための配線パターンとボンディングパット部とを有し、前記配線パターンは保護層と樹脂層で覆われているサーマルヘッドであって、前記保護層のボンディングパット部側の端部の断面形状は、テーパー形状である。
また、前記保護層の前記テーパー形状となっている領域が前記樹脂層に覆われてもよい。
また、前記樹脂層は、前記保護層の前記テーパー形状となっている領域とともに、前記配線パターンに電気的に接続される構成要素を含んで覆ってもよい。
また、前記保護層のテーパー形状は、複数段に形成されていてもよい。
また、前記保護層は複数層で形成され、前記複数層のうち最上層がテーパー形状を備えてもよい。
また、前記保護層は、複数層で形成され、上層側の層が下層側の層より、高エッチングレートの特性を有した材料であってもよい。
本発明の別の態様は、印画装置に関し、この印画装置は上述のサーマルヘッドを備えている。
本発明のさらに別の態様は、サーマルヘッドの製造方法に関する。この製造方法は、基板上に発熱抵抗体を形成する工程と、前記発熱抵抗体に電力を印加するための配線パターンをボンディングバッド部とともに形成する工程と、前記配線パターンと前記ボンディングパッド部を保護層で覆った保護層被覆基板を形成する工程と、前記保護層被覆基板を、前記ボンディングパッド部を覆った保護層が露出するようにマスクで覆った状態で前記ボンディングパッド部の保護層をドライエッチングするエッチング工程と、前記保護層を該保護層のボンディングパッド部側の端部まで樹脂層で覆う工程とを含む。
また、前記保護層をドライエッチングするエッチング工程は、その工程中において、前記マスクを、前記保護層におけるエッチングされる領域が拡大する方向に移動させる工程を含んでもよい。
また、前記保護層被覆基板を形成する工程は、前記保護層を上層ほど高エッチングレートの特性を有した材料で複数層形成してもよい。
本発明のさらに別の態様もサーマルヘッドの製造方法に関する。この製造方法は、基板上に発熱抵抗体を形成する工程と、前記発熱抵抗体に電力を印加するための配線パターンをボンディングバッド部とともに形成する工程と、前記ボンディングパッド部をマスクで覆った状態で前記配線パターンを保護層で覆う工程と、前記ボンディングパッド部上の保護層が露出するようにマスクで覆った状態で前記ボンディングパッド部上の保護層をドライエッチングするエッチング工程と、前記保護層を該保護層のボンディングパッド部側の端部まで樹脂層で覆う工程とを含む。
また、前記保護層をドライエッチングするエッチング工程は、その工程中において、前記マスクを外側から内側へ移動させる工程を含んでもよい。
また、前記配線パターンを保護層で覆う工程は、前記保護層を上層ほど高エッチングレートの特性を有した材料で複数層形成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、保護層のボンディングパッド部側の端部の断面形状がテーパー形状であるので、その端部を覆う樹脂層に生じる気泡を低減することができる。それにより、信頼性の高いサーマルヘッドと印画装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係るサーマルヘッドを搭載した印画装置１０の概略図である。図１に示す印画装置１０は、六面体状のケーシング１１を有しており、ケーシング１１の前面には、液晶の表示パネル１２、入力キー１３及び排紙口１４が設けられている。また、ケーシング１１内にはメディアとしての感熱紙１５がロール状に巻き取られた形で収納されており、感熱紙１５の先端部は複数本の搬送ローラ１６に支持されて排紙口１４の手前に位置決めされている。さらに、ケーシング１１内にはサーマルヘッドを実装するサーマルヘッドユニット２０が感熱紙１５の上側に位置決めされて組み込まれている。そのサーマルヘッドユニット２０は、感熱紙１５を加熱して発色させることにより、文字や画像等のイメージを感熱紙１５に印刷する。印刷後の感熱紙１５は、排紙口１４から排出される。
【００１１】
図２は、サーマルヘッドユニット２０を下面側からみた平面図、図３は、図２のサーマルヘッドユニット２０のＡ−Ａ線断面図である。図２及び図３に示すように、サーマルヘッドユニット２０は、第１の基板２１を備えている。第１の基板２１の上面側には、ヒートシンク２２及びコネクタ２３が取り付けられている。第１の基板２１の下面側には、複数の発熱抵抗体２４を有する第２の基板２５と集積回路（ＩＣ）２６が取り付けられている。また、第２の基板２５上には、発熱抵抗体２４に接続された配線パターン２７とボンディングパッド部５２が設けられている。そして、その配線パターン２７を覆うように保護層５０と樹脂層５１が設けられている。配線パターン２７と集積回路２６は、集積回路２６の端子とボンディングパッド部５２にボンディングワイヤ２８を接続することによって電気的に接続されている。
【００１２】
集積回路２６とボンディングワイヤ２８を保護するためにエポキシ樹脂など硬質樹脂で形成された保護樹脂２９により両者を覆っている。保護樹脂２９は、段差３０にまたがるように覆われている。また、第１の基板２１上には、ＩＣカバー３１がねじ３２によって取り付けられている。なお、図２と図３には、２点鎖線により、感熱紙１５を示しており、図３のローラ２によりガイドされる。また、ローラ３によって感熱紙１５は、サーマルヘッドに押し当てられ、発熱抵抗体２４からの熱により文字や画像等のイメージが感熱紙１５に印刷される。
【００１３】
図４は、ＩＣカバー３１を取り外して示した第１の基板２１の一部と第２の基板２５を下部から見た平面図である。
【００１４】
図４に示すように、第２の基板２５上の配線パターン２７には、複数の個別電極４０及び共通電極４１が含まれ、それぞれが交互に副走査方向に対し平行に並設されるように形成されている。なお、個別電極４０は、共通電極４１が１本に対し２本の割合で設けられている。言い換えれば、共通電極４１の両側に個別電極４０が形成されるパターンが連続している構成となっている。
【００１５】
これらの個別電極４０及び共通電極４１は、導電膜形成工程や露光工程（パターンニング）等を経て形成される。ここで、個別電極４０は、線幅は例えば３０〜７０μｍ程度であるように形成することができる。また、共通電極４１は、線幅は例えば３０〜７０μｍ程度であるように形成することができる。
【００１６】
また、各個別電極４０の基端には、第１の基板２１上に配置された集積回路２６のリード端子４２に接続される電極パッド４３を有するボンディングパッド部５２が形成されている。また、各共通電極４１の基端には、主走査方向に沿って設けられた共通電極部４１Ａが形成されている。リード端子４２と電極パッド４３は、ボンディングワイヤ２８で接続されている。また、この配線パターン２７を覆うように保護層５０と樹脂層５１が設けられている。樹脂層５１は、エポキシ系や感光性の樹脂からなっている。また、樹脂層５１としては、エポキシ樹脂以外にポリイミド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の使用が可能である。
【００１７】
また、各個別電極４０及び共通電極４１の先端部側には、発熱抵抗体２４が互いに絶縁された状態で主走査方向に沿って形成されている。ここで、発熱抵抗体２４は、副走査方向における線幅が例えば３０〜２００μｍ程度であるように露出している。
【００１８】
図５は、図４のＢ部を拡大した図である。第１の個別電極４０−１は、第１の発熱抵抗体２４−１の一方の端部に接続されている。第１の発熱抵抗体２４−１の他方の端部は、第１の電極４７−１に接続されている。また、第２の発熱抵抗体２４−２の一方の端部は第１の電極４７−１に接続されており、他方の端部は、第１の共通電極４１−１に接続されている。さらに、第１の共通電極４１−１は、第３の発熱抵抗体２４−３の一方の端部に接続されている。第３の発熱抵抗体２４−３の他方の端部は、第２の電極４７−２に接続されている。また、第４の発熱抵抗体２４−４の一方の端部は第２の電極４７−２に接続されており、他方の端部は、第２の個別電極４０−２に接続されている。第３の個別電極４０−３は、第５の発熱抵抗体２４−５の一方の端部に接続されている。第５の発熱抵抗体２４−５の他方の端部は、第３の電極４７−３に接続されている。また、第６の発熱抵抗体２４−６の一方の端部は第３の電極４７−３に接続されており、他方の端部は、第２の共通電極４１−２に接続されている。さらに、第２の共通電極４１−２は、第７の発熱抵抗体２４−７の一方の端部に接続されている。第７の発熱抵抗体２４−７の他方の端部は、第４の電極４７−４に接続されている。また、第８の発熱抵抗体２４−８の一方の端部は第４の電極４７−４に接続されており、他方の端部は、第４の個別電極４０−４に接続されている。第１及び第２の発熱抵抗体２４−１，２４−２、第３及び第４の発熱抵抗体２４−３，２４−４、第５及び第６の発熱抵抗体２４−５，２４−６、第７及び第８の発熱抵抗体２４−７，２４−８のそれぞれの組が１ドットを構成している。このような形態の共通電極を一般的にはＵターンコモン電極と言う。
【００１９】
図５で示す構成で、例えば、第１の個別電極４０−１と第１の共通電極４１−１に電圧が印加されたとき、第１の個別電極４０−１と第１の発熱抵抗体２４−１と第１の電極４７−１と第２の発熱抵抗体２４−２と第１の共通電極４１−１を通して電流が流れる。それにより、第１及び第２の発熱抵抗体２４−１、２４−２が発熱する。
【００２０】
図６は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。第２の基板２５上にグレーズ４８が形成されている。グレーズ４８の上には、グレーズ４８の長さ方向（図６の紙面に垂直方向）に、所定の間隔で離散的に配列されるように形成されている発熱抵抗体２４が設けられている。また、サーマルヘッドの長さ方向（図６の紙面に垂直方向）に、所定の間隔で離散的に配列されて形成され、かつ、発熱抵抗体２４の一部領域が露出するように導電層を除去することにより形成された配線パターン２７，４７と、ボンディングパッド部５２を備えている。配線パターン２７，４７の上には保護層５０が形成され、また、保護層５０のボンディングパッド部５２側の端部５０ａの断面形状は、テーパー形状であり、保護層５０は、端部５０ａまで樹脂層５１で覆われている。樹脂層５１の樹脂は、エポキシ樹脂からなっている。
【００２１】
以上のように、本実施形態に係るサーマルヘッドは、保護層５０のボンディングパッド部５２側の端部５０ａの断面形状がテーパー形状であるので、樹脂層５１を形成する際に保護層５０を硬化する前の樹脂で覆うとき、硬化する前の樹脂が流動性を有していてもその断面形状がテーパー形状である端部５０ａに樹脂が密着し気泡が生じにくい。そして、その端部５０ａを覆う樹脂層５１に気泡を減らすことができる。それにより、信頼性の高いサーマルヘッドと印画装置を得ることができる。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を図７〜図１２に基づいて説明する。
【００２３】
図７は、本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を示す工程図である。また、図８〜図１２は、第２の基板２５上に形成されるサーマルヘッドの断面図である。サーマルヘッドの製造は、第２の基板２５上に発熱抵抗体２４を形成する工程（ステップＳ１１）と、発熱抵抗体２４に電力を印加するための配線パターン２７をボンディングバッド部５２とともに形成する工程（ステップＳ１２）と、配線パターン２７とボンディングパッド部５２を保護層５０で覆った保護層被覆基板を形成する工程（ステップＳ１３）と、保護層被覆基板を、ボンディングパッド部５２を覆う保護層５０が露出するようにマスクで覆った状態でボンディングパッド部５２を覆う保護層５０をドライエッチングして除去するエッチング工程（ステップＳ１４）と、保護層５０を保護層５０のボンディングパッド部５２側の端部５０ａまで樹脂層５１で覆う工程（ステップＳ１５）と、例えば図３に示すように、第１の基板２１上に、第２の基板２５と集積回路２６を配置し、固定し、発熱抵抗体２４と集積回路２６とをボンディングワイヤ２８で電気的に接続し、集積回路２６とボンディングワイヤ２８を覆うようにエポキシ樹脂等の樹脂を塗布し、硬化させて保護樹脂２９を形成する工程（ステップＳ１６）とを含む。
【００２４】
まず、ステップＳ１１の発熱抵抗体形成工程では、第２の基板２５上に（図８（ａ））、スクリーン印刷等により、グレーズ４８が形成され（図８（ｂ））、グレーズ４８の上には、発熱抵抗体２４が、真空蒸着、ＣＶＤ（化学気相成長法）、スパッタリング等の薄膜形成技術を用いて形成される（図８（ｃ））。発熱抵抗体２４の材料はポリシリコンであり、厚みは、０．０１〜０．３μｍにする。例えば、ＬＰ−ＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法などにより、グレーズ４８上に発熱抵抗体２４が成膜される。次に、フォトリソグラフィーとエッチングにより、成膜された発熱抵抗体２４が、グレーズ４８の長さ方向（図８の紙面に垂直方向）に、所定の間隔で離散的に配列されるように形成される。
【００２５】
ステップＳ１２の配線パターン２７，４７とボンディングパッド部５２を形成する工程では、第２の基板２５の発熱抵抗体２４上の全面に、所望の厚さの導電層（これをエッチングして配線パターン２７，４７とする）を形成する。導電層は、スパッタリング等の薄膜形成技術により形成されてもよいし、スクリーン印刷工法により形成されてもよい。フォトリソグラフィーとエッチングによってパターニングし所望の領域、より具体的には、図４で示したようにサーマルヘッドの長さ方向（主走査方向）に、所定の間隔で離散的に配列されて形成され、かつ、発熱抵抗体２４の一部領域が露出するように導電層を除去することにより、配線パターン２７，４７とボンディングパッド部５２が形成される（図９（ａ））。配線パターン２７，４７は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成され、厚みは０．１〜２．０μｍとする。
【００２６】
ステップＳ１３の配線パターン２７，４７とボンディングパッド部５２を保護層５０で覆った保護層被覆基板６０を形成する工程では、配線パターン２７，４７の上にＳｉＯ２等の無機物質をスパッタリング等により堆積し保護層５０を形成する（図９（ｂ））。保護層５０は、ＳｉＯ２で厚みは３〜１０μｍとする。
【００２７】
ステップＳ１４のエッチング工程では、保護層被覆基板６０を、ボンディングパッド部５２を覆う保護層５０（５０ｂ）が露出するようにマスク６１で覆った状態でボンディングパッド部５２を覆う保護層５０ｂをドライエッチングする（図１０）。このときのエッチングでは、例えば、エッチングガスとしてＣＨＦ３とＯ２を用い、エッチング圧として１Ｐａと設定して行う。このとき、保護層５０の端部５０ａの断面形状はテーパー形状となる（図１１）。ここで、テーパー形状ができる理由であるが、レジストによるマスクを用いてドライエッチングすると、テーパー形状にはならないが、マスク６１を置いているだけなので、エッチングガスの回り込みにより、テーパー形状になる。ここで用いるマスク６１は、アルミナや、ＳＵＳ又はアルミニウム等の金属や、ポリイミド又はテフロン（登録商標）等の樹脂、又はこれらの複合材料からなる材質のものであり、板状又はフィルム状の形状のものを用いることができる。図１０と図１１では、マスク６１の位置は、発熱体側より飛び出しているが、これは、エッチング時に発熱体側が回り込みによりエッチングされることを防止する役割がある。
【００２８】
ステップＳ１５で保護層５０を保護層５０のボンディングパッド部５２側の端部５０ａまで樹脂層５１で覆う。そして、適当な温度で加熱し樹脂を硬化させ、樹脂層被覆工程は完了する（図１２）。樹脂層５１は、エポキシ、ポリイミド、フッ素、シリコン等からなり、樹脂層５１の厚みは、１０〜１００μｍとする。
【００２９】
ステップＳ１６の工程では、第１の基板２１上に、第２の基板２５を取り付け、また、第１の基板２１上に集積回路２６を配置し固定する。その後、発熱抵抗体２４と集積回路２６とをボンディングワイヤ２８で電気的に接続し、集積回路２６とボンディングワイヤ２８を覆うようにエポキシ樹脂（保護樹脂）２９を塗布し、この状態で、エポキシ樹脂（保護樹脂）２９を硬化させる。
【００３０】
ここで、サーマルヘッドの製造作業が終了する。
なお、製造効率を考えた場合には、複数の基板６０を重ねることができる。この場合には直ぐ上の基板６０がマスクの働きをする。
【００３１】
図１３は、上記の製造方法で製造したサーマルヘッドでの樹脂層５１の気泡発生の様子を示すグラフである。横軸は、保護膜段差（Ａ（μｍ））を示し、縦軸はテーパーの角度（Ｂ度）、すなわち、保護層５０の端部５０ａの配線パターン２７の面と成す角度を示す。図中、丸印は気泡なしを示し、×印は気泡発生を示す。テーパーの角度が小さくなると気泡がなくなること分かる。実験的には、Ｂ＜−０．５×Ａ−８７が成り立つとき気泡がなくなる。なお、図中、直線は、Ｂ＝−０．５×Ａ−８７を示す直線である。
また、テーパー角度調整のためにドライエッチング時に基板６０を傾けてもよい。
【００３２】
以上のようにして作製したサーマルヘッドは、保護層５０の端部５０ａの断面形状がテーパー形状になるので、樹脂層５１に含まれる気泡を減らすことができる。それにより、樹脂層５１の剥がれや配線パターン２７，４７の腐食の発生を防止でき、信頼性の高いサーマルヘッドと印画装置を得ることができる。
【００３３】
なお、上記の実施形態では、樹脂層５１が保護層５０を覆う構成について説明したが、樹脂層５１が保護層５０を覆う構成だけでなく、図１４で示すように、第１の基板２１上に第２の基板２５を取り付け、また、第１の基板２１上に集積回路２６を配置した第3の基板３５を固定した後に、集積回路２６とボンディングワイヤ２８を保護する保護樹脂２９が、保護層５０の端のテーパー部分を覆うような構成とすることもできる。図１４で示すように、集積回路２６とボンディングワイヤ２８を保護樹脂２９で封止する場合でも、保護膜端部５０ｘの断面形状がテーパー形状になっているので、樹脂剥がれや気泡の巻き込みが低減し、電極の腐食が防止できる。また、保護樹脂２９に気泡が発生することが少ないので、両者の密着性を良好にすることができる。
【００３４】
次に、本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの別の製造方法を図１５〜図１７に基づいて説明する。
【００３５】
図１５は、本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法の別の例を示す工程図である。また、図１６と図１７は、第２の基板２５上に形成されるサーマルヘッドの断面図である。サーマルヘッドの製造は、第２の基板２５上に発熱抵抗体２４を形成する工程（ステップＳ２１）と、発熱抵抗体２４に電力を印加するための配線パターン２７，４７をボンディングバッド部５２とともに形成する工程（ステップＳ２２）と、ボンディングパッド部５２をマスク６２で覆った状態で配線パターン２７，４７を保護層５０で覆う工程（ステップＳ２３）と、ボンディングパッド部５２上の保護層５０が露出するようにマスク６３で覆った状態でボンディングパッド部５２上の保護層（５０ｃ）をドライエッチングして除去するエッチング工程（ステップＳ２４）と、保護層５０を保護層５０のボンディングパッド部５２側の端部５０ａまで樹脂層５１で覆う工程（ステップＳ２５）と、第１の基板２１上に、第２の基板２５と集積回路２６を配置し、固定し、発熱抵抗体２４と集積回路２６とをボンディングワイヤ２８で電気的に接続し、集積回路２６とボンディングワイヤ２８を覆うようにエポキシ樹脂等の樹脂を塗布し、硬化させて保護樹脂２９を形成する工程（ステップＳ２６）とを含む。
【００３６】
ステップＳ２１とステップＳ２２とステップＳ２５とステップＳ２６は、それぞれ図７で説明したステップＳ１１とステップＳ１２とステップＳ１５とステップＳ１６に対応し、同様の工程であるので説明を省略する。ここでは、ステップＳ２３とステップＳ２４について説明する。
【００３７】
ステップＳ２３のボンディングパッド部５２をマスク６２で覆った状態で配線パターン２７，４７を保護層５０で覆う工程では、ボンディングパッド部５２をマスク６２で覆い、配線パターン２７，４７の上にＳｉＯ２等の無機物質をスパッタリング等により堆積し保護層５０を形成する（図１６）。保護層５０は、ＳｉＯ２で厚みは３〜１０μｍとする。このとき、無機物質の回り込みのために、マスクされたボンディングパッド部分にも、薄く保護層５０ｃが形成されてしまう。また、マスク６２の境界付近ではテーパー形状になる。ここで用いるマスクは、アルミナや、ＳＵＳ又はアルミニウム等の金属や、ポリイミド又はテフロン（登録商標）等の樹脂、又はこれらの複合材料からなる材質のものであり、板状又はフィルム状の形状のものを用いることができる。
【００３８】
ステップＳ２４のエッチング工程では、ボンディングパッド部５２上の保護層５０が露出するようにマスク６３で覆った状態でボンディングパッド部５２上の保護層５０ｃをドライエッチングする（図１７）。このときのエッチングは、例えば、エッチングガスとしてＣＨＦ３とＯ２を用い、エッチング圧として１Ｐａと設定して行う。保護層５０ｃは薄いため、エッチング量が少ないので、エッチング時間を短縮することができる。また、成膜時に形成されるテーパー面とエッチング時に形成されるテーパー面の２つのテーパー面が形成される。
【００３９】
そして、ステップＳ２５，ステップＳ２６を行って、サーマルヘッドの製造作業が終了する。
【００４０】
以上のようにして作製したサーマルヘッドは、保護層５０の端部５０ｄの断面形状がテーパー形状になるので、樹脂層５１に発生する気泡を減らすことができる。それにより、樹脂層５１の剥がれや配線パターン２７，４７の腐食の発生を防止でき、信頼性の高いサーマルヘッドと印画装置を得ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、樹脂層は、樹脂を塗布して形成するもので説明したが、それに限らず、樹脂層は、樹脂フィルムによって形成してもよい。また、樹脂フィルムにより樹脂層を設ける場合にでも、端部の断面形状がテーパー形状となっている方が好ましい。
【００４２】
また、本実施形態では、印刷用のサーマルヘッドで説明し、複数の発熱抵抗体を備えている場合について示したが、このほかに、単一の発熱抵抗体からなる消去用サーマルヘッドにも用いることができる。
【００４３】
また、図１７に示したような２段のテーパー形状を形成する別の製造方法として、図１１に示したエッチング工程に続いて、マスク６１を発熱抵抗体２４側（図示では左側）に任意の距離だけ移動させるマスク移動工程を追加し、再度エッチング工程を行う方法もある。つまり、保護層５０におけるエッチングされる領域が拡大する方向にマスク６１を移動させる工程が追加されてもよい。
【００４４】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
図１８は、変形例に係るサーマルヘッドの断面図であり、図６の変形例に相当する。図６と同様に、第２の基板２５上にグレーズ４８が形成され、グレーズ４８の上には、グレーズ４８の長さ方向（図１８の紙面に垂直方向）に、所定の間隔で離散的に配列されるように形成されている発熱抵抗体２４が設けられている。また、サーマルヘッドの長さ方向（図１８の紙面に垂直方向）に、所定の間隔で離散的に配列されて形成され、かつ、発熱抵抗体２４の一部領域が露出するように導電層を除去することにより形成された配線パターン２７，４７と、ボンディングパッド部５２とが形成されている。配線パターン２７，４７の上には、図６の保護層５０とは異なり、２層からなる保護層７０が形成されている。具体的には、下側の層として第１の保護層７１が形成され、さらにその上には上側の層として第２の保護層７２が形成されている。第１の保護層７１の端部７１ａ及び第２の保護層７２の端部７２ａは、図６で示した保護層５０の端部５０ａと同様に、テーパー形状となっている。そして、保護層７０（７１、７２）は、端部（７１ａ、７２ａ）まで樹脂層５１で覆われている。
【００４５】
ここで、上側に形成される第２の保護層７２は、下側に形成される第１の保護層７１と比べて、高いエッチングレートの材料により形成されている。より具体的には、ステップＳ１３の図９（ｂ）で示した保護層被覆基板６０を形成する工程において、配線パターン２７，４７の上に、相対的にシリコンプアなＳｉＯ２等の無機物質をスパッタリング等により堆積し第１の保護層７１を形成し、さらに、その上に相対的にシリコンリッチなＳｉＯ２等の無機物質をスパッタリング等により堆積し第２の保護層７２を形成する。なお、第１の保護層７１の端部７１ａ及び第２の保護層７２の厚さの合計が、３〜１０μｍとする。
【００４６】
このようなエッチングレートの異なる材料を選択することで、図示のように、保護層７０の端部は、第１の保護層７１の端部７１ａ及び第２の保護層７２の端部７２ａに示されるように、２段のテーパー形状となる。また、このような２段のテーパー形状を有する構造とすることで、樹脂層５１に生じる気泡の発生がより効果的に抑制される。また、エッチングレートの異なる材料で複数層の保護層７０（７１、７２）を形成する場合、保護膜開口部となる下側の第１の保護層７１のパターンニングの精度を向上させることができ、全体のエッチング工程の効率が高くなる。
【００４７】
なお、図１８の変形例では、保護層７０が２層構造であったが、これに限る趣旨ではなく、図１９に示すように第１〜第３の保護層７１〜７３の３層構造であってもよいし、さらに、４層以上の構造であてもよい。何れにせよ、上側に形成される保護層ほど高いエッチングレートの材料が用いられることで、複数段のテーパー形状を効率良く形成することが出来る。また、保護層が複数層で形成される場合、全ての層において端部がテーパー形状を有していなくともよく、最上の層の端部がテーパー形状を有していれば、気泡発生の抑制効果が得られる。
【００４８】
以上の実施形態で説明された構成、配置関係等については本発明が理解・実施できる程度に例示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、業務用や民生用の各種プリンタ機器に搭載されるサーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法及び、サーマルヘッドを搭載した印画装置に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る印画装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る印画装置のサーマルヘッドユニットを示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る印画装置のサーマルヘッドユニットを示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るサーマルヘッドを模式的に示す平面図である。
【図５】図４のＢ部を拡大した図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの製造工程における基板上に形成されるサーマルヘッドの断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの製造工程における基板上に形成されるサーマルヘッドの断面図である。
【図１０】マスクを、ボンディングパッド部を覆う保護層が露出するように重ねた様子を示す断面図である。
【図１１】マスクを、ボンディングパッド部を覆う保護層が露出するように重ねてエッチングしたときの様子を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの製造工程における基板上に形成されるサーマルヘッドの断面図である。
【図１３】本発明の製造方法で製造したサーマルヘッドでの樹脂層の気泡発生の様子を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの一例の断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法の別の例を示す工程図である。
【図１６】ボンディングパッド部をマスクで覆った状態で保護層を形成する様子を示す断面図である。
【図１７】マスクを、ボンディングパッド部を覆う保護層が露出するように重ねてエッチングしたときの様子を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施形態の変形例に係るサーマルヘッドの断面図であり、保護層が２層で形成されている断面図を示している。
【図１９】本発明の実施形態の変形例に係るサーマルヘッドの断面図であり、保護層が３層で形成されている断面図を示している。
【図２０】従来のサーマルヘッドの発熱抵抗体を搭載したチップの断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０        印画装置
１１        ケーシング
１２        表示パネル
１３        入力キー
１４        排紙口
１５        感熱紙
１６        搬送ローラ
２０        サーマルヘッドユニット
２１        第１の基板
２２        ヒートシンク
２３        コネクタ
２４        発熱抵抗体
２５        第２の基板
２６        集積回路（ＩＣ）
２７、４７        配線パターン
２８        ボンディングワイヤ
２９        保護樹脂
３０        段差
３１        ＩＣカバー
３５  第３の基板
４０        個別電極
４１        共通電極
５０        保護層
５０ａ、７１ａ、７２ａ、７３ａ      端部
５１        樹脂層
５２        ボンディングパッド部
７０  保護層
７１        第１の保護層
７２        第２の保護層
７３        第３の保護層
【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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