JP3455060B2 - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents
サーマルヘッドの製造方法Info
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- Electronic Switches (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドの製造方法に関するものである。
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図６に
示す如く、グレーズ層１２を有したアルミナセラミック
ス製の基板１１上に、その上面全域を覆うようにして窒
化物薄膜１３を被着させるとともに該窒化物薄膜１３上
に補強電極１４、発熱抵抗体１５、電極層１６及び保護
膜１７をそれぞれ被着させた構造を有しており、印字信
号に基づいて前記電極層１６に所定の電力を印加し、発
熱抵抗体１５を選択的にジュール発熱させるとともに、
該発熱した熱を感熱記録媒体に伝導させ、感熱記録媒体
に所定の印字画像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。
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図６に
示す如く、グレーズ層１２を有したアルミナセラミック
ス製の基板１１上に、その上面全域を覆うようにして窒
化物薄膜１３を被着させるとともに該窒化物薄膜１３上
に補強電極１４、発熱抵抗体１５、電極層１６及び保護
膜１７をそれぞれ被着させた構造を有しており、印字信
号に基づいて前記電極層１６に所定の電力を印加し、発
熱抵抗体１５を選択的にジュール発熱させるとともに、
該発熱した熱を感熱記録媒体に伝導させ、感熱記録媒体
に所定の印字画像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。
【０００３】尚、前記グレーズ層１２は、発熱抵抗体１
５の発する熱を蓄積及び放散してサーマルヘッドの熱応
答特性を良好に維持するためのもので、ガラスや耐熱性
樹脂等の低熱伝導性材料により形成される。
５の発する熱を蓄積及び放散してサーマルヘッドの熱応
答特性を良好に維持するためのもので、ガラスや耐熱性
樹脂等の低熱伝導性材料により形成される。
【０００４】また、前記窒化物薄膜１３は、発熱抵抗体
１５や電極層１６をエッチング等によって微細加工する
際、グレーズ層１２の表面がエッチング液との接触によ
って浸食されないようにグレーズ層１２を保護するため
のもので、Ｓｉ3 Ｎ4 （窒化珪素）、ＳｉＡｌＯＮ（サ
イアロン）等の窒素元素を含む無機質材料により形成さ
れる。
１５や電極層１６をエッチング等によって微細加工する
際、グレーズ層１２の表面がエッチング液との接触によ
って浸食されないようにグレーズ層１２を保護するため
のもので、Ｓｉ3 Ｎ4 （窒化珪素）、ＳｉＡｌＯＮ（サ
イアロン）等の窒素元素を含む無機質材料により形成さ
れる。
【０００５】また、前記補強電極１４は電極層１６を電
気的に補強するためのものであり、該補強電極１４を電
極層１６に電気的に接続させておくことにより電極層１
６で大きな電圧降下が発生するのを防止するようになっ
ている。
気的に補強するためのものであり、該補強電極１４を電
極層１６に電気的に接続させておくことにより電極層１
６で大きな電圧降下が発生するのを防止するようになっ
ている。
【０００６】このような従来のサーマルヘッドは、通
常、以下の製法によって製作される。 （１）まず、グレーズ層１２を有したセラミック基板１
１を準備し、続いて前記基板１１の上面全域にわたって
窒化物薄膜１３を被着させる。
常、以下の製法によって製作される。 （１）まず、グレーズ層１２を有したセラミック基板１
１を準備し、続いて前記基板１１の上面全域にわたって
窒化物薄膜１３を被着させる。
【０００７】（２）次に、前記窒化物薄膜１３上に所定
の導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等によっ
て印刷塗布し、これを高温で焼き付けて補強電極１４を
形成する。このとき使用される導電ペーストは、導電性
を付与するための導体成分と、接着材としてのガラス成
分と、ペーストの粘度を調整して外形を保持するための
有機成分（有機溶剤、バインダー等）とで構成されてお
り、該ペーストの焼き付け作業を低温度で効率良く行う
ためにガラス成分の一種としてＢｉ2 Ｏ3 （酸化ビスマ
ス）やＰｂＯ（酸化鉛）が添加されていた。尚、Ｂｉ2
Ｏ3 やＰｂＯの含有率は、導電ペースト中の導体成分及
びガラス成分の合量に対して１０〜１５重量％の範囲で
あった。
の導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等によっ
て印刷塗布し、これを高温で焼き付けて補強電極１４を
形成する。このとき使用される導電ペーストは、導電性
を付与するための導体成分と、接着材としてのガラス成
分と、ペーストの粘度を調整して外形を保持するための
有機成分（有機溶剤、バインダー等）とで構成されてお
り、該ペーストの焼き付け作業を低温度で効率良く行う
ためにガラス成分の一種としてＢｉ2 Ｏ3 （酸化ビスマ
ス）やＰｂＯ（酸化鉛）が添加されていた。尚、Ｂｉ2
Ｏ3 やＰｂＯの含有率は、導電ペースト中の導体成分及
びガラス成分の合量に対して１０〜１５重量％の範囲で
あった。
【０００８】（３）次に、前記グレーズ層１２上に窒化
物薄膜１３を介してＴａＮ等の抵抗材料とＡｌ等の金属
材料とをスパッタリング法等の薄膜形成技術によって順
次被着させるとともに該被着させたＴａＮ及びＡｌ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
って発熱抵抗体１３及び電極層１６を所定パターンに加
工し、最後に前記発熱抵抗体１３及び電極層１６上にＳ
ｉ3 Ｎ4 等から成る保護膜１７をスパッタリング等によ
って被着させることによってサーマルヘッドが完成して
いた。
物薄膜１３を介してＴａＮ等の抵抗材料とＡｌ等の金属
材料とをスパッタリング法等の薄膜形成技術によって順
次被着させるとともに該被着させたＴａＮ及びＡｌ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
って発熱抵抗体１３及び電極層１６を所定パターンに加
工し、最後に前記発熱抵抗体１３及び電極層１６上にＳ
ｉ3 Ｎ4 等から成る保護膜１７をスパッタリング等によ
って被着させることによってサーマルヘッドが完成して
いた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサーマルヘッドの製造方法によれば、前記補
強電極１４を導電ペーストの焼き付けによって窒化物薄
膜１３上に形成する際、導電ペースト中に含まれている
多量のＢｉ2 Ｏ3 やＰｂＯと、窒化物薄膜１３を形成す
るＳｉ3 Ｎ4 等の窒素成分とが激しく化学反応を起こ
し、両者の界面近傍で多量のガス（Ｎ2 ）を発生する。
このため、窒化物薄膜１３と補強電極１４との界面近傍
には多くの気泡が残存することとなり、この両者間の密
着強度が大幅に低下してしまう。そして、このような補
強電極１４に感熱記録媒体の摺接等によって外力が印加
されると、補強電極１４が窒化物薄膜１３より比較的容
易に剥離し、サーマルヘッドとしての機能が短時間で喪
失される欠点を有していた。
うな従来のサーマルヘッドの製造方法によれば、前記補
強電極１４を導電ペーストの焼き付けによって窒化物薄
膜１３上に形成する際、導電ペースト中に含まれている
多量のＢｉ2 Ｏ3 やＰｂＯと、窒化物薄膜１３を形成す
るＳｉ3 Ｎ4 等の窒素成分とが激しく化学反応を起こ
し、両者の界面近傍で多量のガス（Ｎ2 ）を発生する。
このため、窒化物薄膜１３と補強電極１４との界面近傍
には多くの気泡が残存することとなり、この両者間の密
着強度が大幅に低下してしまう。そして、このような補
強電極１４に感熱記録媒体の摺接等によって外力が印加
されると、補強電極１４が窒化物薄膜１３より比較的容
易に剥離し、サーマルヘッドとしての機能が短時間で喪
失される欠点を有していた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドの製造方法
は、セラミック基板上にグレーズ層を帯状に形成すると
ともに該グレーズ層の表面及びセラミック基板の露出表
面に窒化物薄膜を被着させる工程と、前記窒化物薄膜上
に導電ペーストを塗布するとともに、これを６００〜７
００℃の温度で焼き付けて補強電極を形成する工程と、
前記窒化物薄膜上に発熱抵抗体及び共通電極を、該共通
電極の一部が前記補強電極上にまで延在するようにして
被着させる工程と、を含み、前記導電ペーストが、導体
成分、ガラス成分及び有機成分から成り、かつ、前記導
体成分及びガラス成分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有
率をｘ重量％、ＰｂＯの含有率をｙ重量％で表したと
き、前記ｘ、ｙ値が図１の下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内
部領域（但し、線分上を含む）にあることを特徴とする
ものである。
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドの製造方法
は、セラミック基板上にグレーズ層を帯状に形成すると
ともに該グレーズ層の表面及びセラミック基板の露出表
面に窒化物薄膜を被着させる工程と、前記窒化物薄膜上
に導電ペーストを塗布するとともに、これを６００〜７
００℃の温度で焼き付けて補強電極を形成する工程と、
前記窒化物薄膜上に発熱抵抗体及び共通電極を、該共通
電極の一部が前記補強電極上にまで延在するようにして
被着させる工程と、を含み、前記導電ペーストが、導体
成分、ガラス成分及び有機成分から成り、かつ、前記導
体成分及びガラス成分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有
率をｘ重量％、ＰｂＯの含有率をｙ重量％で表したと
き、前記ｘ、ｙ値が図１の下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内
部領域（但し、線分上を含む）にあることを特徴とする
ものである。
【００１１】座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ
（３，０） Ｄ（０，２） また本発明の製造方法は、セラミック基板の上面の略全
域にわたってグレーズ層を形成するとともに該グレーズ
層の表面に窒化物薄膜を被着させる工程と、前記窒化物
薄膜上に導電ペーストを塗布するとともに、これを６０
０〜７００℃の温度で焼き付けて補強電極を形成する工
程と、前記窒化物薄膜上に発熱抵抗体及び共通電極を、
該共通電極の一部が前記補強電極上にまで延在するよう
にして被着させる工程と、を含み、前記導電ペースト
が、導体成分、ガラス成分及び有機成分から成り、か
つ、前記導体成分及びガラス成分の合量に対するＢｉ2
Ｏ3 の含有率をｘ重量％、ＰｂＯの含有率をｙ重量％で
表したとき、前記ｘ、ｙ値が図１の下記座標Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）にあることを
特徴とするものである。
（３，０） Ｄ（０，２） また本発明の製造方法は、セラミック基板の上面の略全
域にわたってグレーズ層を形成するとともに該グレーズ
層の表面に窒化物薄膜を被着させる工程と、前記窒化物
薄膜上に導電ペーストを塗布するとともに、これを６０
０〜７００℃の温度で焼き付けて補強電極を形成する工
程と、前記窒化物薄膜上に発熱抵抗体及び共通電極を、
該共通電極の一部が前記補強電極上にまで延在するよう
にして被着させる工程と、を含み、前記導電ペースト
が、導体成分、ガラス成分及び有機成分から成り、か
つ、前記導体成分及びガラス成分の合量に対するＢｉ2
Ｏ3 の含有率をｘ重量％、ＰｂＯの含有率をｙ重量％で
表したとき、前記ｘ、ｙ値が図１の下記座標Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）にあることを
特徴とするものである。
【００１２】座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ
（３，０） Ｄ（０，２）
（３，０） Ｄ（０，２）
【００１３】
【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、本発明の製法にかかる導電
ペースト中のＢｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯの含有率を示すｘｙグ
ラフ、図２は本発明の一形態によって製作したサーマル
ヘッドの斜視図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図であり、
１はセラミック基板、２はグレーズ層、３は窒化物薄
膜、４は補強電極、５は発熱抵抗体、６は個別電極、７
は共通電極（電極層）、８は保護膜である。
て詳細に説明する。図１は、本発明の製法にかかる導電
ペースト中のＢｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯの含有率を示すｘｙグ
ラフ、図２は本発明の一形態によって製作したサーマル
ヘッドの斜視図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図であり、
１はセラミック基板、２はグレーズ層、３は窒化物薄
膜、４は補強電極、５は発熱抵抗体、６は個別電極、７
は共通電極（電極層）、８は保護膜である。
【００１４】同図に示すサーマルヘッドは、アルミナセ
ラミックス製のセラミック基板１上に、グレーズ層２、
窒化物薄膜３、補強電極４、発熱抵抗体５、個別電極６
及び共通電極７等をそれぞれ被着させた構造を有してい
る。
ラミックス製のセラミック基板１上に、グレーズ層２、
窒化物薄膜３、補強電極４、発熱抵抗体５、個別電極６
及び共通電極７等をそれぞれ被着させた構造を有してい
る。
【００１５】前記グレーズ層２は、セラミック基板１の
上面に断面円弧状（幅Ｗ：０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、厚
みＴ：２２μｍ〜５５μｍ）を成すように被着されてお
り、ガラスや耐熱性樹脂等の低熱伝導性材料により形成
され、発熱抵抗体５の発する熱を適当な温度となるよう
に蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に保つよ
うになっている。
上面に断面円弧状（幅Ｗ：０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、厚
みＴ：２２μｍ〜５５μｍ）を成すように被着されてお
り、ガラスや耐熱性樹脂等の低熱伝導性材料により形成
され、発熱抵抗体５の発する熱を適当な温度となるよう
に蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に保つよ
うになっている。
【００１６】また、前記窒化物薄膜３は、グレーズ層２
が形成されたセラミック基板１の上面全域にわたり０．
０５〜０．４μｍの厚みをもって被着されており、Ｓｉ
3 Ｎ4 （窒化珪素）、ＳｉＡｌＯＮ（サイアロン）等の
窒素元素を含む無機質材料により形成され、後述する発
熱抵抗体５、個別電極６及び共通電極７をエッチング等
によって微細加工する際にグレーズ層２の表面がエッチ
ング液との接触により浸食されるのを有効に防止する作
用を為す。
が形成されたセラミック基板１の上面全域にわたり０．
０５〜０．４μｍの厚みをもって被着されており、Ｓｉ
3 Ｎ4 （窒化珪素）、ＳｉＡｌＯＮ（サイアロン）等の
窒素元素を含む無機質材料により形成され、後述する発
熱抵抗体５、個別電極６及び共通電極７をエッチング等
によって微細加工する際にグレーズ層２の表面がエッチ
ング液との接触により浸食されるのを有効に防止する作
用を為す。
【００１７】また、前記補強電極４は窒化物薄膜３上に
１５μｍ〜３２μｍの厚みをもって被着されており、例
えば銀により形成され、後述する共通電極７と電気的に
接続されることによって共通電極７における大きな電流
の流れを許容するようになっている。尚、このような補
強電極４中にはＰｂＯやＢｉ2 Ｏ3 が所定の割合で含有
されている。より具体的には、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯの含
有率は、Ｂｉ2 Ｏ3 の含有率をｘ重量％、ＰｂＯの含有
率をｙ重量％で表したとき、前記ｘ、ｙ値が図１のｘｙ
グラフにおいて下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内部領域（但
し、線分上を含む）に位置するようになっている。
１５μｍ〜３２μｍの厚みをもって被着されており、例
えば銀により形成され、後述する共通電極７と電気的に
接続されることによって共通電極７における大きな電流
の流れを許容するようになっている。尚、このような補
強電極４中にはＰｂＯやＢｉ2 Ｏ3 が所定の割合で含有
されている。より具体的には、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯの含
有率は、Ｂｉ2 Ｏ3 の含有率をｘ重量％、ＰｂＯの含有
率をｙ重量％で表したとき、前記ｘ、ｙ値が図１のｘｙ
グラフにおいて下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内部領域（但
し、線分上を含む）に位置するようになっている。
【００１８】座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ
（３，０） Ｄ（０，２） また、前記発熱抵抗体５はグレーズ層２の頂部付近に窒
化物薄膜３を介して複数個、被着配列されており、Ｔａ
Ｎ，ＴａＳｉＯ2 等の抵抗材料により形成されているた
め、後述する個別電極６及び共通電極７を介して外部電
源からの電力が印加されるとジュール発熱を起こし、印
字画像を形成するのに必要な所定の温度、例えば２００
℃〜３５０℃の温度に発熱する。
（３，０） Ｄ（０，２） また、前記発熱抵抗体５はグレーズ層２の頂部付近に窒
化物薄膜３を介して複数個、被着配列されており、Ｔａ
Ｎ，ＴａＳｉＯ2 等の抵抗材料により形成されているた
め、後述する個別電極６及び共通電極７を介して外部電
源からの電力が印加されるとジュール発熱を起こし、印
字画像を形成するのに必要な所定の温度、例えば２００
℃〜３５０℃の温度に発熱する。
【００１９】また、前記個別電極６及び共通電極７は各
発熱抵抗体５の両端に接続されており、これらの電極
６、７によって外部電源からの電力を発熱抵抗体５に印
加するようになっている。尚、前記共通電極７はその一
部が前記補強電極４上まで延在され、該延在部で補強電
極４と電気的に接続される。
発熱抵抗体５の両端に接続されており、これらの電極
６、７によって外部電源からの電力を発熱抵抗体５に印
加するようになっている。尚、前記共通電極７はその一
部が前記補強電極４上まで延在され、該延在部で補強電
極４と電気的に接続される。
【００２０】そして、これら発熱抵抗体５、共通電極７
等はＳｉＯ2 （酸化珪素）やＳｉ3Ｎ4 から成る保護膜
８によって被覆され、これによって発熱抵抗体５等を大
気中に含まれる水分等の接触による酸化腐食や感熱記録
媒体の摺接による摩耗から保護するようになっている。
等はＳｉＯ2 （酸化珪素）やＳｉ3Ｎ4 から成る保護膜
８によって被覆され、これによって発熱抵抗体５等を大
気中に含まれる水分等の接触による酸化腐食や感熱記録
媒体の摺接による摩耗から保護するようになっている。
【００２１】かかるサーマルヘッドは、個別電極６及び
共通電極７間に印字信号に対応させて所定の電力を印加
し、発熱抵抗体５を選択的にジュール発熱させるととも
に、該発熱した熱を感熱記録媒体に伝導させ、感熱記録
媒体に所定の印字画像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。
共通電極７間に印字信号に対応させて所定の電力を印加
し、発熱抵抗体５を選択的にジュール発熱させるととも
に、該発熱した熱を感熱記録媒体に伝導させ、感熱記録
媒体に所定の印字画像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。
【００２２】次に、上述したサーマルヘッドの製造方法
を図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
を図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００２３】（１）先ず図４（ａ）に示す如く、セラミ
ック基板１上にグレーズ層２を帯状に形成し、次に図４
（ｂ）に示す如く、前記グレーズ層２の表面及びセラミ
ック基板１の露出表面に窒化物薄膜３を被着させる。
ック基板１上にグレーズ層２を帯状に形成し、次に図４
（ｂ）に示す如く、前記グレーズ層２の表面及びセラミ
ック基板１の露出表面に窒化物薄膜３を被着させる。
【００２４】前記セラミック基板１は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 、ＭｇＯ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形
成し、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定
形状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成することに
よって製作され、このようなセラミック基板１の上面所
定領域に所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン
印刷法等によって印刷塗布し、更に該ペーストを約１０
００℃〜１２００℃の高温で焼き付けることによってグ
レーズ層２がセラミック基板１上に被着形成される。
ｉＯ2 、ＭｇＯ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形
成し、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定
形状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成することに
よって製作され、このようなセラミック基板１の上面所
定領域に所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン
印刷法等によって印刷塗布し、更に該ペーストを約１０
００℃〜１２００℃の高温で焼き付けることによってグ
レーズ層２がセラミック基板１上に被着形成される。
【００２５】また前記窒化物薄膜３は、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓ
ｉＡｌＯＮ、ＳｉＯＮ等をグレーズ層２の表面及びセラ
ミック基板１の露出表面に従来周知のスパッタリング法
等によって０．０５〜０．４μｍの厚みに被着させるこ
とにより形成される。
ｉＡｌＯＮ、ＳｉＯＮ等をグレーズ層２の表面及びセラ
ミック基板１の露出表面に従来周知のスパッタリング法
等によって０．０５〜０．４μｍの厚みに被着させるこ
とにより形成される。
【００２６】（２）次に、図４（ｃ）に示す如く、前記
窒化物薄膜３上に所定の導電ペーストを塗布するととも
に該ペーストを焼き付けて補強電極４を形成する。
窒化物薄膜３上に所定の導電ペーストを塗布するととも
に該ペーストを焼き付けて補強電極４を形成する。
【００２７】このような導電ペーストとしては、導体成
分（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等）、ガラス成分（ＳｉＯ2 、Ｂ
2 Ｏ3 、ＰｂＯ等）及び有機成分（有機溶剤、バインダ
ー等）を所定の比率で混合し、かつ、前記導体成分及び
ガラス成分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有率をｘ重量
％、ＰｂＯの含有率をｙ重量％で表したとき、前記ｘ、
ｙ値を図１のｘｙグラフにおいて下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）に位置させた導電
ペーストが用いられる。
分（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等）、ガラス成分（ＳｉＯ2 、Ｂ
2 Ｏ3 、ＰｂＯ等）及び有機成分（有機溶剤、バインダ
ー等）を所定の比率で混合し、かつ、前記導体成分及び
ガラス成分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有率をｘ重量
％、ＰｂＯの含有率をｙ重量％で表したとき、前記ｘ、
ｙ値を図１のｘｙグラフにおいて下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）に位置させた導電
ペーストが用いられる。
【００２８】座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ
（３，０） Ｄ（０，２） かかる導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等に
よって前記窒化物薄膜３上に例えば２５〜５８μｍの厚
みに印刷塗布し、しかる後、該塗布したペーストを６０
０〜７００℃で焼き付けることによって窒化物薄膜３上
に補強電極４が被着形成される。
（３，０） Ｄ（０，２） かかる導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等に
よって前記窒化物薄膜３上に例えば２５〜５８μｍの厚
みに印刷塗布し、しかる後、該塗布したペーストを６０
０〜７００℃で焼き付けることによって窒化物薄膜３上
に補強電極４が被着形成される。
【００２９】以上のようにして補強電極４を形成すれ
ば、窒化物薄膜３と補強電極４との界面近傍でガス（Ｎ
2 ）が発生することは殆どなく、両者を極めて強固に被
着させておくことができる。従って、補強電極４に感熱
記録媒体の摺接等によって外力が印加されても、補強電
極４が窒化物薄膜３より容易に剥離してしまうことはな
く、サーマルヘッドを長期間にわたり良好な状態で機能
させることができる。
ば、窒化物薄膜３と補強電極４との界面近傍でガス（Ｎ
2 ）が発生することは殆どなく、両者を極めて強固に被
着させておくことができる。従って、補強電極４に感熱
記録媒体の摺接等によって外力が印加されても、補強電
極４が窒化物薄膜３より容易に剥離してしまうことはな
く、サーマルヘッドを長期間にわたり良好な状態で機能
させることができる。
【００３０】ここで本発明の作用効果について、表１を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１は、密着強度測定用の実験サンプル
（No.1〜24) を２４個作製して各サンプルのＳｉ3 Ｎ4
薄膜−導電膜間の密着強度を０．６φ軟銅線垂直折り曲
げピールテストにより測定した結果と、該測定の後、各
サンプルを用いて更に１５０℃、１０００時間の熱エー
ジングを行い、同様のピールテストによって再度、密着
強度を測定した結果とを示すもので、密着強度に関して
○△×の３段階で総合評価を行った。○は十分な密着性
が得られたもの、△は密着強度が低かったもの、×は密
着強度が極めて低かったものである。尚、この測定に用
いた２４個のサンプルは、グレーズ層を有したＡｌ2 Ｏ
3 基板の上面にＳｉ3 Ｎ4 薄膜をスパッタリング法にて
０．１μｍの厚みに被着させ、その上にＢｉ2 Ｏ3 、Ｐ
ｂＯの含有率を異ならせた２４種類の導電ペーストをス
クリーン印刷によってそれぞれ印刷塗布するとともに、
これらを６３０℃の温度で焼き付け導電膜を形成するこ
とによって得たものである。また表１に記載のＢｉ2 Ｏ
3 含有率ｘとは導電ペースト中の導体成分及びガラス成
分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有率を、またＰｂＯ含
有率ｙとは導電ペースト中の導体成分及びガラス成分の
合量に対するＰｂＯの含有率をそれぞれ重量％で表した
ものである。
（No.1〜24) を２４個作製して各サンプルのＳｉ3 Ｎ4
薄膜−導電膜間の密着強度を０．６φ軟銅線垂直折り曲
げピールテストにより測定した結果と、該測定の後、各
サンプルを用いて更に１５０℃、１０００時間の熱エー
ジングを行い、同様のピールテストによって再度、密着
強度を測定した結果とを示すもので、密着強度に関して
○△×の３段階で総合評価を行った。○は十分な密着性
が得られたもの、△は密着強度が低かったもの、×は密
着強度が極めて低かったものである。尚、この測定に用
いた２４個のサンプルは、グレーズ層を有したＡｌ2 Ｏ
3 基板の上面にＳｉ3 Ｎ4 薄膜をスパッタリング法にて
０．１μｍの厚みに被着させ、その上にＢｉ2 Ｏ3 、Ｐ
ｂＯの含有率を異ならせた２４種類の導電ペーストをス
クリーン印刷によってそれぞれ印刷塗布するとともに、
これらを６３０℃の温度で焼き付け導電膜を形成するこ
とによって得たものである。また表１に記載のＢｉ2 Ｏ
3 含有率ｘとは導電ペースト中の導体成分及びガラス成
分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有率を、またＰｂＯ含
有率ｙとは導電ペースト中の導体成分及びガラス成分の
合量に対するＰｂＯの含有率をそれぞれ重量％で表した
ものである。
【００３３】かかる測定結果によれば、Ｂｉ2 Ｏ3 とＰ
ｂＯの含有率（ｘ，ｙ）を（0,15）、(0,10)、(0,1) 、
(0,0.5) 、(15,0)、(10,0)、(1,0) 、(0.5,0) 、(1,1)
、(1,8) 、(5,3) に設定したサンプルNo.1、No.2、No.
6、No.7、No.8、No.9、No.13、No.14 、No.15 、No.20
、No.24 ではＳｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との間に十分な
密着強度が得られなかったのに対し、前記含有率（ｘ，
ｙ）を図１のｘｙグラフにおいて下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）に位置させたサン
プルNo.3、No.4、No.5、No.10 、No.11 、No.12 、No.1
6 、No.17 、No.18 、No.19 、No.21 、No.22 、No.23
ではＳｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との密着強度が極めて高か
かったことが判る。
ｂＯの含有率（ｘ，ｙ）を（0,15）、(0,10)、(0,1) 、
(0,0.5) 、(15,0)、(10,0)、(1,0) 、(0.5,0) 、(1,1)
、(1,8) 、(5,3) に設定したサンプルNo.1、No.2、No.
6、No.7、No.8、No.9、No.13、No.14 、No.15 、No.20
、No.24 ではＳｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との間に十分な
密着強度が得られなかったのに対し、前記含有率（ｘ，
ｙ）を図１のｘｙグラフにおいて下記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）に位置させたサン
プルNo.3、No.4、No.5、No.10 、No.11 、No.12 、No.1
6 、No.17 、No.18 、No.19 、No.21 、No.22 、No.23
ではＳｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との密着強度が極めて高か
かったことが判る。
【００３４】座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ
（３，０） Ｄ（０，２） ここで、Ｓｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との密着強度が極めて
低かったサンプルについてその要因を分析するに、Ｂｉ
2 Ｏ3 含有率ｘを０重量％とし、ＰｂＯ含有率ｙを２重
量％よりも小さく設定したサンプルNo.6、No.7、ＰｂＯ
含有率ｙを０重量％とし、Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘを３重量
％よりも小さく設定したサンプルNo.13、No.14 および
Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘ、ＰｂＯ含有率ｙをそれぞれ１重量
％に設定したサンプルNo.15 では、その焼き付け時にガ
ラス成分が十分に軟化されず、導電膜の焼き付けが不完
全であったことが判った。またＰｂＯ含有率ｙを８重量
％よりも大きく設定したサンプルNo.1、No.2、Ｂｉ2 Ｏ
3 含有率ｘを７重量％よりも大きく設定したサンプルN
o.8、No.9、Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘを１重量％とし、Ｐｂ
Ｏ含有率ｙを８重量％に設定したサンプルNo.20 および
Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘを５重量％とし、ＰｂＯ含有率ｙを
３重量％に設定したサンプルNo.24 では、ＰｂＯもしく
はＢｉ2 Ｏ3 と下地となるＳｉ3 Ｎ4 薄膜中の窒素成分
とが激しく化学反応を起こし、両者の界面近傍で多量の
ガス（Ｎ2 ）を発生し、Ｓｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との界
面近傍に多くの気泡が残存していたことが判った。
（３，０） Ｄ（０，２） ここで、Ｓｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との密着強度が極めて
低かったサンプルについてその要因を分析するに、Ｂｉ
2 Ｏ3 含有率ｘを０重量％とし、ＰｂＯ含有率ｙを２重
量％よりも小さく設定したサンプルNo.6、No.7、ＰｂＯ
含有率ｙを０重量％とし、Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘを３重量
％よりも小さく設定したサンプルNo.13、No.14 および
Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘ、ＰｂＯ含有率ｙをそれぞれ１重量
％に設定したサンプルNo.15 では、その焼き付け時にガ
ラス成分が十分に軟化されず、導電膜の焼き付けが不完
全であったことが判った。またＰｂＯ含有率ｙを８重量
％よりも大きく設定したサンプルNo.1、No.2、Ｂｉ2 Ｏ
3 含有率ｘを７重量％よりも大きく設定したサンプルN
o.8、No.9、Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘを１重量％とし、Ｐｂ
Ｏ含有率ｙを８重量％に設定したサンプルNo.20 および
Ｂｉ2 Ｏ3 含有率ｘを５重量％とし、ＰｂＯ含有率ｙを
３重量％に設定したサンプルNo.24 では、ＰｂＯもしく
はＢｉ2 Ｏ3 と下地となるＳｉ3 Ｎ4 薄膜中の窒素成分
とが激しく化学反応を起こし、両者の界面近傍で多量の
ガス（Ｎ2 ）を発生し、Ｓｉ3 Ｎ4 薄膜と導電膜との界
面近傍に多くの気泡が残存していたことが判った。
【００３５】従って、導電ペースト中の導体成分及びガ
ラス成分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3の含有率ｘ（重量
％）とＰｂＯの含有率ｙ（重量％）は、図１の下記座標
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）に位
置するよう設定されなければならない。
ラス成分の合量に対するＢｉ2 Ｏ3の含有率ｘ（重量
％）とＰｂＯの含有率ｙ（重量％）は、図１の下記座標
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）に位
置するよう設定されなければならない。
【００３６】座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ
（３，０） Ｄ（０，２） 尚、上述の実験では導電ペーストを６３０℃の温度で焼
き付けて導電膜を形成したが、この焼き付け温度が６０
０℃よりも低いと、導電ペースト中のガラス成分が十分
に軟化されず、焼き付けが不完全なものとなる恐れがあ
り、また７００℃を超えると導電ペースト中に含まれて
いるＰｂＯやＢｉ2 Ｏ3 と窒化物薄膜３中の窒素成分と
が激しく化学反応を起こし、両者の界面近傍で多量のガ
ス（Ｎ2）が発生するため、窒化物薄膜３と補強電極４
との密着強度が弱くなる恐れがある。従って、導電ペー
ストの焼き付け温度は６００〜７００℃の範囲内に設定
しなければならない。
（３，０） Ｄ（０，２） 尚、上述の実験では導電ペーストを６３０℃の温度で焼
き付けて導電膜を形成したが、この焼き付け温度が６０
０℃よりも低いと、導電ペースト中のガラス成分が十分
に軟化されず、焼き付けが不完全なものとなる恐れがあ
り、また７００℃を超えると導電ペースト中に含まれて
いるＰｂＯやＢｉ2 Ｏ3 と窒化物薄膜３中の窒素成分と
が激しく化学反応を起こし、両者の界面近傍で多量のガ
ス（Ｎ2）が発生するため、窒化物薄膜３と補強電極４
との密着強度が弱くなる恐れがある。従って、導電ペー
ストの焼き付け温度は６００〜７００℃の範囲内に設定
しなければならない。
【００３７】（３）最後に、図４（ｄ）に示す如く、前
記窒化物薄膜３が被着されたグレーズ層２上に発熱抵抗
体５、個別電極６及び共通電極７を該共通電極７が前記
補強電極４上まで延在されるようにして被着させ、更に
これらを保護膜８によって被覆する。
記窒化物薄膜３が被着されたグレーズ層２上に発熱抵抗
体５、個別電極６及び共通電極７を該共通電極７が前記
補強電極４上まで延在されるようにして被着させ、更に
これらを保護膜８によって被覆する。
【００３８】前記発熱抵抗体５、個別電極６及び共通電
極７は、従来周知のスパッタリング法及びフォトリソグ
ラフィー技術等を採用することによってグレーズ層２、
補強電極４等の上に一部、窒化物薄膜３を介して被着さ
れ、具体的には、ＴａＮ、Ａｌをスパッタリング法等に
よって所定の厚み（ＴａＮは０．０１〜０．５μｍの厚
み、Ａｌは０．５μｍ〜２．０μｍの厚み）に被着さ
せ、しかる後、フォトリソグラフィー技術を採用し、Ｔ
ａＮ及びＡｌを所定パターンに加工することによって被
着形成される。
極７は、従来周知のスパッタリング法及びフォトリソグ
ラフィー技術等を採用することによってグレーズ層２、
補強電極４等の上に一部、窒化物薄膜３を介して被着さ
れ、具体的には、ＴａＮ、Ａｌをスパッタリング法等に
よって所定の厚み（ＴａＮは０．０１〜０．５μｍの厚
み、Ａｌは０．５μｍ〜２．０μｍの厚み）に被着さ
せ、しかる後、フォトリソグラフィー技術を採用し、Ｔ
ａＮ及びＡｌを所定パターンに加工することによって被
着形成される。
【００３９】また前記保護膜８は、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ
4 等を発熱抵抗体５等の上に従来周知のスパッタリング
法等によって３．５〜１３．５μｍの厚みに被着させ、
発熱抵抗体５等を保護膜８によって被覆することで製品
としてのサーマルヘッドが完成する。
4 等を発熱抵抗体５等の上に従来周知のスパッタリング
法等によって３．５〜１３．５μｍの厚みに被着させ、
発熱抵抗体５等を保護膜８によって被覆することで製品
としてのサーマルヘッドが完成する。
【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におい
て種々の変更、改良等が可能であり、例えば、上記実施
形態においては、本発明の製法をグレーズ層２をセラミ
ック基板１上に部分的に形成した部分グレーズタイプの
サーマルヘッドを製造する場合に適用したが、これに代
えて、図５に示すような、グレーズ層２’をセラミック
基板１の上面の略全域に形成した全面グレーズタイプの
サーマルヘッドを製造する場合に適用しても良い。この
場合、上記実施形態における“セラミック基板１の上面
にグレーズ層２を部分的に形成し、該グレーズ層２の表
面及びセラミック基板１の露出表面に窒化物薄膜を被着
させる工程”に代えて、“セラミックス基板１の上面の
略全域にわたってグレーズ層２’を形成するとともに該
グレーズ層２’の表面に窒化物薄膜３を被着させる工
程”が必要になる。
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、改良等が可能であり、例えば、上記実施
形態においては、本発明の製法をグレーズ層２をセラミ
ック基板１上に部分的に形成した部分グレーズタイプの
サーマルヘッドを製造する場合に適用したが、これに代
えて、図５に示すような、グレーズ層２’をセラミック
基板１の上面の略全域に形成した全面グレーズタイプの
サーマルヘッドを製造する場合に適用しても良い。この
場合、上記実施形態における“セラミック基板１の上面
にグレーズ層２を部分的に形成し、該グレーズ層２の表
面及びセラミック基板１の露出表面に窒化物薄膜を被着
させる工程”に代えて、“セラミックス基板１の上面の
略全域にわたってグレーズ層２’を形成するとともに該
グレーズ層２’の表面に窒化物薄膜３を被着させる工
程”が必要になる。
【００４１】
【発明の効果】本発明の製法によれば、補強電極を窒化
物薄膜上に導電ペーストの焼き付けによって形成する
際、窒化物薄膜と補強電極との界面近傍でガスが発生す
ることは殆どなく、両者を極めて強固に被着させておく
ことができる。従って、補強電極に感熱記録媒体の摺接
等による外力が印加されても、補強電極が窒化物薄膜よ
り容易に剥離してしまうことはなく、サーマルヘッドを
長期間にわたり良好な状態で機能させることができる。
物薄膜上に導電ペーストの焼き付けによって形成する
際、窒化物薄膜と補強電極との界面近傍でガスが発生す
ることは殆どなく、両者を極めて強固に被着させておく
ことができる。従って、補強電極に感熱記録媒体の摺接
等による外力が印加されても、補強電極が窒化物薄膜よ
り容易に剥離してしまうことはなく、サーマルヘッドを
長期間にわたり良好な状態で機能させることができる。
【図１】本発明の製法にかかる導電ペースト中のＢｉ2
Ｏ3 、ＰｂＯの含有率を示すｘｙグラフである。
Ｏ3 、ＰｂＯの含有率を示すｘｙグラフである。
【図２】本発明の製法によって製作したサーマルヘッド
の斜視図である。
の斜視図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の製法を説明するため
の各工程毎の断面図である。
の各工程毎の断面図である。
【図５】本発明の製法の他の形態によって製作したサー
マルヘッドの断面図である。
マルヘッドの断面図である。
【図６】従来のサーマルヘッドの断面図である。
１・・・セラミック基板
２・・・グレーズ層
３・・・窒化物薄膜
４・・・補強電極
５・・・発熱抵抗体
６・・・個別電極
７・・・共通電極
８・・・保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】セラミック基板上にグレーズ層を帯状に形
成するとともに該グレーズ層の表面及びセラミック基板
の露出表面に窒化物薄膜を被着させる工程と、 前記窒化物薄膜上に導電ペーストを塗布するとともに、
これを６００〜７００℃の温度で焼き付けて補強電極を
形成する工程と、 前記窒化物薄膜上に発熱抵抗体及び共通電極を、該共通
電極の一部が前記補強電極上にまで延在するようにして
被着させる工程と、を含み、 前記導電ペーストが、導体成分、ガラス成分及び有機成
分から成り、かつ、前記導体成分及びガラス成分の合量
に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有率をｘ重量％、ＰｂＯの含有
率をｙ重量％で表したとき、前記ｘ、ｙ値が図１の下記
座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）
にあることを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。 座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ（３，０） Ｄ
（０，２） - 【請求項２】セラミック基板の上面の略全域にわたって
グレーズ層を形成するとともに該グレーズ層の表面に窒
化物薄膜を被着させる工程と、 前記窒化物薄膜上に導電ペーストを塗布するとともに、
これを６００〜７００℃の温度で焼き付けて補強電極を
形成する工程と、 前記窒化物薄膜上に発熱抵抗体及び共通電極を、該共通
電極の一部が前記補強電極上にまで延在するようにして
被着させる工程と、を含み、 前記導電ペーストが、導体成分、ガラス成分及び有機成
分から成り、かつ、前記導体成分及びガラス成分の合量
に対するＢｉ2 Ｏ3 の含有率をｘ重量％、ＰｂＯの含有
率をｙ重量％で表したとき、前記ｘ、ｙ値が図１の下記
座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの内部領域（但し、線分上を含む）
にあることを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。 座標Ａ（０，８） Ｂ（７，０） Ｃ（３，０） Ｄ
（０，２）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14062597A JP3455060B2 (ja) | 1996-06-28 | 1997-05-29 | サーマルヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17030396 | 1996-06-28 | ||
| JP8-170303 | 1996-06-28 | ||
| JP14062597A JP3455060B2 (ja) | 1996-06-28 | 1997-05-29 | サーマルヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1071737A JPH1071737A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3455060B2 true JP3455060B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=26473082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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