專利名稱：擬似端面型熱打印頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擬似端面型熱打印頭及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，在熱打印頭中，為了即便對于例如樹脂卡那樣的不能曲折的東西也能夠打印，不將被打印物卷在壓紙卷筒上進行前面打印的端面型(擬似端面型)類型引人注目。這種端面型熱打印頭一般，在設(shè)置在陶瓷襯底端面上或襯底端面上的錐形部分上形成涂釉保護層后，在該涂釉保護層上，順次地層積發(fā)熱電阻體、導體(包含共用電極)和保護層。或者，在陶瓷襯底上形成涂釉保護層后，在該涂釉保護層上，順次地層積位于襯底端面近旁的發(fā)熱電阻體、導體(包含共用電極)和保護層。
但是，因為上述已有的端面型熱打印頭需要形成厚的涂釉保護層，所以散熱性不好，不適合于高速工作。
為了實現(xiàn)打印頭的高速工作化，考慮代替陶瓷襯底，用散熱性良好的Si襯底。用Si襯底時，為了提高熱效率，在襯底上必須備有保護層。如果在該保護層上通過絕緣層形成共用電極，在該共用電極上通過絕緣層形成發(fā)熱電阻體和導體，則完成端面型熱打印頭。可是，上述保溫層一般是用TaCrSiO等的金屬陶瓷材料形成的，它的粒子直徑粗。因此，保溫層表面微細地看存在凹凸不平，當在該保溫層上層積上述各層時，存在著發(fā)生擊穿，難以確保絕緣性那樣的問題。又至今，如上所述因為采取在共用電極的上下形成絕緣層的2層絕緣構(gòu)造，所以使打印頭的膜厚方向的高度增高，因此也難以確保絕緣性。
特別是最近，要求約600～1200dpi的高圖象分辨率的打印性能。當實現(xiàn)這種高圖象分辨率的打印性能時，必須用高精細的圖案來形成發(fā)熱電阻體和導體，這時已經(jīng)判明經(jīng)常發(fā)生開路·短路。
日本平成3年公布的3-73365號專利公報日本平成6年公布的6-8500號專利公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于上述課題提出的，本發(fā)明的目的是得到能夠確實地防止發(fā)生開路·短路，能夠以高圖象分辨率進行打字的擬似端面型熱打印頭及其制造方法。
本發(fā)明的目的是，如果在襯底上形成的擬似端面型熱打印頭中，在平坦的絕緣層上順序地層積并形成發(fā)熱電阻體、導體和保溫層，則與保溫層的凹凸不平無關(guān)，能夠確實地實現(xiàn)絕緣。
即，本發(fā)明的擬似端面型熱打印頭的特征它是在襯底上，順序地備有保溫層、絕緣層、多個發(fā)熱電阻體、分別與該多個發(fā)熱電阻體的電阻長方向的兩端部導通的導體和保護層，使多個發(fā)熱電阻體位于襯底端面一側(cè)的端部的擬似端面型熱打印頭，對上述絕緣層的表面進行CMP(Chemical Mechanical Polishing(化學機械拋光))平坦化，在該CMP平坦面上，層積并形成上述多個發(fā)熱電阻體、導體和保護層。
上述擬似端面型熱打印頭能夠備有埋入絕緣層內(nèi)，通過該絕緣層的CMP平坦面與多個發(fā)熱電阻體接觸的共用電極。如果這樣地將共用電極埋入絕緣層內(nèi)，則因為不需要如已有構(gòu)造那樣地在共用電極上下設(shè)置絕緣層，所以與已有技術(shù)比較能夠減少打印頭的膜厚方向的高度，更容易地確保絕緣性。使共用電極的平面形狀為口字少一豎的形狀是實際的。
共用電極例如能夠由Cu/Ni或Au/Ni形成，最好在CMP平坦面上，為了生成表面氧化層而露出Ni?；蛘?，也可以由Au單層形成。
作為別的實施形態(tài)，能夠在保溫層和絕緣層之間通過共用導體，在絕緣層內(nèi)埋入并形成與該共用導體連接的共用接觸部分，通過絕緣層的CMP平坦面使該共用接觸部分與多個發(fā)熱電阻體接觸。這樣即便作為備有共用導體和共用接觸部分的構(gòu)成，因為不需要如已有構(gòu)造那樣地在共用電極的上下設(shè)置絕緣層，所以與已有技術(shù)比較能夠減少打印頭的膜厚方向的高度。
最好，共用導體由Cu/Ni、Au/Ni、Cu、Au中任何一個形成。最好，當共用導體由Cu/Ni或Au/Ni形成時，共用接觸部分由Ni形成，當共用導體由Cu形成時，共用接觸部分由Cu/Ni或Ni形成。又，最好，當共用導體由Au形成時，共用接觸部分由Au/Ni、Au、Ni中任何一個形成。最好，在CMP平坦面上，為了生成表面氧化層而露出共用接觸部分的Ni或Au。
進一步作為別的實施形態(tài)，能夠在襯底的端面上，備有與在該端面上露出的多個發(fā)熱電阻體和導體中的至少一方接觸的共用電極。即便在這種構(gòu)成中，也能夠減少打印頭的膜厚方向的高度，容易實現(xiàn)絕緣。這時，最好，共用電極由Cu/Ni、Au/Ni、Au中任何一個形成。
在以上的擬似端面型熱打印頭中，最好，保溫層由TaSi、TaSiW、TaSiO、TaSiWO、NbSi、NbSiO、NbSiWO中任何一個形成。如果用上述材料，則是金屬陶瓷材料，但是當進行RIE(反應(yīng)性離子刻蝕)工序時，用CF系氣體可以容易地進行刻蝕，能夠容易地形成任意圖案。又在保護膜中，在襯底端面一側(cè)的角部，最好備有削去該角部形成的錐形部分。如果備有該錐形部分，則通過該錐形部分使與壓紙卷筒的接觸效果變好，提高了打印濃度。
本發(fā)明的擬似端面型熱打印頭的制造方法的特征是它是在襯底上順序地層積保溫層、絕緣層、多個發(fā)熱電阻體、分別與該多個發(fā)熱電阻體的電阻長方向的兩端部導通的導體和保護層，使上述多個發(fā)熱電阻體位于襯底端面一側(cè)的端部的擬似端面型熱打印頭的制造方法，對上述絕緣層的表面實施CMP加工形成CMP平坦面，在該CMP平坦面上，層積并形成多個發(fā)熱電阻體、導體和保護層。
如果這樣地在CMP平坦面上層積并形成多個發(fā)熱電阻體、導體和保護層，則因為由于該CMP平坦面能夠確保平坦性，所以即便用高精細的圖案來形成發(fā)熱電阻體和導體，也不用擔心會經(jīng)常發(fā)生開路·短路。又，即便保溫層表面微細地看存在凹凸不平并且由于擊穿該凹凸不平變大，由于絕緣層膜足夠厚也能夠確保良好的絕緣性。
在上述制造方法中，能夠在形成絕緣層前，在保溫層上的特定位置上形成共用電極，在該共用電極和保溫層上形成絕緣層。在形成該絕緣層后，當用CMP加工形成CMP平坦面時在該CMP平坦面上露出共用電極，接著，在露出共用電極的CMP平坦面上形成多個發(fā)熱電阻體，使該多個發(fā)熱電阻體與共用電極接觸。因此，能夠在絕緣層內(nèi)埋入并形成與多個發(fā)熱電阻體電導通的共用電極。最好，這些共用電極是由Cu/Ni或Au/Ni形成的，并在CMP平坦面上露出Ni。
作為別的實施形態(tài)，能夠在形成絕緣層前在保溫層上全面地形成共用導體膜，在該共用導體的特定位置上形成共用接觸部分，此后，在共用接觸部分、共用導體和保溫層上形成絕緣層。如果形成了該絕緣層后，當用CMP加工形成CMP平坦面時在該CMP平坦面上露出共用接觸部分，接著，在露出該共用接觸部分的CMP平坦面上形成多個發(fā)熱電阻體，使該多個發(fā)熱電阻體與共用接觸部分接觸。因此，在絕緣層內(nèi)埋入并形成與介在保溫層和絕緣層之間的共用導體和多個發(fā)熱電阻體電導通的共用接觸部分。最好，該共用導體是由Cu/Ni、Au/Ni、Cu、Au中任何一個形成的。最好，當共用導體由Cu/Ni或Au/Ni形成時共用接觸部分由Ni形成，當共用導體由Au形成時共用接觸部分由Cu/Ni或Ni形成。又，最好當共用導體由Au形成時共用接觸部分由Au/Ni、Au、Ni中任何一個形成。在CMP平坦面上，最好為了不生成表面氧化層而露出共用接觸部分的Ni或Au。
在上述2個實施形態(tài)中，最好，通過電鍍使共用電極和共用接觸部分形成大致三角形狀的截面。當共用電極和共用接觸部分形成大致三角形狀的截面時，能夠在共用電極和共用接觸部分的周圍不生成空洞地形成絕緣層，當實施CMP加工時不用擔心在表面(CMP平坦面)上生成孔。
進一步作為別的實施形態(tài)，能夠在襯底的外側(cè)(端面)形成與多個發(fā)熱電阻體電導通的共用電極。即，在形成保護膜后切斷襯底分割成各個端面型熱打印頭，研磨各端面型熱打印頭的襯底端面在該襯底端面上露出上述導體和上述多個發(fā)熱電阻體中的至少一方，此后，在襯底端面上形成與露出的多個發(fā)熱電阻體和導體中的至少一方接觸的共用電極薄膜。這時，最好，共用電極是由Cu/Ni、Au/Ni、Au中任何一個形成的。
在以上的制造方法中，最好，保溫層是由TaSi、TaSiW、TaSiO、TaSiWO、NbSi、NbSiO、NbSiWO中任何一個形成的。進一步，能夠備有在形成保溫層后，通過機械加工，削去上述保護層的襯底端面一側(cè)的角部形成錐形形狀的工序。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的1個實施形態(tài)的擬似端面型熱打印頭的構(gòu)造的截面圖。
圖2是表示圖1的擬似端面型熱打印頭(除去保護層和有機絕緣膜的狀態(tài))的全體平面圖。
圖3是表示圖1的擬似端面型熱打印頭的制造方法的1個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖4是表示圖3所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖5是表示圖4所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖6是表示圖5所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖7是表示圖6所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖8是表示圖7所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖9是表示圖8所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖10是表示圖9所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖11是表示圖10所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖12是表示圖11所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖13是表示圖12所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖14是表示圖13所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖15是表示具有在與圖4不同的樣態(tài)中形成的共用電極的端面型熱打印頭的截面圖。
圖16是表示形成圖15所示的共用電極的工序的截面圖。
圖17是表示具有根據(jù)別的實施形態(tài)的共用電極的端面型熱打印頭的截面圖。
圖18是表示形成圖16所示的共用電極的工序中的一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖19是表示圖17所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖20是表示圖18所示的工序的下一個工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。
圖21是表示具有根據(jù)其它別的實施形態(tài)的共用電極的端面型熱打印頭的截面圖。
圖22是用于說明當使共用電極形成長方形截面時的問題的截面圖。
其中1—— Si襯底2—— 絕緣膜3—— 保溫層4—— 電鍍片膜5—— 共用電極5a—— Cu導體膜5b—— Ni導體膜6—— 絕緣層7—— 發(fā)熱電阻體8—— 第1導體8a—— 共用電極側(cè)8b—— 單個電極側(cè)
9—— 開放部分10—— 第2導體11—— 電鍍片膜12—— 焊接墊片層13—— 保護層13a—— 錐形部分14—— 有機絕緣層50—— 共用導體51—— 共用接觸部分500—— 共用電極H1—— 端面型熱打印頭A—— 襯底端面α—— CMP平坦面β—— 空洞部分具體實施方式

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的1個實施形態(tài)的擬似端面型熱打印頭H1的截面圖，圖2是表示擬似端面型熱打印頭H1(除去保護層13和有機絕緣膜14)的平面圖。端面型熱打印頭H1是在平坦的Si襯底1上形成的直線打印頭。為了提高打印頭的熱效率，在Si襯底1上通過絕緣膜2備有保溫層3。最好，保溫層3由TaSi、TaSiW、TaSiO、TaSiWO、NbSi、NbSiO、NbSiWO等形成。
在保溫層3上，備有通過電鍍片膜4在襯底端面A一側(cè)的端部形成的共用電極5、和埋入該共用電極5形成的絕緣層6，由這些共用電極5和絕緣層6形成平坦化的CMP平坦面α。共用電極5由Cu導體膜5a和Ni導體膜5b形成2層構(gòu)造，在CMP平坦面α上露出Ni導體膜5b。該共用電極5，為了如圖2所示地使平面形狀成為口字少一豎的形狀，如圖1所示地使截面形狀成為大致三角形狀，而由電解電鍍形成。最好，絕緣層6由SiO2、Al2O3、SiON、SIAlON形成。
在CMP平坦面α上，順序地層積多個發(fā)熱電阻體7、分別與該多個發(fā)熱電阻體7的電阻長方向的兩端部連接的導體(第1導體8、第2導體10)和保護層13。第1導體8，由露出多個發(fā)熱電阻體7的開放部分9分成共用電極一側(cè)的第1導體8a和單個電極一側(cè)的第1導體8b。共用電極一側(cè)的第1導體8a與所有的多個發(fā)熱電阻體7接觸，進一步通過多個發(fā)熱電阻體7與處于直接下面位置的共用電極5電導通。另一方面，將單個電極一側(cè)的第1導體8b分成獨立地與多個發(fā)熱電阻體7中的各個接觸的多個區(qū)域，在該多個區(qū)域上形成比第1導體8厚的第2導體10。在本實施形態(tài)中，單個電極由該第1導體8b和第2導體10構(gòu)成。最好，第1導體8由Cr、Mo、W等導電材料形成，最好，第2導體10由Al、Cr/Au/Cr、Cr/Cu/Cr等的導電材料形成。
在第2導體10上形成位于襯底中央一側(cè)的端部，用于連接外部的焊接墊片層12。焊接墊片層12通過電鍍片膜11，以導線焊接方式由Au形成，以倒裝片方式由Sn形成。
保護層13，因為起著作為耐磨損層和防止氧化層的作用，所以覆蓋從襯底端面A一側(cè)到絕緣層6、第1導體8、多個發(fā)熱電阻體7、第2導體10地形成。在該保護層13上，設(shè)置通過機械加工，削去襯底端面一側(cè)的角部形成的錐形部分13a。該錐形部分13a容易使墊片(多個發(fā)熱電阻體7)與壓紙卷筒接觸。在沒有覆蓋保護層13的第2導體10和絕緣層6上，形成有機絕緣層14。從該有機絕緣層14只露出焊接墊片層12。
其次，我們參照圖3～圖14，說明圖1所示的端面型熱打印頭H1的制造方法的一個實施形態(tài)。圖3～圖14是表示端面型熱打印頭H1的制造工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。在本實施形態(tài)中，在厚度約1.0mm的平坦的Si襯底1上形成端面型熱打印頭H1(直線打印頭)。
首先，如圖3所示，在Si襯底1上連續(xù)形成絕緣膜2和保溫層3的膜。在成膜中用濺射法和蒸涂法。在本實施形態(tài)中，使絕緣膜2的膜厚約為1.0μm，保護層3的膜厚約為5.0μm。最好，絕緣膜2由SiO2、Al2O3等的絕緣材料形成，保溫層3由TaSi、TaSiW、TaSiO、TaSiWO、NbSi、NbSiO、NbSiWO中任何一個形成。也可以省略形成上述絕緣膜2的工序，在Si襯底1上直接形成保溫層3。
其次，如圖4所示，在保溫層3上形成位于襯底端面A一側(cè)的端部的電鍍片膜4，在電鍍片膜4上形成共用電極5。在成膜中用濺射法和蒸涂法等。最好，該電鍍片膜4由Cr/Cu、Cr/Au、NiFe等形成，實際上是在比形成共用電極5的范圍梢小的范圍中形成的。形成電鍍片膜4和共用電極5的范圍，平面地，如圖2所示為口字少一豎的形狀。此外，在圖4(b)中，表示了上述口字少一豎的形狀的一部分。
該共用電極5，為了使它的截面形狀成為大致三角形狀，而由電解電鍍連續(xù)形成Cu導體膜5a和Ni導體膜5b。為了在后面工序中形成的CMP平坦面上露出Ni導體膜5b，最好，Cu導體膜5a的膜厚高度在8μm以下，Cu導體膜5a和Ni導體膜5b的合計膜厚高度約為10～20μm。Ni導體膜5b作為Cu導體膜5a的防止氧化膜起作用。該共用電極5也可以代替Cu導體膜5a用Au導體膜形成，又也可以代替Cu導體膜5a和Ni導體膜5b用Au單層形成。
接著，如圖5所示，在保溫層3和共用電極5上形成厚的絕緣膜6，將共用電極5埋入絕緣膜6內(nèi)。在成膜中用濺射法。在本實施形態(tài)中因為共用電極5的截面為三角形狀，所以能夠在共用電極5的周圍不生成空洞地形成絕緣層6的膜。最好，絕緣層6由SiO2、Al2O3、SION、SIAlON形成，最好，它的膜厚約為10～20μm。
如果形成了絕緣層6，則如圖6所示實施CMP加工，使絕緣層6的表面平坦化形成CMP平坦面α，并且在該CMP平坦面α上露出共用電極5的Ni導體膜5b。即，實施CMP加工直到露出共用電極5的Ni導體膜5b為止。最好，CMP加工后的絕緣層6的膜厚約為10μm，此外，當共用電極5由Au/Ni形成時在CMP平坦面α上露出Ni，當共用電極5由Au單層形成時在CMP平坦面α上露出Au。
當通過上述CMP加工，形成露出Ni導體膜5b的CMP平坦面α時，在該CMP平坦面α中不生成孔。這是因為在共用電極5周圍不生成空洞地形成絕緣層6。此外，當使共用電極5形成四角形狀的截面時，如圖22所示在共用電極5周圍生成絕緣層6的沒有形成的空洞部分β，該空洞部分β在CMP平坦面α中形成孔。
接著，如圖7所示，用光刻技術(shù)，在露出共用電極5的CMP平坦面α上，形成以后成為多個發(fā)熱電阻體的電阻膜7′和第1導體8。因此，電阻膜7′和第1導體8與共用電極5電導通。最好，電阻膜7′由容易高電阻化的Ta-Si-O、TaSiONb、Ti-Si-O、Cr-Si-O等的高熔點金屬的金屬陶瓷材料形成。最好，第1導體8能夠由Cr、Mo、W等形成，特別是由Cr形成。
如果形成了第1導體8，則如圖8所示，形成露出電阻膜7′的開放部分9。即，在第1導體8上形成決定電阻膜7′的電阻長度L的第1抗蝕劑，用RIE(反應(yīng)性離子刻蝕)或濕刻蝕除去不被該第1抗蝕劑覆蓋的部分的第1導體8后，除去第1抗蝕劑。通過該工序，將第1導體8分成與共用電極5電導通的共用電極一側(cè)的第1導體8a和不與共用電極5電導通的單個電極一側(cè)的第1導體8b。
如果形成了開放部分9，則用光刻技術(shù)，決定要形成的發(fā)熱電阻體的電阻寬度W和第1導體8的導體圖案。即，在第1導體8和從該第1導體8露出的電阻膜7′上形成決定發(fā)熱電阻體的電阻寬度W和導體圖案的第2抗蝕劑，在除去不被該第2抗蝕劑覆蓋的第1導體8和電阻膜7′從該除去部分露出絕緣層6后，除去第2抗蝕劑。通過該工序，將相連的電阻膜7′，如圖9所示地，切開成由電阻長度L和電阻寬度W規(guī)定的各個(多個)發(fā)熱電阻體7。又，將單個電極一側(cè)的第1導體8b分成獨立地與各發(fā)熱電阻體7接觸的多個區(qū)域。在本實施形態(tài)中，為了得到600～1200dpi的打印性能而形成高精細的圖案，形成多個發(fā)熱電阻體7。
接著，如圖10所示，在分成多個區(qū)域的第1導體8b上，形成膜厚比第1導體8厚的第2導體10。為了形成第2導體10，用濺射、光刻、刻蝕等方法。該第2導體10能夠由Al、Cr/Au/Cr、Cr/Cu/Cr等形成，特別是最好由Al形成。
如果形成了第2導體10，則通過逆濺射等使襯底表面(在襯底表面上露出的絕緣層6、發(fā)熱電阻體7、第1導體8和第2導體10)只削去所定厚度，在襯底表面上露出新的膜面。而且，如圖11所示，在露出的絕緣層6(襯底端面A一側(cè)的絕緣層6)、第1導體8、多個發(fā)熱電阻體7和第2導體10的新膜面上形成保護層13。最好，用偏置濺射法從SiAlON和Ta2O5等的耐磨性材料等形成保護層13。
如果形成了保護層13，則如圖12所示，在從保護層13露出的各第2導體10的端部上形成電鍍片膜11，通過電鍍在該電鍍片膜11上形成焊接墊片層12。當用導線焊接方式時，最好，由Au形成焊接墊片層12，用例如由Cr/Au或Ti/Au等構(gòu)成的2層構(gòu)造形成電鍍片膜11。另一方面，當用倒裝片焊接方式時，最好，由Sn形成焊接墊片層12，由例如Cr/Cu或Cr/Ni、NiFe等形成電鍍片膜11。
接著，如圖13所示，用有機絕緣層14覆蓋在襯底表面上露出的第2導體10和絕緣層6，只使焊接墊片層12在襯底表面上露出來。而且，如圖14所示，從2個方向?qū)ΡＷo層13的襯底端面一側(cè)的角部13A實施機械加工(研磨加工)，從加工前的狀態(tài)形成只傾斜所定角度的錐形部分13a。如果形成了該錐形部分13a，則使與壓紙卷筒的接觸效率變好，提高了打印濃度。通過以上的工作能夠得到圖1所示的端面型熱打印頭H1。
如上所述如果根據(jù)第1實施形態(tài)，則因為由絕緣層6形成CMP平坦面α、在該CMP平坦面α上層積發(fā)熱電阻體7、導體(第1導體8、第2導體10)和保護層13，所以能夠由CMP平坦面α確保平坦性，即便用高精細的圖案來形成發(fā)熱電阻體和導體，也不用擔心會經(jīng)常發(fā)生開路·短路。又，因為充分確保絕緣膜6的膜厚，所以即便保溫層3微細地看存在凹凸不平并且由于發(fā)生擊穿該凹凸不平變大，也能夠保持良好的絕緣性。如果根據(jù)本端面型熱打印頭H1，則可以得到約600～1200dpi的高圖象分辨率。
又，在第1實施形態(tài)中，因為將共用電極5埋入絕緣層6內(nèi)(用絕緣層6覆蓋它的周圍)形成共用電極5，通過CMP平坦面α使共用電極5與多個發(fā)熱電阻體7接觸，所以不需要如已有技術(shù)那樣地在共用電極的上下設(shè)置絕緣層。因此，與已有技術(shù)比較能夠減少打印頭的膜厚方向的高度，更容易確保絕緣性。
上述共用電極5在本第1實施形態(tài)中形成大致三角形狀的截面，但是也可以形成如圖15所示的蘑菇形狀的截面。如圖16所示地在電鍍片膜4的周圍形成薄的抗蝕劑r后，為了使它們的合計膜厚高度約為10～20μm而通過電解電鍍形成Cu導體膜5a和Ni導體膜5b，此后除去抗蝕劑r，可以形成該共用電極5′。如果根據(jù)截面為蘑菇形狀的共用電極5′，則在電鍍片膜4的周圍生成空洞部分β，但是因為在露出Ni導體膜5d階段結(jié)束CMP加工，所以不用擔心在CMP平坦面α中生成孔。截面為蘑菇形狀的共用電極5′的平面形狀與圖2所示的共用電極5的平面形狀相同。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施形態(tài)的端面型熱打印頭H2的截面圖。在第2實施形態(tài)中，代替第1實施形態(tài)的共用電極5，備有在保溫層3上全面地形成的共用導體50、和通過該共用導體50和多個發(fā)熱電阻體7與共用電極一側(cè)的第1導體8a電導通的共用接觸部分51。共用接觸部分51位于襯底端面A一側(cè)的端部。在圖17中，在具有與圖1所示的第1實施形態(tài)實質(zhì)上相同功能的構(gòu)成要素上附加與圖1相同的標號。
我們參照圖18～圖20，說明圖17所示的擬似端面型熱打印頭H2的制造方法的一個實施形態(tài)。圖18～圖20是表示端面型熱打印頭H2的制造工序的(a)截面圖、(b)部分平面圖。下面，因為直到保溫層3的形成工序與第1實施形態(tài)相同，所以省略對它們的說明，我們從形成保溫層3后的工序開始說明。
如果形成了保溫層3，則如圖18所示，在保溫層3上全面地形成電鍍片膜4，在該電鍍片膜4上，通過電解電鍍形成共用導體50。電鍍片膜4與第1實施形態(tài)相同，最好由Cr/Cu形成。共用導體50能夠由例如Cu/Ni、Au/Ni、Cu、Au形成。又作為別的樣態(tài)，共用導體50也可以用濺射法由Cr、Cr/Cu/Cr等形成。
其次，如圖19所示，在共用導體50上通過電解電鍍形成位于襯底端面A一側(cè)的端部的共用接觸部分51。為了不在以后形成的CMP平坦面中生成孔，該共用接觸部分51形成與上述的共用電極5、5′相同的大致三角形狀的截面或蘑菇型形狀的截面。在圖示的實施形態(tài)中，共用接觸部分51形成大致三角形狀的截面。該共用接觸部分51能夠由Cu/Ni、Au/Ni、Cu、Au形成。例如，當共用導體50由Cu/Ni或Au/Ni形成時，共用接觸部分51最好由Ni形成。又，當共用導體50由Cu形成時，共用接觸部分51最好由Cu/Ni、Cu形成，當共用導體50由Au形成時，共用接觸部分51最好由Au/Ni、Au、Ni中的任何一個形成。當由Cu/Ni或Au/Ni形成共用接觸部分51時，為了在以后的工序中形成的CMP平坦面上露出Ni，最好使Cu的膜厚高度在8μm以下，共用接觸部分51的合計膜厚高度約為10～20μm。
接著，如圖20所示，在共用導體50和共用接觸部分51上形成絕緣層6后，在絕緣層6的表面上實施CMP加工形成CMP平坦面α，在CMP平坦面α上露出共用接觸部分51。而且，在露出共用電極5的CMP平坦面α上形成以后成為多個發(fā)熱電阻體的電阻膜7′和第1導體8。在形成第1導體8后，與第1實施形態(tài)相同，進行圖7～圖14所示的工序。因此，完成圖17所示的擬似端面型熱打印頭H2。
即便在備有如上所述地在保溫層3上全面地形成的共用導體50和共用接觸部分51的第2實施形態(tài)中，因為在CMP平坦面α上層積并形成多個發(fā)熱電阻體7、第1導體8、第2導體10等，所以能夠確實地實施絕緣。進一步，因為不需要如已有構(gòu)造那樣在共用電極的上下設(shè)置絕緣層，所以與已有技術(shù)比較能夠減少打印頭的膜厚方向的高度，更容易確保絕緣性。
圖21是表示根據(jù)本發(fā)明的第3實施形態(tài)的擬似端面型熱打印頭H3的截面圖。在該第3實施形態(tài)中，在保溫層3上全面地形成絕緣層6，在襯底端面A上，形成與多個發(fā)熱電阻體7和第1導體8接觸的共用電極500。在圖21中，在具有與圖1所示的第1實施形態(tài)實質(zhì)上相同功能的構(gòu)成要素上附加與圖1相同的標號。
如下地形成共用電極500。
首先，在Si襯底1上形成絕緣膜2、保溫層3后，在整個保溫層3上直接形成絕緣層6的膜。其次，在絕緣層6的表面上實施CMP加工形成CMP平坦面α。接著，與第1實施形態(tài)相同，進行圖7～圖14所示工序。而且，切斷Si襯底1分成各個端面型熱打印頭，研磨各端面型熱打印頭的襯底端面A在該襯底端面A上露出多個發(fā)熱電阻體7和第1導體8(共用電極一側(cè)的第1導體8a)，在該露出的多個發(fā)熱電阻體7和第1導體8a上，形成共用電極500。
即便在備有如上所述地在襯底端面A上形成的共用電極500的第3實施形態(tài)中，因為在CMP平坦面α上形成多個發(fā)熱電阻體7、第1導體8、第2導體10等，所以能夠確實地實施絕緣。又，因為不需要在共用電極的上下設(shè)置絕緣層，所以與已有技術(shù)比較能夠減少打印頭的膜厚方向的高度，更容易確保絕緣性。在本第3實施形態(tài)中，使共用電極500與發(fā)熱電阻體7和第1導體8a雙方接觸，但是共用電極500最好只與發(fā)熱電阻體7和第1導體8a中的任何一方接觸。此外，當共用電極一側(cè)的第1導體8a的電極長度X不足夠長時，即當難以在絕緣層6內(nèi)形成共用電極5和接觸部分51時，本實施形態(tài)是特別有效的。
如果根據(jù)以上的各實施形態(tài)，則因為在CMP平坦面α上層積多個發(fā)熱電阻體7、導體(第1導體8、第2導體10)和保護層13，所以即便保溫層3微細地看存在凹凸不平，由于CMP平坦面α也能夠確保平坦性，即便用高精細的圖案來形成發(fā)熱電阻體和電極，也不用擔心會經(jīng)常發(fā)生開路·短路。如果根據(jù)本端面型熱打印頭H1～H3，則可以得到約600～1200dpi的高圖象分辨率。
此外，在各實施形態(tài)中，由第1導體8和第2導體10構(gòu)成導體，但是導體既可以是單層也可以是3層以上。
如果如上所述地根據(jù)本發(fā)明，則因為對在保溫層上形成的絕緣層的表面實施CMP加工，在該CMP平坦面上層積發(fā)熱電阻體、電極和保護層，所以即便保溫層微細地看存在凹凸不平也沒有影響，也能夠確保良好的絕緣性防止擊穿。因此，即便用高精細的圖案來形成發(fā)熱電阻體和電極，也不用擔心會經(jīng)常發(fā)生開路·短路，可以得到約600～1200dpi的高圖象分辨率。
權(quán)利要求
1.一種擬似端面型熱打印頭，該擬似端面型熱打印頭在襯底上順序地備有保溫層、絕緣層、多個發(fā)熱電阻體、分別與該多個發(fā)熱電阻體的電阻長方向的兩端部導通的導體和保護層，使上述多個發(fā)熱電阻體位于襯底端面一側(cè)的端部，其特征在于對上述絕緣層的表面進行CMP平坦化，在該CMP平坦面上，層積并形成上述多個發(fā)熱電阻體、上述導體和上述保護層。
2.權(quán)利要求1所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是在上述絕緣層內(nèi)，埋入通過該絕緣層的CMP平坦面與上述多個發(fā)熱電阻體連接的共用電極。
3.權(quán)利要求2所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用電極是由Cu/Ni形成的，在上述CMP平坦面上露出Ni。
4.權(quán)利要求2所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用電極是由Au/Ni形成的，在上述CMP平坦面上露出Ni。
5.權(quán)利要求2所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用電極是由Au形成的，在上述CMP平坦面上露出Au。
6.權(quán)利要求1所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是在上述保溫層和上述絕緣層之間通過共用導體，埋入上述絕緣層內(nèi)地形成與該共用導體連接的共用接觸部分，該共用接觸部分，進一步，通過上述絕緣層的CMP平坦面與上述多個發(fā)熱電阻體連接。
7.權(quán)利要求6所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用導體由Cu形成，上述共用接觸部分由Cu/Ni或Ni形成，在上述CMP平坦面上露出Ni。
8.權(quán)利要求6所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用導體由Cu/Ni或Au/Ni形成，上述共用接觸部分由Ni形成，在上述CMP平坦面上露出Ni。
9.權(quán)利要求6所述的擬似端面型熱打印頭中，其特征是上述共用導體由Cu形成，上述共用接觸部分由Cu/Ni或Ni形成，在上述CMP平坦面上露出Ni。
10.權(quán)利要求6所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用導體由Au形成，上述共用接觸部分由Au/Ni、Au、Ni中任何一個形成。
11.權(quán)利要求1所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是進一步，在上述襯底的端面上，備有與在該端面上露出的多個發(fā)熱電阻體和導體中至少一方接觸的共用電極。
12.權(quán)利要求11所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用電極由Cu/Ni形成。
13.權(quán)利要求10所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用電極由Au/Ni形成。
14.權(quán)利要求10所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述共用電極由Au形成。
15.權(quán)利要求1所述的擬似端面型熱打印頭，其特征是上述保溫層由TaSi、TaSiW、TaSiO、TaSiWO、NbSi、NbSiO、NbSiWO中任何一個形成。
16.權(quán)利要求1所述的擬似端面型熱打印頭，其特征在于上述保護層，在上述襯底的端面一側(cè)的角部，具有削去該角部形成的錐形部分。
17.一種擬似端面型熱打印頭的制造方法，該擬似端面型熱打印頭的制造方法在襯底上順序地層積保溫層、絕緣層、多個發(fā)熱電阻體、分別與該多個發(fā)熱電阻體的電阻長方向的兩端部導通的導體和保護層，使上述多個發(fā)熱電阻體位于襯底端面一側(cè)的端部，其特征在于對上述絕緣層的表面實施CMP加工形成CMP平坦面，在該CMP平坦面上，層積并形成上述多個發(fā)熱電阻體、上述導體和上述保護層。
18.權(quán)利要求17所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于在形成上述絕緣層前，在上述保溫層上的特定位置上形成共用電極，此后，在上述共用電極和上述保溫層上形成上述絕緣層，進一步，當用CMP加工形成CMP平坦面時在該CMP平坦面露出上述共用電極，在露出該共用電極的CMP平坦面上形成上述多個發(fā)熱電阻體，使該多個發(fā)熱電阻體與上述共用電極接觸。
19.權(quán)利要求18所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用電極是由Cu/Ni形成的，在上述CMP平坦面上露出Ni。
20.權(quán)利要求18所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用電極是由Au/Ni形成的，在上述CMP平坦面上露出Ni。
21.權(quán)利要求18所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用電極是由Au形成的，在上述CMP平坦面上露出Au。
22.權(quán)利要求18所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于通過電鍍使上述共用電極形成大致三角形狀的截面。
23.權(quán)利要求17所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于在形成上述絕緣層前，在上述保溫層上全面地形成共用導體膜，在該共用導體上的特定位置上形成共用接觸部分，此后，在上述共用接觸部分、上述共用導體和上述保溫層上形成上述絕緣層，進一步，當用CMP加工形成CMP平坦面時在該CMP平坦面上露出上述共用接觸部分，在露出該共用接觸部分的CMP平坦面上形成上述多個發(fā)熱電阻體，使該多個發(fā)熱電阻體與上述共用接觸部分接觸。
24.權(quán)利要求23所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用導體由Cu形成，上述共用接觸部分由Cu/Ni或Ni形成，在上述CMP平坦面上露出Ni。
25.權(quán)利要求23所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用導體由Cu形成，上述共用接觸部分由Ni形成，在上述CMP平坦面上露出Ni。
26.權(quán)利要求23所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用導體由Au形成，上述共用接觸部分由Au/Ni或Ni形成，在上述CMP平坦面上露出Ni。
27.權(quán)利要求23所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用導體由Au/Ni形成，上述共用接觸部分由Ni形成，在上述CMP平坦面上露出Ni。
28.權(quán)利要求23所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于通過電鍍使上述共用接觸部分形成大致三角形狀的截面。
29.權(quán)利要求17所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于在形成上述保護層后，切斷上述襯底分割成各個端面型熱打印頭，研磨各端面型熱打印頭的襯底端面在該襯底端面上露出上述導體和上述多個發(fā)熱電阻體中的至少一方，此后，在上述襯底端面上形成與露出的多個發(fā)熱電阻體和導體的至少一方接觸的共用電極薄膜。
30.權(quán)利要求29所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用電極是由Cu/Ni形成的。
31.權(quán)利要求30所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用電極是由Au/Ni形成的。
32.權(quán)利要求30所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述共用電極是由Au形成的。
33.權(quán)利要求17所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征在于上述保溫層是由TaSi、TaSiW、TaSiO、TaSiWO、NbSi、NbSiO、NbSiWO中任何一個形成的。
34.權(quán)利要求17所述的擬似端面型熱打印頭的制造方法，其特征是通過機械加工，削去上述保護層的襯底端面一側(cè)的角部形成的錐形形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及擬似端面型熱打印頭及其制造方法?？梢缘玫侥軌虼_實地防止發(fā)生開路、短路，能夠以高圖象分辨率進行打字的擬似端面型熱打印頭及其制造方法。這是在襯底上順序地層積保溫層、絕緣層、多個發(fā)熱電阻體、分別與該多個發(fā)熱電阻體的電阻長方向的兩端部導通的導體和保護層，使多個發(fā)熱電阻體位于襯底端面一側(cè)的端部的擬似端面型熱打印頭，對上述絕緣層的表面進行CMP平坦化，在該CMP平坦面上，層積并形成上述多個發(fā)熱電阻體、導體和保護層。
文檔編號B41J2/335GK1504338SQ20031011879
公開日2004年6月16日 申請日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月3日
發(fā)明者佐藤清 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社