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JP2017114050A - Thermal print head - Google Patents

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JP2017114050A
JP2017114050A JP2015253732A JP2015253732A JP2017114050A JP 2017114050 A JP2017114050 A JP 2017114050A JP 2015253732 A JP2015253732 A JP 2015253732A JP 2015253732 A JP2015253732 A JP 2015253732A JP 2017114050 A JP2017114050 A JP 2017114050A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
print head
thermal print
layer
head according
recess
Prior art date
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Pending
Application number
JP2015253732A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
勇 西村
Isamu Nishimura
勇 西村
保博 不破
Yasuhiro Fuwa
保博 不破
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2015253732A priority Critical patent/JP2017114050A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal print head that can speed up printing.SOLUTION: A thermal print head A1 comprises: a semiconductor substrate 1 having a main surface and a back surface; a resistor layer 4 constituting a plurality of heat generating portions 41; a wiring layer 3, supported on the semiconductor substrate 1 and included in a conductive passage for distributing power to the plurality of heat generating portions 41; and an insulation protective layer 5 covering the wiring layer 3 and the resistor layer 4. The semiconductor substrate 1 has a recessed portion 15 recessed from the main surface toward the back surface, and further comprises a sealing semiconductor member 16 which has a sealing semiconductor member main surface 161, a sealing semiconductor member back surface 162 and a sealing semiconductor member side surface 163 connecting the sealing semiconductor member main surface 161 and the sealing semiconductor member back surface 162 and blocks the recessed portion 15. The plurality of heat generating portions 41 overlap with the sealing semiconductor member 16 when viewed from a thickness direction z.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、サーマルプリントヘッドに関する。   The present invention relates to a thermal print head.

従来から知られているサーマルプリントヘッドは、基板と、抵抗体層と、配線層と、を備える。このようなサーマルプリントヘッドは、たとえば特許文献1に開示されている。同文献に開示のサーマルプリントヘッドにおいて、抵抗体層および配線層は、基板に形成されている。抵抗体層は、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する。   A conventionally known thermal print head includes a substrate, a resistor layer, and a wiring layer. Such a thermal print head is disclosed in Patent Document 1, for example. In the thermal print head disclosed in this document, the resistor layer and the wiring layer are formed on a substrate. The resistor layer has a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction.

サーマルプリントヘッドは、印字速度の向上が求められる。複数の発熱部から基板へと熱が過大に伝達されると、印字の高速化が阻害されてしまう。   Thermal print heads are required to improve printing speed. If heat is excessively transmitted from the plurality of heat generating portions to the substrate, the printing speed is hindered.

特開2012−51319号公報JP 2012-51319 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、印字の高速化を図ることが可能なサーマルプリントヘッドを提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and it is an object of the present invention to provide a thermal print head capable of increasing the printing speed.

本発明によって提供されるサーマルプリントヘッドは、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記主面側に支持され且つ通電によって発熱する主走査方向に配列された複数の発熱部を構成する抵抗体層と、前記半導体基板に支持され且つ前記複数の発熱部に通電するための導通経路に含まれる配線層と、前記配線層および抵抗体層を覆う絶縁性保護層と、を備えるサーマルプリントヘッドであって、前記半導体基板は、前記主面側から前記裏面側に凹む凹部を有し、前記厚さ方向において互いに反対側を向く封止半導体部材主面および封止半導体部材裏面と、これらの封止半導体部材主面および封止半導体部材裏面を繋ぐ封止半導体部材側面とを有し且つ前記凹部を塞ぐ封止半導体部材をさらに備え、前記複数の発熱部は、前記厚さ方向視において前記封止半導体部材と重なることを特徴としている。   A thermal print head provided by the present invention includes a semiconductor substrate having a main surface and a back surface facing opposite sides in the thickness direction, and a main scanning direction that is supported on the main surface side of the semiconductor substrate and generates heat when energized. Covering the resistor layer constituting the plurality of heat generating portions arranged, the wiring layer supported by the semiconductor substrate and included in the conduction path for energizing the plurality of heat generating portions, and the wiring layer and the resistor layer An insulating protective layer, wherein the semiconductor substrate has a recessed portion recessed from the main surface side to the back surface side, and is a sealed semiconductor member main facing the opposite sides in the thickness direction A sealing semiconductor member having a surface and a back surface of the sealing semiconductor member, and a sealing semiconductor member side surface connecting the main surface of the sealing semiconductor member and the back surface of the sealing semiconductor member, and closing the recess Further wherein the plurality of heat generating portions is characterized in that overlaps the sealing semiconductor member in the thickness direction as viewed.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部は、主走査方向に長く延びている。   In a preferred embodiment of the present invention, the recess extends long in the main scanning direction.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止半導体部材は、主走査方向に長く延びている。   In a preferred embodiment of the present invention, the sealing semiconductor member extends long in the main scanning direction.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記凹部は、前記厚さ方向において前記裏面側に位置する第1凹部と、当該第1凹部に対して前記裏面とは反対側に位置する第2凹部とを有する。   In preferable embodiment of this invention, the said recessed part is a 1st recessed part located in the said back surface side in the said thickness direction, and a 2nd recessed part located in the opposite side to the said back surface with respect to the said 1st recessed part, Have

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1凹部は、前記主面と平行な第1凹部底面と、当該第1凹部に繋がる第1凹部側面とを有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the first recess has a first recess bottom surface parallel to the main surface, and a first recess side surface connected to the first recess.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2凹部は、前記第1凹部に繋がり且つ前記主面と平行な第2凹部底面を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the second recess has a second recess bottom surface that is connected to the first recess and is parallel to the main surface.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2凹部底面は、前記厚さ方向視において前記第1凹部を囲む環状である。   In a preferred embodiment of the present invention, the bottom surface of the second recess is an annular shape surrounding the first recess when viewed in the thickness direction.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止半導体部材の前記封止半導体部材裏面と前記第2凹部底面とが接合されている。   In preferable embodiment of this invention, the said sealing semiconductor member back surface and the said 2nd recessed part bottom face of the said sealing semiconductor member are joined.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2凹部は、前記第2凹部底面に繋がる第2凹部側面を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the second recess has a second recess side surface connected to the bottom surface of the second recess.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体基板は、前記主面から厚さ方向に突出し且つ主走査方向に長く延びる凸状部を有し、前記凹部は、前記凸状部から凹んでいる。   In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor substrate has a convex portion protruding in the thickness direction from the main surface and extending long in the main scanning direction, and the concave portion is recessed from the convex portion. .

本発明の好ましい実施の形態においては、主面は、凸状部を挟んで副走査方向に互いに離間する第1領域および第2領域を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the main surface has a first region and a second region that are spaced apart from each other in the sub-scanning direction across the convex portion.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記凸状部は、前記主面と平行であり且つ前記主面から前記厚さ方向に離間した天面、当該天面と前記第1領域との間に介在し且つ前記主面に対して傾斜した第1傾斜側面と、前記天面と前記第2領域との間に介在し且つ前記主面に対して傾斜した第2傾斜側面と、を有し、前記凹部は、前記天面から凹んでいる。   In a preferred embodiment of the present invention, the convex portion is a top surface parallel to the main surface and spaced from the main surface in the thickness direction, and between the top surface and the first region. A first inclined side surface interposed and inclined with respect to the main surface; a second inclined side surface interposed between the top surface and the second region and inclined with respect to the main surface; The recess is recessed from the top surface.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体基板は、Siからなり、前記主面および前記天面は、(100)面である。   In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor substrate is made of Si, and the main surface and the top surface are (100) surfaces.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1傾斜側面および第2傾斜側面が前記天面となす角度は、54.7度である。   In a preferred embodiment of the present invention, an angle formed by the first inclined side surface and the second inclined side surface with the top surface is 54.7 degrees.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1凹部側面が前記天面となす角度は、54.7度である。   In a preferred embodiment of the present invention, an angle formed between the side surface of the first concave portion and the top surface is 54.7 degrees.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2凹部側面が前記天面となす角度は、54.7度である。   In a preferred embodiment of the present invention, an angle formed between the side surface of the second recess and the top surface is 54.7 degrees.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止半導体部材は、Siからなり、前記封止半導体部材裏面は、(100)面である。   In a preferred embodiment of the present invention, the sealing semiconductor member is made of Si, and the back surface of the sealing semiconductor member is a (100) plane.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止半導体部材側面が前記封止半導体部材裏面となす角度は、54.7度である。   In preferable embodiment of this invention, the angle which the said sealing semiconductor member side surface makes with the said sealing semiconductor member back surface is 54.7 degree | times.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、前記複数の発熱部に各別に繋がる複数の個別電極と、前記複数の発熱部を挟んで前記複数の個別電極とは反対側に配置されており且つ前記複数の発熱部と導通する共通電極とを有している。   In a preferred embodiment of the present invention, the wiring layer is disposed on a side opposite to the plurality of individual electrodes with the plurality of individual electrodes respectively connected to the plurality of heat generation units, and the plurality of heat generation units interposed therebetween. And a common electrode that is electrically connected to the plurality of heat generating portions.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、前記半導体基板から離間下側に位置し且つ相対的に熱伝導率が高い高伝熱層と、当該高伝熱層と前記半導体基板との間に介在し且つ相対的に熱伝導率が低い低伝熱層とを有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the wiring layer is located on the lower side of the semiconductor substrate and has a relatively high thermal conductivity, the high heat transfer layer, and the semiconductor substrate. And a low heat transfer layer having a relatively low thermal conductivity.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記低伝熱層は、前記複数の発熱部に対して副走査方向において第2領域側から接し且つ前記高伝熱層から露出した複数の第1低電熱領域を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the low heat transfer layer is in contact with the plurality of heat generating portions from the second region side in the sub-scanning direction and exposed from the high heat transfer layer. Has a region.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の個別電極は、前記複数の第1低電熱領域を含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of individual electrodes include the plurality of first low electric heating regions.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記低伝熱層は、前記複数の発熱部に対して副走査方向において第1領域側から接し且つ前記高伝熱層から露出した第2低電熱領域を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the low heat transfer layer includes a second low heat transfer region that is in contact with the plurality of heat generating portions from the first region side in the sub-scanning direction and exposed from the high heat transfer layer. Have.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極は、前記第2低電熱領域を含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the common electrode includes the second low electric heating region.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記高伝熱層は、Cuからなる。   In a preferred embodiment of the present invention, the high heat transfer layer is made of Cu.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記低伝熱層は、Tiからなる。   In a preferred embodiment of the present invention, the low heat transfer layer is made of Ti.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁性保護層は、互いに積層された第1絶縁保護層、第2絶縁保護層および3絶縁保護層を有し、前記発熱部は、前記抵抗体層のうち前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分と、前記抵抗体層のうち前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分に前記第1絶縁保護層を挟んで積層された第1延長抵抗体層と、前記第1延長抵抗体層に前記第2絶縁保護層を挟んで積層された第2延長抵抗体層と、を含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the insulating protective layer includes a first insulating protective layer, a second insulating protective layer, and a three insulating protective layer that are stacked on each other, and the heat generating portion includes the resistor layer. And a portion located between the individual electrode and the common electrode, and a portion of the resistor layer located between the individual electrode and the common electrode with the first insulating protective layer interposed therebetween. 1 extension resistor layer, and the 2nd extension resistor layer laminated | stacked on both sides of the said 2nd insulation protective layer on the said 1st extension resistor layer.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記抵抗体層は、前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分と前記第1領域側に位置する部分とを絶縁させる絶縁部を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the resistor layer has an insulating portion that insulates a portion located between the individual electrode and the common electrode from a portion located on the first region side.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記抵抗体層のうち前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分と前記第1延長抵抗体層とは、副走査方向において前記第1領域側の部分同士が接している。   In a preferred embodiment of the present invention, a portion of the resistor layer located between the individual electrode and the common electrode and the first extended resistor layer are arranged on the first region side in the sub-scanning direction. The parts touch each other.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1絶縁保護層は、前記抵抗体層と前記第1延長抵抗体層とを接死させる第1個別側導通用開口を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the first insulating protective layer has a first individual-side conduction opening that contacts the resistor layer and the first extended resistor layer.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1延長抵抗体層と前記第2延長抵抗体層とは、副走査方向において前記第2領域側の部分同士が接している。   In a preferred embodiment of the present invention, the first extension resistor layer and the second extension resistor layer are in contact with each other on the second region side in the sub-scanning direction.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2絶縁保護層は、前記第1延長抵抗体層と前記第2延長抵抗体層とを接しさせる第2個別側導通用開口を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the second insulating protective layer has a second individual-side conduction opening that contacts the first extension resistor layer and the second extension resistor layer.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導通経路は、前記半導体基板を含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the conduction path includes the semiconductor substrate.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極と前記半導体基板とが導通している。   In a preferred embodiment of the present invention, the common electrode and the semiconductor substrate are electrically connected.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体基板と前記配線層および前記抵抗体層との間に設けられた絶縁層を備えており、前記絶縁層は、前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第1開口を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor device includes an insulating layer provided between the semiconductor substrate, the wiring layer, and the resistor layer, and the insulating layer includes the semiconductor substrate and the common electrode. It has the 1st opening for common electrodes made to conduct.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極用第1開口は、主走査方向に長く延びる形状である。   In a preferred embodiment of the present invention, the first common electrode opening has a shape extending long in the main scanning direction.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記厚さ方向視において前記複数の発熱部と重なり且つ前記絶縁性保護層上に積層された導電性保護層を備える。   In a preferred embodiment of the present invention, a conductive protective layer is provided that overlaps the plurality of heat generating portions when viewed in the thickness direction and is laminated on the insulating protective layer.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電性保護層は、TiNからなる。   In a preferred embodiment of the present invention, the conductive protective layer is made of TiN.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁性保護層は、前記導電性保護層と前記共通電極とを導通させる導電性保護層用開口を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the insulating protective layer has an opening for a conductive protective layer for conducting the conductive protective layer and the common electrode.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電性保護層用開口は、厚さ方向視において前記第1領域と重なる。   In a preferred embodiment of the present invention, the conductive protective layer opening overlaps the first region in the thickness direction view.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体基板は、Siに金属元素がドープされた材質からなる。   In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor substrate is made of a material obtained by doping Si with a metal element.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記抵抗体層は、TaNからなる。   In a preferred embodiment of the present invention, the resistor layer is made of TaN.

本発明によれば、前記複数の発熱部と前記半導体基板との間に前記凹部が介在する。このため、前記複数の発熱部からの熱が前記半導体基板へと過大に伝わってしまうことを回避することが可能である。したがって、前記サーマルプリントヘッドによる印字の高速化を図ることができる。   According to the present invention, the concave portion is interposed between the plurality of heat generating portions and the semiconductor substrate. For this reason, it is possible to avoid that the heat from the plurality of heat generating portions is excessively transmitted to the semiconductor substrate. Therefore, the printing speed by the thermal print head can be increased.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明の第1実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す平面図である。It is a top view which shows the thermal print head based on 1st Embodiment of this invention. 図1のII−II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 図1のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the thermal print head of FIG. 図1のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the thermal print head of FIG. 図1のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。It is a principal part enlarged plan view which shows the thermal print head of FIG. 図1のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. 図1のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. 図1のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. 図1のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. 図1のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. 図1のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. 図1のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. 図1のサーマルプリントヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the thermal print head of FIG. 本発明の第2実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the thermal print head based on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1〜図5は、本発明の第1実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA1は、半導体基板1、封止半導体部材16、絶縁層2、配線層3、抵抗体層4、絶縁性保護層5、導電性保護層6、複数の制御素子7、保護樹脂8、支持部材91および配線部材92を備えている。サーマルプリントヘッドA1は、プラテンローラ991との間に挟まれて搬送される印刷媒体992に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。このような印刷媒体992としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。   1 to 5 show a thermal print head according to a first embodiment of the present invention. The thermal print head A1 of this embodiment includes a semiconductor substrate 1, a sealing semiconductor member 16, an insulating layer 2, a wiring layer 3, a resistor layer 4, an insulating protective layer 5, a conductive protective layer 6, and a plurality of control elements 7. , A protective resin 8, a support member 91, and a wiring member 92. The thermal print head A1 is incorporated in a printer that performs printing on a print medium 992 that is sandwiched and conveyed between the platen roller 991. Examples of such a print medium 992 include thermal paper for creating a barcode sheet or a receipt.

図1は、サーマルプリントヘッドA1を示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図3および図4は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部拡大断面図である。図5は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部拡大平面図である。なお、理解の便宜上、図3においては、支持部材91を省略している。また、図4は、サーマルプリントヘッドA1の一部を示している。   FIG. 1 is a plan view showing the thermal print head A1. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3 and 4 are enlarged cross-sectional views of the main part showing the thermal print head A1. FIG. 5 is an enlarged plan view of a main part showing the thermal print head A1. For convenience of understanding, the support member 91 is omitted in FIG. FIG. 4 shows a part of the thermal print head A1.

半導体基板1は、通電を許容する抵抗率を有する半導体材料からなる。このような半導体材料としては、たとえば、Siに金属元素がドープされた材質が挙げられる。半導体基板1は、主面11、裏面12、凸状部13および凹部15を有する。なお、半導体基板1は、凸状部13を有さない構成であってもよい。   The semiconductor substrate 1 is made of a semiconductor material having a resistivity that allows energization. An example of such a semiconductor material is a material in which Si is doped with a metal element. The semiconductor substrate 1 has a main surface 11, a back surface 12, a convex portion 13, and a concave portion 15. The semiconductor substrate 1 may have a configuration that does not have the convex portion 13.

主面11および裏面12は、厚さ方向zにおいて互いに反対側を向く。凸状部13は、主面11から厚さ方向zに突出した部位である。凸状部13は、主走査方向xに長く延びている。   The main surface 11 and the back surface 12 face opposite sides in the thickness direction z. The convex portion 13 is a portion protruding from the main surface 11 in the thickness direction z. The convex portion 13 extends long in the main scanning direction x.

主面11は、凸状部13を挟んで副走査方向に互いに離間する第1領域111および第2領域112を有する。   The main surface 11 has a first region 111 and a second region 112 that are spaced apart from each other in the sub-scanning direction with the convex portion 13 interposed therebetween.

凸状部13は、天面130、第1傾斜側面131および第2傾斜側面132を有する。天面130は、主面11と平行であり且つ主面11から厚さ方向に離間している。第1傾斜側面131は、天面130と第1領域111との間に介在しており、主面11に対して傾斜している。第2傾斜側面132は、天面130と第2領域112との間に介在しており、主面11に対して傾斜している。   The convex portion 13 has a top surface 130, a first inclined side surface 131, and a second inclined side surface 132. The top surface 130 is parallel to the main surface 11 and is separated from the main surface 11 in the thickness direction. The first inclined side surface 131 is interposed between the top surface 130 and the first region 111 and is inclined with respect to the main surface 11. The second inclined side surface 132 is interposed between the top surface 130 and the second region 112 and is inclined with respect to the main surface 11.

本実施形態においては、主面11として、(100)面が選択されている。また、第1傾斜側面131および第2傾斜側面132が天面130および主面11となす角度は、同一であり、たとえば54.7度である。   In the present embodiment, the (100) plane is selected as the main surface 11. Moreover, the angle which the 1st inclination side surface 131 and the 2nd inclination side surface 132 make with the top | upper surface 130 and the main surface 11 is the same, for example, is 54.7 degree | times.

主面11は、第1領域111および第2領域112を有する。第1領域111と第2領域112とは、凸状部13によって互いに区画された領域である。本実施形態においては、第2領域112は、第1領域111よりも副走査方向y寸法および面積が大である。   The main surface 11 has a first region 111 and a second region 112. The first region 111 and the second region 112 are regions partitioned from each other by the convex portion 13. In the present embodiment, the second region 112 has a larger y dimension and area in the sub-scanning direction than the first region 111.

凹部15は、主面11側から裏面12側へと凹んでいる。本実施形態においては、凹部15は、凸状部13の天面130から凹んでいる。凹部15は、主走査方向xに長く延びている。   The recess 15 is recessed from the main surface 11 side to the back surface 12 side. In the present embodiment, the concave portion 15 is recessed from the top surface 130 of the convex portion 13. The recess 15 extends long in the main scanning direction x.

凹部15は、第1凹部151および第2凹部152を有する。第1凹部151は、厚さ方向z方向において裏面12側に位置している。第2凹部152は、厚さ方向zにおいて第1凹部151に対して裏面12とは反対側に位置している。   The recess 15 has a first recess 151 and a second recess 152. The 1st recessed part 151 is located in the back surface 12 side in thickness direction z direction. The second recess 152 is located on the opposite side of the back surface 12 with respect to the first recess 151 in the thickness direction z.

第1凹部151は、第1凹部底面1511および第1凹部側面1512を有する。第1凹部底面1511は、主面11および天面130と平行な面である。第1凹部側面1512は、第1凹部底面1511と第2凹部152とに繋がっている。本実施形態においては、第1凹部側面1512が天面130および主面11となす角度は、同一であり、たとえば54.7度である。   The first recess 151 has a first recess bottom surface 1511 and a first recess side surface 1512. First recess bottom surface 1511 is a surface parallel to main surface 11 and top surface 130. The first recess side surface 1512 is connected to the first recess bottom surface 1511 and the second recess 152. In the present embodiment, the angle formed by the first recess side surface 1512 with the top surface 130 and the main surface 11 is the same, for example, 54.7 degrees.

第2凹部152は、第2凹部底面1521および第2凹部側面1522を有する。第2凹部底面1521は、第1凹部151の第1凹部側面1512に繋がっており、主面11および天面130と平行な面である。第2凹部底面1521は、厚さ方向z視において第1凹部151を囲む環状である。第2凹部側面1522は、第2凹部底面1521および天面130に繋がっている。本実施形態においては、第2凹部側面1522が天面130および主面11となす角度は、同一であり、たとえば54.7度である。   The second recess 152 has a second recess bottom surface 1521 and a second recess side surface 1522. The second recess bottom surface 1521 is connected to the first recess side surface 1512 of the first recess 151, and is a surface parallel to the main surface 11 and the top surface 130. The second recess bottom surface 1521 has an annular shape surrounding the first recess 151 in the thickness direction z view. Second recess side surface 1522 is connected to second recess bottom surface 1521 and top surface 130. In the present embodiment, the angle formed by the second recess side surface 1522 with the top surface 130 and the main surface 11 is the same, for example, 54.7 degrees.

封止半導体部材16は、主面11側から凹部15を塞いでいる。封止半導体部材16は、封止半導体部材主面161、封止半導体部材裏面162および封止半導体部材側面163を有する。封止半導体部材16は、たとえばSiからなる。   The sealing semiconductor member 16 closes the recess 15 from the main surface 11 side. The sealing semiconductor member 16 has a sealing semiconductor member main surface 161, a sealing semiconductor member back surface 162, and a sealing semiconductor member side surface 163. The sealing semiconductor member 16 is made of Si, for example.

封止半導体部材主面161および封止半導体部材裏面162は、厚さ方向zにおいて互いに反対側を向いており、主面11、裏面12および天面130と平行である。本実施形態においては、封止半導体部材裏面162は、(100)面である。封止半導体部材主面161と天面130とは、面一である。   The sealing semiconductor member main surface 161 and the sealing semiconductor member back surface 162 face opposite sides in the thickness direction z, and are parallel to the main surface 11, the back surface 12, and the top surface 130. In this embodiment, the sealing semiconductor member back surface 162 is a (100) surface. The sealing semiconductor member main surface 161 and the top surface 130 are flush with each other.

封止半導体部材側面163は、封止半導体部材主面161と封止半導体部材裏面162とを繋いでいる。本実施形態においては、封止半導体部材側面163と封止半導体部材裏面162とがなす角度は、たとえば54.7度である。   The sealing semiconductor member side surface 163 connects the sealing semiconductor member main surface 161 and the sealing semiconductor member back surface 162. In the present embodiment, the angle formed by the sealing semiconductor member side surface 163 and the sealing semiconductor member back surface 162 is, for example, 54.7 degrees.

本実施形態においては、封止半導体部材16の封止半導体部材裏面162と凹部15の第2凹部152の第2凹部底面1521とが、接合されている。この接合は、たとえば接合層169による。接合層169は、たとえばはんだ等の金属からなる。本実施形態においては、封止半導体部材裏面162と第2凹部底面1521とが、第1凹部151の全周を囲むように、接合層169によって接合されている。これにより、第1凹部151の内部空間は、外部空間に対して密閉されている。第1凹部151の内部空間の圧力は、外部空間の圧力よりも低く、好ましくは真空である。   In the present embodiment, the sealing semiconductor member back surface 162 of the sealing semiconductor member 16 and the second recess bottom surface 1521 of the second recess 152 of the recess 15 are joined. This bonding is performed by, for example, the bonding layer 169. The bonding layer 169 is made of a metal such as solder. In the present embodiment, the sealing semiconductor member back surface 162 and the second recess bottom surface 1521 are bonded by the bonding layer 169 so as to surround the entire circumference of the first recess 151. Thereby, the internal space of the 1st recessed part 151 is sealed with respect to external space. The pressure in the internal space of the first recess 151 is lower than the pressure in the external space, and is preferably a vacuum.

半導体基板1の大きさは特に限定されないが、一例を挙げると、半導体基板1の副走査方向y寸法が、2.0mm〜3.0mm程度、x方向寸法が、100mm〜150mm程度である。主面11と裏面12との厚さ方向z距離が、400μm〜500μm程度、凸状部13の厚さ方向z高さが、250μm〜400μm程度である。   Although the size of the semiconductor substrate 1 is not particularly limited, for example, the sub-scanning direction y dimension of the semiconductor substrate 1 is about 2.0 mm to 3.0 mm, and the x direction dimension is about 100 mm to 150 mm. The thickness direction z distance between the main surface 11 and the back surface 12 is about 400 μm to 500 μm, and the thickness direction z height of the convex portion 13 is about 250 μm to 400 μm.

絶縁層2は、半導体基板1の主面11、凸状部13および封止半導体部材16と配線層3および抵抗体層4との間に設けられている。絶縁層2は、絶縁性材料からなり、たとえばSiO2やSiNからなる。絶縁層2の厚さは特に限定されず、その一例を挙げるとたとえば5μm〜10μm程度である。 The insulating layer 2 is provided between the main surface 11 of the semiconductor substrate 1, the convex portion 13, the sealing semiconductor member 16, the wiring layer 3, and the resistor layer 4. The insulating layer 2 is made of an insulating material, such as SiO 2 or SiN. The thickness of the insulating layer 2 is not particularly limited, and an example thereof is about 5 μm to 10 μm.

絶縁層2は、共通電極用第1開口21および共通電極用第2開口22を有する。共通電極用第1開口21は、絶縁層2を厚さ方向zに貫通している。本実施形態においては、共通電極用第1開口21は、厚さ方向z視において第1領域111と重なっている。また、共通電極用第1開口21は、主走査方向xに長く延びる形状であり、たとえばスリット状である。   The insulating layer 2 has a common electrode first opening 21 and a common electrode second opening 22. The first common electrode opening 21 penetrates the insulating layer 2 in the thickness direction z. In the present embodiment, the first opening for common electrode 21 overlaps the first region 111 when viewed in the thickness direction z. The first opening for common electrode 21 has a shape extending long in the main scanning direction x, for example, a slit shape.

共通電極用第2開口22は、絶縁層2を厚さ方向zに貫通している。本実施形態においては、共通電極用第2開口22は、厚さ方向z視において第2領域112と重なっている。   The second opening 22 for the common electrode penetrates the insulating layer 2 in the thickness direction z. In the present embodiment, the second opening 22 for the common electrode overlaps the second region 112 when viewed in the thickness direction z.

抵抗体層4は、半導体基板1に支持されており、本実施形態においては、絶縁層2上に形成されている。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有している。複数の発熱部41は、各々に選択的に通電されることにより、印刷媒体992を局所的に加熱するものである。複数の発熱部41は、主走査方向xに沿って配置されている。本実施形態においては、複数の発熱部41は、厚さ方向z視において封止半導体部材16に重なっており、より具体的には封止半導体部材主面161にその全てが重なっている。抵抗体層4は、たとえばTaNからなる。   The resistor layer 4 is supported by the semiconductor substrate 1 and is formed on the insulating layer 2 in this embodiment. The resistor layer 4 has a plurality of heat generating portions 41. The plurality of heat generating portions 41 locally heat the print medium 992 by being selectively energized. The plurality of heat generating portions 41 are arranged along the main scanning direction x. In the present embodiment, the plurality of heat generating portions 41 overlap the sealing semiconductor member 16 as viewed in the thickness direction z, and more specifically, all of them overlap the sealing semiconductor member main surface 161. The resistor layer 4 is made of TaN, for example.

発熱部41の形状は特に限定されないが、図4に示す例においては、発熱部41は、屈曲形状とされている。   Although the shape of the heat generating part 41 is not particularly limited, in the example illustrated in FIG. 4, the heat generating part 41 has a bent shape.

本実施形態においては、抵抗体層4は、抵抗側第1貫通導通部421および抵抗側第2貫通導通部422を有する。抵抗側第1貫通導通部421は、共通電極用第1開口21を通じて半導体基板1の主面11の第1領域111に接している。抵抗側第2貫通導通部422は、共通電極用第2開口22を通じて半導体基板1の主面11の第2領域112に接している。   In the present embodiment, the resistor layer 4 includes a resistance-side first through conduction portion 421 and a resistance-side second penetration conduction portion 422. The resistance-side first through conduction portion 421 is in contact with the first region 111 of the main surface 11 of the semiconductor substrate 1 through the first opening 21 for the common electrode. The resistance-side second through conduction portion 422 is in contact with the second region 112 of the main surface 11 of the semiconductor substrate 1 through the second opening 22 for the common electrode.

配線層3は、複数の発熱部41に通電するための導通経路を構成するためのものである。配線層3は、半導体基板1に支持されており、本実施形態においては、抵抗体層4上に積層されている。なお、配線層3は、半導体基板1と抵抗体層4との間に介在してもよい。配線層3は、抵抗体層4よりも低抵抗な金属材料からなり、本実施形態においては、高伝熱層301および低伝熱層302からなる。低伝熱層302は、半導体基板1側に設けられており、相対的に熱伝導率が小さい。高伝熱層301は、低伝熱層302上に積層されており、相対的に熱伝導率が大きい。低伝熱層302の材質としては、たとえばTiが挙げられる。高伝熱層301の材質としては、たとえばTiが挙げられる。   The wiring layer 3 is for configuring a conduction path for energizing the plurality of heat generating portions 41. The wiring layer 3 is supported by the semiconductor substrate 1 and is laminated on the resistor layer 4 in this embodiment. The wiring layer 3 may be interposed between the semiconductor substrate 1 and the resistor layer 4. The wiring layer 3 is made of a metal material having a resistance lower than that of the resistor layer 4. In the present embodiment, the wiring layer 3 is made of a high heat transfer layer 301 and a low heat transfer layer 302. The low heat transfer layer 302 is provided on the semiconductor substrate 1 side and has a relatively low thermal conductivity. The high heat transfer layer 301 is laminated on the low heat transfer layer 302 and has a relatively high thermal conductivity. An example of the material of the low heat transfer layer 302 is Ti. An example of the material of the high heat transfer layer 301 is Ti.

配線層3は、複数の個別電極31および共通電極32を有する。複数の個別電極31は、複数の発熱部41に各別に繋がっている。本実施形態においては、複数の個別電極31は、複数の発熱部41に対して、副走査方向yにおいて第2領域112側に位置している。   The wiring layer 3 has a plurality of individual electrodes 31 and a common electrode 32. The plurality of individual electrodes 31 are respectively connected to the plurality of heat generating portions 41. In the present embodiment, the plurality of individual electrodes 31 are located on the second region 112 side in the sub-scanning direction y with respect to the plurality of heat generating portions 41.

共通電極32は、複数の発熱部41を挟んで複数の個別電極31とは副走査方向yにおいて反対側に配置された部分を有している。また、実施形態の共通電極32は、複数の個別電極31よりも副走査方向y方向において第2領域112側(図3における図中左方側)に位置する部分を有している。共通電極32は、複数の発熱部41のすべてと導通している。なお、図3は、理解の便宜上、第2領域112において共通電極32を横切る断面を示しているが、主走査方向xにおける他の位置における断面では、配線層3は、共通電極32とは電位が異なり絶縁された複数の部分を有している。   The common electrode 32 has a portion disposed on the opposite side in the sub-scanning direction y from the plurality of individual electrodes 31 with the plurality of heat generating portions 41 interposed therebetween. Further, the common electrode 32 of the embodiment has a portion located on the second region 112 side (left side in the drawing in FIG. 3) in the sub-scanning direction y direction with respect to the plurality of individual electrodes 31. The common electrode 32 is electrically connected to all of the plurality of heat generating portions 41. 3 shows a cross section across the common electrode 32 in the second region 112 for convenience of understanding, but in the cross section at other positions in the main scanning direction x, the wiring layer 3 has a potential different from that of the common electrode 32. Are different and have a plurality of insulated parts.

図3および図4から理解されるように、本実施形態においては、抵抗体層4のうち複数の個別電極31と共通電極32との間において配線層3から露出した部分が、複数の発熱部41となっている。   As understood from FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, a portion of the resistor layer 4 exposed from the wiring layer 3 between the plurality of individual electrodes 31 and the common electrode 32 is a plurality of heat generating portions. 41.

低伝熱層302は、複数の第1低電熱領域3021および第2低電熱領域3022を有する。複数の第1低電熱領域3021は、複数の発熱部41に対して副走査方向yにおいて第2領域112側から接し且つ高伝熱層301から露出している。複数の個別電極31は、複数の第1低電熱領域3021を含む。   The low heat transfer layer 302 has a plurality of first low electric heat regions 3021 and second low electric heat regions 3022. The plurality of first low electrothermal regions 3021 are in contact with the plurality of heat generating portions 41 from the second region 112 side in the sub-scanning direction y and are exposed from the high heat transfer layer 301. The plurality of individual electrodes 31 includes a plurality of first low electric heating regions 3021.

第2低電熱領域3022は、複数の発熱部41に対して副走査方向yにおいて第1領域111側から接し且つ前記高伝熱層301から露出している。個別電極31は、第2低電熱領域3022を含む。   The second low electric heat region 3022 is in contact with the plurality of heat generating portions 41 from the first region 111 side in the sub-scanning direction y and is exposed from the high heat transfer layer 301. The individual electrode 31 includes a second low electric heating region 3022.

本実施形態においては、共通電極32は、配線側第1貫通導通部321および配線側第2貫通導通部322を有する。配線側第1貫通導通部321は、抵抗体層4の抵抗側第1貫通導通部421に接している。配線側第2貫通導通部322は、抵抗体層4の抵抗側第2貫通導通部422に接している。このような構成により、配線層3の共通電極32のうち厚さ方向z視において第1領域111と重なる部分は、絶縁層2の共通電極用第1開口21を通じて、抵抗側第1貫通導通部421を介することにより、半導体基板1と導通している。また、共通電極32のうち厚さ方向z視において第2領域112と重なる部分は、絶縁層2の共通電極用第2開口22を通じて、抵抗側第2貫通導通部422を介することにより、半導体基板1と導通している。この結果、本実施形態においては、複数の発熱部41に通電するための導通経路が、配線層3と半導体基板1とを含んでいる。より具体的には、共通電極32に流れる電流が半導体基板1を経由する構成となっている。   In the present embodiment, the common electrode 32 includes a wiring-side first through conduction portion 321 and a wiring-side second through conduction portion 322. The wiring side first through conduction part 321 is in contact with the resistance side first penetration conduction part 421 of the resistor layer 4. The wiring side second through conduction portion 322 is in contact with the resistance side second through conduction portion 422 of the resistor layer 4. With such a configuration, the portion of the common electrode 32 of the wiring layer 3 that overlaps the first region 111 in the thickness direction z view passes through the first opening 21 for the common electrode of the insulating layer 2 through the resistance-side first through conduction portion. The semiconductor substrate 1 is electrically connected by way of 421. In addition, the portion of the common electrode 32 that overlaps the second region 112 in the thickness direction z view passes through the second opening 22 for the common electrode of the insulating layer 2 and the resistance-side second through-conductive portion 422, whereby the semiconductor substrate 1 is conducting. As a result, in this embodiment, the conduction path for energizing the plurality of heat generating portions 41 includes the wiring layer 3 and the semiconductor substrate 1. More specifically, the current flowing through the common electrode 32 passes through the semiconductor substrate 1.

絶縁性保護層5は、配線層3および抵抗体層4を覆っている。絶縁性保護層5は、絶縁性の材料からなり、配線層3および抵抗体層4を保護している。絶縁性保護層5の材質は、たとえばSiO2である。 The insulating protective layer 5 covers the wiring layer 3 and the resistor layer 4. The insulating protective layer 5 is made of an insulating material and protects the wiring layer 3 and the resistor layer 4. The material of the insulating protective layer 5 is, for example, SiO 2 .

絶縁性保護層5は、導電性保護層用開口51、複数の制御素子用開口52および複数の配線部材用開口53を有する。導電性保護層用開口51は、厚さ方向z視において第1領域111と重なっており、共通電極32を露出させている。導電性保護層用開口51は、たとえば主走査方向xに長く延びる形状である。図示された例においては、導電性保護層用開口51は、厚さ方向z視において共通電極用第1開口21と重なっている。制御素子用開口52は、厚さ方向z視において第2領域112と重なっており、複数の個別電極31および共通電極32をそれぞれ露出させている。   The insulating protective layer 5 has a conductive protective layer opening 51, a plurality of control element openings 52, and a plurality of wiring member openings 53. The conductive protective layer opening 51 overlaps the first region 111 when viewed in the thickness direction z, and exposes the common electrode 32. The conductive protective layer opening 51 has, for example, a shape that extends long in the main scanning direction x. In the illustrated example, the conductive protective layer opening 51 overlaps the common electrode first opening 21 when viewed in the thickness direction z. The control element opening 52 overlaps the second region 112 when viewed in the thickness direction z, and exposes the plurality of individual electrodes 31 and the common electrode 32, respectively.

複数の配線部材用開口53は、複数の制御素子用開口52に対して複数の発熱部41とは副走査方向yにおいて反対側に設けられている。複数の配線部材用開口53は、配線層3の共通電極32や、x方向において共通電極32とは異なる位置に設けられ且つ共通電極32とは絶縁された配線層3の他の部分をそれぞれ露出させている。   The plurality of wiring member openings 53 are provided on the opposite side of the plurality of heating elements 41 in the sub-scanning direction y with respect to the plurality of control element openings 52. The plurality of wiring member openings 53 respectively expose the common electrode 32 of the wiring layer 3 and other portions of the wiring layer 3 provided at positions different from the common electrode 32 in the x direction and insulated from the common electrode 32. I am letting.

導電性保護層6は、厚さ方向z視において複数の発熱部41と重なり且つ絶縁性保護層5上に積層されている。導電性保護層6は、導電性材料からなり、たとえばAlNからなる。導電性保護層6は、厚さ方向z視において第1領域111と重なる部分を有しており、保護層貫通導電部61を有する。保護層貫通導電部61は、導電性保護層用開口51を通じて共通電極32に接している。   The conductive protective layer 6 overlaps the plurality of heat generating portions 41 in the thickness direction z and is laminated on the insulating protective layer 5. The conductive protective layer 6 is made of a conductive material, for example, AlN. The conductive protective layer 6 has a portion that overlaps the first region 111 when viewed in the thickness direction z, and has a protective layer penetrating conductive portion 61. The protective layer penetrating conductive portion 61 is in contact with the common electrode 32 through the conductive protective layer opening 51.

複数の制御素子7は、配線層3に導通し且つ複数の発熱部41に個別に通電させるためのものである。複数の制御素子7は、主走査方向xに配列されている。複数の制御素子7は、厚さ方向z視において共通電極用第2開口22と重なっている。   The plurality of control elements 7 are for conducting to the wiring layer 3 and individually energizing the plurality of heat generating portions 41. The plurality of control elements 7 are arranged in the main scanning direction x. The plurality of control elements 7 overlap with the second opening 22 for the common electrode in the thickness direction z view.

本実施形態においては、サーマルプリントヘッドA1は、制御素子用パッド381を有する。制御素子用パッド381は、Cu,Ni等の金属からなり、制御素子用開口52に形成されている。制御素子7は、複数の制御素子電極71を有している。制御素子電極71は、制御素子用パッド381に導電性接合材79を介して導通接合されている。導電性接合材79は、たとえばはんだである。   In the present embodiment, the thermal print head A1 has a control element pad 381. The control element pad 381 is made of a metal such as Cu or Ni, and is formed in the control element opening 52. The control element 7 has a plurality of control element electrodes 71. The control element electrode 71 is conductively bonded to the control element pad 381 via a conductive bonding material 79. The conductive bonding material 79 is, for example, solder.

本実施形態においては、制御素子7は、導電性保護層6の厚さ方向z上方の面である導電性保護層表面S6よりも、厚さ方向zにおいて半導体基板1側に位置している。また、制御素子7は、抵抗体層4の厚さ方向z上方の面である抵抗体層表面S4よりも、厚さ方向zにおいて半導体基板1側に位置している。   In the present embodiment, the control element 7 is located closer to the semiconductor substrate 1 in the thickness direction z than the conductive protection layer surface S6 that is the surface above the thickness direction z of the conductive protection layer 6. Further, the control element 7 is located on the semiconductor substrate 1 side in the thickness direction z with respect to the resistor layer surface S4 that is a surface above the thickness direction z of the resistor layer 4.

配線部材92は、配線層3とたとえばプリンタの電源部(図示略)とを導通させるためのものである。配線部材92は、たとえばプリント配線基板である。このような配線部材92は、たとえば樹脂層921、配線層922および保護層923を有する。樹脂層921は、可撓性を有する樹脂からなる。配線層922は、樹脂層921に積層されており、たとえばCu等の金属からなる。保護層923は、樹脂層921に対して配線層922とは反対側に積層されており、樹脂層921および配線層922を保護する層である。   The wiring member 92 is for electrically connecting the wiring layer 3 to, for example, a power supply unit (not shown) of the printer. The wiring member 92 is, for example, a printed wiring board. Such a wiring member 92 includes, for example, a resin layer 921, a wiring layer 922, and a protective layer 923. The resin layer 921 is made of a flexible resin. The wiring layer 922 is laminated on the resin layer 921 and is made of a metal such as Cu, for example. The protective layer 923 is laminated on the side opposite to the wiring layer 922 with respect to the resin layer 921, and is a layer that protects the resin layer 921 and the wiring layer 922.

サーマルプリントヘッドA1は、配線部材用パッド382を有している。配線部材用パッド382は、絶縁性保護層5の配線部材用開口53に形成されており、Cu,Ni等の金属からなる。配線部材92の配線層922は、配線部材用パッド382に対して導通接合されている。なお、サーマルプリントヘッドA1は、複数の配線部材用パッド382を有している。図3に示す配線部材用パッド382は、共通電極32と導通している。複数の配線部材用パッド382の幾つかは、配線層3のうち共通電極32とは絶縁された、図3とは異なる位置に設けられた他の部分に導通している。   The thermal print head A1 has a wiring member pad 382. The wiring member pad 382 is formed in the wiring member opening 53 of the insulating protective layer 5 and is made of a metal such as Cu or Ni. The wiring layer 922 of the wiring member 92 is conductively bonded to the wiring member pad 382. The thermal print head A1 has a plurality of wiring member pads 382. The wiring member pad 382 shown in FIG. 3 is electrically connected to the common electrode 32. Some of the plurality of wiring member pads 382 are electrically connected to other portions of the wiring layer 3 that are insulated from the common electrode 32 and provided at positions different from those in FIG.

支持部材91は、半導体基板1を支持している。支持部材91は、たとえばAl等の金属からなる。支持部材91は、凹部911を有している。凹部911は、半導体基板1を収容する部位であり、半導体基板1を支持している。半導体基板1は、凹部911に対してたとえば接合層919によって接合されている。接合層919は、半導体基板1からの熱を支持部材91に伝えるとともに、半導体基板1と支持部材91とを絶縁しうるものが好ましい。このような接合層919として、たとえば樹脂系接着剤が挙げられる。   The support member 91 supports the semiconductor substrate 1. The support member 91 is made of a metal such as Al. The support member 91 has a recess 911. The recess 911 is a part that accommodates the semiconductor substrate 1 and supports the semiconductor substrate 1. The semiconductor substrate 1 is bonded to the recess 911 by, for example, a bonding layer 919. The bonding layer 919 is preferably capable of transferring heat from the semiconductor substrate 1 to the support member 91 and insulating the semiconductor substrate 1 and the support member 91. An example of such a bonding layer 919 is a resin adhesive.

支持部材91の寸法は、特に限定されず、その一例を挙げると、副走査方向y寸法が、5.0mm〜8.0mm程度、x方向寸法が、100mm〜150mm程度である。また、厚さ方向z寸法が、2.0〜4.0mm程度である。   The dimension of the support member 91 is not particularly limited, and as an example, the sub-scanning direction y dimension is about 5.0 mm to 8.0 mm, and the x direction dimension is about 100 mm to 150 mm. Moreover, the thickness direction z dimension is about 2.0-4.0 mm.

保護樹脂8は、制御素子7を保護しており、たとえば絶縁性の樹脂からなる。また、保護樹脂8は、厚さ方向z視において凸状部13の第2傾斜側面132と重なり、天面130および封止半導体部材16を露出させている。本実施形態においては、保護樹脂8は、配線部材92の一部を覆っている。   The protective resin 8 protects the control element 7 and is made of, for example, an insulating resin. Further, the protective resin 8 overlaps the second inclined side surface 132 of the convex portion 13 as viewed in the thickness direction z, and exposes the top surface 130 and the sealing semiconductor member 16. In the present embodiment, the protective resin 8 covers a part of the wiring member 92.

次に、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例について、図6〜13を参照しつつ以下に説明する。   Next, an example of a manufacturing method of the thermal print head A1 will be described below with reference to FIGS.

まず、半導体基板材料を用意する。半導体基板材料は、低抵抗な半導体材料からなりたとえばSiに金属元素がドープされた材質からなる。また、この半導体基板材料は、(100)面を有する。この(100)面を所定のマスク層で覆った後に、たとえばKOHを用いた異方性エッチングを行う。これにより、図6に示す半導体基板1が得られる。主面11および天面130は、(100)面である。第1傾斜側面131および第2傾斜側面132は、異方性エッチングによって形成された傾斜面であり、主面11となす角度が、それぞれ54.7度である。なお、本手法と異なり、切削加工等を用いて半導体基板1を形成してもよい。   First, a semiconductor substrate material is prepared. The semiconductor substrate material is made of a low-resistance semiconductor material, for example, a material obtained by doping Si with a metal element. The semiconductor substrate material has a (100) plane. After covering the (100) surface with a predetermined mask layer, anisotropic etching using, for example, KOH is performed. Thereby, the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 6 is obtained. The main surface 11 and the top surface 130 are (100) planes. The first inclined side surface 131 and the second inclined side surface 132 are inclined surfaces formed by anisotropic etching, and the angles formed with the main surface 11 are 54.7 degrees, respectively. Note that unlike the present method, the semiconductor substrate 1 may be formed using cutting or the like.

次いで、天面130に対して、たとえばKOHを用いた異方性エッチングを2回施す。これにより、図7に示す第1凹部151および第2凹部152を有する凹部15が形成された半導体基板1が得られる。   Next, anisotropic etching using, for example, KOH is performed twice on the top surface 130. Thereby, the semiconductor substrate 1 in which the concave portion 15 having the first concave portion 151 and the second concave portion 152 shown in FIG. 7 is formed is obtained.

次いで、図8に示すように、封止半導体部材16によって凹部15を覆う。凹部15の第2凹部152の第2凹部底面1521に封止半導体部材16の封止半導体部材裏面162を接合する。この接合は、たとえばはんだ等からなる接合層169による。なお、第2凹部底面1521および封止半導体部材裏面162には、接合層169との接合力を高めるために、はんだ濡れ性が比較的良好な金属めっき層を形成しておいてもよい。   Next, as shown in FIG. 8, the recess 15 is covered with the sealing semiconductor member 16. The sealing semiconductor member back surface 162 of the sealing semiconductor member 16 is joined to the second recess bottom surface 1521 of the second recess 152 of the recess 15. This joining is performed by a joining layer 169 made of, for example, solder. Note that a metal plating layer having relatively good solder wettability may be formed on the second recess bottom surface 1521 and the sealing semiconductor member back surface 162 in order to increase the bonding force with the bonding layer 169.

次いで、図9に示すように、絶縁層2を形成する。絶縁層2の形成は、たとえばCVDを用いてSiO2を堆積させることによって行う。また、エッチング等によって、共通電極用第1開口21および共通電極用第2開口22を形成する。 Next, as shown in FIG. 9, the insulating layer 2 is formed. The insulating layer 2 is formed by depositing SiO 2 using, for example, CVD. Further, the common electrode first opening 21 and the common electrode second opening 22 are formed by etching or the like.

次いで、図10に示すように、抵抗体層4を形成する。抵抗体層4の形成は、たとえば、スパッタリングによって絶縁層2上にTaNの薄膜を形成することによって行う。次いで、抵抗体層4を覆う配線層3を形成する。配線層3の形成は、たとえばめっきやスパッタリング等によってTiからなる高伝熱層301を形成した後にCuからなる低伝熱層302を形成することによって行う。   Next, as shown in FIG. 10, the resistor layer 4 is formed. The resistor layer 4 is formed, for example, by forming a TaN thin film on the insulating layer 2 by sputtering. Next, the wiring layer 3 that covers the resistor layer 4 is formed. The wiring layer 3 is formed by forming the high heat transfer layer 301 made of Ti, for example, by plating or sputtering, and then forming the low heat transfer layer 302 made of Cu.

次いで、抵抗体層4、高伝熱層301および低伝熱層302に対して、選択的なエッチングを適宜施すことにより、抵抗体層4、高伝熱層301および低伝熱層302をパターニングする。これにより、配線層3には、複数の個別電極31および共通電極32が形成される。また、抵抗体層4には、複数の発熱部41が形成される。また、低伝熱層302は、第1低電熱領域3021および第2低電熱領域3022を有するものとなる。共通電極32は、配線側第1貫通導通部321および配線側第2貫通導通部322を有する。抵抗体層4は、抵抗側第1貫通導通部421および抵抗側第2貫通導通部422を有する。   Next, the resistor layer 4, the high heat transfer layer 301 and the low heat transfer layer 302 are appropriately subjected to selective etching, thereby patterning the resistor layer 4, the high heat transfer layer 301 and the low heat transfer layer 302. To do. Thereby, a plurality of individual electrodes 31 and a common electrode 32 are formed in the wiring layer 3. The resistor layer 4 is formed with a plurality of heat generating portions 41. In addition, the low heat transfer layer 302 has a first low electric heat region 3021 and a second low electric heat region 3022. The common electrode 32 includes a wiring-side first through conduction portion 321 and a wiring-side second through conduction portion 322. The resistor layer 4 includes a resistance-side first through conduction portion 421 and a resistance-side second penetration conduction portion 422.

次いで、図12に示すように、絶縁性保護層5を形成する。絶縁性保護層5の形成は、たとえばCVDを用いて絶縁層2、配線層3および抵抗体層4上にSiO2を堆積させた後に、エッチング等を行うことにより実行される。次いで、導電性保護層6を形成する。 Next, as shown in FIG. 12, the insulating protective layer 5 is formed. The insulating protective layer 5 is formed by depositing SiO 2 on the insulating layer 2, the wiring layer 3, and the resistor layer 4 by using, for example, CVD, and then performing etching or the like. Next, the conductive protective layer 6 is formed.

次いで、制御素子用パッド381および配線部材用パッド382を形成する。次いで、配線部材92を配線部材用パッド382に接合する。そして、半導体基板1を支持部材91に接合層919を用いて接合した後に保護樹脂8を形成する。以上の工程を経ることにより、サーマルプリントヘッドA1が得られる。   Next, a control element pad 381 and a wiring member pad 382 are formed. Next, the wiring member 92 is bonded to the wiring member pad 382. After the semiconductor substrate 1 is bonded to the support member 91 using the bonding layer 919, the protective resin 8 is formed. Through the above steps, the thermal print head A1 is obtained.

次に、サーマルプリントヘッドA1の作用について説明する。   Next, the operation of the thermal print head A1 will be described.

本実施形態によれば、複数の発熱部41と半導体基板1との間に凹部15が介在する。このため、複数の発熱部41からの熱が半導体基板1へと過大に伝わってしまうことを回避することが可能である。したがって、サーマルプリントヘッドA1による印字の高速化を図ることができる。   According to the present embodiment, the recess 15 is interposed between the plurality of heat generating portions 41 and the semiconductor substrate 1. For this reason, it is possible to avoid that the heat from the plurality of heat generating portions 41 is excessively transmitted to the semiconductor substrate 1. Therefore, the printing speed of the thermal print head A1 can be increased.

凹部15が、第1凹部151および第2凹部152を有している。第2凹部側面1522および封止半導体部材16の封止半導体部材側面163は、いずれも主面11となす角度が54.7度である。このため、第2凹部側面1522と封止半導体部材側面163との隙間を縮小することが可能であり、絶縁層2に意図しない段差等が生じることを抑制することができる。天面130と封止半導体部材主面161とが面一である構成は、絶縁層2に意図しない段差等が生じることを抑制するのに好ましい。   The recess 15 has a first recess 151 and a second recess 152. The angle between the second recess side surface 1522 and the sealing semiconductor member side surface 163 of the sealing semiconductor member 16 and the main surface 11 is 54.7 degrees. For this reason, it is possible to reduce the clearance gap between the 2nd recessed part side surface 1522 and the sealing semiconductor member side surface 163, and it can suppress that the level | step difference etc. which are not intended in the insulating layer 2 arise. The configuration in which the top surface 130 and the sealing semiconductor member main surface 161 are flush with each other is preferable for suppressing occurrence of an unintended step or the like in the insulating layer 2.

半導体基板1には、凸状部13が形成されている。複数の発熱部41は、厚さ方向z視において天面130に設けられた封止半導体部材16と重なる。これにより、印刷媒体992に対して複数の発熱部41を含む部位をより高い圧力で押し付けることが可能である。これは、印字の高速化に好ましい。   A convex portion 13 is formed on the semiconductor substrate 1. The plurality of heat generating portions 41 overlap the sealing semiconductor member 16 provided on the top surface 130 as viewed in the thickness direction z. As a result, it is possible to press the portion including the plurality of heat generating portions 41 against the print medium 992 with higher pressure. This is preferable for speeding up printing.

凸状部13は、天面130、第1傾斜側面131および第2傾斜側面132を有する。天面130は、主面11と平行な平面であり、複数の発熱部41を形成する部位として好ましい。第1傾斜側面131および第2傾斜側面132を有する構成は、これらを跨ぐように配線層3および抵抗体層4を形成するのに適している。   The convex portion 13 has a top surface 130, a first inclined side surface 131, and a second inclined side surface 132. The top surface 130 is a plane parallel to the main surface 11 and is preferable as a part where the plurality of heat generating portions 41 are formed. The configuration having the first inclined side surface 131 and the second inclined side surface 132 is suitable for forming the wiring layer 3 and the resistor layer 4 so as to straddle them.

配線層3は、第1低電熱領域3021を有している。これにより、複数の発熱部41において発生した熱は、第1低電熱領域3021を介して第2領域112側へと伝えられる。第1低電熱領域3021を構成する低伝熱層302は、高伝熱層301と比べて熱伝導率が小である。したがって、複数の発熱部41からの熱が第2領域112側へと過大に伝わることを防止することができる。   The wiring layer 3 has a first low electric heating region 3021. Thereby, the heat generated in the plurality of heat generating portions 41 is transmitted to the second region 112 side via the first low electric heating region 3021. The low heat transfer layer 302 constituting the first low electric heat region 3021 has a lower thermal conductivity than the high heat transfer layer 301. Therefore, it is possible to prevent heat from the plurality of heat generating portions 41 from being excessively transmitted to the second region 112 side.

また、配線層3は、第2低電熱領域3022を有している。これにより、複数の発熱部41は、副走査方向yにおいて第1低電熱領域3021および第2低電熱領域3022に挟まれた格好となっている。したがって、複数の発熱部41において発生した熱を、複数の発熱部41以外の部分に伝えられることを抑制可能であり、印刷媒体992により多くの熱を伝えることができる。   Further, the wiring layer 3 has a second low electric heating region 3022. Accordingly, the plurality of heat generating portions 41 are sandwiched between the first low electric heating region 3021 and the second low electric heating region 3022 in the sub-scanning direction y. Therefore, it is possible to suppress the heat generated in the plurality of heat generating units 41 from being transmitted to portions other than the plurality of heat generating units 41, and more heat can be transmitted to the print medium 992.

また、制御素子7は、第2領域112に配置されており、厚さ方向zにおいて導電性保護層表面S6よりも主面11側に位置している。これにより、制御素子7と印刷媒体992との干渉を回避することができる。さらに、制御素子7が、厚さ方向zにおいて抵抗体層表面S4よりも主面11側に位置していることは、制御素子7と印刷媒体992との干渉を回避するのに好ましい。   The control element 7 is disposed in the second region 112 and is located closer to the main surface 11 than the conductive protective layer surface S6 in the thickness direction z. Thereby, interference between the control element 7 and the print medium 992 can be avoided. Furthermore, it is preferable that the control element 7 is located on the main surface 11 side of the resistor layer surface S4 in the thickness direction z in order to avoid interference between the control element 7 and the print medium 992.

また、複数の発熱部41に通電するための導通経路が、半導体基板1を含んでいる。半導体基板1によって導通が図られることにより、それに相当する部分を配線層3の一部として形成する必要が無い。これにより、主面11側に設けるべき配線層3の面積を縮小することが可能である。この結果、配線層3を形成するための領域を拡大することが可能であり、複数の発熱部41を小型化および挟ピッチ化することに対応して、配線層3をより容易に形成することができる。したがって、印字の精細化を図ることができる。   Further, the conduction path for energizing the plurality of heat generating portions 41 includes the semiconductor substrate 1. Since conduction is achieved by the semiconductor substrate 1, it is not necessary to form a corresponding portion as a part of the wiring layer 3. Thereby, the area of the wiring layer 3 to be provided on the main surface 11 side can be reduced. As a result, the area for forming the wiring layer 3 can be enlarged, and the wiring layer 3 can be formed more easily in response to the downsizing and pitching of the plurality of heat generating portions 41. Can do. Therefore, it is possible to achieve fine printing.

また、半導体基板1は、共通電極32と導通している。共通電極32は、複数の発熱部41のすべてと導通する部位である。このため、半導体基板1を、互いに絶縁された複数の部位に分割するなどを強いられない。   The semiconductor substrate 1 is electrically connected to the common electrode 32. The common electrode 32 is a portion that is electrically connected to all of the plurality of heat generating portions 41. For this reason, it is not forced to divide the semiconductor substrate 1 into a plurality of parts insulated from each other.

半導体基板1は、共通電極用第1開口21および共通電極用第2開口22を通じて配線側第1貫通導通部321および配線側第2貫通導通部322と接している。共通電極用第1開口21および共通電極用第2開口22と配線側第1貫通導通部321および配線側第2貫通導通部322は、複数の発熱部41を副走査方向yに挟んでいる。このような配置により、導通経路のうち半導体基板1によって構成される部分は、複数の発熱部41を厚さ方向zにおいてバイパスする格好となる。これは、複数の発熱部41の小型化および挟ピッチ化に好ましい。   The semiconductor substrate 1 is in contact with the wiring side first through conduction portion 321 and the wiring side second through conduction portion 322 through the common electrode first opening 21 and the common electrode second opening 22. The first opening for common electrode 21, the second opening for common electrode 22, the wiring side first through conduction portion 321 and the wiring side second penetration conduction portion 322 sandwich the plurality of heat generating portions 41 in the sub-scanning direction y. With such an arrangement, the portion constituted by the semiconductor substrate 1 in the conduction path is in a form of bypassing the plurality of heat generating portions 41 in the thickness direction z. This is preferable for reducing the size and the pitch between the plurality of heat generating portions 41.

さらに、導通経路のうち半導体基板1によって構成される部分は、厚さ方向z視において複数の制御素子7に重なっている。これにより、配線層3と複数の制御素子7との干渉を抑制することが可能である。   Furthermore, the part comprised by the semiconductor substrate 1 among the conduction | electrical_connection paths has overlapped with the several control element 7 in thickness direction z view. Thereby, interference between the wiring layer 3 and the plurality of control elements 7 can be suppressed.

共通電極用第1開口21は、主走査方向xに長く延びている。これにより、配線層3と半導体基板1との接触抵抗を低減することができる。   The first common electrode opening 21 extends in the main scanning direction x. Thereby, the contact resistance between the wiring layer 3 and the semiconductor substrate 1 can be reduced.

絶縁性保護層5は、保護層貫通導電部61を通じて配線層3の共通電極32と導通している。絶縁性保護層5は、印刷媒体992と擦れ合う部分であり、静電気が帯電しやすい。この帯電した電荷を配線層3の共通電極32へと適切に逃がすことが可能である。   The insulating protective layer 5 is electrically connected to the common electrode 32 of the wiring layer 3 through the protective layer penetrating conductive portion 61. The insulating protective layer 5 is a portion that rubs against the print medium 992, and is easily charged with static electricity. This charged charge can be appropriately released to the common electrode 32 of the wiring layer 3.

図14は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。   FIG. 14 shows another embodiment of the present invention. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.

図14に示すサーマルプリントヘッドA2は、複数の発熱部41の構成および絶縁性保護層5の構成が上述したサーマルプリントヘッドA1と異なっている。   A thermal print head A2 shown in FIG. 14 is different from the above-described thermal print head A1 in the configuration of the plurality of heat generating portions 41 and the configuration of the insulating protective layer 5.

本実施形態においては、複数の発熱部41は、抵抗体層4の一部と第1延長抵抗体層451および第2延長抵抗体層452とによって構成されている。絶縁性保護層5は、互いに積層された第1絶縁保護層501、第2絶縁保護層502および第3絶縁保護層503を有する。   In the present embodiment, the plurality of heat generating portions 41 are constituted by a part of the resistor layer 4, the first extension resistor layer 451, and the second extension resistor layer 452. The insulating protective layer 5 includes a first insulating protective layer 501, a second insulating protective layer 502, and a third insulating protective layer 503 that are stacked on each other.

発熱部41は、抵抗体層4のうち個別電極31および共通電極32の間に位置する部分と、抵抗体層4のうち個別電極31および共通電極32の間に位置する部分に第1絶縁保護層501を挟んで積層された第1延長抵抗体層451と、第1延長抵抗体層451に第2絶縁保護層502を挟んで積層された第2延長抵抗体層452と、を含む。   The heat generating portion 41 has a first insulation protection on a portion of the resistor layer 4 positioned between the individual electrode 31 and the common electrode 32 and a portion of the resistor layer 4 positioned between the individual electrode 31 and the common electrode 32. A first extension resistor layer 451 stacked with the layer 501 sandwiched therebetween, and a second extension resistor layer 452 stacked with the second insulation protective layer 502 sandwiched between the first extension resistor layer 451.

抵抗体層4は、個別電極31および共通電極32の間に位置する部分と第1領域111側に位置する部分とを絶縁させる絶縁部43を有する。   The resistor layer 4 includes an insulating portion 43 that insulates a portion located between the individual electrode 31 and the common electrode 32 from a portion located on the first region 111 side.

抵抗体層4のうち個別電極31および共通電極32の間に位置する部分と第1延長抵抗体層451とは、副走査方向yにおいて第1領域111側の部分同士が接している。第1絶縁保護層501は、抵抗体層4と第1延長抵抗体層451とを接死させる第1個別側導通用開口5011を有する。   A portion of the resistor layer 4 located between the individual electrode 31 and the common electrode 32 and the first extended resistor layer 451 are in contact with each other on the first region 111 side in the sub-scanning direction y. The first insulating protective layer 501 has a first individual-side conduction opening 5011 for bringing the resistor layer 4 and the first extended resistor layer 451 into contact with each other.

第1延長抵抗体層451と第2延長抵抗体層452とは、副走査方向yにおいて第2領域112側の部分同士が接している。第2絶縁保護層502は、第1延長抵抗体層451と第2延長抵抗体層452とを接しさせる第2個別側導通用開口5021を有する。   The first extended resistor layer 451 and the second extended resistor layer 452 are in contact with each other on the second region 112 side in the sub-scanning direction y. The second insulating protective layer 502 has a second individual-side conduction opening 5021 that contacts the first extension resistor layer 451 and the second extension resistor layer 452.

このような実施形態によっても、印字の高速化を図ることができる。また、抵抗体層4、第1延長抵抗体層451および第2延長抵抗体層452によって発熱部41を構成することにより、発熱部41の導通経路を延長することが可能である。これにより、発熱部41における発熱量を増加することが可能であり、印字の高速化に有利である。   Also according to such an embodiment, the printing speed can be increased. In addition, by forming the heat generating portion 41 with the resistor layer 4, the first extended resistor layer 451, and the second extended resistor layer 452, the conduction path of the heat generating portion 41 can be extended. Thereby, it is possible to increase the amount of heat generated in the heat generating portion 41, which is advantageous for speeding up printing.

本発明に係るサーマルプリントヘッドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The thermal print head according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the thermal print head according to the present invention can be varied in design in various ways.

A1,A2 :サーマルプリントヘッド
1 :半導体基板
2 :絶縁層
3 :配線層
4 :抵抗体層
5 :絶縁性保護層
6 :導電性保護層
7 :制御素子
8 :保護樹脂
11 :主面
12 :裏面
13 :凸状部
15 :凹部
16 :封止半導体部材
21 :共通電極用第1開口
22 :共通電極用第2開口
31 :個別電極
32 :共通電極
41 :発熱部
43 :絶縁部
51 :導電性保護層用開口
52 :制御素子用開口
53 :配線部材用開口
61 :保護層貫通導電部
71 :制御素子電極
79 :導電性接合材
91 :支持部材
92 :配線部材
111 :第1領域
112 :第2領域
130 :天面
131 :第1傾斜側面
132 :第2傾斜側面
151 :第1凹部
152 :第2凹部
161 :封止半導体部材主面
162 :封止半導体部材裏面
163 :封止半導体部材側面
169 :接合層
301 :高伝熱層
302 :低伝熱層
321 :配線側第1貫通導通部
322 :配線側第2貫通導通部
381 :制御素子用パッド
382 :配線部材用パッド
421 :抵抗側第1貫通導通部
422 :抵抗側第2貫通導通部
451 :第1延長抵抗体層
452 :第2延長抵抗体層
501 :第1絶縁保護層
502 :第2絶縁保護層
503 :第3絶縁保護層
911 :凹部
919 :接合層
921 :樹脂層
922 :配線層
923 :保護層
991 :プラテンローラ
992 :印刷媒体
1511 :第1凹部底面
1512 :第1凹部側面
1521 :第2凹部底面
1522 :第2凹部側面
3021 :第1低電熱領域
3022 :第2低電熱領域
5011 :第1個別側導通用開口
5021 :第2個別側導通用開口
S4 :抵抗体層表面
S6 :導電性保護層表面
x :主走査方向
y :副走査方向
z :厚さ方向
A1, A2: Thermal print head 1: Semiconductor substrate 2: Insulating layer 3: Wiring layer 4: Resistor layer 5: Insulating protective layer 6: Conductive protective layer 7: Control element 8: Protective resin 11: Main surface 12: Back surface 13: Convex part 15: Concave part 16: Sealing semiconductor member 21: First opening for common electrode 22: Second opening for common electrode 31: Individual electrode 32: Common electrode 41: Heat generating part 43: Insulating part 51: Conductive Protective layer opening 52: control element opening 53: wiring member opening 61: protective layer through conductive portion 71: control element electrode 79: conductive bonding material 91: support member 92: wiring member 111: first region 112: 2nd area | region 130: Top surface 131: 1st inclination side surface 132: 2nd inclination side surface 151: 1st recessed part 152: 2nd recessed part 161: Sealing semiconductor member main surface 162: Sealing semiconductor member back surface 163: Sealing semiconductor member ~ side 169: Bonding layer 301: High heat transfer layer 302: Low heat transfer layer 321: Wiring side first through conduction portion 322: Wiring side second through conduction portion 381: Control element pad 382: Wiring member pad 421: Resistance side 1st penetration conduction | electrical_connection part 422: Resistance side 2nd penetration conduction | electrical_connection part 451: 1st extension resistance body layer 452: 2nd extension resistance body layer 501: 1st insulation protection layer 502: 2nd insulation protection layer 503: 3rd insulation protection Layer 911: Concave portion 919: Bonding layer 921: Resin layer 922: Wiring layer 923: Protective layer 991: Platen roller 992: Print medium 1511: First concave bottom surface 1512: First concave side surface 1521: Second concave bottom surface 1522: Second Concave side surface 3021: first low electric heating region 3022: second low electric heating region 5011: first individual side conduction opening 5021: second individual side conduction opening S4: resistor layer surface S6 Conductive protective layer surface x: main scanning direction y: the sub-scanning direction z: thickness direction

Claims (42)

厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記主面側に支持され且つ通電によって発熱する主走査方向に配列された複数の発熱部を構成する抵抗体層と、
前記半導体基板に支持され且つ前記複数の発熱部に通電するための導通経路に含まれる配線層と、
前記配線層および抵抗体層を覆う絶縁性保護層と、を備えるサーマルプリントヘッドであって、
前記半導体基板は、前記主面側から前記裏面側に凹む凹部を有し、
前記厚さ方向において互いに反対側を向く封止半導体部材主面および封止半導体部材裏面と、これらの封止半導体部材主面および封止半導体部材裏面を繋ぐ封止半導体部材側面とを有し且つ前記凹部を塞ぐ封止半導体部材をさらに備え、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向視において前記封止半導体部材と重なることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
A semiconductor substrate having a main surface and a back surface facing away from each other in the thickness direction;
A resistor layer that is supported on the main surface side of the semiconductor substrate and constitutes a plurality of heat generating portions arranged in a main scanning direction that generates heat by energization;
A wiring layer supported by the semiconductor substrate and included in a conduction path for energizing the plurality of heat generating portions;
An insulating protective layer covering the wiring layer and the resistor layer, and a thermal print head comprising:
The semiconductor substrate has a recess that is recessed from the main surface side to the back surface side,
A sealing semiconductor member main surface and a sealing semiconductor member back surface facing opposite sides in the thickness direction, and a sealing semiconductor member side surface connecting these sealing semiconductor member main surface and sealing semiconductor member back surface; A sealing semiconductor member for closing the recess;
The thermal print head, wherein the plurality of heat generating portions overlap with the sealing semiconductor member in the thickness direction view.
前記凹部は、主走査方向に長く延びている、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 1, wherein the recess extends long in the main scanning direction. 前記封止半導体部材は、主走査方向に長く延びている、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 2, wherein the sealing semiconductor member extends long in a main scanning direction. 前記凹部は、前記厚さ方向において前記裏面側に位置する第1凹部と、当該第1凹部に対して前記裏面とは反対側に位置する第2凹部とを有する、請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。   4. The thermal device according to claim 3, wherein the recess has a first recess located on the back surface side in the thickness direction, and a second recess positioned on the opposite side of the back surface with respect to the first recess. Print head. 前記第1凹部は、前記主面と平行な第1凹部底面と、当該第1凹部に繋がる第1凹部側面とを有する、請求項4に記載のサーマルプリントヘッド。   5. The thermal print head according to claim 4, wherein the first recess has a first recess bottom surface parallel to the main surface and a first recess side surface connected to the first recess. 前記第2凹部は、前記第1凹部に繋がり且つ前記主面と平行な第2凹部底面を有する、請求項5に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 5, wherein the second recess has a bottom surface of a second recess that is connected to the first recess and parallel to the main surface. 前記第2凹部底面は、前記厚さ方向視において前記第1凹部を囲む環状である、請求項6に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 6, wherein the bottom surface of the second concave portion is an annular shape surrounding the first concave portion when viewed in the thickness direction. 前記封止半導体部材の前記封止半導体部材裏面と前記第2凹部底面とが接合されている、請求項7に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 7, wherein the back surface of the sealing semiconductor member of the sealing semiconductor member and the bottom surface of the second recess are joined. 前記第2凹部は、前記第2凹部底面に繋がる第2凹部側面を有する、請求項8に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 8, wherein the second recess has a second recess side surface connected to the bottom surface of the second recess. 前記半導体基板は、前記主面から厚さ方向に突出し且つ主走査方向に長く延びる凸状部を有し、
前記凹部は、前記凸状部から凹んでいる、請求項9に記載のサーマルプリントヘッド。
The semiconductor substrate has a convex portion protruding in the thickness direction from the main surface and extending in the main scanning direction,
The thermal print head according to claim 9, wherein the concave portion is recessed from the convex portion.
前記主面は、前記凸状部を挟んで副走査方向に互いに離間する第1領域および第2領域を有する、請求項10に記載のサーマルプリントヘッド。   11. The thermal print head according to claim 10, wherein the main surface has a first region and a second region that are separated from each other in the sub-scanning direction across the convex portion. 前記凸状部は、前記主面と平行であり且つ前記主面から前記厚さ方向に離間した天面、当該天面と前記第1領域との間に介在し且つ前記主面に対して傾斜した第1傾斜側面と、前記天面と前記第2領域との間に介在し且つ前記主面に対して傾斜した第2傾斜側面と、を有し、
前記凹部は、前記天面から凹んでいる、請求項11に記載のサーマルプリントヘッド。
The convex portion is parallel to the main surface and spaced apart from the main surface in the thickness direction, interposed between the top surface and the first region, and inclined with respect to the main surface A first inclined side surface, and a second inclined side surface interposed between the top surface and the second region and inclined with respect to the main surface,
The thermal print head according to claim 11, wherein the recess is recessed from the top surface.
前記半導体基板は、Siからなり、
前記主面および前記天面は、(100)面である、請求項12に記載のサーマルプリントヘッド。
The semiconductor substrate is made of Si,
The thermal print head according to claim 12, wherein the main surface and the top surface are (100) surfaces.
前記第1傾斜側面および第2傾斜側面が前記天面となす角度は、54.7度である、請求項13に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 13, wherein an angle formed by the first inclined side surface and the second inclined side surface with the top surface is 54.7 degrees. 前記第1凹部側面が前記天面となす角度は、54.7度である、請求項14に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 14, wherein an angle formed by the side surface of the first concave portion with the top surface is 54.7 degrees. 前記第2凹部側面が前記天面となす角度は、54.7度である、請求項15に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 15, wherein an angle formed by a side surface of the second concave portion and the top surface is 54.7 degrees. 前記封止半導体部材は、Siからなり、
前記封止半導体部材裏面は、(100)面である、請求項16に記載のサーマルプリントヘッド。
The sealing semiconductor member is made of Si,
The thermal print head according to claim 16, wherein the back surface of the sealing semiconductor member is a (100) surface.
前記封止半導体部材側面が前記封止半導体部材裏面となす角度は、54.7度である、請求項17に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 17, wherein an angle formed between a side surface of the sealing semiconductor member and a back surface of the sealing semiconductor member is 54.7 degrees. 前記配線層は、前記複数の発熱部に各別に繋がる複数の個別電極と、前記複数の発熱部を挟んで前記複数の個別電極とは反対側に配置されており且つ前記複数の発熱部と導通する共通電極とを有している、請求項12ないし18のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。   The wiring layer is disposed on the opposite side of the plurality of individual electrodes with the plurality of individual electrodes respectively connected to the plurality of heat generation units, and is electrically connected to the plurality of heat generation units. The thermal print head according to claim 12, further comprising a common electrode. 前記配線層は、前記半導体基板から離間下側に位置し且つ相対的に熱伝導率が高い高伝熱層と、当該高伝熱層と前記半導体基板との間に介在し且つ相対的に熱伝導率が低い低伝熱層とを有する、請求項19に記載のサーマルプリントヘッド。   The wiring layer is located on the lower side of the semiconductor substrate and has a relatively high thermal conductivity, and is interposed between the high heat transfer layer and the semiconductor substrate and has a relatively high thermal conductivity. The thermal print head according to claim 19, further comprising a low heat transfer layer having low conductivity. 前記低伝熱層は、前記複数の発熱部に対して副走査方向において第2領域側から接し且つ前記高伝熱層から露出した複数の第1低電熱領域を有する、請求項20に記載のサーマルプリントヘッド。   21. The low heat transfer layer according to claim 20, wherein the low heat transfer layer includes a plurality of first low electric heat regions that are in contact with the plurality of heat generating portions from the second region side in a sub-scanning direction and are exposed from the high heat transfer layer. Thermal print head. 前記複数の個別電極は、前記複数の第1低電熱領域を含む、請求項21に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 21, wherein the plurality of individual electrodes include the plurality of first low electric heating regions. 前記低伝熱層は、前記複数の発熱部に対して副走査方向において第1領域側から接し且つ前記高伝熱層から露出した第2低電熱領域を有する、請求項22に記載のサーマルプリントヘッド。   23. The thermal print according to claim 22, wherein the low heat transfer layer has a second low electric heat region that is in contact with the plurality of heat generating portions from the first region side in the sub-scanning direction and exposed from the high heat transfer layer. head. 前記共通電極は、前記第2低電熱領域を含む、請求項23に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 23, wherein the common electrode includes the second low electric heating region. 前記高伝熱層は、Cuからなる、請求項24に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 24, wherein the high heat transfer layer is made of Cu. 前記低伝熱層は、Tiからなる、請求項25に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 25, wherein the low heat transfer layer is made of Ti. 前記絶縁性保護層は、互いに積層された第1絶縁保護層、第2絶縁保護層および3絶縁保護層を有し、
前記発熱部は、前記抵抗体層のうち前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分と、前記抵抗体層のうち前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分に前記第1絶縁保護層を挟んで積層された第1延長抵抗体層と、前記第1延長抵抗体層に前記第2絶縁保護層を挟んで積層された第2延長抵抗体層と、を含む、請求項19ないし26のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
The insulating protective layer includes a first insulating protective layer, a second insulating protective layer, and a three insulating protective layer stacked on each other,
The heat generating portion includes the first insulating layer in a portion of the resistor layer located between the individual electrode and the common electrode, and a portion of the resistor layer located between the individual electrode and the common electrode. A first extension resistor layer laminated with a protective layer interposed therebetween, and a second extension resistor layer laminated with the second insulation protective layer sandwiched between the first extension resistor layer and the first extension resistor layer. The thermal print head in any one of thru | or 26.
前記抵抗体層は、前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分と前記第1領域側に位置する部分とを絶縁させる絶縁部を有する、請求項27に記載のサーマルプリントヘッド。   28. The thermal print head according to claim 27, wherein the resistor layer has an insulating portion that insulates a portion located between the individual electrode and the common electrode from a portion located on the first region side. 前記抵抗体層のうち前記個別電極および前記共通電極の間に位置する部分と前記第1延長抵抗体層とは、副走査方向において前記第1領域側の部分同士が接している、請求項28に記載のサーマルプリントヘッド。   The portion of the resistor layer located between the individual electrode and the common electrode and the first extended resistor layer are in contact with each other on the first region side in the sub-scanning direction. The thermal print head described in 1. 前記第1絶縁保護層は、前記抵抗体層と前記第1延長抵抗体層とを接死させる第1個別側導通用開口を有する、請求項29に記載のサーマルプリントヘッド。   30. The thermal print head according to claim 29, wherein the first insulating protective layer has a first individual-side conduction opening that contacts the resistor layer and the first extended resistor layer. 前記第1延長抵抗体層と前記第2延長抵抗体層とは、副走査方向において前記第2領域側の部分同士が接している、請求項30に記載のサーマルプリントヘッド。   31. The thermal print head according to claim 30, wherein the first extension resistor layer and the second extension resistor layer are in contact with each other on the second region side in the sub-scanning direction. 前記第2絶縁保護層は、前記第1延長抵抗体層と前記第2延長抵抗体層とを接しさせる第2個別側導通用開口を有する、請求項31に記載のサーマルプリントヘッド。   32. The thermal print head according to claim 31, wherein the second insulating protective layer has a second individual-side conduction opening that contacts the first extension resistor layer and the second extension resistor layer. 前記導通経路は、前記半導体基板を含む、請求項19ないし32のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 The thermal print head according to claim 19, wherein the conduction path includes the semiconductor substrate. 前記共通電極と前記半導体基板とが導通している、請求項33に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 33, wherein the common electrode and the semiconductor substrate are electrically connected. 前記半導体基板と前記配線層および前記抵抗体層との間に設けられた絶縁層を備えており、
前記絶縁層は、前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第1開口を有する、請求項34に記載のサーマルプリントヘッド。
Comprising an insulating layer provided between the semiconductor substrate and the wiring layer and the resistor layer;
35. The thermal print head according to claim 34, wherein the insulating layer has a first opening for a common electrode that conducts the semiconductor substrate and the common electrode.
前記共通電極用第1開口は、主走査方向に長く延びる形状である、請求項35に記載のサーマルプリントヘッド。   36. The thermal print head according to claim 35, wherein the first opening for common electrode has a shape extending in the main scanning direction. 前記厚さ方向視において前記複数の発熱部と重なり且つ前記絶縁性保護層上に積層された導電性保護層を備える、請求項33ないし36のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。   37. The thermal print head according to claim 33, further comprising a conductive protective layer that overlaps the plurality of heat generating portions when viewed in the thickness direction and is laminated on the insulating protective layer. 前記導電性保護層は、TiNからなる、請求項37に記載のサーマルプリントヘッド。   38. The thermal print head according to claim 37, wherein the conductive protective layer is made of TiN. 前記絶縁性保護層は、前記導電性保護層と前記共通電極とを導通させる導電性保護層用開口を有する、請求項38に記載のサーマルプリントヘッド。   39. The thermal print head according to claim 38, wherein the insulating protective layer has an opening for a conductive protective layer that conducts the conductive protective layer and the common electrode. 前記導電性保護層用開口は、厚さ方向視において前記第1領域と重なる、請求項39に記載のサーマルプリントヘッド。   40. The thermal print head according to claim 39, wherein the conductive protective layer opening overlaps the first region when viewed in the thickness direction. 前記半導体基板は、Siに金属元素がドープされた材質からなる、請求項33ないし40のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。   41. The thermal print head according to claim 33, wherein the semiconductor substrate is made of a material obtained by doping Si with a metal element. 前記抵抗体層は、TaNからなる、請求項41に記載のサーマルプリントヘッド。   42. The thermal print head according to claim 41, wherein the resistor layer is made of TaN.
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