具体实施方式

以下，参照附图对热敏打印头及其制造方法以及热敏打印机进行详细说明。以下说明中使用的附图皆示意性地描绘。这些附图存在为了容易理解而适当省略、适当夸张地描绘的情况。在对附图的哪一侧进行说明的情况下，以附图中的符号正立的方式放置附图而观察附图。

图1是本实施方式的热敏打印头10的俯视图。图2是沿图1的切断线II-II所示的切断线的本实施方式的热敏打印头10的局部剖视图。本实施方式的热敏打印头10是通过后述的一连串工艺流程制作的。热敏打印头10的长边方向是与印字宽度对应的方向，且是沿头衬底11所具有的多个发热部16(后述)排列的方向。该长边方向被称为主扫描方向。热敏打印头10的短边方向相当于供给印字媒介102(例如热敏纸等)的方向(输送方向：参照图2所示的箭头)。该短边方向被称为副扫描方向。将印字媒介102的供给源侧(图1中为下侧，图2中为左侧)称为“上游侧”。将印字媒介102的排出侧(图1中为上侧，图2中为右侧)称为“下游侧”。

热敏打印头10具有散热板51。散热板51是供安装头衬底11的固定部件。散热板51由金属板(例如铝板、钢板等)构成。在散热板51形成对位孔52、螺丝孔(未图示)。

热敏打印头10通过使用螺丝孔的螺固等而固定于热敏打印机110所含的安装部件(未图示)。热敏打印机110具有辊状压板101。压板101沿着热敏打印头10的主扫描方向延伸，与多个发热部16(后述)对向配置。当使用热敏打印机110时，在压板101与多个发热部16之间配置印字媒介102，印字媒介102以与多个发热部16相接的方式移动。印字媒介102从上游侧朝下游侧移动。也可使用平坦的压板(包含具有较大曲率半径的曲面的压板)，替代辊状压板101。

本实施方式的热敏打印头10所使用的头衬底11以诸如硅的半导体制成的衬底31(后述)为原材料而形成。换句话说，衬底31为硅晶圆。衬底31中也可适当掺杂杂质。头衬底11是对衬底31进行加工而获得，在头衬底11的平坦的主面11a上，通过各向异性蚀刻形成有凸部11b。凸部11b由以下部件形成：第1倾斜面11c，从两侧夹着从主面11a突起的凸部11b；第2倾斜面11d，与第1倾斜面11c的上缘相连且倾斜较第1倾斜面11c平缓；及顶面11e，由第2倾斜面11d的上缘从两侧夹着而划定且与主面11a平行。主面11a由凸部11b划分为一侧的第1区域11f、及较第1区域11f窄的另一侧的第2区域11g。

主面11a及凸部11b被由氧化硅等绝缘体构成的绝缘层12覆盖。在绝缘层12上，以横穿凸部11b的方式形成由氮化钽等构成的电阻体层13。电阻体层13以电阻体层13在凸部11b的顶面11e上形成的多个发热部16露出的方式，被由铜或钛等金属构成的配线层14覆盖。多个发热部16是以分别独立的电阻体层13为发热体，在凸部11b的顶面11e沿主扫描方向排列形成。多个发热部16连接于包含分别独立的配线层14的配线。绝缘层12、电阻体层13及配线层14被由诸如氮化硅的绝缘体构成的保护层15覆盖。

配线层14相对于多个发热部16中的每一个，分别在上游侧(图2的左侧)连接1条，在下游侧(图2的右侧)连接1条。下游侧的配线层14相互连接而形成共通配线(未图示)。共通配线沿着主扫描方向(图1的左右方向)延伸，在头衬底11的左右两端朝向副扫描方向的上游侧(图1的下方向)延伸，连接于连接器所具有的外部端子(皆未图示)中的电源端子。对下游侧(图1的上侧、图2的右侧)的配线层14，从电源端子施加特定的正电压。

在主面11a的第1区域11f，搭载着控制对发热部16的电流供给并驱动发热部16的驱动器IC(Integrated Circuit，集成电路)20。驱动器IC20利用底部的端子19而连接于形成在保护层15上的焊垫18。焊垫18连接于贯通保护层15而到达配线层14的导通孔17。

以下，说明某1个发热部16发热的过程。驱动器IC20进行开关动作，以使存在于驱动器IC20的输出侧(图2的右侧)的配线层14所含的多个端子19(与多个发热部16中的每一个对应)成为0V或所述特定的正电压。在位于驱动器IC20的输出侧的1个端子19成为0V的情况下，电流经由共通配线(未图示)流到与该端子19对应的1个发热部16。该电流于成为0V的1个端子19中流动。由此，所述1个发热部16发热，在印字媒介102上打印1个点(1dot)。

以覆盖搭载于主面11a的驱动器IC20的方式，在主面11a的第1区域11f形成有环氧树脂等树脂构成的树脂层21。树脂层21保护驱动器IC20、与包含焊垫18及端子19的电性连接部。

图3及图4是表示本实施方式的热敏打印头的制造方法的工艺流程的局部剖视图。首先，如图3所示，提供将一个面11k设为＜100＞面的衬底31。接着，如图4所示，对衬底31的一个面11k实施各向异性蚀刻，将一个面11k下挖到特定深度，形成与一个面11k平行的主面11a。同时，留下一个面11k，形成从主面11a突起到一个面11k的高度的凸部11b。凸部11b由以下部件形成：第1倾斜面11c，从两侧夹着从主面11a突起的凸部11b；第2倾斜面11d，与第1倾斜面11c的上缘相连且倾斜较第1倾斜面11c平缓；及顶面11e，由第2倾斜面11d的上缘从两侧夹着划定且与主面11a平行。各向异性蚀刻中，也可使用氢氧化钾或氢氧化四甲基铵(TMAH)的水溶液等。

图5、图6(a)及图6(b)是表示形成凸部的工艺流程的俯视图。图7是表示形成凸部的工艺流程的剖视图。图5至图7为了说明形成凸部11b的工艺流程，而示出了构成衬底31的整个晶圆。

首先，如图5(a)的俯视图及图7(a)的剖视图所示，提供衬底31。图5(a)的俯视图中，在圆板状的衬底31中，示出了＜100＞面即一个面31a、及表示结晶轴方向的凹口31b。图7(a)的剖视图相当于沿图5(a)的俯视图的切断线VII(a)-VII(a)的剖面。衬底31包含多个相当于图2所示的头衬底11的区域。图5(a)中由虚拟线(双点划线)分隔的4个横长的长方形、及图7(a)中由虚拟线分隔的部分分别是相当于1个头衬底11的单位区域37。

相当于1个单位区域37的1个头衬底11(参照图2)的大小未特别限定。例如，头衬底11的厚度为625μm、725μm或775μm。主扫描方向的尺寸为25mm以上150mm以下。副扫描方向的尺寸为1.0mm以上5.0mm以下。

图5(b)的俯视图及图7(b)的剖视图是在所提供的衬底31上形成了硬质掩模32。硬质掩模32以例如使用旋涂机涂布的感光性抗蚀剂为对象，利用光刻而形成。在要蚀刻衬底31的部分，硬质掩模32形成有开口32a。另外，图7(b)的剖视图相当于沿图5(b)的俯视图的切断线VII(b)-VII(b)的剖面。

此外，在硬质掩模32形成有对准标记的掩模图案35。对准标记的掩模图案35位于圆板状的衬底31的一个面31a内与通过凹口31b的直径正交的直径上，设置于该直径与一个面31a的外周相交的2点附近(图5(b)中为左右方向的直径的两端附近)。

图5(b)、图6(a)及图6(b)中，在与1个头衬底11(参照图2)对应的1个单位区域37，跨越沿上方向或下方向相邻的1个单位区域37配置1个开口32a。4个单位区域37沿图的上下方向相邻配置。由5个开口32a中相邻的2个开口32a夹着延伸的形成有硬质掩模32的部分，包含于1个单位区域37。形成有所述硬质掩模32的部分对应于各头衬底11的凸部11b(参照图2)(参照图7(b)～(e))。

不限于图5(b)、图6(a)及图6(b)所示的多个单位区域37的配置，也可将多个单位区域37沿图的上下方向相邻配置，且将多个单位区域37沿图的左右方向相邻配置。通过这些配置，与多个单位区域37隔开沿图的上下方向或沿图的左右方向隔开配置的情况相比，能够增加头衬底11的可取数。根据该构成，在1片衬底31中，产生多个单位区域37呈格栅状配置的范围。

图8是表示对准标记的掩模图案35的俯视图。对准标记的掩模图案35由沿着双重圆的同心圆状的各圆周以特定间隔配置的特定直径的圆形开口形成。该掩模图案35也可具有例如50μm到350μm的直径。此外，开口直径也可为15μm以下。

图7(c)的剖视图是对图5(b)的俯视图及图7(b)的剖视图所示的衬底31实施第一次第1各向异性蚀刻后的图。通过第1各向异性蚀刻，在硬质掩模32的开口32a形成槽33。在槽33的底部，形成与一个面31a平行的主面41。在相邻的槽33之间，形成由第1倾斜面42从两侧夹着的凸部44。

图6(a)的俯视图及图7(d)的剖视图是从实施了第1各向异性蚀刻的衬底31去除硬质掩模32后的图。在凸部44，形成由从两侧夹着凸部44的第1倾斜面42的上缘划定的顶面48，第1倾斜面42与顶面48形成边缘。另外，图7(d)的剖视图相当于沿图6(a)的俯视图的切断线VII(d)-VII(d)的剖面。

此外，在衬底31的一个面31a且形成在硬质掩模32的对准标记的掩模图案35的正下方，形成有对准标记45。对准标记45由沿着双重圆的同心圆状的各圆周以特定间隔配置的特定直径的外周为圆形的凹部形成。

图6(b)的俯视图及图7(e)的剖视图表示实施了第二次第2各向异性蚀刻后的衬底31。通过第2各向异性蚀刻，将衬底31的凸部44中第1倾斜面42与顶面48所形成的边缘削掉，而在第1倾斜面42与顶面48之间形成具有较第1倾斜面42平缓的倾斜的第2倾斜面43。凸部44的顶面48由从两侧夹着的第2倾斜面43的上缘划定。另外，图7(e)的剖视图相当于沿图6(b)的俯视图的切断线VII(e)-VII(e)的剖面。

此外，形成于衬底31的一个面31a的对准标记45的凹部也通过第2各向异性蚀刻而扩大。各个凹部根据衬底31的一个面31a的结晶方位被各向异性地蚀刻，从而具有大致正方形的外周。

图9是表示形成在衬底31的一个面31a上的凸部44的剖面的显微镜照片。在该显微镜照片中，可看出凸部44由以下部件形成：第1倾斜面42，从两侧夹着从形成于一个面31a的主面41突起的凸部44；第2倾斜面43，与第1倾斜面42的上缘相连且倾斜较第1倾斜面42平缓；及顶面48，由第2倾斜面43的上缘从两侧夹着划定且与主面41平行。凸部44的高度、即主面41到凸部44的顶面48的高度h也可位于150μm到200μm的范围。图2所示的凸部11b及图7(e)所示的凸部44的底面的宽度尺寸(图2的左右方向的尺寸)例如为380μm以上500μm以下。凸部44的顶面48的宽度尺寸(图2的左右方向的尺寸)例如为50μm以上150μm以下。

图10是在第2各向异性蚀刻后形成在衬底31的一个面31a上的对准标记45的显微镜照片。图10(a)是从对准标记45的正上方拍摄的显微镜照片，图10(b)是从对准标记45的斜上方拍摄的显微镜照片。这些显微镜照片是利用激光显微镜拍摄的。

对准标记45中，可看出沿双重圆的同心圆状的各圆周以特定间隔将具有大致正方形外周的凹部相连而形成槽。槽沿着双重圆的同心圆状的各圆周形成为双重，形成夹在双重槽间的圆周状顶部。对准标记45中，由该顶部形成的圆周形成标记图案。此处，由顶部形成的圆周的径向宽度位于10μm到30μm的范围，与此相对，槽的底部到顶部的阶差为10μm以下，较浅。顶部的径向宽度可通过利用第2各向异性蚀刻控制形成双重槽且具有大致正方形外周的凹部的尺寸而进行调整。

图11及图12是表示本实施的热敏打印头的制造方法的工艺流程的剖视图。该工艺流程接续在图4所示的工艺流程之后，利用光刻在如图4所示的形成有凸部11b的衬底31形成电阻体层13及配线层14。通过如图5至图7所示的一连串工艺流程而形成衬底31的凸部11b。

如图11所示，以覆盖衬底31的主面11a的方式，利用诸如氧化硅的绝缘体形成绝缘层12。在绝缘层12上，以横穿凸部11b的方式形成由氮化钽等构成的电阻体层13。在电阻体层13上，以从两侧夹着在凸部11b的顶面11e的发热部16露出的电阻体层13的方式，形成由铜或钛等金属构成的配线层14。以覆盖电阻体层13及配线层14的方式，在绝缘层12上形成由氮化硅等绝缘体构成的保护层15。形成贯通保护层15而到达配线层14的导通孔17及连接于导通孔17的保护层15上的焊垫18。配线层14及电阻体层13以从未图示的外部端子对发热部16供给电流的方式，形成为适当的图案。形成分别包含于多个电阻体层13的多个发热部16。沿头衬底11(参照图12)的厚度方向观察(俯视)，多个发热部16具有矩形状的形状。多个发热部16沿着凸部11b的顶面11e的主扫描方向排列。

以下，说明如图2及图11所示那样剖视时配置多个发热部16的形态。第1，多个发热部16配置在凸部11b的顶面11e。第2，多个发热部16跨及凸部11b的顶面11e、与下游侧(图11的右侧。以下相同)的第2倾斜面11d配置。第3，多个发热部16跨及凸部11b的顶面11e、下游侧的第2倾斜面11d、及下游侧的第1倾斜面11c配置。第4，多个发热部16跨及下游侧的第2倾斜面11d、与下游侧的第1倾斜面11c配置。总之，多个发热部16配置在凸部11b的顶面11e与下游侧的倾斜面中的至少任一个。

图11所示的电阻体层13及配线层14利用光刻而形成。在本实施方式中，将与图6(b)的俯视图所示的凸部44同时形成的对准标记45用于光刻的对位。对准标记45由与凸部44相同的硬质掩模形成，因此相对于凸部44以高精度对位。因此，通过使用对准标记45，能够确保例如多个发热部16相对于凸部44的对位精度。此外，由于对准标记45在形成凸部44的步骤中被制作，所以不需要在开始光刻步骤时重新形成。

图13是利用曝光机相机拍摄涂布了光阻剂的对准标记45所得的图像。图13(a)是利用曝光机相机从正上方拍摄涂布了光阻剂的对准标记45所得的图像，图13(b)是利用曝光机相机辨识图13(a)的图像所得的图像。在光刻步骤中，为了进行对位，曝光机相机必须经由涂布的光阻剂来辨识对准标记45。如图13(b)所示，曝光机相机将对准标记45的图像中夹在双重槽间的圆周状顶部所形成的圆周辨识为标记图案。如此可明了，本实施方式的对准标记45能够由曝光机相机经由涂布的光阻剂辨识。

将到此为止的步骤结束后的1片衬底31(参照图6(b)、11)沿着图6(b)的虚拟线(双点划线)单片化。由此，从1片衬底31制作4个头衬底11。将衬底31单片化的步骤例如为使用旋转刀进行切割的切断步骤。

如图12所示，在头衬底11的主面11a的第1区域11f，搭载驱动器IC20。驱动器IC20的底部的端子19连接于形成在保护层15上的焊垫18。驱动器IC20通过接通/断开连接于各发热部16的开关电路，来控制供给到热敏打印头10的基于特定正电压的电流是否在多个发热部16中流动。以覆盖驱动器IC20与电性连接部的方式，在头衬底11的主面11a的第1区域11f形成树脂层21。

另外，在本实施方式中，如图8所示，对准标记的掩模图案35由沿着双重圆的同心圆状的各圆周以特定间隔配置的特定直径的圆形开口形成，但对准标记的掩模图案35不限于这种形状。对准标记的掩模图案35也可为如图14至图17所示的其它形状。

如果将图14至图17所示的图案设为掩模而进行各向异性蚀刻，那么成为图14(b)等所示的黑色部分去除的四角图案，并且成为下挖相对较深的图案。如果从这些图案上涂布光阻剂，那么有时产生由光阻剂的厚度不均引起的颜色不均。在该情况下，如果由曝光机相机拍摄图案，担心无法正确辨识图案。但是，在该情况下，也能够通过相机的选择、调整、图像处理等辨识图案。通过将图14至图17所示的图案设为掩模而进行各向异性蚀刻所获得的对准标记，也使用于衬底31及头衬底11上不存在光阻剂的步骤(后述)。

图14(a)是如正交的等长狭缝形成十字的掩模图案，图14(b)是由图14(a)形成的对准标记。该对准标记通过实施第1各向异性蚀刻及第2各向异性蚀刻，而形成为具有大致正方形外周的凹部。

图15(a)是以各顶角大致相等的菱形为外周的开口的掩模图案，图15(b)是由图15(a)形成的对准标记。该对准标记也通过实施第1各向异性蚀刻及第2各向异性蚀刻，而形成为具有大致正方形外周的凹部。

图16(a)是由沿着各顶角大致相等的菱形的外周的狭缝形成的掩模图案，图16(b)是由图16(a)形成的对准标记。该对准标记也通过实施第1各向异性蚀刻及第2各向异性蚀刻，而形成为具有大致正方形外周的凹部。

图17(a)是由沿着双重圆的同心圆状的各圆周的狭缝形成的掩模图案，图17(b)是由图17(a)形成的对准标记。对准标记45通过实施第1各向异性蚀刻及第2各向异性蚀刻，而形成为沿着大致正方形外周延伸的具有特定宽度的槽。

(第1变化例)

图18是表示第1变化例的热敏打印头的制造方法的图。图18与图5(b)所示的本实施方式的形成有硬质掩模32的衬底31对应，但不同点在于，除本实施方式的对准标记的掩模图案35外，还在各热敏打印头的相当于凸部的一端(图18中为左端)的位置形成有对准标记的掩模图案35。由于其它构成与本实施方式相同，因此对于对应的部分标注相同符号使对应关系明了。

图19是表示第1变化例的热敏打印头的俯视图。第1变化例中，通过使用如图18所示的硬质掩模32，而在热敏打印头10的凸部11b的一端形成对准标记46。也可在凸部11b的两端形成对准标记46。

第1变化例中，在各头衬底11及各热敏打印头10中形成多个发热部16的凸部11b的顶面11e的一端形成有对准标记46。换句话说，在与1个头衬底11对应的1个单位区域37，且能够从与完成的热敏打印头10的头衬底11的主面11a垂直的方向视认的范围内，包含对准标记46。因此，在衬底31及头衬底11上不存在光阻剂的步骤中，能够如下使用对准标记46。第1，能够使用形成在图2所示的凸部11b的顶面11e上的对准标记46，将驱动器IC20等相对于形成在相同顶面的多个发热部16以高精度容易地对位。

第2，能够使用对准标记46，将多个发热部16相对于图2所示的散热板51所具有的对位孔52以高精度容易地对位。散热板51所具有的安装用螺丝孔(未图示)与对位孔52以高尺寸精度形成。因此，将头衬底11固定于散热板51的情况(例如利用接着剂等固定的情况)下，能够将头衬底11相对于散热板51的螺丝孔以高精度容易地对位并固定。所述2个对位是组装热敏打印头10的步骤中的对位。

第3，能够使用对准标记46，将热敏打印头10相对于热敏打印机110所含的安装部件以高精度容易地对位并固定。该对位是组装热敏打印机110的步骤中的对位。

第4，能够使用对准标记46，进行从1片衬底31制作多个头衬底11时的对位。具体来说，能够将旋转刀等切断机构与图5(b)的虚拟线(双点划线)以高精度容易地对位。

在头衬底11中，为了将多个发热部16产生的热高效地传递到印字媒介102，有时在凸部11b的顶面11e形成蓄热层。在该情况下，首先，使用分配器对顶面11e供给玻璃浆。接下来，通过煅烧所述玻璃浆，而形成包含玻璃的蓄热层。在对顶面11e供给玻璃浆的步骤中，能够使用对准标记46，将分配器的喷出口与顶面11e对位。所述2个对位是制作头衬底11的步骤中的对位。

也可将对准标记46形成在凸部11b以外的部分(相当于图4的主面11a的部分)。由于对准标记46与主面11a通过相同步骤而形成，所以能够将对准标记46有效使用于所述5个对位。

(第2变化例)

图20是表示第2变化例的热敏打印头的制造方法的工艺流程的局部剖视图。第2变化例的热敏打印头的不同点在于，不存在图2所示的本实施方式的热敏打印头10的第2倾斜面11d，凸部11b由从两侧夹着从主面11a突起的凸部11b的第1倾斜面11c、及与主面11a平行的顶面11e形成，顶面11e由从两侧夹着的第1倾斜面11c的上缘划定。由于其它构成与本实施方式相同，因此对于对应的部分标注相同符号使对应关系明了。

第2变化例的热敏打印头10中，头衬底11也是以诸如硅的半导体制成的衬底31(参照图5(a))为原材料而形成。衬底31中也可适当掺杂杂质。头衬底11是对衬底31进行加工而获得，在头衬底11的平坦的主面11a上，通过各向异性蚀刻而形成有凸部11b。凸部11b由从两侧夹着从主面11a突起的凸部的第1倾斜面11c、及与主面11a平行的顶面11e形成，顶面11e由从两侧夹着的第1倾斜面11c的上缘划定。在凸部11b的顶面11e，形成有发热部16。主面11a由凸部11b划分为一侧的第1区域11f、及较第1区域11f窄的另一侧的第2区域11g。

图21是表示第2变化例的热敏打印头的局部剖视图。第2变化例中除头衬底11的凸部11b以外的结构与本实施方式的热敏打印头10相同，根据如图3、图11及图12所示的工艺流程而制作。

主面11a及凸部11b被由氧化硅等绝缘体构成的绝缘层12覆盖。在绝缘层12上，以横穿凸部11b的方式形成有由氮化钽等构成的电阻体层13。电阻体层13以电阻体层13在凸部11b的顶面11e上形成的发热部16露出的方式，被由铜或钛等金属构成的配线层14以从两侧夹着发热部16的方式覆盖。绝缘层12、电阻体层13及配线层14被由诸如氮化硅的绝缘体构成的保护层15覆盖。这些电阻体层13及配线层14利用光刻而形成。

在主面11a的第1区域11f，搭载着控制对发热部16的电流供给并驱动发热部16的驱动器IC20。驱动器IC20利用底部的端子19而连接于形成在保护层15上的焊垫18。焊垫18连接于贯通保护层15而到达配线层14的导通孔17。驱动器IC20通过接通/断开连接于各发热部16的开关电路，来控制供给到热敏打印头10的基于特定正电压的电流是否在多个发热部16中流动。以覆盖搭载于主面11a的驱动器IC20与电性连接部的方式，在主面11a的第1区域11f形成有环氧树脂等树脂构成的树脂层21。

第2变化例中，也与如图6(a)所示的本实施方式相同，将与凸部44同时形成的对准标记45使用于光刻的对位。对准标记45由与凸部44相同的硬质掩模形成，所以相对于凸部44对位。因此，如果利用对准标记45，能够确保相对于凸部44对位的精度。此外，由于对准标记45在形成凸部的步骤中被制作，所以不需要在开始光刻步骤时重新形成。

[产业上的可利用性]

本发明能够用于热敏打印头及热敏打印机的制造。

[符号的说明]

10:热敏打印头

11:头衬底

11a:主面

11b:凸部

11c:第1倾斜面

11d:第2倾斜面

11e:顶面

12:绝缘层

13:电阻体层

14:配线层

15:保护层

20:驱动器IC

31:衬底

35:掩模图案

44:凸部

45,46:对准标记

110:热敏打印机。