特開 2025-35231 絶縁基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025035231

(43)【公開日】2025-03-13

(54)【発明の名称】絶縁基板

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/335 20060101AFI20250306BHJP

【ＦＩ】

B41J2/335 101C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023142148

(22)【出願日】2023-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】仲谷 吾郎

【テーマコード（参考）】

2C065

【Ｆターム（参考）】

2C065GA01

2C065GB01

2C065JC02

(57)【要約】

【課題】セラミック基材の主面の外周縁部上におけるグレーズ層の盛り上がりを抑制することが可能な絶縁基板を提供する。
【解決手段】本開示の絶縁基板（１００）は、主面（１０ａ）を有しているセラミック基材（１０）と、主面に形成されている複数の第１リブ（２０）と、複数の第１リブを覆うように主面上に配置されているグレーズ層（３０）とを備えている。複数の第１リブは、平面視において、第１方向（ＤＲ１）に沿って延在しており、かつ第１方向に直交する第２方向（ＤＲ２）に間隔を空けて並んでいる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主面を有するセラミック基材と、
前記主面に形成されている複数の第１リブと、
前記複数の第１リブを覆うように前記主面上に配置されているグレーズ層とを備え、
前記複数の第１リブは、平面視において、第１方向に沿って延在しており、かつ前記第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて並んでいる、絶縁基板。

【請求項2】

前記グレーズ層の厚さは、前記複数の第１リブの各々の高さの０．７倍以上１．０倍未満である、請求項１に記載の絶縁基板。

【請求項3】

前記グレーズ層の厚さは、１００μｍ以上である、請求項１に記載の絶縁基板。

【請求項4】

前記主面に形成されている複数の第２リブをさらに備え、
前記複数の第１リブは、平面視において、前記第２方向に沿って延在しており、かつ前記第１方向に間隔を空けて並んでおり、
前記グレーズ層は、前記複数の第２リブをさらに覆っている、請求項１に記載の絶縁基板。

【請求項5】

前記複数の第１リブの各々の構成材料は、複数の粒子を含む焼結体である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁基板。

【請求項6】

前記複数の粒子の平均粒径は、１．０μｍ以下である、請求項５に記載の絶縁基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、絶縁基板に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特開２０２２－７８６０７号公報（特許文献１）には、サーマルプリントヘッドが記載されている。特許文献１に記載のサーマルプリントヘッドは、絶縁基板を用いて形成されている。

【0003】

絶縁基板は、セラミック基材と、グレーズ層とを有している。セラミック基材は、主面を有している。グレーズ層は、主面上に配置されている。グレーズ層は、ガラスペーストを主面上に塗布するとともに、塗布されたペーストを焼成することで形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－７８６０７号公報 ［概要］ ガラスペーストを焼成する際、主面の外周縁部上にあるガラスペーストが乾燥されやすい。そのため、ガラスペーストが主面の外周縁部上に向かって流動し、主面の外周縁部上においてガラスペーストが盛り上がってしまう。その結果、ガラスペーストを焼成して形成されるグレーズ層も、主面の外周縁部上において盛り上がってしまう（コーヒーリング現象）。盛り上がって形成されたグレーズ層を含む絶縁基板の部分はサーマルプリントヘッドの形成に用いることが困難であるため、１枚の絶縁基板を用いて形成可能なサーマルプリントヘッドの取れ数が減少してしまう。

【0005】

本開示の絶縁基板は、主面を有するセラミック基材と、主面に形成されている複数の第１リブと、複数の第１リブを覆うように主面上に配置されているグレーズ層とを備える。複数の第１リブは、平面視において、第１方向に沿って延在しており、かつ第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて並んでいる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】絶縁基板１００の平面図である。

【図2】図１中のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。

【図3】サーマルプリントヘッド２００の平面図である。

【図4】図３中のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。

【図5】図３中のＶ－Ｖにおける断面図である。

【図6】絶縁基板１００の製造工程図である。

【図7】リブ形成工程Ｓ２を説明する断面図である。

【図8】サーマルプリントヘッド２００の製造工程図である。

【図9】配線層形成工程Ｓ５を説明する断面図である。

【図10】発熱体形成工程Ｓ７を説明する断面図である。

【図11】絶縁基板１００Ａの平面図である。

【図12】図１１中のＸＩＩ－ＸＩＩにおける断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

［詳細な説明］
本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0008】

（第１実施形態）
第１実施形態に係る絶縁基板を説明する。第１実施形態に係る絶縁基板を、絶縁基板１００とする。

【0009】

＜絶縁基板１００の構成＞
以下に、絶縁基板１００の構成を説明する。

【0010】

図１は、絶縁基板１００の平面図である。図２は、図１中のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。図１及び図２に示されるように、絶縁基板１００は、セラミック基材１０と、複数のリブ２０と、グレーズ層３０とを有している。

【0011】

セラミック基材１０は、主面１０ａと、主面１０ｂとを有している。主面１０ａ及び主面１０ｂは、セラミック基材１０の厚さ方向における端面である。主面１０ｂは、主面１０ａの反対面である。セラミック基材１０の構成材料の主成分は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックである。主成分とは、構成材料中の成分の５０パーセント超を占めていることをいう。

【0012】

リブ２０は、主面１０ａ上に形成されている。リブ２０は、平面視において、第１方向ＤＲ１に沿って延在している。平面視とは、主面１０ａの法線方向に沿って主面１０ａ側から見た場合をいう。複数のリブ２０は、平面視において、間隔を空けて第２方向ＤＲ２に並んでいる。第２方向ＤＲ２は、第１方向ＤＲ１に直交する方向である。隣り合う２つのリブ２０の間の間隔は、例えば等間隔である。隣り合う２つのリブ２０の間の間隔は、例えば、２０ｍｍ以下である。隣り合う２つのリブ２０の間の間隔の下限は、２つのリブ２０を間隔を空けて形成可能である限り、特に限定されない。リブ２０の第２方向ＤＲ２における幅は、例えば、５００μｍ以下である。リブ２０の第２方向ＤＲ２における幅の下限値は、リブ２０を形成可能である限り、特に限定されない。

【0013】

リブ２０の高さを、高さＨとする。リブ２０の構成材料の主成分は、例えばセラミックである。リブ２０は、例えば、複数の粒子を含む焼結体で形成されている。リブ２０を構成する焼結体に含まれている粒子は、セラミック粒子である。焼結体に含まれているセラミック粒子の構成材料は、セラミック基材１０の構成材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。焼結体に含まれている複数の粒子の平均粒径は、例えば、１μｍ以下である。焼結体に含まれている複数の平均粒径は、例えばレーザ回折・散乱法により測定される。

【0014】

グレーズ層３０は、複数のリブ２０を覆うように、主面１０ａ上に配置されている。グレーズ層３０の構成材料の主成分は、ガラスである。グレーズ層３０の厚さを、厚さＴとする。厚さＴは、主面１０ａとグレーズ層３０の表面との間の距離である。高さＨは、厚さＴの０．７倍以上１．０倍未満であることが好ましい。厚さＴは、１００μｍ以上、１５０μｍ以上又は２００μｍ以上であることが好ましい。厚さＴは、例えば、３００μｍ以下である。

【0015】

＜サーマルプリントヘッド２００の構成＞
以下に、サーマルプリントヘッド２００の構成を説明する。

【0016】

絶縁基板１００を用いて形成されたサーマルプリントヘッドを、サーマルプリントヘッド２００とする。図３は、サーマルプリントヘッド２００の平面図である。なお、図３中では、保護層６０の図示が省略されている。図４は、図３中のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。図５は、図３中のＶ－Ｖにおける断面図である。図３から図５に示されているように、サーマルプリントヘッド２００は、絶縁基板１００と、配線層４０と、発熱体５０と、保護層６０とを有している。

【0017】

配線層４０は、グレーズ層３０上に配置されている。配線層４０は、共通電極４１と、複数の個別電極４２とを有している。配線層４０の構成材料の主成分は、例えば、金（Ａｕ）である。

【0018】

共通電極４１は、帯状部４１ａと、複数の突出部４１ｂとを有している。帯状部４１ａは、平面視において、第１方向ＤＲ１に沿って延在している。複数の突出部４１ｂは、間隔を空けて第１方向ＤＲ１に並んでいる。突出部４１ｂは、帯状部４１ａから第２方向ＤＲ２に沿って突出している。個別電極４２は、一方端部において先端部４２ａを有している。先端部４２ａは、平面視において第２方向ＤＲ２に沿って延在している。突出部４１ｂ及び先端部４２ａは、第１方向ＤＲ１において交互に並んでいる。個別電極４２は、他方端部においてボンディングパッド４２ｂを有している。

【0019】

図示されていないが、サーマルプリントヘッド２００は、さらに、第１配線と第２配線とを有している。第１配線は、主としてグレーズ層３０上に配置されており、共通電極４１に電気的に接続されている。第２配線は、第１配線上に配置されている。第１配線及び第２配線は、例えば、銀（Ａｇ）粒子を含む焼結体で形成されている。

【0020】

発熱体５０は、平面視において第１方向ＤＲ１に沿って延在している。発熱体５０は、突出部４１ｂ及び先端部４２ａと重なりながら、グレーズ層３０上に配置されている。発熱体５０は、例えば、ガラス及びガラス中に含まれている導電粒子で構成されている。導電粒子は、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）で形成されている。隣り合う突出部４１ｂ及び先端部４２ａは、発熱体５０により、互いに電気的に接続されている。

【0021】

保護層６０は、配線層４０、第１配線、第２配線及び発熱体５０を覆うようにグレーズ層３０上に配置されている。保護層６０には、開口部６１が形成されている。開口部６１からは、ボンディングパッド４２ｂが露出している。保護層６０の構成材料の主成分は、例えばガラスである。

【0022】

共通電極４１には、固定電位が印加される。複数の個別電極４２の各々には、ドライバＩＣから選択的に電位が印加される。そのため、選択的に電位が印加されている１つの個別電極４２の先端部４２ａと当該１つの個別電極４２の先端部４２ａに隣り合う突出部４１ｂとの間を接続している発熱体５０は、通電されて発熱する。この熱が紙に伝わることにより、当該紙に対する印字が行われる。

【0023】

＜絶縁基板１００の製造方法＞
以下に、絶縁基板１００の製造方法を説明する。

【0024】

図６は、絶縁基板１００の製造工程図である。図６に示されているように、絶縁基板１００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、リブ形成工程Ｓ２と、グレーズ層形成工程Ｓ３とを有している。リブ形成工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。グレーズ層形成工程Ｓ３は、リブ形成工程Ｓ２の後に行われる。

【0025】

準備工程Ｓ１では、セラミック基材１０が準備される。図７は、リブ形成工程Ｓ２を説明する断面図である。図７に示されているように、リブ形成工程Ｓ２では、リブ２０が形成される。リブ形成工程Ｓ２では、第１に、主面１０ａ上にリブ２０を構成する粒子を含むペーストが塗布されるとともに、当該ペーストが乾燥される。この塗布及び乾燥の工程は、複数回繰り返されることが好ましい。第２に、主面１０ａ上に配置されているペーストが焼成される。これにより、リブ２０が形成される。なお、高さＨは、上記の塗布及び乾燥の工程を複数回繰り返すことにより、大きくなる。上記の塗布は、印刷により行われてもよく、ディスペンサを用いて行われてもよい。

【0026】

グレーズ層形成工程Ｓ３では、グレーズ層３０が形成される。グレーズ層３０は、ガラスを含むペーストをリブ２０を覆うように主面１０ａ上に塗布するとともに塗布されたペーストを焼成することにより形成される。以上により、図１及び図２に示されている構造を有する絶縁基板１００が形成される。

【0027】

＜サーマルプリントヘッド２００の製造方法＞
以下に、サーマルプリントヘッド２００の製造方法を説明する。

【0028】

図８は、サーマルプリントヘッド２００の製造工程図である。図８に示されているように、サーマルプリントヘッド２００の製造方法は、準備工程Ｓ４と、配線層形成工程Ｓ５と、第１配線形成工程Ｓ６と、発熱体形成工程Ｓ７と、第２配線形成工程Ｓ８と、保護層形成工程Ｓ９と、個片化工程Ｓ１０とを有している。配線層形成工程Ｓ５は、準備工程Ｓ４の後に行われる。第１配線形成工程Ｓ６は、配線層形成工程Ｓ５の後に行われる。発熱体形成工程Ｓ７は、第１配線形成工程Ｓ６の後に行われる。第２配線形成工程Ｓ８は、発熱体形成工程Ｓ７の後に行われる。保護層形成工程Ｓ９は、第２配線形成工程Ｓ８の後に行われる。個片化工程Ｓ１０は、保護層形成工程Ｓ９の後に行われる。

【0029】

準備工程Ｓ４では、絶縁基板１００が準備される。図９は、配線層形成工程Ｓ５を説明する断面図である。図９に示されているように、配線層形成工程Ｓ５では、配線層４０が形成される。配線層形成工程Ｓ５では、第１に、配線層４０の構成材料を含むレジネートペーストがグレーズ層３０上に塗布される。第２に、塗布されたレジネートペーストを焼成することにより、金属層が形成される。第３に、金属層上に、レジストパターンが形成される。レジストパターンは、金属層上にフォトレジストを塗布するとともに、塗布されたフォトレジストを露光及び現像することにより形成される。第４に、レジストパターンをマスクとして、金属層に対するエッチングが行われる。これにより、金属層がパターンニングされ、配線層４０となる。

【0030】

第１配線形成工程Ｓ６では、第１配線が形成される。第１配線は、複数の銀粒子を含む導電性ペーストを塗布するとともに塗布された導電性ペーストを焼成することにより形成される。図１０は、発熱体形成工程Ｓ７を説明する断面図である。図１０に示されているように、発熱体形成工程Ｓ７では、発熱体５０が形成される。発熱体形成工程Ｓ７では、第１に、ガラス及び酸化ルテニウム粒子を含む導電性ペーストが塗布される。第２に、塗布された導電性ペーストが焼成されることにより、発熱体５０となる。

【0031】

第２配線形成工程Ｓ８では、第２配線が形成される。第２配線は、複数の銀粒子を含む導電性ペーストを塗布するとともに塗布された導電性ペーストを焼成することにより形成される。保護層形成工程Ｓ９では、保護層６０が形成される。保護層６０は、ガラスを含むペーストを塗布するとともに、塗布されたペーストを焼成することにより形成される。個片化工程Ｓ１０では、例えばレーザ光の照射により、サーマルプリントヘッド２００の境界に沿って絶縁基板１００が切断される。以上により、図３から図５に示される構造を有する複数のサーマルプリントヘッド２００が得られる。

【0032】

＜絶縁基板１００の効果＞
以下に、絶縁基板１００の効果を説明する。

【0033】

グレーズ層３０は、ガラスを含むペーストを主面１０ａ上に塗布するとともに、塗布されたガラスを焼成することにより形成される。塗布されたペーストは、主面１０ａの外周縁部上において乾燥されやすく、当該外周縁部の周囲にあるペーストが当該外周縁部上に向かって流動する。その結果、グレーズ層３０は、主面１０ａの外周縁部上において、盛り上がるコーヒーリング現象が生じる。このようなグレーズ層３０の盛り上がりは、厚さＴが大きくなるほど顕著になる。例えば厚さＴが２００μｍのグレーズ層３０を形成する場合、リブ２０がなければ、主面１０ａの外周縁部上におけるグレーズ層３０の隆起高さは、５０μｍを超えることがある。グレーズ層３０が盛り上がってしまった部分にはサーマルプリントヘッド２００を形成し難く、１枚の絶縁基板１００から得られるサーマルプリントヘッド２００の取れ数が減少してしまう。

【0034】

この点、絶縁基板１００では主面１０ａ上にリブ２０が形成されているため、主面１０ａ上に塗布されたペーストがリブ２０により区画されており、コーヒーリング現象に寄与するペーストの体積が減少する。その結果、絶縁基板１００では、主面１０ａの外主縁部上におけるグレーズ層３０の盛り上がりを抑制することが可能であり、ひいては１枚の絶縁基板１００から得られるサーマルプリントヘッド２００の取れ数を増加させることが可能である。

【0035】

高さＨが厚さＴと比較して小さすぎると、塗布されたペーストがリブ２０を超えて流動してしまうことがある。そのため、高さＨを厚さＴの０．７倍以上１．０倍未満とすることにより、グレーズ層３０の盛り上がりをより確実に抑制することが可能である。なお、リブ２０が複数の粒子を含む焼結体で構成されている場合、そのような粒子を含むペーストの塗布及び乾燥を繰り返すことにより、容易に高さＨを調整することが可能である。また、そのような粒子の平均粒径が１．０μｍ以下である場合、リブ２０を形状精度良く形成することが可能である。

【0036】

（第２実施形態）
第２実施形態に係る絶縁基板を説明する。第２実施形態に係る絶縁基板を、絶縁基板１００Ａとする。ここでは、絶縁基板１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0037】

＜絶縁基板１００Ａの構成＞
以下に、絶縁基板１００Ａの構成を説明する。

【0038】

図１１は、絶縁基板１００Ａの平面図である。図１２は、図１１中のＸＩＩ－ＸＩＩにおける断面図である。図１１及び図１２に示されているように、絶縁基板１００Ａは、セラミック基材１０と、リブ２０と、グレーズ層３０とを有している。この点に関して、絶縁基板１００Ａの構成は、絶縁基板１００の構成と共通している。

【0039】

絶縁基板１００Ａは、さらに、複数のリブ２１を有している。この点に関して、絶縁基板１００Ａの構成は、絶縁基板１００の構成と共通している。リブ２１は、平面視において、第２方向ＤＲ２に沿って延在している。つまり、リブ２１は、平面視において、リブ２０と交差している。複数のリブ２１は、平面視において、間隔を空けて第１方向ＤＲ１に並んでいる。平面視おける延在方向及び配列方向以外に関して、リブ２１の構成は、リブ２０の構成と同様である。隣り合う２つのリブ２１の間の間隔は、例えば、２０ｍｍ以下である。隣り合う２つのリブ２１の間の間隔の下限は、２つのリブ２１を間隔を空けて形成可能である限り、特に限定されない。リブ２１の第１方向ＤＲ１における幅は、例えば、５００μｍ以下である。リブ２１の第１方向ＤＲ１における幅の下限値は、リブ２１を形成可能である限り、特に限定されない。

【0040】

＜絶縁基板１００Ａの製造方法＞
以下に、絶縁基板１００Ａの製造方法を説明する。

【0041】

絶縁基板１００Ａの製造方法は、準備工程Ｓ１と、リブ形成工程Ｓ２と、グレーズ層形成工程Ｓ３とを有している点に関して、絶縁基板１００の製造方法と共通している。リブ形成工程Ｓ２においてリブ２１もリブ２０と同様に形成される点に関して、絶縁基板１００Ａの製造方法は、絶縁基板１００の製造方法と異なっている。

【0042】

＜絶縁基板１００Ａの効果＞
以下に、絶縁基板１００Ａの効果を説明する。

【0043】

絶縁基板１００Ａでは、主面１０ａに、リブ２０に加えてリブ２１が形成されている。そのため、絶縁基板１００Ａでは、第２方向ＤＲ２に沿ったペーストの流動のみならず、第１方向ＤＲ１に沿ったペーストの流動も抑制されるため、主面１０ａの外周縁部上におけるグレーズ層３０の盛り上がりをさらに抑制することが可能である。

【0044】

（付記）
本開示の実施形態には、以下の構成が含まれている。

【0045】

＜付記１＞
主面を有するセラミック基材と、
前記主面に形成されている複数の第１リブと、
前記複数の第１リブを覆うように前記主面上に配置されているグレーズ層とを備え、
前記複数の第１リブは、平面視において、第１方向に沿って延在しており、かつ前記第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて並んでいる、絶縁基板。

【0046】

＜付記２＞
前記グレーズ層の厚さは、前記複数の第１リブの各々の高さの０．７倍以上１．０倍未満である、付記１に記載の絶縁基板。

【0047】

＜付記３＞
前記グレーズ層の厚さは１００μｍ以上である、付記１又は付記２に記載の絶縁基板。

【0048】

＜付記４＞
前記主面に形成されている複数の第２リブをさらに備え、
前記複数の第１リブは、平面視において、前記第２方向に沿って延在しており、かつ前記第１方向に間隔を空けて並んでおり、
前記グレーズ層は、前記複数の第２リブをさらに覆っている、付記１から付記３のいずれか１項に記載の絶縁基板。

【0049】

＜付記５＞
前記複数の第１リブの各々の構成材料は、複数の粒子を含む焼結体である、付記１から付記４のいずれか１項に記載の絶縁基板。

【0050】

＜付記６＞
前記複数の粒子の平均粒径は、１．０μｍ以下である、付記５に記載の絶縁基板。

【0051】

以上のように本開示の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

【符号の説明】

【0052】

１００，１００Ａ 絶縁基板、１０ セラミック基材、１０ａ，１０ｂ 主面、２０，２１ リブ、３０ グレーズ層、４０ 配線層、４１ 共通電極、４１ａ 帯状部、４１ｂ 突出部、４２ 個別電極、４２ａ 先端部、４２ｂ ボンディングパッド、５０ 発熱体、６０ 保護層、６１ 開口部、２００ サーマルプリントヘッド、ＤＲ１ 第１方向、ＤＲ２ 第２方向、Ｈ 高さ、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ リブ形成工程、Ｓ３ グレーズ層形成工程、Ｓ４ 準備工程、Ｓ５ 配線層形成工程、Ｓ６ 第１配線形成工程、Ｓ７ 発熱体形成工程、Ｓ８ 第２配線形成工程、Ｓ９ 保護層形成工程、Ｓ１０ 個片化工程、Ｔ 厚さ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】