CN114801505A

CN114801505A - 热敏打印头及其制造方法

Info

Publication number: CN114801505A
Application number: CN202210099985.2A
Authority: CN
Inventors: 仲谷吾郎; 藤田明良
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2022-07-29
Also published as: JP2022114596A

Abstract

本发明提供一种热敏打印头及其制造方法，其能够抑制制造成本和制造所花费的时间。本实施方式的热敏打印头包括：基板；配置在上述基板上的蓄热层；配线，其具有配置在上述蓄热层上的第一金属层，和配置在上述蓄热层上的与上述第一金属层隔开间隔地配置的第二金属层；和发热电阻层，其配置在上述蓄热层上，并且与上述第一金属层和上述第二金属层电连接。

Description

热敏打印头及其制造方法

技术领域

本实施方式涉及热敏打印头及其制造方法。

背景技术

在热敏打印头中，通过将与发热电阻体连接的配线导通来产生热的结构是公知的。例如，利用光刻法来形成配线的结构是公知的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-219590号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，近年来热敏打印头被要求低价格化。因此，如果用光刻法来形成配线时，蚀刻处理需要花费较长时间，所以制造成本变高，另外，制造所花费的时间变长。

本发明提供能够抑制制造成本和制造所花费的时间的热敏打印头及其制造方法。

用于解决问题的技术手段

依据本实施方式的一个方式提供一种热敏打印头，其包括：基板；配置在基板上的蓄热层；配线，其具有配置在蓄热层上的第一金属层，和配置在蓄热层上的与第一金属层隔开间隔地配置的第二金属层；和发热电阻层，其配置在蓄热层上，并且与第一金属层和第二金属层电连接。

依据本实施方式的另一方式，提供一种热敏打印头的制造方法，其包括：在基板上形成蓄热层的工序；在蓄热层上形成配线的工序；和在蓄热层上形成与配线电连接的发热电阻层的工序。

发明效果

依据本发明，提供能够抑制制造成本和制造所花费的时间的热敏打印头及其制造方法。

附图说明

图1是第一实施方式的热敏打印头的概要的平面图。

图2是图1所示的发热电阻层周边A的放大图。

图3是将沿着图2的B1-B1线的示意性的截面构造放大了的图。

图4A是将沿着图2的D1-D1线的示意性的截面构造放大了的图。

图4B是将沿着图2的E1-E1线的示意性的截面构造放大了的图。

图5是将沿着图2的C1-C1线的示意性的截面构造放大了的图。

图6是图1所示的发热电阻层周边A的放大图A2。

图7是将沿着图6的B2-B2线的示意性的截面构造放大了的图。

图8是将沿着图6的C2-C2线的示意性的截面构造放大了的图。

图9是第一实施方式的热敏打印头的制造中的主要工序流程图。

图10A是表示第一实施方式的热敏打印头的制造工序的一个工序的截面图。

图10B是表示接着图10A的一个工序的截面图。

图10C是表示接着图10B的一个工序的截面图。

图10D是表示接着图10C的一个工序的截面图。

图11是图1所示的发热电阻层周边A的放大图A3。

附图标记的说明

1基板

2蓄热层

3公共电极

4驱动电路

5配线

51第一金属层

52第二金属层

6发热电阻层

61发热部

62缝隙

7连接器

8保护层

10热敏打印头

101第一电流路径

102第二电流路径

201第一前端部

202第二前端部

203第三前端部

204第四前端部

205第五前端部

206第六前端部

207第七前端部

θ第一前端部与第二前端部的相对角度

具体实施方式

接着，参照附图关于本实施方式进行说明。在以下说明的附图的记载中，对于相同或者类似的部件标注相同或者类似的附图标记。但是，应该注意附图是示意性的图示，各构成部件的厚度和平面尺寸的关系等与现实的情况不同。因此，具体的厚度或尺寸应该参照以下的说明进行判断。另外，当然也包括在附图彼此间存在彼此的尺寸关系或比例不同的部分。

另外，以下所示的实施方式是例示用于将技术思想具体化的装置或方法的内容，而不是用来特定各构成部件的材质、形状、构造、配置等的内容。本实施方式在权利要求的范围内能够施加各种变更。

关于第一实施方式的热敏打印头10使用附图进行说明。在此，图1是第一实施方式的热敏打印头10的概略的平面图。

图2是图1所示的发热电阻层周边A的放大图。图3是将沿着图2的B1-B1线的示意性的截面构造放大了的图。此外，将图1所示的平面图的器件面作为X-Y面，将与X-Y面垂直的方向作为Z轴来进行说明。图3是从X轴方向看的Y-Z面。即，将基板1的长边方向作为X轴方向，将短边方向作为Y轴方向，将厚度方向作为Z轴方向。在以下的说明中，将X轴方向作为主扫描方向，将Y轴方向作为副扫描方向，将Z方向作为厚度方向进行说明。此外，主扫描方向也称为第一方向，副扫描方向也称为第二方向，厚度方向也称为第三方向。

图4A是将沿着图2的D1-D1线的示意性的截面构造放大了的图。图4B是将沿着图2的E1-E1线的示意性的截面构造放大了的图。另外，图4A是从作为第二方向的副扫描方向看的X-Z面。图4B是从副扫描方向看的X-Z面。

图5是将沿着图2的C1-C1线的示意性的截面构造放大了的图。图5是从副扫描方向看的X-Z面。

[第一实施方式]

第一实施方式的热敏打印头10如图1、图2和图3所示包括：基板1；配置在基板1上的蓄热层2；配置在蓄热层2上的公共电极3；与公共电极3电连接的配线5；配置在蓄热层2上的与配线5电连接的发热电阻层6；与配线5电连接的用于进行将发热电阻层6通电来产生热的通电控制的驱动电路4；将来自外部的端子与公共电极3和驱动电路4电连接的连接器7；和配置在配线5和发热电阻层6上的保护层8(在图1和图2中省略)。

基板1如图1所示，在俯视基板1上的器件面时为长方形状的电绝缘材料，例如是由氧化铝陶瓷或者半导体材料形成的基板。半导体材料例如能够举例硅(Si)、碳化硅(SiC)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和氮化镓(GaN)等。

基板1的大小没有特别的限定，举例来说，作为第一方向的主扫描方向的尺寸例如是50mm～150mm程度，作为第二方向的副扫描方向的尺寸例如是2.0mm～10.0mm程度，作为第三方向的厚度方向的尺寸例如是500μm～1mm程度，优选为700μm～800μm程度。

蓄热层2如图2所示，为导热性低的绝缘材料，配置在基板1上。蓄热层2例如可以使用氧化硅膜、氮化硅膜或者氮氧化硅薄膜等。蓄热层2暂时地积蓄由发热电阻层6产生的热的一部分。

图3所示的蓄热层2的厚度方向的厚度没有特别的限定，例如为5μm～15μm程度，优选为5μm～10μm程度。

公共电极3如图1所示，配置在蓄热层2上，与连接器7和配线5电连接。公共电极3包含金属颗粒，为铜(Cu)、银(Ag)、钯(Pd)、铱(In)、铂(Pt)和金(Au)等，从金属的离子化倾向的观点考虑，优选为铜(Cu)、银(Ag)、铂(Pt)和金(Au)。公共电极3的厚度方向的厚度没有特别的限定，例如为0.2μm～0.8μm程度。

配线5如图1、图2以及图3所示，配置在蓄热层2上，与公共电极3和发热电阻层6电连接。另外，配线5经由发热电阻层6与驱动电路4电连接。

配线5如图2、图3所示具有：配置在蓄热层2上的第一金属层51；和配置在蓄热层2上的与第一金属层51隔开间隔地配置的第二金属层52。

作为配线5的一部分的第一金属层51如图1、图2所示，与公共电极3电连接。

第一金属层51如图2所示，将第一金属层51的主扫描方向的端部称为第一前端部201。另外，如图2、图4A所示，将第一金属层51的在与第一前端部201交叉的副扫描方向上延伸的端部称为第二前端部202。另外，在第一实施方式中，第一前端部201相对于第二前端部202的相对角度为直角。

如图2、图3所示，将第一金属层51的从第一前端部201在副扫描方向上延伸的端部的前端称为第三前端部203。另外，如图2、图4A图所示，将第一金属层51的在与第二前端部202相对的副扫描方向的端部称为第四前端部204。

作为配线5的一部分的第二金属层52如图1、图2所示，与驱动电路4电连接。

如图2、图4B所示，将第二金属层52的在副扫描方向上延伸的端部称为第五前端部205。如图2、图3所示，将第二金属层52的与第一金属层51的第三前端部203相对的端部称为第六前端部206。另外，如图2、图4B所示，将第二金属层52的与第五前端部205相对的第二方向的端部称为第七前端部207。

第一金属层51如图3所示，在副扫描方向上第三前端部203的截面为圆弧状。

第一金属层51如图4A所示，在主扫描方向上第二前端部202和第四前端部204的截面为圆弧状。

第二金属层52如图3所示，在副扫描方向上第六前端部206的截面为圆弧状。

第二金属层52如图4B所示，在主扫描方向上第五前端部205和第七前端部207的截面为圆弧状。

如图1、图2所示，驱动电路4配置在蓄热层2上，与作为配线5的一部的第二金属层52和连接器7电连接。另外，驱动电路4通过对第一金属层51和第二金属层52的每一对通电来进行使发热电阻层6产生热的控制。

如图1、图2和图3所示，发热电阻层6在主扫描方向上延伸，并且以覆盖第一金属层51上的至少一部分的方式配置。另外，发热电阻层6以覆盖第二金属层52上的至少一部分的方式配置。

如图2、图3和图5所示，发热电阻层6在副扫描方向上配置在被第一金属层51和第二金属层52夹着的位置。另外，如图2、图5所示，发热电阻层6具有发热部61。即，如图2、图5所示，发热电阻层6在俯视基板1上的器件面的方向即厚度方向上，具有沿着第一方向排列的多个发热部61。

多个发热部61通过驱动电路4而部分地被通电，从而有选择地进行发热。即，通过1个发热部61的发热形成1个印字点。

如图5所示，发热电阻层6具有多个缝隙62。缝隙62位于相邻的发热部61之间，由保护层8形成。另外，如图2所示，从第三方向俯视时，缝隙62设置于相邻的第一金属层51和第二金属层52之间。

由此，多个发热部61具有相互隔开间隔的结构。即，在1个发热部61中流通的电流，如图2所示例如从第一金属层51经由发热电阻层6流向第二金属层52。在以下的说明中，将在该1个发热部61中流通的电流路径称为第一电流路径101。

如图1所示，连接器7配置于基板1，与来自外部的端子、驱动电路4和公共电极3电连接。

如图3所示，保护层8以覆盖配线5和发热电阻层6的方式作为保护膜形成包覆用的玻璃层。

[第一实施方式的热敏打印头10的比较例]

接着，关于本实施方式的热敏打印头10的比较例进行说明。以下的说明中，将本实施方式的热敏打印头10的比较例称为比较例。

图6是图1所示的发热电阻层周边A的放大图A2。图7将是沿着图6的B1-B1线的示意性的截面构造放大了的图。图7为从主扫描方向看的Y-Z面。图8是将沿着图6的C2-C2线的示意性的截面构造放大了的图。图8是从副扫描方向看的X-Z面。

比较例的配线5如图6所示，具有第三金属层53和第四金属层54。作为配线5的一部分的第三金属层53，如图1、图6所示与公共电极3电连接。另外，作为配线5的一部分的第四金属层54，如图1、图6所示与驱动电路4电连接。

由于配线5的配置的不同，第一实施方式的第一金属层51与第二金属层52在副扫描方上相对，而比较例的第三金属层53与第四金属层54在主扫描方向上交替地配置。

即，比较例的在发热电阻层6中流通的电流，例如从第四金属层54的相邻的第三金属层53的两者流通。在以下的说明中，将从第四金属层54的相邻的第三金属层53的两者向发热电阻层6流通的电流路径称为第二电流路径102。

第三金属层53如图6所示，第三金属层53的第一方向的端部称为第八前端部208。另外，第三金属层53如图6所示，与第八前端部208交叉的在副扫描方向上延伸的端部称为第九前端部209。

第三金属层53如图6、图7所示，从第八前端部208在副扫描方向上延伸的端部的前端称为第十前端部210。另外，第一金属层51如图6、图8所示，与第九前端部209相对的副扫描方向的端部称为第十一前端部211。

第三金属层53如图7所示，在副扫描方向上第十前端部210的截面是垂直的。

第三金属层53如图8所示，在主扫描方向上第九前端部209和第十一前端部211的截面是垂直的。

即，相比于第一实施方式的基于丝网印刷的配线5的形成，配线5的配置的截面的不同在于，比较例通过基于光刻法的配线5的形成，前端部是垂直的。

接着，关于第一实施方式的热敏打印头10的制造方法的一例进行说明。在制造第一实施方式的热敏打印头10时，使用半导体工艺。

图9是第一实施方式的热敏打印头10的制造中的主要工序流程图。图10A～图10D是图9所示各工序中的沿着发热电阻层6周边A的B1-B1线的截面构造。即，图10A～图10D是从主扫描方向看的Y-Z面。

首先，在图9所示的步骤S1是蓄热层2的形成工序。如图10A所示，准备基板1。在第一实施方式中，基板1例如为氧化铝陶瓷。

接着，蓄热层2如图10B所示，在基板1上例如通过将氧化硅的玻璃膏用丝网印刷法等进行涂布，并将玻璃膏例如在1200℃程度进行烧制而形成。在此，所谓1200℃程度是指，在使用氧化硅的玻璃膏的条件下1100℃～1300℃的范围。

图9中所示的步骤S2是作为配线5的一部分的第一金属层51和第二金属层52的形成工序。如图10C所示，在蓄热层2上形成第一金属层51和第二金属层52。在第一金属层51和第二金属层52的形成中例如使用丝网印刷法。第一金属层51和第二金属层52的厚度方向的厚度为0.2μm～0.8μm程度。此外，第一金属层51和第二金属层52利用丝网印刷法分多次进行印刷，形成为第一金属层51和第二金属层52的厚度方向的厚度。

即，第一金属层51和第二金属层52由于利用丝网印刷法形成，如图10C所示，在副扫描方向上第三前端部203和第六前端部是截面为圆弧状。

同样地，第一金属层51如图4A所示，在主扫描方向上，第二前端部202和第四前端部204的截面为圆弧状。另外，第二金属层52如图4B所示，在主扫描方向上第五前端部205和第七前端部207的截面为圆弧状。

由第一金属层51和第二金属层52构成的配线5的宽度，在主扫描方向上，例如为大约50μm～100μm程度。另外，在主扫描方向上配线5与相邻的配线5之间的距离(配线间的空间)例如为大约70μm～120μm程度。

图9所示的步骤S3为发热电阻层6的形成工序。此外，发热电阻层6使用丝网印刷法。发热电阻层6如图1、图2和图10D所示，将发热电阻层6的膏在蓄热层2上以覆盖配线5的一部分的方式在规定的位置呈带状地印刷。另外，发热电阻层6如图2所示，具有发热部61，并且在各配线5的每一个形成多个发热部61。

发热电阻层6通过在印刷了发热电阻层6的膏之后，使其干燥，在800℃～850℃程度进行烧制而形成。发热电阻层6的厚度方向的厚度例如为4μm～6μm程度。

发热电阻层6的膏含有导电物质和玻璃。发热电阻层6的导电物质例如能够使用氧化钌(IV)、氮化钽(TaN)、钽(Ta)和银钯(Ag/Pd)等。

第一实施方式的热敏打印头10的制造工序中，在发热电阻层6形成的工序以后是公知的，因此省略工序的说明。

通过以上的工序，完成第一实施方式的热敏打印头10。

接着，关于第一实施方式的热敏打印头10的作用进行说明。

根据第一实施方式，如图9所示，在基板1上形成的蓄热层2、配线5和发热电阻层6中，全部使用丝网印刷法，由此作为配线5的一部分的第一金属层51和第二金属层52的前端部形成为圆弧状。并且，发热电阻层6以具有多个发热部61的方式配置。由此，多个发热部61通过驱动电路4部分地被通电从而有选择地进行发热。即，通过1个发热部61的发热，能够形成1个印字点。

另外，根据第一实施方式，由于没有使用基于光刻法的曝光装置，因此没有抗蚀剂的涂布和蚀刻的工序。因此，能够抑制制造所花费的时间。另外，通过将步骤S1～S3全部使用丝网印刷法，能够使制造工序简单化，因此能够降低制造成本。

[第二实施方式]

关于第二实施方式的热敏打印头10使用附图进行说明。在此，图11是图1所示的发热电阻层周边A的放大图A3。

第二实施方式的热敏打印头10如图11所示，第一前端部201在厚度方向上，主扫描方向的第一前端部201与在副扫描方向上延伸的第二前端部202的相对角度θ为15°以上且30°以下。即，配线5的第一前端部201与第二前端部202的相对角度θ可以偏斜地倾斜。另外，作为配线5的另一第一金属层51和第二金属层52也可以同样地偏斜地倾斜。另外，同样地，发热电阻层6也可以偏斜地倾斜。其他的结构与第一实施方式相同。

接着，关于第二实施方式的热敏打印头10的作用进行说明。

当使用丝网印刷时，印刷间距存在限制。相对于此，依据第二实施方式的热敏打印头10，通过将作为配线5的第一金属层51及第二金属层52和发热电阻层6倾斜地配置，能够提高印字品质(分辨率)。

另外，基于本实施方式，其他的作用与第一实施方式的热敏打印头10是相同的。

如以上所说明，依据本实施方式，能够提供可抑制制造成本和制造所花费的时间的热敏打印头10及其制造方法。

[其他实施方式]

如上所述，关于几个实施方式进行了记载，构成本发明的一部分的论述和附图是例示的内容，而不应该理解为限定性的内容。根据本发明，本领域技术人员能够明白各种代替的实施方式、实施例和应用技术。像这样，本实施方式包含在此没有记载的各种实施方式等。

Claims

1.一种热敏打印头，其特征在于，包括：

基板；

配置在所述基板上的蓄热层；

配线，其具有配置在所述蓄热层上的第一金属层，和配置在所述蓄热层上的与所述第一金属层隔开间隔地配置的第二金属层；和

发热电阻层，其配置在所述蓄热层上，并且与所述第一金属层和所述第二金属层电连接。

2.如权利要求1所述的热敏打印头，其特征在于：

所述发热电阻层覆盖所述第一金属层上的至少一部分。

3.如权利要求1或2所述的热敏打印头，其特征在于：

所述发热电阻层覆盖所述第二金属层上的至少一部分。

4.如权利要求1～3中任一项所述的热敏打印头，其特征在于：

在令主扫描方向为第一方向，与所述主扫描方向交叉的副扫描方向为第二方向时，

所述发热电阻层在所述第一方向上延伸地配置，且以在所述第二方向上被所述第一金属层和所述第二金属层夹着的方式配置。

5.如权利要求4所述的热敏打印头，其特征在于：

在令俯视所述基板上的器件面的方向为第三方向时，

所述发热电阻层，在所述第三方向上具有沿着所述第一方向排列的多个发热部。

6.如权利要求4或5所述的热敏打印头，其特征在于：

所述第一金属层在所述第一方向上延伸地配置，且在所述第二方向上第三前端部的截面为圆弧状。

7.如权利要求6所述的热敏打印头，其特征在于：

在所述第二方向上，所述第一金属层的第二前端部和第四前端部的截面为圆弧状。

8.如权利要求6或7所述的热敏打印头，其特征在于：

所述第二金属层在所述第一方向上隔开间隔地配置，且在所述第二方向上第六前端部的截面为圆弧状。

9.如权利要求8所述的热敏打印头，其特征在于：

在所述第一方向上，所述第二金属层的第五前端部和第七前端部的截面为圆弧状。

10.如权利要求9所述的热敏打印头，其特征在于：

在第三方向上，所述第一金属层的所述第一方向的第一前端部与在所述第二方向上延伸的第二前端部的相对角度θ为15°以上且30°以下。

11.一种热敏打印头的制造方法，其特征在于，具有：

在基板上形成蓄热层的工序；

在所述蓄热层上形成配线的工序；和

在所述蓄热层上形成与所述配线电连接的发热电阻层的工序。

12.如权利要求11所述的热敏打印头的制造方法，其特征在于：

所述形成配线的工序具有形成第一金属层和第二金属层的工序。

13.如权利要求12所述的热敏打印头的制造方法，其特征在于：

形成所述第一金属层和所述第二金属层的工序使用丝网印刷法。

14.如权利要求12或13所述的热敏打印头的制造方法，其特征在于：

形成所述发热电阻层的工序，在第一方向上延伸地配置所述发热电阻层，并且以在第二方向上被所述第一金属层和所述第二金属层夹着的方式形成所述发热电阻层。

15.如权利要求14所述的热敏打印头的制造方法，其特征在于：

形成所述发热电阻层的工序，在第三方向上，形成沿着所述第一方向排列的多个发热部。

16.如权利要求15所述的热敏打印头的制造方法，其特征在于：

形成所述发热电阻层的工序使用丝网印刷法。