CN115379953A - 热敏打印头、热敏打印机和热敏打印头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
热敏打印头包括基板、电阻体层和配线层。所述基板由结晶半导体构成,且具有朝向厚度方向的主面。所述电阻体层由所述基板支承,且具有在主扫描方向排列的多个发热部。所述配线层由所述基板支承,且构成向所述多个发热部通电的通电路径。所述配线层对于所述多个发热部的每一个包括:导电部,其副扫描方向上的每单位长度的电阻值比所述发热部小;和副发热部,其副扫描方向上的每单位长度的电阻值为所述发热部与所述导电部之间的值。所述基板具有从所述主面突出且在主扫描方向上延伸的凸部。所述发热部、所述副发热部和所述导电部形成在所述凸部之上。所述副发热部在副扫描方向上被夹在所述发热部与所述导电部之间。
Description
技术领域
本发明涉及热敏打印头和热敏打印机。此外,本发明还涉及热敏打印头的制造方法。
背景技术
专利文献1公开了现有的热敏打印头的一例。该文献公开的热敏打印头包括形成有导电层和电阻体层的主基板和搭载有驱动器IC的电路基板。电阻体层具有在主扫描方向上排列的多个发热部。导电层构成用于向多个发热部通电的通电路径。
在使用热敏打印头进行印刷时,电阻体层的发热部通过通电而发热。通过该热量被传递,印刷介质(例如热敏纸)显色,从而进行印刷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-65021号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明要解决的问题在于提供与以往相比能够提高耐久性和可靠性的热敏打印头和热敏打印机。此外,本发明的另一个要解决的问题在于提供这样的热敏打印头的制造方法。
用于解决问题的技术手段
由本发明的第1方面提供的热敏打印头包括:基板,其由单晶半导体构成,且具有朝向厚度方向上的一方的主面;电阻体层,其由所述基板支承,且具有在主扫描方向上排列的多个发热部;和配线层,其由所述基板支承,且构成向所述多个发热部通电的通电路径。所述配线层对于所述多个发热部的每一个包含导电部和副发热部,所述导电部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值比所述发热部小,所述副发热部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值为所述发热部的电阻值与所述导电部的电阻值之间的值。所述基板具有从所述主面突出,且沿主扫描方向延伸的凸部。所述发热部、所述副发热部和所述导电部形成在所述凸部之上。所述副发热部在副扫描方向上被夹在所述发热部与所述导电部之间。
由本发明的第2方面提供的热敏打印机包括由第1方面提供的热敏打印头和正对着该热敏打印头的压印件。
由本发明的第3方面提供的热敏打印头的制造方法包括:基板准备工序,准备由单晶半导体构成的基板;基板加工工序,在所述基板形成朝向厚度方向上的一方的主面和从所述主面突出且在主扫描方向上延伸的凸部;电阻体层形成工序,形成由所述基板支承且具有在主扫描方向上排列的多个发热部的电阻体层;和配线层形成工序,形成由所述基板支承且构成向所述多个发热部通电的通电路径的配线层。所述配线层对于所述多个发热部的每一个包括导电部和副发热部,所述导电部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值比所述发热部小,所述副发热部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值为所述发热部的电阻值与所述导电部的电阻值之间的值。所述发热部、所述副发热部和所述导电部形成在所述凸部之上。所述副发热部在副扫描方向上被夹在所述发热部与所述导电部之间。
发明效果
根据本发明的构成,在热敏打印头(和热敏打印机)中,能够提高其耐久性和可靠性。此外,根据本发明的热敏打印头的制造方法,能够制造耐久性和可靠性优异的热敏打印头。
附图说明
图1是表示第1实施方式的热敏打印头的俯视图。
图2是将图1所示的俯视图的一部分放大的主要部分俯视图。
图3是将图2所示的俯视图的一部分放大的主要部分放大俯视图。
图4是包括第1实施方式的热敏打印头的热敏打印机的局部放大剖视图,是沿着图1的IV-IV线的剖视图。
图5是将图4所示的剖视图的一部分放大的主要部分剖视图。
图6是将图5所示的剖视图的一部放大的主要部分放大剖视图。
图7是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图8是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图9是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图10是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分放大剖视图。
图11是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图12是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图13是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图14是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图15是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分剖视图。
图16是表示第1实施方式的热敏打印头的制造方法的一个工序的主要部分放大剖视图。
图17是包括第2实施方式的热敏打印头的热敏打印机的部分放大剖视图。
图18是将图17所示的剖视图的一部分放大的主要部分剖视图。
图19是表示第2实施方式的热敏打印头的主要部分放大俯视图。
图20是沿着图19的XX-XX线的剖视图。
图21是表示第2实施方式的变形例的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图22是表示第3实施方式的热敏打印头的主要部分剖视图。
图23是表示第3实施方式的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图24是表示第3实施方式的变形例的热敏打印头的主要部分剖视图。
图25是表示第3实施方式的变形例的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图26是表示第4实施方式的热敏打印头的主要部分放大俯视图。
图27是表示第4实施方式的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图28是表示第4实施方式的变形例的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图29是表示第4实施方式的变形例的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图30是表示第4实施方式的变形例的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图31是表示第5实施方式的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图32是表示第5实施方式的热敏打印头的主要部分放大俯视图。
图33是表示第5实施方式的变形例的热敏打印头的主要部分放大俯视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行如下说明。在下文的说明中,对相同或类似的构成要素标注相同的符号,并省略重复的说明。
图1~图6示出了第1实施方式的热敏打印头A1。热敏打印头A1包括头基板1、绝缘层19、保护层2、配线层3、电阻体层4、连接基板5、多条导线61、62、多个驱动器IC7、保护树脂78和散热部件8。热敏打印头A1是组装在对印刷介质(图示省略)实施印刷的热敏打印机Pr(参照图4)中的结构。热敏打印机Pr包括热敏打印头A1和压印辊91。压印辊91正对着热敏打印头A1。印刷介质被夹在热敏打印头A1与压印辊91之间,并由该压印辊91沿着副扫描方向输送。作为这样的印刷介质,例如能够列举用于制作条码片、小票的热敏纸。也可以使用由平坦的橡胶构成的压印件来代替压印辊91。该压印件包括具有较大曲率半径的圆柱状的橡胶中的、观察剖面时呈弓形状的一部分。在本发明中,“压印件”包括压印辊91和平坦的压印件这两者。
图1是表示热敏打印头A1的俯视图。图2是表示热敏打印头A1的主要部分俯视图。图3是表示热敏打印头A1的主要部分放大俯视图。图4是包括热敏打印头A1的热敏打印机Pr的局部放大剖视图,相当于沿着图1的IV-IV线的剖视图。图5是表示热敏打印头A1的主要部分剖视图。图6是表示热敏打印头A1的主要部分放大剖视图。在图1~图3中,省略了保护层2。在图1和图2中,省略了保护树脂78。在图2中,省略了多条导线61。在图1~图3中,副扫描方向y的下侧为上游侧,上侧为下游侧。在图4~图6中,副扫描方向y的右侧为上游侧,左侧为下游侧。
头基板1支承配线层3和电阻体层4。头基板1为以主扫描方向x作为长度方向的细长矩形形状。在随后的说明中,将头基板1的厚度方向作为厚度方向z。头基板1的大小没有特别的限定,若举一例,厚度(厚度方向z尺寸)为725μm,主扫描方向x尺寸为50mm以上且150mm以下,副扫描方向y尺寸为2.0mm以上且5.0mm以下。
头基板1由单晶半导体构成,该单晶半导体例如为硅(Si)。如图4和图5所示,头基板1具有第1主面11和第1背面12。第1主面11和第1背面12在厚度方向z上隔有间隔,且在厚度方向z上彼此朝向相反侧。配线层3和电阻体层4设置在第1主面11这一侧。头基板1为“基板”的一例,第1主面11为“主面”的一例。
头基板1具有凸部13。凸部13从第1主面11沿厚度方向z突出,且沿着主扫描方向x较长地延伸。在图示的例子中,凸部13形成于头基板1的靠副扫描方向y下游的位置。凸部13为头基板1的一部分,因而由作为单晶半导体的Si构成。
凸部13具有顶部130、一对第1倾斜部131A、131B和一对第2倾斜部132A、132B。
顶部130是凸部13中的距第1主面11的距离最大的部分。顶部130例如是与第1主面11大致平行的平面。顶部130呈在从厚度方向z观察时沿着主扫描方向x较长地延伸的细长矩形形状。
如图6所示,一对第1倾斜部131A、131B与顶部130的副扫描方向y两侧相连。第1倾斜部131A从副扫描方向y的上游侧与顶部130相连。第1倾斜部131B从副扫描方向y的下游侧与顶部130相连。第1倾斜部131A为“上游侧第1倾斜部”的一例,第1倾斜部131B为“下游侧第1倾斜部”的一例。一对第1倾斜部131A、131B相对于第1主面11分别倾斜角度α1(以第1倾斜角度α1倾斜)。一对第1倾斜部131A、131B分别为在从厚度方向z观察时沿主扫描方向x较长地延伸的细长矩形形状的平面。凸部13也可以具有与一对第1倾斜部131A、131B相连并且与顶部130的主扫描方向x两端相邻的倾斜部(图示省略)。
如图6所示,一对第2倾斜部132A、132B在副扫描方向y上的与顶部130相反侧,与一对第1倾斜部131A、131B相连。第2倾斜部132A在副扫描方向y上被夹在第1倾斜部131A与第1主面11之间。第2倾斜部132A从副扫描方向y的上游侧与第1倾斜部131A相连,从副扫描方向y的下游侧与第1主面11相连。第2倾斜部132B在副扫描方向y上被夹在第1倾斜部131B与第1主面11之间。第2倾斜部132B从副扫描方向y的下游侧与第1倾斜部131B相连,从副扫描方向y的上游侧与第1主面11相连。第2倾斜部132A为“上游侧第2倾斜部”的一例,第2倾斜部132B为“下游侧第2倾斜部”的一例。一对第2倾斜部132A、132B相对于第1主面11分别倾斜角度α2(以第2倾斜角度α2倾斜)。角度α2比角度α1大。一对第2倾斜部132A、132B分别为从厚度方向z观察时沿主扫描方向x较长地延伸的细长矩形形状的平面。一对第2倾斜部132A、132B分别与第1主面11相连。凸部13也可以具有与一对第2倾斜部132A、132B相连并位于顶部130的主扫描方向x两端的主扫描方向x外侧的倾斜部(图示省略)。
在头基板1中,第1主面11为(100)面(根据密勒指数)。根据后文所述的制造方法例,相对于第1主面11的各第1倾斜部131A、131B的角度α1(参照图6)例如为30.1度,相对于第1主面11的各第2倾斜部132A、132B的角度α2(参照图6)例如为54.7度。凸部13的厚度方向z尺寸例如为150μm以上且300μm以下。
如图5和图6所示,绝缘层19覆盖第1主面11和凸部13。绝缘层19用于将头基板1的第1主面11侧更可靠地绝缘。绝缘层19由绝缘性材料构成。作为该绝缘性材料,例如采用以TEOS(正硅酸乙酯)为原料气体而成膜的SiO2(TEOS-SiO2)。也可以采用例如通过其他方法而成膜的SiO2、SiN来代替TEOS-SiO2。绝缘层19的厚度没有特别的限定,若举其一例,例如可以为5μm以上且15μm以下(优选为5μm以上且10μm以下)。
电阻体层4由头基板1支承,在本实施方式中,如图5和图6所示,隔着绝缘层19由头基板1支承。电阻体层4具有多个发热部41。通过选择性地向多个发热部41的每一个通电,而对印刷介质进行局部加热。各发热部41是电阻体层4中的从配线层3露出的区域。多个发热部41沿着主扫描方向x排列,在主扫描方向x上相互隔有间隔。各发热部41的形状没有特别的限定,例如为在从厚度方向z观察时以副扫描方向y作为长度方向的矩形形状。电阻体层4由比配线层3的电阻高的材料构成。优选电阻体层4的电阻率为10-6Ωm以上。作为电阻体层4的构成材料,例如采用TaN,但也可以采用TaSiO2、TiON、PolySi、Ta2O5、RuO2、RuTiO或者TaSiN等代替TaN。电阻体层4的形成方法没有特别的限定,例如通过溅射法、CVD法(Chemical Vapor Deposition,化学气相淀积法)、镀覆等形成,可根据所采用的构成材料适当选择确定。例如,在电阻体层4的构成材料为TaN时,电阻体层4通过溅射法形成。电阻体层4的厚度没有特别的限定,若举其一例,为0.02μm以上且0.1μm以下(优选0.08μm左右)。
如图6所示,各发热部41以从第1倾斜部131B直到顶部130上的方式形成。各发热部41的副扫描方向y上游侧端位于顶部130上,各发热部41的副扫描方向y下游侧端位于第1倾斜部131B上。各发热部41中形成于顶部130上的部分的副扫描方向y尺寸例如为该发热部41整体的副扫描方向y尺寸的10%以上且30%以下左右。
配线层3构成用于向多个发热部41通电的通电路径。配线层3由头基板1支承,在本实施方式中,如图5和图6所示,层叠在电阻体层4上。
如图1~图3、图5和图6所示,配线层3具有多个独立电极31和公共电极32。
如图2、图3和图6所示,多个独立电极31分别呈大致沿副扫描方向y延伸的带状。多个独立电极31相对于多个发热部41配置在副扫描方向y的上游侧。各独立电极31的副扫描方向y下游侧端配置在与凸部13的副扫描方向y上游侧的顶部130重叠的位置。如图2和图5所示,各独立电极31具有独立焊盘311。独立焊盘311是与用于与驱动器IC7导通的导线61连接的部分。
如图2、图3、图5和图6所示,公共电极32具有连结部323和多个带状部324。多个带状部324相对于各发热部41分别配置于副扫描方向y的下游侧。各带状部324的副扫描方向y上游侧端与各独立电极31的副扫描方向y下游侧端隔着各发热部41相对。带状部324的副扫描方向y上游侧端配置在与凸部13的第1倾斜部131B重叠的位置。连结部323位于多个带状部324的副扫描方向y下游侧,多个带状部324连在一起。连结部323为沿着主扫描方向x延伸且副扫描方向y尺寸大于各带状部324的主扫描方向x尺寸的宽度较宽的部分。如图1所示,连结部323从多个发热部41的副扫描方向y下游侧在主扫描方向x两侧迂回,向副扫描方向y上游侧延伸。在本实施方式中,公共电极32中的多个带状部324的副扫描方向y下游侧部分和连结部323形成在头基板1的第1主面11上(换句话说,在第1主面11的上方)。
配线层3(多个独立电极31和公共电极32)包括在厚度方向z上层叠的第1导体层301和第2导体层302而构成。
第1导体层301形成在电阻体层4上。第1导体层301由比电阻体层4的电阻低且比第2导体层302的电阻高的材料构成。优选第1导体层301的电导率例如为10-6~10-7Ωm。此外,优选第1导体层301的热导率例如比100W/m小。作为第1导体层301的构成材料,例如采用Ti(钛),但也可以采用Ta、Ga、Sn、PtIr、Pt、TI(铊)、V(钒)或者Cr等来代替Ti。第1导体层301的形成方法没有特别的限定,例如通过溅射法、CVD法、镀覆等形成,可以根据所采用的构成材料来适当选择确定。例如,在第1导体层301的构成材料为Ti时,第1导体层301通过溅射法形成。第1导体层301的厚度没有特别的限定,若举其一例,为0.1μm以上且0.2μm以下。
第2导体层302形成在第1导体层301上。第2导体层302局部覆盖第1导体层301。因而,第1导体层301具有从第2导体层302露出的部分。第2导体层302由比电阻体层4和第1导体层301的电阻低的材料构成。优选第2导体层302的电阻率例如为10-7Ωm以下。此外,第2导体层302由与第1导体层301相比热导率高的材料构成。优选第2导体层302的热导电度例如为100W/m以上。第2导体层302的构成材料例如采用Cu,但也可以采用Cu合金、Al、Al合金、Au、Ag、Ni或者W(钨)等来代替Cu。第2导体层302的形成方法没有特别的限定,例如通过溅射法、CVD法、镀覆等形成,可以根据所采用的构成材料而适当选择确定。例如在第2导体层302的构成材料为Cu时,第2导体层302通过溅射法形成。另外,在第2导体层302的构成材料为Au、Ag、Ni时,一般通过镀覆形成,但该情况下,第2导体层302也可以包括种子层(例如Cu)等。第2导体层302比第1导体层301厚。第2导体层302的厚度取决于使用的材料、流经配线层3的电流值等。举第2导体层302的厚度的一例,为0.5μm以上且5μm以下。
配线层3对于多个发热部41分别具有一对副发热部35A、35B和一对导电部36A、36B。
一对副发热部35A、35B由第1导体层301中的从第2导体层302露出的部分构成。换句话说,一对副发热部35A、35B是在配线层3中在第1导体层301上没有层叠第2导体层302的部分。一对副发热部35A、35B在副扫描方向y上与各发热部41的两端相邻。副发热部35A从副扫描方向y的上游侧与各发热部41相邻,副发热部35B从副扫描方向y的下游侧与各发热部41相邻。副发热部35A为“上游侧副发热部”的一例,副发热部35B为“下游侧副发热部”的一例。
副发热部35A形成在顶部130上。副发热部35A的副扫描方向y两端分别位于顶部130上。副发热部35B以从第1倾斜部131B直到第2倾斜部132B上的方式形成。副发热部35B的副扫描方向y上游侧端位于第1倾斜部131B上,副发热部35B的副扫描方向y下游侧端位于第2倾斜部132B上。
一对导电部36A、36B由第1导体层301和第2导体层302构成。换句话说,一对导电部36A、36B是配线层3中的在第1导体层301上层叠有第2导体层302的部分。一对导电部36A、36B相对于一对副发热部35A、35B,位于副扫描方向y上的与各发热部41相反侧。导电部36A从副扫描方向y的上游侧与副发热部35A相邻,导电部36B从副扫描方向y的下游侧与副发热部35B相邻。导电部36A为“上游侧导电部”的一例,导电部36B为“下游侧导电部”的一例。
导电部36A以从顶部130经由第1倾斜部131A和第2倾斜部132A直到与凸部13相比靠副扫描方向y上游侧的第1主面11上的方式形成。导电部36A的副扫描方向y下游侧端位于顶部130上。导电部36B以从第2倾斜部132B直到与凸部13相比靠副扫描方向y下游侧的第1主面11上的方式形成。导电部36B的副扫描方向y上游侧端位于第2倾斜部132B上。
通过第1导体层301、第2导体层302和电阻体层4的各电阻值具有上述关系,各导电部36A、36B的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值比各发热部41小。此外,各副发热部35A、35B的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值为各发热部41的电阻值与各导电部36A、36B的电阻值之间的值。由此,在向各发热部41通电时,一对副发热部35A、35B各自的发热量比各发热部41的发热量小且比一对导电部36A、36B各自的发热量大。例如,在各发热部41成为300℃左右的通电状态下,一对副发热部35A、35B分别为150~200℃左右。
保护层2覆盖配线层3和电阻体层4,保护配线层3和电阻体层4。保护层2由绝缘性材料构成。作为该绝缘性材料,例如采用SiN(氮化硅),但也可以采用SiO2(氧化硅),SiC(碳化硅),AlN(氮化铝)等来代替SiN。保护层2由含有上述绝缘性材料的单层或多层构成。保护层2的厚度没有特别的限定,若举其一例,为1.0μm以上且10μm以下。
如图5所示,保护层2具有多个焊盘用开口21。各焊盘用开口21在厚度方向z上贯通保护层2。多个焊盘用开口21分别使各独立电极31的独立焊盘311露出。也可以与图示的示例不同而在多个焊盘用开口21填充导电性材料。该情况下,也可以在该导电性材料上形成镀覆层。该镀覆层的构成没有特别的限定,举其一例,从导电性材料的表面起依次层叠Ni、Pd(钯)、Au。
如图1和图4所示,连接基板5相对于头基板1配置在副扫描方向y上游侧。连接基板5例如为PCB基板,搭载有驱动器IC7、后文所述的连接器59。连接基板5的形状等没有特别的限定,在本实施方式中,为以主扫描方向x为长度方向的矩形形状。连接基板5具有第2主面51和第2背面52。第2主面51为与头基板1的第1主面11朝向相同侧的面,第2背面52为与头基板1的第1背面12朝向相同侧的面。在本实施方式中,第2主面51位于与第1主面11相比靠近厚度方向z的图中下方的位置。
驱动器IC7搭载于连接基板5的第2主面51,用于使多个发热部41分别地通电。多个驱动器IC7通过多条导线61连接于多个独立电极31。多个驱动器IC7的向多个发热部41的通电控制是依照经由连接基板5从热敏打印头A1外输入的指令信号来进行的。多个驱动器IC7通过多条导线62与连接基板5的配线图案(图示省略)连接。多个驱动器IC7根据多个发热部41的个数而适当设置。
多个驱动器IC7、多条导线61和多条导线62被保护树脂78覆盖。保护树脂78例如由绝缘性树脂构成,例如为黑色。保护树脂78以跨头基板1和连接基板5的方式形成。
连接器59用于将热敏打印头A1与热敏打印机Pr连接。连接器59安装于连接基板5,与连接基板5的配线图案(图示省略)连接。
散热部件8支承头基板1和连接基板5,用于将由多个发热部41产生的热的一部分经由头基板1向外部散热。散热部件8例如为由Al等金属构成的块状的部件。散热部件8具有第1支承面81和第2支承面82。第1支承面81和第2支承面82分别朝向厚度方向z上侧,沿副扫描方向y排列配置。在第1支承面81接合头基板1的第1背面12。在第2支承面8 2接合连接基板5的第2背面52。
接下来,参照图7~图16对热敏打印头A1的制造方法的一例进行如下说明。
首先,如图7所示,准备基板材料1K。基板材料1K由单晶半导体构成,例如为大致圆形的Si晶片的一部分。1片Si晶片含有多个基板材料1K。在下图中,有时会以作为Si晶片的一部分的、与1个热敏打印头A1对应的1个基板材料1K(头基板1)为对象进行图示。基板材料1K的厚度(换句话说Si晶片的厚度)没有特别的限定,在本实施方式中,例如为725μm左右。基板材料1K具有彼此朝向相反侧的第1主面11K和第1背面12K。第1主面11K为(100)面。
接着,在用规定的掩模层覆盖第1主面11K后,例如进行使用KOH的各向异性蚀刻。由此,如图8所示,在基板材料1K上形成凸部13K。凸部13K从第1主面11K突出,沿主扫描方向x较长地延伸。凸部13K具有顶部130K和一对倾斜部132K。顶部130K是与第1主面11K平行的面,与第1主面11K相同为(100)面。一对倾斜部132K位于顶部130K的副扫描方向y两侧,介于顶部130K和第1主面11K之间。一对倾斜部132K是分别相对于顶部130K和第1主面11K倾斜的平面。一对倾斜部132K各自与第1主面11K和顶部130K所成的角度为54.7度。
接着,在去除所述掩模层后,例如进行使用KOH的各向异性蚀刻。由此,如图9和图10所示,基板材料1K成为具有第1主面11、第1背面12和凸部13的头基板1。凸部13具有顶部130、一对第1倾斜部131A、131B和一对第2倾斜部132A、132B。顶部130是之前为顶部130K的部分,一对第2倾斜部132A、132B是之前为一对倾斜部132K的部分。一对第1倾斜部131A、131B是顶部130K与一对倾斜部132K的边界被KOH蚀刻的部分。相对于第1主面11的各第1倾斜部131A、131B的角度α1(参照图10)为30.1度,相对于第1主面11的各第2倾斜部132A、132B的角度α2(参照图10)为54.7度。通过上述基板材料1K形成头基板1的工序(参照图8~图10)为“基板加工工序”的一例。在基板加工工序中,形成第1主面11和凸部13。
接着,如图11所示,形成绝缘层19。绝缘层19的形成例如使用CVD,通过使以TEOS(正硅酸乙酯)为原料气体而形成的SiO2堆积于头基板1来进行。绝缘层19的形成方法不限于此,也可以采用其他方法。
接着,如图12所示,形成电阻体膜4K。在形成电阻体膜4K的工序(电阻体膜形成工序)中,例如通过溅射在绝缘层19上形成TaN的薄膜。电阻体膜4K的形成方法不限于此,也可以采用其他方法。
接着,如图13和图14所示,形成配线膜3K。在形成配线膜3K的工序中,有图13所示的形成第1导体膜301K和图14所示的形成第2导体膜302K这两个工序。在形成第1导体膜301K的工序(第1成膜工序)中,例如通过溅射在电阻体膜4K上形成Ti的薄膜。此时,第1导体膜301K覆盖电阻体膜4K的大致整面。在形成第2导体膜302K的工序(第2成膜工序)中,例如通过镀覆、溅射等在第1导体膜301K上形成由Cu构成的层。此时,第2导体膜302K覆盖第1导体膜301K的大致整面。
接着,如图15和图16所示,依次进行第2导体膜302K的部分去除、第1导体膜301K的部分去除、以及电阻体膜4K的部分去除。部分地去除第1导体膜301K的工序(第1部分去除工序)、部分地去除第2导体膜302K工序(第2部分去除工序)和部分地去除电阻体膜4K工序(电阻体膜部分去除工序)分别例如通过蚀刻进行。通过第1部分去除工序形成第1导体层301,通过第2部分去除工序形成第2导体层302,通过电阻体膜部分去除工序形成电阻体层4。因而,形成配线层3的工序(配线层形成工序)包括第1成膜工序、第2成膜工序、第1部分去除工序和第2部分去除工序。此外,形成电阻体层4的工序(电阻体层形成工序)包括电阻体膜形成工序和电阻体膜部分去除工序。另外,电阻体膜部分去除工序也可以在第1成膜工序和第2成膜工序之前进行。形成的第1导体层301和第2导体层302构成上述配线层3,配线层3具有多个独立电极31和公共电极32。此外,配线层3具有多个副发热部35A、35B和多个导电部36A、36B。形成的电阻体层4具有多个发热部41。
接着,形成保护层2。保护层2的形成例如通过使用CVD使SiN堆积在绝缘层19、配线层3(第1导体层301和第2导体层302)和电阻体层4上来进行。接下来,通过蚀刻等部分地去除保护层2而形成焊盘用开口21。然后,使用切割装置等将1片Si晶片单片化为多个头基板1(参照图1、图4、图5)。
然后,对于1个头基板1进行组装工序。经过对散热部件8安装头基板1和连接基板5、对连接基板5搭载驱动器IC7、焊接多条导线61和多条导线62以及形成保护树脂78等工序,得到上述热敏打印头A1。
上述热敏打印头A1的作用和效果如下。
在热敏打印头A1中,各副发热部35A、35B在副扫描方向y上被夹在各发热部41与各导电部36A、36B之间。在通电时,各副发热部35A、35B成为比各发热部41低且比各导电部36A、36B高的温度。由此,与各发热部41和各导电部36A、36B相邻的情况相比,能够缓和副扫描方向y上的温度梯度。假设在各发热部41与各导电部36A、36B相邻的情况下,存在由于它们之间的温度差而产生的热应力,例如在它们的边界部分产生断线的情况。与此相对,在热敏打印头A1中,能够抑制因热应力而产生的破损等,能够提高热敏打印头A1的耐久性和可靠性。尤其是在各发热部41的副扫描方向y两侧设置一对副发热部35A、35B这一做法对于通过缓和温度梯度来提高耐久性和可靠性而言是优选的。
在热敏打印头A1中,在各发热部41的副扫描方向y上游侧设置有副发热部35A。由此,沿副扫描方向y输送来的印刷介质在被副发热部35A加热后,被温度更高的各发热部41加热。虽说副发热部35A以比导电部36A高的温度发热,但是例如在使各发热部41成为300℃左右的通电条件下,其成为150~200℃左右。根据该程度的温度和印刷介质从副扫描方向y上游侧通过副发热部35A所需的时间(短时间),作为一般灵敏度的热敏纸的印刷介质依靠副发热部35A的加热不会产生明显的显色。另一方面,当被各发热部41加热时,因为由副发热部35A进行了预热,所以会更迅速且明显地发生显色。因而,能够实现印刷质量、印刷速度的提高。此外,与不具备副发热部35A的情况相比,即使各发热部41的温度下降也能够使印刷介质显色。由此,能够提高能量效率并进一步缓和上述温度梯度,有益于降低消耗电力、提高耐久性和可靠性。这样的话不会使能量负载仅集中于各发热部41,而会使其分散到副发热部35A,因而将会抑制各发热部41的变质、劣化。进一步,因为能够缓和上述温度梯度,所以能够不使印刷效率下降地有助于耐久性和可靠性的提高。热敏打印头A1能够节能化和长寿命化。
在热敏打印头A1中,第1导体层301由热导率比第2导体层302低的材料构成。由此,能够利用副发热部35A遮蔽由发热部41产生的热向导电部36A侧排出。因而,能够抑制发热部41产生的热被白白地排出,所以能够提高能量效率和发热响应性。
在热敏打印头A1中,凸部13具有顶部130、一对第1倾斜部131A、131B和一对第2倾斜部132A、132B,一对第1倾斜部131A、131B和一对第2倾斜部132A、132B夹着顶部130沿着副扫描方向y排列。因而,凸部13呈相对于顶部130(第1主面11)以2阶段倾斜的结构。因此,能够减小顶部130与各第1倾斜部131A、131B所成的角度α1,对于印刷品质的提高而言是优选的。此外,顶部130与各第1倾斜部131A、131B所成的角度α1越小,越能抑制因印刷时印刷介质的通过而造成的保护层2的磨损。因而,能够实现热敏打印头A1的印刷品质的提高和长寿命化。
在热敏打印头A1中,各发热部41形成在第1倾斜部131B上。由此,即使在使压印辊91对于各发热部41的接触中心910(参照图4)相对于凸部13向副扫描方向y下游侧偏移的情况下,也能够得到良好的印刷品质。这样的配置有利于避免压印辊91与保护树脂78的干涉,能够缩小头基板1的副扫描方向y。
在热敏打印头A1中,各发热部41以从第1倾斜部131B直到顶部130上的方式形成。由此,即使在副扫描方向y上发生了压印辊91的位置偏移,也能够抑制印刷品质的下降。
在热敏打印头A1中,副发热部35A形成在顶部130上,在第1倾斜部131A上没有形成。在与热敏打印头A1不同的结构中,例如考虑到副扫描方向y上的压印辊91的位置偏移,副发热部35以从顶部130直到第1倾斜部131A上的方式形成。但是,为了提高制造精度,即使发生了副扫描方向y上的压印辊91的位置偏移,接触中心910也几乎不会向比顶部130更靠副扫描方向y上游侧偏移。此外,副发热部35A并没有很大程度上有助于印刷,副发热部35A越大,能量损失增加。由于这些因素,与副发热部35A以从顶部130直到第1倾斜部131A上的方式形成的情况相比,热敏打印头A1能够抑制能量损失,减小因能量损失而造成的印刷效率下降。换言之,热敏打印头A1能够通过设置副发热部35A来缓和温度梯度,并通过调整副发热部35A的大小(形成区域)来抑制因能量损失而造成的印刷效率的下降。
在热敏打印头A1中,通过使公共电极32相对于多个发热部41位于副扫描方向y下游侧的位置,而在多个发热部41的副扫描方向y上游侧仅排列了多个独立电极31。由此,能够缩小多个独立电极31的主扫描方向x上的排列间距,能够实现印刷的高精细化。
在热敏打印头A1中,第1导体层301的构成材料例如为Ti,第2导体层302的构成材料例如为Cu。由此,能够使第1导体层301中的从第2导体层302露出的部分即各副发热部35A、35B的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值,比层叠有第1导体层301和第2导体层302的部分即各导电部36A、36B的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值大。此外,第1导体层301比第2导体层302薄,因而,在配线层3中,各副发热部35A、35B的截面积比各导电部36A、36B的截面积小。由此,能够使各副发热部35A、35B的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值比各导电部36A、36B的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值大。
图17~图20示出了第2实施方式的热敏打印头B1。
图17是包括热敏打印头B1的热敏打印机Pr的部分放大剖视图,与第1实施方式中的图4的剖视图对应。图18是表示热敏打印头B1的主要部分剖视图,与第1实施方式中的图5的剖视图对应。图19是表示热敏打印头B1的主要部分放大俯视图。图20是沿着图19的XX-XX线的主要部分放大剖视图。
在热敏打印头B1中,凸部13以与头基板1的副扫描方向y下游侧端相接的方式形成。即在与凸部13相比靠副扫描方向y下游侧的区域不存在第1主面11。因此,如图20所示,在本实施方式的配线层3中,导电部36B的副扫描方向y下游侧端与第2倾斜部132B重叠。
如图19所示,本实施方式的配线层3具有多个独立电极31、多个公共电极32和多个中继电极33。
如图19所示,多个独立电极31和多个公共电极32相对于多个发热部41配置于副扫描方向y上游侧。多个中继电极33相对于多个发热部41配置于副扫描方向y下游侧。多个独立电极31和多个公共电极32在主扫描方向x上以规定间距大致平行地配置。多个中继电极33在主扫描方向x上以规定间距配置。各中继电极33被设置为构成在副扫描方向y上折返的通电路径的形状。各中继电极33以从凸部13的第1倾斜部131B直到第2倾斜部132B的方式形成。
以图19中标注了符号“32(3)”的2个公共电极32中的左侧的公共电极32作为例子来代表各公共电极32进行说明。如图19所示,公共电极32具有分支部325和相邻的2个带状部324。2个带状部324在各公共电极32中位于副扫描方向y下游侧端的位置。分支部325在各公共电极32中设置于副扫描方向y下游侧,与2个带状部324相连。分支部325经由2个带状部324从副扫描方向y上游侧与相邻的2个发热部41(在图19中为从左起第4、第5个)连接。在这2个发热部41,从副扫描方向y下游侧连接有相邻的2个中继电极33各自的一部分(各中继电极33中各自内侧的部分)。这2个中继电极33各自的其他部分(各中继电极33中各自的外侧的部分)从副扫描方向y下游侧进一步与2个发热部41(在图19中为从左起第3、第6个)连接。即,在分别与1个公共电极32连接的相邻的2个发热部41(从左起第4、第5个)的主扫描方向x外侧(在图19中为左侧和右侧)分别各配置有1个(共计2个)发热部41(从左起第3、第6个)。并且,2个独立电极31(隔着代表的公共电极32位于两侧的2个独立电极31)分别与它们的位于相邻的2个发热部41的主扫描方向x外侧的2个发热部41相邻。
通过上述配置,由1个公共电极32构成相邻的2个通电路径。2个通电路径按照连接的顺序具有1个公共电极32、1个分支部325、2个带状部324中的1个带状部324、1个发热部41、1个中继电极33、与上述1个发热部41相邻的另一个发热部41和1个独立电极31。通过使2个独立电极31的任意一个成为通电状态,能够向连接于该一个独立电极31与公共电极32之间且在主扫描方向x上相邻的2个发热部41通电并使其发热。这些相邻的2个发热部41与印刷介质上的1个点(1点)对应。
如图17所示,压印辊91与各发热部41的接触中心910被配置为相对于头基板1的凸部13位于副扫描方向y下游侧的位置。由此,压印辊91相对于形成于凸部13的多个发热部41以偏向副扫描方向y下游侧的姿势隔着保护层2而被按压。
在热敏打印头B1中,与热敏打印头A1同样,各副发热部35A、35B也被夹在各发热部41与各导电部36A、36B之间。由此,与各发热部41和各导电部36A、36B相邻的情况下相比,能够缓和副扫描方向y上的温度梯度。因而,与第1实施方式同样,能够提高热敏打印头B1的耐久性和可靠性。
在热敏打印头B1中,在与凸部13相比靠副扫描方向y下游侧的区域不存在第1主面11。根据该结构,能够使头基板1的副扫描方向y下游侧变短。因而能够抑制在印刷介质被输送时,该印刷介质与比凸部13更靠副扫描方向y下游侧的头基板1接触。如图17所示,这样能够不将印刷介质P1弯曲或弯折地进行输送,因而对于使组装有热敏打印头B1的热敏打印机Pr成为直线路径机构来说是优选的。根据具有直线路径机构的热敏打印机Pr,能够使用具有感热层的塑料卡等作为印刷介质。
在第2实施方式中,示出了在比凸部13更靠副扫描方向y下游侧的区域不存在第1主面11的例子,但本发明不限于此。例如,也可以在比凸部13更靠副扫描方向y下游侧存在与热敏打印头A1相比极其小的第1主面11。图21是表示这样的变形例的热敏打印头B2的主要部分放大剖视图,与图20的剖视图对应。热敏打印头B2的比凸部13更靠副扫描方向y下游侧的第1主面11极小,因此,与热敏打印头B1同样,能够在印刷介质被输送时,抑制印刷介质与比凸部13更靠副扫描方向y下游侧的头基板1接触。换言之,图21所示的热敏打印头B2也与热敏打印头B1同样,对于成为直线路径结构而言是优选的。
图22和图23示出了第3实施方式的热敏打印头C1。图22是表示热敏打印头C1的主要部分剖视图,与图5对应。图23是表示热敏打印头C1的主要部分放大剖视图,与图6对应。
如图22和图23所示,热敏打印头C1的电阻体层4和配线层3的层叠顺序与热敏打印头A1不同。热敏打印头C1在头基板1(第1主面11、凸部13)上隔着绝缘层19层叠有配线层3(第1导体层301和第2导体层302),在其上形成有电阻体层4。
在其制造方法中,热敏打印头C1在形成配线层3后,形成电阻体层4。具体而言,在上述热敏打印头A1的制造方法中,在形成绝缘层19后(参照图11),不进行电阻体膜形成工序而依次进行第1成膜工序和第2成膜工序。接着,进行第1部分去除工序和第2部分去除工序。由此在绝缘层19上层叠配线层3(第1导体层301和第2导体层302)。也就是说,在电阻体膜形成工序之前执行配线层形成工序。接着,依次执行电阻体膜形成工序和电阻体膜部分去除工序。由此,在配线层3和从配线层3露出的绝缘层19上层叠电阻体层4。然后,与热敏打印头A1同样,执行形成保护层2之后的处理。
在热敏打印头C1中,与热敏打印头A1同样,各副发热部35A、35B也被夹在各发热部41与各导电部36A、36B之间。由此,与各发热部41和各导电部36A、36B相邻的情况相比,能够缓和副扫描方向y上的温度梯度。因而,与第1实施方式同样,能够提高热敏打印头C1的耐久性和可靠性。
在热敏打印头C1中,在绝缘层19上依次层叠有配线层3(第1导体层301和第2导体层302)、电阻体层4。换言之,在热敏打印头C1的制造方法中,在绝缘层19上形成配线层3之后,形成电阻体层4。在热敏打印头A1的制造方法中,在依次形成电阻体膜4K、第1导体膜301K和第2导体膜302K之后,例如通过蚀刻而分别部分地去除第1导体膜301K和第2导体膜302K。因为是在形成电阻体膜4K、第1导体膜301K和第2导体膜302K之后依次进行蚀刻,所以无需成膜装置与蚀刻装置之间的输送,能够减少输送作业。但是,在分别对第1导体膜301K和第2导体膜302K进行蚀刻时,电阻体膜4K也会被暴露于该蚀刻。因此,根据电阻体膜4K的材质、第1导体膜301K和第2导体膜302K的各蚀刻方法,可能会对电阻体膜4K造成损伤。另一方面,在热敏打印头C1中,在第1导体层301和第2导体层302的加工(第1部分去除工序和第2部分去除工序)之后形成电阻体膜4K(电阻体层4),所以电阻体膜4K不会受到损伤。换句话说,能够减少对电阻体层4(各发热部41)施加加工损伤。
在第3实施方式中,第1导体层301和第2导体层302的层叠顺序不限于上述例子,也可以相反。图24和图25示出了这样的变形例的热敏打印头C2。图24是表示热敏打印头C2的主要部分剖视图,与图22对应。图25是表示热敏打印头C2的主要部分放大剖视图,与图23对应。
如图24和图25所示,热敏打印头C2的配线层3按照第2导体层302、第1导体层301的顺序层叠在绝缘层19上,电阻体层4层叠在第1导体层301上。在热敏打印头C2中,由第1导体层301中的没有形成在第2导体层302上的部分也就是第1导体层301中的与绝缘层19相接的部分构成副发热部35A、35B。
在热敏打印头C2中也能够起到与热敏打印头C1同样的效果。
在上述热敏打印头C1、C2中,如图22和图24分别所示,电阻体层4介于独立焊盘311与配线层3之间,但俯视时独立焊盘311的大小、电阻体层4的薄厚不会对独立焊盘311与配线层3之间的导通造成大幅影响。为了使独立焊盘311与配线层3之间的导通更为良好,期望不在它们之间设置电阻体层4。
在热敏打印头C1、C2中,即可以与上述第2实施方式(参照图20)同样,在与凸部13相比靠副扫描方向y下游侧的区域不存在第1主面11,也可以与第2实施方式的变形例(参照图21)同样,存在极小的第1主面11。
图26和图27示出了第4实施方式的热敏打印头D1。图26是表示热敏打印头D1的主要部分放大俯视图,与第1实施方式中的图3对应。图27是表示热敏打印头D1的主要部分放大剖视图,与第1实施方式中的图6对应。
如图26和图27所示,热敏打印头D1的电阻体层4和第1导体层301的各形成范围与热敏打印头A1不同。具体而言,如图27所示,电阻体层4以从顶部130直到第1倾斜部131B的方式形成,而没有形成在第1倾斜部131A、一对第2倾斜部132A、132B和第1主面11。此外,第1导体层301的一部分形成在电阻体层4上,其他部分直接形成在绝缘层19上。第1导体层301具有形成在顶部130上的部分和以从第1倾斜部131B直到第2倾斜部132B的方式形成的部分。并且,第2导体层302的一部分形成在第1导体层301上,其他部分直接形成在绝缘层19上。第2导体层302具有以从顶部130经由第1倾斜部131A和第2倾斜部132A直到第1主面11上的方式形成的部分和以从第2倾斜部132B直到第1主面11上的方式形成的部分。如上所述,在热敏打印头D1中形成有配线层3(第1导体层301和第2导体层302)和电阻体层4,与热敏打印头A1相比,它们局部地形成。在热敏打印头D1中,由第1导体层301中的从第2导体层302露出的部分也就是在从z方向观察时不与第2导体层302重叠的部分构成各副发热部35A、35B。此外,由形成有第2导体层302的部分构成各导电部36A、36B。
在热敏打印头D1的制造方法中,按照电阻体膜形成工序、电阻体膜部分去除工序、第1成膜工序、第1部分去除工序、第2成膜工序、第2部分去除工序的顺序进行处理。通过该方法,分别依次形成电阻体层4和配线层3(第1导体层301和第2导体层302)。也就是说,在电阻体层形成工序之后执行配线层形成工序。由此,如图26和图27所示,在热敏打印头D1中,与热敏打印头A1相比,局部地形成电阻体层4和第1导体层301。
在热敏打印头D1中,与热敏打印头A1同样,各副发热部35A、35B也被夹在各发热部41与各导电部36A、36B之间。由此,与各发热部41和各导电部36A、36B相邻的情况相比,能够缓和副扫描方向y上的温度梯度。因而,与第1实施方式同样,能够提高热敏打印头D1的耐久性和可靠性。
如图26和图27所示,在热敏打印头D1中,与热敏打印头A1相比,电阻体层4和第1导体层301局部地配置。由此,热敏打印头D1易于调整发热部41、副发热部35A、35B和导电部36A、36B各自的形成位置和大小,且能够使材料费比热敏打印头A1便宜。
在热敏打印头D1中,示出了在热敏打印头A1中局部地配置电阻体层4和第1导体层301的例子,但不限于此。例如,也可以分别在热敏打印头C1、C2中局部地配置电阻体层4和第1导体层301。图28示出了在热敏打印头C1中局部地配置电阻体层4和第1导体层301的情况,是表示该变形例的热敏打印头D2的主要部分放大剖视图。图29示出了在热敏打印头C2中局部地配置电阻体层4和第1导体层301的情况,是表示该变形例的热敏打印头D3的主要部分放大剖视图。
如图28和图29所示,在热敏打印头D2、D3中,也局部地配置电阻体层4和第1导体层301。因此,与热敏打印头D1同样,易于调整发热部41、副发热部35A、35B和导电部36A、36B各自的形成位置和大小,且能够使材料费比热敏打印头A1便宜。尤其是,在图28和图29所示的变形例中,电阻体层形成工序在配线层形成工序之后执行(换言之,在第1部分去除工序和第2部分去除工序之后执行电阻体膜形成工序),所以与上述第3实施方式和其变形例的热敏打印头C1、C2(参照图22~图25)同样,能够减少对电阻体层4的加工损伤。
在热敏打印头D1~D3中,既可以与上述第2实施方式(图20参照)同样,在比凸部13更靠副扫描方向y下游侧的区域不存在第1主面11,也可以与第2实施方式的变形例(参照图21)同样,存在极小的第1主面11。例如,图30示出了在热敏打印头D1中,与第2实施方式的变形例同样,存在极小的第1主面11的情况。图30是表示该变形例的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图31和图32示出了第5实施方式的热敏打印头E1。图31是表示热敏打印头E1的主要部分放大剖视图,与第1实施方式中的图6对应。图32是表示热敏打印头E1的主要部分放大俯视图,与第1实施方式中的图3对应。
如图31和图32所示,热敏打印头E1的配线层3的结构与热敏打印头A1不同。热敏打印头E1的配线层3由1个导体层300构成。在本实施方式中,示出了在热敏打印头A1中,形成导体层300来代替第1导体层301和第2导体层302的例子。在其他实施方式的热敏打印头中也同样,可以形成导体层300来代替第1导体层301和第2导体层302。
导体层300例如与第2导体层302同样,由Cu构成。如图31所示,导体层300包括厚度彼此不同的厚壁部300a和薄壁部300b。厚壁部300a以比薄壁部300b厚的方式形成。薄壁部300b比厚壁部300a的截面积小,因而薄壁部300b的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值比厚壁部300a的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值大。此外,薄壁部300b的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值比电阻体层4(各发热部41)的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值小。因而,各副发热部35A、35B由薄壁部300b构成,各导电部36A、36B由厚壁部300a构成。厚壁部300a和薄壁部300b的各厚度没有特别的限定,但能够以副扫描方向y上的每单位长度的电阻值成为上述关系的方式构成。
在热敏打印头E1中,与热敏打印头A1同样,各副发热部35A、35B也被夹在各发热部41与各导电部36A、36B之间。由此,与各发热部41和各导电部36A、36B相邻的情况相比,能够缓和副扫描方向y上的温度梯度。因而,与第1实施方式同样,能够提高热敏打印头E1的耐久性和可靠性。
在第5实施方式中,示出了各副发热部35A、35B,即薄壁部300b在从厚度方向z观察时呈矩形形状的例子,但本发明不限于此。例如,也可以对薄壁部300b执行图案化。图33是表示这样的变形例的热敏打印头E2的主要部分放大俯视图,与图32对应。如图33所示,在热敏打印头E2中,薄壁部300b被图案化为在从厚度方向z观察时呈梳齿状。图案化的薄壁部300b的形状不限于图33所示的梳齿状。通过像这样执行图案化,使各副发热部35A、35B中的导体层300的截面积变小,也能够调整各副发热部35A、35B的副扫描方向y上的每单位长度的电阻值。在热敏打印头E2中,对于各副发热部35A、35B,示出了使导体层300的厚度较薄(即,设置薄壁部300b)并执行了图案化的情况,但本发明不限于此。例如也可以保持导体层300的厚度均匀(即,不设置薄壁部300b)而仅执行图案化。
本发明的热敏打印头、热敏打印机和热敏打印头的制造方法不限于上述实施方式。本发明的热敏打印头和热敏打印机的各部分的具体的构成和本发明的热敏打印头的制造方法的各工序的具体的处理可自由地进行各种设计变更。本发明包含以下附记所述的实施方式。
附记1.
一种热敏打印头,包括:
基板,其由单晶半导体构成,且具有朝向厚度方向上的一方的主面;
电阻体层,其由所述基板支承,且具有在主扫描方向上排列的多个发热部;和
配线层,其由所述基板支承,且构成向所述多个发热部通电的通电路径,
所述配线层对于所述多个发热部的每一个包含导电部和副发热部,所述导电部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值比所述发热部小,所述副发热部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值为所述发热部的电阻值与所述导电部的电阻值之间的值,
所述基板具有从所述主面突出,且沿主扫描方向延伸的凸部,
所述发热部、所述副发热部和所述导电部形成在所述凸部之上,
所述副发热部在副扫描方向上被夹在所述发热部与所述导电部之间。
附记2.
如附记1所述的热敏打印头,其中,
所述凸部包括:距所述主面的距离最大的顶部;从副扫描方向的上游侧与所述顶部相连的上游侧第1倾斜部;和从副扫描方向的下游侧与所述顶部相连的下游侧第1倾斜部,
所述上游侧第1倾斜部和所述下游侧第1倾斜部分别相对于所述主面以第1倾斜角度倾斜,
所述发热部以从所述下游侧第1倾斜部直到所述顶部上的方式形成。
附记3.
如附记2所述的热敏打印头,其中,
所述凸部包括:上游侧第2倾斜部,其在副扫描方向上的与所述顶部相反的一侧,与所述上游侧第1倾斜部相连;和下游侧第2倾斜部,其在副扫描方向上的与所述顶部相反的一侧,与所述下游侧第1倾斜部相连,
所述上游侧第2倾斜部和所述下游侧第2倾斜部分别相对于所述主面以第2倾斜角度倾斜,
所述第2倾斜角度比所述第1倾斜角度大。
附记4.
如附记3所述的热敏打印头,其中,
所述副发热部包括以所述发热部为基准,位于副扫描方向的上游侧的上游侧副发热部和位于副扫描方向的下游侧的下游侧副发热部。
附记5.
如附记4所述的热敏打印头,其中,
所述导电部包括:上游侧导电部,其在副扫描方向上的与所述发热部相反的一侧,与所述上游侧副发热部相邻;和下游侧导电部,其在副扫描方向上的与所述发热部相反的一侧,与所述下游侧副发热部相邻。
附记6.
如附记5所述的热敏打印头,其中,所述上游侧副发热部形成在所述顶部之上。
附记7.
如附记6所述的热敏打印头,其中,所述上游侧导电部以从所述顶部经由所述上游侧第1倾斜部和所述上游侧第2倾斜部直到所述主面上的方式形成。
附记8.
如附记5至附记7中任一项所述的热敏打印头,其中,所述下游侧副发热部以从所述下游侧第2倾斜部直到所述下游侧第1倾斜部的方式形成。
附记9.
如附记8所述的热敏打印头,其中,所述下游侧导电部形成于所述下游侧第2倾斜部。
附记10.
如附记1至附记9中任一项所述的热敏打印头,其中,
所述配线层和所述电阻体层在从所述厚度方向上观察时至少局部重叠,
所述多个发热部的每一个由从所述厚度方向观察时所述电阻体层中的不与所述配线层重叠的部分构成。
附记11.
如附记10所述的热敏打印头,其中,
所述配线层包括在所述厚度方向上层叠的第1导体层和第2导体层,
所述导电部由形成有所述第2导体层的部分构成,
所述副发热部由从所述厚度方向观察时所述第1导体层中的不与所述第2导体层重叠的部分构成。
附记12.
如附记11所述的热敏打印头,其中,
所述电阻体层形成在所述基板上,
所述第1导体层以使所述电阻体层的一部分露出的方式形成在所述电阻体层上,
所述第2导体层以使所述第1导体层的一部分露出的方式形成在所述第1导体层上。
附记13.
如附记11所述的热敏打印头,其中,
所述第1导体层形成在所述基板上,
所述第2导体层以使所述第1导体层的一部分露出的方式形成在所述第1导体层上,
所述电阻体层以至少与从所述厚度方向观察时从所述第2导体层露出的所述第1导体层重叠的方式形成在所述基板上。
附记14.
如附记11至附记13中任一项所述的热敏打印头,其中,所述第1导体层比所述第2导体层薄。
附记15.
如附记11至附记14中任一项所述的热敏打印头,其中,所述第1导体层由热导率比所述第2导体层低的材料构成。
附记16.
如附记10所述的热敏打印头,其中,
所述配线层包括所述厚度方向的尺寸彼此不同的厚壁部和薄壁部,
所述副发热部由所述薄壁部构成,
所述导电部由所述厚壁部构成。
附记17.
如附记16所述的热敏打印头,其中,在从所述厚度方向观察时,所述薄壁部被执行了图案化。
附记18.
如附记1至附记17中任一项所述的热敏打印头,其中,所述单晶半导体为Si。
附记19.
一种热敏打印机,包括:
附记1至附记18中任一项所述的热敏打印头;和
正对着所述热敏打印头的压印件。
附记20.
一种热敏打印头的制造方法,包括:
基板准备工序,准备由单晶半导体构成的基板;
基板加工工序,在所述基板形成朝向厚度方向上的一方的主面和从所述主面突出且在主扫描方向上延伸的凸部;
电阻体层形成工序,形成由所述基板支承且具有在主扫描方向上排列的多个发热部的电阻体层;和
配线层形成工序,形成由所述基板支承且构成向所述多个发热部通电的通电路径的配线层,
所述配线层对于所述多个发热部的每一个包括导电部和副发热部,所述导电部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值比所述发热部小,所述副发热部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值为所述发热部的电阻值与所述导电部的电阻值之间的值,
所述发热部、所述副发热部和所述导电部形成在所述凸部之上,
所述副发热部在副扫描方向上被夹在所述发热部与所述导电部之间。
附记21.
如附记20所述的热敏打印头的制造方法,其中,
所述电阻体层形成工序包括形成电阻体膜的电阻体膜形成工序,
所述配线层形成工序包括:形成第1导体膜的第1成膜工序;部分地去除所述第1导体膜而形成第1导体层的第1部分去除工序;形成第2导体膜的第2成膜工序;和部分地去除所述第2导体膜而形成第2导体层的第2部分去除工序,
所述第1导体层和所述第2导体层在所述厚度方向上层叠,
所述导电部由形成有所述第2导体层的部分构成,
所述副发热部由从所述厚度方向观察时所述第1导体层中的不与所述第2导体层重叠的部分构成。
附记22.
如附记21所述的热敏打印头的制造方法,其中,所述电阻体膜形成工序在所述配线层形成工序之前执行。
附记23.
如附记21所述的热敏打印头的制造方法,其中,所述电阻体膜形成工序在所述配线层形成工序之后执行。
符号说明
A1、B1、B2、C1、C2、D1~D3、E1、E2:热敏打印头
1:头基板 1K:基板材料
11,11K:第1主面 12、12K:第1背面
13,13K:凸部 130、130K:顶部
131A、131B:第1倾斜部 132A、132B:第2倾斜部
132K:倾斜部 19:绝缘层 2:保护层
21:焊盘用开口 3:配线层 300:导体层
300a:厚壁部 300b:薄壁部 301:第1导体层
302:第2导体层 3K:配线膜 301K:第1导体膜
302K:第2导体膜31:独立电极 311:独立焊盘
32:公共电极 323:连结部 324:带状部
325:分支部 33:中继电极 35A、35B:副发热部
36A、36B:导电部 4:电阻体层
4K:电阻体膜 41:发热部 5:连接基板
51:第2主面 52:第2背面 59:连接器
61:导线 62:导线 7:驱动器IC
78:保护树脂 8:散热部件 81:第1支承面
82:第2支承面 Pr:热敏打印机
91:压印辊 910:接触中心
x:主扫描方向 y:副扫描方向 z:厚度方向。
Claims (23)
1.一种热敏打印头,其特征在于,包括:
基板,其由单晶半导体构成,且具有朝向厚度方向上的一方的主面;
电阻体层,其由所述基板支承,且具有在主扫描方向上排列的多个发热部;和
配线层,其由所述基板支承,且构成向所述多个发热部通电的通电路径,
所述配线层对于所述多个发热部的每一个包含导电部和副发热部,所述导电部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值比所述发热部小,所述副发热部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值为所述发热部的电阻值与所述导电部的电阻值之间的值,
所述基板具有从所述主面突出,且沿主扫描方向延伸的凸部,
所述发热部、所述副发热部和所述导电部形成在所述凸部之上,
所述副发热部在副扫描方向上被夹在所述发热部与所述导电部之间。
2.如权利要求1所述的热敏打印头,其特征在于,
所述凸部包括:距所述主面的距离最大的顶部;从副扫描方向的上游侧与所述顶部相连的上游侧第1倾斜部;和从副扫描方向的下游侧与所述顶部相连的下游侧第1倾斜部,
所述上游侧第1倾斜部和所述下游侧第1倾斜部分别相对于所述主面以第1倾斜角度倾斜,
所述发热部以从所述下游侧第1倾斜部直到所述顶部上的方式形成。
3.如权利要求2所述的热敏打印头,其特征在于,
所述凸部包括:上游侧第2倾斜部,其在副扫描方向上的与所述顶部相反的一侧,与所述上游侧第1倾斜部相连;和下游侧第2倾斜部,其在副扫描方向上的与所述顶部相反的一侧,与所述下游侧第1倾斜部相连,
所述上游侧第2倾斜部和所述下游侧第2倾斜部分别相对于所述主面以第2倾斜角度倾斜,
所述第2倾斜角度比所述第1倾斜角度大。
4.如权利要求3所述的热敏打印头,其特征在于,
所述副发热部包括以所述发热部为基准,位于副扫描方向的上游侧的上游侧副发热部和位于副扫描方向的下游侧的下游侧副发热部。
5.如权利要求4所述的热敏打印头,其特征在于,
所述导电部包括:上游侧导电部,其在副扫描方向上的与所述发热部相反的一侧,与所述上游侧副发热部相邻;和下游侧导电部,其在副扫描方向上的与所述发热部相反的一侧,与所述下游侧副发热部相邻。
6.如权利要求5所述的热敏打印头,其特征在于,
所述上游侧副发热部形成在所述顶部之上。
7.如权利要求6所述的热敏打印头,其特征在于,
所述上游侧导电部以从所述顶部经由所述上游侧第1倾斜部和所述上游侧第2倾斜部直到所述主面上的方式形成。
8.如权利要求5至7中任一项所述的热敏打印头,其特征在于,
所述下游侧副发热部以从所述下游侧第2倾斜部直到所述下游侧第1倾斜部上的方式形成。
9.如权利要求8所述的热敏打印头,其特征在于,
所述下游侧导电部形成于所述下游侧第2倾斜部。
10.如权利要求1至9中任一项所述的热敏打印头,其特征在于,
所述配线层和所述电阻体层在从所述厚度方向上观察时至少局部重叠,
所述多个发热部的每一个由从所述厚度方向观察时所述电阻体层中的不与所述配线层重叠的部分构成。
11.如权利要求10所述的热敏打印头,其特征在于,
所述配线层包括在所述厚度方向上层叠的第1导体层和第2导体层,
所述导电部由形成有所述第2导体层的部分构成,
所述副发热部由从所述厚度方向观察时所述第1导体层中的不与所述第2导体层重叠的部分构成。
12.如权利要求11所述的热敏打印头,其特征在于,
所述电阻体层形成在所述基板上,
所述第1导体层以使所述电阻体层的一部分露出的方式形成在所述电阻体层上,
所述第2导体层以使所述第1导体层的一部分露出的方式形成在所述第1导体层上。
13.如权利要求11所述的热敏打印头,其特征在于,
所述第1导体层形成在所述基板上,
所述第2导体层以使所述第1导体层的一部分露出的方式形成在所述第1导体层上,
所述电阻体层以至少与从所述厚度方向观察时从所述第2导体层露出的所述第1导体层重叠的方式形成在所述基板上。
14.如权利要求11至13中任一项所述的热敏打印头,其特征在于,
所述第1导体层比所述第2导体层薄。
15.如权利要求11至14中任一项所述的热敏打印头,其特征在于,
所述第1导体层由热导率比所述第2导体层低的材料构成。
16.如权利要求10所述的热敏打印头,其特征在于,
所述配线层包括所述厚度方向的尺寸彼此不同的厚壁部和薄壁部,
所述副发热部由所述薄壁部构成,
所述导电部由所述厚壁部构成。
17.如权利要求16所述的热敏打印头,其特征在于,
在从所述厚度方向观察时,所述薄壁部被执行了图案化。
18.如权利要求1至17中任一项所述的热敏打印头,其特征在于,
所述单晶半导体为Si。
19.一种热敏打印机,其特征在于,包括:
权利要求1至18中任一项所述的热敏打印头;和
正对着所述热敏打印头的压印件。
20.一种热敏打印头的制造方法,其特征在于,包括:
基板准备工序,准备由单晶半导体构成的基板;
基板加工工序,在所述基板形成朝向厚度方向上的一方的主面和从所述主面突出且在主扫描方向上延伸的凸部;
电阻体层形成工序,形成由所述基板支承且具有在主扫描方向上排列的多个发热部的电阻体层;和
配线层形成工序,形成由所述基板支承且构成向所述多个发热部通电的通电路径的配线层,
所述配线层对于所述多个发热部的每一个包括导电部和副发热部,所述导电部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值比所述发热部小,所述副发热部的副扫描方向上的每单位长度的电阻值为所述发热部的电阻值与所述导电部的电阻值之间的值,
所述发热部、所述副发热部和所述导电部形成在所述凸部之上,
所述副发热部在副扫描方向上被夹在所述发热部与所述导电部之间。
21.如权利要求20所述的热敏打印头的制造方法,其特征在于,
所述电阻体层形成工序包括形成电阻体膜的电阻体膜形成工序,
所述配线层形成工序包括:形成第1导体膜的第1成膜工序;部分地去除所述第1导体膜而形成第1导体层的第1部分去除工序;形成第2导体膜的第2成膜工序;和部分地去除所述第2导体膜而形成第2导体层的第2部分去除工序,
所述第1导体层和所述第2导体层在所述厚度方向上层叠,
所述导电部由形成有所述第2导体层的部分构成,
所述副发热部由从所述厚度方向观察时所述第1导体层中的不与所述第2导体层重叠的部分构成。
22.如权利要求21所述的热敏打印头的制造方法,其特征在于,
所述电阻体膜形成工序在所述配线层形成工序之前执行。
23.如权利要求21所述的热敏打印头的制造方法,其特征在于,
所述电阻体膜形成工序在所述配线层形成工序之后执行。
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