CN1769057A - 热敏头与热敏头的制造方法以及热敏打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制电池作用所引起的腐蚀，且不会丧失上层导电性保护膜的防带电作用的热敏头与热敏头的制造方法，以及使用该热敏头的热敏打印机。在具有基板(1)，和排列在基板(1)表面的发热元件(3)，和与发热元件(3)相连接的电极层(4、5)，以及覆盖电极层(4、5)的一部分的上层导电性保护膜(8k)的热敏头中，在电极层(4、5)与上层导电性保护膜(8k)之间，介有电阻率比上层导电性保护膜(8)高的下层导电性保护膜(8t)。

Description

热敏头与热敏头的制造方法以及热敏打印机

技术领域

本发明涉及一种组装在打印机机构中的热敏头与热敏头的制造方法以及热敏打印机。

背景技术

以前，组装在打印机机构中的热敏头，例如是端面头的情况下，如图6所示，由大致呈矩形的基板101、排列在基板101的一侧端面中的发热元件103、与发热元件103的一端相连接的个别电极层104、与发热元件103的另一端侧相连接的共通电极层105、以及将上述发热元件103、个别电极层104以及共通电极层105覆盖起来的保护膜108构成。

另外，个别电极层104，在基板101的上面从其一端延伸到另一端，在其末端部形成有用来连接驱动IC(Integrated Circuit)107的焊盘部104s。另外，共通电极层105，在基板101的下面，从一端侧延伸到另一端侧，其末端部形成有用来与外部基板中所形成的外部布线相连接的连接用焊盘部105s。

另外，保护膜108由绝缘性保护膜108z以及上层导电性保护膜108k所构成。绝缘性保护膜108z，除了个别电极层104的一部分(包括焊盘部104s的周边)以及共通电极层105的一部分(包括焊盘部105s的周边)之外，将发热元件103、个别电极层104以及共通电极层105共同覆盖起来。另外，上层导电性保护膜108k，将上述绝缘性保护膜108z以及没有被该绝缘性保护膜108z所覆盖的共通电极层105s的一部分直接覆盖起来。这样，由于上层导电性保护膜108k的一部分与共通电极层105直接接触，因此能够防止记录介质与热敏头之间所产生的静电导致带电。

这样的热敏头，如图7A～图7G所示，通过以下工序制造出来。

工序1：首先在基板101的表面，通过以往公知的薄膜形成法覆盖釉层、发热电阻体层以及电极用薄膜，通过以往公知的光刻以及蚀刻方法对上述电极用薄膜进行加工，使得发热元件103、个别电极层104以及共通电极层105，分别形成在给定的区域。另外，该电极用薄膜材料，一般使用铝(Al)或Al类合金(参照图7A)。

工序2：接下来，在形成在给定区域中的电极层以及发热元件103上，覆盖绝缘性保护膜108z。另外，个别电极层104的包括头部104s周边的一部分，以及共通电极层105的包括头部105s周边的一部分，不被保护膜108所覆盖，成为露出区域(参照图7B)。

工序3：接下来，将覆盖在共通电极层105上的绝缘性保护膜108z的一部分去除，在共通电极层105中设置露出部，在该共通电极层105的露出部以及绝缘性保护膜108z上，形成上层导电性保护膜108k。通过这样，变为共通电极层105与上层导电性保护膜108k与上述露出部直接接触的状态(参照图7C)。

工序4：接下来，为了将基板101的表面全体中，特别是电极层表面所附着的异物或有机物等去除，而将基板全体浸渍在清洗液中。此时所使用的清洗液，可以列举出例如碳氢类酸性清洁剂或高级醇类的中性清洁剂(参照图7D)

工序5：接下来，对个别电极层104以及共通电极层105的焊盘部104s、105s，通过非电解镀镀上镍和金，同时，置载驱动IC107(参照图7E)。

工序6：接下来，通过覆盖树脂109，将从保护膜108中所露出的个别电极层104的一部分以及共通电极层105的一部分覆盖起来(参照图7F)。

工序7：最后，安装具有焊锡凸块的驱动IC107，涂布密封树脂110，将驱动IC107密封起来。通过这样，完成热敏头(参照图7G)。

关联技术有特开2001-47652号公报以及特开2001-270141号公报。

但是，上述制造方法中，在工序4中将基板全体浸渍在清洗液中时，共通电极层105与上层导电性保护膜108k直接接触，另外，该清洗液因其中所含有的清洁剂，而变成电解质，因此在共通电极层105-上层导电性保护膜108k之间，产生了所谓的电池作用，构成个别电极层104以及共通电极层105的Al，从焊盘部的周边开始在清洗液中溶解成Al离子，通过这样，电极层被腐蚀(电腐蚀)。

特别是，在与共通电极层105相比，膜厚较薄的个别电极层104，该腐蚀所引起的危害比共通电极层105更深，在严重的情况下，甚至会让个别电极层104部分消失，从而导致断线。该个别电极层104，虽然不和上层导电性保护膜108k直接接触，但经清洗液将上层导电性保护膜108k到共通电极层105以及发热元件103连接起来，形成电气闭路，因此同样也会产生腐蚀。

这样的电池作用所引起的腐蚀(电腐蚀)，在浸渍在清洗液中时，如果在上层导电性保护膜108k-共通电极层105之间移动的电子越多，就会被腐蚀得越快。另外，该移动的电子的多少，由上层导电性保护膜108k与电极层之间的标准电极电位差，以及位于两者之间的电阻值决定。

发明内容

本发明为了解决上述以前的问题，目的在于提供一种能够抑制电池作用所引起的腐蚀，且不会丧失导电性保护膜的防带电作用的热敏头与热敏头的制造方法，以及使用该热敏头的热敏打印机。

本发明提供一种热敏头，具有：基板，和排列在该基板表面的发热元件，和与该发热元件相连接的电极层，以及覆盖该发热元件以及该电极、与该电极层直接接触的导电性保护膜，其特征在于：上述导电性保护膜，由覆盖在上述电极层上的下层导电性保护膜，以及覆盖在该下层导电性保护膜上、且电阻率比该下层导电性保护膜低的上层导电性保护膜构成。

另外，本发明的特征还在于，还包括覆盖上述发热元件以及上述电极层的一部分的绝缘性保护膜。

另外，本发明的特征还在于，上述电极层由与上述发热元件的一侧相连接的一侧电极层、以及与上述发热元件的另一侧相连接的另一侧电极层构成，同时，上述一侧电极层被上述绝缘性保护膜所覆盖，上述另一侧电极层被上述下层以及上层导电性保护膜所覆盖。

另外，本发明的特征还在于，上述下层导电性保护膜或上述上层导电性保护膜中的至少一方，延伸到上述绝缘性保护膜上。

另外，本发明的特征还在于，上述下层导电性保护膜的电阻率ρ1被设为1.0×10⁷Ωcm～1.0×10⁹Ωcm，上述上层导电性保护膜的电阻率ρ2被设为5.0×10⁶Ωcm以下。

另外，本发明的特征还在于，上述下层导电性保护膜以及上层导电性保护膜，由含有碳(C)以及硅(Si)的无机材料制成，上述上层导电性保护膜，比上述下层导电性保护膜的含碳率高。

另外，本发明的特征还在于，上述上层导电性保护膜由含有碳(C)以及硅(Si)的无机材料制成，其含碳率被设定为65atm％～90atm％，且碳元素之间的结合(C-C结合)的95.0％以上是关于sp2杂化轨道的共价键。

本发明提供一种热敏头，具有：基板，和排列在该基板表面的发热元件，和与该发热元件相连接的电极层，以及覆盖该发热元件以及该电极层、与该电极层直接接触的导电性保护膜，其特征在于：上述导电性保护膜，在其厚度方向上，从电极层侧向外表面侧电阻率逐渐减小。

另外，本发明的特征还在于，还包括覆盖上述发热元件以及上述电极层的一部分的绝缘性保护膜。

另外，本发明的特征还在于，上述电极层由与上述发热元件的一侧相连接的一侧电极层、以及与上述发热元件的另一侧相连接的另一侧电极层构成，同时，上述一侧电极层被上述绝缘性保护膜所覆盖，上述另一侧电极层被上述导电性保护膜所覆盖。

另外，本发明的特征还在于，上述导电性保护膜延伸到上述绝缘性保护膜上。

另外，本发明的特征还在于，上述导电性保护膜，在其厚度方向上从上述电极层侧向上述外表面侧电阻率连续减小。

另外，本发明的特征还在于，上述导电性保护膜，在其厚度方向上从上述电极层侧向上述外表面侧电阻率阶梯地减小。

另外，本发明的特征还在于，上述导电性保护膜由含有碳(C)以及硅(Si)的无机材料制成，在厚度方向上从上述电极层侧向上述外表面侧，含碳率逐渐增高。

本发明提供一种热敏头的制造方法，其特征在于，包括：在基板的表面上形成发热元件以及与该发热元件相连接的电极层的第1工序；在上述电极层上覆盖下层导电性保护膜，将上述发热元件以及上述电极层覆盖起来的第2工序；在上述下层导电性保护膜上覆盖具有比该下层导电性保护膜低的电阻率的上层导电性保护膜的第3工序；以及将覆盖有上述下层导电性保护膜以及上层导电性保护膜的基板全体，浸渍在清洗液中的第4工序。

本发明提供一种热敏头的制造方法，其特征在于，在包括：在基板的表面上形成发热元件以及与该发热元件相连接的电极层的第1工序；在上述电极层上覆盖导电性保护膜，将上述发热元件以及上述电极层覆盖起来的第2工序；以及将覆盖有上述导电性保护膜的基板全体，浸渍在清洗液中的第3工序的热敏头制造方法中，上述第2工序中，让上述导电性保护膜的含碳量，在其厚度方向上，从电极层侧向外表面侧逐渐增加。

本发明的特征还在于，在上述第1工序中，形成覆盖上述发热元件以及上述电极层的一部分的绝缘性保护膜。

本发明的特征还在于，在上述第1工序中，形成与上述发热元件的一侧相连接的一侧电极层、以及与上述发热元件的另一侧相连接的另一侧电极层，同时在上述一侧电极层上形成上述绝缘性保护膜。

本发明提供一种热敏打印机，其特征在于，具有：上述热敏头、传送记录介质的传送机构、以及将上述记录介质压向上述热敏头的发热元件的推压机构。

本发明提供一种热敏打印机，其特征在于，在具有：上述热敏头、传送记录介质的传送机构、以及将上述记录介质压向上述热敏头的发热元件的推压机构的热敏打印机中，将上述记录介质，从上述一侧电极层向上述另一侧电极层传送，同时，上述导电性保护膜延伸到上述绝缘性保护膜上。

根据本发明，在电极层的清洗工序中，即使将基板全体都浸渍在清洗液中，在上述导电性保护膜—共通电极层之间移动的电子，会由于因介有上述下层导电性保护膜而引起的电池作用电路的实质性阻抗值增加而减少，通过这样能够抑制电极层的腐蚀。

通过这样，还能够选择清洁力较强的清洗液，由于能够更加可靠地进行电极层末端的焊盘部的清洗，因此提高了与上述焊盘部中的驱动IC以及外部布线之间的连接可靠性。

另外，在记录介质的传送中，能够将上述上层导电性保护膜中所产生的静电，经上述下层导电性保护膜释放到共通电极层中，因此能够防止上述上层导电性保护膜的带电。

另外，通过本发明，能够得到一种上层导电性保护膜与下层导电性保护膜之间的密合性较好，很难产生上层导电性保护膜的剥离的构造。

根据本发明，由于即使将从包括下层导电性保护膜以及上层导电性保护膜的保护膜中露出的未被覆盖部，浸渍在清洗液中，电极层也很难被腐蚀，因此有助于提高成品率。

另外，通过本发明，能够得到一种寿命长，可靠性高的热敏打印机。

附图说明

通过下面的详细说明以及附图，能够更加明确本发明的目的、特色以及优点。

图1为说明本发明的一实施方式的相关热敏头的剖面图。

图2A～图2H为本发明的一实施方式的相关热敏头的制造方法的各个工序的剖面图。

图3为本发明的一实施方式的相关热敏打印机的概要剖面图。

图4为本发明的另一实施方式的相关热敏头的剖面图。

图5A～图5G为本发明的另一实施方式的相关热敏头的制造方法的各个工序的剖面图。

图6为以前的热敏头的剖面图。

图7A～图7G为以前的热敏头的制造方法的各个工序的剖面图。

具体实施方式

下面对照附图，对本发明的理想实施方式进行说明。

图1为本发明的一实施方式的相关热敏头的剖面图，相关热敏头，由端面具有由玻璃等所形成的釉层2的基板1、由覆盖在该釉层2上的氮化钽等所形成的多个发热元件3、由分别覆盖在基板1的上面、下面的铝(Al)等所构成的个别电极层4、共通电极层5、有选择地让发热元件3焦耳发热的驱动IC(Integrated Circuit)7等构成。

[热敏头]

本发明的热敏头基板1，例如由氧化铝陶瓷等绝缘材料构成，其形状为矩形。另外，该基板1还可以是表面覆盖有绝缘膜的单晶体硅等。

另外，基板1具有通过其端面支持带状的釉层2以及发热元件3、保护膜8，通过上面以及下面支持个别电极层4与共通电极层5的支持母材的功能。该端面的剖面形状例如形成为圆弧状，其顶上部形成有发热元件3。

另外，在这样的基板1，例如由氧化铝陶瓷形成的情况下，可以通过在铝等陶瓷原料粉末中添加·混合适当的有机溶剂、溶媒，使其变成泥浆状，同时，对其采用以往公知的刮刀法或压延辊法等，得到陶瓷生片，之后，将该生片冲压加工成给定的形状之后，通过高温(约1600℃)对其进行烧制来进行制作。

该基板1的端面中所形成的带状釉层2，用来将发热元件3所产生的热储存在内部，良好地保持热敏头T的热敏感性。

该釉层2，将在玻璃粉末中添加·混合适当的有机溶剂、有机粘合剂等所得到的玻璃料浆，通过以往公知的丝网印刷法等印刷·涂布在基板1的给定区域中，同时，采用以往公知的光刻技术、蚀刻技术，将其加工成给定的形状，之后，在850℃～950℃的高温下，对其进行给定时间的加热来形成。

另外，上述带状釉层(glazed layer)2中，多个发热元件3排列成一列或锯齿状。该发热元件3，以200dpi(dot per inch)、300dpi或600dpi的密度，覆盖·排列成直线，分别由TaSiO类、TaSiNO类、TiSiO类、TiSiCO类，或NbSiO类电阻材料所构成的电阻体层形成。

另外，与发热元件3的两端相连接的例如铝(Al)或铜(Cu)等金属材料制电极层，由从发热元件3的一端侧向着基板1的上面延伸、连接各个发热元件3与驱动IC7的个别电极层4，以及从发热元件3的另一端侧向着基板1的下面延伸、与多个发热元件3共同连接的共通电极层5所构成。通过该个别电极层4与共通电极层5，起到将来自外部的电源功率，供给发热元件3的供电布线的作用，在驱动IC7的开关元件为接通状态时，产生从共通电极层5流向个别电极层4的电流，通过这样让发热元件3焦耳发热。

该个别电极层4，从发热元件3的一端侧连到基板1上面的驱动IC7置载区域，其终端设有用来与驱动IC7相连接的焊盘部4s。另外，个别电极层4，与驱动IC7的开关元件以及接地端相连接，并且与在基板1的另一端侧经信号电极层6相连接的外部基板的外部布线而保持为地电位(例如0V～2V)的外部电源的负极相连接。

另外，共通电极层5从发热元件3的另一端侧连到基板1的下面，其终端部设有焊盘部5s，该焊盘部5s用来与和外部布线基板的外部布线连接的跳线(jumper cable)(未图示)相连接的。该共通电极层5，与经连接在基板1下面的焊盘部5s上的跳线而保持给定的正电位(例如20V～25V)的外部电源的负极相连接。

另外，该共通电极层5，与后述的与上层导电性保护膜8k相接的下层导电性保护膜8t相接触，能够起到如下作用，即，把在热敏打印机的驱动时伴随着记录介质K的滑动接触、在上层导电性保护膜8k中所产生的静电，经下层导电性保护膜8t，释放到共通电极层5中的作用。

另外，在基板1的上面，还可以从驱动IC7的置载区域到与外部基板上所形成的外部布线相连接的区域，连接信号电极层6。该信号电极层6，用来将来自外部布线的输入信号，经焊盘部6s输入给驱动IC7。

另外，上述的发热元件3以及电极层4、5中覆盖有保护膜8，通过该保护膜8将发热元件3以及电极层4、5覆盖起来。

另外，电极层4、5的未覆盖保护膜8的区域中，形成有上述电极层的焊盘部4s、5s。

该保护膜8为多层构造，在发热元件3与个别导电层4以及发热元件3附近的共通电极层5上，顺次覆盖有绝缘性保护膜8z、下层导电性保护膜8t、上层导电性保护膜8k。

保护膜8最好具有：在热敏打印机的驱动时，保护发热元件3等不被记录介质K的滑动接触损害的耐磨损性、以及保护发热元件3等不受上述滑动接触所产生的静电影响的防带电功能、以及保护发热元件3等不被大气中的水分等影响的耐氧化性。

该保护膜8，其厚度被设定为3μm～12μm。该厚度的下限值，是构成保护膜8的各层所需要的厚度的累计结果，如果低于该值，各层便很难发挥后述的各个功能。另外，上限值最好根据发热元件3对记录介质的热传导性来进行最佳化。

作为保护膜8的最下层的绝缘性保护膜8z，将发热元件3、个别电极层4以及共通电极层5覆盖起来。该绝缘性保护膜8z，能够防止覆盖个别导电层4与共通电极层5的下层导电性保护膜8t、与上层导电性保护膜8k所引起的两个电极层4、5之间的短路。

因此，绝缘性保护膜8z，为了将导电性保护膜(下层导电性保护膜8t、上层导电性保护膜8k)与个别电极层4绝缘，而以发热元件3为界，与个别电极层4侧中的上述导电性保护膜的覆盖区域进行比较，最好是与其一样或更大的覆盖区域。另外，该绝缘性保护膜8z，并不覆盖共通电极层5的一部分，通过这样，下层导电性绝缘膜8t的一部分具有与共通电极层5直接接触的区域。该绝缘性保护膜8z由SiON类材料构成，密封性较好，因而除了上述的短路防止功能之外，还能够起到作为保护发热元件3等不受大气中的水分等影响的耐氧化层的作用。

另外，该绝缘性保护膜8z的厚度，最好为1μm～7μm，其电阻率ρ3最好为1.0×10¹⁰Ωcm以上。该厚度的下限值，是确保上述绝缘性以及耐氧化性的最佳值。另外，上限值是为了不阻碍发热元件3对记录介质的热传导性而进行最佳化所得到的保护膜全体的厚度的值。

另外，覆盖在共通电极层5以及绝缘性保护膜8z的外侧面的下层导电性保护膜8t，可以由SiC类材料构成。该下层导电性保护膜8t，用来构成将覆盖在该外侧面的上层导电性保护膜8k中所产生的静电，经共通电极层5释放到外部的电路，同时，还用来抑制在后述的制造工艺中的清洗工序中的电池作用。

该下层导电性保护膜8t的厚度，最好为0.05μm～3μm，其电阻率ρ1最好为1.0×10⁷Ωcm～1.0×10⁹Ωcm。该厚度的下限值，是为了抑制在后述的制造工艺中的清洗工序中的电池作用而最佳化的值。另外，上限值是为了不阻碍发热元件3对记录介质的热传导性而最佳化的值。

另外，在下层导电性保护膜8t的外侧面覆盖有上层导电性保护膜8k。该上层导电性保护膜8k，可以由比作为上述下层导电性保护膜8t的SiC含碳率高的SiC类材料(以下称作C-SiC)构成，具有耐磨损功能以及防带电功能。该上层导电性保护膜8k，在以发热元件3为界的共通电极层5侧的区域中，为了抑制电池作用，而不与共通电极层5直接接触。这样，由于下层导电性保护膜8t以及上层导电性保护膜8k均由SiC类材料制成，因此两者的密合性较好，很难产生上层导电性绝缘膜8k的剥离。

该上层导电性保护膜8k的厚度，最好为1μm～8μm，其电阻率ρ2最好为5.0×10⁶Ωcm以下。该厚度的下限值，是为了起到耐磨损作用的最佳值。另外，该厚度的上限值是为了不阻碍发热元件3对记录介质的热传导性的最佳值。

另外，本实施方式中的比作为上述下层导电性保护膜8t的SiC含碳率高的SiC类材料(C-SiC)，可以列举出以下材料。也即，可以列举出由含有碳(C)以及硅(Si)的无机材料所构成的、其含碳率为65atm％～90atm％，且该碳元素之间的结合的大部分具体的说是所有的C-C结合中，95.0％以上的是关于sp2杂化轨道的共价键的材料。另外，由于大部分结合是关于sp2杂化轨道的共价键，因此能够将上层导电性保护膜8k的电阻率设定为上述的较小的值。另外，关于该无机材料，并不排除混入有微量的其他物质的材料。

另外，作为下层导电性保护膜8k的SiC，可以列举出由含有碳(C)以及硅(Si)的无机材料所构成的、其含碳率为40atm％～60atm％、含硅率为60atm％～40atm％的材料。另外，关于该无机材料，并不排除混入有微量的其他物质的材料。

另外，本发明的各个保护膜的电阻率，如下进行计算。

首先，使用在氧化铝陶瓷基板上全面形成有釉层的基板，在该基板上成膜1层作为测定对象的保护膜，测定薄膜电阻值以及膜厚。阻抗值测定装置使用“Hiresta-UP(MITSUBISHI CHEMICAL公司制)”，膜厚测定装置使用接触式膜厚测定仪“ALPHA STEP 500(ケ一エルシ一テンコ一ル公司制)”。另外，膜厚的测定，也可以利用掩蔽成膜所产生的级差来测定。

之后，通过将所得到的薄膜电阻值以及膜厚带入下面的式(1)进行计算。

ρ(Q·cm)＝[膜厚(μm)×薄膜电阻值(Ω/square)]/10000…(1)

另外，带入上述式中的薄膜电阻值以及膜厚，使用对每个试料测定5次的测定值的平均值。

这样，位于基板1上的个别电极层4的引出结束部中的区域，没有被上述保护膜8所覆盖，在该没有被覆盖的区域中形成有个别电极层4以及信号电极层6的焊盘部4s、6s，可以对应于该焊盘部4s、6s，置载具有焊锡凸块的驱动IC7。

该驱动IC7，用来控制对发热元件3的通电，例如具有在硅基板的一主面上高密度集成有移位寄存器、门闩、开关元件、输入端子、输出端子等的集成电路，可以经个别电极层6与发热元件3电连接。

另外，该驱动IC7，可以与时钟信号同步，将来自外部的图像数据，经输入端子输入给移位寄存器，同时，将该所输入的图像数据，在门闩(latch signal)信号的时刻保存在门闩中，在选通信号输入给开关元件时，根据门闩内的图像数据，进行对发热元件3的通电。

这样的驱动IC7，可以通过采用以往公知的半导体制造技术进行制造，所得到的驱动IC7，可以通过以往公知的引线接合法、tape automatic接合法，或倒装接合法，将输入输出端子与个别电极层4以及信号电极层6的焊盘部4s、6s电连接起来，通过这样来安装在基板1上面。

进而，采用由环氧等热固化树脂材料所制成的密封树脂10，将这样的驱动IC7密封起来。该密封树脂10，其断面形状呈山状，保护电极层以及驱动IC7不被大气中所含有的水分等腐蚀。

这样，本实施方式的热敏头T，能够一边让记录介质K与在基板1的端面所形成的发热元件3滑动接触，一边伴随着驱动IC7的驱动，给个别电极层4-共通电极层5之间加载电源功率，让各个发热元件对应于图片信号，分别有选择地焦耳发热，同时，将该所产生的热传导给记录介质K，在记录介质K中形成图片。

[制造方法]

接下来，对照图2A～图2H，对本发明的一实施方式的相关热敏头的制造方法之一例进行说明。

工序1：首先，在基板1上的给定区域中，形成釉层2、发热元件3以及与发热元件3相连接的电极层4、5、6(参照图2A)。

该发热元件3、电极层4、5、6，可以通过采用以往公知的薄膜形成技术，例如溅射、光刻技术、蚀刻技术等制作。

具体的说，首先利用以往公知的溅射法，在基板1上顺次层积TaSiO等电阻材料与铝等金属材料，通过这样形成由发热元件与电极用薄膜所构成的层积体，并利用以往公知的光刻技术以及蚀刻技术对其进行精细加工，形成发热元件3以及电极层4、5、6。

工序2：接下来，在从个别电极层4上面到发热元件3上面形成绝缘性保护膜8z。另外，在个别电极层4的末端部中形成有用来连接驱动IC7的焊盘部4s的情况下，让该末端部的周边不被包括绝缘性保护膜8z的保护膜8所覆盖而处于露出状态即可。在该绝缘性保护膜8z例如由SiON制成的情况下，可以利用以往公知的薄膜形成技术(溅射法、蒸镀法、CVD法等)来形成(参照图2B)。

工序3：接下来，在共通电极层5上以及绝缘性保护膜8z上形成下层导电性保护膜8t。另外，位于基板1下面的共通电极层5的末端部中，可以设置用来连接跳线的焊盘部5s，让该焊盘部5s的周边不被包括下层导电性保护膜8t的保护膜8所覆盖而处于露出状态即可。

这样的下层导电性保护膜8t，可以利用以往公知的薄膜形成技术(溅射法、蒸镀法、CVD法等)来形成(参照图2C)。

例如，在利用薄膜形成技术中的溅射法形成由SiC所构成的下层导电性保护膜8t的情况下，可以按照以下方法形成，即首先在溅射装置的箱室内，分别设置由将C和Si例如以50∶50的摩尔比混合起来的烧结体所构成的靶材料，以及覆盖有发热元件3、电极层和绝缘性保护膜8z的基板1，在上述箱室内导入氩气，并在上述靶材料与基板1之间加载给定的电力，溅射靶材料的构成材料。此时，可以将氩气的流量设为100SCCM(standard cc(cm³)/min)，将箱室内的压力设为5mTorr。

工序4：接下来，在下层导电性保护膜8t上形成上层导电性保护膜8k。在该上层导电性保护膜8k例如由C-SiC制成的情况下，与上述SiC的成膜工序一样，可以采用溅射法。此时所使用的靶材料，可以采用由将C和Si例如以80∶20的摩尔比混合起来的烧结体所构成的靶材料。另外，此时可以将氩气的流量设为100SCCM，将箱室内的压强设为5mTorr。在通过这样的制法形成保护膜8k的情况下，为了让保护膜8k中存在的C-C结合的95％以上为sp₂结合，最好将成膜时的基板1的温度常时保持在200℃～300℃的范围内(参照图D)。

工序5：接下来，为了将在基板1的全体中特别是在电极层中所附着的异物或有机物等去除，将基板全体浸渍在清洗液中即可。此时所使用的清洗液，例如是碳氢类酸性清洁剂或高级醇类的中性清洁剂，因液中所含有的清洁剂而变成电解质。这样的清洗，是在后继的工序中通过镀覆等在焊盘部4s上形成焊锡凸块用基底层之前、在该基底层上形成焊锡凸块之前、或在焊盘部5s、6s上贴付各向异性导电膜之前等进行(参照图2E)。

该清洗工序中，将基板1浸渍在上述清洗液中之后，便会因上层导电性保护膜8k与电极层之间的标准电极电位的差而产生电位差，但由于两者之间介有下层导电性保护膜8t，所以实际上电阻值有增加，因此从上层导电性保护膜8k向电极层移动的电子，与没有下层导电性保护膜的情况相比较少，从而能够抑制电池作用对电极层的腐蚀。特别是，即使在与共通电极层5相比膜厚较薄的个别电极层4中，也很少产生因实质的腐蚀所引起的功能障碍，从而有利于提高成品率。

另外，通过这样，还能够选择清洁力更强的清洗液，这种情况下，由于能够更加可靠地进行电极层末端的焊盘部4s、5s、6s的清洗，因此提高了与焊盘部4s、5s中的驱动IC7以及外部布线之间的连接可靠性。

工序6：接下来，对个别电极层4以及信号电极层6的焊盘部4s、6s，利用非电解镀，镀镍或镀金，同时，置载驱动IC7(参照图2F)。

工序7：接下来，用覆盖树脂9，将从保护膜8中所露出的个别电极层4的露出区域以及共通电极层5的露出区域覆盖起来(参照图2G)。

工序8：最后，安装具有焊锡凸块的驱动IC7，涂布密封树脂10，将驱动IC7密封起来。通过这样，完成热敏头(参照图2H)。

另外，密封树脂10，是例如涂布由环氧树脂所制成的给定的液状前驱体，将基板1上的驱动IC7覆盖起来，在高温(130℃～150℃)下对其进行加热·重合来形成的。

[热敏打印机]

接下来，对组装有上述热敏头T的热敏打印机之一例进行说明。

本发明的热敏打印机，如图3所示，在上述热敏头T上，设有压平轮(platen roller)R1以及传送轮R2，通过驱动机构对其进行控制。压平轮R1，是将记录介质K以及墨带I压在热敏头T上的机构。另外，传送轮R2，是传送记录介质K以及墨带I的机构。

压平轮R1最好使用例如直径为8mm～50mm者。另外，压平轮R1是在由SUS等金属所制成的轴心的外周，缠绕3mm～15mm左右厚度的丁二烯橡胶而得到的圆柱形部件，能够旋转地支撑在热敏头T的发热元件3上。

就压平轮R1而言，将记录介质K以及墨带I压向热敏头T，将来自发热元件3的热，传导给墨带I，利用该热将墨带I的墨转印到记录介质K上，同时，将记录介质向着与发热元件3的排列大致垂直的方向传送。

这样，本实施方式的热敏打印机，能够通过压平轮R1，一边让记录介质K与在基板1的上面所形成的发热元件3滑动接触，一边伴随着驱动IC7的驱动，在个别电极层4-共通电极层5之间加载电源功率，让各个发热元件对应于图片信号，分别有选择地焦耳发热，同时，将该所产生的热传导给记录介质K，在记录介质K中形成图片。

另外，本发明并不仅限于上述实施方式，在不脱离本发明的要点的范围内，能够进行各种变更、改良。

例如，上述实施方式中，对端面上形成有发热元件3的所谓端面头构造进行了说明，但也可以代替这种方式，采用在基板上面形成有发热元件的平面头构造。

另外，上述实施方式中，对下层导电性保护膜8t是SiC的情况进行了说明，但本发明并不仅限于此，在上层导电性保护膜与电极层间存在标准电极电位的差的情况下，如果该上层导电性保护膜与电极层之间介有下层导电性保护膜，则浸渍在清洗液中时，便能够减少在上层导电性保护膜-共通电极层之间移动的电子，结果是能够抑制电池作用。作为其他下层导电性保护膜材料，例如可以采用TiC类、TaC类、Si类、SiCN类等。

另外，上述实施方式中，对电极层被腐蚀的情况进行了说明，但也可以代替这种情况，让电极层与上层导电性保护膜，从电极层向上层导电性保护膜供给电子，其结果是，即使在能够溶解上层导电性保护膜的物质组合的情况下，通过在两者间介有下层导电性保护膜，能够抑制上层导电性保护膜的溶解。这种情况下，能够抑制上层导电性保护膜的溶解所引起的耐磨性的降低。

另外，关于导电性保护膜，还可以代替上述的由下层导电性保护膜8t与上层导电性保护膜8k所构成的2层构造的实施方式，像图4中所示的本发明的另一实施方式那样，采用导电性保护膜8m的电阻率在其厚度方向上从电极层侧向外表面侧逐渐减小的构造的单层保护膜，通过这样也能够起到防腐蚀作用以及防带电作用。这样的导电性保护膜中，在其厚度方向上从电极层侧向外表面侧的电阻率既可以连续减小，又可以阶梯减小。

对照图5A～图5G，对本发明的另一实施方式的相关热敏头的制造方法进行说明。

工序1：首先，在基板1上的给定区域中，形成釉层2、发热元件3以及与发热元件3相连接的电极层4、5、6(参照图5A)。

该发热元件3、电极层4、5、6，可以利用采用以往公知的薄膜形成技术，例如溅射、光刻技术、蚀刻技术等制作。

具体的说，首先利用以往公知的溅射法，在基板1上顺次层积TaSiO等电阻材料与铝等金属材料，通过这样形成由发热元件与电极用薄膜所构成的层积体，利用以往公知的光刻技术以及蚀刻技术对其进行精细加工，形成发热元件3以及电极层4、5、6。

工序2：接下来，在从个别电极层4上到发热元件3上形成绝缘性保护膜8z。另外，在个别电极层4的末端部上形成有用来连接驱动IC7的焊盘部4s的情况下，让该末端部的周边不被包括绝缘性保护膜8z的保护膜8所覆盖而处于露出的状态即可。在该绝缘性保护膜8z例如由SiON制成的情况下，可以利用以往公知的薄膜形成技术(溅射法、蒸镀法、CVD法等)来形成(参照图5B)。

工序3：接下来，在共通电极层5上以及绝缘性保护膜8z上形成导电性保护膜8m。另外，位于基板1下面的共通电极层5的末端部中，可以设置用来连接跳线的焊盘部5s，让该焊盘部5s的周围不被包括导电性保护膜8m的保护膜8所覆盖而处于露出状态即可。

这样的导电性保护膜8m，其电阻率ρ’，被设定为在电极层侧(厚度为导电性保护膜全体厚度的10％左右的电极层侧区域)为1.0×10⁷Ωcm～1.0×10⁹Ωcm，在外表面侧(厚度为导电性保护膜全体厚度的10％左右的外表面侧区域)为5.0×10⁶Ωcm以下。作为这样的导电性保护膜8m，可以列举出由SiC类材料所制成的、在其厚度方向上从上述电极层到上述外表面侧含碳率逐渐增加的材料。

另外，为了得到这样的导电性保护膜8m，可以采用薄膜形成技术(溅射法、蒸镀法、CVD法等)来形成(参照图5C)。

例如，在通过薄膜形成技术中的多维溅射法形成由SiC所构成的导电性保护膜8m的情况下，可以通过首先在溅射装置的箱室内，分别设置含有Si的靶材料以及含有C的靶材料，保持Si溅射物原子的量为一定，徐徐增加C溅射物原子的量来实现。

另外，为了利用薄膜形成技术中的ARE(激活反应蒸镀)法形成由SiC所构成的导电性保护膜，可以通过例如在流量徐徐增加的C₂H₂反应性气体环境中将蒸发量保持为一定的金属Si成膜在基板上来实现。

工序4：接下来，为了将在基板1的全体特别是在电极层中所附着的异物或有机物等去除，可以将基板全体浸渍在清洗液中。此时所使用的清洗液，例如是碳氢类酸性清洁剂或高级醇类的中性清洁剂，因液中所含有的清洁剂，清洗液变成电解质。这样的清洗，是在后继的工序中通过镀覆等在焊盘部4s上形成焊锡凸块用基底层之前、在该基底层上形成焊锡凸块之前、或在焊盘部5s、6s上贴付各向异性导电膜之前等进行(参照图5D)。

该清洗工序中，将基板1浸渍在上述清洗液中之后，便会因导电性保护膜8m与电极层之间的标准电极电位的差而产生电位差，但由于两者之间，导电性保护膜8m的电阻率在厚度方向上从电极层侧向外表面侧渐渐减小，所以实际上电阻值有增加，因此从导电性保护膜8m的外表面侧向电极层移动的电子变少，从而能够抑制电池作用对电极层的腐蚀。特别是，即使在与共通电极层5相比膜厚较薄的个别电极层4中，也很少产生因实质的腐蚀所引起的功能障碍，从而有利于提高成品率。

另外，通过这样，还能够选择清洁力更强的清洗液，这种情况下，由于能够更加可靠地进行电极层末端的焊盘部4s、5s、6s的清洗，因此提高了与焊盘部4s、5s中的驱动IC7以及外部布线之间的连接可靠性。

工序5：接下来，对个别电极层4以及信号电极层6的焊盘部4s、6s，利用非电解镀，镀镍或镀金，同时，置载驱动IC107(参照图5E)。

工序6：接下来，用覆盖树脂9，将从保护膜8中所露出的个别电极层4的露出区域以及共通电极层5的露出区域覆盖起来(参照图5F)。

工序7：最后，安装具有焊锡凸块的驱动IC7，涂布密封树脂10，将驱动IC7密封起来。通过这样，完成热敏头(参照图5G)。

另外，密封树脂10，是例如涂布由环氧树脂所制成的给定的液状前驱体，将基板1上的驱动IC7覆盖起来，在高温(130℃～150℃)下对其进行加热·重合来形成的。

在采用该导电性保护膜8m的情况下，除了具有不需要像采用由下层导电性保护膜以及上层导电性保护膜所构成的2层构造的情况那样，采用两次溅射成膜工序的优点之外，还由于是SiC中的C含有量徐徐变化的连续膜，因此能够抑制在下层导电性保护膜与上层导电性保护膜由不同物质构成的2层构造的情况下，产生下层导电性保护膜—上层导电性保护膜之间的接触界面上的剥离问题。

另外，通过将这样所构成的热敏头，与如图3所示的本发明的一实施方式的相关热敏头交换，还能够实现使用本发明的另一实施方式的相关热敏头的热敏打印机。

本发明还可以通过其他各种形式来实施，只要不脱离其精神或主要特征。因此，上述实施方式中的各点均只不过是示例，本发明的范围通过技术方案范围来表示，说明书并不构成任何限制。另外，属于技术方案范围的变形或变更均在本发明的范围内。

Claims (24)

1.一种热敏头(T)，具有：基板(1)，和排列在该基板(1)表面上的发热元件(3)，和与该发热元件(3)相连接的电极层(4、5)，以及覆盖该发热元件(3)与该电极(4、5)并与该电极层(5)直接接触的导电性保护膜，其特征在于：

上述导电性保护膜由覆盖在上述电极层上的下层导电性保护膜(8t)、以及覆盖在该下层导电性保护膜(8t)上且电阻率比该下层导电性保护膜(8t)低的上层导电性保护膜(8k)构成。

2.如权利要求1所述的热敏头(T)，其特征在于：

还包括覆盖上述发热元件(3)以及上述电极层(4、5)的一部分的绝缘性保护膜(8z)。

3.如权利要求2所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述电极层(4、5)由与上述发热元件(3)的一侧相连接的一侧电极层(4)、以及与上述发热元件(3)的另一侧相连接的另一侧电极层(5)构成，同时，上述一侧电极层(4)被上述绝缘性保护膜(8z)所覆盖，上述另一侧电极层(5)被上述下层以及上层导电性保护膜(8t、8k)所覆盖。

4.如权利要求3所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述下层导电性保护膜(8t)或上述上层导电性保护膜(8k)中的至少一方，延伸到上述绝缘性保护膜(8z)上。

5.如权利要求1所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述下层导电性保护膜(8t)的电阻率ρ1被设为1.0×10⁷Ωcm～1.0×10⁹Ωcm，上述上层导电性保护膜(8k)的电阻率ρ2被设为5.0×10⁶Ωcm以下。

6.如权利要求1所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述下层导电性保护膜(8t)以及上层导电性保护膜(8k)由含有碳以及硅的无机材料制成，上述上层导电性保护膜(8k)比上述下层导电性保护膜(8t)含碳率高。

7.如权利要求6所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述上层导电性保护膜(8k)由含有碳以及硅的无机材料制成，其含碳率被设定为65atm％～90atm％，且碳元素之间的结合的95.0％以上是关于sp2杂化轨道的共价键。

8.一种热敏头(T)，具有：基板(1)，和排列在该基板(1)表面上的发热元件(3)，和与该发热元件(3)相连接的电极层(4、5)，以及覆盖该发热元件(3)与该电极层(4、5)并与该电极层(5)直接接触的导电性保护膜，其特征在于：

上述导电性保护膜(8m)，在其厚度方向上从电极层侧向外表面侧电阻率逐渐减小。

9.如权利要求8所述的热敏头(T)，其特征在于：

还包括覆盖上述发热元件(3)以及上述电极层(4、5)的一部分的绝缘性保护膜(8z)。

10.如权利要求9所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述电极层(4、5)由与上述发热元件(3)的一侧相连接的一侧电极层(4)、以及与上述发热元件(3)的另一侧相连接的另一侧电极层(5)构成，同时，上述一侧电极层(4)被上述绝缘性保护膜(8z)所覆盖，上述另一侧电极层(5)被上述导电性保护膜(8m)所覆盖。

11.如权利要求10所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述导电性保护膜(8m)延伸到上述绝缘性保护膜(8z)上。

12.如权利要求8所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述导电性保护膜(8m)在其厚度方向上从上述电极层侧向上述外表面侧电阻率连续减小。

13.如权利要求8所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述导电性保护膜(8m)在其厚度方向上从上述电极层侧向上述外表面侧电阻率阶梯地减小。

14.如权利要求8所述的热敏头(T)，其特征在于：

上述导电性保护膜(8m)由含有碳以及硅的无机材料制成，在其厚度方向上从上述电极层侧向上述外表面侧，含碳率逐渐增高。

15.一种热敏头的制造方法，其特征在于，包括：

在基板(1)的表面上形成发热元件(3)以及与该发热元件(3)相连接的电极层(4、5)的第1工序；

在上述电极层(5)上覆盖下层导电性保护膜(8t)，将上述发热元件(3)以及上述电极层(4、5)覆盖起来的第2工序；

在上述下层导电性保护膜(8t)上覆盖具有比该下层导电性保护膜(8t)低的电阻率的上层导电性保护膜(8k)的第3工序；以及

将覆盖有上述下层导电性保护膜(8t)以及上层导电性保护膜(8k)的基板(1)全体，浸渍在清洗液中的第4工序。

16.如权利要求15所述的热敏头的制造方法，其特征在于：

在上述第1工序中，形成覆盖上述发热元件(3)以及上述电极层(4、5)的一部分的绝缘性保护膜(8z)。

17.如权利要求16所述的热敏头的制造方法，其特征在于：

在上述第1工序中，形成与上述发热元件(3)的一侧相连接的一侧电极层(4)、以及与上述发热元件(3)的另一侧相连接的另一侧电极层(5)，同时，在上述一侧电极层(4)上形成上述绝缘性保护膜(8z)。

18.一种热敏头的制造方法，其特征在于，在包括：

在基板(1)的表面上形成发热元件(3)以及与该发热元件(3)相连接的电极层(4、5)的第1工序；

在上述电极层(5)上覆盖导电性保护膜(8m)，将上述发热元件(3)以及上述电极层(4、5)覆盖起来的第2工序；以及

将覆盖有上述导电性保护膜(8m)的基板(1)全体浸渍在清洗液中的第3工序的热敏头制造方法中，

上述第2工序中，让上述导电性保护膜(8m)的含碳量，在其厚度方向上，从电极层侧向外表面侧逐渐增加。

19.如权利要求18所述的热敏头的制造方法，其特征在于：

在上述第1工序中，形成覆盖上述发热元件(3)以及上述电极层(4、5)的一部分的绝缘性保护膜(8z)。

20.如权利要求19所述的热敏头的制造方法，其特征在于：

在上述第1工序中，形成与上述发热元件(3)的一侧相连接的一侧电极层(4)、以及与上述发热元件(3)的另一侧相连接的另一侧电极层(5)，同时，在上述一侧电极层(4)上形成绝缘性保护膜(8z)。

21.一种热敏打印机，其特征在于，具有：

如权利要求1～7中任一项所述的热敏头(T)；

传送记录介质的传送机构(R2)；以及

将上述记录介质压向上述热敏头的发热元件的推压机构(R1)。

22.一种热敏打印机，其特征在于，具有：

如权利要求8～14中任一项所述的热敏头(T)；

传送记录介质的传送机构(R2)；以及

将上述记录介质压向上述热敏头的发热元件的推压机构(R1)。

23.一种热敏打印机，其特征在于，在具有：

如权利要求3所述的热敏头(T)；

传送记录介质的传送机构(R2)；以及

将上述记录介质压向上述热敏头(T)的发热元件(3)的推压机构(R1)的热敏打印机中，

将上述记录介质，从上述一侧电极层(4)向上述另一侧电极层(5)传送，同时，上述导电性保护膜延伸到上述绝缘性保护膜(8z)上。

24.一种热敏打印机，其特征在于，在具有：

如权利要求10所述的热敏头(T)；

传送记录介质的传送机构(R2)；以及

将上述记录介质压向上述热敏头(T)的发热元件(3)的推压机构(R1)的热敏打印机中，

将上述记录介质，从上述一侧电极层(4)向上述另一侧电极层(5)传送，同时，上述导电性保护膜延伸到上述绝缘性保护膜(8z)上。

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