TW205596B - - Google Patents

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Λ 6 Π 6 ^05b96 五、發明説明（3 ) [産業上之利用領域] (請先閱讀背而之注意事項孙填寫本頁) 本發明為，關於一種熱印頭（thermal head)之製造方 法，持別是關於一種具有使發熱電阻體之電阻值平均化之 製程的熱印頭之製造方法。 [以往之技術] 一般薄膜型熱印頭為，例如圖1所示，僳於瓷質（ Ceramic)基板1上設以釉（Glaze)層2，再於該釉層2上形 成由高熔融點金屬與絶緣材料所混合組成之薄膜電阻體材 料所成之發熱電阻體3。然後，於電阻體3之上面形成，用 作共通電極之圔案（Pattern)導體4,及用作値別電極之圖 案導腥5,俥成帶狀露出電阻體3之一部分。之後，以保護 膜6覆蓋該等圖案導體4, 5及電阻體3之露出部分藉以製 造薄膜型熱印頭。通常為，朝印字掃描方向並排複數枚配 置前述構造的印頭（Head),以獲得規定之點數。 [發明擬解決之課題] 經濟部中央標準局员工消奸合作杜印^ 另一方面，薄膜型熱印頭之點電阻值為，取決於製作 由高熔融點金羼與絶緣材料所混合組成之薄膜電阻體材料 所成之電阻體膜時之電阻體膜之薄片（Sheet)電阻及點大 小（dot size)。使印字品質劣化之主要原因的熱印頭之發 熱電阻體的電阻值之不平均為，因電阻體膜之薄片電阻之 不平均，及照相版印（Photolithography)製程中之独刻（ Etching)等之條件變更而産生之點大小之不平均而發生。 另一方面，發熱電阻體之平均電阻值依各印頭而參差 不均的主要原因為，因藉由利用混合燒結靶（Ta「get)所作 本紙張尺度边用中困國家標毕(CNS)甲4規格（210X297公；«:〉 3 81. 4. 10,000張（Η) Λ 6 Π 6 五、發明説明（4 ) 之焊濺（Spat ter)等所製作之電阻體膜的薄片電阻之不平 經濟部中央標準局员工消伢合作杜印製 ，發少 整} — 發在件要 前之混成電 ，管如現 質的減 之erH 低要條只 如成用所而即密 。出 品頭但 體asi 壓必的件 而組採料 ，。駸均將 字印 ， 咀(L而有要條 ，合由材陷化非平字 印各點 電射 t ，則必該 阻混藉體缺變除不印 高按優 膜雷 Μ 理的所。 電所為阻造而 ，生點 提 ，種 薄藉 U 處目理η比料般電構化此産致 可時各· 於為 修述處 Ρ 。高材一膜之變因將 ， ο 則頭有。關均 Η 整前種 Μ 均之緣 ，薄膜之。值同因 ，印 ，難種惟 經成各 Μ 平 3 絶料由生件大阻相原 均個等困各 ，_不達行不體與材 ，發條越電不要 平數壓多有案 U 要欲施 f 之阻屬體而易濺即之的主 不複電諸，方一!必。理M值電金阻然容焊阻體量之 0 爾 之配施有均之ίι有均管 '阻熱點電。却著電阻熱化 且 值裝外上平法IP，平格I,電發融膜膜膜隨 ，電發劣 阻置整術不方 Μ 此不廉ίί成現熔薄成髏易高熱之質 電裝調技之的 Μ 因之上It造實高該式阻容提發髏品 等字值在值理一 。值法®s將為用。方電則越則阻字 該印阻均阻處er者狙方罾則 ，使料濺之阻比否電印 。 少對電平電g)st頭電造ίΐ,，面為材焊料電度 ，各為 者減在之不低lnla印的製 Μ 動方料體之材比空件致成 成能必體之壓Dmu 熱體之 f 受一材阻靶条之真條導而 造若不阻值為Γ1擊於阻頭 Μ 點另其電結元膜之濺將 ， Γ 厚 所 可電阻 {噴用電印 ^一 ， 膜燒多體濺焊 ，淡 均 並熱電 修及合熱熱丨有 述薄合之阻焊理此濃 (請先閲讀背而之注意事項典埸寫本頁) 本紙it尺度逍用中困Η家標準(CNS)甲4規格（210x297公：¢) 4 81. 4. 10,000張（H) 0559b_ΐΛ_ 五、發明説明（5 ) 如此，見諸由上述薄膜電阻體材料所成之發熱電阻體 經濟部中央#準局貝工消伢合作杜印製 將印 為同，位印 印電並平印 而之， 有 果為 。作點貞品色 熱熱 ，以熱 ，後定 結成 低於之 U 字彩 各發質加的 ②作安 ，將 降 ，字11:印的 將的品均壓 與製值 化此 將如印 該性 可位字平電 Θ 為阻 變如 值例少 I。 勻 種單印不施 題作電 證 〇 阻。 阻 。較 i 均均 t 一點高之外 問令之 電均' 電因及 Μ 平之II供及提值整 述即體 比平 之原點 U 不值<J1提，以阻調 上 ，阻。 之不 體之之 & 生阻is- 均 ，電時 於時電法 體值 阻均字 W 産電 Μ 題平化之頭 鑑作使方 件阻咀 電平印 將的 _ 問不勻髏印 ，製能造 條電電 熱不次 ^小位^述之均阻熱 為之仍製 濺熱之 發位多3S'大單〜上值以電値 的體 ，之 焊發體 後品作 點點 _ 於阻加熱數 目阻作頭 理成阻 。字字已Ϊ,及求} 鑑電均發複 。他電動印 時 广 管造電因印印對} 度要 e 乃之平之配的其熱字熱 。格將後原頭為期se濃格nt明體不成裝目之發印的U 1 i 段 下駸動成之印成初 U 字嚴，.發阻之造在為明在行質 如要變製均熱將之(P印在 P 本電值所除法發僅施品 要必之體平為也用波以 ，ΟΓ， 阻頭免方本不複字 邊 概有件阻不作此使脈所均01此發電印而造 ，種反印 t 題 Θ 條電位②如頭施 ，平(C因的之熱 ，製又 一 頭高^ 問致品 印外距不機 中體各化之 供印提 ® 之導字 熱時差之表 頭阻將均頭 提熱而 t (請先閲讀背而之注意事項孙堝窍本頁) 本紙張尺度逍用中困困家標準（CNS)甲4規格（210x297公:¢) 81. 4. 10,000張（H) 5 ,055^6 Λ 6 Π 6 經濟部中央榣準局Μ工消伢合作杜印製 五、發明説明（6 ) 為達成前述目的，本發明之熱印頭之製造方法為，具 有由高熔融點金屬與絶緣材料所混合組成之薄膜電阻體材 料所成之發熱電阻體之熱印頭之製造方法，而其特徽為， 於將保護膜成膜之後，再經將發熱電阻髏加熱之製程，俥 達到印字動作時所必要之點溫度以上之溫度者。 依本發明之製造方法，因為具有對發熱電阻體外施電 力之製程，所以可將電阻體之電咀值減少至規定值。該製 程為，可不經變更電阻體之形狀而諝整電阻值者，由其處 理作用可視為一種整修處理，以下將稱該製程為「整修製 程 j (trimming process) 〇 本發明之製造方法之特戡為，於經如前述將保護膜成 膜之後，具有對發熱電阻體外施電力之製程，從開始到形 成保護膜則不妨施行與以往同樣之製程。即，首先將高熔 融點金屬與絶緣材料所混合組成之薄膜電阻醱材料，例如 藉著利用混合燒結靶之焊濺方式於基板上（實際為設於基 板上之釉層上）成膜。然後，施行將用作共通及個別電極 之導體膜的成膜，再對該，導體膜施行照像蝕刻（Photo-ctching)形成所希望之電極圖案後，將保護膜成膜。之後 ,再施行本發明之特徽的前述整修製程。在本製程中較重 要者為對電阻體膜外施電力，該電力為可達到印字動作時 所必要之溫度以上之溫度的電力。該外施電力之詳細將記 載於以下之實施例。 又，本發明之熱印頭之製造方法為，具有形成由高熔 融點金靨與絶緣材料所混合組成的薄膜電阻體材料所成之 (請先閲讀背而之注意事項再堝寫本頁) 裝· 訂· 線- 本紙張尺度逍用中困Η家楳準（CNS)IM規格（210X297公;¢) 81. 4. 10,000張 〇〇 6 經濟部中央標準扃負工消伢合作杜印¾ Λ 6 Π 6 五、發明説明（7 ) 發熱電阻體之製程的製造方法中，於將薄膜電阻體材料成 膜之後，又加在轰呈m霄阻鑤膜之退火製j ( annealing)者 0 依本發明之製造方法，則電阻體之電阻值於發熱電阻 體之製作中以及作為熱印頭的印宇後不容易發生變化，電 阻體之電阻值較安定，印字品質不容易劣化。而且，製作 電阻體時之焊濺條件之管理也不必如以往般駸格。 於本發明之製造方法，將高熔融點金羼與絶緣材料所 混合組成之薄膜電阻體材料成膜於基板上（實際為設於基 板上之釉層上），可與以往同漾為利用混合燒結靶之焊濺 方式。於該焊濺後，將電阻體膜在真空中退火，以製作發 熱電阻體。在本發明中之退火為待別以其溫度為要件，其 所諝要件為，退JUS度為印宇動作時所必要的點攝度g J; 度。該退火溫度之詳細將記載於以下之實施例。 按，製作發熱電阻體之製程以前及以後之製程，則施 行與以往完全同樣者即可，構成發熱電阻體之薄膜電狙體 材料也將照用以往者。 [圓式之簡單説明] 圖1為，採用本發明之製造方法製造而成之熱印頭之 一實施例的剖面圔。 圖2為，為說明由高熔融點金靥與絶綠材料所混合組 成之薄膜電阻體材料所成之發熱電阻體之待性，而表示比 電阻與焊濺真空度之關像的線圖。 圖3表示為說明由高熔融點金饜與絶緣材料所混合組 (請先閲讀背而之注意事項孙堝寫本頁) -裝· 本紙张尺度边用中困困家標毕（CNS)<f 4規格（210x297公龙) 7 81. 4. 10,000張(H) 05596 Λ 6 Π 6 經濟部屮央標準局貝工消奸合作杜印製 五、發明説明（8 ) 成之薄膜電阻體材料所成之發熱電阻體之待性，於空印字 連績外施試驗中之電阻值變化率與外施脈波數•之關像的線 圖。 圖4表示為說明本發明之製造方法，而表示於2.4W/ dot及2.7W/dot之發熱電阻體之電阻值變化率與外施脈波 數之開傜的線圖。 圖5表示為説明本發明之製造方法，而表示於2.7W/ dot之發熱電阻醱之電阻值變化率與外施脈波數之關係的 線圖。 圖6為，表示於本發明之製造方法中之整修製程之一 例的流程圖。 圖7為，表示於本發明之製造方法中之整修製程之其 他例的流程圖。 圖8表示為說明本發明之製造方法，而表示於2.1W/ dot之發熱電阻體之電阻值變化率與外施脈波數之關係的 線圖（左），及表示電阻值變化率與外施電力之關係的線圖 (右）。 圖9表示為說明本發明之製造方法，而表示於2.4 W/ dot之發熱電阻醱之電阻值變化率與外施脈波數之關係的 線圖（左），及表示電阻值變化率與外施電力之關僳的線圖 (右）。 圖10表示為說明本發明之製造方法，而表示電阻體膜 之薄片電咀變化率與真空退火溫度之闋像的線圖。 圖11表示為說明本發明之裂造方法，而表示以4〇ου (請先閲讀背而之注意事項#堝寫本頁) 裝. 訂_ 線- 本紙張尺度逍用中a Η家榣準(CHS) Τ4規格(210X297公:¾) 8 81. 4. 10,000張(H) 經濟部屮央標準局貞工消佾合作社印驭 Λ 6 η 6 五、發明説明（9 ) 及700C之溫度各別施行退火時之發熱電咀體之電阻值變 化率與外施電力之關僳的線画。 [實施例] Η根據實施例說明本發明之熱印頭之製造方法。 圖1為，利用本發明之製造方法所勢造之熱印頭之剖 面圖。該熱印頭之構造本身為並無特別與以往者不同之處 ;其不同點為，於形成保護膜之後，對由高熔融點金羼與 絶緣材料所混合組成之薄膜電阻體材料所成之電阻體膜， 外施便於達到印字動作時所必要之點溫度以上之溫度的電 力。 圔1之熱印頭為，藉著於瓷質等絶緣性基板1上設以 釉層2,於該釉層2上形成由高熔融點金颶與絶線材料所 混合組成之薄膜電阻體材料所成之發熱電阻體3,於電阻 體3之上面以便於成帶狀露出電阻體之一部分的狀態，形 成共通電極用之圖案導髏4及値別電極用之圖案導體5， 進而以保護膜6覆蓋圖案導體4, 5及電阻髏3之露出部分 所製造者。 其次，說明對上述熱印頭之發熱電阻體3施行的本發 明之製造方法中的整修製程。在此之前，先記述對電阻體 3外施用之電力。 屬發熱電阻體3之構成材料的高熔融點金屬與絶縐材 料所混合組成之薄膜電阻體材料為，用以實現電阻體3之 高比電阻者。該薄膜電阻體材料，一般為藉著利用混合燒 結靶之焊濺方式所成膜者。然而，由薄膜電阻體材料所成 卜紙張尺度逍用中a困家楳準(CNS)Ή規格(210X297公没） Q 81. 4. 10,000張_(Η (請先閲讀背而之注意事項洱填寫本頁) 裝. 訂' Λ (5 B 6 05b^b 五、發明説明參0 ) (請先閲讀背而之注意本項再项寫本頁) 之多元条材料之電阻體膜却容易産生膜之構造缺陷，如圖 2所示，電阻體膜之bb電阻容易隨著焊濺條件之變化而發 生變化。即，依圖2可見，越將焊濺之真空度提高比電阻 越大。 又，對以薄膜電阻腥材料為發熱材料之熱印頭，以可 得印字濃度D = l.2之外施能量為基準施行空印字連缠外施 試驗，將其結果示於圖3。該圖3表示發熱電阻體之電阻 值變化率與外施脈波數之關偽。依該圖所示，可發現電阻 值在脈波外施之初期下降約7%。該現象有可能為，因外 施脈波造成, gLSH膜中之構造、缺陷發生再排列， 缓jJL靂I疆的應變而降低電阻值的退火效果见造成者 〇 本發將由該比電阻與焊濺真空度之 t* 丨· — 關係，及電阻值變化率與外施脈波數之關僳所能理解之現 象，積極利用於整修製程調整發熱電阻體之電阻值。 經济部屮央#準局貝工消伢合作社印级 另一方面，圖4為，表示於初期對發熱電阻體外施2.4 W/dot之電力，於電阻體之電阻值呈現安定傾向後，將外 施電力增大為2.7W/dot時之外施脈波數與電阻值變化率之 關傺的線圖。又，圖5為，從初期邸外施2.7W/dot之電力 時的外施脈波數與電阻值變化率之關係的線圖。由該等圔 4及圖5所示之關偽，可在圖6所示之整修製程A或圖7所 示之整修製程B調整電阻值。 再一方面，作為熱印頭使用時之電阻值之安定性為， 取決於為調整電阻值而外施之電力。Η就此點說明於後。 本紙張尺度边用中困困家楳準（CNS) Τ*)規格（210x297公:¢) 81. 6. 10,000張（H) 10 205596 Λ β II 6 經濟部中央捃準局貝工消费合作杜印¾. 五、發明説明（1ί 首先，圃8之左邊線圖為表示投人2. lW/dot之電力時 的發熱電阻體之電阻值的變化率與外施脈波數之關係。在 該線圖中，電阻值傺在15X103脈波數呈現安定傾向。對 具有呈現該安定傾向之電阻體的熱印頭，以安定後之電阻 體之電阻值為基準施行逐步應力（Step s.t「ess)試驗，將 其结果電阻值變化率與外施電力之關偽示於圖8之右邊線 圖。依該線圖，直到用於安定化之電力（2. lW/dot)為止電 咀髏之電咀值變化較少，投入該電力以上的電力則呈現電 阻值之減少。 又，圖9之左邊線圖為投人2.4V/d〇t之電力時的例。 若使投入電力增大，則直到電阻值呈現安定化（15X103脈 波數）為止之電阻值之變化將增大，惟從此以後之現象則 同於圖9所述者。圖9之右邊線圖所示之逐步應力試驗， 亦相當於在圖8所述者。 由圖8及圖9所示之關係可知，欲求作為熱印頭在使 用狀態下之電阻體的電阻值之安定性，則於整修處理中外 施之最終脈波必需至少為在使用時外施之電力以上之脈波 0 根據以上所述，可見整修製程之實際步驟如下。 ①在能使熱印頭之電阻體發熱溫度超過所設計之熱印 頭之印字條件（發熱電阻體之發熱溫度，施加電力等）的電 阻體之發熱溫度（點溫度）之外施條件（外施脈波數，外施 電力等）下施行脈衝熟化（P u I e s a g i n g )，據此測定電阻體 之電阻值已呈現安定化時的電阻值變化率。 本紙尺度逍用中SH家標準（CNS)TM規格（2〗0X25)7公龙） 81. 6.】0,000張（H) (請先閱讀背而之注意事項孙墦寫木页) 裝· 訂_ 線·.· 20559b λο _n 6 五、發明説明（J 2) ② 決定一可纳入在①所求得之電阻值變化率之範圍内 的電胆體膜之薄片電阻值，以該薄片電阻值為，藉著利用 混合燒結靶之焊濺方式將高熔融點金羼與絶緣材料所混合 組成之薄膜電阻匾材料於釉層上形成電阻膜時之目標電阻 值。 - ③ 根據由①所決定之外施條件，對電阻體膜外施以單 一或複數脈波，將電阻驩膜之電阻值諝整為予先設定之電 阻值。 該步驟①〜②為共通於整修製程A, B者，惟在施行製 程B時步驟③之至少最初之外施電力，則有必要從高於前 述所設計之熱印頭之印宇條件的外施電力以上的電力開始 (請先閲請背而之注意事項#项寫本頁)

告 ，保 卽施將 程實於 製行應 修 9 為 整序③ 之程驟 體造步 阻製 ， 電之施 熱頭實 發印後 對熱層 ，與釉 ③應以 ~ 為設。 θ Θ 上者 驟驟板施 步步 述 ， 上然 行當 施 C

經濟部屮央標準局员工消赀合作社印M

之 膜 成 膜 護 保 膜 體 , 阻 為電 法之 方成 造形 製所 之料 頭材 印體 熱阻 之電 明膜 發薄 本由 , 對 明 ， 果 效 之 述 下 成 達 可 以 所 力 電 之 定 規 所 施 外 將 於 均 平 不 之 值 阻 IMW· ΙΡΟΓ 之 證 ΑΒ 阻 熱 發 的 頭 印 熱 各 除 消 可 b t # Au J # J 均 均 點 值 值 阻1?阻 i 可 i 驾 V) 3R 其(2其 將 將 而 而 均 平 不 之 值 阻 BE 之 體 阻 AN 熱 發 的 位 單 點 除 消 可 本紙張尺度边用中困a家楳準(CNS)T4規格（210X297公龙） 1 ο 81. 6. 10,000張（H) Λ 6 Μ 6 五、發明説明（1 3) (3) 由（1), (2)，可提升印字品質，而保證作為熱印 頭長期間施行高品質之印字。 (4) 可消除各熱印頭的發熱電阻體之電阻值之不平均， 使其電阻值均勻。 (5) 由於（4)之效果，於印字裝置裝配複數傾熱印頭時 ,不必要諝整各熱印頭的外施電壓。 其次，說明以上述熱印頭，施行本發明之於真空中退 火之其他實施例。 圖10為，表示電阻髏膜之真空退火溫度與電阻醱膜之 薄片電阻值變化率之開像。圖11為，表示具有分別以400 及700勺的溫度退火之電阻髏膜的熱印頭之逐步應力試 驗之结果，亦即電阻變化率與外施電力之關傺。由該等蘭 像可見，圖10表示越將真空退火溫度提高，電阻值變化率 則越大（電阻值減少），圔11表示越將外施電力增加，電阻 值變化率則越大（電阻值增加）。因此，可推定為， 退」US度提高邸可增加電阻值之安定性。 Η根據以上所述，說明要獲得最適當之退火條件之步 掷〇 (請先閲誚背而之注意事項祌媾寫本頁) 經濟部中央標準而13:工消费合作杜印製 首施 外 及 阻然 電 定 ， 力之 ， 先 電體後 附等 件 條 字 印 之 頭 印 熱 之 計 設 所 加 圖 或 x(\ 8 麗 行 施 數測 波此 脈據 施， 外化 /fv 熟 衝 脈 之 示 所 罨 片 薄 。之 率示 化所 變 1 值围 阻如 電之 之得 時求 化驗 定實 安藉 現先 呈fi>.予 值示 阻表 電由 空 真 與 率 化 變 值 阻 時 致 1 率 化 變 值 阻 電火 述退 前 的 與當 出適 求最 ， 為 画 將 線度 的溫 係該 關 。 之度 度溫 溫火 火退 退之 6紙张尺度逍用中國困家標準(CNS) 規格（210x297公龙） 13 81. 6. 10,000張（H) Λ fi 15 6 五、發明説明（11 條件。例如，於圔8之左邊線圖所示之2.1tf/dot之脈衝熟 化呈現安定傾向時之電阻值變化率為約- 5(AR/R· %)，因 此在圖10之線圖中變化率為-5時之真空退火溫度為約600 勺。同樣的，在圖9之左邊線圖中於安定傾向時之電阻值 變化率為約-8(AR/R. %),如配合於圖1〇則真空退火溫 度為約6 8 0 t：。 按，退火時間為，因印宇條件及退火溫度而異者，惟 20〜60分左右較為妥當。 如此，藉著利用通常之混合燒結靶的焊濺方式將薄膜 電阻材料成膜之後，藉著可如上述求得之退火溫度且在真 空中將電阻體膜退火，製作發熱電阻髏。 [發明之效果] 如以上所說明，因為本發明之熱印頭之製造方法為， 於將薄膜電阻醱材料成膜之後，在真空中將電阻醱膜退火 ，所以可逹到下列效果。 (1) 不必嚴密管理形成薄膜電阻體材料時之焊濺條件， 邸令條件有若干變動製作後之電阻體之電阻值也不太發生 不平均的現象。 (2) 作為熱印頭施行印字後發熱電阻體之電阻值仍安 定而幾乎不會降低，因此不致發生印字之濃淡及點大小之 不均一類不妥。 (3) 由上述（1)與（2)之效果保證，可提升印字品質， 作為熱印頭長期間施行高品質之印字。 (請先閲讀背而之注念事項孙填窍本頁) 裝· 訂 線， 經濟部屮央標準局13:工消赀合作杜印製 本紙張尺度边用中as家楳準(CNS)甲4規格(2丨0x297公;¢) 14 81. 6.〗0,000張(H)

Claims (1)

1. 0559b .· 1 « ! H3 附件二 第81103415號專利申請案 申請專利範圍修正本 (81年12月16日） 申請專利範圍： 1. 一種熱印頭之製造方法，該熱印頭具有由高熔融點金 屬與絶緣材料混合組成之薄膜電阻體材料所構成之發 熱電阻體， 其特徵在保護膜形成之後復包括： * 將印字動作時逹到所需點溫度以上之電力以逐步 脈衝形態施加於發熱電阻體之製程， 個別測定各點電阻髏之安定電阻值之製程， 各點電阻值未降至規定值時，再度針對各點以逐 步脈衝形態施以上述條件之電力之製程， 對各點反復施以上述電阻值測定及施以脈衝電力， 直至獲得所希望之電阻值之脈衝熟化製程， 而使薄膜電阻體成膜時之初期電阻值高於印字動 作時所必需之最终目標電阻值者。 甲4(210X297公寿）80. 5· 5,000張(H)