TWI678289B - 熱印頭之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種熱印頭之製造方法，將矽晶基材設置於載具上，並於矽晶基材上方依序設置釉面層、發熱電阻層、電極圖案層與絕緣保護層，並再電性連接控制電路模組，以形成熱印頭。且，設置於載具之矽晶基材係依據載具上之開口而進行尺寸之改變，進而達成提供更大尺寸之熱印頭模組，或一次性產出大型尺寸的印刷產品。

Description

熱印頭之製造方法
本發明有關於一種熱印頭，尤指一種熱印頭之製造方法。
轉寫印刷技術（decalcomania printing）源自西元 18 世紀，在1950 年代， decal 一詞所指大抵是水轉寫，1960 年代更發展出熱熔離型轉印技術，近幾年來各式轉寫方法相繼出現。被印物也由平面至曲面立體化；由紙張至塑膠、金屬等被印材質更趨多元化，是應用非常廣泛的技術，而轉寫印刷為克服不同被印物之物理性質及轉移特性所帶來的各項瓶頸，亦研發出各種對應的轉印形式。
具體而言，將中間載體薄膜上的圖文以相對應的壓力轉移到承印物上的印刷方法，稱為轉印。根據加壓來源型態之不同，可分為：熱轉印、水轉印、氣轉印、絲網轉印、低溫轉印等種類。
熱轉印係指將圖文等內容使用熱轉印油墨列印於紙張或轉寫膜等功能性中間載體上，再經過相應的轉印設備在幾分鐘內加熱到一定的溫度（通常為 180 ∼ 230℃），把載體上的圖像轉印到不同材質上之製程。
一般而言採用熱能轉印原理之印表機，主要係利用熱印頭(thermal print head，TPH)模組來加熱色帶，使色帶上的染料氣化，而轉印至載體(例如紙或塑膠)上，並依加熱的時間長短或加熱的溫度高低來形成連續的色階。熱印頭模組則包括陶瓷基板、印刷線路板、封裝膠層、積體電路、引線等構成。
然而，由於熱印頭模組的基板是陶瓷材料，於製作大尺寸熱印頭模組時會有基板斷裂的情況發生。因而目前市售熱印頭模組的尺寸最大都僅處於2-8吋(後稱小尺寸)左右，無法持續提供更大尺寸之熱印頭模組，或無法一次性產出大型尺寸的印刷產品。
為了克服製作大尺寸之熱印頭模組的問題，業界採取的多個陶瓷基板拼接的辦法進行組裝，先將多個陶瓷基板黏接上印刷線路板、封裝膠層、積體電路、引線等，然後將陶瓷基板黏接在長尺寸熱印頭模組之散熱板上，這樣雖可以增加有效打印長度，但是拼接精度低，陶瓷基板間之拼接間隙以及高度差問題仍會影響熱轉印的品質。
如何在不影響熱轉印的品質的情況下，還能提供更大尺寸之熱印頭模組，或一次性的產出大型尺寸的印刷產品。為本領域技術人員所要解決的問題。
本發明之主要目的，係提供一種熱印頭之製造方法，藉由將矽晶基材設置於可定位之載具內，並於矽晶基材上依序形成釉面層、發熱電阻層、電極圖案層、絕緣保護層後，在電性連接控制模組，形成大尺寸之熱印頭。
為了達到上述目的及功效，本發明揭示了一種熱印頭之製造方法，其步驟包含：取一第一玻璃基板以一貼合膠與一第二玻璃基板進行黏合，形成一載具，該第二玻璃基板依據一熱印頭之一尺寸於該第二玻璃基板上切割，形成一開口，該載具上具有一定位標記；依據該定位標記，設置一矽晶基材於該載具之該開口內；依據該定位標記，設置一釉面層於該矽晶基材之上方；依據該定位標記，設置一發熱電阻層於該釉面層之上方；依據該定位標記，設置一電極圖案層於該發熱電阻層之上方；依據該定位標記，設置一絕緣保護層於該電極圖案層之上方；以及依據該定位標記，一控制電路模組電性連接至該電極圖案層。
本發明提供一實施例，其內容在於熱印頭之製造方法，其中該矽晶基材為單晶矽晶基材或多晶矽晶基材。
本發明提供一實施例，其內容在於熱印頭之製造方法，其中該矽晶基材之直徑為2吋以上。
本發明提供一實施例，其內容在於熱印頭之製造方法，其中於設置一釉面層於該矽晶基材之上方之步驟中，進一步包含：形成一主釉層位於該矽晶基材之一面；以及於該主釉層相對於該矽晶基材之另一面形成間隔並排之複數個釉質凸條。
本發明提供一實施例，其內容在於熱印頭之製造方法，其中於設置一發熱電阻層於該釉面層之上方之步驟中，進一步包含：於該些個釉質凸條之上方設置該發熱電阻層，形成對應該些個釉質凸條之複數個隆起外型。
本發明提供一實施例，其內容在於熱印頭之製造方法，其中於設置一電極圖案層於該發熱電阻層之上方之步驟中，進一步包含：形成一導電金屬層於該發熱電阻層相對該釉面層之另一面；以及蝕刻該些個釉質凸條上方之該導電金屬層，以分別顯露出對應該些個釉質凸條之該些個隆起外型。
本發明提供一實施例，其內容在於熱印頭之製造方法，其中於設置一絕緣保護層於該電極圖案層之上方之步驟中，進一步包含：局部蝕刻該絕緣保護層以形成一缺口，該缺口露出該電極圖案層。
本發明提供一實施例，其內容在於熱印頭之製造方法，其中於一控制電路模組電性連接至該電極圖案層之步驟中，進一步包含：該控制電路模組透過該缺口電性連接該電極圖案層。
為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：
有鑑於現今無法提供更大尺寸之熱印頭模組，或一次性的產出大型尺寸的印刷產品以及使用拼接基板方式的熱轉印的品質仍不佳的影響，據此，本發明遂提出一種熱印頭之製造方法，以解決習知技術所造成之問題。
以下，將進一步說明本發明之一種熱印頭之製造方法所包含之特性、所搭配之結構及其方法：
請參閱第1圖，其係為本發明之一實施例之步驟流程圖。如圖所示，本發明之一種熱印頭之製造方法，其步驟包含：
S1：取第一玻璃基板以貼合膠與第二玻璃基板進行黏合，形成載具，第二玻璃基板依據一熱印頭之尺寸於第二玻璃基板上切割，形成開口，載具上具有定位標記；
S2：依據定位標記，設置矽晶基材於載具之開口內；
S3：依據定位標記，設置釉面層於矽晶基材之上方；
S4：依據定位標記，設置發熱電阻層於釉面層之上方；
S5：依據定位標記，設置電極圖案層於發熱電阻層之上方；
S6：依據定位標記，設置絕緣保護層於電極圖案層之上方；以及
S7：依據定位標記，控制電路模組電性連接至電極圖案層。
如步驟S1所示，取一第一玻璃基板11以一貼合膠12與一第二玻璃基板13進行黏合，形成一載具1，該第二玻璃基板13依據一熱印頭之一尺寸於該第二玻璃基板13上切割，形成一開口131，該載具1上具有一定位標記132。其中該開口131係依據該熱印頭之該尺寸，可為一圓形(本發明較佳實施例為矽晶圓)或一方型，並不以此為限。又，該載具1之較佳厚度為1.8±0.05 mm，以該貼合膠12進行黏合之較佳溫度為300℃、較佳反應時間為30分鐘，但不以此為限。
而該第一玻璃基板11及該第二玻璃基板13之最佳尺寸為長720mm、寬610mm。而該定位標記132之最佳標記範圍為長15±0.01mm、寬5±0.01mm。
接續，如步驟S2所示，依據該定位標記132，設置一矽晶基材2於該載具1之該開口131內，其中該矽晶基材2為單晶矽晶基材或多晶矽晶基材，且該矽晶基材2之直徑為2吋以上。又，該矽晶基材2放置於該開口131後，該矽晶基材2之高度係高於該第二玻璃基板13。
接續，如步驟S3所示，依據該定位標記132，設置一釉面層3於該矽晶基材2之上方，並於步驟S3中，進一步包含：
S31：形成主釉層位於矽晶基材之一面；以及
S32：於主釉層相對於矽晶基材之另一面形成間隔並排之釉質凸條。
如步驟S31所示，採用網版印刷工藝均勻塗覆釉質漿料層(後續形成一主釉層31)在該矽晶基材2之一面，並在高溫下(1000~1200℃)將釉質漿料燒結固化，故，該主釉層31用以保存熱能，使其不致輕易流失。又接續步驟S32所示，採用網版印刷工藝均勻塗覆複數個釉質凸條32在該主釉層31相對於該矽晶基材2之另一面。該些個釉質凸條32間隔並排於該主釉層31上，且該些個釉質凸條32呈直線狀，且該些個釉質凸條32為連續地形成於該主釉層31上。
再者，如步驟S4所示，依據該定位標記132，設置一發熱電阻層4於該釉面層3之上方，並於步驟S4中，進一步包含：
S41：於釉質凸條之上方設置發熱電阻層，形成對應釉質凸條之隆起外型。
如步驟S41所示，於該主釉層31與該些個釉質凸條32上方設置該發熱電阻層4，使該些個釉質凸條32之上方，形成對應該些個釉質凸條32之複數個隆起外型41。
接續，如步驟S5所示，依據該定位標記132，設置一電極圖案層5於該發熱電阻層4之上方，並於步驟S5中，進一步包含：
S51：形成導電金屬層於發熱電阻層相對釉面層之另一面；以及
S52：蝕刻釉質凸條上方之導電金屬層，以分別顯露出對應釉質凸條之隆起外型。
如步驟S51所示，形成一導電金屬層51(例如鋁、銅、銀或金)於該發熱電阻層4相對該釉面層3之一面。接著如步驟S52所示，在形成該導電金屬層51後，蝕刻該些個釉質凸條32上方之該導電金屬層51，形成一蝕刻開口52以分別顯露出對應該些個釉質凸條32之該些個隆起外型41。
又，如步驟S6所示，依據該定位標記132，設置一絕緣保護層6於該電極圖案層5之上方，並於步驟S6中，進一步包含：
S61：局部蝕刻絕緣保護層以形成缺口，缺口露出電極圖案層。
如步驟S61所示，將該絕緣保護層6設置於該電極圖案層5之上方，其中該絕緣保護層6之一部分覆蓋該電極圖案層5，而該絕緣保護層6之另一部分進入該蝕刻開口52以覆蓋該發熱電阻層4之該些個隆起外型41，並緊密接著該發熱電阻層4。接著，在形成該絕緣保護層6後，局部蝕刻該絕緣保護層6以形成一缺口61，該缺口61露出該電極圖案層5。
最後，如步驟S7所示，依據該定位標記132，一控制電路模組7透過該缺口61電性連接至電極圖案層5。而該控制電路模組7較佳實施例為薄膜覆晶封裝結構 (Chip on Film，COF)、工作晶片與電路板(印刷電路板或可撓性電路板)的組合。
又，於本實施例中，進一步設置一散熱結構於該矽晶基材2之下方，熱印頭在不使用的情況下，能有效將熱能散去。
並如第2圖所示，其係為本發明之一實施例之載具之結構示意圖。如圖所示，該載具1包含該第一玻璃基板11及該第二玻璃基板13，其中該第一玻璃基板11及該第二玻璃基板13以該貼合膠12進行黏合，又該第二玻璃基板13係依據該熱印頭之該尺寸於該第二玻璃基板13上進行切割，形成該開口131。且為使後續製造方法更加精準，該載具1上具有該定位標記132。且透過該載具1，便可依據客戶之需求(大尺寸之熱印頭或一次性的產出大型尺寸的印刷產品)於該載具1上之該開口131進行形狀之改變，以達到客戶需求。
最後，如第3圖所示，其係為本發明之一實施例之結構示意圖。如圖所示，該熱印頭係由該載具1上之該矽晶基材2向上依序增長，該熱印頭依序包含該矽晶基材2、該釉面層3、該發熱電阻層4、該電極圖案層5、該絕緣保護層6與該控制電路模組7。
其中採用網版印刷工藝均勻塗覆釉質漿料層(後續形成該主釉層31)在該矽晶基材2之一面，並在高溫下(1000~1200℃)將釉質漿料燒結固化，且採用網版印刷工藝均勻塗覆該些個釉質凸條32在該主釉層31相對於該矽晶基材2之另一面。接續，於該主釉層31與該些個釉質凸條32上方設置該發熱電阻層4，使該些個釉質凸條32之上方，形成對應該些個釉質凸條32之該些個隆起外型41。
又，形成該導電金屬層51(例如鋁、銅、銀或金)於該發熱電阻層4相對該釉面層3之一面。並在形成該導電金屬層51後，蝕刻該些個釉質凸條32上方之該導電金屬層51，形成該蝕刻開口52以分別顯露出對應該些個釉質凸條32之該些個隆起外型41。接續將該絕緣保護層6設置於該電極圖案層5之上方，其中該絕緣保護層6之一部分覆蓋該電極圖案層5，而該絕緣保護層6之另一部分進入該蝕刻開口52以覆蓋該發熱電阻層4之該些個隆起外型41，並緊密接著該發熱電阻層4。接著，在形成該絕緣保護層6後，局部蝕刻該絕緣保護層6以形成該缺口61，且該缺口61露出該電極圖案層5。
最後，依據該定位標記132，控制電路模組7透過該缺口61電性連接至電極圖案層5。此外，該矽晶基材2包含單晶矽晶基材或多晶矽晶基材。該些個釉質凸條32之間的間距為0.5~2公分。然而，本發明不以此為限。
故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1‧‧‧載具
11‧‧‧第一玻璃基板
12‧‧‧貼合膠
13‧‧‧第二玻璃基板
131‧‧‧開口
132‧‧‧定位標記
2‧‧‧矽晶基材
3‧‧‧釉面層
31‧‧‧主釉層
32‧‧‧釉質凸條
4‧‧‧發熱電阻層
41‧‧‧隆起外型
5‧‧‧電極圖案層
51‧‧‧導電金屬層
52‧‧‧蝕刻開口
6‧‧‧絕緣保護層
61‧‧‧缺口
7‧‧‧控制電路模組
S1~S7‧‧‧步驟流程
第1圖：其係為本發明之一實施例之步驟流程圖； 第2圖：其係為本發明之一實施例之載具之結構示意圖；以及 第3圖：其係為本發明之一實施例之結構示意圖。

Claims (8)

  1. 一種熱印頭之製造方法，其步驟包含： 取一第一玻璃基板以一貼合膠與一第二玻璃基板進行黏合，形成一載具，該第二玻璃基板依據一熱印頭之一尺寸於該第二玻璃基板上切割，形成一開口，該載具上具有一定位標記； 依據該定位標記，設置一矽晶基材於該載具之該開口內； 依據該定位標記，設置一釉面層於該矽晶基材之上方； 依據該定位標記，設置一發熱電阻層於該釉面層之上方； 依據該定位標記，設置一電極圖案層於該發熱電阻層之上方； 依據該定位標記，設置一絕緣保護層於該電極圖案層之上方；以及 依據該定位標記，一控制電路模組電性連接至該電極圖案層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱印頭之製造方法，其中該矽晶基材為單晶矽晶基材或多晶矽晶基材。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之熱印頭之製造方法，其中該矽晶基材之直徑為2吋以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熱印頭之製造方法，其中於設置一釉面層於該矽晶基材之上方之步驟中，進一步包含： 形成一主釉層位於該矽晶基材之一面；以及 於該主釉層相對於該矽晶基材之另一面形成間隔並排之複數個釉質凸條。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之熱印頭之製造方法，其中於設置一發熱電阻層於該釉面層之上方之步驟中，進一步包含：於該些個釉質凸條之上方設置該發熱電阻層，形成對應該些個釉質凸條之複數個隆起外型。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之熱印頭之製造方法，其中於設置一電極圖案層於該發熱電阻層之上方之步驟中，進一步包含： 形成一導電金屬層於該發熱電阻層相對該釉面層之另一面；以及 蝕刻該些個釉質凸條上方之該導電金屬層，以分別顯露出對應該些個釉質凸條之該些個隆起外型。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之熱印頭之製造方法，其中於設置一絕緣保護層於該電極圖案層之上方之步驟中，進一步包含：局部蝕刻該絕緣保護層以形成一缺口，該缺口露出該電極圖案層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之熱印頭之製造方法，其中於一控制電路模組電性連接至該電極圖案層之步驟中，進一步包含：該控制電路模組透過該缺口電性連接該電極圖案層。
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