TWI701160B - 熱印頭模組及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種熱印頭模組之製造方法包含步驟如下。配置一待固化體於一玻璃基板上。將待固化體及玻璃基板加熱至一固化溫度，以致待固化體於玻璃基板上分別成為固化隆起部，且固化溫度介於熱印頭模組之工作溫度以及玻璃基板之軟化溫度之間。依序形成一發熱電阻層、一電極圖案層與一絕緣保護層於固化隆起部上。
Description
本發明有關於一種熱印頭模組及其製造方法，尤指一種印表機之熱印頭模組及其製造方法。
按，採用熱能轉印原理之印表機主要係利用熱印頭(thermal print head，TPH)元件來加熱色帶，使色帶上的染料氣化，而轉印到例如紙或塑膠上來形成連續的色階。一般來說，熱印頭模組包括承載基板、印刷線路板、封裝膠層、積體電路等構成。
然而，一般而言，熱印頭模組的承載基板都為陶瓷或矽晶材料，且目前市售熱印頭模組的尺寸最大都僅處於12吋左右，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。
本發明之一目的在於提供一種熱印頭模組及其製
造方法，用以解決以上先前技術所提到的困難，意即，用以提供具有大尺寸基板的熱印頭模組，以解決上述熱能轉印原理之印表機無法大型化，或無法一次性產出大型尺寸的印刷產品的缺點。
本發明之一實施例提供了一種熱印頭模組之製造方法。熱印頭模組之製造方法包含步驟如下。取得一玻璃基板。配置多個待固化體於玻璃基板。將這些待固化體及玻璃基板加熱至一固化溫度，以致這些待固化體於玻璃基板上分別成型為一固化隆起部，其中固化溫度介於熱印頭模組之工作溫度以及玻璃基板之軟化溫度之間。依序覆蓋一發熱電阻層、一電極圖案層與一絕緣保護層於這些固化隆起部上，以完成熱印頭模組。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，配置待固化體於玻璃基板的方法為網印、塗布或印刷。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，這些待固化體為液態二氧化矽。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，熱印頭模組之工作溫度為攝氏200度~250度，且玻璃基板之軟化溫度為攝氏500度~620度。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，透過攝氏350度~攝氏450度之固化溫度，使這些待固化體被燒結固化於玻璃基板上。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，這待固化體不包含釉質材料。
本發明之另一實施例提供了一種熱印頭模組之製造方法。熱印頭模組之製造方法包含步驟如下。將一旋塗式玻璃材料塗布於一玻璃基板上。將旋塗式玻璃材料被燒結固化以於玻璃基板上形成一蓄熱層。依序覆蓋一發熱電阻層、一電極圖案層與一絕緣保護層於蓄熱層上，已完成熱印頭模組。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，使得旋塗式玻璃材料被燒結固化於玻璃基板上更包含步驟如下。依據介於工作溫度與軟化溫度之間的一固化溫度，對旋塗式玻璃材料與玻璃基板加熱，使得旋塗式玻璃材料被燒結固化於玻璃基板。
依據本發明一或複數個實施例，在上述之製造方法中，固化溫度位於攝氏350度~攝氏450度之間。
本發明之又一實施例提供了一種熱印頭模組。此種熱印頭模組包含一玻璃基板、一蓄熱層、一發熱電阻層、一電極圖案層與一絕緣保護層。蓄熱層包含多數個條狀體。這些條狀體間隔並排於玻璃基板之一面上，且每個條狀體具有線性連續延伸之隆起外型，蓄熱層包含旋塗式玻璃材料，且具有攝氏350度~攝氏450度之間的熔點。發熱電阻層覆蓋蓄熱層相對玻璃基板之一面。電極圖案層覆蓋發熱電阻層相對蓄熱層之一面。絕緣保護層覆蓋電極圖案層相對發熱電阻層之一面。
以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施例及相關圖式中詳細介紹。
11~16‧‧‧步驟
100‧‧‧玻璃基板
101‧‧‧平整表面
200‧‧‧待固化體
300‧‧‧熱印頭模組
310‧‧‧玻璃基板
320‧‧‧蓄熱層
321‧‧‧條狀體
330‧‧‧發熱電阻層
340‧‧‧電極圖案層
350‧‧‧絕緣保護層
G‧‧‧間隙
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭模組之製造方法的流程圖；第2A圖為第1圖之步驟12之實施上視圖；第2B圖為第2A圖沿線段AA所製成的剖面圖；以及第3圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭模組的局部剖面圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
習知技術大多採用陶瓷或矽晶基板作為熱印頭的基板，然而，因為陶瓷或矽晶基板的特性，導致熱印頭之整體尺寸無法過大(例如15吋以上)，進而無法提供具有大尺寸基板的熱印頭模組。此外，發明人發現當將熱印頭的基板改為玻璃基板時，玻璃基板將可能在燒結固化製程中軟化變形，甚至融化。有鑑於此，發明人另外選擇蓄熱層之材質，使得玻璃基板在蓄熱層之燒結固化製程中不致產生軟化變形，甚至融化，以
提供具有大尺寸基板的熱印頭模組，進而得以一次性產出大型尺寸的印刷產品。需理解到，本發明之熱印頭模組可應用於任何熱能轉印原理之印表機，例如熱昇華印表機、熱轉印印表機、標籤列印機或海報列印機等類似領域。
第1圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭模組之製造方法的流程圖。如第1圖所示，此種熱印頭模組之製造方法包含步驟11~步驟16如下。在步驟11中，取得一玻璃基板。在步驟12中，配置多個待固化體於玻璃基板以形成一半成品。在步驟13中，對半成品進行加熱至一固化溫度，使得這些待固化體於玻璃基板上分別成型為一固化隆起部，其中固化溫度介於熱印頭模組之工作溫度以及玻璃基板之軟化溫度之間。在步驟14中，形成一發熱電阻層於這些固化隆起部上。在步驟15中，形成一電極圖案層於發熱電阻層上。在步驟16中，形成一絕緣保護層於發熱電阻層上。
在步驟11中，相較於陶瓷或矽晶基板，若以玻璃基板作為熱印頭的基板時，較可以提供具有大尺寸基板(例如15~98吋)的熱印頭模組，進而得以一次性產出大型尺寸的印刷產品。此外，因為陶瓷基板在十吋以上的尺寸會有翹曲的風險，故，相較於陶瓷基板，玻璃基板之表面平整度皆遠遠優於陶瓷基板。
第2A圖為第1圖之步驟12之實施上視圖。第2B圖為第2A圖沿線段AA所製成的剖面圖。在步驟12中更具體地包含細部步驟如下。如第2A圖與第2B圖所示，更具體地，將呈膏狀之待固化材料間隔地塗覆於玻璃基板100之平整表面101
上，使得多個待固化體200間隔並排於玻璃基板100之平整表面101上，每個待固化體200具有線性連續延伸之隆起外型，任二相鄰之待固化體200之間的間隙G分別外露出部分之平整表面101。舉例來說，透過網版印刷工藝，例如透過絲網印刷版或凹版印刷版，讓呈膏狀之這些待固化體200在玻璃基板100之平整表面101上印刷出適當圖案，即為蓄熱層。
然而，本發明不限於此，將待固化體200配置於玻璃基板100的方法還可以為噴塗(spray)、塗布或印刷。
舉一例來說，待固化體200為旋塗式玻璃材料(Spin On Glass，SOG)、液態二氧化矽，或是，感光性旋塗玻璃材料(SOG)，其固化溫度大致為攝氏350度~450度(℃)。須了解到，液態二氧化矽是含有二氧化矽(SiO2)的液態溶劑，且旋塗式玻璃材料(Spin On Glass，SOG)、液態二氧化矽，或是，感光性旋塗玻璃材料(SOG)，不含釉料，且並非釉料玻璃粉。
舉一例來說，待固化體200為釉料(glaze)。釉料之固化溫度大致為攝氏750~1200度(℃)。
在步驟13中，更具體地包含步驟如下，將半成品進行預熱程序，並對半成品於攝氏100~130度(℃)之受熱環境內受熱90秒。接著，使半成品之待固化體200進行曝光顯影程序。接著，使半成品進行沖洗程序。接著，使半成品進行漂白程序。最後，將半成品進行燒結固化製程，並對半成品於攝氏攝氏350度~450度(℃)之受熱環境內受熱60分鐘。
如此，由於玻璃基板100受熱開始軟化之軟化溫度
為攝氏500度~620度(℃)，故，相較於以釉料作為蓄熱層之材料，以旋塗式玻璃材料(Spin On Glass，SOG)作為蓄熱層之材料較不致產生玻璃基板被加熱而軟化之風險。此外，由於熱印頭模組在後續安裝後而執行熱轉印工作下之工作溫度大約為攝氏200~250度(℃)，故，以旋塗式玻璃材料(Spin On Glass，SOG)作為蓄熱層之材料，也不易在熱印頭模組於執行熱轉印工作之期間就被加熱而軟化。
此外，在本實施例中，玻璃基板與旋塗式玻璃材料之優勢在於其附著力強，低收縮變形，尺寸精準度高，製做出的熱印頭具有高可靠度，可用於高溫高濕環境、熱導率高、耐熱性佳、耐腐蝕與磨耗等特性。
第3圖繪示依照本發明一實施例之熱印頭模組300的局部剖面圖。如第3圖所示，熱印頭模組300包含一玻璃基板310、一蓄熱層320、一發熱電阻層330、一電極圖案層340與一絕緣保護層350。蓄熱層320包含多數個條狀體321(請參考第2A圖)。條狀體321間隔並排於玻璃基板310上，且每個條狀體321具有線性連續延伸之隆起外型。蓄熱層320包含旋塗式玻璃材料，且具有攝氏350度~攝氏450度之間的熔點。發熱電阻層330覆蓋條狀體321及玻璃基板310。電極圖案層340覆蓋發熱電阻層330相對蓄熱層320之一面。絕緣保護層350覆蓋電極圖案層340相對發熱電阻層330之一面。
更具體地，蓄熱層320之材料包含旋塗式玻璃材料(Spin On Glass，SOG)、液態二氧化矽，或是，感光性旋塗玻璃材料(SOG)。須了解到，液態二氧化矽是含有二氧化矽
(SiO2)的液態溶劑，且旋塗式玻璃材料(Spin On Glass，SOG)、液態二氧化矽，或是，感光性旋塗玻璃材料(SOG)，不含釉質材料，且並非釉料玻璃粉。
此外，玻璃基板310的厚度為0.7~2微米，並且玻璃基板310的最大長度為50~98吋，然而，本發明不限玻璃基板310的尺寸。
最後，上述所揭露之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，皆可被保護於本發明中。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11~16‧‧‧步驟
Claims (9)
- 一種熱印頭模組之製造方法，包含：取得一玻璃基板；配置一蓄熱層於該玻璃基板上，其中該蓄熱層包含多個待固化體，且該些待固化體不含釉質材料；將該些待固化體及該玻璃基板加熱至一固化溫度，以致該些待固化體於該玻璃基板上分別成型為一固化隆起部，其中該固化溫度介於該熱印頭模組之工作溫度以及該玻璃基板之軟化溫度之間；以及依序覆蓋一發熱電阻層、一電極圖案層與一絕緣保護層於該些固化隆起部上，以完成該熱印頭模組。
- 如請求項1所述之熱印頭模組之製造方法，其中配置該些待固化體於該玻璃基板的方法為網印、塗布或噴塗。
- 如請求項1所述之熱印頭模組之製造方法，其中該些待固化體為液態二氧化矽。
- 如請求項1所述之熱印頭模組之製造方法，其中該熱印頭模組之該工作溫度為攝氏200度~250度，且該玻璃基板之該軟化溫度為攝氏500度~620度。
- 如請求項1所述之熱印頭模組之製造方法， 其中透過攝氏350度~攝氏450度之固化溫度，使該些待固化體被燒結固化於該玻璃基板上。
- 一種熱印頭模組之製造方法，包含：將一不包含釉質材料之旋塗式玻璃材料塗布於一玻璃基板上；將該旋塗式玻璃材料被燒結固化以於該玻璃基板上形成一蓄熱層；以及依序覆蓋一發熱電阻層、一電極圖案層與一絕緣保護層於該蓄熱層上，已完成該熱印頭模組。
- 如請求項6所述之熱印頭模組之製造方法，其中使得該旋塗式玻璃材料被燒結固化於該玻璃基板上以形成該蓄熱層，更包含：依據介於該熱印頭模組之工作溫度以及該玻璃基板之軟化溫度之間的一固化溫度，對該旋塗式玻璃材料與該玻璃基板加熱，使得該旋塗式玻璃材料被燒結固化於該玻璃基板。
- 如請求項7所述之熱印頭模組之製造方法，其中該固化溫度位於攝氏350度~攝氏450度之間。
- 一種熱印頭模組，包含：一玻璃基板；一蓄熱層，包含多數個條狀體，該些條狀體間隔並排於該玻璃基板之一面上，且每一該些條狀體具有線性連續延伸 之隆起外型，其中該蓄熱層包含旋塗式玻璃材料，且具有攝氏350度~攝氏450度之間的熔點，該旋塗式玻璃材料不包含釉質材料；一發熱電阻層，覆蓋該些條狀體與該玻璃基板之該面；一電極圖案層，覆蓋該發熱電阻層相對該蓄熱層之一面；以及一絕緣保護層，覆蓋該電極圖案層相對該發熱電阻層之一面。
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