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热敏打印头、热敏打印头的制造方法以及热敏打印机与流程

2021-11-15 17:28:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种热敏打印头及其制造方法、具备所述热敏打印头的热敏打印机。


背景技术:

2.专利文献1中,揭示了一种热敏打印头的一个例子。所述热敏打印头具备:发热电阻,配置在支撑衬底上;及多个电极,设置在所述发热电阻。当多个电极中流动电流时,发热电阻发热。由此,在感热纸等记录介质上进行印字。
3.所述热敏打印头还具备覆盖发热电阻及多个电极的保护膜。所述保护膜具有在支撑衬底的厚度方向上,作用在所述保护膜内部的膜应力的分布不同的特性。如果具体提到所述膜应力的分布,那么当在所述厚度方向上逐渐远离发热电阻时,所述膜应力逐渐变大。由此,因保护膜表面的硬度变得更大,所以所述热敏打印头对记录介质的耐磨耗性更为优异。此外,在所述厚度方向上,作用在保护膜内部的膜应力从所述保护膜的表面到发热电阻逐渐变小,所以因发热电阻的发热引起的热应力集中得到抑制。由此,即便保护膜的硬度相对较大,但也不容易在所述保护膜上发生龟裂等。
4.但是,所述保护膜通过溅镀法形成。形成所述保护膜时,每次成膜时均需要调整气压,并且需要实施相对较多的成膜次数来使硅化物薄膜积层。因此,因所述保护膜的形成是造成所述热敏打印头的制造效率低下的重要原因,所以期望对所述方面进行改善。
5.[背景技术文献]
[0006]
[专利文献]
[0007]
[专利文献1]日本专利特开2018

34407号公报


技术实现要素:

[0008]
[发明所要解决的问题]
[0009]
本发明鉴于所述情况,课题在于提供一种可抑制制造效率低下,且提高对记录介质的耐磨性的热敏打印头及其制造方法、具备所述热敏打印头的热敏打印机。
[0010]
[解决问题的技术手段]
[0011]
由本发明的第1态样提供的热敏打印头的特征在于具备:衬底,具有朝向厚度方向的主面;电阻层,包含在主扫描方向排列的多个发热部,且形成在所述主面上;布线层,形成在所述电阻层上,且与所述多个发热部导通;及保护层,覆盖所述主面的一部分、所述多个发热部及所述布线层;且所述热敏打印头还具备:被覆层,覆盖所述保护层的至少一部分;且沿着所述厚度方向观察时,所述被覆层与所述多个发热部重叠,所述被覆层具有与所述保护层相接的基底层、及积层在所述基底层上的本体层,所述基底层及所述本体层各自包含金属元素。
[0012]
实施本发明时优选为,所述金属元素通过金属键而相互键结。
[0013]
实施本发明时优选为,所述本体层的维氏硬度大于所述保护层的维氏硬度。
[0014]
实施本发明时优选为,所述保护层在其组成中包含硅。
[0015]
实施本发明时优选为,所述主面包含基面、与从所述基面朝所述厚度方向凸出的凸面,所述凸面沿着所述主扫描方向延伸,所述多个发热部形成在所述凸面上。
[0016]
实施本发明时优选为,沿着所述厚度方向观察时,所述被覆层与所述凸面重叠。
[0017]
实施本发明时优选为,所述凸面包含:顶面,相对于所述基面平行;及一对倾斜面,与所述顶面及所述基面相连,且位于副扫描方向上相互离开的位置;所述多个发热部形成在所述顶面、与所述一对倾斜面中的至少任一者上。
[0018]
实施本发明时优选为,所述布线层包含共用布线与多条独立布线,所述共用布线相对于所述多个发热部位于所述副扫描方向的一侧,所述多条独立布线相对于所述多个发热部位于所述副扫描方向的另一侧,所述共用布线的一部分、及所述多条独立布线中各自的一部分形成在所述一对倾斜面中的任一者上。
[0019]
实施本发明时优选为,所述一对倾斜面以从所述基面朝所述顶面相互接近的方式相对于所述基面倾斜。
[0020]
实施本发明时优选为,所述一对倾斜面各自包含与所述基面相连的第1区域、及与所述顶面及所述第1区域相连的第2区域,所述第2区域相对于所述基面的倾斜角小于所述第1区域相对于所述基面的倾斜角。
[0021]
实施本发明时优选为,所述衬底包含半导体材料,所述半导体材料包含以硅为组成的单晶材料。
[0022]
实施本发明时优选为,还具备覆盖所述主面的绝缘层,所述电阻层与所述绝缘层相接。
[0023]
实施本发明时优选为,还具备散热片,所述衬底具有在所述厚度方向上朝向与所述主面为相反侧的背面,所述背面与所述散热片接合。
[0024]
由本发明的第2态样提供的热敏打印头的制造方法的特征在于具备以下步骤:将电阻层形成在所述主面上,所述电阻层包含相对于具有朝向厚度方向的主面的基材而排列在主扫描方向上的多个发热部;将与所述多个发热部导通的布线层形成在所述电阻层上;形成覆盖所述主面的一部分、所述多个发热部及所述布线层的保护层;且所述制造方法还具备:在形成所述保护层的步骤后,形成覆盖所述保护层的至少一部分的被覆层的步骤;形成所述被覆层的步骤中包含:形成与所述保护层相接,且包含金属元素的基底层的步骤;及形成积层在所述基底层,且包含金属元素的本体层的步骤;所述本体层通过镀覆而形成。
[0025]
实施本发明时优选为,在形成所述被覆层的步骤中,通过溅镀法形成所述基底层,在形成所述被覆层的步骤中,通过将所述基底层作为导电路径的电镀形成所述本体层。
[0026]
实施本发明时优选为,所述主面包含基面、与从所述基面朝所述厚度方向凸出的凸面,在形成所述电阻层的步骤之前,还具备将凸部形成在所述基材的步骤,所述凸部从所述基面朝所述厚度方向凸出,且沿着所述主扫描方向延伸,并且包含所述凸面,在形成所述电阻层的步骤中,将所述多个发热部形成到所述凸面上。
[0027]
实施本发明时优选为,所述基材包含半导体材料,所述半导体材料包含以硅为组成的单晶材料。
[0028]
实施本发明时优选为,在形成所述凸部的步骤中,通过异向性蚀刻形成所述凸部。
[0029]
由本发明的第3态样提供的热敏打印机具备:如由本发明的第1态样提供的热敏打印头;及压板,与所述多个发热部对向配置。
[0030]
[发明的效果]
[0031]
根据本发明的热敏打印头及其制造方法,可抑制制造效率低下,且提高对记录介质的耐磨性。
[0032]
本发明的其它特征及优点可通过以下基于附图进行的详细说明而变得更加清楚。
附图说明
[0033]
图1是本发明第1实施方式的热敏打印头的俯视图。
[0034]
图2是图1所示的热敏打印头的要部的俯视图。
[0035]
图3是图2的局部放大图。
[0036]
图4是沿着图1的iv

iv线的剖视图。
[0037]
图5是图1所示的热敏打印头的要部的剖视图。
[0038]
图6是图5的局部放大图。
[0039]
图7是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0040]
图8是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0041]
图9是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0042]
图10是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0043]
图11是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0044]
图12是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0045]
图13是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0046]
图14是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0047]
图15是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0048]
图16是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的局部放大图。
[0049]
图17是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的局部放大图。
[0050]
图18是说明图1所示的热敏打印头的要部的制造步骤的剖视图。
[0051]
图19是本发明的第2实施方式的热敏打印头的要部的剖视图。
[0052]
图20是图19的局部放大图。
具体实施方式
[0053]
对用于实施本发明的方式,基于附图进行说明。
[0054]
[第1实施方式]
[0055]
基于图1~图6,对本发明的第1实施方式的热敏打印头a10进行说明。热敏打印头a10形成稍后叙述的热敏打印机b10的主要部。热敏打印头a10由要部及随附部构成。热敏打印头a10的要部具备衬底1、绝缘层2、电阻层3、布线层4、保护层5及被覆层6。热敏打印头a10的随附部具备布线衬底71、散热片72、多个驱动元件73、多条第1导线74、多条第2导线75、密封树脂76及连接器77。此处,在图1中,省略保护层5、被覆层6、多条第1导线74、多条第2导线75及密封树脂76的图示。在图2及图3中,省略保护层5及图6的图示。
[0056]
此处,为了便于说明,将热敏打印头a10的主扫描方向称为“x方向”。将热敏打印头a10的副扫描方向称为“y方向”。将衬底1的厚度方向称为“z方向”。z方向相对于x方向及y方向这两个方向正交。在以下的说明中,“沿着z方向观察”意指“沿着厚度方向观察”。
[0057]
在热敏打印头a10中,如图4所示,形成热敏打印头a10的要部的衬底1与散热片72接合。此外,布线衬底71在y方向上位于衬底1的附近。布线衬底71与衬底1同样固定在散热片72。在衬底1上,形成电阻层3的一部分,且形成着排列在x方向的多个发热部31(细节稍后叙述)。多个发热部31通过搭载在布线衬底71上的多个驱动元件73选择性发热。多个驱动元件73根据经由连接器77从外部发送的印字信号而驱动。
[0058]
此外,本发明的热敏打印机b10如图4所示,具备热敏打印头a10与压纸辊79。热敏打印机b10中,压纸辊79是送出感热纸等记录介质的辊状机构。压纸辊79将记录介质按压到多个发热部31,由此,所述多个发热部31在所述记录介质上进行印字。在热敏打印机b10中,可代替压纸辊79而采用非辊状的机构。所述机构具有平坦面。此处,平坦面包含具有较小曲率的曲面。热敏打印机b10中,包括如压纸辊79般的辊状机构、与所述机构在内,一起称为“压板”。此处,为了便于说明,将图4中记录介质的供给源侧(图4中的右侧)称为“上游侧”。将图4中记录介质的排出端侧(图4中的左侧)称为“下游侧”。
[0059]
衬底1如图1所示,沿着z方向观察时为在x方向上延伸的带状。衬底1包含半导体材料。所述半导体材料包含以硅(si)组成的单晶材料。
[0060]
如图5所示,衬底1具有主面10及背面13。基于衬底1的结晶构造的主面10及背面13的面方位都为(100)面。主面10及背面13在z方向上彼此朝向相反侧。如图4所示,在热敏打印头a10中,主面10与所示的压纸辊79对向,且背面13与布线衬底71对向。主面10还包含基面11及凸面12。基面11相对于背面13平行。凸面12从基面11朝z方向凸出。凸面12沿着x方向延伸。
[0061]
如图6所示,凸面12具有顶面121及一对倾斜面122。顶面121位于z方向上离开基面11的位置,且相对于基面11平行。一对倾斜面122位于y方向上相互离开的位置。一对倾斜面122与顶面121及基面11相连。一对倾斜面122以从基面11朝顶面121相互接近的方式相对于基面11倾斜。一对倾斜面122各自相对于基面11的倾斜角α都相同。
[0062]
如图6所示,在衬底1上形成着凸部17。凸部17从基面11朝z方向凸出,且沿着x方向延伸。凸面12为凸部17的表面。因此,凸面12的构成依循凸部17的形状。
[0063]
绝缘层2如图6所示,覆盖衬底1的主面10。衬底1通过绝缘层2与电阻层3及布线层4电绝缘。绝缘层2例如包含以原硅酸四乙酯(teos,tetraethyl orthosilicate)为原材料的二氧化硅(sio2)。绝缘层2的厚度例子为1μm以上且15μm以下。
[0064]
电阻层3如图5及图6所示,形成在衬底1的主面10上。电阻层3与绝缘层2相接。由此,在热敏打印头a10中,成为绝缘层2被夹隔在衬底1与电阻层3之间的构成。电阻层3例如包含氮化钽(tan)。电阻层3的厚度例子为0.02μm以上且0.1μm以下。
[0065]
如图2、图3及图6所示,电阻层3包含多个发热部31。在电阻层3中,多个发热部31为从布线层4露出的部分。通过从布线层4选择性对多个发热部31通电,多个发热部31将记录介质局部加热。多个发热部31在x方向排列。多个发热部31中在x方向上相邻的2个所述发热部31位于相互离开的位置。在衬底1的凸面12上,多个发热部31形成在顶面121。如图4所示,在热敏打印机b10中,多个发热部31与压纸辊79对向。凸面12中,多个发热部31可跨越顶面121与一对倾斜面122中的任一者而形成。
[0066]
布线层4如图5及图6所示,形成在电阻层3上。布线层4形成用于对电阻层3的多个发热部31通电的导电路径。布线层4的电阻率小于电阻层3的电阻率。布线层4例如为包含铜
(cu)的金属层。布线层4的厚度例子为0.3μm以上且2.0μm以下。此外,布线层4可为包含积层在电阻层3上的钛(ti)层、与积层在所述钛层上的铜层这2种金属层的构成。此时的钛层的厚度例子为0.1μm以上且0.2μm以下。
[0067]
如图2所示,布线层4包含共用布线41及多条独立布线42。共用布线41相对于电阻层3的多个发热部31位于y方向一侧。多条独立布线42相对于多个发热部31位于y方向另一侧。如图3所示,沿着z方向观察时,电阻层3中被夹隔在共用布线41与多条独立布线42间的多个区域为多个发热部31。
[0068]
如图2及图3所示,共用布线41具有基部411及多个延伸部412。y方向上,基部411位于距离电阻层3的多个发热部31最远的位置。基部411沿着z方向观察时是在x方向上延伸的带状。多个延伸部412为从y方向上与衬底1的凸部17对向的基部411的端部,朝多个发热部31延伸的带状。多个延伸部412沿着x方向排列。多个延伸部412中各自的一部分形成在衬底1的一对倾斜面122中与基部411对向的所述倾斜面122上。因此,共用布线41的一部分形成在一对倾斜面122中的任一者上。在共用布线41中,电流从基部411经由多个延伸部412流到多个发热部31。
[0069]
如图2及图3所示,多条独立布线42各自具有基部421及延伸部422。y方向上,基部421位于距离电阻层3的多个发热部31最远的位置。多条独立布线42的基部421在x方向上以交错配置的方式排列。延伸部422为从y方向上与衬底1的凸部17对向的基部421的端部朝多个发热部31延伸的带状。多条独立布线42的延伸部422沿着x方向排列。多条独立布线42的各个延伸部422形成在衬底1的一对倾斜面122中与多条独立布线42的基部421对向的所述倾斜面122上。因此,多条独立布线42中各自的一部分形成在一对倾斜面122中的任一者上。在多条独立布线42中,电流从多个发热部31中的任一个发热部经由延伸部422流到基部422。沿着z方向观察时,多个发热部31各自被夹隔在多条独立布线42的延伸部422中的任一个延伸部、与共用布线41的多个延伸部412中的任一个延伸部之间。
[0070]
保护层5如图5所示,覆盖衬底1的主面10的一部分、电阻层3的多个发热部31及布线层4。保护层5具有电绝缘性。保护层5在其组成中包含硅。保护层5例如包含二氧化硅、氮化硅(si3n4)及碳化硅(sic)中的任一者。或者,保护层5也可以是包含所述物质中的多种物质的积层体。保护层5的厚度例子为1.0μm以上且10μm以下。热敏打印机b10中,记录介质由如4所示的压纸辊79按压到覆盖多个发热部31的保护层5的区域。
[0071]
如图6所示,在保护层5上设置着布线开口51。布线开口51在z方向上贯通保护层5。多条独立布线42的基部421、与多条独立布线42的延伸部422中各自的一部分从布线开口51露出。
[0072]
被覆层6如图5所示,覆盖保护层5的至少一部分。沿着z方向观察时,被覆层6与电阻层3的多个发热部31重叠。此外,沿着z方向观察时,被覆层6与衬底1的凸面12重叠。如图6所示,被覆层6具有基底层61及本体层62。基底层61及本体层62各自包含金属元素。基底层61及本体层62各自所含的金属元素通过金属键而相互键结。因此,被覆层6为电流相对容易流动的导电体。基底层61与保护层5相接。基底层61由与保护层5相连的势垒层、与积层在所述势垒层上的晶种层构成。势垒层所含的金属元素例如为钛。晶种层所含的金属元素例如为铜。本体层62积层在基底层61上。本体层62的厚度大于基底层61的厚度。本体层62的维氏硬度(hv,vickers

hardness)大于保护层5的维氏硬度。本体层62所含的金属元素例如为
铜。此外,本体层62所含的元素也可为镍(ni)。
[0073]
布线衬底71如图4所示,在y方向上位于衬底1附近。如图1所示,沿着z方向观察时,多条独立布线42在y方向上位于电阻层3的多个发热部31与布线衬底71之间。沿着z方向观察时,布线衬底71的面积大于衬底1的面积。此外,沿着z方向观察时,布线衬底71为以x方向为长度方向的矩形状。布线衬底71例如为pcb(printed circuit board:印制电路板)衬底。在布线衬底71上搭载着多个驱动元件73及连接器77。
[0074]
散热片72如图4所示,与衬底1的背面13对向。背面13与散热片72接合。布线衬底71通过螺丝等紧固部件固定在散热片72上。使用热敏打印头a10时,从电阻层3的多个发热部31产生的一部分热量经由衬底1传递到散热片72。传递到散热片72的热量朝外部散热。散热片72例如包含铝(al)。
[0075]
多个驱动元件73如图1及图4所示,经由具有电绝缘性的芯片接合材(省略图示)搭载到布线衬底71上。多个驱动元件73各自为构成着各种电路的半导体元件。在多个驱动元件73中的各者上接合着多条第1导线74各自的一端、及多条第2导线75各自的一端。多条第1导线74的另一端独立地接合到多条独立布线42的基部421。多条第2导线75各自的另一端接合到设在布线衬底71,且与连接器77导通的布线(省略图示)。由此,将印字信号、控制信号及供给到电阻层3的多个发热部31的电压从外部经由连接器77输入到多个驱动元件73。多个驱动元件73基于所述电信号,将电压选择性施加到多条独立布线42。由此,多个发热部31选择性发热。
[0076]
密封树脂76如图4所示,覆盖多个驱动元件73、多条第1导线74、及多条第2导线75、衬底1及布线衬底71各自的一部分。密封树脂76具有电绝缘性。密封树脂76例如为底部填充所用的黑色且软质的合成树脂。
[0077]
连接器77如图1及图4所示,搭载在布线衬底71的y方向一端。连接器77连接到热敏打印机b10。连接器77具有多根销(省略图示)。所述多根销的一部分在布线衬底71上,与接合着多条第2导线75的布线(省略图示)导通。此外,所述多根销的一部分在布线衬底71上,与导通于共用布线41的基部411的布线(省略图示)导通。
[0078]
接下来,基于图7~图18,对热敏打印头a10的制造方法的一例进行说明。此处,图7~图18(其中,除去图16及图17)的剖面位置与表示热敏打印头a10的要部的图5的剖面位置相同。
[0079]
最初如图7及图8所示,在基材81形成凸部17。
[0080]
首先,如图7所示,形成覆盖基材81的第1掩模层891、与覆盖第1掩模层891的一部分的第2掩模层892。基材81包含半导体材料。所述半导体材料包含以硅为组成的单晶材料。基材81为硅晶圆。在相对于z方向正交的方向上,多个分别相当于多块衬底1的区域相连而成者相当于基材81。基材81具有第1面81a及第2面81b。第1面81a及第2面81b在z方向上彼此朝向相反侧。基于基材81的结晶构造的第1面81a及第2面81b的面方位都为(100)面。第1掩模层891以覆盖第1面81a及第2面81b的方式形成。第1掩模层891包含二氧化硅。第2掩模层892以对覆盖第1面81a的第1掩模层891的区域进行覆盖的方式形成。第2掩模层892包含氮化硅。在覆盖第1面81a的第1掩模层891的区域、与覆盖所述区域的第2掩模层892,形成着在z方向上贯通的掩模开口893。
[0081]
形成第1掩模层891及第2掩模层892时,首先,通过热氧化法形成覆盖第1面81a及
第2面81b的二氧化硅薄膜。接下来,通过热cvd(chemical vapor deposition,化学气相沉积),形成对覆盖第1面81a的第1掩模层891的区域进行覆盖的氮化硅薄膜。最后,通过刻蚀图案化与反应性离子蚀刻(rie:reactive ion etching),去除覆盖第1面81a的二氧化硅薄膜区域的一部分、与覆盖所述区域的氮化硅薄膜的一部分。由此,形成第1掩模层891及第2掩模层892,且在覆盖第1面81a的所述第1掩模层891的区域、与覆盖所述区域的第2掩模层892形成掩模开口893。
[0082]
接下来,如图8所示,在基材81上形成主面10及凸部17。主面10及凸部17通过对在图7所示的掩模开口893露出的第1面81a的区域,进行使用氢氧化钾(koh)水溶液的湿蚀刻而形成。所述蚀刻为异向性。最后,通过使用氢氟酸(hf)的湿蚀刻去除第1掩模层891及第2掩模层892。通过以上,在基材82上形成包含基面11及凸面12的主面10、与凸部17。此外,基材81的第2面81b成为背面13。凸面12从基面11朝z方向凸出。凸部17从基面11朝z方向凸出,且沿着x方向延伸。凸部17包含凸面12。由第1掩模层891及第2掩模层892覆盖的第1面81a的区域成为凸面12的顶面121。此外,凸面12的一对倾斜面122各自相对于基面11的倾斜角α都相同。这是因为通过异向性蚀刻形成凸部17的缘故。
[0083]
接下来,如图9所示,形成覆盖基材81的主面10的绝缘层2。绝缘层2通过多次积层二氧化硅薄膜而形成,所述二氧化硅薄膜通过等离子cvd(chemical vapor deposition)以原硅酸四乙酯(teos)为原料气体而形成。
[0084]
接下来,如图10~图13所示,形成电阻层3及布线层4。电阻层3包含在x方向排列的多个发热部31。布线层41与多个发热部31导通。此外,在形成布线层4的步骤中,包含形成共用布线41及多条独立布线42的步骤。基材81上,共用布线41相对于图13所示的电阻层3的多个发热部31位于y方向一侧。基材81上,多条独立布线42相对于图13所示的多个发热部31位于y方向另一侧。
[0085]
首先,如图10所示,在基材81的主面10上形成电阻膜82。电阻膜82以覆盖绝缘层2的整个表面的方式形成。电阻膜82通过以溅镀法将氮化钽薄膜积层在绝缘层2上而形成。
[0086]
接下来,如图11所示,形成覆盖电阻膜82整个表面的导电层83。导电层83通过以溅镀法多次将铜薄膜积层在电阻膜82上而形成。此外,形成导电层83时,也可采用以下方法:通过溅镀法将钛薄膜积层到电阻膜82后,对所述钛薄膜利用溅镀法多次积层铜薄膜。
[0087]
接下来,如图12所示,对导电层83实施刻蚀图案化后,去除导电层83的一部分。所述去除是通过使用硫酸(h2so4)及过氧化氢(h2o2)的混合溶液的湿蚀刻进行。由此,将共用布线41及多条独立布线42形成在电阻膜82上。因此,通过本步骤,完成布线层4的形成。此外,形成在基材81的顶面121(凸面12)上的电阻膜82的区域从布线层4露出。
[0088]
接下来,如图13所示,对电阻膜82及布线层4实施刻蚀图案化后,去除电阻膜82的一部分。所述去除是通过反应性离子蚀刻进行。由此,将电阻层3形成在基材81的主面10上。在基材81的顶面121上,出现多个发热部31。
[0089]
接下来,如图14所示,形成覆盖基材81的主面10的一部分、电阻层3的多个发热部31及布线层4的保护层5。保护层5通过以等离子cvd使氮化硅薄膜积层而形成。
[0090]
接下来,如图15所示,在保护层5上形成z方向上贯通的布线开口51。布线开口51通过在对保护层5实施刻蚀图案化后,去除保护层5的一部分而形成。所述去除通过反应性离子蚀刻进行。由此,多条独立布线42的一部分(如5所示的多条独立布线42的基部421、及多
条独立布线42的延伸部422中各自的一部分)从布线开口51露出。
[0091]
接下来,如图16~图18所示,形成覆盖保护层5的至少一部分的被覆层6。在形成被覆层6的步骤中,包含形成与保护层5相接,且包含金属元素的基底层61的步骤、及积层在基底层61上,且包含金属元素的本体层62的步骤。
[0092]
首先,如图16所示,形成覆盖保护层5、在保护层5的布线开口51露出的多条独立布线42的一部分的基底层61。基底层61通过以下而形成:以溅镀法使钛薄膜积层在保护层5、及在布线开口51露出的多条独立布线42的一部分后,以溅镀法使铜薄膜积层在所述钛薄膜上。
[0093]
接下来,如图17所示,在基底层61上形成本体层62。本体层62包含铜。本体层62在对基底层61实施刻蚀图案化后,通过镀覆而形成。所述镀覆可为电镀及无电解镀覆中的任一者。所述镀覆为电镀的情况下,通过使基底层61作为导电路径而形成本体层62。
[0094]
接下来,如图18所示,去除未被本体层62覆盖的基底层61的区域。所述去除是通过使用硫酸及过氧化氢的混合溶液的湿蚀刻进行。由此,形成被覆层6。
[0095]
接下来,通过沿着x方向及y方向切断基材81,而将基材81分割成单片。由此,可获得包含衬底1的热敏打印头a10的要部。接下来,在布线衬底71上搭载多个驱动元件73及连接器77。接下来,使衬底1的背面13、及布线衬底71接合到散热片72。接下来,对布线衬底71进行多条第1导线74、及多条第2导线75的接合。最后,对衬底1及布线衬底71形成覆盖驱动元件73、多条第1导线74、及多条第2导线75的密封树脂76。通过历经以上步骤,可获得热敏打印头a10。
[0096]
接下来,对热敏打印头a10的作用效果进行说明。
[0097]
热敏打印头a10具备:保护层5,覆盖衬底1的主面10的一部分、电阻层3的多个发热部31及布线层4;及被覆层6,覆盖保护层5的至少一部分。沿着z方向观察时,被覆层6与多个发热部31重叠。被覆层6具有与保护层5相连的基底层61、及积层在本体层62的本体层62。基底层61及本体层62各自包含金属元素。由此,在使用热敏打印头a10时,记录介质与被覆层6接触。因此,由于为记录介质不与保护层5接触的构成,所以可提高热敏打印头a10对所述记录介质的耐磨性。
[0098]
被覆层6的基底层61包含金属元素。由此,基底层61可以溅镀法形成。此外,被覆层6的本体层62也包含金属元素。由此,本体层62可通过利用镀覆在基底层61析出金属元素而形成。因此,根据本构成,可相对容易且效率良好地形成被覆层6。如上所述,根据热敏打印头a10,可抑制制造效率低下,且提高热敏打印头a10对记录介质的耐磨性。
[0099]
被覆层6的基底层61及本体层62各自所含的金属元素通过金属键而相互键结。由此,基底层61及本体层62各自成为电流相对容易流动的导电体。因此,本体层62可通过以基底层61为电流路径的电镀而形成。由此,可进一步抑制热敏打印头a10的制造效率低下。
[0100]
被覆层6的本体层62的维氏硬度大于保护层5的维氏硬度。从谋求提高热敏打印头a10对记录介质的耐磨性而言,优选此种物性。此外,本体层62的动摩擦系数优选为更小。由此,使用热敏打印头a10时,可抑制因记录介质引起的纸屑附着到被覆层6上。
[0101]
衬底1的主面10包含基面11、与从基面11朝z方向凸出的凸面12。凸面12沿着x方向延伸。多个发热部31形成在凸面12上。由此,使用热敏打印头a10时,可进一步减小记录介质对热敏打印头a10的接触面积。因此,可提高由多个发热部31引起的在记录介质上的印字的
品质。
[0102]
此外,凸面12包含:顶面121,相对于衬底1的基面11平行;及一对倾斜面122,与顶面121及基面11相连,且位于y方向上相互离开的位置。多个发热部31形成在顶面121上。共用布线41的一部分、与多条独立布线42中各自的一部分形成在一对倾斜面122中的任一者上。由此,沿着z方向观察时,可进一步减小多个发热部31各自在y方向的尺寸,且使用热敏打印头a10时,可进一步减小记录介质对热敏打印头a10的接触面积。因此,可抑制热敏打印头a10中的发热量,且进一步提高记录介质上的印字品质。
[0103]
衬底1中,一对倾斜面122以从基面11朝顶面121相互接近的方式相对于基面11倾斜。在热敏打印头a10的制造方法中,通过利用异向性蚀刻在基材81形成凸部17而显现出此种凸面12的形状。这是因为基材81包含半导体材料、与所述半导体材料包含以硅为组成的单晶材料的缘故。
[0104]
热敏打印头a10还具备散热片72。衬底1的背面13接合到散热片72。由此,使用热敏打印头a10时,可将从多个发热部31发出的热量的一部分经由衬底1及散热片72快速地释放到外部。
[0105]
[第2实施方式]
[0106]
基于图19及图20,对本发明的第2实施方式的热敏打印头a20进行说明。所述附图中,对与上文所述的热敏打印头a10相同或类似的要件标注相同符号,省略重复的说明。此处,图19的剖面位置与表示上文所述的热敏打印头a10的图5的剖面位置相同。
[0107]
热敏打印头a20中,衬底1的凸面12的构成、及电阻层3的多个发热部31的构成与上文所述的热敏打印头a10的所述构成不同。
[0108]
如图19及图20所示,凸面12的一对倾斜面122各自包含第1区域122a及第2区域122b。第1区域122a与衬底1的基面11相连。第2区域122b与凸面12的顶面121、及第1区域122a相连。一对倾斜面122中各自的第2区域122b相对于基面11的倾斜角α2小于第1区域122a相对于基面11的倾斜角α1。此种一对倾斜面122通过在图8所示的步骤、与图9所示的步骤之间,对顶面121与一对倾斜面122的边界及所述边界附近实施使用四甲基氢氧化铵(tmah,tetramethylammonium hydroxide)水溶液的湿蚀刻而形成。
[0109]
如图20所示,电阻层3的多个发热部31通过以下态样而形成。第1,多个发热部31形成在凸面12的顶面121上。第2,多个发热部31跨越顶面121、与凸面12的一对倾斜面122中位于下游侧的所述倾斜面122的第2区域122b而形成。第3,多个发热部31跨越顶面121、与一对倾斜面122中位于下游侧的所述倾斜面122的第2区域122b、及所述倾斜面122的第1区域122a而形成。第4,多个发热部31跨越一对倾斜面122中位于下游侧的所述倾斜面122的第2区域122b、与所述倾斜面122的第1区域122a而形成。如果要将所述态样进行汇总,那么多个发热部31形成在顶面121、与一对倾斜面122中的至少任一者上。
[0110]
接下来,对热敏打印头a20的作用效果进行说明。
[0111]
热敏打印头a20具备:保护层5,覆盖衬底1的主面10的一部分、电阻层3的多个发热部31及布线层4;及被覆层6,覆盖保护层5的至少一部分。沿着z方向观察时,被覆层6与多个发热部31重叠。被覆层6具有与保护层5相连的基底层61、及积层在本体层62的本体层62。基底层61及本体层62各自包含金属元素。因此,根据热敏打印头a20,也可抑制制造效率低下,且提高热敏打印头a20对记录介质的耐磨性。
[0112]
热敏打印头a20中,衬底1的一对倾斜面122(凸面12)各自包含第1区域122a及第2区域122b。第1区域122a与衬底1的基面11相连。第2区域122b与凸面12的顶面121及第1区域122a相连。一对倾斜面122各自的第2区域122b相对于基面11的倾斜角α2小于第1区域122a相对于基面11的倾斜角α1。通过采用本构成,沿着凸面12形成的保护层5的表面更为平滑。此外,因为被覆层6是依循保护层5的表面的形状,所以被覆层6的表面也更为平滑。因此,使用热敏打印头a20时,在记录介质与被覆层6接触时,可减少记录介质对所述被覆层6的动摩擦力,所以可抑制因记录介质引起的纸屑附着到所述被覆层6。
[0113]
本发明的热敏打印头a10及热敏打印头a20具备的被覆层6具有基底层61及本体层62。被覆层6除了应用到自包含半导体材料的基材81制造的热敏打印头a10及热敏打印头a20外,还可应用到以下热敏打印头。第1,厚膜型热敏打印头,所述热敏打印头在铝衬底或者氮化铝(aln)衬底等陶瓷衬底、或玻璃衬底等,利用厚膜技术形成电阻层3的多个发热部31、布线层4及保护层5等。所述情况的多个发热部31的材料,可使用二氧化钌(ruo2)、tasio2、tan(氮化钽)、tasin等。第2,薄膜型热敏打印头,所述热敏打印头在所述陶瓷衬底或玻璃衬底等,使用薄膜技术形成多个发热部31、布线层4及保护层5等。所述情况的多个发热部31的材料,可使用tasio2、tan、tasin等。
[0114]
本发明并不限定于所述实施方式。本发明的各部的具体构成可自由地进行各种设计变更。
[0115]
[符号说明]
[0116]
a10、a20:热敏打印头
[0117]
1:衬底
[0118]
10:主面
[0119]
11:基面
[0120]
12:凸面
[0121]
121:顶面
[0122]
122:倾斜面
[0123]
122a:第1区域
[0124]
122b:第2区域
[0125]
13:背面
[0126]
17:凸部
[0127]
2:绝缘层
[0128]
3:电阻层
[0129]
31:发热部
[0130]
4:布线层
[0131]
41:共用布线
[0132]
411:基部
[0133]
412:延伸部
[0134]
42:独立布线
[0135]
421:基部
[0136]
422:延伸部
[0137]
5:保护层
[0138]
51:布线开口
[0139]
6:基底层
[0140]
61:基底层
[0141]
62:本体层
[0142]
71:布线衬底
[0143]
72:散热片
[0144]
73:驱动元件
[0145]
74:第1导线
[0146]
75:第2导线
[0147]
76:密封树脂
[0148]
77:连接器
[0149]
79:压纸辊
[0150]
81:基材
[0151]
81a:第1面
[0152]
81b:第2面
[0153]
82:电阻膜
[0154]
83:导电层
[0155]
84:基底层
[0156]
85:本体层
[0157]
891:第1掩模层
[0158]
892:第2掩模层
[0159]
893:掩模开口
[0160]
α、α1、α2:倾斜角。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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