热敏打印头及其制造方法

技术领域

本实施方式涉及热敏打印头及其制造方法。

背景技术

在热敏打印头中，通过将与发热电阻体连接的配线导通来产生热的结构是公知的。例如，利用丝网印刷法来形成配线的结构是公知的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-207439号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，近年来热敏打印头被要求提高配线宽度的分辨率。因此，当用丝网印刷法来形成配线时，由于金属膏的流动，使得分辨率变差，配线宽度变粗。

本发明提供能够抑制金属膏的流动，能够将配线宽度形成得较细的热敏打印头及其制造方法。

用于解决问题的技术手段

依据本实施方式的一个方式，提供一种热敏打印头，其包括：基板；配置在基板上的第一蓄热层；配线，其具有配置在第一蓄热层上的第一金属层，和配置在第一蓄热层上的与第一金属层隔开间隔地配置的第二金属层；和配置在第一蓄热层上的与第一金属层和第二金属层电连接的发热电阻层。

依据本实施方式的另一个方式，提供一种热敏打印头的制造方法，其包括：在基板上形成第一蓄热层的工序；在第一蓄热层上形成配线的工序；和在第一蓄热层上形成与配线电连接的发热电阻层的工序。

发明效果

依据本发明，提供能够抑制金属膏的流动，能够将配线宽度形成得较细的热敏打印头及其制造方法。

附图说明

图1是第一实施方式的热敏打印头的概略的平面图。

图2是图1所示的发热电阻层周边A的放大图。

图3是将沿着图2的B1-B1线的示意性的截面构造放大了的图。

图4A是将沿着图2的D1-D1线的示意性的截面构造放大了的图。

图4B是将沿着图2的E1-E1线的示意性的截面构造放大了的图。

图5A是沿着图2的D1-D1线的示意性的截面图，和表示金属膏的流动的说明图。(其一)

图5B是沿着图2的D1-D1线的示意性的截面图，和表示金属膏的流动的说明图。(其二)

图6是将沿着图2的C1-C1线的示意性的截面构造放大了的图。

图7是第一实施方式的热敏打印头的制造中的主要工序流程图。

图8A是表示第一实施方式的热敏打印头的制造工序的一个工序的截面图。

图8B是表示接着图8A的一个工序的截面图。

图8C是表示接着图8B的一个工序的截面图。

图8D是表示接着图8C的一个工序的截面图。

图9是图1所示的发热电阻层周边A的放大图A2。

图10是将沿着图9的B2-B2线的示意性的截面构造放大了的图。

图11是将沿着图9的C2-C2线的示意性的截面构造放大了的图。

图12是图1所示的发热电阻层周边A的放大图A3。

图13是将沿着图12的B3-B3线的示意性的截面构造放大了的图。

图14是将沿着图12的C3-C3线的示意性的截面构造放大了的图。

图15是第二实施方式的热敏打印头的制造中的主要工序流程图。

图16A是表示第二实施方式的热敏打印头的制造工序的一个工序的截面图。

图16B是表示接着图16A的一个工序的截面图。

附图标记的说明

1基板

2第一蓄热层

3公共电极

4驱动电路

5配线

51第一金属层

52第二金属层

6发热电阻层

61发热部

62缝隙

7连接器

8保护层

9第二蓄热层

10热敏打印头

12釉层

101第一电流路径

201第一前端部

202第二前端部

203第三前端部

204第四前端部

205第五前端部

206第六前端部

207第七前端部

具体实施方式

接着，参照附图关于本实施方式进行说明。在以下说明的附图的记载中，对于相同或者类似的部件标注相同或者类似的附图标记。但是，应该注意附图是示意性的图示，各构成部件的厚度和平面尺寸的关系等与现实的情况不同。因此，具体的厚度或尺寸应该参照以下的说明进行判断。另外，当然也包括在附图彼此间存在彼此的尺寸关系或比例不同的部分。

另外，以下所示的实施方式是例示用于将技术思想具体化的装置或方法的内容，而不是用来特定各构成部件的材质、形状、构造、配置等的内容。本实施方式在权利要求的范围内能够施加各种变更。

关于第一实施方式的热敏打印头10使用附图进行说明。在此，图1是第一实施方式的热敏打印头10的概略平面图。

图2是图1所示的发热电阻层6周边A的放大图。图3是将沿着图2的B1-B1线的示意性的截面构造放大了的图。此外，将图1所示的平面图的器件面作为X-Y面，将与X-Y面垂直的方向作为Z轴进行说明。图3是从X方向看的Y-Z面。即，将基板1的主扫描方向作为X方向，将副扫描方向作为Y方向，将厚度方向作为Z方向。在以下的说明中，将主扫描方向作为X方向，将副扫描方向作为Y方向，将厚度方向作为Z方向进行说明。此外，也将X方向称为第一方向，Y方向称为第二方向，Z方向称为第三方向。

图4A是将沿着图2的D1-D1线的示意性的截面构造放大了的图。图4B是将沿着图2的E1-E1线的示意性的截面构造放大了的图。此外，图4A和图4B是从作为第二方向的Y方向看的X-Z面。

图5A和图5B是沿着图2的D1-D1线的示意性的截面图和表示金属膏的流动的说明图。图6是将沿着图2的C1-C1线的示意性的截面构造放大了的图。此外，图5A、图5B和图6是从Y方向看的X-Z面。

[第一实施方式]

第一实施方式的热敏打印头10如图1、图2和图3所示包括：基板1；配置在基板1上的第一蓄热层2；配置在第一蓄热层2上的公共电极3；与公共电极3电连接的配线5；配置在第一蓄热层2上的与配线5电连接的发热电阻层6；与配线5电连接的用于进行将发热电阻层6通电来产生热的通电控制的驱动电路4；将来自外部的端子与公共电极3和驱动电路4电连接的连接器7；和配置在配线5和发热电阻层6上的保护层8(在图1和图2中省略)。

基板1如图1所示，俯视基板1上的器件面时，为长方形状的电绝缘材料。绝缘材料例如能够由氧化铝陶瓷、低温共烧陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics)形成。氧化铝陶瓷也称为高温共烧陶瓷(HTCC：High Temperature Co-fired Ceramics)。

基板1的大小没有限定，举例来说，作为第一方向的X方向的尺寸例如为50mm～150mm程度，作为第二方向的Y方向的尺寸例如为2.0mm～10.0mm，作为第三方向的Z方向的尺寸例如为500μm～1mm程度，优选为700μm～800μm程度。

如图2所示，第一蓄热层2为导热性低的绝缘材料，配置在基板1上。第一蓄热层2例如为生片。生片为在烧制前具有柔软性的片。生片是由含有玻璃粉末和陶瓷粉末的低温共烧陶瓷(LTCC)材料形成的绝缘层。第一蓄热层2暂时地积蓄由发热电阻层6产生的热的一部分。

图3所示的第一蓄热层2的Z方向的厚度没有特别的限定，例如为100μm～150μm程度。

公共电极3如图1所示，配置在第一蓄热层2上，与连接器7和配线5电连接。公共电极3含有金属颗粒，为铜(Cu)、银(Ag)、钯(Pd)、铱(In)、铂(Pt)和金(Au)等，从金属的离子化倾向的观点考虑，优选为铜(Cu)、银(Ag)、铂(Pt)和金(Au)。公共电极3的Z方向的厚度没有特别的限定，例如为0.2μm～0.8μm程度。

配线5如图1、图2和图3所示，配置在第一蓄热层2上，与公共电极3和发热电阻层6电连接。另外，配线5经由发热电阻层6与驱动电路4电连接。

如图2、图3所示，配线5具有：配置在第一蓄热层2上的第一金属层51；和配置在第一蓄热层2上的与第一金属层51隔开间隔地配置的第二金属层52。

作为配线5的一部分的第一金属层51如图1、图2所示，与公共电极3电连接。

第一金属层51如图2所示，将第一金属层51的X方向的端部称为第一前端部201。另外，如图2、图4A所示，将第一金属层51的在与第一前端部201交叉的Y方向上延伸的端部称为第二前端部202。

如图2、图3所示，将第一金属层51的从第一前端部201在Y方向上延伸的端部的前端称为第三前端部203。另外，如图2、图4A所示，将第一金属层51的与第二前端部202相对的Y方向的端部称为第四前端部204。此外，将第一金属层51的从第二前端部202至第四前端部204的X方向的长度称为第一金属层51的配线宽度。第一金属层51的配线宽度如图4A所示为L1。

作为配线5的一部分的第二金属层52如图1、图2所示，与驱动电路4电连接。

如图2、图4B所示，将第二金属层52的在Y方向上延伸的端部称为第五前端部205。如图2、图3所示，将第二金属层52的与第一金属层51的第三前端部203相对的端部称为第六前端部206。另外，如图2、图4B所示，将第二金属层52的与第五前端部205相对的Y方向的端部称为第七前端部207。此外，将第二金属层52的从第五前端部205至第七前端部207的X方向的长度称为第二金属层52的配线宽度。第二金属配线宽度如图4B所示为L1。

第一金属层51如图3所示，在Y方向上第三前端部203的截面为圆弧状。

第一金属层51如图4A所示，在X方向上第二前端部202和第四前端部204的截面为圆弧状。

第二金属层52如图3所示，在Y方向上第六前端部206的截面为圆弧状。

第二金属层52如图4B所示，在X方向上第五前端部205和第七前端部207的截面为圆弧状。

在此，关于第一金属层51的配线宽度进行说明。配置在第一蓄热层2上的第一金属层51例如通过丝网印刷而配置。图5A是本实施方式的热敏打印头的结构。图5B例如是在基板1上形成了以玻璃为主成分的釉层12的情况下的比较例。

成为第一金属层51的金属膏22如图5A所示，在丝网掩模21上通过刮刀23而移动。另外，第一金属层51通过丝网掩模21的空孔部而形成配线图案。这时，第一蓄热层2由于是由含有玻璃粉末和陶瓷粉末的低温共烧陶瓷(LTCC)材料形成的绝缘层，因此会吸收金属膏22的溶剂。即，形成后的第一金属层51的配线宽度相对于丝网掩模21的第一金属层51的配线宽度L2而成为L1。

作为比较例的基板1上的釉层12如图5B所示，由于不会吸收金属膏22的溶剂，因此成为第一金属层51的金属膏22在主扫描方向上流动。即，形成后的第一金属层51的配线宽度相对于丝网掩模21的第一金属层51的配线宽度L2而成为L3。

驱动电路4如图1、图2所示，配置在第一蓄热层2上，与作为配线5的一部分的第二金属层52和连接器7电连接。另外，驱动电路4进行通过将第一金属层51和第二金属层52的每一对通电来使发热电阻层6产生热的控制。

发热电阻层6如图1、图2和图3所示，在X方向上延伸，并且以覆盖第一金属层51上的至少一部分的方式配置。另外，发热电阻层6以覆盖第二金属层52上的至少一部分的方式配置。

发热电阻层6如图2和图3所示，在Y方向上配置在被第一金属层51和第二金属层52夹着的位置。另外，发热电阻层6如图2、图6所示具有发热部61。即，发热电阻层6如图2、图6所示，在俯视基板1上的器件面的方向即Z方向，具有沿着X方向排列的多个发热部61。

多个发热部61通过驱动电路4部分地被通电从而有选择地发热。即，通过1个发热部61的发热形成1个印字点。

发热电阻层6如图6所示具有多个缝隙62。缝隙62位于相邻的发热部61之间，由保护层8形成。另外，缝隙62如图2所示，从Z方向俯视时，设置在相邻的第一金属层51和第二金属层52之间。

由此，多个发热部61具有相互隔开间隔的结构。即，在1个发热部61中流通的电流如图2所示，例如从第一金属层51经由发热电阻层6向第二金属层52流通。在以下的说明中，将在该1个发热部61中流通的电流路径称为第一电流路径101。

连接器7如图1所示，配置于基板1，与来自外部的端子、驱动电路4和公共电极3电连接。

保护层8如图3所示，以覆盖配线5和发热电阻层6的方式作为保护膜形成包覆用的玻璃层。

接着，关于第一实施方式的热敏打印头10的制造方法的一例进行说明。在制造第一实施方式的热敏打印头10时，使用半导体工艺。

图7是表示第一实施方式的热敏打印头10的制造中的主要工序流程图。图8A～图8D是图7所示的各工序中的发热电阻层6周边A的沿着B1-B1线的截面构造。即，图8A～图8D是从X方向看的Y-Z面。

(S1-1)首先，在图7所示的步骤S1中，在基板1上形成第一蓄热层2。如图8A所示，准备基板1。在此，基板1例如为氧化铝陶瓷的基板。

(S1-2)接着，如图8B所示，在基板1上形成第一蓄热层2。在此，第一蓄热层2例如为含有玻璃粉末和陶瓷粉末的低温共烧陶瓷材料的生片。第一蓄热层2的形成方法例如也可以是将已经形成为片状的生片贴合并层叠于基板1。另外，也可以将含有玻璃粉末和陶瓷粉末的低温共烧陶瓷材料的泥浆(浆料)涂布于基板1上并使其干燥。

(S2-1)在图7所示的步骤S2中，在第一蓄热层2上形成配线5。在此，配线5具有作为配线5的一部分的第一金属层51和第二金属层52。如图8C所示，在第一蓄热层2上形成第一金属层51和第二金属层52。在第一金属层51和第二金属层52的形成中例如使用丝网印刷法。

(S2-2)接着，第一金属层51和第二金属层52通过将金属膏22印刷后，使其干燥，并以800℃～850℃程度进行烧制而形成。即，生片在第一金属层51和第二金属层52的形成工序的烧制中，同时被烧制。

第一金属层51和第二金属层52的Z方向的厚度为0.2μm～0.8μm程度。此外，第一金属层51和第二金属层52也可以利用丝网印刷法，分多次进行印刷而形成为第一金属层51和第二金属层52的Z方向的厚度。

即，由于第一金属层51和第二金属层52通过丝网印刷法形成，因此如图8C所示，在Y方向上，第三前端部203和第六前端部206的截面为圆弧状。

同样地，第一金属层51如图4A所示，在X方向上第二前端部202和第四前端部204的截面为圆弧状。另外，第二金属层52如图4B所示，在X方向上第五前端部205和第七前端部207的截面为圆弧状。

第一金属层51和第二金属层52的配线宽度，在X方向上例如图4A和图4B所示的L1大约为50μm～100μm程度。另外，在X方向上配线5与相邻的配线5之间的距离(配线间的空间)例如大约为70μm～120μm程度。

(S3-1)在图7所示的步骤S3中，在第一蓄热层2上形成发热电阻层6。在此，发热电阻层6例如使用丝网印刷法。此外，发热电阻层6如图1、图2和图8D所示，在蓄热层2上将发热电阻层6的膏以覆盖配线5的一部分的方式在规定的位置呈带状地印刷。另外，发热电阻层6如图2所示，具有多个发热部61，并且在各配线5的每一个形成发热部61。

(S3-2)接着，发热电阻层6通过在印刷了发热电阻层6的膏之后，使其干燥，在800℃～850℃程度进行烧制而形成。发热电阻层6的Z方向的厚度例如为4μm～6μm程度。

发热电阻层6的膏含有导电物质和玻璃。发热电阻层6的导电物质例如可以使用氧化钌(IV)、氮化钽(TaN)、钽(Ta)和银钯(Ag/Pd)等。

在第一实施方式的热敏打印头10的制造工序中，在发热电阻层6形成的工序以后是公知的，因此省略工序的说明。

通过以上的工序，完成第一实施方式的热敏打印头10。

接着，关于第一实施方式的热敏打印头10的作用进行说明。

如图5A所示，形成在基板1上的第一蓄热层2，在形成第一金属层51和第二金属层52时吸收金属膏22的溶剂。因此，能够抑制金属膏22的流动。即，丝网掩模21的配线图案的分辨率提高，因此第一金属层51和第二金属层52的配线宽度能够形成得较细。

另外，形成在基板1上的第一蓄热层2在例如使用生片时，由于将第一蓄热层2的烧制工序与配线5的形成工序中的配线5和第一蓄热层2同时地进行烧制，因此能够抑制制造所花费的时间。

由于没有使用基于光刻法的曝光装置，因此没有抗蚀剂的涂布和蚀刻的工序。因此，能够抑制制造所花费的时间。另外，在步骤S2～S3中利用丝网印刷法，由此能够将制造工序简单化，所以能够降低制造成本。

并且，如图7所示，在配线5和发热电阻层6的形成工序中，通过使用丝网印刷法，作为配线5的一部分的第一金属层51和第二金属层52的前端部如图4A、图4B所示形成为圆弧状。并且，发热电阻层6如图2、图6所示，以具有多个发热部61的方式配置。由此，多个发热部61通过驱动电路4被部分地通电，从而有选择地发热。即，通过1个发热部61的发热能够形成1个印字点。

[第一实施方式的变形例]

接着，关于第一实施方式的热敏打印头10的变形例进行说明。在以下的说明中，第一实施方式的热敏打印头10的变形例称为第一实施方式的变形例。

图9是图1所示的发热电阻层6周边A的放大图A2。图10是将沿着图9的B2-B2线的示意性的截面构造放大了的图。图10是从X方向看的Y-Z面。图11是将沿着图9的C2-C2线的示意性的截面构造放大了的图。图11是从Y方向看的X-Z面。

第一实施方式的变形例的配线5如图9所示，具有第三金属层53和第四金属层54。作为配线5的一部分的第三金属层53，如图1、图9所示，与公共电极3电连接。另外，作为配线5的一部分的第四金属层54如图1、图9所示，与驱动电路4电连接。

第一实施方式与第一实施方式的变形例的不同在于，在副扫描方上第一实施方式的第一金属层51与第二金属层52相对，与此不同，第一实施方式的变形例的第三金属层53与第四金属层54在X方向上交替地配置。其他的结构与第一实施方式相同。

即，在第一实施方式的变形例的发热电阻层6中流通的电流，例如从第四金属层54的相邻的第三金属层53的两者流通。在以下的说明中，从第四金属层54的相邻的第三金属层53的两者向发热电阻层6流通的电流路径称为第二电流路径102。

第三金属层53如图9所示，将第三金属层53的X方向的端部称为第八前端部208。另外，如图9所示，将第三金属层53的在与第八前端部208交叉的Y方向上延伸的端部称为第九前端部209。

如图9、图10所示，将第三金属层53的从第八前端部208向Y方向延伸的端部的前端称为第十前端部210。另外，如图9、图11所示，将第三金属层53的与第九前端部209相对的Y方向的端部称为第十一前端部211。此外，将第三金属层53的从第九前端部209至第十一前端部211的X方向的长度称为第三金属层53的配线宽度。第三金属层53的配线宽度如图11所示为L1。

如图9、图11所示，将第四金属层54的与第十一前端部211相对的Y方向的端部称为第十二前端部212。将第四金属层54的与第三金属层53相对的端部的前端称为第十三前端部213。另外，将第四金属层54的与第十二前端部212相对的Y方向的端部称为第十四前端部214。此外，第四金属层54的从第十二前端部212至第十四前端部214的X方向的长度称为第四金属层54的配线宽度。第四金属层54的配线宽度如图11所示为L1。

第一实施方式的变形例的制造方法的一例，相对于第一实施方式的制造方法的不同在于，在图7所示的步骤S2的配线形成中，丝网掩模21的配线图案不同，因此在此省略重复的说明。

第一实施方式的变形例的效果与第一实施方式的热敏打印头10是同样的。

[第二实施方式]

关于第二实施方式的热敏打印头10使用附图进行说明。在此，图12是图1所示的发热电阻层6周边A的放大图A3。图13是将沿着图12的B3-B3线的示意性的截面构造放大了的图。图13是从X方向看的Y-Z面。图14是将沿着图12的C3-C3线的示意性的截面构造放大了的图。图14是从Y方向看的X-Z面。

第二实施方式的热敏打印头10如图12、图13所示，不同于第一实施方式，还具有第二蓄热层9。第二蓄热层9暂时地积蓄由发热电阻层6产生的热的一部分。

第二蓄热层9如图12、图13和图14所示，配置在第一蓄热层2上，在X方向上延伸，并且以覆盖第一金属层51上的至少一部分的方式配置。另外，第二蓄热层9以覆盖第二金属层52上的至少一部分的方式配置。

第二蓄热层9如图12和图13，在Y方向上配置在被第一金属层51和第二金属层52夹着的位置。另外，第二蓄热层9以与发热电阻层6接触的方式配置。

发热电阻层6如图13、图14所示，配置在第二蓄热层9上。其他的结构与第一实施方式相同。

接着，关于第二实施方式的热敏打印头10的制造方法的一例进行说明。

图15是第二实施方式的热敏打印头10的制造中的主要工序流程图。图16A、图16B是图15所示的各工序中的发热电阻层6周边A3的沿着B3-B3线的截面构造。即，图16A、图16B是从X方向看的Y-Z面。在以下的说明中，在与第一实施方式的热敏打印头10的制造方法重复的情况下，省略说明。

(S11)首先，在图15所示的步骤S11中，在基板1上形成第一蓄热层2。在此，第二实施方式的热敏打印头10的制造方法的工序步骤S11，与第一实施方式的热敏打印头10的制造方法的工序步骤S1是共通的。

(S12)接着，在图15所示的步骤S12中，在第一蓄热层2上形成配线5。在此，第二实施方式的热敏打印头10的制造方法的工序步骤S12，与第一实施方式的热敏打印头10的制造方法的工序步骤S2是共通的。

(S13)在图15所示的步骤S13中，在第一蓄热层2上形成第二蓄热层9。在此，第二蓄热层9例如使用丝网印刷。具体而言，第二蓄热层9如图1、图12和图16A所示，通过在第一蓄热层2上，且以覆盖配线5的一部分的方式，将例如氧化硅的玻璃膏通过丝网印刷法进行涂布，并将玻璃膏在例如1200℃程度进行烧制而形成。此外，所谓1200℃程度是指，在使用氧化硅的玻璃膏的条件下1100～1300℃程度的范围。

(S14-1)在图15所示的步骤S14中，在第二蓄热层9上进行发热电阻层6的形成。在此，发热电阻层6例如使用丝网印刷法。具体而言，发热电阻层6如图1、图12和图16B所示，将发热电阻层6的膏在第二蓄热层9上且以覆盖配线5的一部分的方式呈带状地印刷。另外，发热电阻层6如图12、图14所示具有多个发热部61，可以按各配线5的每一个形成发热部61。

(S14-2)接着，发热电阻层6通过在印刷了发热电阻层6的膏之后使其干燥，并在800℃～850℃程度进行烧制而形成。

第二实施方式的热敏打印头10的制造工序中，在形成发热电阻层6的工序以后，因为是公知的，所以省略工序的说明。

通过以上的工序，完成第二实施方式的热敏打印头10。

第二实施方式的热敏打印头10的效果与第一实施方式的热敏打印头10是同样的。

如以上所说明，依据本实施方式，能够抑制金属膏22的流动，能够提供可将配线宽度形成得较细的热敏打印头10及其制造方法。

[其他实施方式]

如以上所述，关于几个实施方式进行了记载，构成本发明的一部分的论述和附图是例示的内容，而不应该理解为限定性的内容。根据本发明，本领域技术人员能够明白各种代替的实施方式、实施例和应用技术。像这样，本实施方式包含在此没有记载的各种实施方式等。