阅读说明：本技术 一种薄膜热敏打印头及其制造方法 (Thin film thermal sensitive printing head and manufacturing method thereof ) 是由 陈龙翰 程双阳 赵艳秋 于 2019-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种薄膜热敏打印头,包括基板、蓄热层、电阻层、导电层、保护层、防氧化层、驱动IC和保护层。蓄热层包括设在基板上的隆起部和基体部。电阻层覆盖在基板和蓄热层外侧,电阻层具有若干个发热部。导电层设在电阻层外侧,导电层包括可与焊锡形成合金的若干电极,导电层在隆起部的顶部位置蚀刻并露出电阻层的发热部。保护层设在发热部外侧。防氧化层覆盖基板第二部分上方的导电层。驱动IC沿基板长度方向布设并与基板第二部分上的导电层倒焊互连。本发明还公开了上述薄膜热敏打印头的制造方法。本发明采用可与焊锡形成合金的金属制成的电极来替换现有热敏打印头中的铝电路,驱动IC采用倒装焊接代替现有的金线焊接,成本低,焊接速度快。(The invention discloses a film thermal printing head, which comprises a substrate, a heat storage layer, a resistance layer, a conductive layer, a protective layer, an anti-oxidation layer, a drive IC and a protective layer. The heat storage layer includes a ridge portion and a base portion provided on the substrate. The resistance layer covers the outer sides of the substrate and the heat storage layer and is provided with a plurality of heating parts. The conducting layer is arranged outside the resistance layer, the conducting layer comprises a plurality of electrodes capable of forming alloy with the soldering tin, and the conducting layer is etched at the top of the raised part and exposes the heating part of the resistance layer. The protective layer is arranged outside the heating part. The oxidation-resistant layer covers the conductive layer above the second portion of the substrate. The driving IC is arranged along the length direction of the substrate and is in flip-chip interconnection with the conductive layer on the second part of the substrate. The invention also discloses a manufacturing method of the film thermal printing head. The invention adopts the electrode made of metal which can form alloy with soldering tin to replace the aluminum circuit in the prior thermal printing head, and the drive IC adopts the flip-chip welding to replace the prior gold wire welding, thereby having low cost and high welding speed.)

一种薄膜热敏打印头及其制造方法

技术领域

本发明涉及热敏打印装置技术领域，特别涉及一种薄膜热敏打印头及其制造方法。

背景技术

热敏打印头是热敏打印机的主要构成器件，热敏打印机有选择地在热敏纸的确定位置上加热，由此就产生的图形。加热是由与热敏材料相接触的打印头上的一个小电子加热器提供的。加热器排程方点或条的形式由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，就在热敏纸上产生一个与加热元素相应的图形。控制加热元素的同一逻辑电路，同时也控制着进纸，因而能在整个标签或纸张上印出图形。

“薄膜”是热敏打印头的一种生产工艺，薄膜工艺主要使用于氧化铝材料的陶瓷基板，基板上涂有一层玻璃材质的涂釉层，之后在涂釉层上镀上一层微米级的电阻材料，然后再镀一层金属电极。现有薄膜工艺中一般采用铝来作为金属电极的材料，由于铝无法进行焊锡的焊接，在进行IC绑定时需要通过金线将驱动IC和铝电路进行焊接，成本高，焊接速度慢。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种成本低且焊接速度快的薄膜热敏打印头及其制造方法，以解决背景技术中采用金线连接IC和铝电路成本高及焊接速度慢的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种薄膜热敏打印头，包括：

基板，所述基板分为相邻的第一部分和第二部分。

蓄热层，包括设在基板第一部分上的***部和设在基板第二部分上的基体部。

电阻层，覆盖在所述基板和蓄热层外侧，电阻层具有沿基板长度方向间隔设置的若干个发热部。

导电层，设在所述电阻层外侧，导电层包括沿基板长度方向间隔设置并可与焊锡形成合金的若干电极，所述导电层在所述***部的顶部位置蚀刻并露出电阻层的发热部，所述电极与所述发热部一一对应导通连接。

保护层，设在所述发热部外侧并完全覆盖基板第一部分上方的导电层。

防氧化层，覆盖在基板第二部分上方的导电层外侧。

驱动IC，沿着基板长度方向布设并与基板第二部分上方的导电层倒焊互连。

防护层，包覆在所述驱动IC外侧。

一种实施方式中，所述导电层的材质为镍、镍合金、铝、铝合金中的一种。

另一种实施方式中，所述导电层的材质为铜、锡、铜合金、锡合金中的一种。

其中，为了增加导电层和电阻层及保护层之间的结合力，所述导电层和电阻层之间设有第一连接层，所述保护层和导电层之间设有第二连接层。

其中，所述第一连接层和第二连接层的厚度均为0.1nm～20um，材质为钛、镍、铬、铝、钛合金、镍合金、铬合金、铝合金中的一种。

进一步地，所述导电层的厚度为0.1nm～30um。

进一步地，所述蓄热层的材质为玻璃釉，厚度为10um～500um。

进一步地，所述电阻层的材质为钽系化合物，厚度为0.1nm～3um。

进一步地，所述保护层的材质为耐磨化合物，厚度为5nm～15um。

进一步地，所述的基板为氧化铝陶瓷板，所述的防氧化层为绿油层，所述防护层的材质为环氧树脂。

本发明还公开了一种薄膜热敏打印头的制造方法，包括如下步骤：

S1、在基板第一部分的表面涂蓄热层并烧结制成***部，在基板第二部分的表面涂蓄热层并烧结制成基体部。

S2、在基板和蓄热层的外侧镀一层电阻层。

S3、在电阻层的外侧镀上可与焊锡形成合金的导电层，对导电层进行蚀刻得到沿基板长度方向间隔布设的若干电极，对***部顶部位置的电极进行蚀刻并露出电阻层的发热部。

S4、在基板第一部分上方的导电层及发热部外侧镀一层保护层。

S5、在基板第二部分上方的导电层外侧涂一层防氧化层并预留出驱动IC焊接工位，在焊接工位处倒焊一条沿基板长度方向布设的驱动IC并封装。

一种实施方式中，所述导电层的材质为镍、镍合金、铝、铝合金中的一种。

另一种实施方式中，所述导电层的材质为铜、锡、铜合金、锡合金中的一种。

其中，所述电阻层的外侧镀有一层用于增加导电层和电阻层结合力的第一连接层，所述导电层的外侧镀有一层用于增加保护层和导电层结合力的第二连接层。

其中，所述第一连接层和第二连接层的厚度均为0.1nm～20um，材质为钛、镍、铬、铝、钛合金、镍合金、铬合金、铝合金中的一种。

进一步地，所述导电层的厚度为0.1nm～30um。

本发明具有如下有益效果：提供一种薄膜热敏打印头及其制造方法，采用可与焊锡形成合金的铜、镍、锡或它们的合金制成的电极来替换现有热敏打印头中的铝电路，驱动IC采用倒焊的方式代替现有的金线焊接，大大降低了生产成本，焊接速度快，生产效率高。

附图说明

图1为实施例一的薄膜热敏打印头的平面图。

图2为图1沿I-I方向的截面示意图。

图3为图2中A部分的局部放大示意图。

图4为图2中B部分的局部放大示意图。

图5为图2中C部分的局部放大示意图。

图6为实施例二的薄膜热敏打印头的截面示意图。

图7为图6中D部分的局部放大示意图。

图8为图6中E部分的局部放大示意图。

图9为图6中F部分的局部放大示意图。

主要组件符号说明：1、基板；11、第一部分；12、第二部分；21、***部；22、基体部；3、电阻层；31、发热部；4、导电层；41、电极；5、保护层；6、防氧化层；7、驱动IC；8、防护层；91、第一连接层；92、第二连接层；X方向：基板的长度方向；Y方向：基板的宽度方向。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

实施例一

如图1-5所示，一种薄膜热敏打印头，包括基板1、蓄热层、电阻层3、导电层4、保护层5、防氧化层6、驱动IC 7和防护层8，基板1为氧化铝陶瓷板。

基板1分为相邻的第一部分11和第二部分12，基板1的长度方向为图中的X方向，宽度方向为图中的Y方向。蓄热层包括设在基板1第一部分11上的***部21和设在基板1第二部分12上的基体部22，蓄热层的材质为玻璃釉，厚度为10um～500um。

电阻层3覆盖在基板1和蓄热层外侧，电阻层3具有沿基板1长度方向间隔设置的若干个发热部31，电阻层3的材质为钽系化合物，厚度为0.1nm～3um。导电层4设在电阻层3外侧，导电层4包括沿基板1长度方向间隔设置并可与焊锡形成合金的若干电极41，导电层4在***部21的顶部位置蚀刻并露出电阻层3的发热部31，电极41与发热部31一一对应导通连接。导电层4的材质为镍、镍合金、铝、铝合金中的一种，厚度为0.1nm～30um。

保护层5设在发热部31外侧并完全覆盖基板1第一部分11上方的导电层4，保护层5的材质为硅基化合物，厚度为5nm～15um。防氧化层6覆盖在基板1第二部分12上方的导电层4外侧，防氧化层6为绿油层。驱动IC 7沿着基板1长度方向布设并与基板1第二部分12上方的导电层4倒焊互连。防护层8包覆在驱动IC 7外侧，防护层8的材质为环氧树脂。

上述薄膜热敏打印头的制造方法，包括如下步骤：

第一步、在氧化铝陶瓷板第一部分11的表面涂玻璃釉并在110℃的条件下烧结2小时，形成光泽釉层厚度在10um～500um的***部21，在氧化铝陶瓷板第二部分12的表面玻璃釉并在110℃的条件下烧结2小时，形成光泽釉层厚度10um～500um的基体部22。

第二步、在氧化铝陶瓷板和玻璃釉上采用PVD工艺，在0.1帕气压下，300℃下镀一层钽系化合物作为发热电阻。

第三步、在发热电阻外侧采用PVD工艺，在0.1帕气压下，300℃下镀一层厚度为0.1nm～30um的镍或镍合金层作为导电层4，用干法或湿法对导电层4进行蚀刻得到沿基板1长度方向间隔布设的若干电极41，对***部21顶部位置的电极41进行蚀刻并露出电阻层3的发热部31。

第四步、采用PVD工艺，在0.1帕气压下，100摄氏度下，在氧化铝陶瓷板第一部分11上方的导电层4及发热部31外侧镀一层5nm～15um厚度的硅基化合物。

第五步、在氧化铝陶瓷板第二部分12上方的导电层4外侧涂一层绿油层并预留出驱动IC 7焊接工位，在焊接工位处倒焊一条沿氧化铝陶瓷板长度方向布设的驱动IC 7并封装环氧树脂。

本实施例中，采用镍、镍合金、铝、铝合金中的一种作为导电层4的材料，由于可以较容易地和电阻层及保护层相结合，所以无需通过转接层来加强其结合力。

实施例二

如图6-9所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：导电层4的材质为铜、锡、铜合金、锡合金中的一种。导电层4和电阻层3之间设有第一连接层91，保护层5和导电层4之间设有第二连接层92。第一连接层91和第二连接层92的材质为钛、镍、铬、铝、钛合金、镍合金、铬合金、铝合金中的一种。第一连接层91和第二连接层92的厚度均为0.1nm～20um。本实施例的其余部分结构均与实施例一相同。

本实施例的薄膜热敏打印头的制造方法，包括如下步骤：

第一步、在氧化铝陶瓷板第一部分11的表面涂玻璃釉并在110℃的条件下烧结2小时，形成光泽釉层厚度在10um～500um的***部21，在氧化铝陶瓷板第二部分12的表面玻璃釉并在110℃的条件下烧结2小时，形成光泽釉层厚度10um～500um的基体部22。

第二步、在氧化铝陶瓷板和玻璃釉上采用PVD工艺，在0.1帕气压下，300℃下镀一层钽系化合物作为发热电阻。

第三步、在发热电阻外侧采用PVD工艺，在0.1帕气压下，300℃下镀一层厚度为0.1nm～20um的第一连接层91。

第四步、第一连接层91外侧采用PVD工艺，在0.1帕气压下，300℃下镀一层厚度为0.1nm～30um的镍或镍合金层作为导电层4，用干法或湿法对导电层4和第一连接层91分别进行蚀刻得到沿基板1长度方向间隔布设的若干电极41，对***部21顶部位置的导电层4和第一连接层91分别进行蚀刻并露出电阻层3的发热部31。

第五步、在导电层4外侧采用PVD工艺，在0.1帕气压下，300℃下镀一层厚度为0.1nm～20um的第二连接层92，第二连接层92完全覆盖基板1的第一部分11但只覆盖基板1第二部分12的其中一小部分。

第六步、采用PVD工艺，在0.1帕气压下，100摄氏度下，在第二连接层92外侧镀一层5nm～15um厚度的硅基化合物。

第七步、在氧化铝陶瓷板第二部分12上方的第二连接层92外侧涂一层绿油层并预留出驱动IC 7焊接工位，在焊接工位处倒焊一条沿氧化铝陶瓷板长度方向布设的驱动IC 7并封装环氧树脂。

本实施例中，采用铜、锡、铜合金、锡合金中的一种作为导电层4的材料，由于上述材料与电阻层3或保护层5的结合力不强，所以增加了第一连接层91和第二连接层92，用来作为加强导电层4的金属结合力。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。