CN111284141A - 一种热敏打印头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热敏打印头，包括基板、蓄热层、电阻发热体、电极部、导电层、驱动IC和保护层。蓄热层附在基板表面，电阻发热体设在蓄热层。电极部设在蓄热层上，电极部包括分别设在电阻发热体两侧的第一电极部和第二电极部。导电层设在蓄热层外侧，包括沿着基板长度方向间隔布设且依次与第一电极部、电阻发热体、第二电极部导通连接的若干导电带。驱动IC与导电层倒焊互连，保护层设在导电层外侧。本发明还公开了上述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路替代厚膜电路中的贵金属，兼具厚膜可调整阻值特性的同时，降低了热敏打印头的制造成本，驱动IC采用倒装焊接代替现有的金线焊接，焊接速度快。
Description
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。
“厚膜”是热敏打印头的一种生产工艺，现有技术中，厚膜工艺的电路材料大多采用金制成，集成电路的制造以及驱动IC与集成电路之间的连接等均采用金线，由于金的造价高，所以使得整个热敏打印头的制造成本变得很高；同时，由于金电路与驱动IC之间无法通过焊锡进行直接焊接，驱动IC在封装时都是采用逐条焊接金线的方式进行封装，这种焊接方式不仅成本高昂，而且速度慢，效率低，产量低。
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热敏打印头及其制造方法，以解决背景技术中所提出的现有热敏打印头采用贵金属电路成本高及驱动IC封装效率低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种热敏打印头，包括：
基板。
蓄热层，附在所述基板表面。
电阻发热体，设在所述蓄热层上并沿着基板长度方向延伸布设。
电极部，设在所述蓄热层上，所述的电极部包括分别设在所述电阻发热体两侧并沿着基板长度方向延伸的第一电极部和第二电极部。
导电层，设在所述蓄热层外侧，所述的导电层包括沿着基板长度方向间隔布设且依次与第一电极部、电阻发热体、第二电极部导通连接的若干导电带。
驱动IC，沿着基板长度方向布设并与所述导电层倒焊互连。
保护层，设在所述导电层和驱动IC外侧。
一种实施方式中，所述导电层的厚度为0.1um～30um，材质为铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金中的一种。
另一种实施方式中，所述的导电层包括由下至上依次设置的第一转接层、导体层和第二转接层。
其中，所述导体层的厚度为0.1um～30um，材质为锡、铜、锡合金、铜合金中的一种。
其中，所述第一转接层和第二转接层的厚度均为0.1um～15um，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，所述的基板为陶瓷基板，所述蓄热层的材质为玻璃釉，厚度为10um～500um，所述电阻发热体为半径为0.1um～12um的半圆柱体，材质为钌或钌系化合物。
进一步地，所述第一电极部和第二电极部的材质均为银。
进一步地，所述的保护层包括耐磨绝缘层、阻焊层、表面耐磨层和防护层。所述的耐磨绝缘层设在所述导电层外侧并完全覆盖所述第一电极部和电阻发热体，所述的阻焊层设在所述导电层外侧并完全覆盖所述第二电极部，所述阻焊层和耐磨绝缘层分别朝着相向的方向延伸并具有重叠部。所述的阻焊层上预留有用于安装所述驱动IC的焊接槽，所述的表面耐磨层附在所述耐磨绝缘层外侧并完全覆盖所述耐磨绝缘层，所述的防护层包覆在所述驱动IC外侧。
优选地，所述耐磨绝缘层的材质为环氧树脂，所述阻焊层的材质为绿油，所述表面耐磨层的材质为金属陶瓷，所述防护层的材质为环氧树脂。
本发明还公开了上述热敏打印头的制造方法，包括如下步骤：
S1、在基板上涂蓄热层并烧结。
S2、在蓄热层表面通过印刷和烧结工艺形成沿着基板长度方向延伸布设的电阻发热体。
S3、在蓄热层表面电阻发热体的两侧分别通过印刷和烧结形成沿着基板长度方向延伸布设的第一电极部和第二电极部。
S4、在蓄热层的外侧镀一层完全覆盖第一电极部、电阻发热体和第二电极部的导电层，将导电层蚀刻成沿基板长度方向间隔布设的若干导电带。
S5、在导电层外侧制作一层保护层并预留出驱动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，所述导电层的厚度为0.1um～30um，材质为铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金中的一种。
另一种实施方式中，所述的导电层包括由下至上依次设置的第一转接层、导体层和第二转接层。
其中，所述导体层的厚度为0.1um～30um，材质为锡、铜、锡合金、铜合金中的一种。
其中，所述第一转接层和第二转接层的厚度均为0.1um～15um，材质为钛、镍、铬、铝、钛合金、镍合金、铬合金、铝合金中的一种。
本发明具有如下有益效果：提供一种热敏打印头及其制造方法，采用可与焊锡形成合金的金属制成的电路替代厚膜电路中的贵金属，兼具厚膜可调整阻值特性的同时，降低了热敏打印头的制造成本，驱动IC采用倒装焊接代替现有的金线焊接，焊接速度快，生产效率高。
附图说明
图1为实施例一的热敏打印头的截面结构示意图。
图2为图1中A部分的局部放大示意图。
图3为图1中B部分的局部放大示意图。
图4为图1中C部分的局部放大示意图。
图5为实施例二的热敏打印头的截面结构示意图。
图6为图5中D部分的局部放大示意图。
图7为图5中E部分的局部放大示意图。
图8为图5中F部分的局部放大示意图。
图9为图5中G部分的局部放大示意图。
主要组件符号说明：1、基板；2、蓄热层；3、电阻发热体；41、第一电极部；42、第二电极部；5导电层；51、第一转接层；52、导体层；53、第二转接层；6、驱动IC；70、重叠部；71、耐磨绝缘层；72、阻焊层；720、焊接工位；73、表面耐磨层；74、防护层。
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1-4所示，一种热敏打印头，包括基板1、蓄热层2、电阻发热体3、电极部、导电层5、驱动IC 6和保护层。基板1优选采用氧化铝陶瓷基板，蓄热层2的材质为玻璃釉，厚度为10um～500um，电阻发热体3为半径为0.1um～12um的半圆柱体，材质为钌或钌系化合物。
蓄热层2附在基板1表面，电阻发热体3设在蓄热层2上并沿着基板1长度方向延伸布设。电极部设在蓄热层2上，电极部包括分别设在电阻发热体3两侧并沿着基板1长度方向延伸的第一电极部41和第二电极部42，第一电极部41和第二电极,42的材质均为银。
导电层5设在蓄热层2外侧，导电层5包括沿着基板1长度方向间隔布设且依次与第一电极部41、电阻发热体3、第二电极部42导通连接的若干导电带。导电层5的厚度为0.1um～30um，材质为铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金中的一种。驱动IC 6沿着基板1长度方向布设并与导电层5倒焊互连。
保护层设在导电层5和驱动IC 6外侧。保护层包括耐磨绝缘层71、阻焊层72、表面耐磨层73和防护层74。耐磨绝缘层71设在导电层5外侧并完全覆盖第一电极部41和电阻发热体3，阻焊层72设在导电层5外侧并完全覆盖第二电极部42，阻焊层72和耐磨绝缘层71分别朝着相向的方向延伸并具有重叠部70。阻焊层72上预留有用于安装驱动IC 6的焊接工位720，表面耐磨层73附在耐磨绝缘层71外侧并完全覆盖耐磨绝缘层71，防护层74包覆在驱动IC 6外侧。优选地，耐磨绝缘层71的材质为环氧树脂，阻焊层72的材质为绿油，表面耐磨层73的材质为金属陶瓷，防护层74的材质为环氧树脂。
上述热敏打印头的制造方法，包括如下步骤：
第一步、在氧化铝陶瓷基板上烧制一层厚度为10um～500um的玻璃釉层。
第二步、在玻璃釉层表面通过印刷和烧结钌或钌系化合物形成半径为0.1～12um的半圆柱型电阻发热体3。
第三步、在玻璃釉层表面电阻发热体3的两侧分别通过印刷和烧结银形成沿着基板1长度方向延伸布设的第一电极部41和第二电极部42。
第四步、在玻璃釉层的外侧采用PVD工艺镀一层厚度为0.1um～30um并完全覆盖第一电极部41、电阻发热体3和第二电极部42的导电层5，导电层5的材质为铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金中的一种，在导电层5上通过干法或湿法蚀刻出沿着氧化铝陶瓷基板长度方向等间距间隔布设的若干条导电带。
第五步、在导电层5外部一侧镀上一层完全覆盖第一电极部41和电阻发热体3的耐磨绝缘层71；在导电层5外部的另一侧涂上一层完全覆盖第二电极部42的绿油并预留出驱动IC 6的焊接工位720，绿油和耐磨绝缘层71具有重叠部70；在耐磨绝缘层71的外部再镀上一层表面耐磨层73，表面耐摩层73的端部与重叠部70处的绿油衔接。在预留的焊接工位720处倒焊一条沿氧化铝陶瓷基板长度方向布设的驱动IC 6并封装环氧树脂。
本实施例中，采用铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金中的一种作为导电层5的材料，由于铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金可以较容易地镀在玻璃釉表面，所以无需通过转接层来加强其结合力。
实施例二
如图5-9所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：导电层5的厚度为0.1um～30um，导电层5包括由下至上依次设置的第一转接层51、导体层52和第二转接层53。导体层52的厚度为0.1um～30um，材质为锡、铜、锡合金、铜合金中的一种。第一转接层51和第二转接层53的厚度均为0.1um～15um，材质为钛、镍、铬、铝、钛合金、镍合金、铬合金、铝合金中的一种。本实施例的其余部分结构均与实施例一相同。
本实施例的制造方法与实施例一的区别仅在于：先在玻璃釉层上方镀上一层厚度为0.1um～15um的第一连接层51，在第一转接层51的表面镀上一层厚度为0.1nm～30um的导体层52，再在导体层52的表面镀上一层厚度为0.1um～15um的第二连接层53。最后将第一转接层51、导体层52、第二转接层53分别蚀刻制成若干导电带。本实施例的制造方法其余步骤均与实施例一相同。
本实施例中，采用锡、铜、锡合金、铜合金中的一种作为导体层52的材料，由于上述材料在玻璃釉表面的附着力不强，所以增加了第一转接层51和第二转接层53，用来作为加强导体层52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。
Claims (14)
1.一种热敏打印头，其特征在于，包括：
基板；
蓄热层，附在所述基板表面；
电阻发热体，设在所述蓄热层上并沿着基板长度方向延伸布设；
电极部，设在所述蓄热层上，所述的电极部包括分别设在所述电阻发热体两侧并沿着基板长度方向延伸的第一电极部和第二电极部；
导电层，设在所述蓄热层外侧，所述的导电层包括沿着基板长度方向间隔布设且依次与第一电极部、电阻发热体、第二电极部导通连接的若干导电带；
驱动IC，沿着基板长度方向布设并与所述导电层倒焊互连；
保护层，设在所述导电层和驱动IC外侧。
2.如权利要求1所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述导电层的厚度为0.1um～30um，材质为铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金中的一种。
3.如权利要求1所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述的导电层包括由下至上依次设置的第一转接层、导体层和第二转接层。
4.如权利要求3所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述导体层的厚度为0.1um～30um，材质为锡、铜、锡合金、铜合金中的一种。
5.如权利要求3所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述第一转接层和第二转接层的厚度均为0.1um～15um，材质为钛、镍、铬、铝、钛合金、镍合金、铬合金、铝合金中的一种。
6.如权利要求1所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述的基板为陶瓷基板，所述蓄热层的材质为玻璃釉，厚度为10um～500um，所述电阻发热体为半径为0.1um～12um的半圆柱体，材质为钌或钌系化合物。
7.如权利要求1所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述第一电极部和第二电极部的材质均为银。
8.如权利要求1所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述的保护层包括耐磨绝缘层、阻焊层、表面耐磨层和防护层，所述的耐磨绝缘层设在所述导电层外侧并完全覆盖所述第一电极部和电阻发热体，所述的阻焊层设在所述导电层外侧并完全覆盖所述第二电极部，所述阻焊层和耐磨绝缘层分别朝着相向的方向延伸并具有重叠部，所述的阻焊层上预留有用于安装所述驱动IC的焊接槽，所述的表面耐磨层附在所述耐磨绝缘层外侧并完全覆盖所述耐磨绝缘层，所述的防护层包覆在所述驱动IC外侧。
9.如权利要求8所述的一种热敏打印头，其特征在于：所述耐磨绝缘层的材质为环氧树脂，所述阻焊层的材质为绿油，所述表面耐磨层的材质为金属陶瓷，所述防护层的材质为环氧树脂。
10.一种热敏打印头的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在基板上涂蓄热层并烧结；
S2、在蓄热层表面通过印刷和烧结工艺形成沿着基板长度方向延伸布设的电阻发热体；
S3、在蓄热层表面电阻发热体的两侧分别通过印刷和烧结形成沿着基板长度方向延伸布设的第一电极部和第二电极部；
S4、在蓄热层的外侧镀一层完全覆盖第一电极部、电阻发热体和第二电极部的导电层，将导电层蚀刻成沿基板长度方向间隔布设的若干导电带；
S5、在导电层外侧制作一层保护层并预留出驱动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。
11.如权利要求10所述的一种热敏打印头的制造方法， 其特征在于：所述导电层的厚度为0.1um～30um，材质为铝、镍、铬、铝合金、镍合金、铬合金中的一种。
12.如权利要求10所述的一种热敏打印头的制造方法， 其特征在于：所述的导电层包括由下至上依次设置的第一转接层、导体层和第二转接层。
13.如权利要求12所述的一种热敏打印头的制造方法，其特征在于：所述导体层的厚度为0.1um～30um，材质为锡、铜、锡合金、铜合金中的一种。
14.如权利要求12所述的一种热敏打印头的制造方法，其特征在于：所述第一转接层和第二转接层的厚度均为0.1um～15um，材质为钛、镍、铬、铝、钛合金、镍合金、铬合金、铝合金中的一种。
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