一种薄膜热敏打印头用发热基板的制作方法

1.本实用新型属于热敏打印头制造技术领域，尤其涉及一种薄膜热敏打印头用发热基板。


背景技术：

2.热敏打印头由一排加热元件构成，而这些元件具有相同的电阻，排布得非常的密。当电流通过时，元件会迅速产生高温，而当介质涂层遇到这些元件时，温度也会迅速地升高，随之，介质涂层发生化学反应，出现了颜色和图形。而发热基板作为热敏打印头的核心部件，其品质的优劣直接影响着热敏打印头的工作性能和产品质量。
3.相对于采用印刷烧结方式的厚膜技术，采用溅镀或化学蒸汽镀膜的薄膜技术形成的加热元件，具有厚度均一性好、发热元件的发热面积均一性好等优点，是目前制备热敏打印头用发热基板采用的工艺之一，其具体工艺路线大致包括：首先利用厚膜技术，在陶瓷绝缘基板表面形成釉涂层和补强导线，补强导线的主要材料通常为银，然后利用溅镀或化学蒸汽镀膜的方式在设置有釉涂层的陶瓷电路板表面覆一层电阻材料；然后再镀一层导体材料，通常为铝；之后在导体材料层上蚀刻出电极导线结构，电极导线结构在对应釉涂层的位置具有缺口，该缺口所夹持的电阻材料区域构成用于产生焦耳热的发热部；最后再在发热部及电极部分覆上起耐磨、耐腐蚀作用的陶瓷材料保护层。
4.但受限于现有薄膜技术的工艺水平，陶瓷材料保护层易存在孔洞等结构缺陷，从而导致发热基板的铝电极结构容易出现腐蚀，造成热敏打印头失效，尤其是在高温潮湿环境中，该问题尤为明显。由于补强导线表面粗糙度通常大于0.2微米，补强导线的上面的薄膜保护层往往以疏松的结构存在，即使在补强导线的保护层上面增加有机树脂保护层，由于有机树脂保护层的硬度低，容易被机械损伤或者被打印媒介快速磨损耗尽，当补强导线的保护层失去有机树脂保护层的保护之后，环境中的水汽及卤素离子容易穿透补强导线的防护层造成铝电极腐蚀，造成打印头失效问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种薄膜热敏打印头用发热基板。本实用新型提供的薄膜热敏打印头用发热基板具有良好的环境耐受性。
6.本实用新型提供了一种薄膜热敏打印头用发热基板，包括：
7.绝缘基板；
8.设置在所述绝缘基板表面的蓄热釉涂层和补强导线；
9.设置在所述蓄热釉涂层表面、所述补强导线表面和所述绝缘基板表面未设置蓄热釉涂层和补强导线区域的发热电阻体层；
10.设置在所述发热电阻体层表面的电极导线层，所述电极导线层由电极导线构成，所述电极导线包含键合电极图形；所述电极导线层在对应所述蓄热釉涂层的位置形成有第一开口部，所述第一开口部所夹持的发热电阻体层的区域构成用于产生焦耳热的发热电阻
体；
11.覆盖所述发热电阻体和所述电极导线不包含键合电极图形区域的第一保护层；
12.设置在所述第一保护层表面的有机硅涂层，所述有机硅涂层在对应所述第一开口部的位置形成有第二开口部；
13.设置在所述有机硅涂层表面，且覆盖所述第二开口部的第二保护层。
14.优选的，所述薄膜热敏打印头用发热基板还包括有机树脂涂层；所述有机树脂涂层设置在薄膜热敏打印头用发热基板表层的部分区域，用于对电极导线进行补充防护。
15.优选的，所述有机硅涂层的厚度为0.1～10μm。
16.优选的，所述第一保护层的材料为氮化硅、氧化硅或氮化硅
‑
氧化硅复合材料。
17.优选的，所述第一保护层的厚度为1～10μm。
18.优选的，所述第二保护层的材料为氮化硅、氧化硅或氮化硅
‑
氧化硅复合材料。
19.优选的，所述第二保护层的厚度为0.1～10μm。
20.优选的，所述的补强导线的材料为银。
21.优选的，所述发热电阻体层的材料为金属陶瓷。
22.优选的，所述电极导线层的材料为铝。
23.与现有技术相比，本实用新型提供了一种薄膜热敏打印头用发热基板。本实用新型提供的发热基板包括：绝缘基板；设置在所述绝缘基板表面的蓄热釉涂层和补强导线；设置在所述蓄热釉涂层表面、所述补强导线表面和所述绝缘基板表面未设置蓄热釉涂层和补强导线区域的发热电阻体层；设置在所述发热电阻体层表面的电极导线层，所述电极导线层由电极导线构成，所述电极导线包含键合电极图形；所述电极导线层在对应所述蓄热釉涂层的位置形成有第一开口部，所述第一开口部所夹持的发热电阻体层的区域构成用于产生焦耳热的发热电阻体；覆盖所述发热电阻体和所述电极导线不包含键合电极图形区域的第一保护层；设置在所述第一保护层表面的有机硅涂层，所述有机硅涂层在对应所述第一开口部的位置形成有第二开口部；设置在所述有机硅涂层表面，且覆盖所述第二开口部的第二保护层。本实用新型对薄膜热敏打印头用发热基板的结构进行了优化设计，将有机硅涂层设置在第一保护层和第二保护层之间，一方面，有机硅涂层的设置可以很好的阻隔空气和水汽，避免电极结构的腐蚀；另一方面，在第二保护层被磨损破坏前，不存在有机硅涂层被磨损去除导致影响保护效果的问题，从而延长该薄膜热敏打印头用发热基板在高温潮湿的环境中的使用寿命。而且，由于有机硅液体的流动性，能够减小补强导线上方第一保护层表面的粗糙度，从而提高设置在补强导线上方有机硅涂层表面的第二保护层的致密性，达到改善补强导线上方保护层的保护效果。同时，本实用新型通过在有机硅涂层的设定区域设置开口部，既保证了易被腐蚀的电极导线区域能够覆盖上有机硅涂层，又避免了有机硅涂层在不容易被腐蚀破坏的发热电阻体所在区域的额外覆盖，从而避免了由于发热区域附近高温导致的有机硅涂层受热分解，最外侧保护层剥离的问题，进一步提高了发热基板的工作稳定性和使用寿命。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1是本实用新型实施例提供的薄膜热敏打印头用发热基板的断面结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例提供的薄膜热敏打印头用发热基板第一保护层实施前状态的平面示意图；
27.图3是本实用新型实施例提供的薄膜热敏打印头用发热基板有机硅涂层实施后的平面透视图。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型提供了一种薄膜热敏打印头用发热基板，包括：
30.绝缘基板；
31.设置在所述绝缘基板表面的蓄热釉涂层和补强导线；
32.设置在所述蓄热釉涂层表面、所述补强导线表面和所述绝缘基板表面未设置蓄热釉涂层和补强导线区域的发热电阻体层；
33.设置在所述发热电阻体层表面的电极导线层，所述电极导线层由电极导线构成，所述电极导线包含键合电极图形；所述电极导线层在对应所述蓄热釉涂层的位置形成有第一开口部，所述第一开口部所夹持的发热电阻体层的区域构成用于产生焦耳热的发热电阻体；
34.覆盖所述发热电阻体和所述电极导线不包含键合电极图形区域的第一保护层；
35.设置在所述第一保护层表面的有机硅涂层，所述有机硅涂层在对应所述第一开口部的位置形成有第二开口部；
36.设置在所述有机硅涂层表面，且覆盖所述第二开口部的第二保护层。
37.参见图1，图1是本实用新型实施例提供的薄膜热敏打印头用发热基板的断面结构示意图，图2是本实用新型实施例提供的薄膜热敏打印头用发热基板第一保护层实施前状态的平面示意图，图3是本实用新型实施例提供的薄膜热敏打印头用发热基板有机硅涂层实施后的平面透视图。图1～3中，01为薄膜热敏打印头用发热基板，10为绝缘基板，20为蓄热釉涂层，30为补强导线，40为发热电阻体层，41为发热电阻体，50为电极导线层，51为电极导线，51a为个别引出电极，51b为共用引出电极，51c为键合电极图形，51d为共通电极图形，60为第一保护层，70为有机硅涂层，80为第二保护层，90为有机树脂层。
38.本实用新型提供的薄膜热敏打印头用发热基板包括绝缘基板10、蓄热釉涂层20、补强导线30、发热电阻体层40、电极导线层50、第一保护层60、有机硅涂层70和第二保护层80。其中，绝缘基板10为薄膜热敏打印头用发热基板的基底，其主要成分包括但不限于三氧化二铝。
39.在本实用新型中，蓄热釉涂层20设置在绝缘基板10表面的部分或全部区域，其作用为防止发热电阻体41产生的热量过快地通过绝缘基板10散失。在本实用新型中，蓄热釉
涂层20优选由玻璃釉浆料印刷后烧结而成。
40.本实用新型中，补强导线30设置在绝缘基板10表面的部分区域；优选沿绝缘基板10的x方向的一侧靠近边缘位置及y方向的两侧靠近边缘位置进行设置；补强导线30的材料包括但不限于银。本实用新型中，优选在蓄热釉涂层20形成后再设置补强导线30，补强导线30优选采用印刷烧结的方式形成。
41.在本实用新型中，发热电阻体层40设置在蓄热釉涂层20表面、补强导线30表面和绝缘基板10表面未设置蓄热釉涂层和补强导线的区域，其材料优选为金属陶瓷，包括但不限于钽和二氧化硅材料形成的复合材料。在本实用新型中，发热电阻体层40优选通过磁控溅射的方式制成。
42.在本实用新型中，电极导线层50设置在发热电阻体层40表面，电极导线层50在对应蓄热釉涂层20的位置形成有第一开口部，所述第一开口部所夹持的发热电阻体层40的区域构成用于产生焦耳热的发热电阻体41。在本实用新型中，电极导线层50由电极导线51构成，电极导线51中包含键合电极图形51c，优选还包含引出个别引出电极51a、共用引出电极51b、共通电极图形51d，个别引出电极51a的一端与发热电阻体41的x方向的一端相连接，另一端与键合电极图形51c相连接，个别引出电极51a与键合电极图形51c共同将外部逻辑信号提供给发热电阻体41,共通电极图形51d包覆补强导线30并与补强导线30相连接，共用引出电极51b一端与发热电阻体41的x方向的另一端相连接，另一端与共通电极图形51d相连接，用于将外部电源与发热电阻体41形成电气连接。在本实用新型中，电极导线层50的材料为金属，包括但不限于铝。在本实用新型中，电极导线51优选由设置在发热电阻体层40表面的电极导线层50刻蚀后形成。
43.在本实用新型中，第一保护层60覆盖着发热电阻体41和电极导线51不包含键合电极图形51c的区域，其作用为防止发热电阻体41和至少部分电极导线51受到机械损坏或化学作用的损坏。在本实用新型中，第一保护层60的材料优选为氮化硅、氧化硅或氮化硅
‑
氧化硅复合材料；第一保护层60的厚度优选为1～10μm，具体可为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm或10μm。在本实用新型中，第一保护层50优选通过射频磁控溅射的方式制成。
44.在本实用新型中，有机硅涂层70设置在第一保护层60表面，其作用为填充第一保护层60可能存在的针孔缺陷，提高补强导线30上方第二保护层80的致密性，防止离子经由第二保护层80和第一保护层60的针孔缺陷到达电极导线51，使电极导线51被化学腐蚀损坏。在本实用新型中，有机硅涂层70在对应所述第一开口部的位置形成有第二开口部，所述第二开口部的开口宽度优选与所述第一开口部的开口宽度相同，或稍大于所述第一开口部的开口宽度。在本实用新型中，有机硅涂层70的厚度优选为0.1～10μm，具体可为0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm或10μm。在本实用新型中，有机硅涂层70优选由有机硅料液经涂布、固化和刻蚀后形成。
45.在本实用新型中，第二保护层80设置在有机硅涂层70表面，且覆盖所述第二开口部，其作用为用于保护有机硅涂层70，避免其被磨损。在本实用新型中，第二保护层80的材料优选为碳
‑
碳化硅复合材料、氮化硅、氧化硅或氮化硅
‑
氧化硅复合材料；第二保护层80的厚度优选为0.1～10μm，具体可为0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.7μm、1μm、1.5μm、2μ
m、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。在本实用新型中，第二保护层80优选通过溅射的方式制成。
46.在本实用新型中，所述薄膜热敏打印头用发热基板上优选还设置有机树脂涂层90，有机树脂涂层90设置在薄膜热敏打印头用发热基板表层的部分区域(即，设定区域)，用于作为第一保护层60和第二保护层80的补充防护。在本实用新型中，有机树脂涂层90优选由有机树脂经涂布后固化形成，所述有机树脂包括但不限于环氧树脂。
47.本实用新型对薄膜热敏打印头用发热基板的结构进行了优化设计，将有机硅涂层设置在第一保护层和第二保护层之间，一方面，有机硅涂层的设置可以很好的阻隔空气和水汽，避免电极结构的腐蚀；涂布在补强导线上方第一保护层表面的有机硅涂层，能够提高补强导线上方第二保护层的致密性，另一方面，在第二保护层被磨损破坏前，不存在有机硅涂层被磨损去除导致影响保护效果的问题，从而延长该薄膜热敏打印头用发热基板在高温潮湿的环境中的使用寿命。同时，本实用新型通过在有机硅涂层的设定区域设置开口部，既保证了易被腐蚀的电极导线区域能够覆盖上有机硅涂层，又避免了有机硅涂层在不容易被腐蚀破坏的发热电阻体所在区域的额外覆盖，从而避免了由于发热区域附近高温导致的有机硅涂层受热分解，最外侧保护层剥离的问题，进一步提高了发热基板的工作稳定性和使用寿命。
48.为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
49.实施例1
50.本实施例提供了一种如图1～3所示结构的薄膜热敏打印头用发热基板，其制备步骤如下：
51.1)准备主要成分为三氧化二铝的平行板状的绝缘基板10，采用印刷和烧结的方法，使玻璃釉浆料在绝缘基板10表面的部分区域形成蓄热釉涂层20。
52.2)利用银浆料，在绝缘基板10的x方向的一侧靠近边缘位置及y方向的两侧靠近边缘部设置印刷补强导线图形，经烧结后形成补强导线30。
53.3)利用金属陶瓷靶材，例如钽/二氧化硅复合靶材，采用磁控溅射的方法，在绝缘基板10、釉涂层20和补强导线30上形成发热电阻体层40；然后利用铝靶材，采用磁控溅射的方法，在发热电阻体层40上形成电极导线层50。
54.4)采用写真制版并结合刻蚀的手段，对发热电阻体层40和电极导线层50进行图案化处理，形成电极导线51；其中，电极导线51的结构包含个别引出电极51a、共用引出电极51b、键合电极图形51c、共通电极图形51d，电极导线51在对应蓄热釉涂层20的位置形成有第一开口部k1，所述第一开口部k1所夹持的发热电阻体层40的区域构成用于产生焦耳热的发热电阻体41。
55.5)利用氮化硅掺杂氧化硅形成的复合靶材，采用射频磁控溅射的方法，在绝缘基板10设有发热电阻体41和电极导线51(不包含键合电极图形51c区域)的表面形成第一保护层60，第一保护层60的厚度为0.2～10μm。
56.6)利用添加了纳米氧化硅粉的有机硅料液，采用胶辊涂布的方法，在第一保护层60上全面地涂布有机硅料液，经过加热固化后，形成有机硅涂层70；对有机硅涂层70对应发热电阻体41的区域进行刻蚀，去除一部分的有机硅涂层70，形成第二开口部k2，第二开口部k2的开口宽度略大于第一开口k1部的开口宽度；有机硅涂层70厚度为0.1～10μm。
57.7)利用碳和碳化硅形成的复合靶材，或者利用与第一保护层60相同的靶材，采用溅射方法，在第二开口部k2区域和有机硅涂层70表面部分区域(含补强导线30上方区域)形成第二保护层80，第二保护层80的厚度为0.1～10μm。
58.8)最后，使用环氧树脂为主要成分的阻焊剂材料，采用印刷后加热固化的方法，至少在绝缘基板上只覆盖了第一保护层60、有机硅涂层70的区域、补强导线30上方区域以及绝缘基板10的x方向靠近键合电极图形51c区域的部分未覆盖第一保护层60的区域形成有机树脂层90。
59.以上所述仅是实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为实用新型的保护范围。