JP2020090082A - 感熱式プリントヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱デカルコマニア印刷の品質に影響を及ぼすことなく、長尺のサーマルプリントヘッドモジュール、すなわち一度に大型の印刷をする方法を提供する。【解決手段】キャリア上にシリコン基板を配置し、感熱式プリントヘッドを形成するためのシリコン基板上に、上薬層、耐熱層、電極パターン層および保護層を順次配置する。さらに、キャリア上に配置されたシリコン基板のサイズは、大型の感熱式プリントヘッドまたは一度の大型印刷を提供するためのキャリア上の開口部に従って、変化させる。【選択図】図１
Description
本発明は、一般に、感熱式プリントヘッドに関し、特に、感熱式プリントヘッドの製造方法に関する。
デカルコマニア印刷（転写印刷）は１８世紀に源を発する。１９５０年代では、用語「転写」は、概略、水転写印刷を意味する。１９６０年代には、熱放出転写印刷技術が開発された。近年、種々の転写印刷方法が登場した。印刷される物体は、平面から局面に、また、紙からプラスチックや金属などの多様な材料に拡大し、技術の応用を非常に広くした。印刷される種々の物体の物理的および転写特性によって生じる障害を解消するために、種々のデカルコマニア印刷方法が開発された。
特に、デカルコマニア印刷は、対応する圧力によって印刷される物体に対して中間キャリア上のグラフまたはテキストを転写する印刷方法である。圧力源に従って、デカルコマニア印刷は、熱デカルコマニア印刷、水デカルコマニア印刷、空気デカルコマニア印刷、シルクスクリーンデカルコマニア印刷および低温デカルコマニア印刷に分類することができる。
熱デカルコマニア印刷は、熱デカルコマニアインクを用いて、紙やデカルコマニアフィルムなどの機能的中間キャリア上にグラフまたはテキストを印刷することを指す。その後、中間キャリアは、キャリア上のグラフまたはテキストを種々の材料に転写するための対応するデカルコマニア装置を用いることによって、数分以内に、ある温度（通常１８０〜２３０℃）に加熱される。
一般に、熱デカルコマニア原理を採用するプリンタは、カラーリボンを加熱してカラーリボンの上で紙やプラスチックなどのキャリアに転写するために色素を気化させるために、感熱式プリントヘッド（ＴＰＨ）を主に用いる。加熱時間または加熱温度に従って、連続的な色の度合いが形成される。ＴＰＨモジュールは、セラミック基板、プリント回路基板、シーリング接着剤層、集積回路および導線を含む。
にもかかわらず、ＴＰＨモジュールの基板はセラミック材料であるので、大型のＴＰＨモジュールを製造する間に基板の破損が生じる。したがって、現行の商業的なＴＰＨモジュールの最大サイズはおよそ２ないし８インチしかない（小型と称する）。より大型のＴＰＨモジュールを提供することも、一度の大型の印刷を行うこともできない。
大型のＴＰＨモジュールを製造する問題を解決するために、産業では、複数のセラミック基板が集合体として結合される。まず、複数のセラミック基板が、プリント回路基板、シーリング接着剤層、集積回路および導線に取り付けられる。それから、セラミック基板は、長尺のＴＰＨモジュールの熱放散板に取り付けられる。この方法を用いることによって、効果的な印刷長さが増加するが、結合精度は低い。セラミック基板同士の結合隙間および高さの違いは、なおも、熱デカルコマニア印刷の品質に影響を及ぼす。
熱デカルコマニア印刷の品質に影響を及ぼすことなく、長尺のＴＰＨモジュールまたは一度の大型の印刷を提供する方法が、この分野で解決されるべき問題となっている。
本発明の目的は、感熱式プリントヘッドの製造方法を提供することにある。大型の感熱式プリントヘッドは、位置合わせのあるキャリアにシリコン基板を配置し、上薬層、耐熱層、電極パターン層および保護層を順次配置し、制御モジュールを電気的に接続することによって形成される。
上記目的と効果を達成するために、本発明は、感熱式プリントヘッドの製造方法を開示し、これは、接着剤を用いて第１のガラス基板と第２のガラス基板を接着することによってキャリアを形成し、感熱式プリントヘッドのサイズに従って上記第２のガラス基板を切断することによって開口部を形成し、上記キャリアは位置合わせマークを含んでいる、ステップと、上記位置合わせマークに従って上記キャリアの上記開口部にシリコン基板を配置するステップと、上記位置合わせマークに従って上記シリコン基板上に上薬層を配置するステップと、上記位置合わせマークに従って上記上薬層上に耐熱層を配置するステップと、上記位置合わせマークに従って上記耐熱層上に電極パターン層を配置するステップと、上記位置合わせマークに従って上記電極パターン層上に保護層を配置するステップと、上記位置合わせマークに従って上記電極パターン層に制御回路モジュールを電気的に接続するステップとを含む。
本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法の一実施形態によれば、上記シリコン基板は、単結晶シリコン基板またはポリシリコン基板である。
本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法の一実施形態によれば、上記シリコン基板の直径は２インチより大きい。
本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法の一実施形態によれば、上記シリコン基板上に上薬層を配置するステップは、さらに、上記シリコン基板の表面上に主要上薬層を形成するステップと、上記シリコン基板に面しない上記主要上薬層の表面上に間隔をおいて複数の上薬バーを形成するステップと、を含む。
本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法の一実施形態によれば、上記上薬層上に耐熱層を配置するステップは、さらに、上記複数の上薬バー上に上記耐熱層を配置して、上記複数の上薬バーに対応する複数の隆起を形成するステップを含む。
本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法の一実施形態によれば、上記耐熱層上に電極パターン層を配置するステップは、さらに、上記上薬層に面しない上記耐熱層の表面上に伝導性金属層を形成するステップと、上記複数の上薬バーにそれぞれ対応する上記複数の隆起を露出するために、上記複数の上薬バー上で上記伝導性金属層をエッチングするステップとを含む。
本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法の一実施形態によれば、上記電極パターン層上に保護層を配置するステップは、さらに、裂け目を形成して上記電極パターン層を露出するために、上記保護層を部分的にエッチングするステップを含む。
本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法の一実施形態によれば、上記電極パターン層に制御回路モジュールを電気的に接続するステップは、さらに、上記裂け目を通して上記電極パターン層に上記制御回路モジュールを電気的に接続するステップを含む。
本発明の構造と特徴ならびに効果をさらに理解し認識するために、実施形態および添付の図面に沿って、本発明の詳細な説明が以下に提供される。
従来技術においては、大型の感熱式プリントヘッドモジュールまたは一度の大型の印刷は利用不可能である。基板を結合することによる熱デカルコマニア印刷の品質はなおも低い。したがって、本発明は、従来技術に係る問題を解決するための感熱式プリントヘッドの製造方法を提供する。
以下では、本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法に係る特性、構造および方法をさらに説明する。
本発明の一実施形態に係る流れ図を示す図１を参照する。図に示すように、本発明に係る感熱式プリントヘッドの製造方法は、
Ｓ１：接着剤を用いて第１のガラス基板と第２のガラス基板を接着することによってキャリアを形成し、感熱式プリントヘッドのサイズに従って上記第２のガラス基板を切断することによって開口部を形成し、上記キャリアは位置合わせマークを含んでいる、ステップと、
Ｓ２：上記位置合わせマークに従って上記キャリアの上記開口部にシリコン基板を配置するステップと、
Ｓ３：上記位置合わせマークに従って上記シリコン基板上に上薬層（釉薬層、光沢層）を配置するステップと、
Ｓ４：上記位置合わせマークに従って上記上薬層上に耐熱層を配置するステップと、
Ｓ５：上記位置合わせマークに従って上記耐熱層上に電極パターン層を配置するステップと、
Ｓ６：上記位置合わせマークに従って上記電極パターン層上に保護層を配置するステップと、
Ｓ７：上記位置合わせマークに従って上記電極パターン層に制御回路モジュールを接続するステップとを含む。
Ｓ１：接着剤を用いて第１のガラス基板と第２のガラス基板を接着することによってキャリアを形成し、感熱式プリントヘッドのサイズに従って上記第２のガラス基板を切断することによって開口部を形成し、上記キャリアは位置合わせマークを含んでいる、ステップと、
Ｓ２：上記位置合わせマークに従って上記キャリアの上記開口部にシリコン基板を配置するステップと、
Ｓ３：上記位置合わせマークに従って上記シリコン基板上に上薬層（釉薬層、光沢層）を配置するステップと、
Ｓ４：上記位置合わせマークに従って上記上薬層上に耐熱層を配置するステップと、
Ｓ５：上記位置合わせマークに従って上記耐熱層上に電極パターン層を配置するステップと、
Ｓ６：上記位置合わせマークに従って上記電極パターン層上に保護層を配置するステップと、
Ｓ７：上記位置合わせマークに従って上記電極パターン層に制御回路モジュールを接続するステップとを含む。
ステップＳ１に示すように、接着剤１２を用いて第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１３を接着することによってキャリア１を形成し、感熱式プリントヘッドのサイズに従って上記第２のガラス基板１３を切断することによって開口部１３１を形成し、上記キャリア１は位置合わせマーク１３２を含んでいる。感熱式プリントヘッドのサイズに従って、開口部１３１は、限定されないが、円形または四角形（正方形）とすることができる。本発明の好ましい実施形態では、開口部は、シリコンウエハの形状に対応して、円形である。さらに、キャリア１の厚みは、限定されないが、好ましくは、１．８±０．０５ｍｍである。接着剤１２を用いて接着する温度は、限定されないが、好ましくは３００℃である。反応時間は、限定されないが、好ましくは３０分である。
第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１３の好ましいサイズは、長さ７２０ｍｍ、幅６１０ｍｍである。位置合わせマーク１３２の好ましいマーク範囲は、長さ１５±０．０１ｍｍ、幅５±０．０１ｍｍである。
次に、ステップＳ２に示すように、上記位置合わせマークに従って上記キャリア１の上記開口部１３１にシリコン基板２を配置し、ここでは、シリコン基板２は、単結晶シリコン基板またはポリシリコン基板であり、上記シリコン基板２の直径は２インチより大きい。さらに、シリコン基板２が開口部１３１に配置された後、シリコン基板２の高さは、第２のガラス基板１３の高さより大きい。
その後、ステップＳ３に示すように、上記位置合わせマーク１３２に従って、上記シリコン基板２上に上薬層３を配置する。ステップＳ３は、さらに、
Ｓ３１：上記シリコン基板の表面上に主要上薬層を形成するステップと、
Ｓ３２：上記シリコン基板に面しない上記主要上薬層の表面上に間隔をおいて複数の上薬バーを形成するステップと、を含む。
Ｓ３１：上記シリコン基板の表面上に主要上薬層を形成するステップと、
Ｓ３２：上記シリコン基板に面しない上記主要上薬層の表面上に間隔をおいて複数の上薬バーを形成するステップと、を含む。
ステップＳ３１に示すように、シリコン基板２の表面上で上薬パルプ層（これはその後主要上薬層３１になる）を均等に被覆するため、および、高温（１０００〜１２００℃）で上薬パルプを焼結して凝固させるために、スクリーン印刷技術を採用する。それによって、主要上薬層３１は、熱を蓄え、熱が容易に放散しないようにするために用いられることができる。次に、ステップＳ３２に示すように、上記シリコン基板２に面しない上記主要上薬層３１の表面上に複数の上薬バー３２を均等に被覆するために、スクリーン印刷技術を採用する。上記複数の上薬バー３２は、上記主要上薬層３１上で間隔をおかれている。さらに、上記複数の上薬バー３２は、まっすぐ一直線状（ｓｔｒａｉｇｈｔ）であり、上記主要上薬層３１上に連続的に形成されている。
さらに、ステップＳ４に示すように、上記位置合わせマーク１３２に従って、上記上薬層３上に耐熱層４を配置する。ステップＳ４はさらに、
Ｓ４１：上記上薬バー上に上記耐熱層を配置して、上記上薬バーに対応する隆起を形成するステップを含む。
Ｓ４１：上記上薬バー上に上記耐熱層を配置して、上記上薬バーに対応する隆起を形成するステップを含む。
ステップＳ４１に示すように、上記主要上薬層３１および上記複数の上薬バー３２上に上記耐熱層４を配置し、上記複数の上薬バー３２の上にそれに対応する複数の隆起４１を形成する。
その後、ステップＳ５に示すように、上記位置合わせマーク１３２に従って、上記耐熱層４上に電極パターン層５を配置する。ステップＳ５はさらに、
Ｓ５１：上記上薬層に面しない上記耐熱層の表面上に伝導性金属層を形成するステップと、
Ｓ５２：上記複数の上薬バーにそれぞれ対応する上記隆起を露出するために、上記上薬バー上で上記伝導性金属層をエッチングするステップとを含む。
Ｓ５１：上記上薬層に面しない上記耐熱層の表面上に伝導性金属層を形成するステップと、
Ｓ５２：上記複数の上薬バーにそれぞれ対応する上記隆起を露出するために、上記上薬バー上で上記伝導性金属層をエッチングするステップとを含む。
ステップＳ５１に示すように、上記上薬層３に面しない上記耐熱層４の表面上に、アルミニウム、銅、銀または金などの伝導性金属層５１を形成する。次に、ステップＳ５２に示すように、伝導性金属層５１を形成した後に、エッチング開口部５２を形成するために、および、上記複数の上薬バー３２にそれぞれ対応する上記複数の隆起４１を露出するために、上記複数の上薬バー３２上で上記伝導性金属層５１をエッチングする。
さらに、ステップＳ６に示すように、上記位置合わせマーク１３２に従って、上記電極パターン層５上に保護層６を配置する。ステップＳ６はさらに、
Ｓ６１：裂け目を形成して上記電極パターン層を露出するために、上記保護層を部分的にエッチングするステップを含む。
Ｓ６１：裂け目を形成して上記電極パターン層を露出するために、上記保護層を部分的にエッチングするステップを含む。
ステップＳ６１に示すように、上記電極パターン層５上に保護層６を配置し、ここでは、上記保護層６の一部分が、上記電極パターン層５を被覆し、上記保護層６の他の一部分が、上記耐熱層４の上記複数の隆起４１を被覆するために、および、上記耐熱層４に接近して隣接するために、エッチング開口部５２に入る。次に、上記保護層６を形成した後に、裂け目６１を形成して上記電極パターン層５を露出するために、上記保護層６を部分的にエッチングする。
最後に、ステップＳ７に示すように、上記位置合わせマーク１３２に従って、上記電極パターン層５に制御回路モジュール７を接続する。好ましい実施形態によれば、制御回路モジュール７は、チップオンフィルム（ＣＯＦ）パッケージ構造、動作チップ、および回路基板（プリント回路基板またはフレキシブル回路基板）の組み合わせである。
さらに、本実施形態によれば、シリコン基板２の下に、さらに、熱放散構造が配置されている。それによって、感熱式プリントヘッドが用いられていないときに、熱が効果的に放散されることができる。
図２に示すように、本発明の一実施形態に係るキャリアの構造的概略図を示す。図に示すように、キャリア１は、接着剤１２を用いて接着されている、第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１３を含む。さらに、第２のガラス基板１３は、開口部１３１を形成するために、感熱式プリントヘッドのサイズに従って切断されている。その後の製造方法をより正確にするために、キャリア１は位置合わせマーク１３２を含んでいる。キャリア１を用いて、キャリア１上の開口部１３１の形状は、大型の感熱式プリントヘッドまたは一度の大型の印刷などの、顧客の要望に従って変化させることができる。
最後に、図３に示すように、本発明の一実施形態に係る構造的概略図を示す。図に示すように、感熱式プリントヘッドは、キャリア１上のシリコン基板２から順次成長している。感熱式プリントヘッドは、順次、シリコン基板２、上薬層３、耐熱層４、電極パターン層５、保護層６および制御回路モジュール７を含む。
シリコン基板２の表面上で上薬パルプ層（これはその後主要上薬層３１になる）を均等に被覆するため、および、高温（１０００〜１２００℃）で上薬パルプを焼結して凝固させるために、スクリーン印刷技術を採用する。上記シリコン基板２に面しない上記主要上薬層３１の表面上に複数の上薬バー３２を均等に被覆するために、スクリーン印刷技術を採用する。次に、上記主要上薬層３１および上記複数の上薬バー３２上に上記耐熱層４を配置し、上記複数の上薬バー３２の上にそれに対応する複数の隆起４１を形成する。
さらに、上記上薬層３に面しない上記耐熱層４の表面上に、アルミニウム、銅、銀または金などの伝導性金属層５１を形成する。伝導性金属層５１を形成した後に、エッチング開口部５２を形成するために、および、上記複数の上薬バー３２にそれぞれ対応する上記複数の隆起４１を露出するために、上記複数の上薬バー３２上で上記伝導性金属層５１をエッチングする。その後、上記位置合わせマーク１３２に従って、上記電極パターン層５上に保護層６を配置する。次に、上記保護層６を形成した後に、裂け目６１を形成して上記電極パターン層５を露出するために、上記保護層６を部分的にエッチングする。
最後に、上記位置合わせマーク１３２に従って、裂け目６１を通して上記電極パターン層５に制御回路モジュール７を電気的に接続する。さらに、シリコン基板２は、単結晶シリコン基板またはポリシリコン基板である。上記複数の上薬バー３２間の間隔は、限定されないが、０．５〜２ｃｍである。
したがって、本発明は、その新規性、非自明性および有用性によって、法的な要件に適合している。しかしながら、上述の説明は、単に、本発明の実施形態であり、本発明の範囲を制限するために用いられるものではない。本発明の請求項に記載の形状、構造、特徴または精神に従って行われる等価の変更または修正は、本発明の添付の請求項に含まれる。
１ キャリア
２ シリコン基板
３ 上薬層
３１ 主要上薬層
３２ 上薬バー
４ 耐熱層
４１ 隆起
５ 電極パターン層
５１ 伝導性金属層
５２ エッチング開口部
６ 保護層
６１ 裂け目
７ 制御回路モジュール
１１ 第１のガラス基板
１２ 接着剤
１３ 第２のガラス基板
１３１ 開口部
１３２ 位置合わせマーク
２ シリコン基板
３ 上薬層
３１ 主要上薬層
３２ 上薬バー
４ 耐熱層
４１ 隆起
５ 電極パターン層
５１ 伝導性金属層
５２ エッチング開口部
６ 保護層
６１ 裂け目
７ 制御回路モジュール
１１ 第１のガラス基板
１２ 接着剤
１３ 第２のガラス基板
１３１ 開口部
１３２ 位置合わせマーク
Claims (8)
- 感熱式プリントヘッドの製造方法であって、
接着剤を用いて第１のガラス基板と第２のガラス基板を接着することによってキャリアを形成し、感熱式プリントヘッドのサイズに従って、上記第２のガラス基板を切断することによって開口部を形成し、上記キャリアは位置合わせマークを含んでいる、ステップと、
上記位置合わせマークに従って、上記キャリアの上記開口部にシリコン基板を配置するステップと、
上記位置合わせマークに従って、上記シリコン基板上に上薬層を配置するステップと、
上記位置合わせマークに従って、上記上薬層上に耐熱層を配置するステップと、
上記位置合わせマークに従って、上記耐熱層上に電極パターン層を配置するステップと、
上記位置合わせマークに従って、上記電極パターン層上に保護層を配置するステップと、
上記位置合わせマークに従って、上記電極パターン層に制御回路モジュールを接続するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 上記シリコン基板は、単結晶シリコン基板またはポリシリコン基板であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 上記シリコン基板の直径は２インチより大きいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 上記シリコン基板上に上薬層を配置するステップは、さらに、上記シリコン基板の表面上に主要上薬層を形成するステップと、
上記シリコン基板に面しない上記主要上薬層の表面上に間隔をおいて複数の上薬バーを形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 上記上薬層上に耐熱層を配置するステップは、さらに、上記複数の上薬バー上に上記耐熱層を配置して、上記複数の上薬バーに対応する複数の隆起を形成するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 上記耐熱層上に電極パターン層を配置するステップは、さらに、
上記上薬層に面しない上記耐熱層の表面上に伝導性金属層を形成するステップと、
上記複数の上薬バーにそれぞれ対応する上記複数の隆起を露出するために、上記複数の上薬バー上で上記伝導性金属層をエッチングするステップとを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。 - 上記電極パターン層上に保護層を配置するステップは、さらに、裂け目を形成して上記保護層を露出するために、上記保護層を部分的にエッチングするステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 上記保護層に制御回路モジュールを電気的に接続するステップは、さらに、上記裂け目を通して上記電極パターン層に上記制御回路モジュールを電気的に接続するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
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