KR20210153814A - 서멀 프린터 헤드 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다. 실리콘 결정 기판을 획득한다. 다수의 이격된 유리 프릿 스트립을 실리콘 결정 기판 상에 형성시킨다. 유리 프릿 스트립을 갖는 실리콘 결정 기판은 유리 프릿 스트립이 소결되어 외관이 상승된 스트립 유리로 소결 및 경화되도록 가열된다. 발열 저항층, 전극 패턴층 및 절연 보호층을 스트립 유리 상에 순차적으로 형성한다.
Description
본 발명은 서멀 프린터 헤드(thermal printer head) 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서 특히, 프린터의 서멀 프린터 헤드 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
열전사 원리를 채용하는 프린터는 주로 서멀 프린터 헤드(themal print head, TPH) 요소를 사용하여 리본을 가열하여 리본 상의 염료를 기화시키고, 그러한 염료는 예를 들어, 종이 또는 플라스틱 위로 전사되어 연속적인 색상을 형성한다. 일반적으로, 종래의 서멀 프린터 헤드(TPH) 요소는 세라믹 기판을 사용한다. 서멀 헤드 요소를 제조할 때, 세라믹 기판에 부착된 연질 유리층은 세라믹 기판 상에서 2회 소결되어야 하고, 제2 소결 온도는 제1 소결 온도보다 훨씬 낮아야 한다.
그러나, 서멀 프린터 헤드(Thermal Print Head) 요소가 사용될 때, 연질 유리층은 변형, 박리 및 균열의 위험을 야기할 수 있다. 또한, 유리와 세라믹의 열전도율이 열악하고, 열 방출이 느리고, 서멀 헤드 요소의 발열량이 많기 때문에, 열 축적 효과는 인쇄 과정에서 종종 인쇄 결함을 야기한다.
본 발명의 목적은 위에서 언급된 선행기술의 문제점들을 해결하기 위한 서멀 프린터 헤드 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것으로서, 이를 통해 제2 소결 공정을 피하고, 유리의 변형 또는 파손을 초래하는 위험을 방지할 수 있고, 전술한 바와 같은 인쇄 과정에서 인쇄 결함이 발생하는 단점을 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법은, 실리콘 결정 기판을 획득하는 단계; 다수의 이격된 유리 프릿(frit) 스트립들을 실리콘 결정 기판 상에 형성하여 반제품을 형성하고, 임의의 2개의 인접하는 유리 프릿 스트립들 사이에 실리콘 결정 기판을 직접 노출시키는 단계; 선형의 연속적으로 연장하는 돌기를 각각 가진 유리 프릿 스트립들을 단일의 유리 스트립으로 소결 및 경화시키기 위해 상기 반제품을 소결 및 경화시킴으로써, 상기 실리콘 결정 기판과 함께 축열 유리층을 형성하는 단계; 및 축열 유리층 상에 발열 저항층, 전극 패턴층 및 절연 보호층을 순차적으로 형성시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 반제품을 소결 및 경화시키는 단계는, 750 내지 1200℃의 소결 온도를 통해 유리 프릿 스트립들을 소결 및 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 반제품을 소결 및 경화시키는 단계는, 반제품을 가열 장치의 하나의 가열 공간에 집어 넣어 상기 가열 공간 내에서 상기 반제품을 가열시키는 단계; 및 가열 장치가 반제품을 가열할 때, 가열 장치는 실온(room temperature)으로부터 중온점(middle temperature point)까지 온도가 상승한 후, 중온점에서 일정한 온도로 제1 시간 동안 가열하고, 중온점으로부터 고온점(high temperature point)까지 온도가 상승한 후, 고온점에서 일정한 온도로 제2 시간 동안 가열하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 중온점은 450℃ ~ 600℃이고, 제1 시간은 10분 ~ 60분이고, 고온점은 750℃ ~ 1200이고, 제2 시간은 10분 ~ 120분이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 실리콘 결정 기판 상에 유리 프릿 스트립들을 형성하여 반제품을 형성하는 단계는, 실리콘 결정 기판의 편평한 표면 상에 프릿 접착 재료를 인쇄하는 단계를 더 포함한다. 프릿 접착 재료는 하나 이상의 유형의 프릿 유리 분말과 유기 수지, 유기 용제 및 첨가물이 배합되어 구성된 페이스트 재료이고, 프릿 유리 분말은 붕규산 유리 재료를 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 프릿 유리 분말은 75-83w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 이산화규소(SiO2), 5 ~ 133w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 삼산화붕소(B2O3), 2 ~ 7w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화알루미늄(Al2O3) 및 4 ~ 8w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화나트륨(Na2O)을 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 프릿 유리 분말의 입자 크기는 0.3 ~ 5미크론(㎛)이고, 프릿 유리 분말의 유리 연화 온도는 780 ~ 850℃이고, 및 프릿 유리 분말의 평균 선팽창 계수는 30 ~ 45×10-7/℃이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 프릿 접착 재료는 0 ~ 15w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 이산화티탄(TiO2)을 더 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 상기 언급된 제조 방법에서, 프릿 접착 재료는 0.5 ~ 15w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화알루미늄(Al2O3) 분말을 더 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 실리콘 결정 기판은 단결정 실리콘 기판 또는 다결정 실리콘 기판이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 제조 방법에서, 축열 유리층은 붕소규산염 유리 재료를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 서멀 프린터 헤드 모듈을 제공한다. 서멀 프린터 헤드 모듈은 실리콘 결정 기판, 축열 유리층, 발열 저항층, 전극 패턴층 및 절연 보호층을 구비한다. 실리콘 결정 기판은 편평한 표면을 가진다. 축열 유리층은 다수의 스트립(strip) 유리들을 포함한다. 이러한 스트립 유리들은 실리콘 결정 기판의 편평한 표면 상에 직접 이격 배치됨으로써, 실리콘 결정 기판은 임의의 2개의 인접한 스트립 유리들 사이의 틈새에 직접 노출되고, 각각의 스트립 유리는 선형으로 연속적으로 연장하는 돌기 형태를 구비한다. 발열 저항층은 실리콘 결정 기판으로부터 먼쪽을 향하는 축열 유리층의 측면을 덮고 임의의 2개의 인접한 스트립 유리들 사이의 편평한 표면 상에 직접 노출된다. 전극 패턴층은 축열 유리층과 대향하는 발열 저항층의 표면을 덮는다. 절연 보호층은 전극 패턴층의 반대쪽 전극 패턴층의 일측을 덮는다.
본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 해결될 문제, 문제를 해결하기 위한 기술적 수단 및 결과적인 효과 등을 설명하기 위해서만 사용된다. 본 발명의 구체적인 내용은 첨부된 도면들과 함께 예시적인 실시예들을 통해 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 목적들, 특징들, 장점들 및 실시예를 보다 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 도면들은 다음과 같이 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2는 도 1의 단계 12의 동작의 개략도이다.
도 3은 도 1의 단계 13의 구조적 단면도이다.
도 4는 도 1의 단계 13이 기반하는 시간-온도 다이어그램이다.
도 5는 도 1의 단계 14의 동작의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서멀 프린터 헤드 모듈의 부분 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2는 도 1의 단계 12의 동작의 개략도이다.
도 3은 도 1의 단계 13의 구조적 단면도이다.
도 4는 도 1의 단계 13이 기반하는 시간-온도 다이어그램이다.
도 5는 도 1의 단계 14의 동작의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서멀 프린터 헤드 모듈의 부분 단면도이다.
이하, 다수의 실시예들을 도식적으로 밝히는 것을 통해 본 발명을 명확하게 설명하기 위해, 많은 실제적인 세부 사항들이 다음과 같이 기술될 것이다. 그러나, 이러한 실제적인 세부 사항들은 본 발명을 제한하기 위해 사용되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 또한, 도면들을 단순화하기 위해, 일부 종래의 구조와 요소는 도면에서 간단하고 개략적인 방식으로 도시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법의 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이. 이러한 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법은 다음과 같이 단계 11 내지 단계 14를 포함한다. 단계 11에서, 실리콘 결정 기판이 획득된다. 단계 12에서, 다수의 이격된 유리 프릿 스트립들이 실리콘 결정 기판 상에 형성되어 반제품을 형성하고, 실리콘 결정 기판은 임의의 2개의 인접한 유리 프릿 스트립들 사이에 직접 노출된다. 단계 13에서, 반제품을 소결 및 경화시킴으로서, 각각의 유리 프릿 스트립들을 유리 스트립으로 소결 및 경화시키고, 이들 유리 스트립들은 집합적으로 실리콘 결정 기판 상의 축열 유리층이 된다. 단계 14에서, 축열 유리층 상에 열 저항층, 전극 패턴층 및 절연 보호층을 순차적으로 덮는다.
이와 같이, 상기 방법을 통해, 실리콘 결정 기판은 낮은 팽창 계수, 높은 표면 평탄도, 낮은 수축(shringkage) 왜곡(warpage), 높은 내열성 및 우수한 열전도성을 갖기 때문에, 큰 사이즈로 제조될 수 있고, 균열이 용이하지 않고, 열 방출이 매우 빨라서, 서멀 프린터 헤드 모듈은, 2차 소결 공정과 유리 변형 또는 균열의 위험을 방지하여, 전사 공정 동안 전사 결함의 단점을 해결한다.
단계 11에서, 보다 구체적으로, 실리콘 결정 컬럼(column)을 잘라서 실리콘 결정 기판을 획득한다. 예를 들어, 결정 컬럼 컷터(cutter)를 이용하여 실리콘 결정 컬럼의 길이를 따라 실리콘 결정 컬럼을 슬라이싱함으로써 중간층 플레이트를 얻은 다음, 중간층 플레이트를 연마함으로써, 편평한 표면을 가진 실리콘 결정 기판을 획득할 수 있다. 이러한 방식으로, 가열 공정을 필요로 하는 선행기술의 세라믹 기판의 형성과 비교하여, 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 기판들은 가열 공정을 통해 얻어질 필요가 없으므로, 공정이 단순화 될 수 있고 제조 비용이 감소될 수 있다. 그러나, 본 발명은 상술한 실리콘 결정 기판을 획득하는 방법에만 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서, 예를 들어, 실리콘 결정 기판은 단결정 실리콘(Mono-crystalline silicon) 기판이다. 단결정 실리콘 기판을 선택하는 이유는, 단결정 실리콘 기판이 상 분리없이 고온에서 프릿 층 재료와 함께 소성될 수 있기 때문이다. 또한, 종래의 세라믹 기판은 10인치 이상의 사이즈에서 뒤틀림의 위험이 있기 때문에, 충분히 큰 폭을 가진 서멀 프린터 헤드를 만드는 것은 불가능하다. 따라서, 종래의 세라믹 기판과 비교하여, 단결정 실리콘 기판의 표면 평탄도는 세라믹 기판보다 훨씬 우수하다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예들에서, 실리콘 결정 기판은 또한 다결정 실리콘(Poly crystalline silicon) 기판일 수 있다.
실리콘 웨이퍼 또는 실리콘 플레이트를 사용하는 기판은 세라믹 기판과 달리 실리콘 기판의 표면이 매끄럽고 편평하며, 추가 가공 또는 가공 처리하는 과정이 비교적 적고, 단일한 층의 저팽창 유리를 축열층으로 배치하면, 처리 비용과 절차를 감소시키고, 두께를 감소시킴으로써, 기구의 공간과 디자인의 탄력성을 증가시킬 수 있다. 양자가 결합된 장점은 강한 접착력, 낮은 수축 변형 및 높은 치수 정확도를 가질 수 있다는 것이다. 서멀 프린터 헤드 모듈은 신뢰성이 높기 때문에, 고온 다습한 환경에 사용할 수 있고, 열전도성이 높고, 내열성이 높고, 내부식성과 마모 등의 특성을 가진다.
도 2는 도 1의 단계 12의 동작의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 단계 12에서, 반제품(400)에서, 유리 프릿 스트립들(310)은 실리콘 기판(200)의 편평한 표면(210) 상에 나란하게 이격되어 있고, 각각의 유리 프릿 스트립(310)은 연속적인 직선 형상을 가지고, 2개의 인접하는 유리 프릿 스트립(310)은 각각 표면(210)의 일부를 노출시킨다.
단계 12에서, 상기 방법은 실리콘 결정 기판(200)의 표면(210) 상에 프릿 접착 재료를 인쇄하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 스크린 인쇄 플레이트 또는 스틸 플레이트를 통하는 것과 같은 정밀 인쇄 공정을 통해, 프릿 접착 재료는 실리콘 기판(200)의 편평한 표면(210) 상에 인쇄된다. 프릿 접착 재료는 프릿 유리 분말, 유기 담체 및 첨가제로 구성된 페이스트이다. 그 중에서도, 유기 담체는 캐리어로서 유기 용매 내에 용해된 유기 수지이다. 보다 구체적으로, 프릿 접착 재료의 페이스트 재료는 60-90w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 프릿 유리 분말, 10-40w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 유기 담체 및 다른 통상적인 첨가제를 함유한다. 이 밖에, 상기 프릿 접착 재료는 0 ~ 15w%의 중량 퍼센트 농도(즉, 0%를 포함하지 않고 15w%를 포함하는 또는 15w% 이하)를 가진 유기 수지이다. 프릿 유리 분말은 붕규산 유리 재료를 포함한다. 붕규산 유리 재료는 열팽창 계수가 낮기 때문에, 온도 구배 응력으로 인한 영향을 감소시킬 수 있고, 강한 기계적 성질, 내산 및 알칼리 침식성, 내열 충격성 및 양호한 열안정성을 가진다.
예를 들어, 프릿 유리 분말은 75 ~ 83w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 이산화 규소(SiO2), 5 ~ 13w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 삼산화붕소(B2O3), 2 ~ 7w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화알루미늄(Al2O3) 및 4 ~ 8w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화나트륨(Na2O)을 포함한다.
그 밖에, 프릿 유리 분말의 입자 지름은 0.3 ~ 5미크론(㎛)이고, 프릿 유리 분말의 유리 연화 온도는 780 ~ 850℃이고, 프릿 유리 분말의 평균 선팽창 계수는 30 ~ 45x10-7/℃이다.
본 발명의 변형예에서, 상기 언급된 성분 이외에, 프릿 접착제는 또한 이산화티탄(TiO2)을 함유한다. 이산화 티탄(TiO2)의 중량 퍼센트 농도는 0 ~ 15w%이다 (즉, 0%를 포함하지 않지만 15w%를 포함하거나 15w% 이하임). 이와 같이, 투명한 유리 프릿 스트립(310)과 달리, 상기 언급된 이산화 티타늄(TiO2)은 유리 프릿 스트립이 연색 기능을 갖도록 하여 전극 회로의 후속 검출을 용이하게 하고 이후의 제조 공정 능력을 위한 예비 정렬을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 이산화 티탄(TiO2)의 중량 퍼센트 농도는 2 ~ 5w%이므로, 소결 및 경화 후 더욱 균일한 스트립 형상을 얻는다.
본 발명의 변형예에서, 이산화티탄(TiO2)은 또한 산화알루미늄(Al2O3) 분말로 대체될 수 있다. 예를 들어, 산화알루미늄(Al2O3) 분말의 중량 퍼센트 농도는 0 내지 15w%(즉, 0%를 포함하지 않지만 15w%를 포함하는 또는 15w% 이하임)를 포함한다. 이렇게 하면, 프릿 자체의 마모가 감소될 수 있고 전체 서멀 프린터 헤드의 마모 상황을 감소시킬 수 있다. 마모율은 원래 WR=5×10-4로부터 WR=10-5까지 낮아진다.
보다 구체적으로, 산화알루미늄(Al2O3) 분말의 중량 퍼센트 농도는 2 내지 5w%이므로, 소결 및 경화 후, 더욱 균일한 스트립 형상을 얻는다. 보다 구체적으로, 도 3은 도 1의 단계 13의 구조적 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단계 13에서, 보다 구체적으로, 축열 유리층(300)의 스트립 유리(320)의 단면은 돌기(321)를 가지고, 실리콘 결정 기판(200)의 평면(210) 상에 선형의 연속적으로 연장하는 돌기가 형성된다(도 2 참조).
도 4는 도 3의 단계 13에서 시간-온도 다이어그램이다. 단계 13에서, 750℃ 내지 1200℃의 소결 온도를 통해 이러한 유리 프릿 스트립(310)은 소결 및 경화된다. 예를 들어, 단계 13은 보다 구체적으로 다음의 상세한 단계들을 포함한다. 보다 구체적으로, 반제품(400)은 가열 장치의 가열된 공간들의 어느 하나에 배치됨으로써, 반제품(400)은 가열된 공간 내에서 가열된다. 가열 장치가 반제품(400)을 가열할 때. 도 4에 도시된 바와 같이, 가열 장치는 실온으로부터 중온점(H1)까지 온도가 상승된 후, 중온점(H1)에서 일정한 온도로 제1 시간(T1) 동안 가열된다. 예를 들어, 중온점(H1)은 450℃ 내지 600℃이고, 제1 시간(T1)은 10분 내지 60분, 바람직하게 10분 내지 120분이다. 이렇게 하면, 프릿 유리 분말이 정체되는 것을 방지하고, 심지어 소결 및 냉각 후 프릿 표면에 기포 또는 핀홀이 형성되는 것을 방지함으로써 상술한 페이스트 내의 유기 물질을 완전히 제거할 수 있다.
이어서, 가열 장치는 중온점(H1)으로부터 고온점(H2)까지 온도가 상승된 후, 고온점(H2)에서 일정한 온도로 제2 시간(T2) 동안 가열된다. 예를 들어, 고온점(H2)은 750℃ 내지 1200℃이고, 제2 시간(T2)은 10분 내지 120분, 바람직하게 20분 내지 30분이다. 고온점(H2)의 온도 및 일정한 가열 시간은 축열 유리층(300)의 두께, 형상 및 표면 거칠기를 결정할 수 있다.
도 5는 도 1의 단계 14의 동작의 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 단계 14에서, 보다 구체적으로, 발열 저항층(500)은 실리콘 결정 기판(200) 및 임의의 2개의 인접한 유리 프릿 스트립들(310)로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 축열 유리층(300)의 일측 상에 형성되어 덮는다. 이들 사이의 부분은 표면(210) 상에서 편평하고, 그 후, 전극 패턴층과 절연 보호층을 형성하는 공정이 순차적으로 수행된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서멀 프린터 헤드 모듈(100)의 부분 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 상기 제조 방법에 따라 제조된 서멀 프린터 헤드 모듈(100)을 제공한다. 서멀 프린터 헤드 모듈(100)은 실리콘 결정 기판(200), 축열 유리층(300), 발열 저항층(500), 전극 패턴층(600) 및 절연 보호층(700)을 구비한다. 실리콘 기판(200)은 편평한 표면(210)을 가진다. 축열 유리층(300)은 다수의 유리 스트립들(320)을 포함한다. 유리 스트립들(320)은 실리콘 결정 기판(200)의 편평한 표면(210) 상에 직접 이격되어 배치됨으로써, 실리콘 결정 기판(200)은 임의의 2개의 인접하는 유리 스트립들(320) 사이의 틈새(G)에 직접 노출되고, 각각의 유리 스트립(320)은 선형으로 연속적으로 연장하는 돌기를 구비한다. 축열 유리층(300)은 열 에너지를 쉽게 잃지 않도록 저장하기 위해 사용된다. 축열 유리층(300)은 일반적으로 예를 들어, 모든 붕규산 유리(Borosilicate glass) 물질 또는 임의의 금속산화물이 그 안에 포함된 유리를 의미한다. 발열 저항층(500)은 실리콘 결정 기판(200)으로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 축열 유리층 (300)의 측면을 덮고 임의의 2개의 유리 스트립들(320) 사이의 편평한 표면(210) 상에 직접 노출된다. 전극 패턴층(600)은 축열 유리층(300)의 반대편에서 발열 저항층(500)을 덮는다. 절연 보호층(700)은 전극 패턴층(600)에 대면하여 전극 패턴층(600)의 일측을 덮는다.
이와 같이, 본 발명의 서멀 프린터 헤드 모듈은 실리콘 기판과 저팽창 유리 재료를 축열층으로 사용함으로써, 이러한 기판과 매칭되는 서멀 프린터 헤드 모듈은 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
1. 낮은 수축 팽창으로 큰 사이즈의 기판을 사용하여 서멀 프린터 헤드의 다양한 범위의 인쇄 응용을 실현할 수 있다.
2. 표면이 편평하고 표면 처리 과정을 절약할 수 있다.
3. 소자의 열전도성이 높고, 열 축적 효과과 낮기 때문에, 장시간 사용시 일관된 인쇄 품질을 유지할 수 있다.
4. 얇은 기판 두께와 단층의 유리 축열층이 적용되어 기구 공간의 탄성을 증가시킨다
5. 후막 소결에 의해 소결 접착력이 강하고 내후성이 양호하고, 고온 고습 환경에 적합하고, 내열성, 내부식성과 내마모성, UV 및 황변 저항성이 뛰어나다.
6. 본 발명의 유리 프릿층은 무연성, 무독성, 화학적 안정성이 우수하다.
마지막으로, 상술된 실시예들은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변형을 가할 수 있고 그것은 본 발명에 의해 보호될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구항에 의해 정해진다.
100 : 서멀 프린터 헤드 모듈
200 : 실리콘 기판
210 : 편평한 표면
300 : 축열 유리층
310 : 유리 프릿 스트립
320 : 유리 스트립
321 : 돌기
400 : 반제품
500 : 발열 저항층
600 : 전극 패턴층
700 : 절연 보호층
200 : 실리콘 기판
210 : 편평한 표면
300 : 축열 유리층
310 : 유리 프릿 스트립
320 : 유리 스트립
321 : 돌기
400 : 반제품
500 : 발열 저항층
600 : 전극 패턴층
700 : 절연 보호층
Claims (11)
- 서멀(thermal) 프린터 헤드 모듈의 제조 방법으로서,
실리콘 결정 기판을 획득하는 단계;
임의의 2개의 인접한 유리 프릿 스트립들 사이에 상기 실리콘 결정 기판의 표면이 직접 노출되도록 상기 실리콘 결정 기판 상에 다수의 이격된 유리 프릿(frit) 스트립들을 형성하여 반제품을 형성하는 단계;
선형의 연속적으로 연장하는 돌기를 각각 가진 유리 프릿 스트립들을 단일의 유리 스트립으로 소결 및 경화시키기 위해 상기 반제품을 소결 및 경화시킴으로써, 상기 실리콘 결정 기판과 함께 축열 유리층을 형성하는 단계; 및
상기 축열 유리층 상에 발열 저항층, 전극 패턴층 및 절연 보호층을 순차적으로 형성시키는 단계를 포함하는, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 1에서,
상기 반제품을 소결 및 경화시키는 단계는, 750-1200℃의 소결 온도를 통해 상기 유리 프릿 스트립을 소결 및 경화시키는 단계를 더 포함하는, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 2에서,
상기 반제품을 소결 및 경화시키는 단계는,
상기 반제품을 가열 장치의 하나의 가열 공간에 집어 넣어 상기 가열 공간 내에서 상기 반제품을 가열시키는 단계; 및
상기 가열 장치가 반제품을 가열할 때, 상기 가열 장치는 실온(room temperature)으로부터 중온점(middle temperature point)까지 온도가 상승한 후, 상기 중온점에서 일정한 온도로 제1 시간 동안 가열하고, 상기 중온점으로부터 고온점(high temperature point)까지 온도가 상승한 후, 상기 고온점에서 일정한 온도로 제2 시간 동안 가열하는 단계를 포함하고,
상기 중온점은 450℃ ~ 600℃이고, 상기 제1 시간은 10분 ~ 60분이고, 상기 고온점은 750℃ ~ 1200이고, 상기 제2 시간은 10분 ~ 120분인, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 1에서,
상기 실리콘 결정 기판 상에 유리 프릿 스트립들을 형성하여 반제품을 형성하는 단계는, 상기 실리콘 결정 기판의 편평한 표면 상에 프릿 접착 재료를 인쇄하는 단계를 더 포함하고,
상기 프릿 접착 재료는 하나 이상의 유형의 프릿 유리 분말과 유기 수지, 유기 용제 및 첨가물이 배합되어 구성된 페이스트 재료이고, 상기 프릿 유리 분말은 붕규산 유리 재료를 포함하는, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 4에서,
상기 프릿 유리 분말은 75-83w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 이산화규소(SiO2), 5 ~ 133w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 삼산화붕소(B2O3), 2 ~ 7w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화알루미늄(Al2O3) 및 4 ~ 8w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화나트륨(Na2O)을 포함하는, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 5에서,
상기 프릿 유리 분말의 입자 크기는 0.3 ~ 5미크론(㎛)이고, 상기 프릿 유리 분말의 유리 연화 온도는 780 ~ 850℃이고, 및 상기 프릿 유리 분말의 평균 선팽창 계수는 30 ~ 45×10-7/℃인, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 5에서,
상기 프릿 접착 재료는 0 ~ 15w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 이산화티탄(TiO2)을 더 포함하는, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 5에서,
상기 프릿 접착 재료는 0.5 ~ 15w%의 중량 퍼센트 농도를 가진 산화알루미늄(Al2O3) 분말을 더 포함하는, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 1에서,
상기 실리콘 결정 기판은 단결정 실리콘 기판 또는 다결정 실리콘 기판인, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 청구항 1에서,
상기 축열 유리층은 붕소규산염 유리 재료를 포함하는, 서멀 프린터 헤드 모듈의 제조 방법.
- 서멀 프린터 헤드 모듈로서,
편평한 표면을 가진 실리콘 결정 기판;
상기 실리콘 결정 기판의 편평한 표면 상에 직접 이격 배치됨으로써, 실리콘 결정 기판이 임의의 2개의 인접한 스트립 유리들 사이의 틈새에 직접 노출되고, 선형으로 연속적으로 연장하는 돌기를 각각 가진 다수의 스트립(strip) 유리들을 포함하는 축열 유리층;
상기 실리콘 결정 기판으로부터 먼쪽을 향하는 상기 축열 유리층의 측면을 덮고 임의의 2개의 인접한 스트립 유리들 사이의 편평한 표면 상에 직접 노출되는 발열 저항층;
상기 축열 유리층과 대향하는 상기 발열 저항층의 표면을 덮는 전극 패턴층; 및
상기 전극 패턴층의 반대쪽에서 상기 전극 패턴층의 일측을 덮는 절연 보호층을 구비하는, 서멀 프린터 헤드 모듈.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200070579A KR20210153814A (ko) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 서멀 프린터 헤드 모듈 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200070579A KR20210153814A (ko) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 서멀 프린터 헤드 모듈 및 그 제조 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210153814A true KR20210153814A (ko) | 2021-12-20 |
Family
ID=79033866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020200070579A KR20210153814A (ko) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 서멀 프린터 헤드 모듈 및 그 제조 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20210153814A (ko) |
-
2020
- 2020-06-10 KR KR1020200070579A patent/KR20210153814A/ko not_active Application Discontinuation
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