熱敏打印頭及其制作方法技術

本發明專利技術公開了一種熱敏打印頭及其制作方法。該熱敏打印頭包括保護層，所述保護層包括復合層，所述復合層包括至少一層第一類薄膜層和至少一層第二類薄膜層；其中，所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層交替堆疊設置，且所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層由不同的材料制作而成。其中，該保護層具有優異的抗裂紋性能和抑制裂紋的擴展的性能，從而降低了該熱敏打印頭因保護層產生裂紋而失效的風險，延長了該熱敏打印頭的使用壽命。本發明專利技術還提供一種如上所述的熱敏打印頭的制作方法。如上所述的熱敏打印頭的制作方法。如上所述的熱敏打印頭的制作方法。

【技術實現步驟摘要】
熱敏打印頭及其制作方法


[0001]本專利技術涉及打印器材領域，具體涉及用于熱敏、熱轉移打印方式的熱敏打印頭，更具體而言，涉及熱敏打印頭及其制作方法。

技術介紹

[0002]參見圖1，圖1是現有的熱敏打印頭100的橫截面示意圖，圖中省略了散熱體和PCB板等部件，絕緣陶瓷基板1上制備玻璃釉層作為蓄熱層2，蓄熱層2的上部依次覆蓋電阻層3、電極層4、保護層5。保護層5包括底層致密層6和頂層耐磨層7。底層致密層6覆蓋在電極層和電阻層表面保證電極線路絕緣性能，同時用于保護其底部的電極層4及電阻層3不被氧化或腐蝕，主要選用SiON、SiAlON、Si3N4、Al2O3等致密介質材質制作而成；頂層耐磨層7與熱敏紙8接觸，同時熱敏紙8通過膠輥9旋轉帶動，使得耐磨層7與熱敏紙發生相對移動，為保證耐磨層7的耐磨性能，耐磨層7主要選用SiC、DLC等高硬度材料材質制作而成。
[0003]熱敏打印頭的工作原理是通過給電阻發熱體通電以產生熱量，發熱體產生的熱量通過保護層5傳遞到熱敏紙8或者碳帶等打印介質，使熱敏紙8或者碳帶在高溫下發生顯色或油墨轉移從而實現打印工作。在熱敏打印頭的工作過程中，保護層5產生裂紋而導致的失效是熱敏打印頭失效的主要原因之一。具體來說，電阻層4的發熱體中心開始發熱，沿半徑方向形成等溫分布的溫度梯度，這種溫度梯度差會使覆蓋在電阻層4表面的底部致密層6產生熱應力；為保證打印頭1與熱敏紙8的充分接觸，需要在打印頭1與膠輥9之間施加一定壓力P，其傳導至底層致密層6就會產生相應的壓應力。在熱應力和壓應力長期作用下，底層致密層6內部會形成微裂紋，并隨著裂紋擴展使得其對于電極層3和電阻層4的耐腐蝕性保護逐漸失效。
[0004]為抑制熱敏打印頭中保護層5在熱應力和壓應力長期作用下產生裂紋而導致熱敏打印頭失效，在美國專利US005557313、US6471832B1、US7106356B1中提出了，通過RF濺射技術制備的耐磨層具有優異的臺階覆蓋能力，能防止水汽進入導致產生裂紋，同時在低偏壓值或取消偏壓工藝制備的保護層能降低因內應力導致的裂紋產生和擴展。在美國專利US005590969A中提到了，通過在含有Si、O、N基本元素的保護層中，添加堿土金屬元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra中的至少一種，來優化保護層的內應力，從而降低裂紋產生。在美國專利US4905020中提出了，通過將Al2O3和SiO2材料按一定比例混合而制備出的保護層具有耐熱沖擊，抗裂紋及耐水汽腐蝕的性能。
[0005]以上專利技術主要通過優化保護層制備工藝、或是保護層材料混合及摻雜來降低保護層內應力來提高保護層抵抗裂紋產生能力，然而這也使得這類熱敏打印頭的制備難度大、成本高，難以廣泛應用于實際產品。

技術實現思路

[0006]本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術中的現有的熱敏打印頭的保護層在熱應力和壓應力的長期作用下容易產生裂紋而導致熱敏打印頭失效的問題，提供一種熱敏
打印頭，該熱敏打印頭所包含的保護層具有更優異的抗裂紋性能和抑制裂紋的擴展的性能，從而降低了該熱敏打印頭因保護層產生裂紋而失效的風險，延長了該熱敏打印頭的使用壽命。本專利技術還提供一種如上所述的熱敏打印頭的制作方法。
[0007]為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：提供一種熱敏打印頭，其包括保護層，所述保護層包括復合層，所述復合層包括至少一層第一類薄膜層和至少一層第二類薄膜層；其中，所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層交替堆疊設置，且所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層由不同的材料制作而成。
[0008]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述第一類薄膜層由氮氧化硅制作而成；所述第二類薄膜層由氧化硅或者氮化硅制作而成。
[0009]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述第一類薄膜層由氮氧化鋁制作而成；所述第二類薄膜層由氧化鋁或者氮化鋁制作而成。
[0010]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述復合層包括至少兩層所述第一類薄膜層，所述復合層的最下層和最上層均為所述第一類薄膜層。
[0011]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述復合層中，每一層所述第一類薄膜層的厚度均相同，每一層所述第二類薄膜層的厚度均相同，所述復合層的厚度等于全部所述第一類薄膜層和全部所述第二類薄膜層的厚度的總和。
[0012]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述復合層中，所述第一類薄膜層的厚度由下至上逐層遞減，每一所述第二類薄膜層的厚度均相同，所述復合層的厚度等于全部所述第一類薄膜層和全部所述第二類薄膜層的厚度的總和。
[0013]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述第一類薄膜層的厚度大于所述第二類薄膜層的厚度。
[0014]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述第一類薄膜層的厚度在100nm-800nm之間，所述第二類薄膜層的厚度在20nm-200nm之間。
[0015]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述復合層還包括第三類厚膜層，所述第三類厚膜層的材質不同于所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層；在所述復合層中，所述第三類厚膜層位于最下層，所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層在所述第三類厚膜層上交替堆疊設置。
[0016]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述第一類薄膜層的厚度在100nm-800nm之間，所述第二類薄膜層的厚度在20nm-200nm之間，所述第三類厚膜層厚度在800nm-2000nm之間。
[0017]在本專利技術提供的熱敏打印頭中，所述第三類厚膜層由氮氧化鋁、氮氧化硅和氮氧化鉭中的一種制作而成。
[0018]相應的，本專利技術還提供了一種如上所述的熱敏打印頭的制作方法，所述制作方法包括：
[0019]步驟1、在絕緣基板的上表面形成蓄熱層；
[0020]步驟2、在蓄熱層的上表面形成電阻層和電極層；
[0021]步驟3、在電阻層上形成電阻發熱體，所述發熱體包括發熱部及電極導通部；
[0022]步驟4、在所述發熱部及所述電極導通部的表面依次制備一層如權利要求4中所述的保護層和耐磨層。
[0023]在本專利技術提供的制作方法中，在所述步驟4中，通過磁控濺射Si材料加反應氣體的
方式在電阻發熱部及電極導通部表面制備所述保護層；通過控制通入的反應氣體在N2和O2混合氣體與單獨通O2或者N2之間切換來實現在發熱部及電極導通部的表面形成交替堆疊的所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層；通過分別控制反應氣體的通入時間來控制各層所述第一類薄膜層和各層所述第二類薄膜層的厚度。
[0024]在本專利技術提供的制作方法中，在所述步驟4中，通過磁控濺射氮氧化硅材料和氮化硅或者氧化硅材之間的切換來實現在發熱部及電極導通部的表面形成交替堆疊的所述第一類薄膜層和所述第二類薄膜層；通過依次控制兩類濺射靶材的濺射時間來控制各層所述第一類薄膜層和各層所述第二類薄膜層的厚度。
[0025]在本專利技術提供的制作方法中，在所述步驟4中，通過化學氣相沉積方法制備在電阻發熱部及電極導通部表面制備所述保護層；在通入前驅體SiH4氣體情況下，控制通入的反應氣體在N2本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種熱敏打印頭，其特征在于，包括保護層(5)，所述保護層(5)包括復合層(6)，所述復合層(6)包括至少一層第一類薄膜層(61)和至少一層第二類薄膜層(62)；其中，所述第一類薄膜層(61)和所述第二類薄膜層(62)交替堆疊設置，且所述第一類薄膜層(61)和所述第二類薄膜層(62)由不同的材料制作而成。2.根據權利要求1所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述第一類薄膜層(61)由氮氧化硅制作而成；所述第二類薄膜層(62)由氧化硅或者氮化硅制作而成。3.根據權利要求1所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述第一類薄膜層(61)由氮氧化鋁制作而成；所述第二類薄膜層(62)由氧化鋁或者氮化鋁制作而成。4.根據權利要求1-3任一所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述復合層(6)包括至少兩層所述第一類薄膜層(61)，所述復合層(6)的最下層和最上層均為所述第一類薄膜層(61)。5.根據權利要求4所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述復合層(6)中，每一層所述第一類薄膜層(61)的厚度均相同，每一層所述第二類薄膜層(62)的厚度均相同，所述復合層(6)的厚度等于全部所述第一類薄膜層(61)和全部所述第二類薄膜層(62)的厚度的總和。6.根據權利要求4所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述復合層(6)中，所述第一類薄膜層(61)的厚度由下至上逐層遞減，每一所述第二類薄膜層(62)的厚度均相同，所述復合層(6)的厚度等于全部所述第一類薄膜層(61)和全部所述第二類薄膜層(62)的厚度的總和。7.根據權利要求4所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述第一類薄膜層(61)的厚度大于所述第二類薄膜層(62)的厚度。8.根據權利要求7所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述第一類薄膜層(61)的厚度在100nm-800nm之間，所述第二類薄膜層(62)的厚度在20nm-200nm之間。9.根據權利要求1-3任一所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述復合層(6)還包括第三類厚膜層(63)，所述第三類厚膜層(63)的材質不同于所述第一類薄膜層(61)和所述第二類薄膜層(62)；在所述復合層(6)中，所述第三類厚膜層(63)位于最下層，所述第一類薄膜層(61)和所述第二類薄膜層(62)在所述第三類厚膜層(63)上交替堆疊設置。10.根據權利要求9所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述第一類薄膜層(61)的厚度在100nm-800nm之間，所述第二類薄膜層(62)的厚度在20nm-200nm之間，所述第三類厚膜層(63)厚度在800nm-2000nm之間。11.根據權利要求9所述的熱敏打印頭，其特征在于，所述第三類厚膜層(63)由氮氧化鋁、氮氧化硅和氮氧化鉭中的一種制作而成。12.一種如權利要求4所述的熱敏打印頭的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：步驟1、在絕緣基板(1)的上表面形成蓄熱層(2)；步驟2、在蓄熱層(2)的上表面形成電阻層(3)和電極層(4)；步驟3、在電阻層(3)上形成電阻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭禮清，
申請(專利權)人：深圳市博思得科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：