热敏头的制作方法

专利名称：：热敏头的制作方法
技术领域：
：本发明涉及热敏头。
背景技术：
：热敏头被用于复写打印机、卡片打印机、视频打印机、条形码打印机、标签打印机、传真机以及售票机等打印装置的热敏记录。这种热敏头，通过将打印部分加热到规定温度，从而在介质上进行打印，或是消去已打印的信息。具体而言，通过选择性地将电位施于以直线方式设置的单体或者多个发热电阻体并使之发热，热敏头根据所获得的热能，从而在反应介质上打印文字或图，或是消去已打印的文字或图。在日本特开平10-71737号公报中公开了一种热敏头，在氧化铝等陶瓷基板上按顺序形成导电体以及发热电阻体。另外，在日本特开平7-125277号公报中公开了一种在发热电阻体上形成导电材料的热敏头。另外，在日本特开平10-71737号公报以及日本特开平7-125277号公报中，公开了一种将含有玻璃成分的银电极作为热敏头所具有的导电体。这种热敏头中的公共电极(Commonelectrode)和引线电极(Leadelectrode)的形成方法是使用丝网印刷法、电解电镀法以及光刻法来形成图案的方法。
发明内容在上述公共电极和引线电极的形成方法中，从降低成本的观点出发优选丝网印刷法。然而，在使用日本特开平10-71737号公报以及日本特开平7-125277号公报中所记载的导电体，通过丝网印刷法来形成电极的情况下，公共电极和发热电阻体的紧密附着性不够充分，从而导致公共电极和发热电阻体之间容易产生剥离。另夕卜，日本特开平10-71737号公报中所记载的电极因为含有PbO作为玻璃成分，而难以顺应近年来出于环境保护考虑的无铅产品的发展需要。因此，本发明的目的在于，提供一种公共电极和发热电阻体的紧密附着性出色、且Pb含量充分降低的热敏头。本发明的热敏头具备基板、设置于基板上的釉层(Glazelayer)、设置于釉层上的公共电极、设置于公共电极和釉层上的发热电阻体、设置于发热电阻体上的引线电极；其中，公共电极含有由金属构成的导电材料、玻璃粉(Glassfrit)，玻璃粉中含有1535质量％的Zn0、1434质量％的Si02、225质量％的Al203、215质量％的Ti02、525质量X的Ca0以及727质量X的Ba0。根据本发明的热敏头，因为含有于公共电极的玻璃粉中含有上述特定量的上述特定的金属氧化物，所以能够抑制来自公共电极的玻璃成分析出到发热电阻体和公共电极的界面。因此，能够抑制被认为是由于玻璃成分的析出而产生的公共电极和发热电阻体之间的剥离，因而能够获得公共电极和发热电阻体的紧密附着性出色的热敏头。另外，本发明的热敏头具有设置于基板上的釉层。在将公共电极层叠于釉层上的时候，釉层的玻璃成分中与公共电极所含的特定成分相同的成分，由于热扩散等而扩散至公共电极表面，进入到由5102和八1203形成的玻璃的网眼结构中，产生玻璃的网眼变大、网眼结构变软等反应，所以公共电极和釉层的紧密附着性也变好。另外，本发明的热敏头因为不含Pb作为公共电极的必要成分，所以能够提供一种Pb含量充分降低的产品。另外，获得本发明的效果的理由并不限于上述内容。另外，本发明的热敏头所涉及的玻璃粉优选含有2030质量％的Zn0、1929质量X的Si02、717质量％的八1203、510质量％的Ti02、1020质量％的CaO以及1222质量％的BaO。如果公共电极中含有上述特定量的上述特定的金属氧化物，那么就能够获得公共电极和发热电阻体的紧密附着性出色的热敏头。另外，本发明的热敏头所涉及的导电材料优选含有选自Ag、Pd、Au、Pt、Ni、Cu以及Al中的至少一种金属。另外，本发明的热敏头所涉及的玻璃粉含量优选为以导电材料的全体作为基准的110质量％。如果玻璃粉的含量大于10质量％，那么就会有公共电极的导电性变差的倾向，如果玻璃粉的含量小于1质量％，那么就会有釉层和公共电极的充分的紧密附着性无法获得的倾向。根据本发明能够提供一种公共电极表面和发热电阻体的紧密附着性出色、且Pb含量充分降低的热敏头。图1是本发明的优选实施方式所涉及的热敏头的俯视图。图2是在图1的热敏头的II-II线的断面示意图。图3(a)是剥离强度测定试验时的热敏头的俯视图。图3(b)是剥离强度测定试验中的一个例子所涉及的图3(a)的热敏头的III-III线的断面示意图。图3(c)是剥离强度测定试验中的另外一个例子所涉及的图3(a)的热敏头的III-III线的断面示意图。具体实施例方式以下参照附图，对本发明的热敏头的优选实施方式加以具体的说明。但是，本发明并不限于以下实施方式。图1是本发明的优选的实施方式所涉及的热敏头的俯视图。如图1所示，本实施方式的热敏头5具备在设置有釉层3的基板7上形成的日语片假名"-"字符形状的公共电极4、在长边方向(x方向)上连续覆盖公共电极4的表面的主体部分、以及具有垂直连接于该主体部分的齿部分的梳子形状的发热电阻体l，所述主体部分在基板7的长边方向(x方向)上以等间隔配列的方式设置在釉层3上、分别覆盖发热电阻体1的齿部分两端的引线电极2a，2b。具体而言，发热电阻体l的形状是在长边方向(x方向)上连续覆盖公共电极4的表面的部分成为主体部分(梳子的长边部分)，在釉层上以等间隔配列的方式设置的多个部分成为齿部分。以等间隔配列的方式设置的发热电阻体1的齿部分的一部分从引线电极2a，2b之间露出。图2是沿II-II线剖开图1的热敏头5的时候的断面示意图。热敏头5具有如图2所示的层叠结构。该层叠结构具有按从下往上顺序层叠基底座6、基板7、釉层3的层叠部8。另外，在层叠部8的釉层3上设置有公共电极4，并以覆盖釉层3的一部分以及公共电极4的方式设置有发热电阻体1。然后，以分别覆盖发热电阻体1的两端部的方式设置有引线电极2a，2b，其中引线电极2a设置于公共电极4上。再有，保护层9以覆盖露出于引线电极2a和引线电极2b之间的发热电阻体1和引线电极2a，2b的方式被设置于层叠部8上。以下参照图2对构成各部件的材料加以详细说明。另外，在此所说明的热敏头既可以用作打印用的打印头，又可以用作消去文字用的擦除头。(基板以及釉层)基板7优选含有氧化铝基材等具有绝缘性的陶瓷。在基板7的表面上设置有规定厚度的釉层3。釉层3例如是通过软化以及烧成玻璃而形成的，并作为蓄热层来行使其功能。另外，基板7能够形成于具有放热作用的基底座6上面。作为基底座的材料可以列举热传导率良好的铝。基底座6和基板7可以通过连接层(没有图示)进行连接。(公共电极以及发热电阻体)在釉层3上面形成有公共电极4。有时公共电极4在通常的热敏头中被称为辅助电极。当大电流流到后述的引线电极2a的时候，公共电极4具有有效防止引线电极2a上的电压下降的作用。本实施方式的热敏头5中所使用的公共电极4含有导电材料和玻璃粉。作为导电材料优选含有选自Ag、Pd、Au、Pt、Ni、Cu以及Al中的至少一种金属，从经济性的观点出发更加优选为含有Ag。另外，玻璃粉优选含有1535质量％的Zn0、1434质量％的Si02、225质量％的八1203、215质量％的Ti02、525质量％的CaO以及727质量％的BaO。发热电阻体1以覆盖公共电极4和上述釉层3的表面的一部分的方式形成在层叠部8上。作为发热电阻体1例如可以列举由TaSi02、NbSi02等所谓的金属陶瓷类材料的薄膜、聚硅(Poly-Si)薄膜或者氧化钌薄膜构成的电阻体。发热电阻体l既可以使用真空镀、CVD(化学气相沉积法ChemicalV即orD印osition)、溅射等薄膜形成技术以及光刻技术来加以形成，也可以使用丝网印刷并进行烧成的厚膜形成技术来加以形成。发热电阻体的厚度优选为0.0330iim。如果公共电极4中含有的玻璃粉的组成如上所述，那么在制作公共电极4的时候或是使用热敏头5的时候，就能够抑制玻璃从公共电极4析出，充分维持公共电极4和发热电阻体1之间的紧密附着性。另外，如果玻璃粉中的A1203的含量小于上述范围的情况下，因为在公共电极形成后，形成发热电阻体等其他部件的时候，玻璃发生软化，所以公共电极4和发热电阻体1的紧密附着性会变得不够充分。如果玻璃粉中的Si02以及八1203中任意一个的含量是在上述范围以外，那么不仅仅是公共电极4和发热电阻体1的紧密附着性会变得不够充分，而且还会有公共电极4和釉层3的紧密附着性变得不够充分的倾向。另外，如果Ti02、CaO以及BaO中任意一个的含量是在上述范围以外，那么不仅仅是公共电极4和发热电阻体1的紧密附着性会变得不够5充分，而且还会有公共电极4和釉层3的紧密附着性变得不够充分的倾向。玻璃粉的组成优选含有2030质量％的Zn0、1929质量％的Si02、717质量％的八1203、510质量％的1102、1020质量X的CaO以及1222质量％的BaO。如果玻璃粉是上述组成，那么公共电极和发热电阻体的紧密附着性就会有进一步的提高。公共电极4具有使玻璃粉分散于金属基体中的结构。具体优选为具有颗粒状的金属(金属颗粒)被玻璃粉(薄片或者粉末等玻璃碎片)结合的结构。玻璃粉在制作公共电极的时候发生融解并变得具有粘合性，从而能够作为连接金属颗粒与金属颗粒之间的结合剂发挥作用。玻璃粉优选使用结晶化玻璃。从使电极材料的充填性良好的观点出发，优选使用金属颗粒作为导电材料，更加优选金属颗粒的平均粒径为0.0110iim。如果金属颗粒的平均粒径小于0.01iim的情况下，那么金属颗粒与金属颗粒再凝集的倾向就比较强，并且会有金属颗粒的收縮率变大的倾向。其结果就会有发生导电材料的中断、导电性变差的倾向。另外，如果金属颗粒的平均粒径大于lOiim，那么就会有导体膏的印刷性以及分散性变差的倾向。另外，在公共电极4中所含的玻璃粉为颗粒状(玻璃颗粒)的情况下，玻璃颗粒的粒径优选为0.130iim，其形状更加优选为鳞片状。在该颗粒形状不为鳞片状的情况下，也优选玻璃颗粒的粒径为0.130iim。在由丝网印刷法来形成公共电极4的情况下，先要准备含有上述导电材料以及玻璃粉、作为粘结齐U、分散齐U、溶剂等的混合物的介质的导电膏。作为介质，必要时适当选自粘结剂如乙基纤维素、硝化纤维素、丙烯类树脂等；溶剂如松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、甲苯、环己烷、丁酮等；其他分散剂；沉淀防止剂；活性剂等。导体膏中的介质含有率优选为1070质量％程度。导体膏可以通过混合上述导电材料和玻璃粉，并在这之上再混合上述粘结剂、溶剂、必要时适当选择的分散剂、沉淀防止剂、活性剂等，然后通过混炼以及浆化来加以制造。公共电极4是通过以规定的图案将上述导体膏印刷到层叠部8的釉层3上面并加以烧成而制得。另外，根据电极的厚度，丝网印刷可以进行1次或者重复进行多次。公共电极4的厚度优选为130iim。在制成的公共电极中，玻璃粉的含量优选为以导电材料全体作为基准的110质量％，更优选为59质量％，进一步优选为37质量％。如果玻璃粉的含量大于10质量％，那么就会有公共电极的导电性变差的倾向。而如果玻璃粉的含量小于1质量％，那么就会有不能够获得与釉层的充分的紧密附着性的倾向。玻璃粉中所含的成分1102、CaO或者BaO中的一部分也可以由其他金属氧化物来代替。作为Ti(^的代替成分例如可以列举ZnO以及ZrO。另外，作为CaO以及BaO的代替成分例如可以列举SrO。(引线电极2a，2b)引线电极2a通过发热电阻体l电连接于公共电极4。如上所述，在大电流流到引线电极2a的时候，为了防止在引线电极2a上的电压下降，以覆盖设置于公共电极4上面的发热电阻体l的一部分的方式设置引线电极2a。而在通常的热敏头中，与引线电极2a具有规定的间隔、并以覆盖发热电阻体1的其他部分的方式设置的引线电极2b，连接于为了控制施加给发热电阻体1电压的IC芯片(没有图示)。引线电极2a，2b例如由铝构成。引线电极由溅射等薄膜形成技术以及光刻技术来加以形成。另外，对于引线电极2a，2b的厚度虽然没有特别的限制，但是优选为0.052iim。(保护层)热敏头5具有厚度为330ym程度的保护层9作为最上层。保护层9以覆盖发热电阻体l、引线电极2a，2b以及釉层3等的方式成膜。作为构成保护膜9的材料可以列举Si02、SiON、SiAlO、SiBP等。这些保护膜层是由蒸镀法、溅射法或者等离子CVD发等形成。在本实施方式的热敏头5中，通过连接引线电极2a，2b并施加电压从而加热发热电阻体l，如图2所示在保护层9的表面当中，位于没有被引线电极2a，2b覆盖的发热电阻体1的表面1S的正上方的部分，作为打印头以及擦除头来行使其功能。上述的热敏头能够用于例如条形码标签打印机、售票机用打印机、预付消费卡用打印机以及视频打印机等。根据具备上述公共电极的本实施方式的热敏头，那么就能够抑制在形成发热电阻体的时候以及在使用热敏头的时候的公共电极与发热电阻体的剥离，从而也就能够获得长寿命的热敏头。再有，因为本实施方式的公共电极没有含有Pb作为必须成分，所以就能够制造出Pb含量降低的环保型热敏头。总之，通过将公共电极中的玻璃粉的组成设为在本实施方式范围中的值，从而能够制造出公共电极即使完全不含有铅、公共电极和发热电阻体的紧密附着性也十分出色的热敏头。接着，通过举出具体的实施例来进一步详细地说明本发明。并且，本发明并不限于以下所述的实施例。〈实施例113、比较例112>(导电膏组合物的调制)通过混炼Ag颗粒、玻璃颗粒(玻璃粉)、粘结剂以及分散剂来调制导电膏组合物。Ag颗粒的平均粒径为0.5iim，玻璃颗粒的平均粒径为2iim。作为粘结剂是使用将乙基纤维素类树脂溶解于松油醇而成的15质量％的溶液。所获得的导电膏组合物中的Ag颗粒的含量为70质量％。另外，粘结剂的配合量是以Ag颗粒全部质量作为基准的2040质量％。另外，分散剂的配合量是，其有效成分浓度是以Ag颗粒和玻璃颗粒的合计质量作为基准的1质量％。在实施例113、比较例112中所使用的玻璃颗粒的组成以及以Ag颗粒全部质量作为基准的玻璃颗粒的含量如下述表1所示。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>图3(b)所示，以相对于第1基板15垂直的方式使用粘结剂将螺栓13固定于引线电极2a的表面上。然后，由拉伸试验机将螺栓13朝图中箭头方向进行拉伸，从而测定在公共电极4和发热电阻体1之间产生剥离时的负荷。如上所述进行测定的剥离强度(N/cm2)的结果如表2所示。(试验2)其次，在第1基板15上形成保护层9，获得热敏头5之后，针对热敏头5采用与试验1相同的方法，将螺栓13固定于图3(a)所示的螺栓固定部12。具体如图3(c)所示，以相对于热敏头5垂直的方式使用粘结剂将螺栓13固定于保护膜9的表面上。然后，由拉伸试验机将螺栓13朝图中箭头方向进行拉伸，从而测定在公共电极4和发热电阻体1之间产生剥离时的负荷。如上所述进行测定的剥离强度(N/cm2)的结果如表2所示。另外，用于试验1以及试验2的上述拉伸试验机的拉伸速度为5mm/分钟。[表2]剥离强度(N/cm2)试验1试验2114314021341283141138413598128956132130实施例1351298116869142137101218111145134121328713177175188812797237267452214924比较例6817276698602397359104519117662125522在实施例113中，公共电极4和发热电阻体1之间获得充分的强度。特别是在实施例13中，在试验1以及试验2的2个试验中获得170N/cm2以上的剥离强度。而玻璃颗粒的构成成分含量偏离本发明中所规定的组成范围的比较例112中，公共电极就得不9到充分的剥离强度。因此，根据本发明能够提供一种公共电极和发热电阻体的紧密附着性足够高、且Pb的含量充分降低的热敏头。权利要求一种热敏头，其特征在于具备基板、设置于所述基板上的釉层、设置于所述釉层上的公共电极、设置于所述公共电极和所述釉层上的发热电阻体、设置于所述发热电阻体上的引线电极；所述公共电极含有由金属构成的导电材料、玻璃粉，所述玻璃粉中含有15～35质量％的ZnO、14～34质量％的SiO2、2～25质量％的Al2O3、2～15质量％的TiO2、5～25质量％的CaO以及7～27质量％的BaO。2.如权利要求l所述的热敏头，其特征在于所述玻璃粉含有2030质量％的Zn0、1929质量％的Si02、717质量％的A1203、510质量％的Ti02、1020质量％的Ca0以及1222质量％的Ba0。3.如权利要求l所述的热敏头，其特征在于所述导电材料含有选自Ag、Pd、Au、Pt、Ni、Cu以及A1中的至少一种金属。4.如权利要求13中任意一项所述的热敏头，其特征在于所述玻璃粉含量是以所述导电材料的全体作为基准的110质量％。全文摘要本发明提供一种公共电极和发热电阻体的紧密附着性出色、且Pb含量充分降低的热敏头。所述热敏头(5)具备基板(7)、设置于基板(7)上的釉层(3)、设置于釉层(3)上的公共电极(4)、设置于公共电极(4)和釉层(3)上的发热电阻体(1)、设置于发热电阻体(1)上的引线电极(2a，2b)；其中，公共电极(4)含有由金属构成的导电材料、玻璃粉，玻璃粉中含有15～35质量％的ZnO、14～34质量％的SiO2、2～25质量％的Al2O3、2～15质量％的TiO2、5～25质量％的CaO以及7～27质量％的BaO。文档编号B41J2/335GK101774305SQ2009102620公开日2010年7月14日申请日期2009年12月23日优先权日2009年1月9日发明者五十岚克彦,仁宫惠美,山田宽申请人:Tdk株式会社