基底材料与隔热层

2.4.1　基底材料与隔热层

传统热打印头基底层采用氧化铝陶瓷材料，有相对长时间的使用经验。然而，若要求热打印头具备快速的热响应能力，则基底层材料应当比氧化铝陶瓷的热散射效应更高，且相比传统玻璃釉而言要求隔热薄层的热散射更低。

表2－1给出了与热打印头制造相关的各种材料的热散射性能。检查这些材料的热散射数据后发现，以单晶硅作为基底层材料是值得考虑的方案。得出这种结论的理由如下:由单晶硅所制成基底层的热散射能力大约比氧化铝陶瓷材料高6倍，而且单晶硅平滑的表面有利于以600dpi的分辨率绕制成稳定的线圈“图案”。

表2－1　各种材料的热散射性能

基底层材料解决后，剩下的主要问题就是如何发现并得到合适的隔热层，以及如何在单晶硅材料上构造成隔热层。研究结果表明，氧化反应喷溅工艺适合于隔热层构造，这种工艺形成的隔热层由硅基合金反应性喷溅的薄膜组成，用于代替传统热转移打印头使用的玻璃釉，其热散射性能已经在表2－1中给出，比玻璃釉层低15%。

图2－24反映各种工艺条件影响下的隔热层结构差异，其中工艺条件指喷溅压力，按从左到右的次序依次为0.7Pa、0.9Pa、1.1Pa、1.3Pa和1.5Pa，样品宽度5μm。

事实已经证明，只要改变喷溅操作的工艺条件，则构造成密度范围广泛的薄膜完全可以做到。从图2－24所示的扫描电镜图像可以看出，给定的喷溅压力越高，则圆筒形结构的密度倾向于越低，以至于影响隔热层功能的正常发挥。密度变化也会影响热转移打印头的热响应能力，给定的喷溅气体压力越高时打印头将产生更高的热量。这样，考虑到热打印头的热响应能力和打印头的生产效率，喷溅压力设置为约等于1Pa。

图2－24　隔热层的扫描电镜图像