JPH022024A - Thermal head - Google Patents
Thermal headInfo
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- JPH022024A JPH022024A JP14316088A JP14316088A JPH022024A JP H022024 A JPH022024 A JP H022024A JP 14316088 A JP14316088 A JP 14316088A JP 14316088 A JP14316088 A JP 14316088A JP H022024 A JPH022024 A JP H022024A
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- radiation plate
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- substrate
- thermal head
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、セラミック系素子基板とガラスエポキシ系印
刷配線基板(以下ガラエポ系印刷基板と略す)とに分割
された基板を放熱板に搭載した構造のサーマルヘッドに
関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to a method in which a substrate divided into a ceramic element substrate and a glass epoxy printed wiring board (hereinafter abbreviated as glass epoxy printed wiring board) is mounted on a heat sink. Regarding the structure of the thermal head.
〔従来の技術]
従来、この種の分割型のサーマルヘッドは、第3図に示
すように、発熱抵抗体4と図外の電極導体等を形成した
セラミック系素子基板1と、ガラエポ系印刷基板2とを
、アルミ等の金属からなる放熱板3の上に接着剤5等に
より貼り付けて搭載している。そして、ガラエポ系印刷
基板2にICペレット6を搭載し、金線7を用いてIC
ペレット6とセラミック系素子基板1およびガラエポ系
印刷基板2の対応する電極部分の間を接続している。更
に、ICペレット6には保護用のプリコート樹脂8をコ
ーティングし、またガラエポ系印刷基板2の一部にはコ
ネクタ9等の部品を半田接続で搭載している。[Prior Art] Conventionally, this type of split-type thermal head, as shown in FIG. 2 are attached and mounted on a heat sink 3 made of metal such as aluminum using an adhesive 5 or the like. Then, the IC pellet 6 is mounted on the glass epoxy printed circuit board 2, and the IC pellet 6 is mounted using the gold wire 7.
The pellet 6 is connected to the corresponding electrode portions of the ceramic element substrate 1 and the glass-epoxy printed circuit board 2. Further, the IC pellet 6 is coated with a protective precoat resin 8, and parts such as a connector 9 are mounted on a part of the glass epoxy printed circuit board 2 by soldering.
上述した従来の分割型のサーマルヘッドは、放熱板3に
直接セラミック系素子基板1とガラエポ系印刷基板2を
接着剤等で搭載しているため、夫々の熱膨張率の違いが
原因して、次のような問題が生じている。In the conventional split-type thermal head described above, the ceramic element substrate 1 and the glass-epoxy printed circuit board 2 are mounted directly on the heat sink 3 with adhesive or the like, so the difference in coefficient of thermal expansion of each of them causes The following problems have arisen:
即ち、セラミック系素子基板lは通常アルミナセラミッ
ク等から成るため、熱膨張率は約6.5×10−h/”
Cである。また、ガラエポ系印刷基板2はガラエボ系の
樹脂からなるため、熱膨張率は約10XIO−/”Cで
ある。更に、放熱板3は材質がアルミニウムの場合で約
23xlO−6/”c、鉄の場合で約12X10−’/
”Cの熱膨張率となっている。That is, since the ceramic element substrate l is usually made of alumina ceramic or the like, the coefficient of thermal expansion is approximately 6.5 x 10-h/''
It is C. Furthermore, since the glass-epoxy printed circuit board 2 is made of glass-epoxy resin, its thermal expansion coefficient is approximately 10XIO-/''C. Furthermore, the heat sink 3 is approximately 23XIO-6/''c when made of aluminum, and approximately 23XIO-6/''c when made of aluminum. Approximately 12X10-'/
"The coefficient of thermal expansion is C.
このため、これら基板1.2と放熱板3の熱膨張率の相
違により、高温時における熱応力の差によるバイメタル
的な効果により、サーマルヘッド全体が厚さ方向に湾曲
されてしまう。このことは、前記した金線7のワイヤボ
ンディング接続時にヒーターによる加熱で基板が反り、
金線の接続が不十分なものになるという製造上の問題と
なる。また、完成されたサーマルヘッドによる印字動作
に際しては、抵抗体4の発熱により製品に反りが発生し
、対向するプラテンローラーとの当たりムラから印字品
質が劣化するという問題が生じることになる。Therefore, due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate 1.2 and the heat sink 3, the entire thermal head is curved in the thickness direction due to a bimetallic effect caused by a difference in thermal stress at high temperatures. This means that the substrate may warp due to heating by the heater during the wire bonding connection of the gold wire 7 mentioned above.
This results in manufacturing problems that result in poor gold wire connections. Further, when printing with the completed thermal head, the heat generated by the resistor 4 causes the product to warp, and uneven contact with the opposing platen roller causes the problem of deterioration of print quality.
本発明者の検討によれば、従来では一20〜70°Cの
温度変化により、100〜200μmの反りが確認され
ている。According to studies by the present inventors, warping of 100 to 200 μm has been confirmed in the past due to a temperature change of -20 to 70°C.
本発明は上述した温度変化に伴う反りの発生を抑制した
サーマルヘッドを提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide a thermal head that suppresses the occurrence of warpage caused by the above-mentioned temperature changes.
〔課題を解決するための手段]
本発明のサーマルヘッドは、発熱抵抗体を形成したセラ
ミック系素子基板と、ガラエボ系印刷基板とを接着した
金属製の放熱板に、素子基板及び印刷基板を搭載した面
と対向する面に、放熱板より熱膨張率の小さい材料から
なる補償用基板を接着した構成としている。[Means for Solving the Problems] The thermal head of the present invention has an element substrate and a printed circuit board mounted on a metal heat sink in which a ceramic element substrate on which a heating resistor is formed and a Galevo printed circuit board are bonded together. A compensation substrate made of a material having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the heat sink is adhered to the surface opposite to the surface.
上述した構成では、セラミック系素子基板又はガラエポ
系印刷基板と放熱板との熱膨張率の差によって生じる応
力を、補償用基板と放熱板との熱膨張率の差によって生
じる反対方向の応力で相殺し、サーマルヘッドにおける
曲げ9反りを防止する。In the above configuration, the stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic element substrate or the glass-epoxy printed circuit board and the heat sink is offset by the stress in the opposite direction caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the compensation substrate and the heat sink. This prevents bending and warpage in the thermal head.
次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1実施例の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention.
図において、1は表面に抵抗体4や図外の電極導体等を
スパッタリング成膜法およびフォトリソグラフィ法によ
り形成したアルミナセラミック等からなるセラミック系
素子基板、また2は表面に形成した銅箔を印刷法により
所要の配線パターンに形成したガラスエポキシからなる
ガラエボ系印刷基板2である。そして、これらセラミッ
ク系素子基板1とガラエボ系印刷基板2とを、図示の断
面形状に押出し加工されたアルミニウム製の放熱板3の
上面に接着剤5を用いて接着している。In the figure, 1 is a ceramic element substrate made of alumina ceramic or the like on which a resistor 4 and electrode conductors (not shown) are formed by sputtering and photolithography, and 2 is a printed copper foil formed on the surface. This is a glass epoxy printed circuit board 2 made of glass epoxy formed into a desired wiring pattern by a method. The ceramic element substrate 1 and the Gala Evo printed circuit board 2 are bonded using an adhesive 5 to the upper surface of an aluminum heat sink 3 that has been extruded into the cross-sectional shape shown.
また、前記ガラエボ系印刷基板2上にはペーストを用い
てICペレット6を搭載し、かつこれを金線7を用いて
ガラエポ系印刷基板2及びセラミック系素子基板1の所
定の電極間に接続する。このICペレット6及び金線7
には保護用のプリコート樹脂8をコーティングする。更
に、ガラエポ系印刷基板2の一部には、コネクタ9等の
搭載部品を半田接続している。Furthermore, an IC pellet 6 is mounted on the glass-epoxy printed circuit board 2 using paste, and this is connected between predetermined electrodes of the glass-epoxy printed circuit board 2 and the ceramic element substrate 1 using gold wires 7. . This IC pellet 6 and gold wire 7
is coated with a protective pre-coat resin 8. Further, mounted components such as a connector 9 are connected to a part of the glass epoxy printed circuit board 2 by soldering.
一方、前記放熱板3の裏面には、前記セラミック系素子
基板1と対向する位置に、同じ材質からなる補償セラミ
ック基板10を接着剤5で接着している。この実施例で
は、放熱板3の表面に接着したセラミック系素子基板1
の幅と、ガラエボ系印刷基板2の幅を2=1の寸法比に
設定しているため、前記補償セラミック基板10はセラ
ミック系素子基板1の幅と同じになるように、放熱板3
の273の幅寸法に設定している。On the other hand, a compensating ceramic substrate 10 made of the same material is adhered to the back surface of the heat sink 3 at a position facing the ceramic element substrate 1 with an adhesive 5. In this embodiment, a ceramic element substrate 1 is bonded to the surface of a heat sink 3.
The width of the compensation ceramic substrate 10 and the width of the Gala Evo printed circuit board 2 are set at a dimensional ratio of 2=1.
The width dimension is set to 273.
この構成によれば、セラミック系素子基板1に形成した
抵抗体4に通電を行って発熱させ、この熱を利用して図
外のプラテンローラーとの間で熱圧着印字を行うことは
これまでと同じである。According to this configuration, it is no longer possible to energize the resistor 4 formed on the ceramic element substrate 1 to generate heat, and to use this heat to perform thermocompression printing with a platen roller (not shown). It's the same.
そして、この構成では放熱板3の裏面に補償セラミック
基板10を接着することにより、セラミック系素子基板
lと放熱板3の熱膨張率の差による高温時の曲がりを防
ぐことが可能となる。つまり、セラミック系素子基板1
と放熱板3の組合わせと、ガラエボ系印刷基板2と放熱
板3の組合わせとでは高温時の曲がり量が異なるが、こ
の例では放熱板3に接着する面積の大きいセラミック系
素子基板1における曲がりが支配的となる。しかしなが
ら、このセラミック系素子基板1と同じ熱膨張率を存す
る補償セラミック基板10を、放熱板3の裏面の対向す
る位置に同一幅寸法で接着していることにより、セラミ
ック系素子基板1と補償セラミック基板10の夫々にお
いて放熱板3との間に生じる熱応力が相殺され、サーマ
ルヘッドにおける曲がりが防止できる。In this configuration, by bonding the compensating ceramic substrate 10 to the back surface of the heat sink 3, it is possible to prevent bending at high temperatures due to the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic element substrate l and the heat sink 3. In other words, ceramic element substrate 1
The amount of bending at high temperatures is different between the combination of the printed circuit board 2 and the heat sink 3, and the combination of the Gala Evo printed circuit board 2 and the heat sink 3. Curvature becomes dominant. However, by bonding the compensation ceramic substrate 10 having the same coefficient of thermal expansion as the ceramic element substrate 1 at opposite positions on the back surface of the heat sink 3 with the same width dimension, the ceramic element substrate 1 and the compensation ceramic Thermal stress generated between each of the substrates 10 and the heat sink 3 is canceled out, and bending in the thermal head can be prevented.
本発明者の検討によれば、本実施例による曲がりは、−
20〜−70″Cの範囲において最大10pmであり、
従来の100〜200μmに較べ大幅に改良されること
が確認された。According to the inventor's study, the bending according to this embodiment is -
Maximum 10pm in the range of 20~-70″C,
It was confirmed that this was significantly improved compared to the conventional 100 to 200 μm.
第2図は、本発明の第2実施例の縦断面図であり、第1
図と同一部分には同一符号を付しである。FIG. 2 is a vertical sectional view of the second embodiment of the present invention, and
The same parts as in the figures are given the same reference numerals.
この実施例では、放熱板3の表面に接着するセラミック
系素子基板1とガラエボ系印刷基板2の幅寸法比を、逆
に1:2としており、これによりサーマルヘッドの高温
時の曲がりはガラエポ系印刷基板2が支配的となる。こ
のため、ここでは放熱板3の裏面のガラエポ系印刷基板
2に対向する位置に、ガラエポ系印刷基板2と同じ幅寸
法の補償ガラエボ基板11を接着剤5で接着している。In this embodiment, the width ratio of the ceramic element substrate 1 and the glass-epoxy printed circuit board 2, which are bonded to the surface of the heat dissipation plate 3, is 1:2. The printed circuit board 2 becomes dominant. For this reason, here, a compensating glass epoxy substrate 11 having the same width as the glass epoxy printed circuit board 2 is adhered with an adhesive 5 on the back side of the heat sink 3 at a position facing the glass epoxy printed circuit board 2 .
この実施例では、高温時の曲がりで支配的となるガラエ
ポ系印刷基板2の熱応力を、補償ガラエボ基板11によ
って相殺し、サーマルヘッドにおける曲がりを防止する
ことが可能となる。In this embodiment, the thermal stress of the glass epoxy printed circuit board 2, which is dominant in bending at high temperatures, is offset by the compensating glass epoxy substrate 11, thereby making it possible to prevent the thermal head from bending.
なお、放熱板の裏面側に接着される補償用の基板は、放
熱板より熱膨張係数が小さなことが、本発明の効果を生
じさせる条件であり、この補償用の基板の材料がセラミ
ック基板やガラエボ基板に限らないことはもちろんであ
る。Note that the compensation substrate bonded to the back side of the heat sink must have a smaller coefficient of thermal expansion than the heat sink for the effect of the present invention to be produced, and the material of the compensation substrate may be a ceramic substrate or Of course, it is not limited to the Gala Evo board.
[発明の効果]
以上説明したように本発明は、セラミック系素子基板及
びガラエポ系印刷基板とを接着した放熱板の裏面に、放
熱板より熱膨張率の小さい材料からなる補償用基板を接
着しているので、セラミック系素子基板又はガラエポ系
印刷基板と放熱板との熱膨張率の差によって高温時に生
じる応力を、補償用基板と放熱板との熱膨張率の差によ
って生じる反対方向の応力で相殺し、サーマルヘッドに
おける曲げ2反りを防止する。これにより、製造工程に
おける金線の接続時の反りや、印字動作時におけるヘッ
ドの反りを防止でき、信頼性が高くしかも印字品質の高
いサーマルヘッドを得ることができる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention includes bonding a compensation substrate made of a material with a smaller coefficient of thermal expansion than the heat sink on the back side of the heat sink to which a ceramic element substrate and a glass-epoxy printed circuit board are bonded. Therefore, the stress generated at high temperatures due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic element substrate or the glass-epoxy printed circuit board and the heat sink can be replaced by the stress in the opposite direction caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the compensating substrate and the heat sink. This cancels out bending and prevents warpage in the thermal head. As a result, it is possible to prevent warping of the gold wire during connection in the manufacturing process and warping of the head during printing operations, and it is possible to obtain a thermal head with high reliability and high printing quality.
第1図は本発明のサーマルヘッドの第1実施例の縦断面
図、第2図は本発明の第2実施例の縦断面図、第3図は
従来のサーマルヘッドの縦断面図である。
1・・・セラミック系素子基板、2・・・ガラエポ系印
刷基板、3・・・放熱板、4・・・抵抗体、5・・・接
着剤、6・・・ICペレット、7・・・金線、8・・・
プリコート樹脂、9・・・コネクタ、10・・・補償セ
ラミック基板、11・・・補償ガラエボ基板。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a first embodiment of a thermal head according to the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a conventional thermal head. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ceramic element board, 2... Glass epoxy printed circuit board, 3... Heat sink, 4... Resistor, 5... Adhesive, 6... IC pellet, 7... Gold wire, 8...
Pre-coated resin, 9... Connector, 10... Compensation ceramic board, 11... Compensation Gala Evo board.
Claims (1)
ラスエポキシ系の印刷配線基板とを金属製の放熱板上に
接着した構成のサーマルヘッドにおいて、前記放熱板に
は、前記素子基板及び印刷配線基板を搭載した面と対向
する面に、放熱板より熱膨張率の小さい材料からなる補
償用基板を接着したことを特徴とするサーマルヘッド。1. In a thermal head having a configuration in which a ceramic element substrate on which a heating resistor is formed and a glass epoxy printed wiring board are adhered to a metal heat sink, the heat sink has the element substrate and the printed wiring board attached to the metal heat sink. A thermal head characterized by having a compensation substrate made of a material with a smaller coefficient of thermal expansion than a heat sink bonded to a surface opposite to the surface on which the substrate is mounted.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14316088A JPH022024A (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14316088A JPH022024A (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Thermal head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022024A true JPH022024A (en) | 1990-01-08 |
Family
ID=15332314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14316088A Pending JPH022024A (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH022024A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0439066A (en) * | 1990-06-05 | 1992-02-10 | Rohm Co Ltd | Production of print head heat release board |
| JP2007175981A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Alps Electric Co Ltd | Manufacturing method for thermal head |
| JP2016120611A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 京セラ株式会社 | Thermal head and thermal printer |
-
1988
- 1988-06-10 JP JP14316088A patent/JPH022024A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0439066A (en) * | 1990-06-05 | 1992-02-10 | Rohm Co Ltd | Production of print head heat release board |
| JP2007175981A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Alps Electric Co Ltd | Manufacturing method for thermal head |
| JP2016120611A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 京セラ株式会社 | Thermal head and thermal printer |
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