JPH03124458A - 印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は印字ヘッドに関する。

「従来の技術」 従来、プリンタ等に用いられる印字ヘッドとして、感熱
タイプのサーマル印字ヘッドが知られている。この種の
印字ヘッドは、薄膜形成技術によりセラミック基板上に
絶縁層を介して多数の発熱抵抗層および電極をパターニ
ングして並列形成し、これらを酸化防止層および耐摩耗
層で覆った構造となっている。この印字ヘッドで印字を
行なうためには、印字ヘッドをフレキシブルコネクタ７
でドライブユニットに接続し、このドライブユニットで
印字ヘッドの発熱抵抗層を選択的に発熱させる必要があ
る。

しかし、上述した印字ヘッドでは、素材が高価であり、
しかも製作に高い精度が要求されるため、生産性が悪く
、当然高価なものになるという問題がある。また、この
印字ヘッドはフレキシプルコネクタ等でドライブユニッ
トに接続しなければならないが、印字ヘッドの電極が微
細ピッチで極めて多数並列されているものであるから、
その接続作業が非能率的であるという問題もある。

このようなことから、最近では、ベース部材としてフィ
ルム基板を用い、このフィルム基板にＩＣチップ等のチ
ップ部品をも搭載することが検討されている。すなわち
、この種の印字ヘッドは、フィルム基板上に接着剤を用
いて金属箔を接着し、この金属箔をフォトリングラフィ
法により所定形状にパターニングして金属リードを並列
形成し、この金属リードの断線部分に発熱抵抗層を設け
たうえ、金属リードに直接ＩＣチップ等のドライブチッ
プを接合するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、フィルム基板を用いた印字ヘッドでは、
金属リードがファインピッチ化すると金属箔を接着する
接着剤の接着力が不足する。特に、接着剤はＩＣチップ
等のチップ部品をポンディングする際に加熱されると接
着力が弱まるため、金属リードが位はズレを起し、ピッ
チの不均一、短絡等の問題が生じる。また、接着剤は一
般に絶縁抵抗が小さいため、ファインピッチ化すると金
属リード間の電気抵抗が不足し、動作上に問題が生じる
。

この発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、接着剤
を用いずに、フィルム基板に金属リードを充分な接合強
度で形成でき、金属リードのファインピッチ化を可能と
し、かつＩＣチップ等のチップ部品を良好にポンディン
グすることのできる印字ヘッドを提供することを目的と
するものである。

［課題を解決するための手段コ この発明は上述した目的を達成するために、所定箇所に
針孔が表裏に貫通して形成された耐熱性を有するフィル
ム基板の表裏面にメッキを施して金属層を形成し、この
金属層を所定形状にパターニングすることにより、前記
フィルム基板の表裏面に前記針孔の箇所で表裏が導通し
、かつ所定箇所を断線する間隙部が設けられた金属リー
ドを並列形成し、この各金属リードの間隙部に発熱抵抗
層を被着し、この発熱抵抗層を絶縁保護膜で覆って保護
したうえ、発熱抵抗層を選択的に駆動して発熱させるＩ
Ｃチップを前記金属リードに直接接合したものである。

［作　用］ このような印字ヘッドによれば、金属リードはフィルム
基板にメッキにより被着された金属層よりなるので、ベ
ース部材としてフィルム基板を用いても、金属リードを
フィルム基板に充分な接着強度で形成できる。このため
、金属リードのファインピッチ化が可能となり、ＩＣチ
ップをポンディングする際の加熱によって金属リードが
位置ズレし難く、ピッチの不均一、短絡等を防ぐことが
できる。しかも、接着剤を用いないので、従来のような
接着剤による電気抵抗の不足によって生じる動作上の問
題等をも解消することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を説明する
。

第１図は印字へ一／　トを示す、この印字ヘッドは例え
ばファクシミリ簿のプリンタに用いられてライン印字が
可能なものであり１図示しないが全体は細長い長方形状
をなしている。この印字ヘッドはフィルム基板ｌに多数
の金属リード２および発熱抵抗層３を設けるとともに、
複数の駆動用チップ４および制御用チップ５を搭載し、
発熱抵抗層３を絶縁保護膜６で覆ったうえ、これらを支
持体７　、ｈに接着剤８により接着した構造となってい
る。

フィルム基板ｌはポリイミド、ビスマレイミドトリアジ
ン等のＩ’ＴＦｔａ性を有する耐熱性樹脂よりなるもの
で、長方形状に細長く形成され、その右側の所定箇所に
複数の針孔９（第１図では２つのみを示すが実際には多
数ある）が上下に貫通して形成されている。この針孔９
は先端が鋭利な金属針を用いて直径０．１膳層程ＩＭの
テーパ状に形成されている。

金属リード２は金属薄膜層ｌＯ１銅メッキ層１１、ニッ
ケルメッキ層１２、金メッキ層１３を積層したものであ
り、接着剤等を用いずに直接フィルム基板ｌの上下面お
よび針孔９内に設けられている。この金属リード２はフ
ィルム基板１の上面側が後述する配線リード１４とされ
、下面側が外部回路に接続される接続リード１５とされ
、これら上下の各リード１４．１５が針孔９の箇所で相
互に接続されている。この場合、上面側の配線リード１
４はフィルム基板ｌの長手方向に沿って所定間隔（例え
ば、０．１ｍｍ程度の間隔）で多数並列形成されている
。しかも、この配線リード１４はフィルム基板ｌの幅方
向における左側の所定箇所に間隙部１６がそれぞれ形成
され、この間隙部１６により断線されている。これによ
り、各配線リード１４は間隙部１６の左側で一体的に接
続された共通電極１７とされ、中間がそれぞれ信号電極
１８とされ、右側が接続電極１９とされている１信号電
極１８は複数本（第５図（Ａ）では７木しか示さないが
実際は極めて多数）を１組として各右端が後述する複数
の駆動用チップ４をそれぞれ囲むように配列形成されて
いる。なお、接続電極１９はフィルム基板ｌの右端側に
設けられ、各駆動用チップ４と後述する制御用チップ５
とを接続するためのものである。

発熱抵抗層３はカーボンインク等の導電性インクよりな
り、印刷やロールコート等により配線リード１４の各間
隙部１６に金属リード２の厚さよりも厚く設けられ、か
つ信号電極１８と共通電極１７とに若干型なり１両電極
１８．１７を電気的に接続して設けられている。したが
って、この発熱抵抗層３は駆動用チップ４から各信号電
極１８に駆動信号が与えられと、電流が流れてジュール
熱により発熱する。

駆動用チップ４は配線リード１４の各信号電極１８に選
択的に駆動信号を出力するものであり。

ＩＣチップよりなり、各信号電極１８の右端側に囲まれ
たフィルム基板ｌ上に設けられ、金ワイヤ２０により各
信号電極１８および接続電極１９にポンディングされた
うえ、封止樹脂２１によって封止されている。

制御用チップ５は外部からの印字指令に基づいて各駆動
用チップ４を制御するものであり、ＩＣチップまたはＬ
ＳＩチップ等よりなり、配線り一ド１４の接続電極１９
に各リード端子２２が半田付は等により接合されている
。

絶縁保護膜６はポリイミド等の耐摩耗性および耐酸化性
を有する耐熱樹脂よりなるもので、駆動用チップ４より
も左側に位置する発熱抵抗層３および配線リード１４を
覆って設けられている。なお、この絶縁保護膜６は液状
樹脂を被着して乾燥させるか、ドライフィルムを被着し
て形成される。

支持体７は耐熱性樹脂または可撓性を有する金属板等よ
りなるが、いずれのものでも、ある程度変形可能なもの
を用いる。これは、印字ヘッドが長尺であるため、プラ
テン等に対する各発熱抵抗層３の部分の当りをよくする
ためである。

次に、第１図〜第５図を参照して、上述した印字ヘッド
を製作する場合について説明する。この場合、第２図は
印字ヘッドの製造手順を示し、第３図〜第５図は発熱抵
抗層３を形成する工程を示す。

まず、ポリイミド等のフィルム基板ｌに先端が鋭利な金
属針でテーパ状の針孔９を上下面に貫通させて形成する
。そして、このフィルム基板１の上下面に銅等の金属薄
膜層ｌＯを蒸着またはスパッタリングにより被膜する。

この蒸着またはスパッタリングはフィルム基板ｌの上下
面から行なわれ、針孔９の内面にも同時に金属薄膜層ｌ
ｏを被着する。この後、金属薄膜層１０上に電解メッキ
により銅メッキ層１１を形成する。これにより、フィル
ム基板ｌの上下面に金属薄膜層１０および銅メッキ層１
１よりなる金属層が直接形成される。この場合、金属薄
膜層ｌＯは銅メッキ層１１の下地層となるものであり、
接着剤を用いずにフィルム基板ｌの上下面に充分な接合
強度をもって形成される。なお、この金属薄膜層１０は
銅メッキ層１１と同じ銅が望ましいが、これに限られな
い、また、銅メッキ層１１は金属薄膜層１０によりフィ
ルム基板１に対して充分な接合強度で形成される。この
場合、銅メッキ層１１は金属薄膜層１０と同じ金属材料
であれば特に接合強度は高いが、異なる金属材料であっ
ても差し支えない。

そして、フォトリングラフィ法により銅メッキ層１１お
よび金属薄膜層１０をエツチングして不要な部分を除去
し、銅メッキ層１１および金属薄膜層１０を金属リード
２と同じ形状にパターン形成する。すなわち、銅メッキ
層１１および金属薄膜層１０は、フィルム基板ｌの１−
面側が配線り一ド１４と対応し、下面側が接続リード１
５と対応して残る。この場合、配線リード１４と対応す
る銅メッキ層１１および金属薄膜層１０は、左側の所定
箇所に間隙部１６が形成され、これ以外の部分が左側の
共通電極１７、中間の信号電極１８、右側の接続電極１
９とにそれぞれ対応して残る。

このようにパターン形成された金属薄膜層ｌＯおよび銅
メッキ層１１は、フィルム基板ｌに対する接合強度が充
分であるから、耐熱性がよく、しかも接１１剤のような
電気抵抗の不足による動作上の聞届をも解消できる。

この後、フィルム基板１のＬ下面の銅メッキ層ｌｌ上に
電解メッキによりニッケルメッキ層１２を形成したうえ
、さらに金メッキ層１３を形成する。これにより、フィ
ルム基板ｌの上下両面に金属リード２が形成される。こ
のときには、銅メッキ層１１および金属薄膜層１０が１
−述したように所定形状にパターン形成されているので
、ニッケルメッキ層１２は銅メッキ層１１のに面のみに
形成され、かつ金メッキ層１１はニッケルメッキ層１２
の上面のみに形成される。このため、ニッケルメッキ層
１２および金メッキ層１３をエンチング処理する必要が
ない、しかも、このような方杖を採用すれば、ニッケル
メッキ層１２および金メッキ層１３が不要な部分に設け
られないので、メッキ液が無駄にならず、経済的である
。なお、ニッケルメッキ層１２は銅メッキ層１１を保護
して耐食性を図り、金メッキ層１３を乗りやすくする。

金メッキ層１３は電気抵抗値を下げるためのものである
。

次に、フィルム基板１の上面に配線リード１４を覆って
フォトレジスト２３をスピンコード、デイツプ法、ロー
ルコート等により塗布する。このフォトレジスト２３は
紫外線硬化型導の感光性樹脂よりなり、その膜厚は１〜
４０ｇｍ程度まで自由に形成でき、後述する発熱抵抗層
３の厚さに応じて任意に設定することができるものであ
る。なお、フォトレジスト２３はネガ型、ポジ型のどち
らでもよいが、ここではネガ型を用いた場合について説
明する。

この後、フォトレジスト２３にフォトマスク（図示せず
）を介してフォトレジスト２３に紫外線等の光を照射す
る。この場合には、フォトレジスト２３がネガ型である
から、配線リード１４の間隙部１６と対応する部分のフ
ォトレジスト２３には光が照射されず、それ以外の部分
のフォトレジスト２３に光を照射して硬化させる。そし
て、フォトレジスト２３を現像液で現像すると、第３図
（Ａ）および（Ｂ）に示すように、配線リード１４の間
隙部１６と対応する部分のフォトレジスト２３のみが硬
化してないので除去される。このフォトレジスト２３が
除去された部分は、配線リード１４の間隙部１６よりも
若干大きく形成され、配線リード１４の共通電極１７と
信号電極１８の各端部が若干露出する。

次に、第４図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フォト
レジスト２３が除去された部分に沿ってカーボンインク
等の導電性インク２４を印刷する。このとき、導電性イ
ンク２４は帯状に印刷するだけでよい、そのため、印刷
作業に高い精度が要求されず、容易に導電性インク２４
を印刷することができる。

この後、第５図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フォ
トレジスト２３を剥離液で剥離する。すると、フォトレ
ジスト２３と共にその上面に付看した導電性インク２４
も同時に除去される。これにより、配線リード１４の間
隙部１６のみに導電性インク２４が残り、この導電性イ
ンク２４を乾燥して硬化することにより、発熱抵抗層３
が形成される。この発熱抵抗層３はほぼフォトレジスト
２３の厚さだけ配線リード１４の上方へ突出して形成さ
れ、配線リード１４の共通電極１７および信号電極１８
を接続する。

なお、この後は、駆動用チップ４より左側の配線リード
１４および発熱抵抗層３を絶縁保護膜６で覆って保護す
る。しかる後、信号電極１８の右端で囲まれた箇所に駆
動用チップ４を配置し、ワイヤポンディング装ごにより
駆動用チップ４の各パッド電極と各信号電極１８および
接続電極１９とを金ワイヤ２０で接続するとともに、制
御用チップ５の各リード端子２２を各接続電極１９に半
田付は等で接合する。このとき、金属リード２はフィル
ム基板ｌに対し接着剤を用いずに充分な接着強度をもっ
て設けられているので、金ワイヤ２０のポンディングお
よび制御用チップ５の半田付は等の際に、位置ズレを起
したり剥離したりすることがない、最後に、フィルム基
板ｌを支持体７に接着剤８で接着すれば、第１図に示す
印字ヘッドが得られる。

次に、上述した印字ヘッドで感熱記録を行なう場合につ
いて説ＩＪＪする。この場合には、予め、記録紙および
感熱インクシートを挟んで印字ヘッドをプランテンに当
てかうのであるが、このときには支持体７がある程度変
形可能であるから、印字ヘッドの各発熱抵抗層３と対応
する部分を良好に当てかうことができる。そして、制御
用チップ５に印字指令が与えられると、制御用チップ５
により駆動用チップ４が制御されて配線リード１４の各
信号電極１８に選択的に駆動信号が出力され、これによ
り発熱抵抗層３に電流が流れてジュール熱により発熱抵
抗層３が選択的に発熱する。この熱は絶縁保護膜６を介
して感熱インクシートに伝わり、発熱した発熱抵抗層３
と対応する感熱インクシートのインクを溶融する。これ
により、感熱インクシートのインクが記録紙に転写され
、感熱記録が行なわれる。

なお、この発明は上述した実施例に限られるものではな
い６例えば、メッキ層の下地層となる金属Ｖｊ膜層ｌＯ
は蒸着またはスパッタリング以外に、無電解メッキ等で
形成してもよい。

駆動用チップ４および制御用チップ５は別チップではな
くｌチップ化したものでもよく、またその接合はワイヤ
ポンディングや半田付けに限らず、フリップチップ方式
や、あるいはＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　
Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式等によって接合してもよい。特に
、ＴＡＢ方式を採用すれば、ロールドツウロールによる
目動機での生産が可能となり、生産性が極めてよい。

さらに、印字ヘッドは上述したような感熱式サーマルプ
リンタに限らず、バブル式インクシェドプリンタのバブ
ル発生用の印字ヘッドとして用いることができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明の印字ヘッドによ
れば、金属リードがフィルム基板にメッキにより被着さ
れた金属層よりなるので。

ベース部材としてフィルム基板を用いても、金属リード
をフィルム基板に充分な接着強度で形成できる。このた
め、金属リードのファインピッチ化が可能となり、ＩＣ
チップをポンディングする際の加熱によって金属リード
が位置ズレし難く、ピッチの不均一、短絡等を防ぐこと
ができる。しかも、接着剤を用いないので、従来のよう
な接着剤による電気抵抗の不足によって生じる動作上の
問題等をも解消することができる。したがって、この印
字ヘッドによれば、各素材が安価で、高い製作技術が要
求されず、容易に製作できるので、大幅な生産性の向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の印字ヘッドの拡大断面図、第２図は
印字ヘッドの製造手順を示すブロック図、第３図〜第５
図は印字ヘッドの発熱抵抗層を形成する工程を示す図で
ある。 １・・・・・・フィルム基板、２・・・・・・金属リー
ド、３・・・・・・発熱抵抗層、４・・・・・・駆動用
チップ、６・・・・・・絶縁保護膜、９・・・・・・針
孔、１６・・・・・・間隙部。 ■ 第 第 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定箇所に針孔が表裏に貫通して形成された耐熱性を有
   するフィルム基板と、 このフィルム基板の表裏面にメッキにより被着された金
   属層を所定形状にパターニングすることにより並列形成
   され、かつ前記針孔の箇所で表裏が導通するとともに所
   定箇所を断線する間隙部が設けられた複数の金属リード
   と、 この各金属リードの間隙部に被着された発熱抵抗層と、 この発熱抵抗層を覆って保護する絶縁保護膜と、 前記金属リードに直接接合され、前記発熱抵抗層を選択
   的に駆動して発熱させるＩＣチップと、を具備してなる
   印字ヘッド。