JPH0410954A - サーマルヘッドとその製造方法 - 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） 本発明はプリンタやファクシミリなどに用いられるサー
マルヘッドとその製造方法に関し、特に発熱部が形成さ
れている基板に駆動用半導体集積回路装置が搭載された
ダイレクトドライブ型サーマルヘッドとその製造方法に
関するものである。

（従来の技術） 発熱体はセラミック基板などの基板に厚膜法又は薄膜法
により形成されるが、厚膜法であるか薄膜法であるかに
かかわらず１発熱体が形成されている基板と、コネクタ
を有し外部から入力された入力信号を駆動用半導体集積
回路装置に分配したり電源を供給したりする入力配線を
有する配線基板とが別の基板として形成されている。

第７図はその一例を表わしたものであり、セラミック基
板４０上に発熱体４２が形成され、さらに駆動用半導体
集積回路装置４４（樹脂封止されている）が搭載され、
発熱体４２と集積回路装置４４を接続する出力配線も基
板４０上に形成されている。一方、基板４０とは別の入
力配線基板４６が例えばフレキシブルプリント配線基板
により構成され、基板４０における集積回路装置４４へ
の入力配線と入力配線基板４６の配線とが支持板４８上
で位置合わせされ、圧接ゴム５０を介して圧接補強板５
２で圧接ねじ５４により圧接されて接続されている。

第８図は他の例を表わしたものであり、発熱体５８が形
成されたセラミック基板５６と、入力配線基板６０とが
支持板６２上に位置合わせして接着され、入力配線基板
６０上には駆動用半導体集積回路装置６４が搭載され、
基板５６上の出力配線と集積回路装置６４の間がワイヤ
ボンディング法により接続され、入力配線基板６０上の
入力配線と集積回路装置６４の間もワイヤボンディング
法により接続されている。

（発明が解決しようとする課題） 第７図のサーマルヘッドでは、発熱基板４０と入力配線
基板４６を精度よく圧接して接続する技術が必要となり
、その接続工程も必要となる。例えば１２ドツト／　ｍ
　ｍ以上の高密度なサーマルヘッドにおいては、入力配
線基板４６を発熱基板４０へ圧接するのは精度上から技
術的に困難である。

また、圧接するための圧接補強板５２やねじ５４、圧接
ゴム５０などの余分な部材が必要となり、コストや組立
て工数が増えるだけではなく、ねじ５４の締め力次第で
サーマルヘッド自体の平面度にも影響が出るなど品質面
でも問題がある。

第８図のサーマルヘッドでは、入力配線基板６０の配線
と集積回路装置ｉ６４との接続のために入力配線基板６
０の配線への金メッキや、高密度化による入力配線基板
６０のスルーホールの微小化などが必要となり、コスト
を上昇させる。また、基板５６と入力配線基板６０を支
持板６２へ接着すると、３つの部材５６，６０．６２の
材質の違いによる熱膨張係数の違いにより、温度変化に
より平面度が損なわれるなどの品質上の問題が発生する
。

本発明は、発熱基板と入力配線基板とが別の基板になっ
ていることによる品質上の問題やコスト高や工数が多い
ことの問題を解決することのできるサーマルヘッドを提
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） 本発明では、発熱部が形成されている基板に外部から倍
量や電源を入力する入力部が設けられ、駆動用半導体集
積回路装置が搭載されており、前記基板上にはさらに前
記入力部と前記駆動用半導体集積回路装置とを接続する
入力配線や前記駆動用半導体集積回路装置と前記発熱部
とを接続する出力配線などの配線が配置されている。

駆動用半導体集積回路装置を搭載するには配線にバンプ
を形成する必要がある。バンプを電解メッキ方法により
形成する場合には１本発明の一方法として基板上に配線
及び発熱部を形成し、入力ピンを接続する配線のパッド
にリードフレームを接続し、配線のバンプ形成領域を露
出させた状態で基板をメッキ液に浸し、前記リードフレ
ームを介して通電し、バンプ形成領域に電解メッキを施
してバンプ１形成するメッキ工程を含み、メッキ後に前
記リードフレームを所定の位置で切断して入力ピンとす
る。

（作用） 発熱部が形成されている発熱基板に入力配線及び入力部
も一体的に構成されており、駆動用半導体集積回路装置
もその発熱基板に搭載されているので、従来のように発
熱基板と入力配線基板とを支持板上に接着したり、圧接
により発熱基板と入力配線基板とを組み立てるための工
程が不要になり、組立て工数が少なくなってコストが低
下するとともに、単一基板により構成されているので、
温度変化によっても平面度が損なわれることがなく、品
質も安定する。

（実施例） 第１図は一実施例の外観斜視図、第２図は同実施例の発
熱体及び導体パターンを示す部分平面図、第３図は第２
図におけるほぼＡ−Ａ線位置における断面図、第４図は
第２図の発熱体と入力配線の詳細を示す部分平面図であ
る。

第１図において、表面がガラス質のグレーズ層で被われ
たセラミック基板２上に、一端に沿って発熱体４が厚膜
法により形成され、他端部にはプリンタなどの機器本体
に接続されて入力信号と電源を取り込む入力ビン８とし
てリードフレームのリードが半田付は接続されている。

６はその入力ビン８を含む入力部を示している。

１０は駆動用半導体集積回路装置が実装され、樹脂によ
り封止されている駆動部である。駆動部１０と発熱体４
の間の領域１３は出力部であり。

厚膜法により形成された出力配線が形成されている。１
８は発熱体４に駆動用電源を供給する共通電極であり、
入力ビン８と接続されている。共通電極１８も厚膜法に
より形成されたものである。

駆動部１０と入力部６の間には入力ビン８により供給さ
れる入力信号を駆動部の集積回路装置に分配するための
入力配線部１２が配置されており、この入力配線部１２
には厚膜法による多層配線が形成されている。

第２図から第４図によりさらに詳細に説明する。

第３図に示されるように基板２はアルミナセラミック基
板２ａ上がガラス質のグレーズ層２ｂで被われた構造を
している。基板２上には、入力部１２のうちの第２図で
記号２ｏで示された入力配線、発熱体４を個別に選択す
る選択電極１４及び発熱体４に駆動用電源を供給する共
通電極１６が厚膜である金レジネート（メタルオーガニ
ック金ともいう）により形成されている。金レジネート
の膜厚は例えば０．３〜１μｍである。第４図に示され
るように出力配線１４の先端には選択電極１４ａが配置
されており、選択電極１４ａと共通電極１６ａが交互に
配置され、画電極１４ａ、１６ａに交差して帯状の発熱
体４が厚膜法により形成されている。発熱体４は例えば
酸化ルテニウムＲｕ２Ｏであり、その膜厚は例えば数μ
ｍ〜１０μｍである。共通電極１６ａは幅の広い共通電
極１６と接続されている。

入力部１２では二層配線構造とするために、スルーホー
ルが形成される部分を除いて絶縁層としてクロスガラス
２２が形成されている。クロスガラス２２上には第２図
で横方向の第２Ｍ目の配線２４．２６　（ハツチングの
施されたもの）が形成され、この配線２４．２６と共通
電極１８はＡｇによる厚膜法により形成され、入力ビン
８が半田付は接続される半田パッド部１８ａ、２８はＡ
ｇ−Ｐｄによる°厚膜法により形成されている。２６は
グランド用配線である。これらのＡｇ又はＡｇ−Ｐｄの
膜厚は例えば１０〜３０μｍである。八ｇ−Ｐｄに代え
てＡｇ−Ｐｔを用いてもよい。

半田パッド部１８ａ、２８．コンデンサやサーミスタな
どの素子を接続するパッド部３６及び駆動用半導体集積
回路装置が実装される駆動部１０をＭいて、保護膜３０
としてオーバーガラスが形成されている。クロスガラス
２２やオーバーガラス３０の厚さは例えば約５〜１０μ
ｍである。

第３図に示されるように、駆動部１０中には半導体集積
回路装置３２が入力配線２ｏのバンプ２０ａと出力配線
１４のバンプ１４ｂの間にフリップチップ法により実装
されており、集積回路装置３２は樹脂３８により封止さ
れている。集積回路装置３２はカイヤボンディング法に
より入力配線２ｏと出力配線１４に接続してもよい。

入力部の半田パッド１８ａ、２８には半田３４により入
力ビン８が半田付は接続されている。

次に、本実施例の製造方法について説明する。

基板２上に第１導体として金レジネートを印刷し焼成し
た後、写真製版とエツチングによりパターン化を施して
入力部の１層目の入力配線２０、出力部の出力配線１４
、選択電極１４ａ、共通電極１６ａ、１６を形成する。

次に、発熱体４を印刷法と焼成により形成する。

共通電極１８を印刷法により形成する。

眉間絶縁膜のクロスガラス２２を形成する。

その後、入力部の２層目の導体２４を印刷法と焼成によ
り形成し、半田パッド部１８ａ、２８を印刷法と焼成に
より形成する。

その後、保護膜のオーバーガラス３ｏを印刷法と焼成に
より形成する。入力配線２ｏのパッドと出力配線１４の
パッドに金メッキを施してバンプを形成する。その後に
、集積回路装置３２を実装し、入力ビン８を半田付は接
続する。

入力配線２０と出力配線１４は金レジネートにより形成
されており、実施例のように郵動用半導体集積回路装置
３２をフリップチップ法により接続しようとすると、そ
れらのパッドにはバンプを形成する必要がある。そのバ
ンプは例えば金メッキを施すことにより形成することが
できる。

入力部１ｓＩ２０のパッドと出力配線１４のパッドに金
メッキを施してバンプを形成する方法を次に説明する。

出力配線１４は発熱体を介して共通電極１６゜１８に接
続されているため、共通電極１８をメッキ装置の電極に
接続することにより電解メッキを施すことができる。し
かし、入力部Ｉｗ１２０はお互いに独立しているため、
入力配線２ｏのボンディング部のバンプを形成するため
には、入力配線２０を−まとめにしてメッキ装置の電極
に接続する必要がある。

第５図は電解メッキを施す一方法を示したものである。

入力配線２０の近傍に電解メッキ用の電極７０を形成し
ておき、各入力配線２０とメッキ用電極７０の間を電極
７２で接続し、共通電極１８とメッキ用電極７０の間も
電極７２で接続しておく、基板２はメッキ用電極７０を
形成する分だけ広めに必要となる。

メッキ用電極７０は電極７２を介して各入力配線２ｏ及
び共通電極１８．１６と接続され、共通電極１６からさ
らに発熱体４を介して出力配線１４と接続される。そこ
で、入力配線２０のボンディング部と出力配線１４のボ
ンディング部とメッキ用電極７０の一部に開口を有する
ようにレジストパターンを形成し、金メッキ用メッキ液
に浸し、電極７０をメッキ用電源の陰極に接続してメッ
キを施すと、入力配線２０のボンディング部にはバンプ
２０ａが、出力配線１４のボンディング部にはバンプ１
４ｂがそれぞれ金メッキにより形成される。電極７０の
露出部にもメッキ７０ａが形成される。その後に、破線
の位置７４で切断すれば入力配線２０を相互に独立させ
、入力配線２０と共通電極１８の間も独立させることが
できる。

第６図はボンディング用のバンプ２０ａと１４ｂを形成
するための他のメッキ方法を表わしている。

第５図ではメッキ用電極７０を設けているが。

第６図ではメッキ用電極７０は設けない。入力配線２０
の半田パッド部２８と共通電極１８の半田パッド部１８
ａを形成した後、メッキを施す前にそれらの半田パッド
部に入力ビンとなるリードフレーム８を半田付は接続す
る。リードフレーム８は一体として連結されており、各
入力配線２０と接続され、共通電極１８とも接続され、
さらに共通電極１８．１６から発熱体４を介して出力配
線１４とも接続されることになる。この状態でリードフ
レーム８をメッキ電極に用いる。メッキの際は入力配線
と出力配線のボンディング部に開口をもつよう１こレジ
ストパターンを形成し、基板２を金メッキ液に浸し、リ
ードフレーム８をメッキ用電源の陰極に接続する。これ
によりボンディング部にはそれぞれ金メッキのバンプ２
０ａ、１４ｂが形成される。その後、破線７６で示され
る位置でリードフレーム８を切断すると、入力配線の半
田パッド蔀２８と共通電極１８の半田パッド部１８ａに
入力ビン８が接続された状態ができ上がる。

その後にバンプ２０ａ、１４ｂの間に駆動用半導体集積
回路装置をフリップチップ法により接続する。

実施例では基板として表面がグレーズ層で被われたセラ
ミック基板を用いているので、配線のパターン化の歩留
まりが向上する。

また、配線を全て厚膜材料で形成しているので。

電流容量の確保と同時に安価で大量に生産することがで
きる。ＷＩ腹膜法比べてパターンの変化に対してすばや
く対応することができる。

多層配線の部分では、１７！目をＡｕとし、２層目をＡ
ｇ又はＡｇ−Ｐｄとしているので２コストを低下させる
ことができる。

（発明の効果） 本発明では、発熱部が形成されている発熱基板に入力配
線及び入力部も一体的に構成したので、温度変化によっ
ても平面度が損なわれることがなく品質が向上し、組立
て工数が少なくなってコストが低下する。

また、使用機器へ装着するのが容易になる。

酩動用半導体集積回路装置を搭載するバンプを電解メッ
キにより形成する際、入力ピンを接続する配線のパッド
に接続したリードフレームをメッキ用電極に兼用するこ
とにより、基板上にメッキ用の電極を別に設けてメッキ
後に基板を切断するのに比べると、基板を縮小すること
ができ、また製造工数を短縮することができ、製造工程
を少なくすることができる。これにより、一体型サーマ
ルヘッドのコストを低減することができる。

リードフレームは基板上に設けられたメッキ用電極に比
べて低抵抗であり、したがって、多数配列されたバンプ
に均一に通電することができ、バンプのメッキ膜厚が均
一になって歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の外観斜視図、第２図は同実施例の発
熱体及び導体パターンを示す部分平面図、第３図は第２
図におけるほぼＡ−Ａ線位置における断面図、第４図は
第２図の発熱体と入力配線の詳細を示す部分平面図、第
５図及び第６図はそれぞれ配線のポンディングパッドへ
のメッキ方法を示す概略平面図である。第７図及び第８
図は従来のサーマルヘッドを示す断面図である。 ２・・・・・・基板、２ａ・・・・・・セラミック基板
、２ｂ・・・・・・グレーズ層、４・・・・・・発熱体
、８・・・・・・入力ピン、１４・・・・・・出力配線
、１４ａ・・・・・・選択電極、１６゜１６ａ、１８・
・・・・・共通電極、１８ａ、２８・・・・・・半田パ
ッド、２０・・・・・・ＩＭ目の入力配線、２２・・・
・・・層間絶縁膜、２４・・・・・・２層目の入力配線
、２６・・・・・・グランド用配線、３２・・・・・・
集積回路装置、３４・・・・・・半田。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱部が形成されている基板に外部から信号や電
   源を入力する入力部が設けられ、駆動用半導体集積回路
   装置が搭載されており、前記基板上にはさらに前記入力
   部と前記駆動用半導体集積回路装置とを接続する入力配
   線や前記駆動用半導体集積回路装置と前記発熱部とを接
   続する出力配線などの配線が配置されているサーマルヘ
   ッド。
2. （２）基板上に配線及び発熱部を形成し、入力ピンを接
   続する配線のパッドにリードフレームを接続し、配線の
   バンプ形成領域を露出させた状態で基板をメッキ液に浸
   し、前記リードフレームを介して通電し、バンプ形成領
   域に電解メッキを施してバンプを形成するメッキ工程を
   含み、メッキ後に前記リードフレームを所定の位置で切
   断して入力ピンとするサーマルヘッドの製造方法。