JPH04129754A - サーマルヘッド - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明はファクシミリやプリンタなどの感熱印字記録
装置に使用されるサーマルヘッドに関する。

（ロ）従来の技術 第５図はセラミック基板を用いた従来のサーマルヘッド
の発熱抵抗体部分周辺の構成を示したものである。同図
において、１５はアルミナ等のセラミック基板、１６は
その表面に形成きれた高融慨ガラスから成るグレーズ層
を示す。グレーズ層１６の上には、Ｔ　ａ　　５ｉ０２
、ＲｕＯ２等の発熱抵抗体５、Ａ１、Ａｕ等刀１ら成る
共通電極６　ａ及び個別電極６　ｂ　、　Ｓ　１ＡＩＯ
Ｎ、　Ｓ　ｉＯＮ、非晶質ガラス等の保護膜７が順次積
層された構成となっている。

薄膜方式の場合、蒸着法あるいはスパッタ法にて、厚膜
方式の場合には印刷・焼成にて成膜されるが、基本的に
は同様の構成である。

第６図から第８図にセラミック基板を用いた従来のサー
マルヘッド全体の構成を示す。第６図は上記のようにし
て発熱抵抗体部５Ａを形成したセラミック基板１２と硬
質印刷配線板１７を組み合わせた例で、両基板１２と１
７との間の電気的な接続は、発熱抵抗体部５Ａの１駆動
制御用ＩＣ８をワイヤーボンドするＡｕ線８Ａを利用し
ている。

第７図及び第８図（は発熱抵抗体部５Ａを形成したセラ
ミック基板１２と補強板２１を貼り付けたＦＰＣ（フレ
キ／プル基板）２０を組み合わせた例で、両基板１２と
２０との間の電気的な接続は、第７図においてはゴム１
９による圧接を利用しており、また第８図においては半
田の熱圧着を利用している。

以上のようなサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体部
分を形成する製造プロセス上少なくとも数百度の熱を加
える必要があるため、この温度に耐える絶縁基板として
高価なセラミック基板が使用されているが、セラミック
基板は加工性が悪いため、既に述べたように硬質印刷配
線板やＦＰＣと組み合わせた構成をとっており、材料コ
ストが高くなる上、組立工程上も工程数が多くなり、不
良の発生が多くなりがちである。

これらの問題点を解決するため、本願畠願人は、例えば
特願平１−２６０５２９号において、３００〜４００°
Ｃ以上の耐熱性を有し、かつ一般の硬質印刷配線板と同
様の加工性を持った耐熱性絶縁樹脂基板を用いた、電気
的には基板−枚から成るサーマルヘッドを提案した。そ
の構造を第９図に示す。

同図で（は耐熱性絶縁樹脂基板１として、耐熱性クロス
に耐熱性樹脂を含浸でせた基板２に、通常の硬質印刷配
線板と同様銅箔３１ａを張った銅張板を用い、その銅箔
３１ａを通常のパターン形成法にてエツチングし、発熱
抵抗体付近に銅箔をベクで残し放熱層としている。その
上Ｏて蓄熱層として絶縁膜４ａを例えばポリイミドにて
形成し、きらに発熱抵抗体５、共通電極６ａ、個別電ｒ
Ｍ６ｂ及び保護膜７を順次積層した構成となっている。

この構成のサーマルヘッドでは第１０図に示す様に、発
熱抵抗体１２とともにその駆動制御回路部品（その中の
、駆動制御用ＩＣを８で示す）、外部回路との接続のだ
めのコネクタ１０も一枚の耐熱性絶縁樹脂基板１上に実
装でき、かつそれらの間の接続配線はスルーホールを形
成し、銅張板の銅箔を用いることができるため、電気的
には基板−枚から成るサーマルヘッドとなる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 第９図に示した構成のサーマルヘッドでは、通常の硬質
印刷配線板と同様の加工法を適用できる耐熱性絶縁樹脂
基板を用いており、スルーホールを形成し両面基板とす
ることにより発熱抵抗体をはじめ、その１駆動制御回路
部品、外部回路との接続のだめのコネクタ部品及びこれ
らの間の接続配線までを一枚の絶縁基板上に一体形成・
実装でき、電気的にはこの基板−枚にてサーマルへ，ノ
ドが形成きれることになる。しかしながら、スルーホー
ルを形成し両面基板とするにはスルーホールメツキ載り
銅厚が厚くなり、微細パターンのエツチングが困難にな
る上、スルーホール自身が占める面積が犬きくなる。し
たがって、上記接続配線部分の占める面積が犬きくなる
ため、基板幅が広くなり高コストとなっていた。また、
両面基板自体、片面基板に比ベコストが高くつくため、
コスト的に問題があった。

この発明は、上記点に鑑みてなされ片面基板の構成を可
能としたサーマルヘッドを提供することを目的とする。

に）課題を解決するための手段 この発明は前記回路部品間の接続配線部分を銅張耐熱性
絶縁樹脂基板の銅箔パターンと、絶縁層を介して積層さ
れ共通電極・個別を極を形成した金属層パターンとの２
層配線により形成したことを特徴とする。

（ホ）作用 接続配線部分を銅張耐熱性絶縁樹脂基板の銅箔バクーン
と、絶縁層を介して積層され共通電極・個別電極を形成
した金属層パターンとの２層配線により形成することに
より、耐熱性絶縁樹脂基板を片面基板にすることができ
、また電流容量を大きくとれる銅箔パターンと高密度配
線の可能な金属層パターンを絶縁層を介して２層配線と
することにより、接続配線部分の占める面積を小さくで
きるため、基板幅の小さい、低コストのサーマルヘッド
が実現できる。

（へ）実施例 以下、この発明の薄膜方式の具体的な一実施例につき、
図面に沼って説明する。

第１図（ま本実施例の発熱抵抗体を通電制御する制御回
路部品や外部回路との接続のためのコネクタ等を実装す
る部品搭載部分の配線の説明図、第２図はこの発明の実
施例の発熱抵抗体部周辺の断面拡大図を示し、第３図は
本実施例のサーマルヘッドの全体構成図、第４図は本実
施例に使用する銅張耐熱性絶縁樹脂基板の断面図を示す
。

まず、本実施例に使用する銅張耐熱性絶縁樹脂基板の構
成を第４図に沿って説明する。銅張耐熱性絶縁樹脂基板
１は耐熱クロス（例えばガラス繊維）に耐熱樹脂（例え
ばポリイミド）を含浸させた基板２の両側に銅箔３ａ、
３１）を配した両面銅張板（もちろん片面のみに銅箔を
張った片面板を用いてもよい）となっており、通常のガ
ラスエポキシ基板等の硬質印刷配線板と同様の加工法が
適用できる。しかも、銅張耐熱性絶縁樹脂基板１は耐熱
クロス及び耐熱樹脂を使用しているだめ、３００〜４０
０°Ｃ以上の温度に耐える耐熱性を有している。

次に第２図を用いて、本実施例の発熱抵抗体部周辺の構
成について説明する。第４図に示す構成の銅張耐熱性絶
縁樹脂基板１の銅箔を通常の硬質印刷配線板と同様の配
線パターン形成法を用いて、所望のパターンにエツチン
グし放熱層３１ａを形成する。放熱層３１ａは第３図の
１３で示す発熱抵抗体周辺部に放熱性と効率のバランス
を考慮して形成すればよい。また、このとき同時に第３
図の１４で示す発熱抵抗体部５Ａを通電制御する制御回
路部品や外部回路との接続のためのコネクタ１０等を実
装する部品搭載部分の配線パターンの一部（第２図の３
１ｂ）もエツチングによ層形成される。

次にこのエツチングされた銅箔パターン上にＮｉ、Ａｕ
メｙキを施す。次にポリイミドワニスをスピンコード、
ロールコート、スクリーン印刷等によシ全面に塗布、仮
硬化した後エツチングし、さらに本硬化し、放熱層３１
ａを覆う絶縁層４ａ及び部品搭載部の２層配線間の絶縁
層（第２図の４ｂ）とする。

その上に発熱抵抗体５としてＴａ−５ｉ０２をスパッタ
法にて膜形成する。さらに共通電極６ａ及び個別電極６
ｂとしてＡｌを蒸着法あるいはスパンタ法により層形成
した後、所望のパターンにエツチングする。このとき同
時に第３図の１４で示す発熱抵抗体部５Ａを通電制御す
る制御回路部品や外部回路との接続のだめのコネクタ１
０等を実装する部品搭載部分の配線パターンの一部（第
２図の６ｃ）も形成される。その後、発熱抵抗体５を所
望のパターンにエツチング・分離し、その上に保護膜７
としてＳｉＡｌＯＮ、５ｉＯＮ等をスパック法あるいは
蒸着法にて膜形成する。なお、上記絶縁層４ａ、４ｂ形
成に使用するポリイミドワニスとしては、例えば東し■
製のセミコファインあるイハトレニース、チッソ■製の
ＰＳＩ−Ｇシリーズ等がある。

第２図は、発熱抵抗体を通電制御する制御回路部品や外
部回路との接続のだめのコネクタ等を実装する部品搭載
部分の配線を示しており、既に述べたように銅張耐熱性
絶縁樹脂基板１の所望のパターンにエツチングされた銅
箔３１ｂ上に絶縁層４ｂ、その上にＡＩパターン６ｃが
形成きれるのであるが、この絶縁層には必要に応じ銅箔
パターン３１ｂとＡ１パターン６Ｃの接続のためのスル
ーホール用の穴が設けられている。この絶縁層４ｂの材
料としてポリイミドを用いるとそのエツチング断面がＡ
で示したようになだらかなテーパーを持つため、その上
に形成されるＡ１パターン６Ｃのステップ力バレｙジは
問題とはならない。また、電流容量の必要なパターンに
は銅箔パターン（３１１））を用い、他のパターンには
ＡＩパターン（６ｃ）を用いることにより、高密度配線
でかつ電流零Ｉをも確保できるため、基板幅の最小化が
図れる。しかも、この２層配線を用いることにより耐熱
性絶縁樹脂基板を両面基板にする必要がなくなるため、
基板幅の最小化と共に、低コスト化が可能となる。

第３図によりサーマルヘッド全体の構成を説明する。第
２図で示す発熱抵抗体部分及び第１図で示す２層配線部
分を形成済みの耐熱性絶縁樹脂基板上に、発熱抵抗体を
通電制御する４駆動制御用ＩＣ８をフェイスダウンボン
ディング（もちろんワイヤーボンディングでもよい）に
より実装し、他の電気部品（図示はしていない）及び外
部回路との接続のためのコネクタ１０を１４で示す部品
搭載部に半田付実装することにより、−枚の基板上にサ
ーマルヘッドが完成する。

以上、薄膜方式について説明したが、厚膜方式の場合に
おいても、焼成温度と耐熱性絶縁樹脂基板の耐熱温度が
将来同程度の温度となれば、この発明を同様に適用でき
るのはもちろんのことである０ （ト）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、発熱抵抗体を通電制御
する制御回路部品や外部回路との接続のためのコネクタ
等を実装する部品搭載部分の接続配線が、銅箔パターン
及びそれと絶縁層を介して形成されたＡｌパターン等の
２層配線によりなされており、配線が高密度でかつ電流
容量をも確保できるため、耐熱性絶縁樹脂基板の基板幅
を最小化することができる上、耐熱性絶縁樹脂基板自身
も片面基板となるため、低コスト化が図れる。甘だ、−
枚の基板から成るサーマルヘッドとなるため、低価格で
汎用性に富むサーマルヘッドが提供きれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のサーマルヘッドの部品搭
載部分の接続配線説明図、第２図は同サーマルヘッドの
発熱抵抗体部周辺の断面拡大図、第３図は同サーマルヘ
ッドの全体構成図、第４図は銅張耐熱性絶縁樹脂基板の
断面図、第５図はセラミック基板使用の従来のサーマル
ヘッドの発熱抵抗体部周辺の断面拡大図、第６図乃至第
８図はセラミック基板使用の従来のサーマルヘッドの全
体構成図、第９図は先行技術によるサーマルヘッドの発
熱抵抗体部周辺の断面拡大図、第１０図は先行技術によ
るサーマルヘッドの全体構成図である。 １：銅張耐熱性絶縁樹脂基板、３ａ、３ｂ：銅箔、３１
ａ：放熱層、３１ｂ：２層配線部の銅箔パターン、４ａ
、４ｂ＝絶縁層、５：発熱抵抗体、６ａ：共通電極、６
ｂ二個別電極、６ｃ：２層配線部のＡｌパターン、７：
保護膜、８：駆動制御用ＩＣ１１０：コネクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、銅張耐熱性絶縁樹脂基板上に、銅箔より成る放熱層
   、ポリイミド樹脂より成る蓄熱層、発熱抵抗体、該発熱
   抵抗体に電力を供給する共通電極及び個別電極、保護層
   を順次積層するとともに、印字信号に対応して前記発熱
   抵抗体を通電制御する制御回路部品や、外部回路との接
   続のためのコネクタ部品をはじめとする必要部品を前記
   耐熱性絶縁樹脂基板上に一体実装し、かつこれら回路部
   品間の電気的接続が前記銅箔と、絶縁層を介して前記共
   通電極・個別電極と同時に形成される金属層パターンと
   の２層配線によりなされたことを特徴とするサーマルヘ
   ッド。