JPH0493263A - サーマルヘツド - 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〉 本発明は、ファクシミリ、ワードプロセッサ用プリンタ
ー等の各種記録装置に用いられるサーマルヘッドの構造
に関する。

〈従来技術〉 近年、サーマルヘッドは、ファクシミリ、ワードプロセ
ッサ用のプリンター等の各種の記録装置に多用されてい
る。これらの機器は、小型、軽量化および低価格化が要
請されている。

従来の薄膜サーマルヘッドは、第４図の如く、純度９０
％以上のアルミナセラミック基＃ｉ、１上に、印刷、焼
成されて成るグレーズドガラス層２の蓄熱層を形成した
グレーズドアルミナ基板が用いられている。

なお、第４図中、３は発熱抵抗膜、４は発熱抵抗＠３を
保護する保護膜、５はドライバーＩＣチップ、６はドラ
イバーＩＣチップ５を保護するモールド樹脂、７はコネ
クタ、８ははんだ、９は両面回路基板、１０は両面回路
基板電極、１１は共通電極、１２はリード電極である。

そして、第５図に示す製造プロセスに従って、上記グレ
ーズドアルミナ基板上に蒸着法、またはスパッタリング
法、あるいは厚膜法等のホトリングラフイー工程を縁り
返すことにより、共通電極、リード電極および発熱抵抗
部を形成している。

なお、第５図中、Ｃはグレーズドアルミナ基板へのサー
マルヘッドの構成部品の製造プロセスを示すもので、Ｃ
Ｉは共通電極形成工程、Ｃ２は発熱抵抗膜形成工程、Ｃ
３はリード電極形成工程、Ｃ４は保護膜形成工程、Ｃ５
はドライバーＩＣフェイスダウンポンディング工程、Ｃ
６はリフロー工程、Ｃ７は樹脂モールド工程である。

また、Ｆは両面回路基板への部品実装プロセスめ を示すもので、Ｆｌはスルーホール大手は工程、工程、
Ｆ５は両面ドライフィルム貼付は工程、Ｆ６は両面パタ
ーンエツチング工程、Ｆ７はレジスト除去工程、Ｆ８は
ＮｉＰ／Ａｕめっき工程、Ｆ９は基板裏付ち工程、ＦＩ
Ｏは部品はんだ付は工程である。そして、Ａは組立工程
、■は検査工程である。

く　発明か解決しようとする課題　〉 一般に、セラミック基板にスルーホールを穿孔すること
は、大幅なコスト上昇を招くので、第４図に示したサー
マルヘッドでは、信号ライン側のクロスオーバー回路部
の接続は、基板両面の電極配列を避け、両面フレキノプ
ル回路基板または両面プリント回路基板をサーマルヘッ
ド基板（グレーズドアルミナ基板）と接続することによ
り行なっている。

そのため、接続に伴なう基板幅の増加、接続に要する材
料および組立費用が発生し、サーマルヘッドのコストを
上昇させると共に小型化の実現が難しくなっている。

また、グレーズドアルミナ基板は、原料アルミナ粉末の
精製、研摩、印刷、焼成等の高温処理を含んだ多くの工
程を必要とする上に、アルミナ焼成炉の口径サイズの制
限から大型の基板を作ることが困難であり、生産コスト
が高くなっている。

この問題を解決するために、グレーズドアルミナ基板の
代わりに、ポリイミドフレキンプル基板または琺瑯基板
等を用いたサーマルヘッドが開示されている（特開昭６
＞１８１６５８号参照）が、コネクタ、コンデンサーお
よびサーミスタ等を接続するためのプリント回路基板に
ついては、別途取り付ける必要がある。

そのため、場合によっては、フレキンプル回路基板、ゴ
ム押さえ、押さえ金具およびビス等の数多くの部品を必
要とする上、組み立てに要する工程数も多く必要となり
、単にグレーズドアルミナ基板を池の材料に置き換える
だけでは、生産コストに対する問題点を解決することが
困難である。

本発明は、上記に鑑み、コストダウンおよび小型化が図
れるサーマルヘッドの提供を目的とする。

〈　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１．２図の如く、耐熱
樹脂基板２０と、複数個の発熱抵抗体２１と、該発熱抵
抗体２１を通電制御するドライバーＩＣ２２と、該ドラ
イバーＩＣ２２を搭載して前記発熱抵抗体２１に接続さ
れるリード電極部２３と、該リード電極部２３の下方に
配された配線電極部２４とを備え、該配線ＴｒＬ極部２
４は、面記リード電極ｗＩ２３の発熱抵抗体２１側に接
続された共通電極２５と、リ−）・電極部２３のドライ
バー１ｃ２２側に接続された入出力回路電極２６と、外
部接続部品２７か接続される外部接続電極２８とからな
り、前記リート電極５２３および配線電極部２４が前記
樹脂基板２０の片面上にバターノ形成され、リード電極
部２３と配線電極部２４との間に絶縁膜２９が設置」ら
れ、該絶縁膜２９にリード電極Ｆ！１Ｉ２３と配線電極
部２４とを接続する接続孔３０が形成されたものである
。

く作用〉 上記課題解決手段において、耐熱樹脂基板２０の片面上
に、配線電極９ｉＩ２４とリード電極部２３を絶縁膜２
９を介して形成する。そして、絶縁膜２９に形成された
接続孔３０により配線電極部２４とリード電極部２３と
を接続することによって、サーマルヘッド基板の一体化
を図る。

次に、配線電極部２４の外部接続電極２８に、外部接続
部品２７を接続することによりサーマルヘッドが完成さ
れる。

したがって、樹脂基板２０の片面上にリード電極部２３
および配線電極部２４がパターン形成され、リード電極
部２３と配線電極部２４との間に設けられた絶縁膜２９
にリード電極部２３と配線電極部２４とを接続する接続
孔３０を形成したので、従来のようにサーマルヘッド基
板に両面回路基板を接続するための材料および組立工数
が不要になり、サーマルヘッドのコストダウンと小型化
が図られる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すサーマルヘッドの断面
図、第２図は同じくサーマルヘッドの製造プロセスを示
すフローチャート、第３図は同じくサーマルヘッドの下
層の電極と上層の電極とを接続した状態を示す斜視図で
ある。

本実施例のサーマルヘッドは、第１図の如く、耐熱樹脂
基板２０と、複数個の発熱抵抗体２１と、該発熱抵抗体
２１を通電制御するドライバーＩＣ２２と、該ドライバ
ーＩＣ２２を搭載して前記発熱抵抗体２１に接続される
リード電極部２３と、該リード電極部２３の下方に配さ
れた配線電極部２４とを備えている。

そして、該配線電極部２４は、前記リード電極部２３の
発熱抵抗体２１側に接続さ枳た共通電極２５と、リード
電極部２３のドライバーＩＣ２２側に接続された入出力
回路電極２６と、外部接続部品２７か接続される外部接
続電極２８とからなり、前記リード電極部２３および配
線電極部２４が前記樹脂基板２０の片面上にパターン形
成され、リード電極部２３と配線電極部２４との間に絶
縁膜２９が設けられ、該絶縁膜２９にリード電極部２３
と配線電極部２４とを接続する接続孔３０か形成された
ものである。

前記耐熱樹脂基板２０は、ガラス布に高耐熱樹脂（エポ
キシ樹脂）、硬化剤、促進剤、溶剤を含浸させた後、乾
燥、裁断し、アルミニウムと銅とを２１貼り合わせた金
属箔を樹脂が含浸された基板と密着しやすいよう表面処
理を施こした後、加熱加圧し、銅張積層板を作製して、
次にアルミニウム箔部のみ苛性ソーダとグルコノ酸ソー
ダを含んだエツチング液で除去することにより、銅箔厚
さ３〜１２μ巾の銅張積層板としたものである。

該樹脂基数２０の片面上で銅箔部分をホトリソグラフィ
法によりパターン形成して、この銅バターノ上に無電解
めっき法によりニッケル燐めっきと金めつきを順に施す
ることにより、前記配線電極部２４の共通電極２５、入
出力回路電極２６および外部接続電極２８が形成される
。

該共通電極２５、入出力回路電極２６および外部接続電
極２Ｂ上および樹脂基板２０上に、前記絶縁膜２９が設
けられている。該絶縁膜２９は、電気絶縁性および耐熱
性に優れたポリイミド樹脂からなり、前記配線電極部２
４および樹脂基板２０上に均一の厚さになるよう形成さ
れる。また、同時に、各電極部２３．２４にドライバー
ＩＣ２２および外部接続部品２７を実装するときのはん
だの流れをせき止めるためのはんだダム部も形成される
。

なお、外部接続部品２７としてコネクタ等を接続するた
めの萌記外部接続電極２８は、樹１ＩｉｌｌＩ基板２０
上の発熱抵抗体２１と反対側の一端に形成され、該外部
接続電極２８の端部は、絶縁膜２９に覆われずに露出さ
れている。

そして、前記共通電極２５の上方に、絶縁＠２９を介し
て前記発熱抵抗体２１が、共通電極２５と並列に一定間
隔で配設されている。

該発熱抵抗体２１は、Ｎｉ−Ｃｒ、ＴａｔＮ、Ｔａ−５
ｉ−○等をスパッタリング法により成膜したものである
。なお、発熱抵抗体２１の下部の絶縁１２９は、発熱抵
抗体２１の保温効果を高ぬるための蓄熱層の機能を有し
、共通電極２５が銅よりなるため、熱拡散しやすいので
、印字開始時のかすれ現象および印字停止時の尾引き現
象を防止でき、小電力、高速印字のサーマルヘッドを提
供できる。

前記リード電極部２３は、絶縁膜２９の上部にスパッタ
リング法によりＡ（１−Ｓｉ、　Ａｆ２−Ｓｉ−Ｃｕ、
Ｃｕ−Ｎｉ等から成る層を形成してパターン形成したも
ので、共通電極２５側において前記発熱抵抗体２１に接
続されている。そして、前記入出力回路電極２６の上方
のリード電極部２３に、前記ドライバーＩＣ２２がフェ
イスダウンポンディングにより実装され、該ドライバー
ＩＣ２２はモールド樹脂３１により被覆されている。

そして、前記リード電極部２３および発熱抵抗体２１は
、Ｔａｙ○６．５１０２、サイアロン、５ｉＯＮ、Ｓｉ
Ｎ、、ＳｉＣ等から成る保護膜３２により覆われている
。

前記接続孔３０は、第１．３図の如く、下層の配線電極
部２４と上層のリード電極部２３とを連通ずるよう絶縁
＠２９を貫通しており、絶縁膜２９の形成と同時に形成
されている。

そして、発熱抵抗体２１と共通電極２５、ドライバーＩ
Ｃ２２と入出力回路電極２６および入出力回路電極２６
と外部接続電極２８とをそれぞれ接続するように、前記
リート電極部２３が前記接続孔３０を埋め込んで形成さ
れる。

なお、第１図中、３３ははんだである。

上記の如く構成されたサーマルヘッドは、第２図の示す
プロセスにて製造される。

まず、銅張積層板からなる耐熱樹脂基板２０の熱処理を
行ない、銅箔の整面処理をして、前処理を行なう（Ｐ）
。

次に、所定の寸法に切断された基板２０を洗浄し、ホト
リソグラフィ法により銅箔部分をパターン形成して、塩
化第二鉄または塩化第二銅溶液によるスプレィエツチン
グにより銅箔のエツチングを行なった後、無電解ニッケ
ル燐めっきを３〜５μ１１次いで無電解金めつきを０．
０７〜０．１μｍだけ連続して行ない、配線電極部２４
を樹脂基板２０の片面上に形成する（Ｐｌ）。

次に、この基板上に、ポリイミド前駆体をロールコータ
−やスピンオンコーターまたはスクリーン印刷機を用い
て所定の厚さに塗布し、乾燥した後、このポリイミド前
駆体の層をホトリソグラフィ法によりパターンエツチン
グしてから硬化を行ない、ポリイミド樹脂からなる絶縁
膜２９を形成する（Ｐ２）。このとき、同時に接続孔３
０、発熱抵抗体２１の蓄熱層およびフェイスダウンポン
ディング用はんだダムが形成される。

そして、絶縁膜２９の共通電極２５の上方に、スパッタ
リング法によりＴａ−８ｉ−０、ＴａｔＮ、Ｎｉ−Ｃｒ
等から成る層を形成し、ＣＦ、、０．の混合ガスによる
ドライエッチ法でパターン形成を行なって薄膜状の発熱
抵抗体２１を形成する（Ｐ３）。

さらに、スパッタリング法によりＡＱ−Ｓｉ、ＡＱ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ等から成る層を形成し、ウェット
エッチ法によりパターン形成を行なってリード電極部２
３を形成するとともに、接続孔３０の内部にもリード電
極部２３を形成して、配線電極部２４に接触させる（Ｐ
４）。

次に、発熱抵抗体２１およびリード電極部２３の上部に
、ドライバーＩＣ２２を実装する部分を除いて、スパッ
タ法またはプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＣ，５ｉＯＮ
、サイアロン、ＳｉＯ＋およびＴａ＊Ｏｓ等から成る層
を形成して、保護膜３２とする（Ｐ５）。

そして、上層のり−ト電極部２３と下層の配線電極部２
４を絶縁膜２９の接続孔３０を介して接続する際の電気
的な安定化を図るたぬ、熱処理を行なって接点の安定接
続を行ｌ、ｊい、次にドライバーＩＣ２２のリード電極
部２３上への搭載をフェイスダウンホンディングにより
行ない（Ｐ６）、リフロー（Ｐｌ）、ドライバーＩＣ２
２の樹脂モールド（Ｐ８）を行なう。

次に、外部接続部品２７としてのコネクターサーミスタ
ー、コンデンサ等の外部接続電極２８へのはんだ付けを
行ない（Ｐ９）、ヘッドカバーを取付け、Ａｆ！または
Ｆｅからなる放熱板上に画面テープ等により接着して組
立を行ない（Ａ）、サーマルヘッドの検査（１）を行な
うことによってサーマルヘッドが完成する。

このように、二層配線を行なうことにより、従来の両面
プリント回路基板で行なっていた外部接続部品２７の配
線部を、すべて耐熱性樹脂基板２０の片面上に形成する
ことができる。

したがって、従来のサーマルヘッドのように両面のプリ
ント回路基板またはフレキシブル両面回路基板を用いる
必要がなく、基板サイズを小さくすることができ、しか
も基板と両面回路基板を接続するための材料および組立
工数が不要になるので、サーマルヘッドを歩留良く安価
に作ることができる。

また、基板サイズか１２００ｆｆｌＩａＸ１０００ｍ＋
ｎ程度の大きさでも、容易に提供できることから、グレ
ーズドアルミナ基板に比較して、基板サイズの制限を受
けにくく、−基板当たりのヘッドの取り数が増加する上
に、単位面積当たりの基板単価が安く、低コスト化を図
ることができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

本実施例では、２層配線を行なったが、リード電極部を
積層した３層以上の多層配線を行なってもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、発熱抵
抗体を通電制御するドライバーＩＣを搭載して前記発熱
抵抗体に接続されるリード電極部および該リード電極部
の下方に配された配線電極部か樹脂基板の片面上にパタ
ーン形成され、リード電極部と配線電極部との間に絶律
膜か設けられ、該絶縁膜にリード電極部と配線電極部と
を接続する接続孔が形成されているので、サーマルヘッ
ドの発熱抵抗体を形成するプロセスと同一の方法で絶縁
膜を挾んで積層された配線を行なうことができ、従来使
用していた外部接続部品を接続するための両面回路基板
を不要にして、しかも組立工程が簡素化されることから
、小型でコストを低廉化したサーマルヘッドを提供する
ことができるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すサーマルヘッドの断面
図、第２図は同じくサーマルヘッドの製造プロセスを示
すフローチャート、第３図は同じくサーマルヘッドの下
層の電極と上層の電極とを接続した状態を示す斜視図、
第４図は従来のサーマルヘッドの断面図、第５図は従来
のサーマルヘッドの製造プロセスを示すフローチャート
である。 ２０耐熱樹脂基板、２Ｉ：発熱抵抗体、２２ドライバー
ＩＣ５２３リート電極部、２４；配線電極部、２５共通
′！［極、２６：入出力回路電極、２７、外部接続部品
、２８：外１接続１ｉ極、２９絶締膜、３０−接続孔。 出　願　人　　シャープ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐熱樹脂基板と、複数個の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体
   の通電を制御するドライバーＩＣと、該ドライバーＩＣ
   を搭載して前記発熱抵抗体に接続されるリード電極部と
   、該リード電極部の下方に配された配線電極部とを備え
   、該配線電極部は、前記リード電極部の発熱抵抗体側に
   接続された共通電極と、リード電極部のドライバーＩＣ
   側に接続された入出力回路電極と、外部接続部品が接続
   される外部接続電極とからなり、前記リード電極部およ
   び配線電極部が前記樹脂基板の片面上にパターン形成さ
   れ、リード電極部と配線電極部との間に絶縁膜が設けら
   れ、該絶縁膜にリード電極部と配線電極部とを接続する
   接続孔が形成されたことを特徴とするサーマルヘッド。