JPH085201B2 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

サーマルプリントヘッド

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JPH085201B2
JPH085201B2 JP63126497A JP12649788A JPH085201B2 JP H085201 B2 JPH085201 B2 JP H085201B2 JP 63126497 A JP63126497 A JP 63126497A JP 12649788 A JP12649788 A JP 12649788A JP H085201 B2 JPH085201 B2 JP H085201B2
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lead pattern
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wire bonding
aluminum thin
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暢久 石田
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Rohm Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/075Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07551Connecting or disconnecting of bond wires characterised by changes in properties of the bond wires during the connecting
    • HELECTRICITY
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    • H10W72/552Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
    • H10W72/5522Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、IC直付けタイプの薄膜型サーマルプリン
トヘッドに関し、ヘッドチップ上の微細なリードパター
ンとICとの間のワイヤボンディングの信頼性を確保する
とともに、リードショートを皆無とすることができるよ
うに改良したものに関する。
【従来の技術】
この種のサーマルプリントヘッドは、第11図に示すよ
うに、セラミック製のチップ基板1の上に、その先端部
一側に縦方向に形成された発熱ドット部2と、中間部に
ボンディングされたICと、基端部に形成された端子部3
とを備えて構成され、上記発熱ドット部2とICとの導通
は、基板上に発熱ドット部2からICの近傍までを連絡す
るように形成された微細なリードパターン4とIC上のパ
ッド間をワイヤボンディングすることにより行い、ま
た、ICと端子部3との導通も、ワイヤボンディングによ
り行う。そして、上記端子部3には、外部回路に連絡す
るフレキシブルケーブルを確実性をもって接続する必要
から、半田被着が施される。なお、上記ワイヤボンディ
ングは、金線によって行われる。 ところで、この種の電子部品における基板上のリード
パターンは、基板上にスパッタまたは蒸着された中純度
(99.9%、以下、この程度の純度のアルミニウムを3N
(スリー・ナイン)−Alという。)アルミニウム薄膜に
所定のエッチングを施して形成されるが、この3N−Al
は、金メッキは可能であっても、熱圧着によるワイヤボ
ンディングにおいては接続強度がでないという特質をも
っていることから、従来、次のように対応していた。 すなわち、3N−Alによる微細なリードパターンの形成
後、そのワイヤボンディングが必要な部分および半田被
着が必要な部分のすべてに金メッキを施している。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにしても、金メッキされた
リードパターンとICとの間のワイヤボンディングが可能
であるとはいえ、均一な金メッキを施すことは非常に困
難であり、また、金メッキにバラツキがあると、ワイヤ
ボンディング強度にもまたバラツキが生じ、ワイヤボン
ディングの信頼性は完壁とはいえない問題があった。し
かも、ICを搭載しないタイプのヘッドでは、フレキシブ
ルケーブル接続用パターンのみが形成され、その場合は
半田を付着させるために金メッキ層は比較的薄く形成す
ればよいが、IC搭載タイプのヘッドでは、ワイヤボンデ
ィング強度を高めるためにそれより約3倍厚くする必要
があった。 また、最近のプリントヘッドのドット数の増大傾向を
反映して、リードパターンの微細化が進み、そのために
上述の金メッキによってリードショートが発生する可能
性が非常に大きくなってきた。 なお、リードパターンを高純度(99.999%、以下、こ
の程度の純度のアルミニウムを5N(ファイブ・ナイン)
−Alという。)アルミニウム薄膜で形成するという考え
方があるが、このような5N−Alでは、高純度であること
から熱圧着によって金・アルミ共有結合合金の形成が可
能であり、したがって信頼の高いワイヤボンディングは
可能であるが、金メッキが不可能であるために端子部に
フレキシブルケーブル接続のための半田被着を施せない
という問題がある。 この発明は、以上の事情のもとで考え出されたもので
あって、従来の課題を簡単な構成によって解決し、基板
上のリードパターンと直付けICとの間のワイヤボンディ
ングの高い信頼性の確保と、金メッキによるリードショ
ートの問題の解消とを同時に達成することをその目的と
する。
【課題を解決するための手段】 上記の課題を解決するため、この発明では、次の技術
的手段を講じている。 すなわち、本願発明は、発熱ドット部と、直付けされ
たICと、これらを電気的に連絡するためのリードパター
ンと基板上に備え、上記リードパターンと上記IC間をワ
イヤボンディングしてなるサーマルプリントヘッドにお
いて、 上記リードパターンは、高純度アルミニウム薄膜の上
に中純度アルミニウム薄膜を露出状に積層してなる二層
構造のアルミニウム薄膜を含むように構成されていると
ともに、このリードパダターンに対するワイヤボンディ
ングは、金線ワイヤが上記中純度アルミニウム薄膜を貫
通して上記高純度アルミニウム薄膜に実質的に至るよう
にして行われており、かつ、上記リードパターンの一部
には、さらに金メッキおよび半田被着が施されたフレキ
シブルケーブル接続用端子部が形成されていることを特
徴とする。
【作用および効果】
本願発明では、上述の3N−Alと5N−Alの特質を都合よ
く融合させて従来の課題を解決している。前述からあき
らかなように、3N−Alは、ワイヤボンディングは不可で
あるが金メッキは可能であり、一方、5N−Alは、ワイヤ
ボンディングは高信頼性をもって可能であるが金メッキ
は不可である。 上記5N−Al薄膜の上に3N−Al薄膜を積層して二重構造
のアルミニウム薄膜とされた本願発明におけるリードパ
ターン上にワイヤボンディングを行うと、、熱圧着時の
圧着力によって上層の3N−Al薄膜を貫通して5N−Al薄膜
層に至った金線ワイヤが、金・アルミ共有合金の形成に
よって下層の5N−Al薄膜層に対して結合される。この結
合は、きわめて信頼性が高く、ワイヤボンディングの強
度が非常に高くなる。このように、本願発明によれば、
リードパターンに金メッキを施さなくても、このリード
パターンに対する信頼性の高いワイヤボンディングが可
能となったのであり、かつまた、ワイヤボンディングの
ための金メッキが不要であることから、微細なリードパ
ターンに金メッキを施す場合に懸念されるリードショー
トも皆無となるのである。 そして、本願発明のリードパターンの表面に露出して
いるのは金メッキが可能な3N−Alであるから、適当部位
に従来と同様の金メッキおよび半田被着を施して、フレ
キシブルケーブル接続用の端子部を問題なく形成するこ
とができる。 このように、本願発明によれば、直付けICとリードパ
ターン間のワイヤボンディングの信頼性の向上を達成す
ることができると同時に、リードショートの問題を皆無
とすることができる効果がある。また、ワイヤボンディ
ングのためにするアルミニウム薄膜への金メッキが不要
となることから、金の使用量が減少し、これがサーマル
プリントヘッドのコストダウンに大きく寄与するという
付随的効果もある。
【実施例の説明】
以下、本願発明の実施例を第1図ないし第10図を参照し
つつ具体的に説明する。なお、これらの図において従来
例と同等の部分には同一の符号を付してある。 本願発明のサーマルプリントヘッドの機能上の構成は
第11図に示す従来例と変わりはない。従来例と異なる点
は、第1図の断面図に表れているように、リードパター
ン4が、高純度アルミニウム(5N−Al)薄膜5に、中純
度アルミニウム(3N−Al)薄膜6を積層してなる二重積
層構造となっている点、および、ワイヤボンディングさ
れる金線ワイヤ7が、中純度アルミニウム薄膜6を貫通
して高純度アルミニウム薄膜5に至って金・アルミ共有
結合合金を形成することにより、下層の高純度アルミニ
ウム薄膜5に対して実質的に結合されている点である。 以下に、本願発明のサーマルブリントヘッドの製造過
程を説明しつつ、その特徴点を明らかにする。 まず、発熱ドット部2となるべき部位にガラス製のグ
レーズ8を形成したセラミック製のチップ基板1(第2
図)の表面全面に、グレーズ8の表面に沿って発熱作用
をなすべき酸化ルテニウムなどからなる抵抗体被膜9を
蒸着する(第3図)。次に、5N−Al薄膜5および3N−Al
薄膜を順次蒸着して二重アルミニウム薄膜を形成する
(第4図)。続いて、エッチングの手法により、二重ア
ルミニウム薄膜のパターン抜き(第5図)および抵抗体
被膜9のパターン抜き(第6図)を行ない、所定のリー
ドパターン4を形成する。第6図から分かるように、リ
ードパターン4は、実際には、製造工程の都合から、抵
抗体被膜9の上に、5N−Al薄膜5および3N−Al薄膜6が
積層された形態となっている。そして、上記のようなリ
ードパターン4のうち、端子部3を形成すべき部位、お
よび、ワイヤボンディングをすべき部位を残し、保護膜
10によるコーティングを行うとともに、端子部3を形成
すべき部位には、金メッキ11を施しておく(第7図)。
金メッキ11は、リードパターン4の表面に金メッキが可
能な3N−Al薄膜6が露出していることから問題なく可能
である。 続いて、リードパターン4に所定のように形成された
ボンディング部にICチップのホンディングを行うととも
に、ワイヤボンディングにより、リードパターンとIC上
のパッド間を結線する(第8図)。 ワイヤボンディングは、基板1を所定の温度に熱する
とともに、水素トーチによってボール状に溶融された金
線ワイヤ7の先端をキャピラリ(図示略)によって圧着
することにより行われるが、このときの圧着力により、
金線ワイヤ7は3N−Al薄膜6を圧し潰すように貫通して
5N−Al薄膜5に至り、ここで金・アルミ共有結合合金を
形成するのである。したがって、ワイヤボンディングの
信頼性はきわめて高い。なお、5N−Al薄膜5と3N−Al薄
膜6の膜厚比は、1:1から1:2の程度でよい。また、各薄
膜5,6の厚みは、大きくとも数ミクロンのオーダである
ことから、上述のようにワイヤボンディングの圧着力に
よる下層5N−Al薄膜5への実質的ボンディングが可能な
のである。 ワイヤボンディング後は、ICチップを含んでこれを囲
む部分にシリコン樹脂などで保護コーティングし、最後
に、端子部3を形成すべく上述のように金メッキ11を施
した部位に半田被着12を施す(第9図)。こうして、サ
ーマルプリントヘッドそれ自体が完成する。 端子部3には、導体膜をポリイミドフィルムで挟んで
サンドイッチ構造とするなどしたフレキシブルケーブル
の導体露出部が半田付けによって接続される。 この発明の範囲は上述の実施例に限定されるものでは
ない。たとえば、下層の高純度アルミニウムとして5N−
Alを例としたが、少なくともこれより上層の中純度層よ
り高純度であればよく、また、これよりさらに純度の高
いアルミニウムを使用してもよいことはもちろんであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願発明の一実施例の要部を示す断面図、第2
図ないし第9図は本願発明の一実施例の製造過程を説明
するための断面図、第10図は第9図のA部拡大図、第11
図は従来のこの種のサーマルプリントヘッドの略示平面
図である。 1……チップ基板、2……発熱ドット部、3……端子
部、4……リードパターン、5……高純度アルミニウム
薄膜、6……中純度アルミニウム薄膜、11……金メッ
キ、12……半田被着。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/50 S

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発熱ドット部と、直付けされたICと、これ
    らを電気的に連絡するためのリードパターンとを基板上
    に備え、上記リードパターンと上記IC間をワイヤボンデ
    ィングしてなるサーマルプリントヘッドにおいて、 上記リードパターンは、高純度アルミニウム薄膜の上に
    中純度アルミニウム薄膜を露出状に積層してなる二層構
    造のアルミニウム薄膜を含むように構成されているとと
    もに、このリードパターンに対するワイヤボンディング
    は、金線ワイヤが上記中純度アルミニウム薄膜を貫通し
    て上記高純度アルミニウム薄膜に実質的に至るようにし
    て行われており、かつ、上記リードパターンの一部に
    は、さらに金メッキおよび半田被着が施されたフレキシ
    ブルケーブル接続用端子部が形成されていることを特徴
    とする、サーマルプリントヘッド。
JP63126497A 1988-05-24 1988-05-24 サーマルプリントヘッド Expired - Lifetime JPH085201B2 (ja)

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JPH01295860A JPH01295860A (ja) 1989-11-29
JPH085201B2 true JPH085201B2 (ja) 1996-01-24

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017064945A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 東芝ホクト電子株式会社 サーマルプリントヘッド及びサーマルプリンタ

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JPH01295860A (ja) 1989-11-29

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