WO2005105461A1 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

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thermal printhead
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Masaya Yamamoto
Shinobu Obata
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Rohm Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a thermal print head.
  • a thermal print head for printing on a recording medium such as a thermal paper or a thermal transfer ink ribbon includes an external device for connecting to an external device on a substrate provided with a heating resistor and a driving IC. Some of the connecting members are connected by soldering.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of such a thermal print head.
  • a flexible cable 95 as an external connection member is connected to a substrate 91.
  • the substrate 91 has a glaze layer 92 on the surface.
  • a wiring 93 constituting a circuit is formed on the upper surface of the glaze layer 92.
  • a plurality of electrodes 94 are formed at appropriate places of the wiring 93.
  • the flexible cable 95 has a configuration in which a plurality of conductive wires 95b are formed on a resin substrate 95a. Each conductive wire 95b is directly connected to each electrode 94 via a solder 98.
  • the flexible cable 95 is covered with a resin layer 97 together with a part of the substrate 91 in order to prevent the flexible cable 95 from dropping off the substrate 91. According to such a configuration, when external stress or thermal stress during driving is applied, the flexible cable 95 and the electrode 94 are separated from each other and their connection becomes unstable. Can be avoided
  • the solder 98 shrinks during cooling and solidification while applying force, and the shrinking force of the solder 98 acts on the electrode 94 or the glaze layer 92 to generate stress. Such stress may cause peeling of the electrode 94 and breakage of the glaze layer 92, which may cause a disconnection between each conductive wire 95b and a driving IC (not shown) connected thereto. There is. Therefore, the reliability of the connection of the flexible cable 95 may be impaired.
  • Patent Document 1 JP-A-7-30218
  • the present invention has been conceived under the circumstances described above, and is a thermal print that can improve the reliability of electrical connection between a substrate and an external connection member connected to the substrate.
  • the task is to provide a head.
  • the thermal printhead provided by the present invention includes a substrate having a glaze layer formed on a surface thereof, an electrode formed on the glaze layer, and an edge of the substrate for connection with an external device.
  • a thermal printhead having an external connection member attached and soldered to the electrode, wherein at least a tip of the electrode on the edge side of the substrate between the glaze layer and the electrode.
  • the buffer layer is interposed so that the portion protrudes from the electrode.
  • the buffer layer protrudes from the entire outer periphery of the electrode.
  • the buffer layer is formed of an Au film.
  • the semiconductor device further includes a wiring protection layer disposed on the wiring and the electrode, and the buffer layer is covered with the wiring protection layer of the electrode and has an outer periphery of a portion of the electrode. It protrudes from the whole.
  • the electrode is a pad formed on the wiring, and an electrode formed on the pad and having smaller solder wettability and smaller area than the pad. And an upper layer.
  • the pad is formed of an Ag film
  • the electrode upper layer is formed by adding an additive for improving solder wettability to Ag-Pt or Ag-Pd or Ag. Therefore, it is formed.
  • the additive is bismuth oxide.
  • the pad is chamfered on the edge side of the substrate.
  • At least a portion soldered to the electrode is covered with a part of the substrate by a joint protection layer.
  • the external connection member is a clip connector provided with a plurality of clip pins capable of holding the board, or a flexible cable.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a thermal print head according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the external connection member of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a plan view of a principal part showing an example of a thermal print head according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a principal part along the line VV of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a plan view of a principal part showing an example of a thermal print head according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of a principal part showing an example of a thermal print head according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of a principal part showing an example of a thermal print head according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an essential part perspective view showing an example of a thermal print head according to a fifth embodiment of the present invention and showing another example of a member for external connection.
  • FIG. 10 is a sectional view of a main part showing an example of a conventional thermal print head.
  • FIGS. 1 to 5 are schematic plan views showing an example of the thermal print head according to the first embodiment of the present invention.
  • the thermal printhead A has a substrate 1, a heating resistor 71, a driving IC 72, and a clip connector 5.
  • the clip connector 5 is directly soldered to the board 1.
  • the clip connector 5 is omitted.
  • the substrate 1 is, for example, an insulating substrate made of alumina ceramic, and has an oblong shape in plan view as shown in FIG. On the surface of the substrate 1, a glaze layer 2 is laminated.
  • the glaze layer 2 has glass as a main component and is formed over substantially the entire surface of the substrate 1.
  • the glaze layer 2 serves as a heat storage layer.
  • the glaze layer 2 has a heating resistor 7 1.
  • the surface on which the drive IC 72 and the wiring 3 are arranged is smooth, and plays a role of increasing the bonding force of the heating resistor 71 and the like.
  • a heating resistor 71 and a driving IC 72 are provided, and a wiring 3 forming a circuit is formed.
  • the wiring 3 is formed of, for example, an Au film having excellent electrical conductivity, and is formed by printing and baking resinate Au. As shown in FIG. 1, the wiring 3 has a common wiring part 31, an individual wiring part 32, and an input wiring part 33.
  • the common wiring portion 31 is formed by projecting a plurality of extending portions 31b from a common line portion 31a extending in the longitudinal direction of the substrate 1.
  • the individual wiring section 32 has one end disposed between the extension sections 31b and the other end connected to the output terminal of the drive IC 72.
  • a plurality of individual wiring sections 32 are provided.
  • the input wiring section 33 has one end connected to the input terminal of the drive IC 72 and the other end connected to the clip connector 5.
  • a plurality of input wiring sections 33 are provided. As shown in FIG. 3, an electrode 4 for soldering the clip connector 5 is formed at the other end of each input wiring section 33.
  • Each of the electrodes 4 is formed near the longitudinal edge of the substrate 1 as shown in FIGS. 3 to 5, and corresponds to each of the clip pins 51 of the lip connector 5 (see FIG. 3). .
  • Each electrode 4 has a pad 41 formed on the input wiring section 33 and an electrode upper layer 42 formed on the pad 41.
  • the input wiring section 33 is formed wider than the nod 41, as shown in FIG.
  • the input wiring section 33 has a tip extending beyond the tip of the pad 41. That is, the tip of the input wiring section 33 has a larger area than the nod 41 and is configured to protrude from the entire outer periphery of the pad 41. As a result, the input wiring portion 33 protrudes from the entire outer periphery of the pad 41.
  • a part of the input wiring section 33 corresponds to a buffer layer in the present invention.
  • the node 41 is formed of an Ag film, and is formed by printing and baking an Ag paste.
  • the pad 41 is chamfered so that the edge of the substrate 1 does not have a corner of 90 ° or less.
  • the planar shape of the pad 41 is hexagonal in FIGS. 3 and 4, but the octagonal or elliptical shape can be used if the periphery does not have a corner of 90 ° or less.
  • the periphery does not have a corner of 90 ° or less.
  • the electrode upper layer 42 facilitates the soldering of the clip pins 51 of the clip connector 5 and is formed of a material having better solder wettability than the nod 41.
  • the electrode upper layer 42 is formed so as to have a smaller area than the nod 41.
  • the electrode upper layer 42 is formed of, for example, a material obtained by adding an additive for improving solder wettability to Ag—Pt, Ag—Pd, or Ag.
  • As an additive acid sulfide bismuth is used. Oxidation bismuth has a function of suppressing the deposition of glass on the surface. Therefore, the electrode upper layer 42 melts into the solder at the time of soldering, so that the solder wettability of the electrode upper layer 42 can be improved.
  • a glass layer 61 for protecting the heating resistor 71 and the wiring 3 is formed on the surface of the substrate 1.
  • the glass layer 61 corresponds to an example of the wiring protection layer according to the present invention.
  • the heating resistor 71 is provided so as to straddle each extending portion 31b of the common wiring portion 31 and each individual wiring portion 32.
  • the heating resistor 71 is formed so as to extend in the longitudinal direction at the widthwise end of the substrate 1.
  • the heating resistor 71 is formed, for example, by printing and baking a thick film resistor paste containing ruthenium oxide as a conductor component.
  • the drive IC 72 has a circuit provided therein for controlling the heating driving of the heating resistor 71 based on print data for printing transmitted from an external device (not shown).
  • the drive IC 72 is die-bonded to the substrate 1 as shown in FIG.
  • the input / output terminals of the drive IC 72 are wire-bonded to the individual wiring section 32 and the input wiring section 33. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the drive IC 72 is covered with a resin layer 63 to protect the drive IC 72 from impact and the like.
  • the clip connector 5 is provided as an external connection member for connecting the thermal print head A to an external device (not shown).
  • the clip connector 5 has a plurality of clip pins 51 and a socket 52 formed of resin or the like. At one end of each clip pin 51, a holding portion 51a that can hold the substrate 1 is provided. The other end 51b of each clip pin 51 extends into the socket 52.
  • the clip connector 5 is held such that the holding portion 51 a of each clip pin 51 holds the portion of the board 1 on which the electrode 4 is formed. Is set. Next, a solder paste is applied around the contact between the holding portion 51a and the electrode 4. At this time, the solder paste does not protrude from the electrode upper layer 42. Then, each clip pin 51 is heated by a hot plate or the like to melt the solder, and then cooled and solidified.
  • each clip pin 51 has a resin layer 62 covering a portion facing the surface of substrate 1 and a portion facing the back surface of substrate 1 in holding portion 51a.
  • the resin layer 62 is formed of a UV curable resin or the like so as to cover the clip pins 51 together with a part of the substrate 1.
  • the resin layer 62 corresponds to the connection portion protection layer according to the present invention.
  • each clip pin 51 of the clip connector 5 is connected to each electrode 4 via the solder 8.
  • the contraction force acts on the glaze layer 2 from the electrode upper layer 42 and the pad 41 via the input wiring section 33.
  • the shrinkage force of the solder is limited to that of the glaze layer. Intensively acts on the portion joined to the outer periphery of the. Then, an excessive stress is locally generated in this portion, and there is a possibility that the electrode is peeled off or the glaze layer is damaged, and the reliability in connection of the clip connector, for example, is reduced.
  • the shrinkage force of the solder 8 acts on the glaze layer 2 via the input wiring section 33.
  • the tip of the input wiring portion 33 has a larger area than the nod 41 and is configured to protrude from the entire outer periphery of the pad 41, so that a portion of the input wiring portion 33 protruding from the pad 41 is interposed.
  • Input wiring section 33 having an area larger than the entire outer circumference of pad 41 As a result, the contraction force of the solder 8 and the force of the outer peripheral portion of the input wiring portion 33 are also transmitted to the glaze layer 2, and the length of the outer peripheral portion is longer than the length of the outer peripheral portion of the pad 41. Accordingly, a relatively large area of the glaze layer 2 is pulled, whereby the contraction force acting on the glaze layer 2 is dispersed. Therefore, it is possible to reduce the stress generated in the release layer 2 due to the above-mentioned contraction force. Therefore, it is possible to prevent the pad 41 from being peeled off and to prevent the glaze layer 2 from being broken due to a crack or the like, and to improve the reliability of the connection of the clip connector 5.
  • the input wiring section 33 is formed of the Au film, the input wiring section 33 has a higher ductility and spreadability than the pad 41 formed of, for example, an Ag film and the electrode upper layer 42 formed of Ag—Pt or the like. Excellent in nature. For this reason, when the solder 8 shrinks and the input wiring portion 33 pulls the glaze layer 2, the portion of the input wiring portion 33 that protrudes from the node 41 is appropriately extended and the contraction force acting on the glaze layer 2 Can be alleviated. Therefore, it is advantageous to reduce the stress generated in the glaze layer 2.
  • the solder 8 and the electrodes 4 and the like are thermally expanded and supplied with power supply to the heating resistor 71.
  • the stress generated in the glaze layer 2 fluctuates.
  • the greater the variation in the stress the more the cracks are likely to occur in the glaze layer 2.
  • the input wiring section 33 is configured to protrude from the pad 41, so that the effect of reducing the fluctuation of the stress generated in the glaze layer 2 can be exhibited.
  • each electrode 4 the electrode upper layer 42 that is directly soldered has a smaller area than the pad 41. Since the solder wettability is excellent, the solder bonding force to the clip pin 51 is obtained. Is not impaired. Also, since the solder application area becomes smaller than when it is assumed that soldering is performed using the entire area of the nod 41, the solder 4 shrinks when it cools and solidifies, so that the electrode 4 or the glaze layer 2 is shrunk. The acting stress can be reduced. Therefore, it is advantageous for preventing peeling of the electrode 4 and damage of the glaze layer 2.
  • the solder contraction force is reduced. Since the pad 41 is chamfered, the shrinking force of the solder 8 is not concentrated and can be distributed to various parts of the pad 41. This makes it difficult for the electrode 4 to peel off.
  • the input wiring section 33 is not limited to the one having a shape that is uniformly wider than the pad 41.
  • the portion extending to the opposite side of the portion in FIG. 4, the portion extending to the left from the left edge of the pad 41 of the input wiring portion 33) may be narrower than the pad 41. With such a shape, the amount of Au required for forming the input wiring portion 33 can be reduced while the input wiring portion 33 protrudes from the entire outer periphery of the pad 41, which is advantageous in reducing the manufacturing cost. is there.
  • the reliability of the electrical connection between the substrate 1 and the clip connector 5 connected thereto can be improved.
  • FIG. 6 is a view showing an example of the thermal print head according to the second embodiment of the present invention.
  • a portion 33a of the input wiring portion 33 covered with the glass layer 61 has a portion 33a having a width smaller than that of the node 41. Configuration.
  • the narrow portion 33a extends to a drive IC (not shown).
  • the portion of the outer periphery of the nod 41 that is covered by the glass layer 61 has a configuration in which the input wiring section 33 protrudes from only a part of the portion.
  • the input wiring portion 33, the nod 41 and the electrode upper layer 42 are formed, and then the glass layer 61 is formed. Thereafter, for example, a clip pin (not shown) is soldered to the electrode upper layer 42.
  • the portion of the glaze layer 2 that is not covered by the glass layer 61 is, as in the above-described embodiment, the portion of the input wiring portion 33 protruding from the pad 41. Stress can be reduced.
  • a portion of the glaze layer 2 which is covered with the glass layer 61 is covered when a clip pin (not shown) is soldered in a manufacturing process.
  • a glass layer 61 is formed.
  • the solder (not shown) shrinks due to cooling and solidification, this shrinking force is also negative by the glass layer 61.
  • the shrinkage force acting on the glaze layer 2 can be reduced. Therefore, stress generated in the glaze layer 2 can be reduced, and problems such as peeling of the electrode 4 and breakage of the glaze layer 2 can be avoided.
  • FIG. 7 is a view showing an example of a thermal print head according to the third embodiment of the present invention.
  • the thermal print head according to the third embodiment is different from the thermal print head in that the narrow portion 33 a of the input wiring portion 33 is also formed in a region not covered by the glass layer 61. Unlike the second embodiment shown in FIG. 7, the thermal print head according to the third embodiment is different from the thermal print head in that the narrow portion 33 a of the input wiring portion 33 is also formed in a region not covered by the glass layer 61. Unlike the second embodiment shown in FIG. 7, the thermal print head according to the third embodiment is different from the thermal print head in that the narrow portion 33 a of the input wiring portion 33 is also formed in a region not covered by the glass layer 61. Unlike the second embodiment shown in FIG.
  • the input wiring portion 33 is connected to the pad 41 as described in the first embodiment shown in FIG. As described in the second embodiment shown in FIG. 6, the input wiring section 33 does not protrude from the entire outer periphery, and the portion is protected by the glass layer 61 as described in the second embodiment. It is desirable to have a configuration.
  • a portion of the glaze layer 2 that is joined to a specific portion of the outer periphery of the pad 41 may be compared with its peripheral portion. High stress may be remarkably observed in some cases.
  • the glaze layer instead of extending the input wiring portion 33 from the entire outer periphery of the pad 41, by extending the input wiring portion 33 only in a portion where a relatively high stress occurs, the glaze layer can be formed. 2, it is possible to reduce the stress.
  • the stress generated in the glaze layer 2 joined to the portion near the tip of the pad 41 can be reduced.
  • FIG. 8 is a view showing an example of a thermal print head according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the thermal print head according to the fourth embodiment includes a buffer layer 35 separate from the input wiring portion 33. Also different! According to the fourth embodiment, the stress generated in the glaze layer 2 can be reduced. If the buffer layer 35 is made of, for example, Au, which is the same as the input wiring section 33, the buffer layer 35 can be efficiently formed collectively in the process of forming the input wiring section 33. Alternatively, the buffer layer 35 may be formed using a material different from that of the input wiring unit 33. In this case, for example, if a material having more excellent ductility and malleability than the material of the input wiring portion 33 is used, the stress generated in the glaze layer 2 can be further reduced.
  • the thermal printhead according to the present invention is not limited to the embodiments described above.
  • the specific configuration of each part of the thermal print head according to the present invention can be variously changed in design.
  • a flexible cable 5A may be used as an external connection member instead of the clip connector.
  • the flexible cable 5A is, for example, provided with a plurality of conductive wires 54 formed by etching a copper foil or the like between resin substrates 53 formed to be bendable with polyimide or the like.
  • the conductive wire 54 is exposed at one end in the longitudinal direction, and each conductive wire 54 is soldered to each electrode 4.
  • the buffer layer is preferably formed of an Au film, but is not limited to this.
  • a metal film other than the Au film having excellent ductility and malleability, a resin film, or the like may be used. May be formed.
  • the shape of the buffer layer is not limited to a rectangular shape, and may be, for example, an elliptical shape, a polygonal shape, a ring shape, a U shape, or the like, as long as the shape protrudes from a desired portion of the outer periphery of the electrode.
  • the electrode has a configuration in which a nod and an upper electrode layer are stacked, but it is desirable to reduce the shrinkage force due to soldering. It may be. Further, the materials of the nod and the upper electrode layer are not limited to the materials of the above-described embodiment.

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Abstract

 本発明のサーマルプリントヘッド(A)は、表面にグレーズ層(2)が形成された基板(1)と、グレーズ層(2)上に形成された電極(4)と、外部装置との接続のために基板(1)の縁部に取り付けられ、電極(4)に半田(8)により接続されているクリップコネクタ(5)と、を備えており、さらにグレーズ層(2)と電極(4)との間に緩衝層として入力配線部(33)が設けられ、この入力配線部(33)は、少なくとも電極(4)における基板(1)の縁部側の先端部が当該電極(4)よりはみ出している。                                                                         

Description

明 細 書
サーマノレプリントヘッド 技術分野
[0001] 本発明は、サーマルプリントヘッドに関する。
背景技術
[0002] 感熱紙や熱転写インクリボンなどの記録媒体に対して印刷を行うためのサーマルプ リントヘッドには、発熱抵抗体や駆動 ICが備えられた基板に対して、外部装置と接続 するための外部接続用部材が半田付けにより接続されているものがある。
[0003] 図 10は、このようなサーマルプリントヘッドの一例を示す要部断面図である。このサ 一マルプリントヘッド Xは、基板 91に外部接続用部材としてのフレキシブルケーブル 95が接続されている。基板 91は、その表面にグレーズ層 92が設けられている。この グレーズ層 92の上面には、回路を構成する配線 93が形成されている。配線 93の適 所には、複数の電極 94が形成されている。フレキシブルケーブル 95は、榭脂基板 9 5aに複数の導電線 95bが形成された構成とされている。各導電線 95bは、半田 98を 介して各電極 94に直接的に接続されて!、る。
[0004] フレキシブルケーブル 95は、基板 91からの脱落防止のため、その先端部が基板 9 1の一部とともに榭脂層 97により覆われている。このような構成によれば、外部からの ストレスや駆動時の熱ストレスなどが加わった場合などにぉ 、て、フレキシブルケープ ル 95と電極 94とが離間してそれらの接続が不安定となることを回避することができる
[0005] し力しながら、半田 98は、冷却 ·固化する際に収縮するため、この半田 98の収縮力 が電極 94ないしグレーズ層 92に作用し応力が発生してしまう。このような応力は、電 極 94の剥離やグレーズ層 92の破損の原因となるため、これらにより、各導電線 95bと それに接続された駆動 IC (図示略)との間が断線してしまう虞れがある。したがって、 フレキシブルケーブル 95の接続における信頼性が損なわれることがあった。
[0006] 特許文献 1 :特開平 7— 30218号公報
発明の開示 [0007] 本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、基板とそれに接続さ れる外部接続用部材との電気的接続における信頼性を向上することができるサーマ ルプリントヘッドを提供することを課題として 、る。
[0008] 本発明によって提供されるサーマルプリントヘッドは、表面にグレーズ層が形成され た基板と、上記グレーズ層上に形成された電極と、外部装置との接続のために上記 基板の縁部に取り付けられ、上記電極に半田付けされている外部接続用部材とを備 えたサーマルプリントヘッドであって、上記グレーズ層と上記電極との間に、少なくとも 上記電極における上記基板の上記縁部側の先端部が当該電極よりはみ出すように 緩衝層が介在されて 、ることを特徴として 、る。
[0009] 好ましくは、上記緩衝層は、上記電極の外周全体からはみ出している。
[0010] 好ましくは、上記緩衝層は、 Au膜により形成されている。
[0011] 好ましくは、上記グレーズ層上に形成され、かつ上記電極に導通する配線を備えて おり、上記緩衝層は、上記配線の一部により形成されている。
[0012] 好ましくは、上記配線および上記電極上に配された配線保護層を備えており、上記 緩衝層は、上記電極のうち上記配線保護層には覆われて!/ヽな ヽ部分の外周全体か らはみ出している。
[0013] 好ましくは、上記電極は、上記配線上に形成されたパッドと、上記パッド上に形成さ れ、かつ上記パッドよりも半田濡れ性が優れているとともに上記パッドよりも面積が小 さい電極上部層と、を有した構成とされている。
[0014] 好ましくは、上記パッドは、 Ag膜により形成されており、上記電極上部層は、 Ag-P tまたは Ag— Pdまたは Agに半田濡れ性を向上させるための添加物を加えたものに よって形成されている。
[0015] 好ましくは、上記添加物は、酸化ビスマスである。
[0016] 好ましくは、上記パッドは、上記基板の上記縁部側が面取りされている。
[0017] 好ましくは、上記外部接続用部材は、少なくとも上記電極に対して半田付けされた 部分が接合部保護層により上記基板の一部とともに覆われて 、る。
[0018] 好ましくは、上記外部接続用部材は、上記基板を挟持可能なクリップピンが複数備 えられたクリップコネクタ、または、フレキシブルケーブルである。 図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の第 1実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す概略平面図で ある。
[図 2]図 1の Π-Π線に沿う断面図である。
[図 3]図 1の外部接続用部材を拡大して示す斜視図である。
[図 4]本発明に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す要部平面図である。
[図 5]図 1の V-V線に沿う要部断面図である。
[図 6]本発明の第 2実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す要部平面図で ある。
[図 7]本発明の第 3実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す要部平面図で ある。
[図 8]本発明の第 4実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す要部平面図で ある。
[図 9]本発明の第 5実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示し、外部接続用 部材の他の例を示す要部斜視図である。
[図 10]従来のサーマルプリントヘッドの一例を示す要部断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明の実施例につき、図面を参照して具体的に説明する。
[0021] 図 1〜図 5は、本発明の第 1実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す概 略平面図である。このサーマルプリントヘッド Aは、図 1に示すように、基板 1と、発熱 抵抗体 71と、駆動 IC72と、クリップコネクタ 5と、を有している。クリップコネクタ 5は、 基板 1に直接的に半田付けされている。なお、図 4においては、クリップコネクタ 5は 省略されている。
[0022] 基板 1は、たとえば、アルミナセラミック製の絶縁基板であり、図 1に示すように平面 視において長矩形状とされている。この基板 1の表面には、グレーズ層 2が積層され ている。
[0023] グレーズ層 2は、ガラスを主成分とし、基板 1の表面の略全面にわたって形成されて いる。グレーズ層 2は、蓄熱層としての役割を果たす。グレーズ層 2は、発熱抵抗体 7 1、駆動 IC72および配線 3が配される表面が滑らかであり、発熱抵抗体 71などの接 着力を高める役割を果たす。
[0024] グレーズ層 2上には、発熱抵抗体 71および駆動 IC72が設けられているとともに、回 路を構成する配線 3が形成されて 、る。
[0025] 配線 3は、たとえば電導性の優れた Au膜によって形成されており、レジネート Auを 印刷'焼成することによって形成される。図 1に示すように、配線 3は、共通配線部 31 と、個別配線部 32と、入力配線部 33とを有している。
[0026] 共通配線部 31は、基板 1の長手方向に延びるコモンライン部 31aから複数の延出 部 31bを突出させたものである。個別配線部 32は、一端部が各延出部 31b間に配置 されるとともに他端部が駆動 IC72の出力端子に接続されたものである。個別配線部 32は、複数設けられている。入力配線部 33は、一端部が駆動 IC72の入力端子に接 続されるとともに他端部がクリップコネクタ 5に接続されるものである。入力配線部 33 は、複数設けられている。各入力配線部 33の他端部にはそれぞれ、図 3に示すよう に、クリップコネクタ 5を半田付けするための電極 4が形成されている。
[0027] 各電極 4は、図 3〜図 5に示すように、基板 1の長手縁部近傍に形成されており、タリ ップコネクタ 5のクリップピン 51 (図 3参照)のそれぞれに対応している。各電極 4は、 入力配線部 33上に形成されたパッド 41と、パッド 41上に形成された電極上部層 42 とを有している。
[0028] 入力配線部 33は、図 4に示すように、ノッド 41よりも幅広に形成されている。入力 配線部 33は、その先端部がパッド 41の先端部を超えて延びている。すなわち、入力 配線部 33の先端部は、ノッド 41よりも広い面積を有し、パッド 41の外周全体からは み出すように構成されている。これらにより、入力配線部 33は、パッド 41の外周全体 力もはみ出すものとされている。本実施例においては、入力配線部 33の一部が、本 発明で 、う緩衝層に相当する。
[0029] ノ ッド 41は、 Ag膜により形成されており、 Agペーストを印刷'焼成することによって 形成される。このパッド 41は、基板 1の端部側が 90° 以下の角部が生じないように面 取りされている。なお、パッド 41の平面形状は、図 3および図 4においては六角形とさ れているが、周囲が 90° 以下の角部を有しない形状であれば、八角形や楕円形な どでもよ 、。
[0030] 電極上部層 42は、クリップコネクタ 5のクリップピン 51を半田付けしやすくするもの であり、ノッド 41よりも半田濡れ性の優れた材料により形成される。電極上部層 42は 、 ノッド 41よりも面積が小さくなるように形成される。電極上部層 42は、たとえば、 Ag — Pt、 Ag— Pdまたは Agに半田濡れ性を向上させる添加物を加えた材料により形成 される。添加剤としては、酸ィ匕ビスマスなどが用いられる。酸ィ匕ビスマスは、表面にガ ラスが析出するのを抑制する機能を有する。そのため、電極上部層 42が半田付けの 際に半田に溶融することにより、電極上部層 42の半田濡れ性を向上させることができ る。
[0031] 基板 1の表面には、図 2に示すように、発熱抵抗体 71および配線 3を保護するため のガラス層 61が形成されている。このガラス層 61は、本発明でいう配線保護層の一 例に相当するものである。
[0032] 発熱抵抗体 71は、図 1に示すように、共通配線部 31の各延出部 31bと各個別配線 部 32とを跨ぐように設けられている。発熱抵抗体 71は、基板 1の幅方向端部におい て長手方向に延びるように形成されている。発熱抵抗体 71は、たとえば、酸化ルテ- ゥムを導体成分とする厚膜抵抗ペーストを印刷 ·焼成することによって形成されて 、る
[0033] 駆動 IC72は、外部装置(図示略)から送信されてくるプリント用の印刷データに基 づいて発熱抵抗体 71の発熱駆動を制御するための回路が内部に設けられたもので ある。駆動 IC72は、図 2に示すように、基板 1にダイボンディングされている。駆動 IC 72の入出力端子は、個別配線部 32および入力配線部 33に対してワイヤボンディン グされている。また、駆動 IC72は、図 1および図 2に示すように、榭脂層 63により覆わ れており、衝撃などカゝら保護されている。
[0034] クリップコネクタ 5は、このサーマルプリントヘッド Aと外部装置(図示略)とを接続す るための外部接続用部材として設けられたものである。このクリップコネクタ 5は、図 3 に示すように、複数のクリップピン 51と、榭脂などにより形成されたソケット部 52とを有 している。各クリップピン 51の一端部には、基板 1を狭持可能な狭持部 51aが設けら れている。各クリップピン 51の他端部 51bは、ソケット部 52内に延びている。 [0035] このクリップコネクタ 5を基板に半田付けする際には、まず、基板 1における電極 4が 形成された部分を各クリップピン 51の狭持部 51aが狭持するようにしてクリップコネク タ 5をセットする。次いで、狭持部 51aと電極 4との接点の周囲に半田ペーストを塗布 する。このとき、半田ペーストが電極上部層 42からはみ出さないようにする。そして、 各クリップピン 51をホットプレートなどにより加熱して半田を溶融させた後、これを冷 却 ·固化させる。
[0036] 各クリップピン 51は、図 5に示すように、狭持部 51aにおける基板 1の表面に面した 部位および基板 1の裏面に面した部位が榭脂層 62により覆われている。この榭脂層 62は、 UV硬化性榭脂などにより、クリップピン 51を基板 1の一部とともに覆うように形 成される。榭脂層 62は、本発明でいう接続部保護層に相当するものである。
[0037] 次に、上記構成を有するサーマルプリントヘッド Aの作用について説明する。
[0038] 本実施例のサーマルプリントヘッド Aにおいては、図 5に示すように、クリップコネク タ 5の各クリップピン 51が半田 8を介して各電極 4に接続されて!、る。半田 8が冷却 · 固化する際には、その収縮力が電極上部層 42およびパッド 41から入力配線部 33を 介してグレーズ層 2へと作用する。
[0039] 本実施例とは異なり、従来技術によるサーマルプリントヘッドのように、電極がダレ ーズ層上に直接形成されている構成においては、半田の収縮力は、上記グレーズ層 のうち上記電極の外周と接合された部分に集中的に作用してしまう。そうすると、この 部分には、局所的に過大な応力が発生することとなり、電極の剥離やグレーズ層の 破損などを生じる虞れがあり、たとえばクリップコネクタの接続における信頼性が低下 してしまう。
[0040] 本実施例によれば、半田 8による収縮力は、入力配線部 33を介してグレーズ層 2に 作用する。入力配線部 33の先端部は、ノッド 41より広い面積を有し、当該パッド 41 の外周全体からはみ出すように構成されて ヽるために、入力配線部 33のうちパッド 4 1からはみ出す部分を介して、上記収縮力を分散させてグレーズ層 2に作用させるこ とが可能である。すなわち、半田の収縮に伴い電極 4が収縮し、入力配線部 33がな ければ、その収縮カはノッド 41の外周部分力もグレーズ層 2に伝達されることになる 力 本実施例によれば、パッド 41の外周全体よりも広い面積を有する入力配線部 33 を設けているので、半田 8の収縮力は入力配線部 33の外周部分力もグレーズ層 2に 伝達されることになり、その外周部部分の長さがパッド 41の外周部分の長さよりも長く なる分、グレーズ層 2の比較的広い領域が引っ張られることになり、これによりグレー ズ層 2に作用する収縮力が分散されるのである。したがって、上記収縮力によりダレ ーズ層 2に発生する応力を小さくすることが可能である。そのため、パッド 41が剥離 することや、グレーズ層 2にクラックが発生するなどして破損することを防止することが でき、クリップコネクタ 5の接続における信頼性の向上を図ることができる。
[0041] 入力配線部 33は、 Au膜により形成されているために、たとえば Ag膜により形成さ れたパッド 41や、 Ag— Ptなどにより形成された電極上部層 42と比べて、延性および 展性に優れる。このため、半田 8が収縮して入力配線部 33がグレーズ層 2を引っ張る 際に、入力配線部 33のうちノ¾ /ド 41からはみ出した部分が適度に伸びてグレーズ層 2に作用する収縮力を緩和することが可能である。したがって、グレーズ層 2に発生す る応力を小さくするのに有利である。
[0042] なお、半田 8の冷却 ·固化によるもののほかに、たとえばサーマルプリントヘッド Aが 駆動される際には、発熱抵抗体 71への電力供給に伴い、半田 8および電極 4などが 熱膨張および熱収縮を繰り返すことにより、グレーズ層 2に発生する応力が変動する こととなる。この応力の変動が大きいほど、グレーズ層 2にクラックが発生しやすくなる 。本実施例においては、上述したように入力配線部 33がパッド 41からはみ出した構 成とされることにより、このようなグレーズ層 2に生じる応力の変動を小さくする作用も 発揮可能である。
[0043] 各電極 4において、直接半田付けされる電極上部層 42は、パッド 41よりも面積が小 さい構成とされている力 半田濡れ性が優れているので、クリップピン 51に対する半 田接合力が損なわれることがない。また、ノッド 41の全域を使用して半田付けを行う と仮定した場合に比して、半田塗布面積が狭くなるので、半田が冷却 ·固化する際の 収縮によって電極 4ないしグレーズ層 2に対して作用する応力を小さくすることができ る。したがって、電極 4の剥離やグレーズ層 2の破損を防止するのに有利である。
[0044] ノ¾ /ド 41は、面取りされているので、電極 4の剥離をより一層防止することができる。
より詳細には、仮にパッドが 90° 以下の角部を有している場合、半田の収縮力がこ の角部に集中し、パッドが剥離しやすくなる傾向にある力 パッド 41は面取りされてい るので、半田 8の収縮力が集中せずこれをパッド 41の各所に分散することができる。 これにより、電極 4が剥離しにくくなる。
[0045] なお、入力配線部 33は、パッド 41よりも一様に幅広な形状のものに限定されず、た とえば、入力配線部 33のうちパッド 41から十分離間した箇所力も基板 1の縁部とは 反対側に延びる部分(図 4において、入力配線部 33のパッド 41の左側縁より左側に 延びる部分)については、パッド 41よりも狭幅としてもよい。このような形状とすれば、 入力配線部 33をパッド 41の外周全体からはみ出させつつ、入力配線部 33の形成に 要する Auの量を小さくすることが可能であり、製造コストの低減に有利である。
[0046] このように、本発明に係るサーマルプリントヘッドによれば、基板 1とそれに接続され るクリップコネクタ 5との電気的接続における信頼性を向上させることができる。
[0047] 図 6は、本発明の第 2実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す図である。
なお、この図において、上記第 1実施例と同一または類似の要素には、上記第 1実施 例と同一の符号を付している。
[0048] 第 2実施例に係るサーマルプリントヘッドは、図 6に示すように、入力配線部 33のう ちガラス層 61に覆われた部分に、ノ¾ド 41よりも狭幅の部分 33aを有する構成とされ ている。この狭幅部 33aは、図外の駆動 ICへと延びている。このことにより、ノッド 41 の外周のうちガラス層 61により覆われた部分については、その一部からのみ入力配 線部 33がはみ出した構成とされている。
[0049] 本第 2実施例のサーマルプリントヘッドを製造する際には、入力配線部 33、 ノッド 4 1および電極上部層 42を形成し、次いでガラス層 61を形成する。この後にたとえばク リップピン(図示略)を電極上部層 42に半田付けする。
[0050] この第 2実施例によれば、グレーズ層 2のうちガラス層 61により覆われていない部分 については、上述した実施例と同様に、入力配線部 33のうちパッド 41からはみ出し た部分により応力の低減を図ることができる。一方、グレーズ層 2のうちガラス層 61に 覆われて 、る部分にっ 、ては、製造工程にお 、てクリップピン(図示略)などの半田 付けがなされる際には、この部分を覆うようにガラス層 61が形成される。このため、半 田(図示略)が冷却 '固化により収縮しても、この収縮力は、ガラス層 61によっても負 担され、グレーズ層 2に作用する収縮力を小さくすることができる。したがって、グレー ズ層 2に発生する応力を小さくし、電極 4の剥離やグレーズ層 2の破損などの不具合 を回避することができる。
[0051] 図 7は、本発明の第 3実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す図である。
なお、この図において、上記第 1実施例と同一または類似の要素には、上記第 1実施 例と同一の符号を付している。
[0052] 第 3実施例に係るサーマルプリントヘッドは、図 7に示すように、入力配線部 33の狭 幅部 33aが、ガラス層 61により覆われていない領域にも形成されている点が、図 6に 示された第 2実施例と異なって 、る。
[0053] 半田(図示略)の収縮などによりグレーズ層 2に発生する応力を低減させるためには 、図 4に示された第 1実施例について説明したように、入力配線部 33がパッド 41の外 周全体からはみ出す構成とすることや、図 6に示された第 2実施例について説明した ように、入力配線部 33がはみ出して ヽな 、部分にっ ヽてはガラス層 61により保護さ れる構成とすることが望まし 、。
[0054] し力しながら、たとえばパッド 41および電極上部層 42の形状や、半田付けの態様 によっては、グレーズ層 2のうちパッド 41の外周の特定部分と接合された部分にその 周辺部と比べて高い応力が発生することが顕著に認められる場合がある。このような 場合は、入力配線部 33をパッド 41の外周全体からはみ出させることに代えて、比較 的高い応力が発生する部分についてのみ入力配線部 33をはみ出させることによつ ても、グレーズ層 2の応力を低減することが可能である。図 7に示された第 3実施例に おいては、パッド 41の先端寄りの部分と接合されたグレーズ層 2に発生する応力を低 減させることができる。
[0055] 図 8は、本発明の第 4実施例に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す図である。
なお、この図において、上記第 1実施例と同一または類似の要素には、上記第 1実施 例と同一の符号を付している。
[0056] 第 4実施例に係るサーマルプリントヘッドは、図 8に示すように、入力配線部 33とは 別体とされた緩衝層 35を備えて 、る点が、上述した 、ずれの実施例とも異なって!/ヽ る。 [0057] この第 4実施例によってもグレーズ層 2に発生する応力を低減することができる。緩 衝層 35は、たとえば入力配線部 33と同様の Au製とすれば、入力配線部 33を形成 する工程において一括して効率よく形成することができる。これとは異なり、緩衝層 35 は、入力配線部 33とは異なる材料を用いて形成しても良い。この場合、たとえば入力 配線部 33の材料よりもさらに延性および展性に優れた材料を用いれば、グレーズ層 2に発生する応力をより低減することができる。
[0058] 本発明に係るサーマルプリントヘッドは、上述した各実施例に限定されるものでは ない。本発明に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成は、種々に設計変 更自在である。
[0059] たとえば図 1および図 3に示した第 1実施例とは異なり、図 9に示すように、外部接続 用部材としてクリップコネクタに代えてフレキシブルケーブル 5Aが用いられても良い。
[0060] フレキシブルケーブル 5Aは、たとえば、ポリイミドなどにより屈曲可能に形成された 榭脂基板 53間に、銅箔などをエッチングすることなどにより形成した複数の導電線 5 4を設けたものである。このフレキシブルケーブル 5Aは、長手方向の一方端部にお いて導電線 54が露出させられており、各導電線 54が各電極 4に半田付けされる。
[0061] 上記実施例において、緩衝層は、 Au膜により形成することが望ましいが、これに限 定されず、たとえば延性および展性に優れた Au膜以外の金属膜ゃ榭脂膜などによ り形成しても良い。緩衝層の形状は、矩形状に限定されず、電極の外周のうち所望 の部分からはみ出す形状であれば、たとえば楕円形状、多角形状のほかリング形状 、 U字形状などであっても良い。
[0062] 上記実施例にお!、て、電極としては、ノッドおよび上部電極層が積層された構成と することが、半田による収縮力の低減に望ましいが、これに限定されず、単層構造と しても良い。また、ノッドおよび上部電極層の材料も、上記実施例の材料に限定され ない。

Claims

請求の範囲
[1] 表面にグレーズ層が形成された基板と、
上記グレーズ層上に形成された電極と、
外部装置との接続のために上記基板の縁部に取り付けられ、上記電極に半田付け されている外部接続用部材とを備えたサーマルプリントヘッドであって、
上記グレーズ層と上記電極との間に、少なくとも上記電極における上記基板の上記 縁部側の先端部が当該電極よりはみ出すように緩衝層が介在されていることを特徴 とする、サーマルプリントヘッド。
[2] 上記緩衝層は、上記電極の外周全体からはみ出している、請求項 1に記載のサー マルプリントヘッド。
[3] 上記緩衝層は、 Au膜により形成されている、請求項 1又は 2に記載のサーマルプリ ン卜ヘッド、。
[4] 上記グレーズ層上に形成され、かつ上記電極に導通する配線を備えており、
上記緩衝層は、上記配線の一部により形成されている、請求項 1に記載のサーマ ルプリントヘッド。
[5] 上記配線および上記電極上に配された配線保護層を備えており、
上記緩衝層は、上記電極のうち上記配線保護層には覆われて!/ヽな ヽ部分の外周 全体からはみ出している、請求項 4に記載のサーマルプリントヘッド。
[6] 上記電極は、上記配線上に形成されたパッドと、上記パッド上に形成され、かつ上 記パッドよりも半田濡れ性が優れているとともに上記パッドよりも面積が小さい電極上 部層と、を有した構成とされている、請求項 4又は 5に記載のサーマルプリントヘッド。
[7] 上記パッドは、 Ag膜により形成されており、
上記電極上部層は、 Ag—Pt、 Ag— Pdまたは Agに半田濡れ性を向上させるため の添加物をカ卩えたものによって形成されている、請求項 6に記載のサーマルプリント ヘッド、。
[8] 上記添加物は、酸化ビスマスである、請求項 7に記載のサーマルプリントヘッド。
[9] 上記パッドは、上記基板の上記縁部側が面取りされている、請求項 6に記載のサー マルプリントヘッド。
[10] 上記外部接続用部材は、少なくとも上記電極に対して半田付けされた部分が接合 部保護層により上記基板の一部とともに覆われている、請求項 1, 4, 5のいずれかに 記載のサーマルプリントヘッド。
[11] 上記外部接続用部材は、上記基板を挟持可能なクリップピンが複数備えられたタリ ップコネクタ、または、フレキシブルケーブルである、請求項 1, 4, 5のいずれかに記 載のサーマルプリントヘッド。
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