JP2002067368A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全体構造を小型化することが可能な、生産性の
高いサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】複数個の発熱抵抗体２及び複数個の導電層
３を有するセラミック基板１と、複数個の配線導体５を
有する印刷配線板４とを併設させるとともに、前記セラ
ミック基板１及び印刷配線板４上に、下面に前記導電層
４に接続される複数個の出力端子と前記配線導体５に接
続される複数個の入力端子とが設けられたドライバーＩ
Ｃ６を、セラミック基板１−印刷配線板４間に形成され
る間隙を跨ぐようにして、導電性接着剤７を介して取着
・搭載させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図４に
示す如く、複数個の発熱抵抗体１２、複数個の導電層１
３及びドライバーＩＣ１４が取着されているセラミック
基板１１と、複数個の配線導体１６が設けられている印
刷配線板１５とを併設させ、セラミック基板１１上の導
電層１３と印刷配線板１５の配線導体１６を半田やボン
ディングワイヤ等を介して電気的に接続させた構造を有
しており、前記発熱抵抗体１２に外部からの電力を印加
し、発熱抵抗体１２を個々に選択的にジュール発熱させ
るとともに、該発熱した熱を感熱紙等の記録媒体に伝導
させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサ
ーマルヘッドとして機能する。

【０００３】尚、前記印刷配線板１５は、外部からの電
力や印画制御信号等をセラミック基板１１上の発熱抵抗
体１２やドライバーＩＣ１４に供給するためのものであ
り、かかる印刷配線板１５としてはフレキシブル配線板
等が用いられていた。

【０００４】また前記セラミック基板１１上に取着され
ているドライバーＩＣ１４は外部からの印画制御信号等
に基づいて発熱抵抗体１２への通電を制御するためのも
のであり、例えば従来周知のフェースダウンボンディン
グ法を採用し、その入力端子や出力端子をセラミック基
板上面の対応する導電層１４に半田を介して接続するこ
とによりセラミック基板１１の上面に取着・搭載されて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のサーマルヘッドにおいては、印画時、記録媒体を発
熱抵抗体１２上に安定的に供給することができるように
ドライバーＩＣ１４を発熱抵抗体１２より所定の距離だ
け遠ざけて配置させる必要があった。

【０００６】しかしながら、前記ドライバーＩＣ１４は
その全体がセラミック基板１１上に搭載されることか
ら、セラミック基板１１の上面には上述の距離に対応し
たスペースに加えて、ドライバーＩＣ１４を配置させる
ための広いスペースを確保する必要があり、セラミック
基板１１の面積が広くなってしまう。それ故、サーマル
ヘッドの全体構造を小型化することが難しく、製品とし
てのサーマルヘッドが高価なものとなる欠点を有してい
た。

【０００７】また上述した従来のサーマルヘッドを組み
立てるには、ドライバーＩＣ１４をセラミック基板１１
の上面に搭載する工程と、セラミック基板１１の導電層
１３に印刷配線板１５の配線導体１６を接続する工程と
が必要であり、これらの作業を別々の工程で行うように
なっていることから、サーマルヘッドの製造工程が煩雑
になり、生産性を向上させることが困難であるという欠
点も有していた。

【０００８】そしてこれらのことは、ドライバーＩＣ１
４が印刷配線板１５上に搭載されている場合も同じであ
り、即ち、ドライバーＩＣ１４を印刷配線板１５上に搭
載すると印刷配線板１５の面積が広くなることから、結
局、この場合もサーマルヘッドの全体構造を小型化する
ことは難しく、またサーマルヘッドを組み立てる際に
は、ドライバーＩＣ１４を印刷配線板１５の上面に搭載
する工程と、セラミック基板１１の導電層１３に印刷配
線板１５の配線導体１６を接続する工程とが必要で、こ
れらの作業を別々の工程で行わなければならないため、
サーマルヘッドの製造工程が煩雑になるという欠点を有
していた。

【０００９】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、全体構造を小型化することが可能な、
生産性の高いサーマルヘッドを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、複数個の発熱抵抗体及び複数個の導電層を有するセ
ラミック基板と、複数個の配線導体を有する印刷配線板
とを併設させるとともに、前記セラミック基板及び印刷
配線板上に、下面に前記導電層に接続される複数個の出
力端子と前記配線導体に接続される複数個の入力端子と
が設けられたドライバーＩＣを、セラミック基板−印刷
配線板間に形成される間隙を跨ぐようにして、導電性接
着剤を介して取着・搭載させてなることを特徴とするも
のである。

【００１１】また本発明のサーマルヘッドは、前記導電
性接着剤が異方性導電材であることを特徴とするもので
ある。

【００１２】更に本発明のサーマルヘッドは、前記ドラ
イバーＩＣの入・出力端子が接続される導電層及び配線
導体の一端部に接続パッドが形成されており、且つこれ
ら接続パッドの面積が導電層の一端部に比し配線導体の
一端部で大となしてあることを特徴とするものである。

【００１３】本発明によれば、発熱抵抗体を有するセラ
ミック基板と印刷配線板とを併設させるとともに、該セ
ラミック基板及び印刷配線板上に、前記発熱抵抗体の発
熱を制御するドライバーＩＣを、セラミック基板−印刷
配線板間の間隙を跨ぐようにして、導電性接着剤を介し
て取着・搭載させるように構成したことから、セラミッ
ク基板の上面にドライバーＩＣを配置するための広いス
ペースは不要となり、セラミック基板の面積を小さくす
ることができる。従ってサーマルヘッドの全体構造を小
型化して、製品としてのサーマルヘッドを安価になすこ
とが可能となる。

【００１４】また本発明によれば、前記ドライバーＩＣ
は、セラミック基板及び印刷配線板上に、両者間の間隙
を跨ぐようにして搭載され、この場合、ドライバーＩＣ
の搭載に伴い、セラミック基板上の導電層と印刷配線板
上の配線導体とがドライバーＩＣを介して電気的に接続
されるようになっている。従って、ドライバーＩＣの搭
載と、セラミック基板−印刷配線板の接続とが同時に行
われ、これによってサーマルヘッドの製造工程を簡略化
し、生産性を向上させることができる。

【００１５】更に本発明によれば、導電性接着剤として
異方性導電材を使用することにより、サーマルヘッドの
使用時等にセラミック基板、印刷配線板及びドライバー
ＩＣが各々の線膨張係数に基づいて熱膨張を起こして
も、各部材間の熱応力を異方性導電材が良好に吸収・緩
和し、各部材間の接続が熱応力によって破損するのを有
効に防止することができる。

【００１６】また更に本発明によれば、ドライバーＩＣ
の入・出力端子が接続される導電層及び配線導体の一端
部に接続パッドを形成し、これら接続パッドの面積を導
電層の一端部に比し配線導体の一端部で大となしておく
ことにより、ドライバーＩＣの入・出力端子とこれらの
端子に対応する接続パッドとを確実に接続させて、サー
マルヘッドの製造歩留りを向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るサ
ーマルヘッドの断面図、図２は図１のサーマルヘッドの
平面図であり、１はセラミック基板、２は発熱抵抗体、
３は導電層、４は印刷配線板、５は配線導体、６はドラ
イバーＩＣ、７は導電性接着剤、３ａ及び５ａは接続パ
ッドである。

【００１８】前記セラミック基板１はアルミナセラミッ
クス等の電気絶縁性材料により形成され、その上面には
発熱抵抗体２や導電層３等が所定パターンに被着され、
これらを支持する支持母材として機能する。

【００１９】前記セラミック基板１は、例えばアルミナ
セラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネ
シア等のセラミックス材料粉末を適当な有機溶剤、溶媒
を添加・混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周
知のドクターブレード法を採用することによってセラミ
ックグリーンシートを得、しかる後、該セラミックグリ
ーンシートを所定の長方形状に打ち抜いた上、高温（約
１６００℃）で焼成することによって製作される。

【００２０】また前記セラミック基板１の上面には図示
しないグレーズ層（蓄熱層）を介して複数個の発熱抵抗
体２が被着・配列され、これら発熱抵抗体２には導電層
３が接続されている。

【００２１】前記発熱抵抗体２は、例えば６００ｄｐｉ
（dot per inch)のドット密度で主走査方向に直線状に
配列されており、その各々がＴａＳｉＯ系，ＴｉＳｉＯ
系等の電気抵抗材料から成っているため、導電層３や後
述するドライバーＩＣ６等を介して外部からの電力が印
加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画を形
成するのに必要な温度、例えば１５０℃〜２５０℃の温
度となる。

【００２２】また前記発熱抵抗体２に接続される導電層
３は、アルミニウムや銅等の導電材料から成り、その一
端部に設けられる接続パッド３ａを後述するドライバー
ＩＣ６の出力端子に接続させておくことにより、電源電
力をドライバーＩＣ６を介して発熱抵抗体２に供給する
給電配線としての作用を為す。

【００２３】尚、前記発熱抵抗体２及び導電層３は例え
ば従来周知の薄膜形成技術、即ち、スパッタリング法や
フォトリソグラフィー技術，エッチング技術等を採用す
ることによってセラミック基板１の上面に所定厚み、所
定パターンに被着・形成される。

【００２４】また一方、上述したセラミック基板１の隣
には、間に例えば１００μｍ〜５００μｍの間隙を介し
て印刷配線板４が併設される。

【００２５】前記印刷配線板４は、例えば、ポリイミド
樹脂等から成るベースフィルム上に銅等の金属材料から
成る複数の配線導体５を被着させるとともに、これら配
線導体５をポリイミド樹脂等から成るカバーフィルムで
被覆し、その一端にサーマルヘッドを外部電気回路に接
続するためのコネクタ9を取着した構造を有しており、
前記配線導体５を後述するドライバーＩＣ６等を介して
セラミック基板１上の発熱抵抗体２等に接続させておく
ことにより、外部からの電力や印画制御信号等を発熱抵
抗体２やドライバーＩＣ６に供給するようになってい
る。

【００２６】尚、印刷配線板４としてはフレキシブル配
線基板等が好適に使用され、配線導体５の一端側には印
刷配線板４をドライバーＩＣ６の入力端子に接続するた
めの接続パッド５ａが設けられる。

【００２７】そして、前記セラミック基板１及び印刷配
線板４上には、両者間の間隙を跨ぐようにして、ドライ
バーＩＣ６が導電性接着剤７を介して取着・搭載され
る。

【００２８】前記ドライバーＩＣ６としてはフリップチ
ップタイプのＩＣが用いられ、その下面には、シフトレ
ジスタやラッチ，出力トランジスタ等の電子回路の他
に、導電層３の接続パッド３ａに接続される複数個の出
力端子と、配線導体５の接続パッド５ａに接続される複
数個の入力端子とを有している。

【００２９】前記ドライバーＩＣ６は、前述した複数個
の発熱抵抗体２を個々に選択的にジュール発熱させる作
用、具体的には印刷配線板４を介して供給される印画制
御信号に基づいて発熱抵抗体２への通電を個々に制御す
る作用を為し、従来周知のフェースダウンボンディング
法を採用することによって、セラミック基板１及び印刷
配線板４の上面に、両者間に形成される間隙を跨ぐよう
にして取着・搭載される。

【００３０】このように、セラミック基板１及び印刷配
線板４上に、両者間の間隙を跨ぐようにして、ドライバ
ーＩＣ６を取着・搭載することにより、セラミック基板
１や印刷配線板４の上面にドライバーＩＣ６を配置させ
るための広いスペースが不要となり、その分、セラミッ
ク基板１等の面積を小さくすることができる。従ってサ
ーマルヘッドの全体構造を小型化して、製品としてのサ
ーマルヘッドを安価になすことが可能となる。

【００３１】またこの場合、ドライバーＩＣ６の搭載に
伴い、セラミック基板１上の導電層３と印刷配線板４上
の配線導体５とがドライバーＩＣ６を介して電気的に接
続されるようになっているため、ドライバーＩＣ６の搭
載と、セラミック基板１−印刷配線板４の接続とを同時
に行うことができ、これによってサーマルヘッドの製造
工程が簡略化され、生産性を向上させることも可能とな
る。

【００３２】尚、前記ドライバーＩＣ６の入・出力端子
と、導電層３、配線導体５とを接続する導電性接着剤７
としては、例えばエポキシ樹脂中にニッケル（Ｎｉ）パ
ウダーを所定量分散させた異方性導電材等が使用され、
かかる異方性導電材を導電性接着剤７として使用すれ
ば、サーマルヘッドの使用時等にセラミック基板１、印
刷配線板４及びドライバーＩＣ６が各々の線膨張係数に
基づいて熱膨張を起こしたとしても、各部材１，４，６
間の熱応力を異方性導電材７が良好に吸収・緩和し、各
部材間１−６，４−６の接続が熱応力によって破損する
のを有効に防止することができる。従って前記導電性接
着剤７としては異方性導電材を用いることが好ましい。

【００３３】また更に前記ドライバーＩＣ６の入力端子
が接続される接続パッド５ａの面積を、図３に示す如
く、出力端子が接続される導電層３の接続パッド３ａに
比し大となしておけば、セラミック基板１と印刷配線板
４との位置精度があまり高くない場合であっても、配列
ピッチが狭くなる出力端子側でドライバーＩＣ６の位置
決めを行うことにより、入力端子と接続パッド５ａとの
ズレを良好に吸収して、全ての入・出力端子と接続パッ
ド３ａ，５ａとを確実に接続させることができ、サーマ
ルヘッドの製造歩留りを向上させることができる。従っ
て、ドライバーＩＣ６の入力端子が接続される接続パッ
ド５ａの面積を、出力端子が接続される導電層３の接続
パッド３ａに比し大となしておくことが好ましい。

【００３４】そして前記セラミック基板１及び印刷配線
板４は、上述した如く併設された状態でそのまま放熱板
８の上面に載置され、放熱板８上の所定位置に固定され
る。

【００３５】前記放熱板８は、セラミック基板１及び印
刷配線板４を支持するとともに、セラミック基板１の熱
の一部を吸収し大気中に放散することにより、セラミッ
ク基板１が過度に高温となるの有効に防止するためのも
のであり、アルミニウムやＳＵＳ等の金属を従来周知の
金属加工法により所定形状と成すことにより製作され
る。

【００３６】かくして上述した本形態のサーマルヘッド
は、ドライバーＩＣ６の駆動に伴って発熱抵抗体２に所
定の電力を印加し、発熱抵抗体２を印画制御信号に基づ
いて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発
熱した熱を感熱紙等の記録媒体に伝導させ、記録媒体に
所定の印画を形成することによってサーマルヘッドとし
て機能する。

【００３７】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能である。

【００３８】例えば上述の形態においては導電性接着剤
７として異方性導電材を用いるようにしたが、これに代
えて半田等の他の導電性接着剤７を用いても構わない。

【００３９】また上述の形態においてドライバーＩＣ６
をエポキシ樹脂等から成る封止材で被覆したり、発熱抵
抗体２や導電層３を窒化珪素等から成る保護膜で被覆す
るようにしても構わない。

【００４０】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、発熱
抵抗体を有するセラミック基板と印刷配線板とを併設さ
せるとともに、該セラミック基板及び印刷配線板上に、
前記発熱抵抗体の発熱を制御するドライバーＩＣを、セ
ラミック基板−印刷配線板間の間隙を跨ぐようにして、
導電性接着剤を介して取着・搭載させるようにしたこと
から、セラミック基板の上面にドライバーＩＣを配置す
るための広いスペースは不要となり、セラミック基板の
面積を小さくすることができる。従ってサーマルヘッド
の全体構造を小型化して、製品としてのサーマルヘッド
を安価になすことが可能となる。

【００４１】また本発明のサーマルヘッドによれば、前
記ドライバーＩＣは、セラミック基板及び印刷配線板上
に、両者間の間隙を跨ぐようにして搭載され、この場
合、ドライバーＩＣの搭載に伴い、セラミック基板上の
導電層と印刷配線板上の配線導体とがドライバーＩＣを
介して電気的に接続されるようになっている。従って、
ドライバーＩＣの搭載と、セラミック基板−印刷配線板
の接続とが同時に行われ、これによってサーマルヘッド
の製造工程を簡略化し、生産性を向上させることができ
る。

【００４２】更に本発明のサーマルヘッドによれば、導
電性接着剤として異方性導電材を使用することにより、
サーマルヘッドの使用時等にセラミック基板、印刷配線
板及びドライバーＩＣが各々の線膨張係数に基づいて熱
膨張を起こしても、各部材間の熱応力を異方性導電材が
良好に吸収・緩和し、各部材間の接続が熱応力によって
破損するのを有効に防止することができる。

【００４３】また更に本発明のサーマルヘッドによれ
ば、ドライバーＩＣの入・出力端子が接続される導電層
及び配線導体の一端部に接続パッドを形成し、これら接
続パッドの面積を導電層の一端部に比し配線導体の一端
部で大となしておくことにより、ドライバーＩＣの入・
出力端子とこれらの端子に対応する接続パッドとを確実
に接続させて、サーマルヘッドの製造歩留りを向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断
面図である。

【図２】図１のサーマルヘッドの平面図である。

【図３】接続パッド３ａ，５ａの大小関係を示す要部拡
大図である。

【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・セラミック基板、２・・・発熱抵抗体、３・・
・導電層、４・・・印刷配線板、５・・・配線導体、６
・・・ドライバーＩＣ、７・・・導電性接着剤、３ａ，
５ａ・・・接続パッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の発熱抵抗体及び複数個の導電層を
   有するセラミック基板と、複数個の配線導体を有する印
   刷配線板とを併設させるとともに、前記セラミック基板
   及び印刷配線板上に、下面に前記導電層に接続される複
   数個の出力端子と前記配線導体に接続される複数個の入
   力端子とが設けられたドライバーＩＣを、セラミック基
   板−印刷配線板間に形成される間隙を跨ぐようにして、
   導電性接着剤を介して取着・搭載させてなるサーマルヘ
   ッド。
2. 【請求項２】前記導電性接着剤が異方性導電材であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 【請求項３】前記ドライバーＩＣの入・出力端子が接続
   される導電層及び配線導体の一端部に接続パッドが形成
   されており、且つこれら接続パッドの面積が導電層の一
   端部に比し配線導体の一端部で大となしてあることを特
   徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。