JP2002514534A - サーマルインクジェット印刷ヘッド・アセンブリを製作する方法 - Google Patents

サーマルインクジェット印刷ヘッド・アセンブリを製作する方法

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Abstract

(57)【要約】 サーマル・ヒータ・チップ（１）はＴＡＢ回路テープ（５）の開口内に配置され、ＴＡＢリード線（３）がそのチップに溶接される。このアセンブリが裏返されて、リード線の下側が上方へ向くように為し、硬化可能な電気的絶縁性液が付与され硬化されて固体（１１）を形成するように為す。次いで、チップの底部が熱伝導性接着剤を用いて熱放射支持体（７）に結着される。リード線上の硬化された固体は接着剤がリード線に接触して電気的短絡を引き起こすことを防止する。この結果としての印刷ヘッドはチップからの過剰な熱を支持体から充分に散逸する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 この発明はヒータを有する半導体チップが余分な熱を散逸するように取り付け
られているインクジェット印刷ヘッドの製造に関する。
【０００２】 発明の背景 余分な熱の蓄積は高速印刷が可能なサーマルインクジェット印刷ヘッドの設計
において主要な制約である。印刷ヘッドは、多数のヒータがチップ内の埋設素子
となっている半導体シリコンのチップを有する。これらヒータは選択的に電流で
駆動されて、インクジェットのインク中の水分を気化し、それによってそうした
気化作用の力によってインク滴を放逐する。そうした動作の繰り返し数及び繰り
返し速度が増大すると、印刷ヘッドからの過剰又は余分な熱の除去が主要な設計
目的となる。
【０００３】 この発明は、熱的伝導性接着剤を用いて、チップをラジエータボディ（放熱体
）に結着することによって余分な熱を除去するものである。しかしながら、（テ
ープ自動ボンディング用のＴＡＢ回路として一般的に知られる）電気回路テープ
の電気リード線もそのチップに連結される。熱的伝導性接着剤は典型的には相当
程度まで電気的伝導性であるため、ＴＡＢリード線にはそれらの全長に沿って絶
縁材での下塗りが先ず施される。
【０００４】 発明の概要 回路テープからの電気リード線は、標準の超音波溶接或は他の接続技術によっ
てチップ上のそれらのターミナル点に接続される。次いでこれらリード線の全体
にわたって露出された下側は、硬化された際に電気的絶縁性となる硬化性材料で
塗られる。そしてリード線の接続部とは反対のチップ面側は熱伝導性放熱体に、
該熱伝導性放熱体とチップの間に付与された熱伝導性接着剤によって結着される
。
【０００５】 以下、この発明の詳細は、この発明に従った製作されたプロダクトを図示し且
つこの発明の実施に伴われる各種要素を示す添付図面に関連して説明される。
【０００６】 好適実施例の説明 電気的な半導体チップ１は全体的には標準のサーマルインクジェット・ヒータ
・チップである。そのようなものとして主にシリコンであるボディがあり、該ボ
ディは多数の窪みを有し、チップ上におけるそれら窪み内にヒータ抵抗が組み入
れられており、また該ボディはチップ外から電気信号を受信する外部アルミニウ
ム電気的接点を有する。従来の通りに、これら電気的接点は、抵抗を選択してそ
の選択された抵抗にヒーティング電流（加熱電流）を提供するようにチップを介
して接続されている。この種の例示的なチップは、１９９５年１１月１９日付け
で出願され、現在は許可されて特許料支払い済みの米国特許出願第０８／５４５
，１２６号に技術的に詳細に説明されている。この出願を引用することでその開
示をここに合体させる。
【０００７】 図面上に示された電気的リード線３は、それらがテープ５に取り付けられた薄
い金属素子であり且つ該テープ５から遠方へ延出するような同じく標準的なもの
である。テープ５はテープ自動ボンディング用のＴＡＢ回路として一般に知られ
ている。このテープ５はチップ１を受け入れるために中央に穴を有しており、リ
ード線３がチップ１の表面上におけるアルミニウム接点に接続される。これが現
在における標準的な電気的回路製造であり、実際にはロボットを用いて全体的に
製造されている。リード線３のチップ１上の接点に対する接続は、超音波テープ
自動ボンディング（ＴＡＢ）溶接によって典型的には行われている。
【０００８】 特にチップ１が夥しい数のインク滴を支持して放出又は噴出することになる夥
しい数のヒータを有する際、熱の散逸は重要な設計目標となっていった。そうし
た熱を散逸するために、チップ１が取り付けられている支持ボディ又は支持体７
は熱伝導性材料から形成され、熱をチップ１から遠方へ伝達するように為す。チ
ップ１は、これもまた熱伝導性でなければならない接着剤９によって支持体７に
接続される。
【０００９】 しかしながらこの熱伝導性接着剤９は固有であり且つ著しい電気的な伝導性或
は半伝導性でもある。この発明は、バイパス回路或は短絡回路となってチップ１
の動作をディスエーブルするような接触、即ち接着剤９及びリード線３の間の接
触を防止するものである。
【００１０】 従って、図面中に示されたプロダクトは以下のように製造される。チップ１は
テープ５内に配置され、リード線３がチップ１に溶接されて、接点に到達又は接
触するＴＡＢビームリード線３の面側が上方へ向くようにこのアセンブリが配置
され、熱硬化性液或は紫外線硬化性液等の電気的絶縁性固体１１を形成するよう
に硬化する硬化性液剤がリード線３の露出された下面全体に付与され、次いでこ
の被覆されたアセンブリが熱、紫外線輻射、或は、使用液に適合する他の処理で
硬化され、次いで熱伝導性接着剤９がチップ１及び支持体７の間に付与されるが
、より好ましくは、チップ１を支持する支持体７の面が上方へ向くように該支持
体を位置決めし、移動性（液状或はペースト状）接着剤９を該支持体７のその面
に付与してから、チップ１及びテープ５から成るアセンブリを下方へ移動してチ
ップ１が接着剤９と接触するように為すことによって、熱伝導性接着剤９がチッ
プ１及び支持体７の間に付与される。接着剤９を固まらせるために必要とされる
硬化の後、この発明に従ったアセンブリ或は組み立ては完成となる。幾分かの接
着剤９が、時折、リード線３に接触するが、リード線３のアンダーコーティング
１１がそうした発生による電気的な機能不全を防止する。
【００１１】 固体１１を形成する被覆は、露出リード線３が存在しているチップ１の各面の
全長に沿って、ニードル先端からの被覆剤のビードを付与するか、或は、はけ塗
によるはけ塗り被覆を施す。はけは、好ましくは、小さく、尖った水彩用絵筆等
が可能である。
【００１２】 固体１１を形成するように硬化する硬化性液はＴＡＢビームリード線３と良好
な接着性を有する必要性があり、ＴＡＢビームリード線を変形させること無しに
硬化しなければならず、水、染料、有機補助溶剤、印刷ヘッド内のインクの他の
成分に対して良好な耐性がなければならず、そして、チップ１と結合しなければ
ならない。固体１１を形成すべく硬化する硬化性液としての１つは、3M Corp.社
の熱硬化性製品ＦＬＵＯＲＡＤ ＦＣ-７２５である。これはＴＡＢビームリード
線３上にはけ塗りされ、次いでテープ５、ＴＡＢリード線３、並びに、チップ１
から成るアセンブリに対して、７０℃で、１５分間、焼きつけが為される。他の
可能性ある紫外線硬化性体系は、Emmerson and Cummings社のＵＶ９０００、Nat
ional Starch and Chemicals Company社の特殊ポリマー、並びに、EMI, Inc.社
のＥＭＣＡＳＴ ７０００等がある。
【００１３】 広範な適合する接着剤の使用を含む様々な変更等が明らかとなると共に予期さ
れ得る。特許の保護は、特許請求の範囲を特に参照して法律で規定されたように
求められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に係るサーマルインクジェット・ヒータのアセンブリの側断面
図である。
【符号の説明】
１ サーマル・ヒータ・チップ ３ ＴＡＢリード線 ５ ＴＡＢ回路テープ ７ 熱放射支持体 ９ 熱伝導性接着剤 １１ 電気的絶縁性固体
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月２８日（２０００．２．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 サルダナ・シン、ジャンヌ・マリー アメリカ合衆国 40514 ケンタッキー、 レキシントン、カッパー・ラン・ロード 1364 Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AG84 AP25 AP57 AQ02 4F100 AR00A AR00B BA02 CB00 EJ08A GB90 JG04A JJ01B

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サーマルインクジェット印刷ヘッド・アセンブリを製作する
    方法であって、 電気的回路テープからのリード線をサーマルインクジェット・ヒータ・チップ
    の表面上における接点に結着する段階と、 電気的絶縁性固体になるように硬化する液体を前記接点に接触する前記リード
    線の露出側全体に付与する段階と、 前記液体を、前記リード線の前記露出側全体を被覆する電気的絶縁性固体にな
    るように硬化する段階と、 前記チップを、熱伝導性固体になるように硬化する硬化可能な移動性接着剤で
    熱伝導性支持体に結着する段階と、 前記移動性接着剤を硬化して、固体の熱伝導性状態に為す段階と、 の諸段階を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記液体がＦＬＵＯＲＡＤ ＦＣ-７２５である、請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記液体硬化段階が熱を用いて達成される、請求項１に記載
    の方法。
  4. 【請求項４】 前記液体硬化段階が紫外線光を用いて達成される、請求項１
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記液体硬化段階が熱を用いて達成される、請求項２に記載
    の方法。
JP2000548164A 1998-05-14 1999-05-07 サーマルインクジェット印刷ヘッド・アセンブリを製作する方法 Pending JP2002514534A (ja)

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