JP2003220721A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

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JP2003220721A
JP2003220721A JP2002022527A JP2002022527A JP2003220721A JP 2003220721 A JP2003220721 A JP 2003220721A JP 2002022527 A JP2002022527 A JP 2002022527A JP 2002022527 A JP2002022527 A JP 2002022527A JP 2003220721 A JP2003220721 A JP 2003220721A
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JP
Japan
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driver
thermal head
region
base plate
solder joint
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002022527A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuharu Hyodo
徹治 兵頭
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2002022527A priority Critical patent/JP2003220721A/en
Publication of JP2003220721A publication Critical patent/JP2003220721A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-quality thermal head which can form good and clear prints by effectively preventing printing failures. <P>SOLUTION: In the thermal head, a head board 1 where many heating elements 3 aligned in a straight line and driver ICs 5 are arranged on an upper face of a base plate 2 formed of a ceramic or the like, and a plurality of signal lines 6 are applied to the upper face of the base plate 2 positioned to the opposite side to the heating elements 3 with respect to the driver ICs 5, and a flexible wiring board 7 having many wiring conductors 8 to be electrically connected via a solder 20 to the signal lines 6 are set together. At the same time, the driver ICs 5 and solder joining parts are coated in common by a sealing material 10 essentially consisting of an epoxy resin. A modulus of elasticity in bending of the sealing material 10 is set to be lower at a region on the solder joining parts than at a region on the driver ICS 5. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリやビ
デオプリンタ等の記録デバイス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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head incorporated as a recording device such as a facsimile or a video printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ファクシミリ等の記録デバイ
スとしてサーマルヘッドが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a thermal head has been used as a recording device such as a facsimile.

【0003】かかる従来のサーマルヘッドとしては、例
えば図4に示す如く、アルミナセラミックス等から成る
ベースプレート12の上面に直線状に配列した多数の発
熱素子13及びこれら発熱素子13の発熱を制御するド
ライバーIC14を配設させるとともに該ドライバーI
C14に対して発熱素子13と反対側に位置するベース
プレート12の上面に複数個の信号配線15を被着させ
てなるヘッド基板11とガラス布基材エポキシ樹脂等か
ら成る支持板17とを併設させ、該支持体17上に、前
記信号配線15に半田接合される多数の配線導体17を
有したフレキシブル配線板16を載置させた構造のもの
が知られており、感熱紙等の記録媒体を発熱素子13上
に搬送しながら、多数の発熱素子13をドライバーIC
14の駆動に伴い個々に選択的にジュール発熱させると
ともに、これらの熱を記録媒体に伝達させることによっ
て所定の印画が形成される。
As such a conventional thermal head, for example, as shown in FIG. 4, a large number of heating elements 13 linearly arranged on the upper surface of a base plate 12 made of alumina ceramics and a driver IC 14 for controlling the heat generation of these heating elements 13. And the driver I
A head substrate 11 having a plurality of signal wirings 15 attached to the upper surface of a base plate 12 located on the side opposite to the heating element 13 with respect to C14, and a support plate 17 made of a glass cloth base epoxy resin, etc. There is known a structure in which a flexible wiring board 16 having a large number of wiring conductors 17 to be soldered to the signal wirings 15 is placed on the support body 17, and a recording medium such as thermal paper is used. A large number of heating elements 13 are transferred to the driver IC while being conveyed onto the heating elements 13.
A predetermined image is formed by selectively causing Joule heat to be generated as the drive unit 14 is driven and by transferring these heats to the recording medium.

【0004】尚、前記フレキシブル配線板16は外部か
らの画像データや印画制御信号,電力等をヘッド基板1
1のドライバーIC14等に供給するためのものであ
り、半田接合がなされているヘッド基板11との接続部
には、この部分を使用時の衝撃等から保護するためにエ
ポキシ樹脂を主成分とする硬質の封止材19が被着さ
れ、該封止材19でもってヘッド基板11−フレキシブ
ル配線板16間の半田接合部をドライバーIC14と共
に被覆している。
The flexible wiring board 16 receives image data, print control signals, power, etc. from the outside.
1 is for supplying to the driver IC 14 and the like, and the connection portion with the head substrate 11 to which the solder joint is made contains epoxy resin as a main component in order to protect this portion from impact during use. A hard sealing material 19 is applied, and the sealing material 19 covers the solder joint between the head substrate 11 and the flexible wiring board 16 together with the driver IC 14.

【0005】また前記封止材19は、液状になしたエポ
キシ樹脂の前駆体をディスペンサ等を用いてドライバー
IC14の搭載領域からヘッド基板11−フレキシブル
配線板16の接続領域にかけて幅広に塗布して、これを
高温で加熱・重合させることによって形成されていた。
The encapsulating material 19 is applied by applying a liquid epoxy resin precursor in a wide range from the mounting area of the driver IC 14 to the connecting area of the head substrate 11 and the flexible wiring board 16 by using a dispenser or the like. It was formed by heating and polymerizing this at a high temperature.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のサーマルヘッドにおいては、封止材19の形成
にあたりエポキシ樹脂の液状前駆体をヘッド基板11及
びフレキシブル配線板16上に幅広に塗布して加熱・重
合させた際、封止材19の熱収縮に伴いヘッド基板11
−フレキシブル配線板16間にベースプレート12を形
成するアルミナセラミックスとフレキシブル配線板16
のベースとして用いられるポリイミド樹脂の線膨張係数
の相違に起因した大きな熱応力が発生し、これによりサ
ーマルヘッドが弓なりに湾曲して反りを生じる不都合が
あった。その場合、発熱素子列の直線性が著しく低下す
るとともに、記録媒体に対する発熱素子13の押圧力が
不均一なものとなり、記録媒体に“歪み”や“カスレ”
等の印画不良が形成される欠点を有していた。
However, in the above-described conventional thermal head, when forming the encapsulating material 19, a liquid precursor of epoxy resin is widely applied on the head substrate 11 and the flexible wiring board 16 and heated. -When polymerized, the head substrate 11 is accompanied by heat shrinkage of the sealing material 19.
-Alumina ceramics forming the base plate 12 between the flexible wiring boards 16 and the flexible wiring board 16
A large thermal stress is generated due to the difference in the linear expansion coefficient of the polyimide resin used as the base of the, and this causes a problem that the thermal head bends in an arch and warps. In that case, the linearity of the heating element array is significantly reduced, and the pressing force of the heating element 13 against the recording medium becomes non-uniform, resulting in “distortion” or “scratch” on the recording medium.
However, there is a defect that defective printing is formed.

【0007】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、印画不良の発生を有効に防止して、良
好で鮮明な印画を形成することが可能な高品質のサーマ
ルヘッドを提供することにある。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to provide a high quality thermal head capable of effectively preventing the occurrence of printing defects and forming good and clear prints. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、セラミックもしくはシリコンから成るベースプレー
トの上面に、直線状に配列した多数の発熱素子及びこれ
ら発熱素子の発熱を制御するドライバーICを配設し、
前記ドライバーICに対して発熱素子と反対側に位置す
るベースプレートの上面に複数個の信号配線を被着させ
てなるヘッド基板と、前記信号配線に半田を介して電気
的に接続される多数の配線導体を有したフレキシブル配
線板とを併設するとともに、前記ドライバーIC及び半
田接合部をエポキシ樹脂を主成分とする封止材で共通に
被覆したサーマルヘッドであって、前記封止材は、その
曲げ弾性率がドライバーIC上の領域に比し半田接合部
上の領域で低く設定されていることを特徴とするもので
ある。
In a thermal head of the present invention, a large number of linear heating elements and driver ICs for controlling the heating of these heating elements are arranged on the upper surface of a base plate made of ceramic or silicon. ,
A head substrate in which a plurality of signal wirings are attached to the upper surface of a base plate located on the side opposite to the heating element with respect to the driver IC, and a large number of wirings electrically connected to the signal wirings via solder. A thermal head in which a flexible wiring board having a conductor is provided side by side, and the driver IC and the solder joint are commonly covered with a sealing material containing epoxy resin as a main component. It is characterized in that the elastic modulus is set lower in the area on the solder joint than in the area on the driver IC.

【0009】また本発明のサーマルヘッドは、前記ドラ
イバーICがフェースダウンボンディングにてベースプ
レートに搭載されていることを特徴とするものである。
The thermal head of the present invention is characterized in that the driver IC is mounted on the base plate by face-down bonding.

【0010】更に本発明のサーマルヘッドは、前記封止
材中に多数の弾性体フィラが含有されており、且つ該弾
性体フィラの含有率がドライバーIC上の領域に比し半
田接合部上の領域で大きく設定されていることを特徴と
するものである。
Further, in the thermal head of the present invention, a large number of elastic body fillers are contained in the sealing material, and the content rate of the elastic body fillers on the solder joint portion is larger than that on the driver IC. It is characterized by being set large in the area.

【0011】また更に本発明のサーマルヘッドは、前記
弾性体フィラの含有率がドライバーIC上の領域から半
田接合部上の領域にかけて漸次大きくなしてあることを
特徴とするものである。
Furthermore, the thermal head of the present invention is characterized in that the content of the elastic filler is gradually increased from the region on the driver IC to the region on the solder joint.

【0012】更にまた本発明のサーマルヘッドは、前記
弾性体フィラがシリコーン樹脂から成ることを特徴とす
るものである。
Furthermore, the thermal head of the present invention is characterized in that the elastic filler is made of a silicone resin.

【0013】また更に本発明のサーマルヘッドは、前記
弾性体フィラがドライバーIC上の領域で50重量%以
下、半田接合部上の領域で55重量%〜95重量%含有
されていることを特徴とするものである。
Further, the thermal head of the present invention is characterized in that the elastic filler is contained in an amount of 50% by weight or less in a region on a driver IC and 55% by weight to 95% by weight in a region on a solder joint. To do.

【0014】更にまた本発明のサーマルヘッドは、前記
封止材中で、ドライバーIC上の領域にアルミナもしく
はシリカのいずれかより成る無機質フィラが含有されて
いることを特徴とするものである。
Furthermore, the thermal head of the present invention is characterized in that the sealing material contains an inorganic filler made of either alumina or silica in a region above the driver IC.

【0015】また更に本発明のサーマルヘッドは、前記
無機質フィラの含有率が60重量%〜95重量%に設定
されていることを特徴とするものである。
Furthermore, the thermal head of the present invention is characterized in that the content of the inorganic filler is set to 60% by weight to 95% by weight.

【0016】本発明のサーマルヘッドによれば、ヘッド
基板上のドライバーICとヘッド基板−外部配線板間の
半田接合部とを共通に被覆するエポキシ樹脂系封止材の
曲げ弾性率をドライバーIC上の領域に比し半田接合部
上の領域で低く設定するようにしたことから、封止材の
形成にあたりエポキシ樹脂の液状前駆体をヘッド基板及
び外部配線板上に幅広に塗布して加熱・重合させる際な
どに、ヘッド基板−外部配線板間に両者の線膨張係数の
相違に起因した熱応力が発生しても、該熱応力は封止材
自身の変形により良好に緩和され、サーマルヘッドに反
りが発生するのを有効に防止することができる。従っ
て、発熱素子列の直線性は高く維持されて、記録媒体に
対する発熱素子の押圧力は均一に保たれるようになり、
良好で鮮明な印画を形成することが可能となる。
According to the thermal head of the present invention, the flexural modulus of the epoxy resin encapsulant that covers the driver IC on the head substrate and the solder joint between the head substrate and the external wiring board in common is measured on the driver IC. Since the area above the solder joint is set lower than the area above, the epoxy resin liquid precursor is applied widely on the head substrate and external wiring board to form the encapsulant, and then heated and polymerized. Even when thermal stress is generated between the head substrate and the external wiring board due to the difference in linear expansion coefficient between the two, the thermal stress is satisfactorily relaxed by the deformation of the sealing material itself, It is possible to effectively prevent warpage. Therefore, the linearity of the heating element array is maintained high, and the pressing force of the heating element on the recording medium is kept uniform.
It is possible to form a good and clear print.

【0017】また本発明のサーマルヘッドによれば、前
記封止材中に多数の弾性体フィラを含有させ、これら弾
性体フィラの含有率をドライバーIC上の領域から半田
接合部上の領域にかけて漸次大きくなすように設定して
おくことにより、封止材の熱的特性や機械的特性は弾性
体フィラの含有率に応じて段階的に変化することから、
封止材の内部で亀裂等が発生するのを有効に防止するこ
とができ、かかる封止材によってドライバーICや半田
接合部等を長期にわたり良好に被覆しておくことが可能
となる。
Further, according to the thermal head of the present invention, a large number of elastic fillers are contained in the sealing material, and the content ratio of these elastic fillers is gradually increased from the region on the driver IC to the region on the solder joint. By setting it to be large, the thermal and mechanical properties of the encapsulant change stepwise according to the content of the elastic filler,
It is possible to effectively prevent cracks and the like from occurring inside the encapsulating material, and it becomes possible to satisfactorily cover the driver IC, the solder joint, and the like with the encapsulating material for a long period of time.

【0018】更に本発明のサーマルヘッドによれば、前
記ドライバーIC上の封止材中にアルミナもしくはシリ
カのいずれかより成る硬質の無機質フィラを所定量含有
させておくことにより、封止材の硬度がドライバーIC
上の領域でのみ適度に高められることとなるため、印画
に際して記録媒体がドライバーIC上の封止材に摺接さ
れる場合であっても、記録媒体の摺接に伴う封止材の磨
耗を小さく抑えて、ドライバーICを封止材で長期にわ
たって良好に被覆しておくことができ、これによってサ
ーマルヘッドの信頼性を高く維持することが可能とな
る。
Further, according to the thermal head of the present invention, the hardness of the encapsulating material is improved by containing a predetermined amount of a hard inorganic filler made of alumina or silica in the encapsulating material on the driver IC. Is a driver IC
Since the height is appropriately increased only in the upper area, even when the recording medium is brought into sliding contact with the sealing material on the driver IC at the time of printing, abrasion of the sealing material due to sliding contact of the recording medium is prevented. The size of the driver IC can be kept small, and the driver IC can be well covered with the sealing material for a long period of time, whereby the reliability of the thermal head can be maintained high.

【0019】[0019]

【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
ーマルヘッドの平面図、図2は図1のサーマルヘッドの
断面図であり、同図に示すサーマルヘッドは、大略的
に、ヘッド基板1とフレキシブル配線板(外部配線板)
7とで構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view of a thermal head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the thermal head of FIG. 1. The thermal head shown in FIG. 1 generally has a head substrate 1 and a flexible wiring board. (External wiring board)
7 and 7.

【0020】前記ヘッド基板1は、矩形状を成すように
形成されたベースプレート2の上面に、直線状に配列し
た多数の発熱素子3及びドライバーIC5を配設すると
ともに、該ドライバーIC5に対して発熱素子3と反対
側に位置するベースプレート2の上面に複数個の信号配
線6を被着させた構造を有している。
The head substrate 1 has a large number of heating elements 3 and driver ICs 5 arranged linearly on the upper surface of a base plate 2 formed in a rectangular shape, and heats the driver ICs 5. It has a structure in which a plurality of signal wirings 6 are attached to the upper surface of the base plate 2 located on the side opposite to the element 3.

【0021】前記ベースプレート2は、アルミナセラミ
ックス等のセラミック材料や表面を酸化膜で被覆した単
結晶シリコン等から成り、その上面で発熱素子3や通電
用の電極4,ドライバーIC5等を支持するための支持
母材として機能する。
The base plate 2 is made of a ceramic material such as alumina ceramics or single crystal silicon having a surface coated with an oxide film, and has an upper surface for supporting the heating element 3, the energizing electrode 4, the driver IC 5, and the like. Functions as a supporting base material.

【0022】前記ベースプレート2は、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に適当な有機溶剤、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
リーンシートと成し、しかる後、得られたセラミックグ
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。
When the base plate 2 is made of alumina ceramics, a suitable organic solvent or solvent is added to and mixed with a ceramic material powder such as alumina, silica, magnesia, etc. to form a sludge, and this is formed by a conventionally known doctor blade. A ceramic green sheet is formed by adopting the method, and thereafter, the obtained ceramic green sheet is punched into a predetermined rectangular shape and then fired at a high temperature (about 1600 ° C.).

【0023】また前記ベースプレート2の上面に設けら
れている多数の発熱素子3は、例えば600dpi(do
t per inch)の密度で主走査方向(ベースプレート2の
長手方向)に直線状に配列されており、各発熱素子3の
両端には通電用の電極4が接続されている。
A large number of heating elements 3 provided on the upper surface of the base plate 2 are, for example, 600 dpi (do
The heating elements 3 are arranged linearly in the main scanning direction (longitudinal direction of the base plate 2) at a density of t per inch), and energizing electrodes 4 are connected to both ends of each heating element 3.

【0024】前記発熱素子3は、その各々がTaSi
O,TiSiO等の電気抵抗材料により形成されている
ため、電極4等を介して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。
Each of the heating elements 3 is made of TaSi.
Since it is formed of an electric resistance material such as O or TiSiO, it generates Joule heat when electric power is applied through the electrode 4 or the like, and a temperature necessary for forming a print on a recording medium, for example, 150 ° C. to 250 ° C. It reaches a temperature of ℃.

【0025】尚、前記発熱素子3に接続される電極4
は、アルミニウムや銅等の導電材料により所定パターン
をなすように形成されており、発熱素子3の一端側では
全ての発熱素子3に共通に接続されて共通電極として機
能し、また発熱素子3の他端側では各発熱素子3と後述
するドライバーIC5の出力端子とを接続する個別電極
として機能する。
The electrode 4 connected to the heating element 3
Is formed of a conductive material such as aluminum or copper so as to form a predetermined pattern, and is commonly connected to all the heating elements 3 on one end side of the heating elements 3 to function as a common electrode. On the other end side, it functions as an individual electrode that connects each heating element 3 and an output terminal of a driver IC 5 described later.

【0026】このような発熱素子3や電極4は、従来周
知の薄膜形成技術、例えば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
よってベースプレート2の上面に所定厚み、所定パター
ンに被着・形成される。
The heating element 3 and the electrode 4 as described above are adhered to the upper surface of the base plate 2 in a predetermined thickness and in a predetermined pattern by adopting a conventionally known thin film forming technique, for example, a sputtering method, a photolithography technique, an etching technique or the like. ·It is formed.

【0027】また前記ベースプレート2上に搭載されて
いる複数個のドライバーIC5は、先に述べた発熱素子
3の配列と略平行に、間に所定の間隔を空けて配列され
ている。
The plurality of driver ICs 5 mounted on the base plate 2 are arranged substantially parallel to the above-mentioned arrangement of the heating elements 3 with a predetermined space therebetween.

【0028】このようなドライバーIC5は、外部から
の画像データに基づいて発熱素子3への電力供給を個々
に制御するためのものであり、かかるドライバーIC5
としてはフリップチップ型のドライバーICが好適に用
いられる。
Such a driver IC 5 is for individually controlling the power supply to the heating elements 3 based on image data from the outside.
A flip-chip type driver IC is preferably used for this.

【0029】例えば、フリップチップ型のドライバーI
C5を用いる場合、その下面にはシフトレジスタ、ラッ
チ、スイッチングトランジスタ等の電子回路と入・出力
端子とが設けられ、従来周知のフェースダウンボンディ
ング、即ち、入力端子を対応する電極4に、出力端子を
後述する信号配線6に半田等のロウ材を介して電気的に
接続させることによってベースプレート2上の所定位置
に搭載される。
For example, a flip chip type driver I
When C5 is used, electronic circuits such as a shift register, a latch, and a switching transistor, and input / output terminals are provided on the lower surface of the C5, and conventionally known face-down bonding, that is, the input terminal is connected to the corresponding electrode 4 and the output terminal is connected. Is electrically connected to a signal wiring 6 to be described later via a brazing material such as solder, so that it is mounted at a predetermined position on the base plate 2.

【0030】また前記ドライバーIC5に接続される信
号配線6は、その一端がベースプレート2のエッジ付近
まで導出されるとともに該導出部でフレキシブル配線板
7の配線導体8に半田20を介して電気的に接続されて
おり、外部からの画像データや印画制御信号,電力等が
これら複数個の信号配線6を介してドライバーIC5に
供給される。
The signal wiring 6 connected to the driver IC 5 has one end led out to the vicinity of the edge of the base plate 2 and is electrically connected to the wiring conductor 8 of the flexible wiring board 7 via the solder 20 at the lead-out portion. It is connected and image data, print control signals, electric power, etc. from the outside are supplied to the driver IC 5 through the plurality of signal wirings 6.

【0031】尚、これらの信号配線6は、先に述べた電
極4と同様の導電材料(アルミニウム等)から成ってお
り、従来周知の薄膜形成技術等を採用することによって
電極4等と同時にパターン形成される。
Incidentally, these signal wirings 6 are made of the same conductive material (aluminum etc.) as the above-mentioned electrodes 4, and by adopting a well-known thin film forming technique or the like, a pattern is formed simultaneously with the electrodes 4 and the like. It is formed.

【0032】そして上述したヘッド基板1の隣にはガラ
ス布基材エポキシ樹脂等から成る支持板9が併設され、
該支持板9の上面には更に、信号配線6に半田接合され
る複数個の配線導体8を有したフレキシブル配線板7が
載置・固定される。
Next to the above-mentioned head substrate 1, a supporting plate 9 made of a glass cloth base material epoxy resin or the like is provided.
A flexible wiring board 7 having a plurality of wiring conductors 8 soldered to the signal wirings 6 is further placed and fixed on the upper surface of the support plate 9.

【0033】前記フレキシブル配線板7は、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
成る複数個の配線導体8を被着させるとともに、これら
の配線導体8をポリイミド樹脂等から成るカバーフィル
ムで部分的に被覆した構造を有し、その後端部にはサー
マルヘッドをプリンタ本体の電気回路に接続させるため
のコネクタ(図示せず)が取着される。
In the flexible wiring board 7, a plurality of wiring conductors 8 made of a metal material such as copper are adhered on a base film made of a polyimide resin or the like, and the wiring conductors 8 are covered by a polyimide resin or the like. It has a structure partially covered with a film, and a connector (not shown) for connecting the thermal head to an electric circuit of the printer main body is attached to the rear end of the structure.

【0034】かかるフレキシブル配線板7は、その一端
側がヘッド基板1上に一部重畳されるとともに該重畳部
で配線導体8をヘッド基板1の信号配線6に対し半田2
0を介して接続させてあり、外部からの画像データや印
画制御信号,電力等をヘッド基板1上の発熱素子3、ド
ライバーIC5等に供給する作用を為す。
One end of the flexible wiring board 7 is superposed on the head substrate 1 and the wiring conductor 8 is soldered to the signal wiring 6 of the head substrate 1 at the superposed portion.
They are connected via 0, and serve to supply image data, print control signals, electric power, etc. from the outside to the heating element 3, the driver IC 5, etc. on the head substrate 1.

【0035】尚、前記フレキシブル配線板7を上面に固
定した支持板9は、ガラス布基材エポキシ樹脂等から成
る場合、まずガラス糸を用いて形成したガラス布基材に
液状のエポキシ樹脂を含浸・硬化させて、これを所定形
状に切断することによって製作され、得られた支持板9
の上面に両面テープ等の接着剤を介してフレキシブル配
線板7を載置させることによりフレキシブル配線板7が
固定される。
When the support plate 9 having the flexible wiring board 7 fixed on the upper surface is made of a glass cloth base material epoxy resin or the like, first, a glass cloth base material formed by using glass threads is impregnated with a liquid epoxy resin. -Support plate 9 obtained by curing and cutting it into a predetermined shape
The flexible wiring board 7 is fixed by placing the flexible wiring board 7 on the upper surface of the flexible wiring board 7 via an adhesive such as a double-sided tape.

【0036】更にまた上述したヘッド基板1−フレキシ
ブル配線板7間の半田接合部や先に述べたヘッド基板1
上のドライバーIC5は、熱硬化型のエポキシ樹脂を主
成分とする単一の封止材10によって共通に被覆されて
いる。
Furthermore, the solder joint between the above-described head substrate 1 and flexible wiring board 7 and the above-mentioned head substrate 1
The upper driver IC 5 is commonly covered with a single encapsulant 10 whose main component is a thermosetting epoxy resin.

【0037】前記封止材10は、ドライバーIC5を大
気から遮断することによりドライバーIC5が大気中に
含まれている水分等の接触により腐食するのを有効に防
止するとともに、記録媒体の摺接に伴い印加される衝撃
等からドライバーIC5及び半田接合部を良好に保護す
るためのものであり、かかる封止材10によってヘッド
基板1とフレキシブル配線板7との接続部は補強された
形となるため、両者の位置関係も略一定に保たれる。
The sealing material 10 effectively prevents the driver IC 5 from corroding due to contact with moisture contained in the atmosphere by shutting off the driver IC 5 from the atmosphere, and also prevents the driver IC 5 from slidingly contacting a recording medium. The purpose of this is to protect the driver IC 5 and the solder joints from shocks applied together, and the connecting portion between the head substrate 1 and the flexible wiring board 7 is reinforced by the sealing material 10. , The positional relationship between the two is also kept substantially constant.

【0038】また前記封止材10中には、シリコーン樹
脂等から成る粒径0.1μm〜100μmの弾性体フィ
ラが多数含有されており、封止材10の曲げ弾性率が、
ドライバーIC5上の領域に比し上記半田接合部上で低
くなるように、またドライバーIC5上の領域から半田
接合部上にかけて漸次大きくなるように弾性体フィラを
分布させてある。
The encapsulant 10 contains a large number of elastic fillers made of silicone resin or the like and having a particle size of 0.1 μm to 100 μm.
The elastic fillers are distributed so as to be lower on the solder joint portion than on the driver IC 5 region and gradually larger from the region on the driver IC 5 to the solder joint portion.

【0039】前記弾性体フィラの含有率は、ドライバー
IC5上の領域に比し半田接合部上で大きく、具体的に
は、ドライバーIC5上の領域で50重量%以下、半田
接合部上で55重量%〜95重量%にそれぞれ設定さ
れ、これによってヘッド基板1とフレキシブル配線板7
との境界部に位置する封止材10に対し適度な弾性が付
与されている。
The content of the elastic filler is larger on the solder joint portion than on the driver IC 5 area. Specifically, the content of the elastic filler is 50 wt% or less in the driver IC 5 area and 55 wt% in the solder joint portion. % To 95% by weight, respectively, whereby the head substrate 1 and the flexible wiring board 7 are set.
Appropriate elasticity is imparted to the encapsulating material 10 located at the boundary portion between and.

【0040】このため、封止材10を形成するにあたり
エポキシ樹脂の液状前駆体をヘッド基板1及びフレキシ
ブル配線板7上に幅広に塗布して加熱・重合させる際な
どに、ヘッド基板1−フレキシブル配線板7間に両者の
線膨張係数の相違に起因した熱応力が発生しても、該熱
応力は封止材自身の変形により良好に緩和されることと
なり、サーマルヘッドに反りが発生するのを有効に防止
することができる。従って、発熱素子列の直線性は高く
維持されて、記録媒体に対する発熱素子3の押圧力は均
一に保たれるようになり、記録媒体に良好で鮮明な印画
を形成することが可能となる。
Therefore, when the liquid precursor of the epoxy resin is widely applied on the head substrate 1 and the flexible wiring board 7 to form the encapsulating material 10 and is heated and polymerized, the head substrate 1-flexible wiring is used. Even if a thermal stress is generated between the plates 7 due to the difference in the linear expansion coefficient between them, the thermal stress is well relaxed by the deformation of the sealing material itself, and the thermal head is not warped. It can be effectively prevented. Therefore, the linearity of the heating element array is maintained high, the pressing force of the heating element 3 on the recording medium is kept uniform, and it is possible to form a good and clear print on the recording medium.

【0041】また前記弾性体フィラは、その含有率がド
ライバーIC5上の領域から半田接合部上の領域にかけ
て漸次大きくなるように設定されており、封止材10の
熱的特性や機械的特性も弾性体フィラの含有率に応じて
段階的に変化させてあることから、封止材10の内部で
亀裂等が発生するのを有効に防止することができ、かか
る封止材10によってドライバーIC5や半田接合部を
長期にわたり良好に被覆しておくことも可能である。
The content of the elastic filler is set so as to gradually increase from the region on the driver IC 5 to the region on the solder joint, and the thermal characteristics and mechanical characteristics of the sealing material 10 are also set. Since the elastic filler is changed stepwise in accordance with the content, it is possible to effectively prevent cracks and the like from occurring inside the sealing material 10. The sealing material 10 allows the driver IC 5 and It is also possible to coat the solder joints well over a long period of time.

【0042】更にこの場合、ドライバーIC5上の封止
材10中にアルミナもしくはシリカのいずれかより成る
硬質の無機質フィラを所定量、例えば60重量%〜95
重量%だけ含有させておけば、封止材10の硬度がドラ
イバーIC5上の領域でのみ適度に高められることとな
るため、印画に際して記録媒体がドライバーIC5上の
封止材10に摺接されても、記録媒体の摺接に伴う封止
材10の磨耗を小さく抑えて、ドライバーIC5を封止
材10で長期にわたって良好に被覆しておくことがで
き、これによってサーマルヘッドの信頼性を高く維持す
ることも可能となる。従って、ドライバーIC5上の封
止材10中には、アルミナもしくはシリカのいずれかよ
り成る硬質の無機質フィラを60重量%〜95重量%程
度含有させておくことが好ましい。
Further, in this case, a hard inorganic filler made of either alumina or silica is contained in the sealing material 10 on the driver IC 5 in a predetermined amount, for example, 60% by weight to 95%.
If the content of the sealing material 10 is only wt%, the hardness of the sealing material 10 is appropriately increased only in the area on the driver IC 5, so that the recording medium is slidably contacted with the sealing material 10 on the driver IC 5 during printing. Also, the wear of the sealing material 10 due to the sliding contact of the recording medium can be suppressed to a small extent, and the driver IC 5 can be well covered with the sealing material 10 for a long period of time, thereby maintaining high reliability of the thermal head. It is also possible to do. Therefore, it is preferable that the sealing material 10 on the driver IC 5 contains a hard inorganic filler made of either alumina or silica in an amount of about 60% by weight to 95% by weight.

【0043】尚、前記封止材10でドライバーIC5と
半田接合部とを共通に被覆するには、まず弾性体フィラ
の含有量を異ならせた2種類の液状エポキシ樹脂(前駆
体)を準備し、次に図3に示す如く、2つのディスペン
サを用いて、弾性体フィラの含有量が少ない液状前駆体
をドライバーIC5上に、含有量が多い液状前駆体を半
田接合部上にそれぞれ塗布し、両者がある程度混ざり合
って一体化した後で液状前駆体を加熱・重合させ、エポ
キシ樹脂を硬化せしめることによって行なわれ、これに
よって封止材10がドライバーIC5の搭載領域からヘ
ッド基板1及びフレキシブル配線板7の接続領域にかけ
て幅広に形成される。
In order to commonly cover the driver IC 5 and the solder joint portion with the encapsulating material 10, first, two kinds of liquid epoxy resins (precursors) having different elastic filler contents are prepared. Next, as shown in FIG. 3, using two dispensers, a liquid precursor having a small content of elastic filler is applied onto the driver IC 5, and a liquid precursor having a large content is applied onto the solder joint, This is performed by heating and polymerizing the liquid precursor and curing the epoxy resin after the two are mixed and integrated to some extent, whereby the encapsulating material 10 moves from the mounting area of the driver IC 5 to the head substrate 1 and the flexible wiring board. It is formed wide across the connection region 7.

【0044】かくして上述した本実施形態のサーマルヘ
ッドは、感熱紙等の記録媒体をヘッド基板1の発熱素子
列上に搬送しながら、多数の発熱素子3をドライバーI
C5の駆動に伴い個々に選択的にジュール発熱させると
ともに、該発熱した熱を記録媒体に伝達させ、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。
Thus, the above-described thermal head of this embodiment conveys a recording medium such as thermal paper onto the heating element array of the head substrate 1 while driving a large number of heating elements 3 in the driver I.
Along with the driving of C5, the Joule heat is selectively generated, and the generated heat is transmitted to the recording medium to form a predetermined image on the recording medium, thereby functioning as a thermal head.

【0045】尚、本発明は上述の実施形態に限定される
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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.

【0046】例えば、上述の実施形態において、ヘッド
基板1やフレキシブル配線板(外部配線板)7,支持板
9等を金属製の放熱板上に載置・固定させたり、ヘッド
基板1上の発熱素子3や電極4を窒化珪素やガラス等か
ら成る保護膜で被覆したり、或いは、発熱素子3とベー
スプレート2との間にグレーズ層を介在させても良いこ
とは言うまでもない。
For example, in the above-described embodiment, the head substrate 1, the flexible wiring board (external wiring board) 7, the support plate 9 or the like is placed and fixed on a metal heat dissipation plate, or heat is generated on the head substrate 1. It goes without saying that the element 3 and the electrode 4 may be covered with a protective film made of silicon nitride, glass or the like, or a glaze layer may be interposed between the heating element 3 and the base plate 2.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、ヘッ
ド基板上のドライバーICとヘッド基板−外部配線板間
の半田接合部とを共通に被覆するエポキシ樹脂系封止材
の曲げ弾性率をドライバーIC上の領域に比し半田接合
部上の領域で低く設定するようにしたことから、封止材
の形成にあたりエポキシ樹脂の液状前駆体をヘッド基板
及び外部配線板上に幅広に塗布して加熱・重合させる際
などに、ヘッド基板−外部配線板間に両者の線膨張係数
の相違に起因した熱応力が発生しても、該熱応力は封止
材自身の変形により良好に緩和され、サーマルヘッドに
反りが発生するのを有効に防止することができる。従っ
て、発熱素子列の直線性は高く維持されて、記録媒体に
対する発熱素子の押圧力は均一に保たれるようになり、
良好で鮮明な印画を形成することが可能となる。
According to the thermal head of the present invention, the flexural modulus of the epoxy resin encapsulant that covers the driver IC on the head substrate and the solder joint between the head substrate and the external wiring board in common is controlled by the driver. Since the area of the solder joint is set lower than the area of the IC, the liquid precursor of the epoxy resin is widely applied to the head substrate and the external wiring board to form the encapsulating material and heated. Even if thermal stress occurs due to the difference in linear expansion coefficient between the head substrate and the external wiring board during polymerization, the thermal stress is well relaxed by the deformation of the sealing material itself, and thermal It is possible to effectively prevent the warp of the head. Therefore, the linearity of the heating element array is maintained high, and the pressing force of the heating element on the recording medium is kept uniform.
It is possible to form a good and clear print.

【0048】また本発明のサーマルヘッドによれば、前
記封止材中に多数の弾性体フィラを含有させ、これら弾
性体フィラの含有率をドライバーIC上の領域から半田
接合部上の領域にかけて漸次大きくなすように設定して
おくことにより、封止材の熱的特性や機械的特性は弾性
体フィラの含有率に応じて段階的に変化することから、
封止材の内部で亀裂等が発生するのを有効に防止するこ
とができ、かかる封止材によってドライバーICや半田
接合部等を長期にわたり良好に被覆しておくことが可能
となる。
Further, according to the thermal head of the present invention, a large number of elastic fillers are contained in the sealing material, and the content ratio of these elastic fillers is gradually increased from the region on the driver IC to the region on the solder joint. By setting it to be large, the thermal and mechanical properties of the encapsulant change stepwise according to the content of the elastic filler,
It is possible to effectively prevent cracks and the like from occurring inside the encapsulating material, and it becomes possible to satisfactorily cover the driver IC, the solder joint, and the like with the encapsulating material for a long period of time.

【0049】更に本発明のサーマルヘッドによれば、前
記ドライバーIC上の封止材中にアルミナもしくはシリ
カのいずれかより成る硬質の無機質フィラを所定量含有
させておくことにより、封止材の硬度がドライバーIC
上の領域でのみ適度に高められることとなるため、印画
に際して記録媒体がドライバーIC上の封止材に摺接さ
れる場合であっても、記録媒体の摺接に伴う封止材の磨
耗を小さく抑えて、ドライバーICを封止材で長期にわ
たって良好に被覆しておくことができ、これによってサ
ーマルヘッドの信頼性を高く維持することが可能とな
る。
Further, according to the thermal head of the present invention, the hardness of the encapsulating material is improved by containing a predetermined amount of a hard inorganic filler made of alumina or silica in the encapsulating material on the driver IC. Is a driver IC
Since the height is appropriately increased only in the upper area, even when the recording medium is brought into sliding contact with the sealing material on the driver IC at the time of printing, abrasion of the sealing material due to sliding contact of the recording medium is prevented. The size of the driver IC can be kept small, and the driver IC can be well covered with the sealing material for a long period of time, whereby the reliability of the thermal head can be maintained high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの平
面図である。
FIG. 1 is a plan view of a thermal head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のサーマルヘッドの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the thermal head shown in FIG.

【図3】封止材の形成方法を説明するための要部拡大断
面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of an essential part for explaining a method of forming a sealing material.

【図4】従来のサーマルヘッドの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional thermal head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ヘッド基板、2・・・ベースプレート、3・・
・発熱素子、4・・・電極、5・・・ドライバーIC、
6・・・信号配線、7・・・外部配線板(フレキシブル
配線板)、8・・・配線導体、9・・・支持板、10・
・・封止材、20・・・半田
1 ... Head substrate, 2 ... Base plate, 3 ...
・ Heating element, 4 ... Electrode, 5 ... Driver IC,
6 ... Signal wiring, 7 ... External wiring board (flexible wiring board), 8 ... Wiring conductor, 9 ... Support plate, 10.
..Sealing materials, 20 ... Solder

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セラミックもしくはシリコンから成るベー
スプレートの上面に、直線状に配列した多数の発熱素子
及びこれら発熱素子の発熱を制御するドライバーICを
配設し、前記ドライバーICに対して発熱素子と反対側
に位置するベースプレートの上面に複数個の信号配線を
被着させてなるヘッド基板と、前記信号配線に半田を介
して電気的に接続される多数の配線導体を有したフレキ
シブル配線板とを併設するとともに、前記ドライバーI
C及び半田接合部をエポキシ樹脂を主成分とする封止材
で共通に被覆したサーマルヘッドであって、 前記封止材は、その曲げ弾性率がドライバーIC上の領
域に比し半田接合部上の領域で低く設定されていること
を特徴とするサーマルヘッド。
1. A large number of linearly arranged heating elements and a driver IC for controlling the heating of these heating elements are arranged on the upper surface of a base plate made of ceramic or silicon, and the heating element is opposite to the driver IC. A head substrate having a plurality of signal wirings attached to the upper surface of a base plate located on the side and a flexible wiring board having a large number of wiring conductors electrically connected to the signal wirings by solder And the driver I
A thermal head in which C and a solder joint are commonly covered with an encapsulant having an epoxy resin as a main component, wherein the encapsulant has a flexural modulus higher than that of a region on the driver IC. The thermal head is characterized by being set low in the area.
【請求項2】前記ドライバーICがフェースダウンボン
ディングにてベースプレートに搭載されていることを特
徴とする請求項1に記載のサーマルヘッド。
2. The thermal head according to claim 1, wherein the driver IC is mounted on the base plate by face down bonding.
【請求項3】前記封止材中に多数の弾性体フィラが含有
されており、且つ該弾性体フィラの含有率がドライバー
IC上の領域に比し半田接合部上の領域で大きく設定さ
れていることを特徴とする請求項1または請求項2に記
載のサーマルヘッド。
3. A large number of elastic fillers are contained in the encapsulant, and the content ratio of the elastic fillers is set to be larger in a region on a solder joint than in a region on a driver IC. The thermal head according to claim 1 or 2, characterized in that
【請求項4】前記弾性体フィラの含有率がドライバーI
C上の領域から半田接合部上の領域にかけて漸次大きく
なしてあることを特徴とする請求項3に記載のサーマル
ヘッド。
4. The content of the elastic filler is Driver I
The thermal head according to claim 3, wherein the thermal head is gradually increased in size from a region on C to a region on the solder joint.
【請求項5】前記弾性体フィラがシリコーン樹脂から成
ることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のサ
ーマルヘッド。
5. The thermal head according to claim 3, wherein the elastic filler is made of a silicone resin.
【請求項6】前記弾性体フィラがドライバーIC上の領
域で50重量%以下、半田接合部上の領域で55重量%
〜95重量%含有されていることを特徴とする請求項5
に記載のサーマルヘッド。
6. The elastic filler is 50% by weight or less in a region on a driver IC and 55% by weight in a region on a solder joint.
The content of ˜95% by weight is contained.
The thermal head described in.
【請求項7】前記封止材中で、ドライバーIC上の領域
にアルミナもしくはシリカのいずれかより成る無機質フ
ィラが含有されていることを特徴とする請求項1乃至請
求項6のいずれかに記載のサーマルヘッド。
7. The encapsulating material according to claim 1, wherein an inorganic filler made of alumina or silica is contained in a region above the driver IC. Thermal head.
【請求項8】前記無機質フィラの含有率が60重量%〜
95重量%に設定されていることを特徴とする請求項7
に記載のサーマルヘッド。
8. The content of the inorganic filler is 60% by weight to.
The weight ratio is set to 95% by weight.
The thermal head described in.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102914890A (en) * 2011-07-21 2013-02-06 三星显示有限公司 Flexible circuit board
WO2015115485A1 (en) * 2014-01-28 2015-08-06 京セラ株式会社 Thermal head and thermal printer

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