JP2006218645A

JP2006218645A - サーマルヘッド

Info

Publication number: JP2006218645A
Application number: JP2005031828A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Okitsu; 淳興津
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】サーマルヘッドチップと駆動ＩＣ、回路基板等との配線が容易であり、かつ配線、配線等を保護する部材によるヘッド表面への膨出が少ないサーマルヘッドを得ること。
【解決手段】各個別電極部１６ａおよび共通電極部１７ａを基板１１の縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設け、駆動ＩＣ２２を、制御電極部２２ａ、給電電極部２２ｂがプリント基板２１の縁部に位置するように実装し、個別電極部１６ａと対応する制御電極部２２ａ、共通電極部１７ａと対応する給電電極部２２ｂを互いに近接させ、かつ同一平面上に位置するように配置された状態でボールボンディングによるボンディング部２３によって接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば熱転写型プリンタに搭載されるサーマルヘッドに関する。

サーマルヘッドは、放熱性に優れた基板上に、例えばガラス等の高断熱材料からなるグレーズ層と、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、全発熱抵抗体に共通に接続した共通導体と、各発熱抵抗体に個別に接続した複数の個別導体とを備え、共通導体及び個別導体を介して通電して発熱させた発熱抵抗体をインクリボンまたは印刷媒体（感熱紙）に圧接することで印刷動作する。

従来のサーマルヘッドは、発熱抵抗体、共通導体、個別導体とをサーマルヘッド基板上に備えたサーマルヘッドチップと、サーマルヘッドチップの基板とは別個の基板上に駆動ＩＣを備えた回路基板とを有し、サーマルヘッドチップの各個別導体と対応する駆動ＩＣの各制御電極とをワイヤボンディングによって接続していた（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。さらに個別導体、制御電極およびワイヤーを封止樹脂等によりモールドしていた。

従来のサーマルヘッドの断面図を図１１に示した。サーマルヘッド基板１１１の一方の端部近傍表面に発熱抵抗体１１３が形成され、サーマルヘッド基板１１１の他方の端部近傍表面に個別導体の個別電極（ボンディングパッド）１１５が形成されている。一方、駆動ＩＣ１２３はプリント基板１２１上に実装されている。

これらのサーマルヘッド基板１１１およびプリント基板１２１が、個別電極１１５と駆動ＩＣ１２３とを接近させた状態で取付板１３１上に固定される。そうして、個別電極１１５と駆動ＩＣ１２３の出力側の電極１２３ａとが、ワイヤーボンディングによるワイヤー１２５によって接続される。駆動ＩＣ１２３の入力側の電極１２３ｂとプリント基板１２１上の所定のリードとが、ワイヤーボンディングによるワイヤー１２７によって接続される。その後、個別電極１１５、ワイヤー１２５、駆動ＩＣ１２３およびワイヤー１２７などの導体を覆うように溶融した樹脂が乗せられ、この樹脂が固まって封止樹脂１２９となり、以上の部材を絶縁保護していた。
実開平０２−０５６６３９号公報特開平１１−２０２１６号公報特開２００２−２６４３７７号公報特開平４−３６３２６２号公報

しかしながら従来のサーマルヘッドの構造では、個別電極１１５と駆動ＩＣ１２３の電極１２３ａとを接続するワイヤー１２５がサーマルヘッド表面から浮き上がる方向に弧を描いて掛渡され、さらにこのワイヤー１２５等を絶縁、保護する封止樹脂１２９等がサーマルヘッドの表面からさらに盛り上がっていた。そのため、サーマルヘッドとプラテンローラとの間を通る紙４０、または印刷リボン等が封止樹脂に接触するのを避けるため、紙を封止樹脂から離反する方向に反らせるなどの回避手段を必要としていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、サーマルヘッドチップと駆動ＩＣ、回路基板等との配線が容易であり、かつ配線、配線等を保護する部材によるヘッド表面への膨出が少ないサーマルヘッドを得ることを目的とする。

この課題を解決する本発明は、多数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体に通電するための電極とを備えたサーマルヘッド基板と、前記各発熱抵抗体の電極と導通する電極を備え、これらの電極を介して前記各発熱抵抗体に通電する駆動手段を備えた駆動基板とを備え、前記各電極はサーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられ、前記駆動基板の電極は前記駆動基板の縁部近傍または縁部に望ませて設けられ、前記サーマルヘッド基板の電極と対応する前記駆動基板の電極とが近接するように配置され、かつ各対応する電極と電極とがボールボンディングによって接続されていること、に特徴を有する。

より実際的には、前記サーマルヘッド基板は、列状に配置された、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各隣り合う一対の発熱抵抗体を接続するコンタクト導体と、各コンタクト導体を介して一対の発熱抵抗体に通電する個別電極および共通電極とを備え、前記駆動基板は、前記サーマルヘッド基板の個別電極と接続される制御電極および前記サーマルヘッド基板の共通電極と接続される給電電極と、これらの電極を介して前記各一対の発熱抵抗体を個別選択的に通電する駆動手段とを備えた折り返し構造であって、前記各個別電極または共通電極は前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられた個別電極部または共通電極部を備え、前記駆動基板の電極は前記駆動基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられ、前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および共通電極部と対応する前記駆動基板の各制御電極および給電電極とが近接するように配置され、かつ各対応する電極部と電極とがボールボンディングによって接続される。

別の実施形態は、前記サーマルヘッド基板は、列状に配置された、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、隣り合う一対の発熱抵抗体を接続する複数のコンタクト導体と、各コンタクト導体を介して一対の発熱抵抗体を通電する複数の個別電極と共通電極と、前記複数の発熱抵抗体の配列方向に延びて前記個別電極を絶縁状態で横切り、前記複数の共通電極に共通に接続し、同配列方向の両端の共通電極から給電されるコモンラインとを有する折り返し構造であって、前記駆動基板は、前記サーマルヘッド基板の前記個別電極と接続される制御電極および前記サーマルヘッド基板の両端の共通電極と接続される給電電極と、これらの電極を介して前記各一対の発熱抵抗体を個別選択的に通電する駆動手段とを備え、前記各個別電極は前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられた個別電極部を、前記コモンラインの両端の共通電極は前記個別電極の両外側位置において前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられた共通電極部を備え、前記駆動基板の各個別電極および共通電極は前記サーマルヘッド基板の各個別電極および両端の共通電極と対応する配列で、前記駆動基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられ、前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および共通電極部と対応する前記駆動基板の各制御電極および給電電極が近接するように配置され、かつ各対応する個別電極部と制御電極、共通電極部と給電電極とがボールボンディングによって接続されている。折り返し構造のサーマルヘッドにおいて、共通電極数を少なくし、ボールボンディング工程を少なくできる。

さらに別の実施形態では、前記サーマルヘッド基板は、列状に配置された、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体の一方の端部と接続された個別電極と、各複数の発熱抵抗体の他方の端部と接続された各発熱抵抗体を接続し、複数の発熱抵抗体の配列方向に延びて、同配列方向の両端から給電される共通電極とを有し、
前記駆動基板は、前記サーマルヘッド基板の前記個別電極と接続される制御電極および前記サーマルヘッド基板の両端の共通電極と接続される給電電極と、これらの電極を介して前記各一対の発熱抵抗体を個別選択的に通電する駆動手段とを備え、前記各個別電極は前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられた個別電極部を、前記両端の共通電極は前記個別電極の両外側位置において前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられた共通電極部を備え、前記駆動基板の各個別電極および共通電極は前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および両端の共通電極部と対応する配列で、前記駆動基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられ、前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および共通電極部と対応する前記駆動基板の各制御電極および給電電極が近接するように配置され、かつ各対応する個別電極部と制御電極、共通電極部と給電電極とがボールボンディングによって接続される。共通電極数を少なくし、ボールボンディング工程を少なくできる。

前記駆動基板は、駆動手段としての駆動ＩＣと該駆動ＩＣが実装されたプリント基板を備え、前記制御電極および給電電極は駆動ＩＣのパッケージ表面に形成されていて、該駆動ＩＣが、前記制御電極および給電電極がプリント基板の縁部に臨むように実装されている。駆動ＩＣがサーマルヘッド基板に近接するので、駆動基板が小さくなり、サーマルヘッドを小型化できる。

前記駆動基板は、駆動手段としての駆動ＩＣと該駆動ＩＣが実装されたプリント基板を備え、前記制御電極および給電電極は前記プリント基板表面に形成されていて、該制御電極および給電電極がプリント配線によって前記駆動手段の各対応電極に接続されているので、電極の形成が容易であり、プリント基板に装着する駆動ＩＣのレイアウトの自由度が高くなる。

前記サーマルヘッド基板は、前記個別電極および共通電極が少なくとも前記各個別電極部および共通電極部を除いて保護層が形成されていて、該保護層が形成されていない各電極部と、前記駆動基板の制御電極、給電電極を含む領域が絶縁樹脂によって封止される。従来の構造の制御電極および給電電極としても、封止樹脂の膨出を低くできる。

前記サーマルヘッド基板の各電極部の表面および前記駆動基板側の各電極の表面は略同一平面上に位置させることが好ましい。電極部、電極間の段差が無くなり、ボールボンディングが容易になる。

さらに別の実施例では、前記駆動ＩＣは、前記制御電極および給電電極が形成されたパッケージ表面がプリント基板と直交する方向にかつプリント基板の端面と同一平面上に位置するようにプリント基板に実装され、かつ前記給電電極とプリント基板の端面に形成されたプリント配線とがボールボンディングによってボンディングされていて、該プリント基板が前記サーマルヘッド基板に対して直交する方向に、かつ前記制御電極および給電電極が前記サーマルヘッド基板の個別電極部および共通電極と部が同一平面上に位置するように配置され、ボールボンディングによって接続される。サーマルヘッド基板に対してプリント基板が直交方向に配置されているので、サーマルヘッドの長さを短くできる。

上記実施例において、前記駆動ＩＣを、プリント基板の縁部が突出する位置にプリント基板に実装し、かつ前記給電電極と前記突出したプリント基板の表面のプリント配線とをボールボンディングによって接続してもよい。プリント基板におけるプリント配線の形成およびボールボンディングが容易である。

前記個別電極および共通電極は保護層に覆われ、前記サーマルヘッド基板の端面から前記個別電極部および共通電極部の端面が露出していて、該露出した個別電極部の端面および共通電極部の端面と、前記駆動基板の制御電極および給電電極がボールボンディングによって接続される。個別電極部の端面および共通電極を保護層から露出される工程が不要になる。

この場合、さらに該保護層の端部を角取り研削して前記個別電極部および共通電極部の端部も斜めに研削すれば、個別電極部および共通電極部の露出面先が増えて、ボールボンディングによる接続がより強固になる。

本発明によれば、サーマルヘッド基板の電極と駆動基板の電極とをボールボンディングだけで接続することが可能になり、作業効率の向上および接続部の盛り上がり、膨出を防止することができる。

図１は、本発明の第１実施形態であるサーマルヘッド（保護層を除く状態）の平面図であり、図２は、同サーマルヘッドの断面図である。サーマルヘッドは、図１の上下方向に所定間隔で列状に配置された複数の印刷ドット部Ｄを備え、各印刷ドット部Ｄの熱を感熱紙またはインクリボンに与えることで印刷動作する。

サーマルヘッドチップは、Ｓｉやセラミック材料、金属材料等からなる放熱性に優れた基板１１上に例えばガラス等の断熱材料からなる保温層１２を有し、この保温層１２の上に、図１の左右方向に微小間隔をあけて一列に配置された複数の発熱抵抗体１３（１３ａ、１３ｂ）を備えている。各発熱抵抗体１３ａ、１３ｂは、Ｔａ₂Ｎ又はＴａ-ＳｉＯ₂等のサーメット材料を用いて保温層１２の上に全面的に形成された抵抗体層１３′の一部であり、発熱抵抗体１３ａ、１３ｂとなる表面が絶縁バリア層１４により覆われている。絶縁バリア層１４は、例えばＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ等の絶縁材料により形成されていて、各発熱抵抗体１３の平面的な大きさ（長さ寸法および幅寸法）を規定している。本実施形態では、隣接する一対の発熱抵抗体１３ａ、１３ｂにより１つの印刷ドット部Ｄが形成される。

隣接する各一対の発熱抵抗体１３ａ、１３ｂは、互いの抵抗長方向の一端部が平面Ｕ字形状のコンタクト導体１５により接続されている。一方の発熱抵抗体１３ａの抵抗長方向の他端部には個別電極１６が接続され、他方の発熱抵抗体１３ｂの他端部には共通電極１７が接続されている。隣り合う発熱抵抗体１３ｂ、１３ｂの他端部に接続された共通電極１７は途中で一体となり、略Ｙ字形を成している。この個別電極１６と共通電極１７は、印刷ドット部Ｄ（発熱抵抗体１３）の配列方向に特定の規則性を持って整列されている。

個別電極１６は、各印刷ドット部Ｄ毎に設けられていて、各発熱抵抗体１３ａの通電方向（図１の上下方向）に長く形成されている。個別電極１６は、発熱抵抗体１３ａ側とは反対側の端部が、基板１１および保温層１２の縁部まで形成されている。共通電極１７は、発熱抵抗体１３ｂ側とは反対側の端部が、基板１１および保温層１２の縁部まで形成されている。図１では省略してあるが、個別電極１６、共通電極１７の端部を除いて、個別電極１６、共通電極１７を覆う耐磨耗保護層１８が形成され、耐摩耗保護層１８に覆われていない個別電極１６、共通電極１７の端部領域がそれぞれ、ボンディングされる個別電極部１６ａ、共通電極部１７ａを形成している。

個別、共通電極部１６ａ、１７ａの形成方法としては、例えば次の方法がある。耐摩耗保護層１８を形成する前に、個別、共通電極部１６ａ、１７ａとなる領域に例えばマスキングテープを貼る。そうして、耐摩耗保護層１８を形成した後にマスキングテープを剥がすと、マスキングテープを貼っていた部分には耐摩耗保護層１８が形成されておらず、個別、共通電極部１６ａ、１７ａが露出する。

駆動ＩＣ２２は、基板１１とは別体のプリント基板２１上に実装されている。そして駆動ＩＣ２２のパッケージ表面（電極面）の長手方向一方の縁部には、多数の制御電極部２２ａおよび給電電極部２２ｂが、サーマルヘッドチップ１０側の個別電極部１６ａおよび共通電極部１７ａの配置に合わせて配置されている。そうして駆動ＩＣ２２は、制御、給電電極部２２ａ、２２ｂがプリント基板２１の端部に位置するようにプリント基板２１に実装されている。

駆動ＩＣ２２は、各制御電極部２２ａから各個別電極部１６ａへの通電／非通電を選択的に切り替える複数のスイッチング素子（駆動ＩＣ）を備え、さらに外部のプリント制御手段からの信号を入力する複数の入力電極部２２ｃ、給電端子等を有している。なお、給電電極部２２ｂは、図示しないが、駆動ＩＣ２２のパッケージ内において共通ラインに接続され、電源から給電を受ける給電端子に共通ラインを介して接続されている。

基板１１とプリント基板２１は、各個別電極部１６ａ、共通電極部１７ａと対応する制御電極部２２ａ、給電電極部２２ｂが近接するように取り付け基板３１上に固定される。そうして各個別電極部１６ａと制御電極部２２ａ、共通電極部１７ａと給電電極部２２ｂがそれぞれ、ボールボンディング装置によって圧接（押圧または溶融）されて薄く延びたボンディング部２３によって接続（ボンディング）されている。ボールボンディングには通常、Ａｕが使用される。

各電極部１６ａ、１７ａと電極部２２ａ、２２ｂとのボールボンディングが終了すると、露出したボンディング部２３、駆動ＩＣ２２およびその周辺部に封止用の合成樹脂が滴下される。この合成樹脂が固化して封止樹脂２４を形成し、この封止樹脂２４によって露出したボンディング部２３、駆動ＩＣ２２およびこれらの周辺部が封止（モールド）される。

このように第１実施形態では、サーマルヘッドチップ１０側の電極部１６ａ、１７ａと駆動回路側の電極部２２ａ、２２ｂとをボールボンディングによる偏平なボンディング部２３によって接続されているので、封止樹脂２４の厚さ、高さを抑えることが可能になり、電極部１６ａ、１７ａおよび電極部２２ａ、２２ｂからの突出高が低く抑えられる。しかも、発熱抵抗体１３からプリント基板２１までの長さ、サーマルヘッドチップ１０から駆動ＩＣ２２までの長さが短いので、サーマルヘッドを小型化できる。

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照して説明する。このサーマルヘッドチップは、基板２１１上に形成された保温層２１２の上に、図３の左右方向に微小間隔をあけて一列に配置された複数の発熱抵抗体２１３を備えている。発熱抵抗体２１３の表面は絶縁バリア層２１４により覆われている。各発熱抵抗体２１３の一方の端部には個別電極２１６が接続され、各発熱抵抗体２１３の他方の端部には共通電極２１７が接続されている。

個別電極２１６は、基板２１１の縁部まで延びていて、縁部近傍部分が個別電極部２１６ａを形成している。共通電極２１７は、発熱抵抗体２１３の配列方向に延びて発熱抵抗体２１３の外側まで延び、その両端部から発熱抵抗体２１３および個別電極２１６に沿って基板２１１の縁部まで延びた部分を備えている。そうして、基板２１１の縁部まで延びた部分の端部が共通電極部２１７ａを形成している。

駆動ＩＣ２２２は、基板２１１とは別体のプリント基板２２１上に実装されている。そして駆動ＩＣ２２２のパッケージ表面の一方の縁部には、制御電極部２２２ａおよび給電電極部２２２ｂが、サーマルヘッドチップ２１０側の個別電極部２１６ａおよび共通電極部２１７ａの配置に合わせて配置されている。そうして駆動ＩＣ２２１は、制御電極部２２２ａおよび給電電極部２２２ｂがプリント基板２２１の端部に位置するようにプリント基板２２１に実装されている。

駆動ＩＣ２２２は、各制御電極部２２２ａから各個別電極部２１６ａへの通電／非通電を選択的に切り替える複数のスイッチング素子（駆動ＩＣ）を備え、さらに外部のプリント制御手段からの信号を入力する複数の入力電極部２２２ｃ、給電端子等を有している。給電電極部２２２ｂは、図示しないが、駆動ＩＣ２２２のパッケージ内において共通ラインに接続され、共通ラインを介して電源から給電を受ける給電端子に接続されている。

基板２１１とプリント基板２２１は、各個別電極部２１６ａ、共通電極部２１７ａと対応する制御電極部２２２ａ、給電電極部２２２ｂが近接するように取り付け基板上に固定される。そうして各個別電極部２１６ａと制御電極部２２２ａ、共通電極部２１７ａと給電電極部２２２ｂがそれぞれ、ボールボンディング装置によって圧接（押圧または溶融）され、偏平に延びたボンディング部２２３によって接続されている。

この第２実施形態におけるボンディング部２２３およびその周辺の形状は、図２に示した実施形態と同様である。つまり、ボンディング部２２３は圧接（押圧または溶融）により薄くのばされていてその厚さが薄いので、ボンディング部２２３周辺、駆動ＩＣ２２２、回路基板２２１等を封入する封入樹脂の膨出も少ない。

次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照して説明する。第３実施形態は、第１実施形態において、共通電極部を２個の共通電極部にまとめた構造である。

第３実施形態のサーマルヘッドチップは、基板１１上の保温層１２の上に、図４の左右方向に微小間隔をあけて一列に配置された複数の発熱抵抗体１３（１３ａ、１３ｂ）を備えている。各発熱抵抗体１３ａ、１３ｂは、保温層１２の上に全面的に形成された抵抗体層１３′の一部であり、発熱抵抗体１３ａ、１３ｂとなる表面が絶縁バリア層１４により覆われている。

隣接する各一対の発熱抵抗体１３ａ、１３ｂは、互いの抵抗長方向の一端部が平面Ｕ字形状のコンタクト導体１５により接続されている。一方の発熱抵抗体１３ａの抵抗長方向の他端部には個別電極１６が接続され、他方の発熱抵抗体１３ｂの他端部には共通電極１７が接続されている。個別電極１６は、発熱抵抗体１３ａ側とは反対側の端部が、基板１１および保温層１２の縁部まで形成されている。

隣り合う発熱抵抗体１３ｂ、１３ｂの他端部に接続された共通電極１７は途中で一体となり、略Ｙ字形を成している。この共通電極１７は、発熱抵抗体１３と基板１１および保温層１２の縁部との間において、個別電極１６を絶縁状態で横切って両端の個別電極１６の外方まで延びるコモンライン３１７に接続されている。コモンライン３１７は、両端の個別電極１６の外方に延びた部分が基板１１の縁部方向に縁部まで延びていて、この両縁部近傍部が、共通電極部３１７ａとされている。個別電極１６とコモンライン３１７とは、その交差部において、間に少なくとも絶縁層である例えばＳｉＯ₂層などを介して積層されている。

一方、プリント基板３２１に実装された駆動ＩＣ３２２のパッケージ表面には、長手方向一方の縁部に、多数の制御電極部３２２ａおよび２個の給電電極部３２２ｂが、サーマルヘッドチップ側の各個別電極部１６ａおよび２個の共通電極部３１７ａの配置に合わせて配置されている。駆動ＩＣ３２２の他の基本構成は、駆動ＩＣ２２と同様である。

基板３１１とプリント基板３２１は、各個別電極部１６ａ、２個の共通電極部３１７ａと、対応する制御電極部３２２ａ、給電電極部３２２ｂが近接するように取り付け基板上に固定される。そうして各個別電極部１６ａと制御電極部３２２ａ、共通電極部３１７ａと給電電極部３２２ｂがそれぞれ、ボールボンディング装置によって溶着されたボンディング部２３によって接続されている。

さらに、各電極部１６ａ、３１７ａと電極部３２２ａ、３２２ｂとのボールボンディングが終了すると、露出したボンディング部２３、駆動ＩＣ２２およびこれらの周辺部に封止用の合成樹脂が滴下される。この合成樹脂が固化して封止樹脂２４を形成し、この封止樹脂２４によって露出したボンディング部２３、駆動ＩＣ２２およびこれらの周辺部が封止（モールド）される。

この第３実施形態は、第１実施形態に比して、共通電極部３１７、給電電極部３２２ｂの数が少ないので、ボールボンディング回数が少なく、製造効率が向上する。

なお、図４に示したサーマルヘッドチップ、プリント基板３２１および駆動ＩＣ３２２は１ユニットであって、通常は複数ユニットが、発熱抵抗体１３ａ、１３ｂの配列方向と平行に、発熱抵抗体１３ａ、１３ｂが等間隔を維持するように直列配置される。

次に、駆動回路２０側の実施例について、図５〜図８に示した断面図を参照して説明する。これらの実施例において、サーマルヘッドチップは図１に示した第１実施形態と同様の構成とし、図２と同様の位置で縦断して示したものとする。

図５に示した駆動回路の第１実施例では、プリント基板４２１の縁部にプリント配線により、電極部１６ａ、１７ａに対応する電極部４２１ａ（１個のみ示した）を形成し、これらの電極部１６ａ、１７ａと電極部４２１ａとを近接配置してボールボンディングし、ボンディング部４２３によって接続している。電極部４２１ａは、プリント配線が駆動ＩＣ４２２の対応する端子まで延びていて、このプリント配線を介して、プリント基板４２１の表面に実装された駆動ＩＣ４２２の端子と接続される。さらにこの駆動ＩＣ４２２は、封止樹脂４２４によってモールドされている。

この第１実施例によれば、プリント基板４２１の電極部１６ａ、１７ａと駆動回路の電極部４２１ａとの接続部分を封止する封止樹脂４２４が膨出しないだけでなく、駆動ＩＣ４２２をサーマルヘッドチップ１０から離反させることができるので、駆動ＩＣ４２２の封止樹脂４２４の膨出の影響が少ない。

図６に示した第２実施例は、図５に示した第１実施例において、駆動ＩＣ５２２をプリント基板５２１の背面に実装したことに特徴を有する。この駆動ＩＣ５２２は、取り付け基板３１に形成された収納凹部３２内に収納される。なおこの実施例において、プリント基板５２１の縁部に、電極部１６ａ、１７ａに対応する電極部５２１ａ（１個のみ示した）が形成され、これらの電極部１６ａ、１７ａと電極部５２１ａとが近接配置されてボールボンディングによりボンディング部５２３によって接続されている構成、電極部５２１ａと駆動ＩＣ５２２の対応する端子とがプリント配線によって接続されている構成は、図５に示した実施例と同様である。

この第２実施例によれば、封止樹脂５２４の膨出を低く抑えることができるだけでなく、駆動ＩＣ５２２がプリント基板５２１の表面に露出していないので、サーマルヘッド表面の突起が無く、紙やインクリボン等に干渉するおそれがない。

図７には、プリント基板６２１をサーマルヘッドチップ１０に対して直交する方向に配置した駆動基板の第３実施例を示した。（Ａ）の実施例では、駆動ＩＣ６２２の電極面には、一方の縁部に沿って、図１に示した駆動ＩＣ２２の電極部２２ａ、２２ｂに対応する複数の電極部（電極部６２２ａのみ図示）と、他方の縁部に、入力電極部２２ｃに対応する複数の電極部（電極部６２２ｂのみ図示）が設けられている。この駆動ＩＣ６２２は、電極面がプリント基板６２１と直交し、かつプリント基板６２１の端面と同一平面に位置するようにプリント基板６２１に装着されている。プリント基板６２１の端面には、電極部６２２ｂと対応するプリント配線６２１ａを露出させ、電極部６２２ｂ、６２１ａをボンディング部６２３ａにより接続してある。

この駆動ＩＣ６２２は、電極部６２２が対応するサーマルヘッドチップ１０の電極部１６ａ（１７ａ）と近接配置されて、ボンディング部６２３によって接続されている。この状態において、サーマルヘッドチップ１０の表面、駆動ＩＣ６２２の表面およびプリント基板６２１の端面は略同一平面上に位置している。そうして、これらのボンディング部５２３、５２３ａが封止樹脂６２４によって封止されている。

この第３実施例によれば、封止樹脂６２４の膨出を低く抑えることができるだけでなく、プリント基板６２１がサーマルヘッドチップ１０に対して直交する方向に配置されているので、サーマルヘッドの長さを短くできる。

図７の（Ｂ）に示した第４実施例は、（Ａ）に示した第３実施例とは、駆動ＩＣ６２２をプリント基板６２１の端部よりやや内方に配置し、プリント基板６２１の表面に露出したプリント配線６２１ｂと電極部６２２ｂとをボンディング部６２３ｃにより接続した点が相違する。この構成は、プリント配線６２１ｂの形成およびプリント配線６２１ｂと電極部６２２ｂとのボンディングが容易である。

図８に示した第５実施例は、駆動ＩＣ７２２をプリント基板７２１の端面に装着したことに特徴を有する。駆動ＩＣ７２２の端子面には、一方の縁部に沿って、図１に示した駆動ＩＣ２２の制御、給電電極部２２ａ、２２ｂに対応する複数の電極部（電極部７２１ａのみ図示）と、他方の縁部に、入力電極部２２ｃ等に対応する複数の電極部（電極部７２２ｂのみ図示）が設けられている。プリント基板７２１には、表面の縁部に、駆動ＩＣ７２２の電極部７２２ｂに対応するプリント配線（プリント配線７２１ａのみ図示）が設けられている。この駆動ＩＣ７２２とプリント基板７２１とを、駆動ＩＣ７２２の端子面とプリント基板７２１の表面とが同一平面上に位置するように、かつ対応する電極部７２２ｂとプリント配線７２１ａとを合致させて固定し、さらに電極部７２２ｂとプリント配線７２１ａとをボンディング部７２３ａによって接続する。

このようにプリント基板７２１に装着された駆動ＩＣ７２２を、表面および端子面がサーマルヘッドチップ１０の個別電極部１６ａ、共通電極部１７ａの表面と同一平面上に位置するように配置され、かつ電極部７２２ａをサーマルヘッドチップ１０の対応する電極部１６ａ（１７ａ）と近接配置された状態で、ボンディング部７２３によって接続されている。さらにこれらのボンディング部７２３、７２３ａが、封止樹脂７２４によって封止されている。

この第５実施例によれば、封止樹脂７２４の膨出を低く抑えることができる。

以上の第１乃至第３実施形態および駆動基板の第１乃至第５実施例は、サーマルヘッドチップ１０の個別導体１６、共通電極１７上に耐磨耗保護層１８を形成せずに表面を露出させた個別電極部１６ａ、共通電極部１７ａの表面と略同一の平面上に配置した、駆動回路２０側の制御電極部２２ａおよび給電電極部２２ｂ等の電極とをボンディング部で接続した実施例である。次に、個別電極部１６ａ、共通電極部１７ａの表面を露出させずにそれらの端部と、駆動回路２０側の電極とをボンディング部で接続する、サーマルヘッドチップの他の実施例を図９および図１０に示した。図９、図１０は、図１と同様の位置において縦断した、図２同様の断面図である。

図９に示した実施例では、サーマルヘッドチップ１０の端面に駆動ＩＣ２２を近接させ、個別電極１６の端部で形成される端面個別電極部１６ｂが露出する高さに配置する。そうして、サーマルヘッドチップ１０の端面と制御電極部２２ａとで形成される角部にボンディングボールを押しつけて端面個別電極部１６ｂと制御電極部２２ａとをボンディング部８２３により接続する。この構成によれば、マスキングテープ領域を省略し、基板をより小さくできる。また、封止樹脂２４の高さをより低くすることができる。

図１０に示した実施例は、サーマルヘッドチップ１０の端面角部を個別電極１６の端部が斜面となるまで面取りして傾斜個別電極部１６ｃを形成し、ボンディング部９２３との接触面積を拡大してある。この構成によれば、端面個別電極部１６ｂよりも接触面積が広いので、傾斜個別電極部１６ｃとボンディング部９２３との接続が確実になり、抵抗変動も小さくなる。

本発明を適用したサーマルヘッド（保護層除く）の第１実施形態を示す平面図ある。図１の切断線II-IIに沿う断面図である。本発明を適用したサーマルヘッド（保護層除く）の第２実施形態を示す平面図ある。本発明を適用したサーマルヘッド（保護層除く）の第３実施形態を示す平面図ある。本発明を適用したサーマルヘッドの駆動基板の構造に関する第１実施例を示す断面図である。本発明を適用したサーマルヘッドの駆動基板の構造に関する第２実施例を示す断面図である。本発明を適用したサーマルヘッドの駆動基板の構造に関する第３実施例を示す断面図である。本発明を適用したサーマルヘッドの駆動基板の構造に関する第４実施例を示す断面図である。本発明を適用したサーマルヘッドの駆動基板の構造に関する第５実施例を示す断面図である。本発明を適用したサーマルヘッドの駆動基板の構造に関する第６実施例を示す断面図である。従来のサーマルヘッドを示す断面図である。

符号の説明

１１基板
１２保温層
１３１３ａ１３ｂ発熱抵抗体
１３′ 抵抗体層
１５コンタクト導体
１６個別電極
１６ａ個別電極部
１６ｃ傾斜端面
１７共通電極
１７ａ共通電極部
１８耐磨耗保護層
２１２２１３２１４２１５２１６２１プリント基板
２２２２２３２２４２２５２２６２２７２２駆動ＩＣ
２２ａ２２２ａ３２２ａ制御電極部
２２ｂ２２２ｂ３２２ｂ給電電極部
２２ｃ２２２ｃ３２２ｃ入力電極部

Claims

多数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体に通電するための電極とを備えたサーマルヘッド基板と、
前記各発熱抵抗体の電極と導通する電極を備え、これらの電極を介して前記各発熱抵抗体に通電する駆動手段を備えた駆動基板とを備え、
前記各電極はサーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられ、
前記駆動基板の電極は前記駆動基板の縁部近傍または縁部に望ませて設けられ、
前記サーマルヘッド基板の電極と対応する前記駆動基板の電極とが近接するように配置され、かつ各対応する電極と電極とがボールボンディングによって接続されていること、を特徴とするサーマルヘッド。
請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記サーマルヘッド基板は、列状に配置された、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各隣り合う一対の発熱抵抗体を接続するコンタクト導体と、各コンタクト導体を介して一対の発熱抵抗体に通電する個別電極および共通電極とを備えた折り返し構造であって、
前記駆動基板は、前記サーマルヘッド基板の個別電極と接続される制御電極および前記サーマルヘッド基板の共通電極と接続される給電電極と、これらの電極を介して前記各一対の発熱抵抗体を個別選択的に通電する駆動手段とを備え、
前記各個別電極または共通電極は前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられた個別電極部または共通電極部を備え、
前記駆動基板の電極は前記駆動基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられ、
前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および共通電極部と対応する前記駆動基板の各制御電極および給電電極が近接するように配置され、かつ各対応する個別電極部と制御電極、共通電極部と給電電極とがボールボンディングによって接続されているサーマルヘッド。
請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記サーマルヘッド基板は、列状に配置された、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、隣り合う一対の発熱抵抗体を接続する複数のコンタクト導体と、各コンタクト導体を介して一対の発熱抵抗体を通電する複数の個別電極と共通電極と、前記複数の発熱抵抗体の配列方向に延びて前記個別電極を絶縁状態で横切り、前記複数の共通電極に共通に接続した共通電極から給電されるコモンラインとを有する折り返し構造であって、
前記駆動基板は、前記サーマルヘッド基板の前記個別電極と接続される制御電極および前記サーマルヘッド基板の共通電極と接続される給電電極と、これらの電極を介して前記各一対の発熱抵抗体を個別選択的に通電する駆動手段とを備え、
前記各個別電極は前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられた個別電極部を、前記コモンラインの両端の共通電極は前記個別電極の両外側位置において前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられた共通電極部を備え、
前記駆動基板の各個別電極および共通電極は前記サーマルヘッド基板の各個別電極および両端の共通電極と対応する配列で、前記駆動基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられ、
前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および共通電極部と対応する前記駆動基板の各制御電極および給電電極が近接するように配置され、かつ各対応する個別電極部と制御電極、共通電極部と給電電極とがボールボンディングによって接続されているサーマルヘッド。
請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記サーマルヘッド基板は、列状に配置された、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体の一方の端部と接続された個別電極と、各複数の発熱抵抗体の他方の端部と接続された各発熱抵抗体を接続し、複数の発熱抵抗体の配列方向に延びて、同配列方向の両端から給電される共通電極とを有し、
前記駆動基板は、前記サーマルヘッド基板の前記個別電極と接続される制御電極および前記サーマルヘッド基板の両端の共通電極と接続される給電電極と、これらの電極を介して前記各一対の発熱抵抗体を個別選択的に通電する駆動手段とを備え、
前記各個別電極は前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて該縁部に沿って所定間隔で設けられた個別電極部を、前記両端の共通電極は前記個別電極の両外側位置において前記サーマルヘッド基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられた共通電極部を備え、
前記駆動基板の各個別電極および共通電極は前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および両端の共通電極部と対応する配列で、前記駆動基板の縁部近傍または縁部に臨ませて設けられ、
前記サーマルヘッド基板の各個別電極部および共通電極部と対応する前記駆動基板の各制御電極および給電電極が近接するように配置され、かつ各対応する個別電極部と制御電極、共通電極部と給電電極とがボールボンディングによって接続されているサーマルヘッド。
請求項１から４のいずれか一項記載のサーマルヘッドにおいて、前記駆動基板は、駆動手段としての駆動ＩＣと該駆動ＩＣが実装されたプリント基板を備え、前記制御電極および給電電極は駆動ＩＣのパッケージ表面に形成されていて、該駆動ＩＣが、前記制御電極および給電電極がプリント基板の縁部に臨むように実装されているサーマルヘッド。
請求項１から４のいずれか一項記載のサーマルヘッドにおいて、前記駆動基板は、駆動手段としての駆動ＩＣと該駆動ＩＣが実装されたプリント基板を備え、前記制御電極および給電電極は前記プリント基板表面に形成されていて、該制御電極および給電電極がプリント配線によって前記駆動手段の各対応電極に接続されているサーマルヘッド。
請求項１から６のいずれか一項記載のサーマルヘッドにおいて、前記サーマルヘッド基板は、前記個別電極および共通電極は、少なくとも前記各個別電極部および共通電極部を除いて保護層が形成されていて、該保護層が形成されていない各電極部と、前記駆動基板の制御電極、給電電極を含む領域が絶縁樹脂によって封止されているサーマルヘッド。
請求項１から７のいずれか一項記載のサーマルヘッドにおいて、前記サーマルヘッドの各電極の表面および前記駆動基板側の各電極の表面は略同一平面上に位置しているサーマルヘッド。
請求項５記載のサーマルヘッドにおいて、前記駆動ＩＣは、前記制御電極および給電電極が形成されたパッケージ表面がプリント基板と直交する方向にかつプリント基板の端面と同一平面上に位置するようにプリント基板に実装され、かつ前記給電電極とプリント基板の端面に形成されたプリント配線とがボールボンディングによって接続されていて、該プリント基板が前記サーマルヘッド基板に対して直交する方向に、かつ前記制御電極および給電電極が前記サーマルヘッド基板の個別電極部および共通電極部とが同一平面上に位置するように配置され、ボールボンディングによって接続されているサーマルヘッド。
請求項５記載のサーマルヘッドにおいて、前記駆動ＩＣは、前記制御電極および給電電極が形成されたパッケージ表面がプリント基板と直交する方向にかつプリント基板の縁部が突出する位置にプリント基板に実装され、かつ前記給電電極と前記突出したプリント基板の表面のプリント配線とがボールボンディングによって接続されていて、該プリント基板が前記サーマルヘッド基板に対して直交する方向に、かつ前記制御電極および給電電極が前記サーマルヘッド基板の個別電極部および共通電極部とが同一平面上に位置するように配置され、ボールボンディングによって接続されているサーマルヘッド。
請求項１から６のいずれか一項記載のサーマルヘッドにおいて、前記個別電極および共通電極は保護層に覆われ、前記サーマルヘッド基板の端面から前記各個別電極部および共通電極部の端面が露出していて、前記駆動基板の各電極は、対応する前記個別電極および共通電極が露出する高さに配置され、該露出した個別電極部の端面および共通電極部の端面と、前記駆動基板の制御電極および給電電極がボールボンディングによって接続されているサーマルヘッド。
請求項１から６のいずれか一項記載のサーマルヘッドにおいて、前記個別電極および共通電極は保護層に覆われ、前記サーマルヘッド基板の端面から前記各個別電極部および共通電極部の端面が露出していて、該保護層の端面が角取り研削されて前記個別電極部および共通電極部の端部が斜めに研削されていて、前記駆動基板の各電極は、対応する前記斜めに研削された個別電極部および共通電極部が露出する高さに配置され、該露出した個別電極部および共通電極部と、前記駆動基板の制御電極および給電電極がボールボンディングによって接続されているサーマルヘッド。