JP2006272851A - Thermal head - Google Patents
Thermal head Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006272851A JP2006272851A JP2005098115A JP2005098115A JP2006272851A JP 2006272851 A JP2006272851 A JP 2006272851A JP 2005098115 A JP2005098115 A JP 2005098115A JP 2005098115 A JP2005098115 A JP 2005098115A JP 2006272851 A JP2006272851 A JP 2006272851A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode pad
- protective layer
- layer
- heating resistor
- wiring pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明はサーマルヘッドに関し、例えばファクシミリ、プリンタ、カード印刷機、製版機などに用いられるサーマルヘッドに関する。 The present invention relates to a thermal head, for example, a thermal head used for a facsimile, a printer, a card printer, a plate making machine, and the like.
印刷装置における高画質化によって、サーマルヘッドの高密度化が要求され、このため発熱抵抗体と配線パターンを高密度化するために、配線パターンと電極パッド間距離が縮小される。それに対応して配線パターン間の耐久性が求められ、さらなる耐衝撃性、耐溶剤性が要請されている。また高密度化により電極パッドと発熱抵抗体駆動用ドライバICとのボンディング接続が難しくなりボンディングの位置づれなどで電極パッドに隣接する配線パターンとの接触も問題になる。 Due to the high image quality in the printing apparatus, it is required to increase the density of the thermal head. For this reason, in order to increase the density of the heating resistor and the wiring pattern, the distance between the wiring pattern and the electrode pad is reduced. Correspondingly, durability between wiring patterns is required, and further impact resistance and solvent resistance are required. Further, the high density increases the bonding connection between the electrode pad and the heating resistor driver IC, and the contact with the wiring pattern adjacent to the electrode pad becomes a problem due to the bonding position.
図4に示すように、従来のサーマルヘッドは、アルミナ基板100上にグレーズ層101が配置された絶縁基板を用いている。複数の発熱抵抗体層102とこれに電力を供給するための配線パターン103と、配線パターン103に接続された電極パッド104とがグレーズ層101の上に高密度にそれぞれ配置されている。さらに発熱抵抗体層102の発熱部105上にSiON保護層106がスパッタなどの薄膜形成技術で形成されている。電極パッド104は、複数列に分けて配置することでその配置効率を高めている。
As shown in FIG. 4, the conventional thermal head uses an insulating substrate in which a
しかし、電極パッド104および配線パターン103を高密度に配置した場合、ワイヤボンディングする際に、ボンディングワイヤ107が他の配線パターン103或いは電極パッド104に接触するおそれが生じる。電極パッド104の面積を縮小してしまうと、ワイヤ107のボンディング位置ずれに対するマージンの減少により隣接する配線パターンに接触してショート不良を引き起こす。また、ドライバIC108とともにボンディングワイヤ107を樹脂で封止する際に、ボンディングワイヤ107と他の電極パッド104とが接触してしまう惧れもある。
However, when the
上記不都合を解消するために、電極パッド104のみを開口してその周囲の配線パターン103の上に選択的に感光性ポリイミド樹脂膜109を形成したサーマルヘッド(特許文献1参照)や、感光性ポリイミド樹脂膜109の代わりにドライフィルムレジストを形成するサーマルヘッド(特許文献2参照) が開示されて、配線パターンの保護やボンディングワイヤの接触不良を防止するようにしている。
しかし、感光性ポリイミド樹脂やドライフィルムレジストなどの感光性絶縁膜は次のような問題点を有している。 However, photosensitive insulating films such as photosensitive polyimide resin and dry film resist have the following problems.
(1)外力による剥がれ、傷、欠けが生じやすい。 (1) Peeling, scratching and chipping due to external force are likely to occur.
(2)耐溶剤性が低い。 (2) Low solvent resistance.
本発明は上記した問題点を解決するもので、極めて信頼性の高い絶縁膜を形成して、耐衝撃性、耐久性、耐溶剤性が高く、またボンディングワイヤ接続を容易にしショート不良その他の不都合を防止するサーマルヘッドを提供することである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and forms an extremely reliable insulating film, which has high impact resistance, durability, and solvent resistance, and facilitates bonding wire connection, resulting in short circuit failure and other disadvantages. It is providing the thermal head which prevents this.
本発明の一態様のサーマルヘッドは、絶縁基板と、前記絶縁基板の上に配置された複数の発熱抵抗体層と、前記発熱抵抗体層の発熱部を被覆する無機絶縁保護層と、前記絶縁基板上に配置され、前記発熱抵抗体層に接続された複数の配線パターンと、前記配線パターンに接続された複数の電極パッドとを具備し、前記無機絶縁保護層は前記発熱抵抗体層の発熱部を被覆するとともに前記電極パッドが露出するように、前記電極パッドの周囲に配置された前記配線パターンを被覆する構成である。 The thermal head according to one aspect of the present invention includes an insulating substrate, a plurality of heating resistor layers disposed on the insulating substrate, an inorganic insulating protective layer that covers a heating portion of the heating resistor layer, and the insulation. A plurality of wiring patterns disposed on the substrate and connected to the heating resistor layer; and a plurality of electrode pads connected to the wiring pattern, wherein the inorganic insulating protective layer generates heat from the heating resistor layer. The wiring pattern disposed around the electrode pad is covered so that the electrode pad is exposed while covering the portion.
さらに、絶縁基板と、前記絶縁基板の上に配置された複数の発熱抵抗体層と、前記発熱抵抗体層の発熱部を被覆する無機絶縁保護層と、前記絶縁基板上に配置され前記発熱部に接続された複数の配線パターンと、前記配線パターンに接続された複数の電極パッドと、前記絶縁基板上に配置され前記発熱部を駆動するドライバICと、前記電極パッドと前記ドライバICとを接続するボンディングワイヤとを具備してなるサーマルヘッドにおいて、前記無機絶縁保護層は、前記電極パッドを露出し、前記電極パッドの周囲に配置された前記配線パターンを被覆する構成である。 Furthermore, an insulating substrate, a plurality of heating resistor layers disposed on the insulating substrate, an inorganic insulating protective layer covering the heating portion of the heating resistor layer, and the heating portion disposed on the insulating substrate A plurality of wiring patterns connected to each other, a plurality of electrode pads connected to the wiring patterns, a driver IC disposed on the insulating substrate and driving the heat generating portion, and the electrode pads and the driver IC are connected to each other. In the thermal head including the bonding wire, the inorganic insulating protective layer is configured to expose the electrode pad and cover the wiring pattern disposed around the electrode pad.
また、前記無機絶縁保護層は前記発熱部およびその近傍上の第1保護層と前記電極パッド近傍の配線パターン上に設けられ前記第1保護層よりも層厚が小さい第2保護層とからなる構成である。 The inorganic insulating protective layer includes a first protective layer on the heat generating portion and the vicinity thereof, and a second protective layer provided on the wiring pattern near the electrode pad and having a layer thickness smaller than that of the first protective layer. It is a configuration.
無機絶縁保護層の厚みは、機能上1〜10μm厚、有することが望ましいが、配線パターン上の保護層は発熱抵抗体上の保護層と同一厚にしてもよいし、薄く形成することができる。発熱部上の保護層は耐摩耗性および熱伝導性の観点から層厚が1μm〜10μmあることが望ましく、一方、電極パッド近傍の配線パターン上の層厚を薄くするほど、フォトリソグラフィによる電極パターンの開口形成が容易になる。しかし1μm以下では、ピンホールなどにより、信頼性が低くなるので、電極パッド近傍の配線パターン上の保護層は1μm〜5μmであることが望ましい。 The thickness of the inorganic insulating protective layer is desirably 1 to 10 μm in terms of function, but the protective layer on the wiring pattern may be the same thickness as the protective layer on the heating resistor or can be formed thin. . It is desirable that the protective layer on the heat generating portion has a layer thickness of 1 μm to 10 μm from the viewpoint of wear resistance and thermal conductivity. On the other hand, the thinner the layer thickness on the wiring pattern near the electrode pad, the electrode pattern by photolithography It becomes easy to form the opening. However, if the thickness is 1 μm or less, reliability is lowered due to pinholes or the like, and therefore the protective layer on the wiring pattern near the electrode pad is preferably 1 μm to 5 μm.
本発明によれば、無機絶縁保護層を発熱抵抗体上のみでなく、配線パッドや電極パッドの領域に延在させて電極パッドの周囲に配置された電極パターンを被覆し、電極パッドのみを露出するようにしたことにより、配線の高密度化により電極パッド間距離や電極パッドと配線パターン間距離が狭くなっても、ボンディングワイヤ接続時の接続作業で保護層が損傷せず、電極パッドの周囲に配置された電極パターンとボンディングワイヤとが接触することを回避することができ、配線ショート不良を防止できる。また、耐久力性、耐溶剤性が優れているため、組立工程や製品化後の扱いが容易であり、信頼性の高いサーマルヘッドが得られる。 According to the present invention, the inorganic insulating protective layer is extended not only on the heating resistor but also on the wiring pad and the electrode pad region so as to cover the electrode pattern arranged around the electrode pad, and only the electrode pad is exposed. By doing so, even if the distance between the electrode pads and the distance between the electrode pads and the wiring pattern become narrow due to higher wiring density, the protective layer is not damaged by the connection work when bonding wires are connected. It is possible to avoid contact between the electrode pattern and the bonding wire arranged on the wire, and it is possible to prevent a wiring short circuit failure. In addition, since the durability and solvent resistance are excellent, the assembly process and the handling after commercialization are easy, and a reliable thermal head can be obtained.
また、本発明によれば、さらなる高密度化に対応することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to cope with further higher density.
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1および図2は、本発明の第1の実施の形態に係るサーマルヘッドを模式的に示している。図1は平面図を示し、は図1のA−A線に沿う断面図を示す。また、図は上方に発熱抵抗体層の発熱部15が配置され、下方に電極パッド18、ドライバIC21が配置されている場合を示している。絶縁基板13はアルミナセラミックスの支持基板11とこの支持基板11上に配置されたグレーズ層12とからなる。グレーズ層12上に複数の発熱抵抗体層14が配置され、この発熱抵抗体層14に配線パターン16が接続される。配線パターン16は高導電性金属のAlなどの金属層17でなり、発熱抵抗体層14上に積層されて、積層構造上のAl金属層をパターニングして発熱抵抗体層14のみの一層部分を形成して発熱部15としている。したがって実際の配線パターン16は発熱抵抗体層14に金属層17を加えた積層構造体であり、発熱部に供給される駆動電流は金属層17から発熱部15を通過し、再び金属層17に流れる直列回路を構成する。
(First embodiment)
1 and 2 schematically show a thermal head according to a first embodiment of the present invention. 1 is a plan view, and FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. Further, the drawing shows a case where the
無機絶縁保護層20は電極パッド18を露出するようにして、発熱抵抗体層14の発熱部15、電極パッド周囲を含む配線パターン16、共通電極19を被覆してグレーズ層12上に同一膜層で形成される。
The inorganic insulating
さらに発熱抵抗体14の発熱部15を加熱駆動するドライバIC21がマウントされ、ドライバIC21は電極パッド18にボンディングワイヤ22によって接続される。
Further, a
支持基板11はアルミナセラミックスを材料とする平板状の無機性基板である。グレーズ層12は、発熱抵抗体層14の発熱部15から発生する熱を蓄熱する保温機能と、発熱抵抗体層14、配線パターン17、電極パッド18などの平坦面形成機能を有するガラスグレーズ層であり、支持基板11の表面全体に形成されている。グレーズ層12の材料として、SiO2等が使用される。
The
発熱抵抗体層14は、材料として、Ni、Cr、Ta等の金属の窒化物や、Ta−SiO2、Nb−SiO2、Ti−SiO2等のサーメット材料を用いることができる。
The
配線パターン16の材料として、良導電性金属のAl、Al−Si、Al−Si−Cu等を用いることができる。その他、Au、Au−Siなどのボンディング可能な金属を用いることが好ましい。
As a material of the
無機絶縁保護層20は、耐摩耗性のSi−O−N系の層が好ましい。Si−Al−O−NやTa2O5その他を用いることもできる。本実施形態において無機絶縁保護層20は発熱部15の上だけでなく、その周囲の配線パターン16の上にも配置されている。保護層は発熱部近傍を印字時の摩擦から保護するとともに、電極パッド側の配線パターン16を保護する膜である。保護層20の層厚は、同一厚に均一にスパッタなどで形成する場合、1μm〜10μmの範囲が適当である。1μmよりも薄いと膜の均一性が損なわれてピンホール欠陥が生じやすく、10μmより厚いと発熱部からの放熱性が低くなり印字レスポンスが低下し実用的でない。
The inorganic insulating
電極パッド開口の開口は、スパッタリングされた保護層上にドライフィルムレジストを貼付する。フォトリソグラフィにより、電極パットを開口する位置のレジスト部分を除去して開口しこれをマスクとして、ドライエッチングにより電極パット面を露出させる。こうして構成された絶縁基板13上の所定位置に、発熱抵抗体駆動用のドライバIC21を接着、実装し、電極パッド18とIC21をAu線やAl線のボンディングワイヤ22により、ボンディング接続する。
For the opening of the electrode pad opening, a dry film resist is stuck on the sputtered protective layer. The resist portion at the position where the electrode pad is opened is removed by photolithography, and the electrode pad surface is exposed by dry etching using this as a mask. The driver IC 21 for driving the heating resistor is bonded and mounted at a predetermined position on the
本発明の本実施の形態によれば、薄く堅固な無機絶縁保護層20が電極パッド18の周囲に配置された配線パターン16を被覆し、電極パッド18のみが露出されるため、ボンディングワイヤ22が配線パターン16と接触することがなく、またボンディング時のワイヤキャピラリが電極パッド部で無機絶縁保護層に接触しても欠けやひびが生じることがない。とくに高密度化にともない、配線パターンが微細化し電極パッド面積が縮小しても、保護層がボンディング時のキャピラリずれやボンディングワイヤの接続部の変形に耐える絶縁膜として機能するので、ボンディングに原因する不良に対する歩留まりを向上することができ、高密度化に適した外部衝撃に強いサーマルヘッドを得ることができる。
According to the present embodiment of the present invention, the thin and solid inorganic insulating
しかも無機絶縁保護層は耐溶剤性なので、製造中あるいは使用の際のクリーニングなどで溶剤と接触しても層が剥がれることがない。 Moreover, since the inorganic insulating protective layer is resistant to solvents, the layer does not peel off even when it comes into contact with the solvent during production or cleaning during use.
(第2の実施の形態)
本実施の形態は、図3に示すように無機絶縁保護層30の厚みを発熱部近傍で厚い第1保護層31と、電極パッド近傍で薄い第2保護層32で形成するものである。すなわち上記第1の実施の形態における保護層形成工程を2回に分け、まず第1工程で発熱部、配線パターン16、電極パッド18、共通電極19をパターニングしたクレーズ層12上にSiON層をスパッタリングで堆積する。なお、保護層を除く他の構成要素(グレーズ層12、配線パターン16、電極パッド18、IC20、ボンディングワイヤ22)は図1、図2と同一であるため、説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the inorganic insulating
つぎに第2工程で発熱部近傍を露出して、配線パターン16、電極パッド18、共通電極19側の領域にポリイミドテープを接着してマスクとし、さらに発熱部近傍にSiON層をスパッタリングする。
Next, in the second step, the vicinity of the heat generating portion is exposed, polyimide tape is bonded to the area on the
この工程で層厚の異なる発熱部近傍の第1保護層31と電極パッド近傍の第2保護層32が形成される。この構成によれば、層厚の選択を大幅に緩和することができる。本例では第1保護層は5μm厚、第2保護層は1μm厚になる。第1保護層31は1μm〜10μm厚、第2保護層32は1μm〜5μm厚に設定するのが望ましい。
In this step, the first
これにより無機絶縁保護層は、電極パッド部の開口形成部分が薄いためにフォトグラフィ法による電極パッドの加工性に富む。一方、製品として発熱部の耐摩耗性の無機絶縁保護層として十分に機能する。配線パターンや電極パッド領域では外部衝撃に強く耐溶剤性、耐久性を維持かる保護層が得られる。 Thereby, the inorganic insulating protective layer is rich in electrode pad processability by the photolithography method because the opening forming portion of the electrode pad portion is thin. On the other hand, the product functions sufficiently as a wear-resistant inorganic insulating protective layer for the heat generating part. In the wiring pattern and electrode pad region, a protective layer that is resistant to external impact and maintains solvent resistance and durability can be obtained.
電極パッド上の保護層開口の形成は保護層が薄いほど、マスクとして使用するフォトレジストの条件が緩和され、第1の実施の形態で使用したドライフィルムレジストの代わりに、フォトリソグラフィとして一般的な感光性ポリイミド膜を塗布によって形成したものを用いることができる。 In the formation of the protective layer opening on the electrode pad, the thinner the protective layer, the more relaxed the conditions of the photoresist used as a mask. Instead of the dry film resist used in the first embodiment, a general photolithography is used. What formed the photosensitive polyimide film by application | coating can be used.
11:支持基板
12:グレーズ層
13:絶縁基板
14:発熱抵抗体層
15:発熱部
16,16−1,16−2:配線パターン
17:金属層
18:電極パッド
19:共通電極
20,30:無機絶縁保護層
21:IC
22:ボンディングワイヤ
31:第1の保護層
32:第2の保護層
11: Support substrate 12: Glaze layer 13: Insulating substrate 14: Heating resistor layer 15:
22: Bonding wire 31: First protective layer 32: Second protective layer
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005098115A JP2006272851A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005098115A JP2006272851A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Thermal head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006272851A true JP2006272851A (en) | 2006-10-12 |
Family
ID=37208046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005098115A Pending JP2006272851A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Thermal head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006272851A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009248415A (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | Thermal printing head |
JP2012206302A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | Thermal head |
JP2016155285A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 京セラ株式会社 | Thermal head and thermal printer |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08310028A (en) * | 1995-05-23 | 1996-11-26 | Aoi Denshi Kk | Thermal head |
JP2000006456A (en) * | 1998-06-25 | 2000-01-11 | Toshiba Corp | Thermal head and its production |
-
2005
- 2005-03-30 JP JP2005098115A patent/JP2006272851A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08310028A (en) * | 1995-05-23 | 1996-11-26 | Aoi Denshi Kk | Thermal head |
JP2000006456A (en) * | 1998-06-25 | 2000-01-11 | Toshiba Corp | Thermal head and its production |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009248415A (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | Thermal printing head |
JP2012206302A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | Thermal head |
JP2016155285A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 京セラ株式会社 | Thermal head and thermal printer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10279597B2 (en) | Thermal print head | |
WO2006134927A1 (en) | Thermal print head | |
US7427998B2 (en) | Thermal head having bent electrode structure and method of manufacturing the same | |
JP2023030169A (en) | thermal print head | |
JP2007054965A (en) | Thermal print head | |
JP2006272851A (en) | Thermal head | |
JP5080335B2 (en) | Thermal print head | |
EP0955171B1 (en) | Thermal head | |
JPH03189170A (en) | Thermal head and its manufacture | |
JP2012116131A (en) | Thermal head and its manufacturing method | |
WO2024014228A1 (en) | Thermal print head, thermal printer, and thermal print head manufacturing method | |
JP3298794B2 (en) | Thermal head and method of manufacturing the same | |
JP7022239B2 (en) | Thermal print head | |
JP2008168579A (en) | Thermal head | |
JPH0732630A (en) | Thermal head and production thereof | |
JP3639115B2 (en) | Line thermal head | |
JP4034143B2 (en) | Thermal head and manufacturing method thereof | |
JP2004351867A (en) | Thermal head | |
JP2004181788A (en) | False end face type thermal head and its manufacturing method | |
JP2001232839A (en) | Thermal head | |
JP2005305860A (en) | Thermal print head | |
JP5877989B2 (en) | Manufacturing method of thermal print head | |
JP2006095943A (en) | Thermal head | |
JP2000246932A (en) | Thermal head and manufacture thereof | |
JP2005074822A (en) | Thermal head and manufacturing method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20071218 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100820 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100824 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20101221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20110506 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |
|
A072 | Dismissal of procedure |
Effective date: 20110830 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072 |