JP2007216403A - Thermal head and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビデオプリンターやその他の熱転写プリンターなどに使用されるサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a thermal head used for a video printer, other thermal transfer printers, and the like, and a manufacturing method thereof.
熱転写プリンターなどに使用されるサーマルヘッドは、セラミックやガラスまたは金属で形成された支持基板の表面に、電気抵抗体から成る発熱体が焼成工程などで形成されている。また、サーマルヘッドには、発熱体を駆動制御するICが実装されている。 In a thermal head used for a thermal transfer printer or the like, a heating element made of an electric resistor is formed on a surface of a support substrate made of ceramic, glass or metal by a firing process or the like. Further, an IC for driving and controlling the heating element is mounted on the thermal head.
以下の特許文献1に記載のサーマルヘッドは、支持基板の表面に発熱体が設けられているとともに、ICが発熱体と同じ側に突出して設けられている。そのため、プリンターに設けられるインクリボンや印字用紙を、支持基板の表面と平行に対向させて発熱体に接触させようとすると、インクリボンなどがICに当たるおそれがある。したがって、特許文献1に記載のサーマルヘッドを使用する場合には、支持基板をインクリボンなどの面に対して斜めに配置し、ICをインクリボンから離れた位置に後退させる必要がある。 In the thermal head described in Patent Document 1 below, a heating element is provided on the surface of a support substrate, and an IC is provided so as to protrude on the same side as the heating element. For this reason, if an ink ribbon or printing paper provided in the printer is made to face the heating element in parallel with the surface of the support substrate, the ink ribbon or the like may hit the IC. Therefore, when using the thermal head described in Patent Document 1, it is necessary to dispose the support substrate obliquely with respect to the surface of the ink ribbon or the like and to retract the IC to a position away from the ink ribbon.
発熱体は、その頂部が最も発熱温度が高くなるが、前記のように支持基板をインクリボンなどに対して斜めに配置すると、発熱体の頂部以外の部分がインクリボンなどに当たることになり、発熱体の熱の利用効率が悪くなる。さらに、印字ヘッドに対して支持基板を斜めに取り付けることになるため、発熱体の位置決めや固定構造が複雑になる。 The top of the heating element has the highest heat generation temperature. However, if the support substrate is disposed obliquely with respect to the ink ribbon as described above, the portion other than the top of the heating element hits the ink ribbon, etc. The body's heat utilization efficiency becomes worse. Furthermore, since the support substrate is attached obliquely to the print head, the positioning and fixing structure of the heating element becomes complicated.
以下の特許文献2に記載のサーマルヘッドは、発熱体を有する支持基板に対して支持部材が斜めの角度で取り付けられて、斜めの支持部材の表面にICが設けられている。このサーマルヘッドは、インクリボンなどの面に対して支持基板を平行に対向させて、発熱体の頂部をインクリボンなどに当接させることが可能である。しかし、サーマルヘッドの構造は、発熱体を有する支持基板に対して、ICを有する支持部材が斜めに取り付けられた複雑な構造であるため、製造工程が複雑になる。また、このサーマルヘッドが搭載される印字ヘッドの構造も複雑になる。
In the thermal head described in
以下の特許文献3に記載のサーマルヘッドは、セラミックやガラス材料で形成された支持基板の表面に発熱体が設けられているとともに、前記支持基板に穴が形成されて、ICがこの穴に収められている。そして、発熱体とICとを接続する配線パターンが、支持基板の表面に形成されている。このサーマルヘッドは、ICが、支持基板の発熱体が設けられた面よりも後退しているため、支持基板の表面と平行に配置されたインクリボンなどに対して、発熱体の頂部を当接させやすくなっている。
In the thermal head described in
しかしながら、発熱体への供給電力は大電流であるため、支持基板の表面に形成された配線パターンを広い面積で形成することが必要になる。そのために、支持基板を大きい面積に形成することが必要である。この場合に、高価な材料であるセラミックやガラス材料で形成された支持基板を広い面積で使用すると、一枚の基板材料から一度に製造できる支持基板の数に限界が生じ、サーマルヘッド全体のコストが高くなる。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、発熱体の頂部をインクリボンなどに当接させやすい構造であり、且つセラミックなどで形成される支持基板を小さくでき、しかも発熱体と電子素子との間の配線パターンを広い面積に形成することが可能なサーマルヘッドを提供することを目的としている。 The present invention solves the above-described conventional problems, has a structure in which the top of the heating element is easily brought into contact with an ink ribbon, and the like, and the support substrate formed of ceramic or the like can be made small, and the heating element and the electronic element It is an object to provide a thermal head capable of forming a wiring pattern between and a wide area.
また、本発明は、上記サーマルヘッドを、効率よく製造できるサーマルヘッドの製造方法を提供することを目的としている。 Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thermal head that can efficiently manufacture the thermal head.
本発明は、支持基板と、前記支持基板の表面に設けられた発熱体と、前記発熱体を駆動制御する電子素子と、前記支持基板および前記電子素子を搭載する配線基板とを有するサーマルヘッドにおいて、
前記配線基板の一方の表面側に貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成され、いずれかの収納空間の内部に前記支持基板が収納されて前記発熱体が前記配線基板の一方の表面から突出し、他の収納空間の内部に、前記電子素子が収納されていることを特徴とするものである。
The present invention relates to a thermal head including a support substrate, a heating element provided on the surface of the support substrate, an electronic element that drives and controls the heating element, and a wiring board on which the support substrate and the electronic element are mounted. ,
A plurality of through holes or concave storage spaces are formed on one surface side of the wiring substrate, the support substrate is stored in any of the storage spaces, and the heating element protrudes from one surface of the wiring substrate. The electronic device is housed in another housing space.
上記サーマルヘッドは、発熱体を有する支持基板が、配線基板とは別の部材として構成されて、この支持基板が配線基板の収納空間内に収められているため、発熱体を支持するセラミックなどで形成される支持基板を小さくできる。また、発熱体と電子素子とを接続する配線パターンを、配線基板に形成できるため、配線パターンの引き回しを自由に設計でき、また大電流に対応できる広い面積の配線パターンを形成できるようになる。さらに、配線基板は、その2つの表面に配線パターンを引き回すことができ、あるいは配線基板を多層配線構造にすることが可能であるため、配線基板を薄型で且つ小型にでき、その結果、この配線基板を含めたサーマルヘッドの全体を小型化しやすくなる。 In the thermal head, a support substrate having a heating element is configured as a member different from the wiring board, and the support substrate is housed in the storage space of the wiring board. The formed support substrate can be made small. In addition, since the wiring pattern for connecting the heating element and the electronic element can be formed on the wiring board, the wiring pattern can be freely designed and a wiring pattern having a wide area capable of handling a large current can be formed. Furthermore, since the wiring board can draw wiring patterns on its two surfaces, or the wiring board can have a multilayer wiring structure, the wiring board can be made thin and small. As a result, this wiring The entire thermal head including the substrate can be easily downsized.
本発明は、好ましくは、前記電子素子は、前記配線基板の一方の面から突出していない、あるいは前記電子素子が前記一方の面から突出していたとしても、前記発熱体の頂部が、前記電子素子の突出側端部よりも、前記配線基板の一方の表面から離れた位置にある。 In the present invention, it is preferable that the electronic element does not protrude from one surface of the wiring board, or even if the electronic element protrudes from the one surface, the top of the heating element is It is in the position away from one surface of the said wiring board rather than the protrusion side edge part.
発熱体の頂部が、電子素子よりも、配線基板の一方の表面から離れた位置にあると、配線基板をインクリボンなどに平行に対向させたときに、電子素子がインクリボンなどに干渉しなくなる。そのため、このサーマルヘッドを実装するときの固定構造を簡単にでき、また発熱体の位置決めも容易である。さらに発熱体の頂部をインクリボンなどに接触させることができるため、発熱体から発せられる熱の利用効率が向上する。さらに、電子素子が、配線基板の一方の表面から突出しない構造にすることにより、前記効果をいっそう向上させることができる。 If the top of the heating element is located farther from one surface of the wiring board than the electronic element, the electronic element will not interfere with the ink ribbon or the like when the wiring board is opposed to the ink ribbon or the like in parallel. . Therefore, the fixing structure for mounting the thermal head can be simplified, and the heating element can be easily positioned. Furthermore, since the top of the heating element can be brought into contact with an ink ribbon or the like, the utilization efficiency of heat generated from the heating element is improved. Furthermore, the above-described effect can be further improved by providing a structure in which the electronic element does not protrude from one surface of the wiring board.
本発明では、前記支持基板の発熱体を有する表面には、前記発熱体に接続された複数の電極が設けられ、前記配線基板の一方の表面に設けられた導電体層が、前記支持基板の表面と重なる位置まで延びて、前記電極と前記導電体層とが接続されているものとして構成できる。 In the present invention, a surface of the support substrate having a heating element is provided with a plurality of electrodes connected to the heating element, and a conductor layer provided on one surface of the wiring board is provided on the support substrate. It extends to the position which overlaps with the surface, It can comprise as the said electrode and the said conductor layer being connected.
配線基板に形成された配線パターンである導電体層が、支持基板と重なる位置に形成されているため、発熱体を有する支持基板が小さいものであっても、前記導電体層と、支持基板に設けられた電極とを確実に導通させることができる。また支持基板の面積が小さくても、配線基板の表面に広い面積の導電体層を形成することが可能であるため、発熱体へ大電流を通電することが可能である。 Since the conductor layer, which is a wiring pattern formed on the wiring board, is formed at a position overlapping the support board, even if the support board having a heating element is small, the conductor layer and the support board The provided electrode can be reliably conducted. Even if the area of the support substrate is small, a conductor layer having a large area can be formed on the surface of the wiring substrate, so that a large current can be applied to the heating element.
また、本発明は、前記配線基板の一方の表面に設けられた前記導電体層が、前記電子素子の電極と対向する位置まで延びて、電子素子の電極と前記導電体層とが接続されているものとして構成することが可能である。 Further, according to the present invention, the conductor layer provided on one surface of the wiring board extends to a position facing the electrode of the electronic element, and the electrode of the electronic element and the conductor layer are connected. Can be configured.
上記構成では、配線基板の収納空間内に収められているICなどの電子素子が配線基板の表面から突出することがなく、電子素子と、配線基板の表面の導電体層とを確実に導通させることができる。その結果、発熱体の頂部がインクリボンや印字用紙に当接した状態で、電子素子とインクリボンなどとの距離を十分に広げることが可能である。 In the above configuration, an electronic element such as an IC housed in the storage space of the wiring board does not protrude from the surface of the wiring board, and the electronic element and the conductor layer on the surface of the wiring board are reliably conducted. be able to. As a result, it is possible to sufficiently widen the distance between the electronic element and the ink ribbon while the top of the heating element is in contact with the ink ribbon or printing paper.
例えば、本発明は、前記支持基板の表面には、前記発熱体の一方の側に接続された複数の第1の電極と、前記発熱体の他方の側に接続された複数の第2の電極とが形成されて、第1の電極と第2の電極との間に位置する発熱体が部分的に発熱可能とされており、
前記配線基板には、複数の前記第1の電極に個別に導通する複数の第1の導電体層と、複数の前記第2の電極が共通に導通されるコモン導電体層とが設けられて、前記第1の導電体層と前記コモン電極層を介して、前記第1の電極および第2の電極と前記電子素子とが接続されているものである。
For example, according to the present invention, a plurality of first electrodes connected to one side of the heating element and a plurality of second electrodes connected to the other side of the heating element are provided on the surface of the support substrate. And the heating element located between the first electrode and the second electrode can be partially heated,
The wiring board is provided with a plurality of first conductor layers individually connected to the plurality of first electrodes and a common conductor layer electrically connected to the plurality of second electrodes. The first electrode, the second electrode, and the electronic element are connected via the first conductor layer and the common electrode layer.
この場合に、本発明は、前記第1の導電体層と前記コモン導電体層の双方が、前記配線基板の一方の表面に形成されているものにできる。あるいは、前記第1の導電体層と前記コモン導電体層の少なくとも一方が、前記配線基板の他方の表面または配線基板の内部を通過している構造にできる。また、前記第1の導電体層と前記コモン導電体層の一方が、前記配線基板の他方の表面または配線基板の内部で且つ前記支持基板と重なる領域を通過していることが好ましい。 In this case, the present invention can be configured such that both the first conductor layer and the common conductor layer are formed on one surface of the wiring board. Alternatively, at least one of the first conductor layer and the common conductor layer may be configured to pass through the other surface of the wiring board or the inside of the wiring board. Moreover, it is preferable that one of the first conductor layer and the common conductor layer passes through the other surface of the wiring board or the inside of the wiring board and a region overlapping with the supporting board.
上記構成において、コモン導電体層が配線基板の表面に形成されていると、このコモン導電体層の面積を十分に広くして、発熱体に大電流を供給することが可能である。また、コモン導電体層などを配線基板の他方の表面に形成し、あるいは多層構造の配線基板の内部に形成することにより、配線基板を小さい面積のものにでき、しかもコモン導電体層に大電流を供給することが可能である。 In the above configuration, when the common conductor layer is formed on the surface of the wiring board, the area of the common conductor layer can be sufficiently widened to supply a large current to the heating element. In addition, by forming a common conductor layer or the like on the other surface of the wiring board or inside the wiring board having a multilayer structure, the wiring board can be made to have a small area, and a large current is applied to the common conductor layer. Can be supplied.
本発明では、前記配線基板の一方の表面には、前記導電体層を覆う絶縁層が設けられていることが好ましい。 In the present invention, an insulating layer that covers the conductor layer is preferably provided on one surface of the wiring board.
上記構成では、導電体層が配線基板の一方の表面から露出しないため、導電体層が、使用環境における異物による影響や、湿度などによる影響を受けにくくすることができる。 In the above configuration, since the conductor layer is not exposed from one surface of the wiring board, the conductor layer can be made less susceptible to the influence of foreign matters in the use environment, the humidity, and the like.
また、前記支持基板は、セラミック材料、ガラス材料または金属材料のいずれかで形成されている。この構成により、十分な耐熱性を持ったサーマルヘッドを構成できる。 Further, the support substrate is formed of any one of a ceramic material, a glass material, and a metal material. With this configuration, a thermal head having sufficient heat resistance can be configured.
次に、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、
(a)穴または凹部を有するダミー基板の表面に導電体層を形成する工程と、
(b)表面に発熱体および前記発熱体に接続された電極が設けられた支持基板を、前記ダミー基板の表面に対向させ、前記発熱体を前記穴または凹部内に挿入して、前記電極と前記導電体層とを対向させて接続させる工程と、
(c)前記(b)の工程と同時にまたはその前後に、前記発熱体を駆動制御する電子素子を前記導電体層に接続する工程と、
(d)貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成された配線基板を前記ダミー基板の表面に設置して、いずれかの収納空間に前記支持基板を収納し、他の収納空間に前記電子素子を収納するとともに、前記配線基板の表面に前記導電体層を固着する工程と、
(e)前記ダミー基板を、前記配線基板に固着された前記導電体層から剥離する工程と、
を有することを特徴とするものである。
Next, the manufacturing method of the thermal head of the present invention is as follows.
(A) forming a conductor layer on the surface of a dummy substrate having holes or recesses;
(B) A support substrate provided with a heating element on the surface and an electrode connected to the heating element is opposed to the surface of the dummy substrate, and the heating element is inserted into the hole or recess, Connecting the conductor layer to face each other;
(C) simultaneously or before and after the step (b), connecting an electronic element for driving and controlling the heating element to the conductor layer;
(D) A wiring board on which through holes or a plurality of concave storage spaces are formed is installed on the surface of the dummy substrate, the support substrate is stored in one of the storage spaces, and the electronic element is stored in another storage space. And fixing the conductor layer to the surface of the wiring board;
(E) peeling the dummy substrate from the conductor layer fixed to the wiring substrate;
It is characterized by having.
上記サーマルヘッドの製造方法では、発熱体を有する支持基板と、ICなどの電子素子とを、それぞれ配線基板に形成された収納空間内に収めることができ、しかも配線基板の表面に、支持基板や電子素子に接続される導電体層を形成することが可能となる。 In the manufacturing method of the thermal head, a supporting substrate having a heating element and an electronic element such as an IC can be accommodated in a storage space formed on the wiring substrate, respectively. A conductor layer connected to the electronic element can be formed.
また本発明のサーマルヘッドの製造方法は、
前記(d)の工程の後に、
(f)配線基板の表面に設けられた前記導電体層を絶縁層で覆う工程を有することが好ましい。
In addition, the manufacturing method of the thermal head of the present invention,
After the step (d),
(F) It is preferable to have a step of covering the conductor layer provided on the surface of the wiring board with an insulating layer.
例えば、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、前記配線基板がプリプレグ材であり、前記(d)の工程で、配線基板を前記ダミー基板に熱圧着するものである。 For example, in the thermal head manufacturing method of the present invention, the wiring board is a prepreg material, and the wiring board is thermocompression bonded to the dummy board in the step (d).
配線部材をプリプレグ材で形成し、熱圧着でダミー基板に圧着すると、ダミー基板の表面に形成された導電体層を、配線基板の表面に固着させることができ、しかもダミー基板を配線基板の表面から剥離しやすくなる。 When the wiring member is formed of a prepreg material and is crimped to the dummy substrate by thermocompression bonding, the conductor layer formed on the surface of the dummy substrate can be fixed to the surface of the wiring substrate, and the dummy substrate is attached to the surface of the wiring substrate. It becomes easy to peel from.
本発明のサーマルヘッドは、発熱体を有する支持基板を小さくでき、しかも発熱体へ電流を供給する導電体層を、自由に引き回しでき、また大電流に対応できる導電体層を形成できる。また発熱体の頂部をインクリボンや印字用紙に当接させることも可能となる。 In the thermal head of the present invention, the support substrate having the heating element can be made small, and the conductor layer for supplying a current to the heating element can be freely routed and a conductor layer capable of handling a large current can be formed. It is also possible to bring the top of the heating element into contact with an ink ribbon or printing paper.
本発明のサーマルヘッドの製造方法では、前記構成のサーマルヘッドを容易に製造することが可能となる。 In the thermal head manufacturing method of the present invention, the thermal head having the above-described configuration can be easily manufactured.
図1は本発明の第1の実施の形態のサーマルヘッドを示す部分平面図、図2は第1の実施の形態のサーマルヘッドの縦断面図である。 FIG. 1 is a partial plan view showing a thermal head according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the thermal head according to the first embodiment.
図1と図2に示すように、サーマルヘッド1は、配線基板2を有している。配線基板2は電気的に絶縁な材料で形成された多層基板である。配線基板2は、芯材基板3と、この芯材基板3の一方の面に重ねられた圧着基板4と、芯材基板3の他方の面に重ねられた圧着基板5とを有している。芯材基板3はガラスエポキシなどで形成された硬質基板である。圧着基板4と圧着基板5は、ガラスエポキシなどのプリプレグ材で形成されている。プリプレグ材は、完全に硬化していないガラスエポキシ材料で形成されており、加熱下で加圧することで硬化させる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the thermal head 1 has a
芯材基板3の両面には配線パターン6と7が形成されている。一方の圧着基板4の表面が、配線基板2の対向側表面(一方の表面)2aであり、この対向側表面2aに配線パターンとなる導電体層8が形成されている。また他方の圧着基板5の表面が、配線基板2の他方の表面であり、この表面にも配線パターン9が形成されている。前記各配線パターン6,7,9および導電体層8は、銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどの少なくとも一層の導電性材料層で形成されている。配線基板2を厚み方向に貫通する複数の穴内のそれぞれに導電体11が充填されており、この導電体11によって、配線基板2の各層に設けられた、前記配線パターン6,7、配線パターン9および導電体層8が互いに導通されている。導電体11は、熱硬化性樹脂のバインダーと、銀、金、カーボンなどの導電性フィラーとから成り、製造工程の熱処理で硬化している。
配線基板2には、厚み方向へ貫通する貫通穴で形成された第1の収納領域12と、第2の収納領域13が形成されている。この第1の収納領域12と第2の収納領域13は、貫通穴に限られず、対向側表面2aに開口する有底の凹部であってもよい。図1に示すように、第1の収納空間12は、平面で見たときに長方形状であり、第2の収納空間13も長方形状である。
The
第1の収納空間12内には、支持基板21が収納されている。支持基板21はアルミナなどのセラミック基板、ガラス、あるいはアルミ合金などの金属基板である。支持基板21の表面21aに発熱体22が設けられている。発熱体22は電気抵抗材料であり、窒化タンタル(TaN)などで形成され、支持基板21の表面21aに焼結させることで形成されている。図1に示すように、発熱体22は、第1の収納空間12の長方形状の長辺方向へ連続して延びる長尺形状である。また、図2に示すように、発熱体22は、断面形状での縁形状が凸曲線状であり、その頂部22aが、発熱体22の他の表面に比べて、前記配線基板2の対向側表面(一方の表面)2aから最も離れた位置に突出している。
A
支持基板21の表面21aには、発熱体22の一方の長辺にそれぞれが接続された複数の第1の電極23と、発熱体22の他方の長辺にそれぞれが接続された複数の第2の電極23とが形成されている。それぞれの電極23と24は、銀、金、銅、ニッケルなどの低抵抗材料でパターン形成されている。第1の電極23と第2の電極24および発熱体22に電流が与えられると、第1の電極23と第2の電極24とが対向している箇所において、発熱体22が部分的に発熱する。よって、発熱体22は、第1の電極23の数および第2の電極24の数に応じた発熱ポイントを有している。発熱ポイントでは、発熱体22の頂部22aが最も発熱温度が高くなる。また、インクリボンや印字用紙などに発熱体22が接触したときに、頂部22aとインクリボンなどとの接触面積が小さくなり、頂部22aをインクリボンなどに接触させることで、印字に使用される熱効率が良好になる。
A plurality of
図2に示すように、支持基板21の表面21aに形成された個々の第1の電極23には、金バンプなどで形成された接続電極25が突出形成されており、第2の電極24にも、同様に金バンプなどで形成された接続電極26が突出形成されている。
As shown in FIG. 2, each
前記配線基板2の第1の収納空間12内には、エポキシ樹脂などの熱硬化性の封止材27が充填されており、前記収納空間12内に収納されている支持基板21は、封止材27によって配線基板2に固定されている。
The
配線基板2の第2の収納空間13内には、電子素子であるIC31が収納されている。このIC31は、ベアチップであり、あるいはベアチップがペッケージ内に収納されたICパッケージである。IC31の表面には、金バンプや金ボールで形成された接続電極32と33が形成されている。また、第2の収納空間13内には、エポキシ樹脂などの熱硬化性の封止材34が充填されており、前記IC31は、封止材34によって配線基板2に固定されている。前記接続電極32と33の材質は金に限定されるものではなく、ハンダや他の材料であっても使用可能である。
In the
図1では、絶縁基板2の対向側表面2aに形成されている前記導電体層8を、他の部分と識別しやすいようにハッチングを付して示している。対向側表面2aに形成されている前記導電体層8の一部によって、第1の導電体層18が構成されている。第1の導電体層18は、所定幅で複数本形成され、それぞれが独立している。個々の第1の導電体層18の一方の端部18aは、第1の収納空間12の開口部内に突出し、収納空間12内に位置する支持基板21の表面21aに対向している。そして、個々の第1の導電体層18の端部18aは、支持基板21の表面21aに設けられた接続電極25に、一対一の関係で、個別に接続されている。第1の導電体層18の表面が金で形成されている場合には、この第1の導電体層18と接続電極25との接合部に超音波が印加されて、いわゆるフリップチップボンド工程で、第1の導電体層18と接続電極25とが接合される。さらに、第1の導電体層18の端部18aと、支持基板21の表面21との間は、接着剤35で固定されている。この接着剤35は、NCF(ノンコンタクトフィルム)を熱処理で溶融させ且つ硬化させたものである。
In FIG. 1, the conductor layer 8 formed on the
第1の導電体層18の他方の端部18bは、配線基板2に形成された第2の収納空間13の開口部内に突出し、この端部18bは、IC31の表面に対向しており、前記端部18bと接続電極32とが一対一の関係で個別に接続されている。この接続は、フリップチップボンド工程で行われ、且つ第1の導電体層18の端部18bとIC31とが接着剤36により固定されている。この接着剤36は、NCP(ノンコンタクトペースト)を熱処理で硬化させたものである。
The
さらに、図1に示すように、対向側表面2aに形成されている前記導電体層8の一部によって、コモン導電体層28が形成されている。このコモン導電体層28からは複数の分岐導電体層28aが分岐形成されており、それぞれの分岐導電体層28aは、配線基板2の第1の収納空間12の開口部内に延びており、それぞれの分岐導電体層28aは、支持基板21の表面21aに対向している。そしてそれぞれの分岐導電体層28aと、支持基板21に設けられた接続電極26とが一対一の関係で個別に接続されている。この接続は、フリップチップボンド法で行われ、且つ分岐導電体28aと、支持基板21がNCFで形成された接着剤37で固定されている。
Further, as shown in FIG. 1, a
図1に示すように、コモン導電体層28の他方の端部28bは、前記IC31の接続電極33のうちのいずれかひとつに接続されている。すなわち、コモン導電体層28の他方の端部28bも、第2の収納空間13の内部に延びて、この端部28bと、接続電極33のうちのいずれかひとつとが対向しており、端部28bと接続電極33とがフリップチップボンド法で接続されている。
As shown in FIG. 1, the
コモン導電体層28は、支持基板21に設けられた複数の第2の電極24の全てに導通するものであるため、このコモン導電体層28には大電流が与えられることがある。このサーマルヘッド1では、発熱体22を有する支持基板21の表面21aの面積が小さいが、配線基板2の対向側表面2aが広い面積を有しているため、コモン導電体層28を、大電流の通電に対応する広い面積に形成することが可能である。
Since the
図2に示すように、配線基板2の対向側表面2aに形成された前記導電体層8の一部によって、複数の他の導電体層38が形成されている。この他の導電体層38は、図1での図示を省略している。この他の導電体層38は、その一部が、第2の収納空間13の開口部内に延び、IC31の表面に設けられた接続電極33と一対一の関係で個別に接続されている。この接続もフリップチップボンド法であり、さらに導電体層38とIC31がNCPで形成された接着剤36によって接着されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of other conductor layers 38 are formed by a part of the conductor layer 8 formed on the
図2に示すように、配線基板2の対向側表面2aには、ソルダーレジストなどで絶縁層41が形成され、この絶縁層41によって、導電体層8、すなわち第1の導電体層18とコモン電体層28および他の導電体層38が覆われている。また、配線基板2の他方の表面(図示下面)にも、ソルダーレジストなどで絶縁層42が形成されて、配線パターン9がこの絶縁層42で覆われている。そして、絶縁層42の下部には、アルミニウムやアルミニウム合金などで形成された放熱部材43が接合されており、発熱体22で発生した熱が支持基板21を介して放熱部材43から放出される。
As shown in FIG. 2, an insulating
図2は、サーマルヘッド1が、インクリボン51および印字用紙52に対向した状態を示している。
FIG. 2 shows a state in which the thermal head 1 faces the
このサーマルヘッド1は、支持基板21とIC31が、配線基板2の第1の収納空間12の内部に収納され、発熱体22が、配線基板2の対向側表面2aから突出している。一方、IC31は、配線基板2の第2の収納空間13の内部に収納されて、IC31のどの部分も対向側表面2aから突出しておらず、対向側表面2aから突出しているのは発熱体22のみである。そして、発熱体22の頂部22aは、配線基板2の対向側表面2aおよび絶縁層41の表面から離れた位置に有り、IC31からも離れた位置にある。
In the thermal head 1, a
したがって、サーマルヘッド1を熱転写プリンターなどに搭載する際に、配線基板2の対向側表面2aが、インクリボン51の面と平行となるように配置しても、発熱体22の頂部22aをインクリボン51に接触させることができ、このときIC31などの他の部分がインクリボン51に接触することはない。発熱体22の頂部22aとインクリボン51とを接触させることにより、発熱体22とインクリボン51との接触面積を最小にできる。また、頂部22aが最も高い温度に発熱するため、発熱体22での発熱ポイントの熱をインクリボン51に効率よく与えることができる。
Therefore, when the thermal head 1 is mounted on a thermal transfer printer or the like, the top 22a of the
ただし、IC31の一部が前記対向側表面2aから突出していたとしても、IC31の突出側の端部よりも、発熱体22の頂部22aの方が対向側表面2aから離れた位置にあれば、前述のように、対向側表面2aをインクリボン51と平行に配置させたときに、発熱体22の頂部22aがインクリボン51に接触できるようになり、しかもIC31がインクリボン51などに干渉しなくなる。
However, even if a part of the
印字動作では、IC31によって、複数の第1の導電体層18のいずれかが選択されて電流が与えられ、この電流は、支持基板21に形成された第1の電極23から発熱体22を経て、第2の電極24からコモン導電体層28に至る。そして、発熱体22は、電流が与えられる第1の電極23と対向している部分で発熱し、この部分が発熱ポイントとなる。この熱によりインクリボン51のインクが溶融して、印字用紙52に転写される。発熱体22の発熱ポイントでの発熱数が多数となると、多数の第1の導電体層18に与えられる電流が、単一のコモン導電体層28にも流れる。よって、コモン導電体層28に大電流が流れることになるが、コモン導電体層28は、配線基板2の対向側2aにおいて広い面積で形成できるため、大電流の供給に耐えることができる。
In the printing operation, the
よって、発熱体22を有する支持基板21の表面21aは、発熱体22と第1の電極23および第2の電極24を形成できる面積であればよく、大型のものを使用することが不要であり、セラミック材などの高価な材料で形成された支持基板21を低価格で形成できる。
Therefore, the
なお、サーマルヘッド1は、インクリボン51に対向させるものに限られず、例えば印字用紙52のそれ自体が熱によって発色できるものであれば、発熱体22の頂部22aを印字用紙52に、直接に接触させてもよい。
The thermal head 1 is not limited to the one that faces the
次に、前記第1の実施の形態のサーマルヘッド1の製造工程の一例を説明する。
図3に示す最初の工程では、ステンレス鋼板などの金属板で形成されたダミー基板100に、その表面100aから窪む凹部101を形成する。さらに、前記表面100aに、メッキ工程によって、導電体層8を形成する。この導電体層8によって、第1の導電体層18、コモン導電体層28およびその他の導電体層38を、図1に示すパターンとなるように形成する。導電体層8の製造工程では、ダミー基板100の表面100aに、銅によるメッキ下地層を、スパッタリングまたは無電解メッキにより形成する。その上にニッケル層をメッキし、さらに表面に金をメッキする。
Next, an example of the manufacturing process of the thermal head 1 according to the first embodiment will be described.
In the first step shown in FIG. 3, a
第1の導電体層18、コモン導電体層28およびその他の導電体層38のパターンは、予めメッキ下地層を図1に示すパターンに形成してその上にメッキすることで実現できる。あるいは、ダミー基板100の表面100aにレジスト層を形成し、このレジスト層を露光し現像して、図1に示す導電体層のパターンの部分でレジスト層を除去し、レジスト層が除去されている部分をメッキ処理してもよい。
The patterns of the
図4に示す工程では、ダミー基板100に支持基板21を取り付ける。支持基板21の表面21aには、発熱体22が焼結されて形成され、且つ第1の電極23と第2の電極24が形成されている。また第1の電極23の表面に接続電極25が形成され、第2の電極24の表面に接続電極26が形成されている。支持基板21は、その表面21aをダミー基板100の表面100aに対向させ、発熱体22の一部を凹部101内に収めるようにして取り付ける。そして、接続電極25と第1の導電体層18の一方の端部18a、および接続電極26とコモン導電体層28の分岐電極層28aとを、超音波を与えるフリップチップボンド法により互いに接合させる。
In the process shown in FIG. 4, the
支持基板21を取り付けるのと同時に、またはその前後のいずれかに、IC31をダミー基板100上に実装する。このとき、IC31に設けられた接続電極32と第1の導電体層18の他方の端部18b、および接続電極33と他の導電体層38とを、フリップチップボンド法で接合させる。
The
ダミー基板100の表面100aと支持基板21との間には、予めNCFの接着剤35,37を介在させてあり、ダミー基板100の表面100aとIC31との間には、NCPの接着剤36を塗布しておく。そして、加熱処理により接着剤35,37および接着剤36を溶融させ硬化させて、ダミー基板100の表面100aに、支持基板21およびIC31を固定する。
図5に示す工程では、前記ダミー基板100に対向する他のダミー基板102を使用する。このダミー基板102は、ステンレス鋼板などの金属板で形成されており、その表面102aには、メッキ工程によって、配線パターン9が形成されている。
In the step shown in FIG. 5, another
図5に示す工程では、ダミー基板100とダミー基板102との間に、配線基板2が挟まれる。この配線基板2は、両面に配線パターン6と配線パターン7が形成された芯材基板3の両面に、ガラスエポキシのプリプレグ材で形成されたフィルム状の軟質な圧着基板4と5が積層されたものである。また、配線基板2を貫通する穴内には、硬化前の導電性接着剤による導電体11が充填されている。そして、配線基板2には、貫通する第1の収納領域12と第2の収納領域13が形成されている。
In the process shown in FIG. 5, the
図6に示す工程では、前記配線基板2を、ダミー基板100とダミー基板102との間に挟み、ダミー基板100とダミー基板102を加熱しながら、両ダミー基板100と102との間で、配線基板2を加圧する。このとき、支持基板21を、配線基板2の第1の収納空間12内に収め、IC31を配線基板2の第2の収納空間13内に収める。
In the process shown in FIG. 6, the
前記加熱および加圧により、圧着基板4,5が硬化し、圧着基板4,5と芯材基板3とが強固に接合される。これとともに、ダミー基板100の表面100aに形成されている導電体層8、すなわち第1の導電体層18とコモン導電体層28および他の導電体層38が、圧着基板4の表面に固着される。また、ダミー基板102の表面102aに形成されている配線パターン9が、圧着基板5の表面に固着される。また、配線基板2の貫通穴内に充填されている導電体11が硬化し、この導電体11が、前記第1の導電体層18とコモン導電体層28および他の導電体層38に固着され、また導電体11が配線パターン9に固着される。
By the heating and pressurization, the pressure-bonded
図7の工程では、配線基板2からダミー基板100およびダミー基板102を剥離する。その結果、第1の導電体層18とコモン導電体層28および他の導電体層38は、圧着基板4および導電体11に固着された状態で、ダミー基板100から剥がれ、配線パターン9も、圧着基板5および導電体11に固着された状態で、ダミー基板102から剥がれる。
In the process of FIG. 7, the
また、図7の工程において、第1の収納空間12内に封止材27が充填されて、支持基板21と配線基板2とが固定され、また第2の収納空間13内に封止材34が充填されて、IC31と配線基板2とが固定される。
In the process of FIG. 7, the sealing
その後、図8に示す工程において、配線基板2の対向側表面2aにソルダーレジストが塗布されて絶縁層41が形成され、配線基板2の他方の表面にソルダーレジストが塗布されて絶縁層42が形成される。その後、配線基板2が、放熱部材43に固定される。
Thereafter, in the step shown in FIG. 8, a solder resist is applied to the
以上の製造工程では、メッキ工程や熱圧着工程によって、配線基板2の第1の収納空間12内に支持基板21を収め、第2の収納空間13内にIC31を収めることができ、さらに、第1の導電体層18の端部18aと、コモン導電体層28の分岐導電体層28aとを、第1の収納空間12の開口部内に形成することができ、第1の導電体層18の端部18bと、他の導電体層38の端部38aを、第2の収納空間13の開口部内に形成することが可能となる。
In the above manufacturing process, the supporting
次に、図9は本発明の第2の実施の形態のサーマルヘッド201を示す断面図である。
図9に示すサーマルヘッド201は、配線基板202を有している。この配線基板202には、対向側表面(一方の表面)202aから凹状に形成された有底の第1の収納空間212と、同じくの有底で凹形状の第2の収納空間213が形成されている。配線基板202は、ガラスエポキシのプリプレグ材で形成されている。あるいは、前記第1の実施の形態と同様に、配線基板202は、芯材基板3の両面に、ガラスエポキシのプリプレグ材で形成された圧着基板4,5が積層されて形成されている。
FIG. 9 is a sectional view showing a
A
前記第1の収納空間212内には、発熱体22を有する支持基板21が収納されて、発熱体22の頂部22aが、配線基板202の対向側表面202aから離れる位置となるように、発熱体22が、前記対向側表面202aから突出している。また、前記第2の収納空間213内には、電子素子であるIC31が収納され、このIC31はそのいずれの部分も、対向側表面202aから突出していない。
In the
このサーマルヘッド201では、図1に示した第1の実施の形態と同様に、配線基板202の対向側表面202aに、複数の第1の導電体層18が形成されている。第1の導電体層18の一方の端部18aは、第1の収納空間212の開口部内に延びて、支持基板21の表面21aと対向し、支持基板21aに設けられた接続電極25と端部18aとが一対一となるように個別に接続されている。また、第1の導電体層18の他方の端部18bは、第2の収納空間213の開口部内に延びて、IC31に対向しており、それぞれの端部18bと、IC31に設けられた接続電極32とが、一対一の関係で個別に接続されている。
In the
配線基板202の図示左側部分の対向側表面202aには、コモン導電体層228と、このコモン導電体層228から分岐された複数の分岐電極層228aが形成されている。それぞれの分岐電極層228aは、第1の収納空間212の開口部内に延びて、支持基板21の表面21aに設けられた接続電極26と一対一の関係で個別に接続されている。なお、第1の導電体層18とコモン導電体層228は、絶縁層41で覆われている。
A
配線基板202の裏面(他方の表面)には、コモン配線パターン328が設けられている。配線基板202の図示左側では、この配線基板202を貫通する穴内に導電体211が設けられており、この導電体211によって、コモン導電体層228とコモン配線パターン328とが導通されている。
A
配線基板202の図示右側では、対向側表面202aに、基部側コモン導電体層428が形成され、この基部側コモン導電体層428の一部が、第2の収納空間213の開口部内に延び、基部側コモン導電体層428と、前記IC31の接続電極33のうちのいずれかひとつとが接続されている。配線基板202の図示右側には、貫通する穴内に充填された導電体311が設けられており、基部側コモン導電体層428と前記コモン配線パターン328とが、前記導電体311によって互いに接続されている。
On the right side of the
前記コモン配線パターン328は、第1の収納空間212の下側を通過し、支持基板21と重なる領域に形成されている。コモン配線パターン328は単一のパターンであるが、配線基板202の裏面において広い面積で形成することが可能である。よって、コモン配線パターン328に比較的大きな電流を与えることが可能である。なお、コモン配線パターン328は、第1の収納空間212の下側において、この第1の収納空間212よりも図9の紙面直交方向へはみ出すことのない領域に形成されている。このように形成しても、コモン配線パターン328を広い面積とすることができる。よって、図1に示すように、配線基板2の対向側表面2aにおいて、第1の収納空間12の側方にコモン導電体層28を引き回す構成に比べて、配線基板202の面積を小さいものにできる。
The
なお、図9に示すように、配線基板202の裏面では、コモン配線パターン328が、絶縁層42で覆われ、さらに配線基板202は放熱部材43上に固定されている。
As shown in FIG. 9, the
前記第2の実施の形態では、第1の導電体層18が、配線基板202の対向側表面202aに形成されているが、この第1の導電体層18と導通する配線パターンが配線基板202の裏面に形成されて、支持基板21の下側を通過していてもよい。あるいは、コモン配線パターン328と、第1の導電体層18と導通する配線パターンの少なくとも一方が、配線基板202の厚みの内部に形成されていてもよい。
In the second embodiment, the
1 サーマルヘッド
2 配線基板
2a 対向側表面(一方の表面)
3 芯材基板
4,5 圧着基板
6,7,9 配線パターン
8 導電体層(配線パターン)
18 第1の導電体層
28 コモン導電体層
38 他の導電体層
11 導電体
12 第1の収納空間
13 第2の収納空間
21 支持基板
22 発熱体
22a 頂部
23 第1の電極
24 第2の電極
25,26 接続電極
27 封止材
31 IC(電子素子)
32,33 接続電極
35 封止材
41,42 絶縁層
43 放熱部材
51 インクリボン
52 印字用紙
100,102 ダミー基板
201 サーマルヘッド
211,311 導電体
228 コモン導電体層
328 コモン配線パターン
428 基部側コモン導電体層
1
3
18
32, 33
Claims (13)
前記配線基板の一方の表面側に貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成され、いずれかの収納空間の内部に前記支持基板が収納されて前記発熱体が前記配線基板の一方の表面から突出し、他の収納空間の内部に、前記電子素子が収納されていることを特徴とするサーマルヘッド。 In a thermal head having a support substrate, a heating element provided on a surface of the support substrate, an electronic element that drives and controls the heating element, and a wiring board on which the support substrate and the electronic element are mounted.
A plurality of through holes or concave storage spaces are formed on one surface side of the wiring substrate, the support substrate is stored in any of the storage spaces, and the heating element protrudes from one surface of the wiring substrate. A thermal head characterized in that the electronic element is housed in another housing space.
前記配線基板には、複数の前記第1の電極に個別に導通する複数の第1の導電体層と、複数の前記第2の電極が共通に導通されるコモン導電体層とが設けられて、前記第1の導電体層と前記コモン電極層を介して、前記第1の電極および第2の電極と前記電子素子とが接続されている請求項3または4記載のサーマルヘッド。 On the surface of the support substrate, a plurality of first electrodes connected to one side of the heating element and a plurality of second electrodes connected to the other side of the heating element are formed, The heating element located between the first electrode and the second electrode can be partially heated,
The wiring board is provided with a plurality of first conductor layers individually connected to the plurality of first electrodes and a common conductor layer electrically connected to the plurality of second electrodes. 5. The thermal head according to claim 3, wherein the first electrode, the second electrode, and the electronic element are connected via the first conductor layer and the common electrode layer. 6.
(b)表面に発熱体および前記発熱体に接続された電極が設けられた支持基板を、前記ダミー基板の表面に対向させ、前記発熱体を前記穴または凹部内に挿入して、前記電極と前記導電体層とを対向させて接続させる工程と、
(c)前記(b)の工程と同時にまたはその前後に、前記発熱体を駆動制御する電子素子を前記導電体層に接続する工程と、
(d)貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成された配線基板を前記ダミー基板の表面に設置して、いずれかの収納空間に前記支持基板を収納し、他の収納空間に前記電子素子を収納するとともに、前記配線基板の表面に前記導電体層を固着する工程と、
(e)前記ダミー基板を、前記配線基板に固着された前記導電体層から剥離する工程と、
を有することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。 (A) forming a conductor layer on the surface of a dummy substrate having holes or recesses;
(B) A support substrate provided with a heating element on the surface and an electrode connected to the heating element is opposed to the surface of the dummy substrate, and the heating element is inserted into the hole or recess, Connecting the conductor layer to face each other;
(C) simultaneously or before and after the step (b), connecting an electronic element for driving and controlling the heating element to the conductor layer;
(D) A wiring board on which through holes or a plurality of concave storage spaces are formed is installed on the surface of the dummy substrate, the support substrate is stored in one of the storage spaces, and the electronic element is stored in another storage space. And fixing the conductor layer to the surface of the wiring board;
(E) peeling the dummy substrate from the conductor layer fixed to the wiring substrate;
A method of manufacturing a thermal head, comprising:
(f)配線基板の表面に設けられた前記導電体層を絶縁層で覆う工程を有する請求項11記載のサーマルヘッドの製造方法。 After the step (d),
The method of manufacturing a thermal head according to claim 11, further comprising a step of covering the conductor layer provided on the surface of the wiring board with an insulating layer.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012228871A (en) * | 2011-04-13 | 2012-11-22 | Rohm Co Ltd | Thermal head and method for manufacturing the same |
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