JP2009184164A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

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優樹 小森
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Abstract

【課題】保護層に起因する発熱素子基板の変形を防止する。
【解決手段】放熱基板１０面に、複数の発熱素子２２を整列した発熱素子基板２０と、発熱素子基板の側縁に突き合わせて突合せ部２５を形成した回路基板３０を配置し、これらの基板の突合せ部２５近傍に配置したＩＣドライバ３１とボンディングワイヤ４０，４１を被覆する熱硬化性樹脂の保護層４２とを具備するサーマルプリントヘッドにおいて、発熱素子基板２０の一部と回路基板３０はこれらの基板２０，３０にまたがる両面接着テープ３２により放熱基板面に接着され、放熱基板１０が保護層４２に対して突合せ部２５で露出しないようにされる。
【選択図】図１

Description

本発明はサーマルプリントヘッドに関する。
サーマルプリントヘッドは、図２に示すように絶縁板上に多数の発熱素子を整列させた発熱素子基板１２０とこれらの発熱素子を電流駆動する回路を配置したプリント回路基板１３０とを金属例えばアルミニウムの良熱伝導性の放熱基板１１０上に併設した構成を有している。それぞれの部材は熱膨張係数が異なり、とくに放熱基板は熱膨張係数が大きく部材間に介在する接着材に柔軟性を持たせて膨張差による相互影響を防いでいる。
放熱基板の表面の一面領域１１１に発熱素子基板１２０を良熱伝導接着ゲル１２４と両面接着テープ１２５で接着し、他の面領域１１２に回路基板１３０を両面接着テープ１３２で接着する。放熱基板の発熱素子基板側に溝１１４を形成して、接着ゲル１２４の拡がりを防いでいる（特許文献１参照）。
回路基板１３０の発熱素子基板に近い側に発熱素子を駆動するＩＣドライバ１３１を配置してボンディングワイヤ１４０，１４１により発熱素子の電極端子とＩＣドライバ端子、回路基板の配線回路とＩＣドライバ端子とを電気的に接続する。ボンディングワイヤを保護するために樹脂の保護層１４２でＩＣドライバを含むボンディング領域を覆うように塗布する。発熱素子基板および回路基板間の膨張差を考慮して樹脂保護層１４２をシリコン樹脂のような柔らかな熱可塑性樹脂を用いることがあるが、樹脂内でボンディングワイヤが外部衝撃や膨張収縮のたびに引張力を受けて断線する恐れがあるために、最近では保護層１４２に熱硬化性樹脂を用いて強固に固め信頼性を向上させている。
特開２０００‐４３３０５号公報
熱硬化性樹脂は未硬化状態ではゲルまたは液状であり、高温処理により硬化する。塗布量は、使用時に素子基板の発熱素子に接触する感熱記録媒体の通過に支障が無い高さで盛り上るように調整される。
ところが発熱素子基板１２０と回路基板１３０の隙間１２５に塗布される樹脂が基板間に露出している基板面に接着して硬化する。これにより基板の熱膨張が保護層を介して発熱素子基板と回路基板に伝達し不所望な変形ひずみを与えることがある。
本発明は、放熱基板と、この放熱基板面に配置され複数の発熱素子を整列した発熱素子基板と、前記放熱基板面に前記発熱素子基板の側縁に突き合わせて突合せ部を形成して配置された回路基板と、前記発熱素子基板または前記回路基板に配置されたＩＣドライバと、このＩＣドライバに接続され前記放熱素子基板と前記回路基板の突合せ部をまたいで配置されたボンディングワイヤと、前記ＩＣドライバおよび前記ボンディングワイヤを被覆する熱硬化性樹脂の保護層とを具備するサーマルプリントヘッドにおいて、
前記発熱素子基板の一部と前記回路基板とにまたがる両面接着テープにより前記放熱基板面に接着され、前記放熱基板が前記突合せ部で露出しないようにされることを特徴とするサーマルプリントヘッドを得るものである。
保護層に起因する発熱素子基板の不所望な変形を防止したサーマルプリントヘッドが得られる。
本発明の実施形態を図１により説明する。図は本発明の第１の実施形態の断面図を示しており、放熱基板１０面上に、発熱素子基板２０と回路基板３０が配設される。
放熱基板１０は、金属例えばアルミニウムでできた長尺の板体であり、一主面は平面で第１の面領域１１と第２の面領域１２を形成しており、第１の面領域１１にはその中間に板体の長尺方向に沿って凹溝１４が設けられている。
発熱素子基板２０はアルミナなどの薄い絶縁板２１の面に複数の発熱素子２２を並べ整列させた構造であり、発熱素子の両端から電極端子２３が基板面にそって引出される。
回路基板３０は通常ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた多層積層板やポリイミドのフレキシブル多層基板が用いられ、発熱素子基板２０よりも厚さを小さくしてある。発熱素子基板に近い側に発熱素子を電流駆動するＩＣ（半導体集積回路）ドライバ３１が配置され、回路基板面にＩＣドライバの入力配線、電源配線３３が施されている。ＩＣドライバ３１は表面に入出力端子となるボンディングパッドを備えており、出力端子は分担する発熱素子２２の数（ビット数）に対応した個数を有している。ＩＣドライバ３１は、出力端子のパッドが発熱素子基板２０側にくるように発熱素子基板に沿って複数個、連接して回路基板に配置される。ＩＣドライバの表面の位置は発熱素子基板の表面の高さよりも低い位置にある。
発熱素子基板と回路基板は側縁同士が接触するように突き合わせて放熱基板面に配置される。
放熱基板の第１の面領域１１はその中間に形成された凹溝１４によりゲル状接着剤２４で接着される第１接着領域１１ａと両面接着テープ３２で接着される第２接着領域１１ｂに区画される。第２接着領域１１ｂの面は第２の面領域１２と連続した平面をなしている。第１の面領域１１には、発熱素子基板２０が発熱素子２２の整列方向が放熱基板の長手方向に沿うように配置される。第１接着領域１１ａ面のゲル状接着剤２４は熱伝導性のよいフィラー入りのシリコン樹脂コンパウンドなどが用いられ、発熱素子基板に設けられた発熱素子群の直下にあたる第１接着領域１１ａに塗布される。放熱基板の第２接着領域１１ｂおよび第２の面領域１２にわたって例えば不織布にアクリル樹脂を塗布した連続した１枚の両面接着テープ３２が貼付される。両面接着テープの厚みは５０μｍないし１２５μｍのものを用いる。
放熱基板の第１の面領域１１に発熱素子基板２０が、第２の面領域１２に回路基板３０が相互に側縁を突き合わせて接着され、突合せ部２５を第１の面領域１１と第２の面領域１２の境とする。両面接着テープ３２は第２の面領域１２から第１の面領域１１の第２接着領域１１ｂまで延びており、突合せ部２５直下の放熱基板１０は両面接着テープ３２により露出しない。
ボンディングワイヤ４０，４１がＩＣドライバ３１の入力端子と回路基板の配線３３間、ＩＣドライバ３１の出力端子と発熱素子の電極端子２３間を接続している。
ＩＣドライバ３１とボンディングワイヤ４０，４１を例えばエポキシ樹脂の熱硬化性樹脂で形成した硬質樹脂の保護層４２で被覆しており、ボンディングワイヤ４０，４１はこの保護層４２に被覆、埋設される。保護層４２は発熱素子基板２０と回路基板３０の突合せ部２５をまたがって配置される。保護層の形成は、予め発熱素子基板２０と回路基板３０側に例えば熱可塑性樹脂の土手をつくって保護層４２が形成される予定の領域を囲み、囲いの中に流動性の未硬化状態の熱硬化性樹脂を滴下し塗布する。樹脂の一部は発熱素子基板と回路基板の突合せ部２５から漏れ放熱基板のほうに流れる。回路基板の厚さが小さいほど漏れやすいが、両面接着テープ３２が遮蔽体となって、熱硬化処理工程を経ても漏れた樹脂が放熱基板１０面に接着することがない。これにより熱膨張の大きな金属製の放熱基板に対して、発熱素子基板および回路基板はゲル状接着剤２４および両面接着テープ３２の柔軟な伸縮性により放熱基板との熱膨張差の影響を避けることができる。
なお、上記に換えて熱硬化性接着剤および両面接着テープでの放熱基板への配置においても良好な評価結果が得られている。保護層の熱硬化性樹脂はある程度の粘度があり、塗布時に土手による流れ止めを設けなくてもよいものも使用でき、ゲル状接着剤はゴム状のものも使用することができる。
本発明の実施形態を説明する断面図 従来装置を説明する断面図
符号の説明
１０：放熱基板
１１：第１の面領域
１１ａ：第１接着領域
１１ｂ：第２接着領域
２０：発熱素子基板
２１：絶縁板
２２：発熱素子
２４：ゲル状接着剤
２５：突合せ部
３０：回路基板
３１：ＩＣドライバ
３２：両面接着テープ
４０，４１：ボンディングワイヤ
４２：保護層

Claims (4)

  1. 放熱基板と、この放熱基板面に配置され複数の発熱素子を整列した発熱素子基板と、前記放熱基板面に前記発熱素子基板の側縁に突き合わせて突合せ部を形成して配置された回路基板と、前記回路基板に配置されたＩＣドライバと、このＩＣドライバに接続され前記放熱素子基板と前記回路基板の突合せ部をまたいで配置されたボンディングワイヤと、前記ＩＣドライバおよび前記ボンディングワイヤを被覆する熱硬化性樹脂の保護層とを具備するサーマルプリントヘッドにおいて、
    前記発熱素子基板の一部と前記回路基板とにまたがる両面接着テープにより前記放熱基板面に接着され、前記放熱基板が前記突合せ部で露出しないようにされることを特徴とするサーマルプリントヘッド。
  2. 前記両面接着テープが前記突合せ部から漏れる前記熱硬化性樹脂の保護層の前記放熱基板に対する遮蔽体であることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリントヘッド。
  3. 前記発熱素子基板と前記回路基板が配置される前記放熱基板の面が平面であり、前記発熱素子基板の発熱素子直下は前記両面接着テープよりも熱伝導性のよいゲルまたはゴム状層が配置されていることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリントヘッド。
  4. 前記回路基板の厚さが前記発熱素子基板の厚さよりも小さく、前記ＩＣドライバの表面の位置が前記発熱素子基板の面よりも低い請求項１ないし３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
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