JP3342353B2 - 素子のワイヤボンド用パッド配列構造、素子間のワイヤボンド配線構造、及びｌｅｄプリントヘッド - Google Patents

素子のワイヤボンド用パッド配列構造、素子間のワイヤボンド配線構造、及びｌｅｄプリントヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、素子のワイヤボン
ド用パッド配列構造、素子間のワイヤボンド配線構造、
あるいは、それらを備えるＬＥＤプリントヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、素子間の接続をワイヤボンド
線を介して行う構造は広く知られている。このようなワ
イヤボンド配線構造を備えるものの１つにＬＥＤプリン
トヘッドがある。ＬＥＤプリントヘッドを例にとって従
来のワイヤボンド配線構造の問題点を説明する。
【０００３】図４は、従来のＬＥＤプリントヘッドのＬ
ＥＤアレイ１００とその駆動用ＩＣ２００のワイヤボン
ド部分を示している。同図（ａ）に平面図を示すよう
に、ＬＥＤアレイ１００と駆動用ＩＣ２００のそれぞれ
の表面には、線対称をなすように３段配置したワイヤボ
ンド用パッド１１０，２１０が設けられている。すなわ
ち、ＬＥＤアレイ１００上のワイヤボンド用パッド１１
０の配列（駆動用ＩＣにおいても同様の配列）は、基準
ピッチＰ（Ｐ＝４０．５μｍ）をもって順番に第１段，
第２段，第３段、第１段，第２段の順にワイヤボンド用
パッド１１０を各段に振り分け、各段に属するワイヤボ
ンド用パッドが、第１段，第２段，第３段とも同一のピ
ッチ３Ｐ（基準ピッチの３倍のピッチで、３Ｐ＝１２
１．５μｍ）をもった基本パターンを採用している。
【０００４】そして、同図（ｂ）に側面図を示すよう
に、駆動用ＩＣ２００側のワイヤボンド用パッド２１０
に、ボールボンディング法によってワイヤボンド線３０
０の第１ボンディングが施され、ＬＥＤアレイ１００側
のワイヤボンド用パッド１１０にワイヤボンド線３００
の第２ボンディングが施される。素子表面とワイヤボン
ド線３００の成す角度は、第１ボンディング側に比べて
第２ボンディング側、すなわちＬＥＤアレイ１００側が
小さくなる。また、ＬＥＤアレイ１００側のワイヤボン
ド用パッド１１０には、第２ボンディング時にキャピラ
リによって加わる衝撃によって、キャピラリの打痕周囲
に、ワイヤボンド線材やワイヤボンド用パッド材料が広
範囲に突起形状となって残りやすい。ワイヤボンド用パ
ッド１１０のピッチが大きい場合は問題がないが、高解
像度化が進むにしたがってパッドピッチが小さくなる
と、上記のようなワイヤボンド線３００の成す角度、ワ
イヤボンド用パッド上に広範囲に残った突起形状などの
影響によって、同図（ａ）に斜線を施した部分において
ワイヤボンド線３００の短絡事故が発生し易くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
のような問題点を考慮し、ワイヤボンド線の短絡事故の
発生を防止することができる、素子のワイヤボンド用パ
ッド配列構造、素子間のワイヤボンド配線構造、あるい
は、それらを備えるＬＥＤプリントヘッドを提供するこ
とを主な課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンド用
パッド配列構造は、ワイヤボンド用パッド間のＸ方向に
おけるピッチの平均がＰである複数のワイヤボンド用パ
ッドを、前記Ｘ方向と直交するＹ方向にｎ段（ｎは３以
上の整数）に振り分けるとともに、前記Ｙ方向から見て
前記第１段から第ｎ段までのワイヤボンド用パッドが段
数の順に繰り返し現れるように配置した素子のワイヤボ
ンド用パッド配列構造において、各段に属するワイヤボ
ンド用パッドのピッチを各段とも前記ピッチＰのｎ倍の
ピッチ（所定ピッチ）とし、Ｙ方向から見て連続する前
記第１段から第ｎ段までのｎ個のワイヤボンド用パッド
の各々のピッチは前記ピッチＰよりも大きく前記ピッチ
Ｐの2倍を超えない範囲に設定する一方、前記Ｙ方向か
ら見て隣接する第ｎ段と第１段のワイヤボンド用パッド
間のピッチは前記ピッチＰよりも小さく設定したことを
特徴とする。
【０００７】本発明のワイヤボンド配線構造は、第１の
素子の表面にＸ方向に配置された複数のワイヤボンド用
パッドと、第２の素子の表面に前記Ｘ方向に配置された
複数のワイヤボンド用パッドと、前記第１の素子のワイ
ヤボンド用パッドに第１ワイヤボンドが施され、前記第
２の素子のワイヤボンド用パッドに第２ワイヤボンドが
施されるワイヤボンド線からなる素子間のワイヤボンド
配線構造において、前記第１の素子表面の複数のワイヤ
ボンド用パッドは、基準ピッチＰをもって配置し、前記
第２の素子表面の複数のワイヤボンド用パッドは、前記
Ｘ方向と直交するＹ方向から見て第１段から第ｎ段まで
のワイヤボンド用パッドが段数の順に繰り返し現れるよ
うに第１段から第ｎ段（ｎは３以上の整数）に順次振り
分けて配置し、各段に属するワイヤボンド用パッドのピ
ッチは、各段とも同一の所定ピッチ（基準ピッチＰのｎ
倍のピッチ）とし、前記Ｙ方向から見て連続する第１段
から第ｎ段までのｎ個のワイヤボンド用パッド間の各々
のピッチは前記基準ピッチＰよりも大きく前記基準ピッ
チＰの2倍を超えない範囲に設定する一方、前記Ｙ方向
から見て隣接する第ｎ段と第１段のワイヤボンド用パッ
ド間のピッチは前記基準ピッチＰよりも小さく設定した
ことを特徴とする。
【０００８】本発明のＬＥＤプリントヘッドは、表面の
Ｘ方向に基準ピッチＰをもって配置した複数のワイヤボ
ンド用パッドを備えるＬＥＤ駆動用のＩＣと、前記Ｘ方
向と直交するＹ方向から見て第１段から第ｎ段までのワ
イヤボンド用パッドが段数の順に繰り返し現れるように
表面に第１段から第ｎ段（ｎは３以上の整数）に順次振
り分けて配置した複数のワイヤボンド用パッドを備える
ＬＥＤアレイと、前記ＩＣのワイヤボンド用パッドに第
１ワイヤボンドが施され、前記ＬＥＤアレイのワイヤボ
ンド用パッドに第２ワイヤボンドが施されるワイヤボン
ド線とを備えるＬＥＤプリントヘッドにおいて、前記Ｌ
ＥＤアレイの複数のワイヤボンド用パッドは、前記各段
に属するワイヤボンド用パッドのピッチを各段とも同一
の所定ピッチ（基準ピッチＰのｎ倍のピッチ）とし、前
記Ｙ方向から見て連続する前記第１段から第ｎ段までの
ｎ個のワイヤボンド用パッド間の各々のピッチは前記基
準ピッチＰよりも大きく前記基準ピッチＰの2倍を超え
ない範囲に設定する一方、前記Ｙ方向から見て隣接する
第ｎ段と第１段のワイヤボンド用パッド間のピッチは前
記基準ピッチＰよりも小さく設定したことを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例をＬＥＤプリ
ントヘッドを例にとって説明する。ＬＥＤプリントヘッ
ド１は、図１に示すように、長尺基板２の上に、発光素
子としてのＬＥＤアレイ３とその駆動用のＩＣ４を複数
備え、これらを基板２の長手方向に沿って平行に直線的
に配置固定している。各ＬＥＤアレイ３と駆動用ＩＣ４
の間は、金線等のワイヤボンド線５によって直接接続さ
れる。ワイヤボンド線５は、ボールボンディング法を用
いるワイヤボンディング装置によって接続され、第１ボ
ンディングがＩＣ４側に行われ、第２ボンディングがＬ
ＥＤアレイ３側に行われる。
【００１０】ＬＥＤアレイ３はモノリシックタイプのも
ので、その表面には、複数のＬＥＤ要素を直線的に配列
して構成した発光部３１を備えている。ＬＥＤアレイ３
の表面には、後で詳述するが、前記ＬＥＤ要素と１対１
で対応する複数のワイヤボンド用パッド３２をＬＥＤア
レイ３の長手方向と平行に複数ｎ段（ｎは３以上）配置
している。ワイヤボンド用パッド３２は、１〜３μｍ程
度の厚みを有するアルミニウムによって構成している。
以下、ＬＥＤアレイ３の長手方向（発光部３１の配列方
向）をＸ方向、これと直交する方向をＹ方向という。ま
た、ピッチは、「Ｙ方向の」という記載がない限りＸ方
向のピッチを示すものとする。
【００１１】次に、ＬＥＤアレイ３のワイヤボンド用パ
ッド３２の配置について、３段配置した場合を例にとっ
て、図２を参照して説明する。尚、図において、ワイヤ
ボンド用パッドに接続した配線パターンは省略してい
る。
【００１２】各ワイヤボンド用パッド３２は、縦１２０
μｍ，横９０μｍのほぼ長方形状を成しており、第１段
から第３段に順次振り分けて３段に配置している。各段
に属するワイヤボンド用パッド３２のピッチは、各段と
も同一の所定ピッチ（基準ピッチＰのｎ倍のピッチ）と
している。この例では、第１段に属するワイヤボンド用
パッド３２ａのピッチＰ11、第２段に属するワイヤボン
ド用パッド３２ｂのピッチＰ22、第３段に属するワイヤ
ボンド用パッド３２ｃのピッチＰ33は、いずれも基本ピ
ッチＰ（Ｐ＝４０．５μｍ）の３倍の３Ｐ（３Ｐ＝１２
１．５μｍ）としている。
【００１３】そして、第１段から第ｎ段までのｎ個のワ
イヤボンド用パッド３２間の各々のピッチは、いずれも
前記基準ピッチＰよりも大きく設定している。この例で
は、第１段から第３段までの３個のワイヤボンド用パッ
ド３２間の各々のピッチ、すなわち、第１段と第２段の
ピッチＰ12，第２段と第３段のピッチＰ23は、いずれも
Ｐ12＝Ｐ23＝５０．５μｍに設定し、前記基準ピッチＰ
よりも１０μｍ大きく設定している。ピッチＰ12，Ｐ23
の各々は、前記基準ピッチＰよりも大きく、基準ピッチ
Ｐの２倍を越えない範囲で任意の大きさに設定すること
ができる。
【００１４】一方、第ｎ段とそれに続く第１段のワイヤ
ボンド用パッド間のピッチは、前記基準ピッチＰよりも
小さく設定している。この例では、第３段とそれに続い
て配置する第１段のピッチＰ31は、Ｐ31＝２０．５μｍ
に設定し、前記基準ピッチＰよりも２０μｍ小さく設定
している。すなわち、ピッチＰ12，Ｐ23，Ｐ31の合計値
が、各段に属するワイヤボンド用パッド３２間の各々の
ピッチＰ11（Ｐ22，Ｐ33）と同じになるように、ピッチ
Ｐ12，Ｐ23，Ｐ31の値を設定している。
【００１５】尚、Ｙ方向のピッチは、１段目と２段目、
２段目と３段目のいずれのピッチも１３５μｍに設定さ
れている。
【００１６】次に、駆動用ＩＣ４のワイヤボンド用パッ
ド４２の配置について、３段配置した場合を例にとっ
て、図２を参照して説明する。
【００１７】各ワイヤボンド用パッド４２は、縦１２０
μｍ，横９０μｍのほぼ長方形状を成しており、ＬＥＤ
アレイ３の配列と同様に、第１段から第３段に順次振り
分けて３段に配置している。各段に属するワイヤボンド
用パッド４２のピッチは、ＬＥＤアレイ３の場合と同様
に、Ｐ11＝Ｐ22＝Ｐ33＝３Ｐ（＝１２１．５μｍ）とし
て基本ピッチＰの３倍のピッチに設定している。段を無
視した各ワイヤボンド用パッド４２のピッチは、基本ピ
ッチＰと同一の４０．５μｍに設定している。
【００１８】そして、このような、ワイヤボンド用パッ
ドの配置構造を備えるＬＥＤアレイ３と駆動用ＩＣ４
は、ワイヤボンド線５の第１ボンディングが駆動用ＩＣ
４側に行われ、第２ボンディングがＬＥＤアレイ３側に
行われることによって電気的な接続が行われる。ここ
で、図２（ｂ）に側面図を示すように、第２ボンディン
グが行われるＬＥＤアレイ３側においては、ワイヤボン
ド線５の角度が小さく短絡の可能性が高いが、同図
（ａ）に平面図を示すように、ワイヤボンド線５の短絡
が発生しやすい第１段と第２段のワイヤボンド用パッド
３２ａ−３２ｂ間のピッチＰ12，第２段と第３段のワイ
ヤボンド用パッド３２ｂ−ｃ２ｂ間のピッチＰ23を基本
ピッチＰよりも大きくしているので、ワイヤボンド線５
の短絡事故を抑制することができる。基本ピッチＰより
もピッチを小さくした第３段と第１段のワイヤボンド用
パッド３２ｃ−３２ａ間については、ワイヤボンド用パ
ッド間のＹ方向の距離が長く保たれているとともに、ワ
イヤボンド線５の空間位置も離れているので、ワイヤボ
ンド線５の短絡事故は抑制される。このように、短絡事
故が発生しやすいＬＥＤアレイ３において、短絡事故の
発生確率の高い部分のワイヤボンド用パッドピッチを大
きくし、短絡事故の発生確率の低い部分のワイヤボンド
用パッドピッチを小さくしているので、全体的なピッチ
（基本ピッチＰ）に変更を加えることなく、ワイヤボン
ド線５の短絡事故の発生を抑制することができる。
【００１９】上記実施例は、ＬＥＤアレイ３と駆動用Ｉ
Ｃ４のワイヤボンド用パッド配列が各々３段の場合につ
いて説明したが、本発明は図３に示すように、ワイヤボ
ンド用パッド配列が各々４段の場合にも適用することが
できる。この例も、図２に示す３段配置の場合と基本的
な構成は同じであるが、３段を４段に変更したことによ
って、以下の点で若干相違する。ＬＥＤアレイ３と駆動
用ＩＣ４の共通の変更事項として、各段に属するワイヤ
ボンド用パッド間のピッチが基本ピッチＰの４倍、すな
わち１６２μｍになった点。ＬＥＤアレイ３の変更事項
として、第４段の増加に伴って、第４段とそれに隣接す
る第１段のワイヤボンド用パッド間のピッチＰ41を、１
０．５μｍに設定した点。そして、ＬＥＤアレイ３のワ
イヤボンド用パッド３２の配置段数を４段に増加させて
も、上記のように短絡事故の発生確率の高い部分のピッ
チを基本ピッチＰよりも大きくし、短絡事故の発生確率
の低い部分のピッチを基本ピッチＰよりも小さくするこ
とによって、３段配置の場合と同様に、全体的なピッチ
（基本ピッチＰ）に変更を加えることなく（従来機種と
の互換性を維持しながら）ワイヤボンド線５の短絡事故
を抑制することができる。
【００２０】上記のような構成によれば、ワイヤボンド
線の高密度配置が要求される場合においても、ワイヤボ
ンド線の短絡防止を図ることができ、ワイヤボンド線の
配線作業性、並びに製品の歩留まりを高めることができ
る。その結果、１インチ当りのドット密度が６００以上
の高解像度のＬＥＤプリントヘッドを点灯不良のない高
品位の状態で提供することができる。
【００２１】尚、上記実施例は、ＬＥＤアレイ３と駆動
用ＩＣ４それぞれのワイヤボンド用パッドの配置段数を
３以上の同数に設定した場合を示したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、ＬＥＤアレイ３と駆動用Ｉ
Ｃ４それぞれのワイヤボンド用パッドの配置段数を相違
させる場合にも適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、素子表面に第１
段から第ｎ段（ｎは３以上の整数）に順次振り分けて配
置した複数のワイヤボンド用パッドを備え、各段に属す
るワイヤボンド用パッドのピッチを各段とも同一の所定
ピッチ（基準ピッチＰのｎ倍のピッチ）とし、前記第１
段から第ｎ段までのｎ個のワイヤボンド用パッド間の各
々のピッチは前記基準ピッチＰよりも大きく設定する一
方、第ｎ段とそれに続く第１段のワイヤボンド用パッド
間のピッチは前記基準ピッチＰよりも小さく設定したの
で、ワイヤボンド用パッド間の距離が短くてワイヤボン
ド線の短絡事故が生じやすい部分のワイヤボンド用パッ
ド間ピッチを大きく設定することができ、ワイヤボンド
後の短絡事故の発生が少ないワイヤボンド用パッド配列
構造を提供することができる。
【００２３】また、第１の素子の表面に配置された複数
のワイヤボンド用パッドと、第２の素子の表面に配置さ
れた複数のワイヤボンド用パッドと、前記第１の素子の
ワイヤボンド用パッドに第１ワイヤボンドが施され、前
記第２の素子のワイヤボンド用パッドに第２ワイヤボン
ドが施されるワイヤボンド線からなる素子のワイヤボン
ド配線構造において、上記のようなワイヤボンド用パッ
ド配列構造を、ワイヤボンド線の傾斜角度が小さくてワ
イヤボンド線の短絡事故が発生しやすい第２の素子に適
用することによって、ワイヤボンド後の短絡事故の発生
が少なく、配線作業性の良い素子のワイヤボンド配線構
造を提供することができる。
【００２４】また、表面に基準ピッチＰをもって配置し
た複数のワイヤボンド用パッドを備えるＬＥＤ駆動用の
ＩＣと、表面に第１段から第ｎ段（ｎは３以上の整数）
に順次振り分けて配置した複数のワイヤボンド用パッド
を備えるＬＥＤアレイと、前記ＩＣのワイヤボンド用パ
ッドに第１ワイヤボンドが施され、前記ＬＥＤアレイの
ワイヤボンド用パッドに第２ワイヤボンドが施されるワ
イヤボンド線とを備えるＬＥＤプリントヘッドにおい
て、上記のようなワイヤボンド用パッド配列構造を、ワ
イヤボンド線の傾斜角度が小さくてワイヤボンド線の短
絡事故が発生し易いＬＥＤアレイに適用することによっ
て、ワイヤボンド線間隔が狭くてもワイヤボンド後の短
絡事故の発生を少なくすることができ、高解像度であり
ながら点灯不良のない高品位のＬＥＤプリントヘッドを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わるＬＥＤプリントヘッド
の要部平面図である。
【図２】本発明の実施例に係わる素子のワイヤボンド用
パッド配列構造、素子間のワイヤボンド配線構造を示
し、（ａ）は要部平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３】本発明の別実施例に係わる素子のワイヤボンド
用パッド配列構造、素子間のワイヤボンド配線構造を示
し、（ａ）は要部平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図４】従来例を示し、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は
その側面図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤプリントヘッド ３ ＬＥＤアレイ ４ 駆動用ＩＣ ５ ワイヤボンド線 ３２ ワイヤボンド用パッド ４２ ワイヤボンド用パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｓ 5/042 ６１０ (56)参考文献 特開 平８−288595（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−74786（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−166532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−233544（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−62568（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−27172（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−162858（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 H01L 21/60 301 H01L 33/00 H01S 5/042 610

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤボンド用パッド間のＸ方向におけ
    るピッチの平均がＰである複数のワイヤボンド用パッド
    を、前記Ｘ方向と直交するＹ方向にｎ段（ｎは３以上の
    整数）に振り分けるとともに、前記Ｙ方向から見て前記
    第１段から第ｎ段までのワイヤボンド用パッドが段数の
    順に繰り返し現れるように配置した素子のワイヤボンド
    用パッド配列構造において、各段に属するワイヤボンド
    用パッドのピッチを各段とも前記ピッチＰのｎ倍のピッ
    チ（所定ピッチ）とし、Ｙ方向から見て連続する前記第
    １段から第ｎ段までのｎ個のワイヤボンド用パッドの各
    々のピッチは前記ピッチＰよりも大きく前記ピッチＰの
    2倍を超えない範囲に設定する一方、前記Ｙ方向から見
    て隣接する第ｎ段と第１段のワイヤボンド用パッド間の
    ピッチは前記ピッチＰよりも小さく設定したことを特徴
    とする素子のワイヤボンド用パッド配列構造。
  2. 【請求項２】 第１の素子の表面にＸ方向に配置された
    複数のワイヤボンド用パッドと、第２の素子の表面に前
    記Ｘ方向に配置された複数のワイヤボンド用パッドと、
    前記第１の素子のワイヤボンド用パッドに第１ワイヤボ
    ンドが施され、前記第２の素子のワイヤボンド用パッド
    に第２ワイヤボンドが施されるワイヤボンド線からなる
    素子間のワイヤボンド配線構造において、前記第１の素
    子表面の複数のワイヤボンド用パッドは、基準ピッチＰ
    をもって配置し、前記第２の素子表面の複数のワイヤボ
    ンド用パッドは、前記Ｘ方向と直交するＹ方向から見て
    第１段から第ｎ段までのワイヤボンド用パッドが段数の
    順に繰り返し現れるように第１段から第ｎ段（ｎは３以
    上の整数）に順次振り分けて配置し、各段に属するワイ
    ヤボンド用パッドのピッチは、各段とも同一の所定ピッ
    チ（基準ピッチＰのｎ倍のピッチ）とし、前記Ｙ方向か
    ら見て連続する第１段から第ｎ段までのｎ個のワイヤボ
    ンド用パッド間の各々のピッチは前記基準ピッチＰより
    も大きく前記基準ピッチＰの2倍を超えない範囲に設定
    する一方、前記Ｙ方向から見て隣接する第ｎ段と第１段
    のワイヤボンド用パッド間のピッチは前記基準ピッチＰ
    よりも小さく設定したことを特徴とする素子間のワイヤ
    ボンド配線構造。
  3. 【請求項３】 表面のＸ方向に基準ピッチＰをもって配
    置した複数のワイヤボンド用パッドを備えるＬＥＤ駆動
    用のＩＣと、前記Ｘ方向と直交するＹ方向か ら見て第１
    段から第ｎ段までのワイヤボンド用パッドが段数の順に
    繰り返し現れるように表面に第１段から第ｎ段（ｎは３
    以上の整数）に順次振り分けて配置した複数のワイヤボ
    ンド用パッドを備えるＬＥＤアレイと、前記ＩＣのワイ
    ヤボンド用パッドに第１ワイヤボンドが施され、前記Ｌ
    ＥＤアレイのワイヤボンド用パッドに第２ワイヤボンド
    が施されるワイヤボンド線とを備えるＬＥＤプリントヘ
    ッドにおいて、前記ＬＥＤアレイの複数のワイヤボンド
    用パッドは、前記各段に属するワイヤボンド用パッドの
    ピッチを各段とも同一の所定ピッチ（基準ピッチＰのｎ
    倍のピッチ）とし、前記Ｙ方向から見て連続する前記第
    １段から第ｎ段までのｎ個のワイヤボンド用パッド間の
    各々のピッチは前記基準ピッチＰよりも大きく前記基準
    ピッチＰの2倍を超えない範囲に設定する一方、前記Ｙ
    方向から見て隣接する第ｎ段と第１段のワイヤボンド用
    パッド間のピッチは前記基準ピッチＰよりも小さく設定
    したことを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。
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