JP4128286B2

JP4128286B2 - Ｌｅｄプリントヘッドの製造方法及び電子写真プリンタ

Info

Publication number: JP4128286B2
Application number: JP34767698A
Authority: JP
Inventors: 孝篤清水; 則夫中島; 悠小林
Original assignee: 株式会社沖データ
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: JP2000168140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プリンタの露光装置として使用されるＬＥＤプリントヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プリンタの印刷プロセスは、均一に帯電された感光体ドラムの表面を露光装置により露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して感光体ドラム上にトナー像を形成した後、トナー像を用紙に転写し、定着させる方式である。そして、前記露光装置の１つにＬＥＤプリントヘッドがあり、このＬＥＤプリントヘッドの発光部を印刷データに従って選択的に発光させることによって、上記の感光体ドラムの表面に静電潜像が形成される。
【０００３】
図９は従来の一般的なＬＥＤプリントヘッドの概略構成を示した図である。ここで、１１は配線基板、１２はＬＥＤアレイチップ、１３はドライバチップである。ＬＥＤアレイチップ１２は、複数個を配線基板１１上に一列に配置して、印刷する用紙幅分の長さのアレイ光源としている。ドライバチップ１３は、ＬＥＤアレイチップ１２の配列と並列に複数個が配置されており、配線基板１１とドライバチップ１３、およびドライバチップ１３とＬＥＤアレイチップ１２の間は、金ワイヤなどにより電気的に接続されている。
【０００４】
従来のＬＥＤプリントヘッドには、ドライバチップ１３をＬＥＤアレイ１２の両側に配置する構成と、片側に配置する構成とがあるが、図９では、ＬＥＤアレイチップ１２に１対１に対応して片側に配置する構成について示してある。なお、ＬＥＤアレイチップ１２の材料には、例えばＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板上にＧａＡｓＰ（ガリウム砒素リン）層をエピタキシャル成長させたウエハが用いられる。また、配線基板１１の材料には、例えばガラスエポキシ基板が用いられる。
【０００５】
図１０は図９に示した従来のＬＥＤプリントヘッドにおけるＬＥＤアレイチップ１２とドライバチップ１３の間の接続部分の拡大図である。図１０において、発光部１４は、ＬＥＤアレイチップ１２の上面に所望の解像度に相当する一定ピッチで一列に形成されている。個別電極１５は、発光部１４の個々に形成され、一端は発光部１４に接続され、他端にはワイヤボンドのための個別電極パッド１５ａが形成されている。また、図示していないが、ＬＥＤアレイチップ１２の裏面には共通電極が形成されており、この共通電極は配線基板１１の配線パターンに電気的に接続されている。
【０００６】
ドライバチップ１３は、印刷データを転送、保持するための回路部と、ＬＥＤアレイチップ１２の各発光部に一定の電流を供給するための駆動部からなり、駆動部の出力である駆動電極にはワイヤボンドのための駆動電極パッド１７が接続されている。ドライバチップ１３の駆動電極パッド１７とＬＥＤアレイチップ１２の個別電極パッド１５ａは、金線などのボンディングワイヤ１６によりワイヤボンド接続されている。また、ドライバチップ１３の入力・出力パッド１８と配線基板１１も、図示しないがワイヤボンドにより接続されている。発光動作は、配線基板１１からドライバチップ１３に入力される印刷データに従い、点灯させる発光部１４に電流を供給することにより行われる。
【０００７】
以上説明したように、ＬＥＤアレイチップ１２とドライバチップ１３の間は、発光部１４の数（以下、ｂｉｔ数とする）と同数のワイヤボンドが必要であり、ワイヤボンド密度をできるだけ低くするために、ドライバチップ１３の長さＬICは、ＬＥＤアレイチップ１２の長さＬLED とほぼ同じ長さ、あるいは僅かに短めとしている。例えば、発光部ピッチが６００［ｄｐｉ］の場合、１チップあたり１９２［ｂｉｔ］の発光部を形成し、発光部ピッチ寸法は４２．３［μｍ］であるため、ＬＥＤアレイチップ１２の長さは約８．１［ｍｍ］である。このとき、ドライバチップ１３も８［ｍｍ］程度の長さとしている。
【０００８】
次にＬＥＤプリントヘッドの一般的な組立工程について簡単に説明する。まず、ダイボンド装置により、ＬＥＤアレイチップ１２とドライバチップ１３とを配線基板上１１上にダイボンドする。ＬＥＤアレイチップ１２は、加熱硬化性のエポキシ系樹脂に導電性の材料を混合した加熱硬化性・導電性ペースト（例えば銀を混合した銀ペースト）を配線基板１１の配線パターン上に薄く塗布して、このペースト上に搭載される。ＬＥＤアレイチップ１２の配列においては、隣接するＬＥＤアレイチップ間の発光部の間隔も発光部ピッチに一致させるように、ＬＥＤアレイチップ同士を近づけて高精度に並べる必要がある。一方、ドライバチップ１３は、加熱硬化性・絶縁性ペーストを用いて配線基板１１上に搭載される。
【０００９】
続いて、恒温炉により上記導電性ペーストおよび絶縁性ペーストの加熱硬化を行い、配線基板１１上にＬＥＤアレイチップ１２とドライバチップ１３が固定される。配線基板１１を恒温炉から取り出して冷却させた後、ワイヤボンド装置により、配線基板１１とドライバチップ１３、およびドライバチップ１３の駆動電極パッド１７とＬＥＤアレイチップ１２の個別電極パッド１５間のワイヤボンドが行われ、ＬＥＤプリントヘッドの組立てが完了する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成の従来のＬＥＤプリントヘッドにおいては、配線基板１１とＬＥＤアレイチップ１２の熱膨張係数に差があることにより、組立工程においてペーストの加熱硬化の後に冷却すると、各々のＬＥＤアレイチップ１２が収縮し、ＬＥＤアレイチップ１２の長さがペースト加熱硬化前と比較すると短くなる。すなわち、ＬＥＤプリントヘッドを加熱すると配線基板１１はＬＥＤアレイチップ１２よりも大きく膨張し、この熱膨張した配線基板１１上にＬＥＤアレイチップ９が硬化したペーストにより接着される。その後、配線基板１１が冷却されると、配線基板１１は加熱前の長さに収縮し、配線基板１１の収縮に伴ってＬＥＤアレイチップ１２は配線基板１１から収縮応力を受けて収縮する。ＬＥＤアレイチップ１２が収縮すると以下の問題がある。
【００１１】
図１１および図１２はＬＥＤアレイチップの収縮による従来の問題を説明するための図である。図１１はダイボンド直後でチップが収縮する前の隣接ＬＥＤアレイチップ間の発光部ピッチを示し、図１２はペースト加熱硬化・冷却後でチップが収縮した後の隣接ＬＥＤアレイチップ間の発光部ピッチを示している。ここでは、６００［ｄｐｉ］の例について説明する。
【００１２】
図１１において、ＰはＬＥＤアレイチップ１２上での発光部１４のピッチ（以下、チップ内発光部ピッチと称する）、Ｃは隣接するＬＥＤアレイチップ間での発光部ピッチ（以下、チップ間発光部ピッチと称する）、ＧはＬＥＤアレイチップ間の隙間（以下、チップ間隙間と称する）である。６００［ｄｐｉ］の場合、チップ内発光部ピッチＰは４２．３［μｍ］である。ＬＥＤプリントヘッド組立て後のチップ間発光部ピッチＣは、チップ内発光部ピッチＰと比較して狭すぎると、印刷において黒筋、そして広すざると白筋の印刷不良になるため、チップ間発光部ピッチＣは、チップ内発光部ピッチＰにほぼ一致するように並べられる。
【００１３】
図１３および図１４は上記の白筋印刷不良を説明するための図である。図１３はチップ間発光部ピッチＣがＰ＋ΔＬに広がったＬＥＤプリントヘッドにおいて発光部１４を１［ｂｉｔ］おきに点灯させた場合を示す図である。また、図１４は図１３のＬＥＤプリントヘッドによって印刷されたライン＆スペースのパターンを示す図である。図１４において、ラインの幅ＬＮは一定であるが、広がったチップ間発光部ピッチＣ（＝Ｐ＋ΔＬ）に対応するスペースの幅はＳ＋ΔＬになり、他のスペースの幅Ｓよりも広くなる。従って、チップ間発光部ピッチＣに対応する印刷領域では、他の領域よりも白の面積（幅）が増え、白筋のように見える。
【００１４】
ＬＥＤアレイチップ１２のペースト加熱硬化・冷却後の発光部配列方向（長さ方向）の縮み量がΔＬであったとき、チップ間発光部ピッチＣの広がり量はΔＬとなる。すなわち、隣接するＬＥＤアレイチップ１２のそれぞれが、チップの中心方向にΔＬ／２ずつ縮み、これによりチップ間発光部ピッチＣが２×（ΔＬ／２）＝ΔＬだけ広がる。
【００１５】
図１５はチップ内発光部ピッチＰに対するチップ間発光部ピッチＣの広がり量ΔＬの割合ΔＬ／Ｐと白筋発生確率との関係を示す図である。図１５はチップ内発光部ピッチＰが６００［ｄｐｉ］（４２．３［μｍ］）であり、チップ間発光部ピッチＣの広がり量ΔＬが異なるＬＥＤプリントヘッドを用いて印刷したライン＆スペースのパターンを複数の人に目視させ、目視した人数に対するチップ間発光部ピッチＣに対応する印刷領域を白筋と認識した人数の割合を白筋発生確率としたものである。用いるプリンタなどの特性によっても若干異なるが、図１５から、チップ間発光部ピッチＣの広がり量ΔＬ、従ってチップ縮み量ΔＬがチップ内発光部ピッチＰの１０［％］以上になると白筋が発生しやすくなる。
【００１６】
図１６はＬＥＤアレイチップ１２の長さＬに対するペースト加熱硬化・冷却後のチップ縮み量ΔＬを示した図である。もちろん、図１６は一例に過ぎず、ペーストや配線基板１１に用いる材料などにより、チップの長さＬに対する縮み量ΔＬは異なる場合がある。前述したように、６００［ｄｐｉ］で１９２［ｂｉｔ］のＬＥＤアレイチップの場合、チップ長さＬは約８．１［ｍｍ］であるので、ペースト加熱硬化・冷却後のチップ縮み量ΔＬは図１６から４［μｍ］程度である。従って、チップ間発光部ピッチＣは、ダイボンド時にチップ内発光部ピッチＰ（＝４２．３［μｍ］）と同じにしても、ペースト加熱硬化・冷却後には約４６［μｍ］に広がってしまう。上記のチップ縮み量ΔＬ（＝４［μｍ］）は、チップ内発光部ピッチＰ（＝４２．３［μｍ］）に対して約＋１０［％］の誤差であり、前述したように、印刷において白筋の不良が発生しやすくなるという問題が生じる。
【００１７】
以上説明したように、従来のＬＥＤプリントヘッドでは、ダイボンドペーストの加熱硬化・冷却後にＬＥＤアレイチップ１２が収縮することにより、チップ間発光部ピッチＣが広がり、印刷不良を生じやすいという問題点があった。例えば、１２００［ｄｐｉ］など発光部のピッチが高密度になるに従い、この問題は顕著になる。
【００１８】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、コストを高くすることなく、印刷品質を向上させることができるＬＥＤアレイチップ、ＬＥＤドライバチップ、ＬＥＤプリントヘッドおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＬＥＤプリントヘッドの製造方法は、チップ上に複数個の発光部を所定間隔で配列した複数のＬＥＤアレイチップを、加熱されて膨張した後に冷却することで加熱前の寸法と略同寸法となる配線基板上に実装するＬＥＤプリントヘッドの製造方法において、
前記配線基板上に実装し加熱された後に冷却することで加熱前の寸法より収縮する前記ＬＥＤアレイチップを、隣接する前記ＬＥＤアレイチップ間の発光部の間隔が、加熱された後に冷却することで前記ＬＥＤアレイチップの加熱前の寸法より収縮する分だけ前記所定の間隔よりも狭くなるように、前記配線基板上に熱硬化性接着剤により接着して複数個配置するステップと、前記ＬＥＤアレイチップを配置した配線基板を加熱し、前記熱硬化性接着剤を硬化させるステップと、加熱により前記熱硬化性接着剤が硬化した前記ＬＥＤアレイチップを配置した配線基板を冷却させるステップとを有することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの構成図であり、図２は図１の拡大図である。図１および２において、１１は配線基板、１３はドライバチップ、１６はボンディングワイヤ、１７はドライバチップ１３に設けられた駆動電極パッド、２２はＬＥＤアレイチップ、２４は発光部、２５はＬＥＤアレイチップ２２に設けられた個別電極、２５ａは個別電極パッドである。
【００２７】
第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、チップ上に複数の発光部２４を配列したＬＥＤアレイチップ２２と、チップ上に複数の駆動電極パッド１７を配列し、この駆動電極パッド１７から対応する発光部２４に電流を供給することにより発光部２４を個別に駆動するドライバチップ１３と、ＬＥＤアレイチップ２２が発光部配列方向に複数個配列されて搭載されるとともに、ドライバチップ１３がＬＥＤアレイチップ２２の配列に沿って複数個搭載された配線基板１１とを備えている。この第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、６００［ｄｐｉ］でＡ４サイズのＬＥＤプリントヘッドである。
【００２８】
ＬＥＤアレイチップ２２は、例えばＧａＡｓ基板上にＧａＡｓＰ層をエピタキシャル成長させたウエハを用い、１チップにおいて、９６［ｂｉｔ］の発光部２４を４２．３［μｍ］ピッチで一列に配列したものである。従って、ＬＥＤアレイチップ２２の長さ寸法ＬLED は、約４［ｍｍ］である。個別電極２５は、各々の発光部２４に対して形成され、一端は発光部２４に接続され、他端にはボンディングワイヤ１６をワイヤボンドするための個別電極パッド２５ａが形成されている。また、図示しないが、裏面には共通電極が形成され、配線基板１１の配線パターンに電気的に接続されている。
【００２９】
このＬＥＤアレイチップ２２は、例えばガラスエポキシ基板に銅などの導体により配線をパターニングした配線基板１１上に、発光部配列方向に一列に並んで複数個配置されている。Ａ４サイズの用紙に対応させるために、５２個のＬＥＤアレイチップ２２が配線基板１１上に搭載されている。
【００３０】
ドライバチップ１３は、一般的なＳｉ（シリコン）基板を用い、このＳｉ基板に、印刷データの転送を行うためのシフトレジスタ回路、転送された印刷データを保持するためのラッチ回路、印刷データと発光制御信号に従って電流を出力するための駆動部などを形成したものである。駆動部の出力である駆動電極には、ＬＥＤアレイチップ２２とワイヤボンドを行うために必要である駆動電極パッド１７が接続されている。このドライバチップ１３は１チップに１９２個（１９２［ｂｉｔ］）の駆動電極パッド２５ａを備えている。ドライバチップ１３の長さ寸法ＬICは約８［ｍｍ］である。
【００３１】
このドライバチップ１３は、配線基板１１上に、１個のドライバチップ１３が２個のＬＥＤアレイチップ２２に対応するように、ＬＥＤアレイチップ２２の配列の片側に、ＬＥＤアレイチップ２２の配列の２倍のピッチ寸法で複数個配置されている。従って、５２個のＬＥＤアレイチップ２２の半分の２６個のドライバチップ１３が配線基板１１上に搭載されている。
【００３２】
ドライバチップ１３とＬＥＤアレイチップ２２の対応する駆動電極パッド１７と個別電極パッド２５ａの間は、ボンディングワイヤ１６によりワイヤボンド接続されている。ここで、ドライバチップ１３の駆動電極パッド１７の第１［ｂｉｔ］から第９６［ｂｉｔ］までは、ドライバチップ１３が対応している２個のＬＥＤアレイチップ２２の内の一方に、そしてドライバチップ１３の駆動電極パッド１７の第９７［ｂｉｔ］から第１９２［ｂｉｔ］までは、他方のＬＥＤアレイチップ２２に、それぞれボンディングワイヤ１６により接続されている。
【００３３】
また、ドライバチップ１３の信号および印刷データの入出力側には、ドライバチップ１３に入力され、またはドライバチップ１３から出力される一対の入力・出力信号および一対の入力・出力印刷データに対して、それぞれ一対の入力・出力端子が形成され、この入力・出力端子にはワイヤボンドのための入力・出力パッド１８が接続されている。そして、図示していないが、入力・出力パッド１８は、配線基板１１の配線パターンにワイヤボンドされており、各々のドライバチップ１３の信号ラインおよび印刷データラインはカスケードに接続されている。
【００３４】
このように第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドにおいては、ＬＥＤアレイチップ２２の発光部配列方向の長さＬLED （約４［ｍｍ］）は、ドライバチップ１３の駆動電極パッド配列方向の長さＬIC（約８［ｍｍ］）よりも短い。また、それぞれのドライバチップ１３が、２個のＬＥＤアレイチップ２２を駆動する。また、同じドライバチップ１３に駆動される２個のＬＥＤアレイチップ２２は、個別電極パッド２５ａのチップ上における配置が同じである。つまり、個別電極パッド２５ａのチップ上の配置が同じである１種類のＬＥＤアレイチップ２２のみを配線基板１１上に搭載している。また、ＬＥＤアレイチップ２２の個別電極パッド２５ａの個数は、ドライバチップ１３の駆動電極パッド１７の個数の半分である。
【００３５】
ＬＥＤアレイチップ２２は、チップの長さＬLEDが約４［ｍｍ］なので、図１６から、配線基板１１に搭載するときに生じるチップの熱収縮による収縮量ΔＬは約２［μｍ］となる。一方、図１５から、チップ収縮量ΔＬが、チップ内発光部ピッチＰ（＝４２．３［μｍ］）の７．５［％］以下、従って４２．３［μｍ］×０．０７５＝３．２［μｍ］以下であれば、白筋印刷不良は発生せず、ＬＥＤアレイチップ２２はこの条件を満たしている。つまり、ＬＥＤアレイチップ２２は、チップの長さＬLEDを、配線基板１１に搭載するときに生じるチップ収縮量ΔＬがチップ内発光部ピッチＰの７．５［％］以下になる長さにしたものである。
【００３６】
第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、通常のダイボンドおよびワイヤボンド法により組立てられる。加熱硬化性のエポキシ系樹脂に導電性の材料を混合した加熱硬化性・導電性ペースト（例えば銀を混合した銀ペースト）を配線基板１１の配線パターン上に薄く塗布し、このペースト上に５２個のＬＥＤアレイチップ２２を配置する。このとき、ＬＥＤアレイチップ２２の配列においてチップ間発光部ピッチＣもチップ内発光部ピッチＰ（＝４２．３［μｍ］）に一致するように、ＬＥＤアレイチップ２２を高精度にアライメントする。また、加熱硬化性・絶縁性ペーストを用いて、２６個のドライバチップ１３を配線基板１１上に配置する。
【００３７】
次に、ＬＥＤアレイチップ２２およびドライバチップ１３を上記ペーストを介して配置した配線基板１１を、恒温炉により約１５０［℃］に加熱し、上記ペーストの硬化させ、配線基板１１上にＬＥＤアレイチップ２２およびドライバチップ１３を接着固定する。
【００３８】
その後、配線基板１１を恒温炉から取り出して冷却し、ワイヤボンド装置により、配線基板１１とドライバチップ１３およびドライバチップ１３とＬＥＤアレイチップ２２の間をワイヤボンドする。
【００３９】
上記ペーストの加熱硬化処理および冷却処理において、ＬＥＤアレイチップ２２の長さ（約４［ｍｍ］）は、従来のＬＥＤアレイチップ１２（図１０参照）の長さ（約８．１［ｍｍ］）よりも短いので、ＬＥＤアレイチップ２２の収縮量およびチップ間発光部ピッチＣの広がり量ΔＬは約２［μｍ］となり、従来の約半分に低減される。この約２［μｍ］の収縮量は、チップ内発光部ピッチＰ（＝４２．３［μｍ］）の約５［％］に相当し、白筋印刷不良が発生しない量である。
【００４０】
なお、第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの印刷動作は、通常のＬＥＤプリントヘッドと同様であり、印刷データがドライバチップ１３のシフトレジスタ回路により順次転送され、全てのドライバチップ１３の全ｂｉｔ分の印刷データが転送された後、転送された印刷データはそれぞれラッチ回路に保持される。ここで、発光制御信号が入力されることにより、印刷データに従って駆動部により駆動電極パッド１７から一斉に電流が出力され、ＬＥＤアレイ２２の発光部２４が印刷データに従って選択的に発光する。
【００４１】
以上のように第１の実施形態によれば、チップの長さを、ペーストを硬化させるための加熱処理および冷却処理によるチップ縮み量がチップ内発光部ピッチの７．５［％］以下となる、従来よりも短い長さにしたＬＥＤアレイチップ２２を用いたことにより、上記の加熱処理および冷却処理によるＬＥＤアレイチップの縮み量（チップ間発光部ピッチの広がり量）を白筋印刷不良を生じない量に低減することができるので、印刷品質を向上させることができる。
【００４２】
また、ＬＥＤアレイチップ２２よりも長いドライバチップ１３を用い、１個のドライバチップ１３で２個のＬＥＤアレイチップ２２を駆動する構成としたことにより、ドライバチップ１３のチップ数が増加しないので、ドライバチップ１３の入力・出力パッド１８と配線基板１１の間のワイヤボンド数は増加せず、コストが高くなることはない。また、配線基板１１に搭載するＬＥＤアレイチップは１種類のみであるため、ＬＥＤアレイチップの種類を選択する必要がない。
【００４３】
第２の実施形態
図３は本発明の第２の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの拡大構成図である。図３において、３２−ａ，３２−ｂはＬＥＤアレイチップ、３４−ａ，３４−ｂは発光部、３５−ａ，３５−ｂは個別電極、３５ａ−ａ，３５ａ−ｂは個別電極パッドであり、これら以外は図２と同じである。
【００４４】
第２の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、上記第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドとはＬＥＤアレイチップの構造が異なる。第２の実施形態のＬＥＤプリントヘッドでは、上記第１の実施形態と同様に、１個のドライバチップ１３によって２個のＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを駆動するが、この２個のＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂは、チップ上における個別電極パッド３５ａ−ａ、３５ａ−ｂの配置が異なる。この第２の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは６００［ｄｐｉ］でＡ４サイズのＬＥＤプリントヘッドである。また、ドライバチップ１３の駆動電極パッド１７は１９２［ｂｉｔ］である。なお、ＬＥＤプリントヘッド全体の構成や動作、組立工程については、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００４５】
ＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂは、配線基板１１上に、発光部配列方向に交互に一列に並んで複数個配置されている。Ａ４サイズの用紙に対応させるために、それぞれ２６個ずつ配線基板１１上に搭載されている。また、ドライバチップ１３は、配線基板１１上に、１個のドライバチップ１３が１個のＬＥＤアレイチップ３２−ａおよび１個のＬＥＤアレイチップ３２−ａからなる２個のＬＥＤアレイチップに対応するように、ＬＥＤアレイチップ２２の配列の片側に、ＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂの配列の２倍のピッチ寸法で２６個配置されている。図３では、ＬＥＤアレイチップ３２−ａは対応するドライバチップ１３の左半分に対向するように配置されており、ＬＥＤアレイチップ３２−ｂは対応するドライバチップ１３の右半分に対向するように配置されている。
【００４６】
ＬＥＤアレイチップ３２−ａには、９６［ｂｉｔ］の発光部３４−ａが４２．３［μｍ］ピッチで一列に配列されている。このＬＥＤアレイチップ３２−ａの発光部配列方向の長さは、上記第１の実施形態のＬＥＤアレイチップ２２と同じ約４［ｍｍ］である。個別電極３５−ａは、各々の発光部３４−ａに対して形成され、一端は発光部３４−ａに接続され、他端にはボンディングワイヤ１６のための個別電極パッド３５ａ−ａが形成されている。この９６個の個別電極パッド３５ａ−ａは、ボンディングワイヤ１６により、ドライバチップ１３の第１［ｂｉｔ］から第９６［ｂｉｔ］までの駆動電極パッド１７（図３においてドライバチップ１３の中央から左側に形成された駆動電極パッド１７）にそれぞれ接続されている。
【００４７】
ここで、個別電極パッド３５ａ−ａは、ＬＥＤアレイチップ３２−ａが配線基板１１上に配列されたときに、対応する駆動電極パッド１７に、ＬＥＤアレイチップおよびドライバチップ１３の配列方向に対して垂直をなす方向で対向するように、ＬＥＤアレイチップ３２−ａ上に配置されている。図３では、９６個の個別電極パッド３５ａ−ａは、ＬＥＤアレイチップ３２−ａ上において、第９６ビット側に偏った位置に、駆動電極パッド１７の配列ピッチと同じピッチで配置されている。従って、ＬＥＤアレイチップ３２−ａは、個別電極パッド３５ａ−ａの配置が左右で非対称な構造である。
【００４８】
また、ＬＥＤアレイチップ３２−ｂには、９６［ｂｉｔ］の発光部３４−ｂが４２．３［μｍ］ピッチで一列に形成されている。このＬＥＤアレイチップ３２−ｂの発光部配列方向の長さは、ＬＥＤアレイチップ３２−ａと同じ約４［ｍｍ］である。個別電極３５−ｂは、各々の発光部３４−ｂに対して形成され、一端は発光部３４−ｂに接続され、他端にはボンディングワイヤ１６のための個別電極パッド３５ａ−ｂが形成されている。この９６個の個別電極パッド３５ａ−ｂは、ボンディングワイヤ１６により、ドライバチップ１３の第９７［ｂｉｔ］から第１９２［ｂｉｔ］までの駆動電極パッド１７（図３においてドライバチップ１３の中央から右側に形成された駆動電極パッド１７）にそれぞれ接続されている。
【００４９】
ここで、個別電極パッド３５ａ−ｂは、ＬＥＤアレイチップ３２−ｂが配線基板１１上に配列されたときに、対応する駆動電極パッド１７に、ＬＥＤアレイチップおよびドライバチップ１３の配列方向に対して垂直をなす方向で対向するように、ＬＥＤアレイチップ３２−ｂ上に配置されている。図３では、９６個の個別電極パッド３５ａ−ｂは、ＬＥＤアレイチップ３２−ｂ上において、第１ビット側に偏った位置に、駆動電極パッド１７の配列ピッチと同じピッチで配置されている。従って、ＬＥＤアレイチップ３２−ｂは、個別電極パッド３５ａ−ｂの配置が左右で非対称であり、ＬＥＤアレイチップ３２−ａをほぼ左右反転したような構造である。
【００５０】
このように第２の実施形態のＬＥＤプリントヘッドにおいては、上記第１の実施形態と同様に、ＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂの発光部配列方向の長さ（約４［ｍｍ］）は、ドライバチップ１３の駆動電極パッド配列方向の長さ（約８［ｍｍ］）よりも短い。このＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを配線基板１１に搭載するときに生じるチップの熱収縮による収縮量は、図１６から約２［μｍ］である。従って、ＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂも、上記第１の実施形態のＬＥＤアレイチップ２２と同様に、チップの長さを、配線基板１１に搭載するときに生じるチップ収縮量がチップ内発光部ピッチ（＝４２．３［μｍ］）の７．５［％］以下になる長さにしたものであり、上記第１の実施形態で説明した白筋印刷不良が発生しない条件を満たしている。また、それぞれのドライバチップ１３が、上記第１の実施形態と同様に、２個のＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを駆動する。
【００５１】
また、第２の実施形態のＬＥＤプリントヘッドにおいては、同じドライバチップ１３に駆動される２個のＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂは、個別電極パッド３５ａ−ａ、３５ａ−ｂのチップ上における配置が異なる。つまり、個別電極パッドのチップ上の配置が異なる２種類のＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを配線基板１１上に搭載している。個別電極パッド３５ａ−ａ、３５ａ−ｂは、ＬＥＤアレイチップ３２−ａおよび３２−ｂが配線基板１１上に配列されたときに、対応する駆動電極パッド１７に、ＬＥＤアレイチップおよびドライバチップ１３の配列方向に対して垂直をなす方向で対向するように、それぞれＬＥＤアレイチップ３２−ａ上およびＬＥＤアレイチップ３２−ｂ上に左右非対称に配置されている。
【００５２】
個別電極パッドを上記のようにチップ上に配置した２種類のＬＥＤアレイチップ３２−ａおよび３２−ｂを、配線基板１１上に交互に配列し、それぞれのドライバチップ１３が一対のＬＥＤアレイチップ３２−ａおよびＬＥＤアレイチップ３２−ｂを駆動するようにしたことにより、個別電極パッド３５ａ−ａと駆動電極パッド１７、および個別電極パッド３５ａ−ｂと駆動電極パッド１７とを接続する全てのボンディングワイヤ１６は、互いに平行に配置される。つまり、ＬＥＤアレイチップ３２−ａおよび３２−ｂは、ドライバチップ１３とＬＥＤアレイチップ３２−ａの間、およびドライバチップ１３とＬＥＤアレイチップ３２−ｂの間を接続するボンディングワイヤ１６が全て平行になるように個別電極パッド３５ａ−ａ、３５ａ−ｂを配置したものである。ボンディングワイヤ１６を互いに斜めに形成するときに発生しやすいボンディングワイヤ同士の接触を低減することができ、ワイヤボンド工程におけるの不良発生率を低下させることができる。
【００５３】
このように第２の実施形態によれば、チップの長さを、加熱処理および冷却処理によるチップ縮み量がチップ内発光部ピッチの７．５［％］以下となる、従来よりも短い長さにしたＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを用いたことにより、上記の加熱処理および冷却処理によるＬＥＤアレイチップの縮み量（チップ間発光部ピッチの広がり量）を白筋印刷不良を生じない量に低減することができるので、上記第１の実施形態と同様に、印刷品質を向上させることができる。
【００５４】
さらに、ボンディングワイヤ１６が全て平行になるように個別電極パッド３５ａ−ａ、３５ａ−ｂを配置した、個別電極パッドの配置が互いに異なる２種類のＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを用いたことにより、ボンディングワイヤ同士の接触を低減することができ、ワイヤボンド工程における不良発生率を低下させることができるので、製造コストを低減することができる。
【００５５】
なお、上記第２の実施形態では、ボンディングワイヤ１６が全て平行になるように、ドライバチップ１３上の駆動電極パッド１７の配置に応じて個別電極パッド３５ａ−ａ、３５ａ−ｂを配置したＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを用いたが、ＬＥＤアレイチップ上の個別電極パッドの配置に応じて駆動電極パッドを配置した、駆動電極パッドの配列ピッチがチップ内で異なるドライバチップを用いても良い。
【００５６】
図４は本発明の第２の実施形態の他のＬＥＤプリントヘッドの拡大構成図である。図４において、３３はドライバチップ、３７−ａ，３７−ｂは駆動電極パッドであり、これら以外は図２と同じである。
【００５７】
ドライバチップ３３上には、一方のＬＥＤアレイチップ２２に接続される９６個の駆動電極パッド３７−ａと、他方のＬＥＤアレイチップ２２に接続される９６個の駆動電極パッド３７−ｂが配置されている。それぞれの駆動電極パッド３７−ａおよび３７−ｂは、対応する個別電極パッド２５ａに、ＬＥＤアレイ２２およびドライバチップ３３の配列方向に対して垂直をなす方向で対向するように配置されている。駆動電極パッド３７−ａの配列ピッチおよび駆動電極パッド３７−ｂの配列ピッチは、個別電極パッド２５ａの配列ピッチに一致している。第９６［ｂｉｔ］の駆動電極パッド３７−ａと第９７［ｂｉｔ］の駆動電極パッド３７−ｂの間のピッチ（間隔）は、互いに隣接するＬＥＤアレイチップ２２間の個別電極パッド２５ａのピッチ（間隔）に一致し、駆動電極パッド３７−ａの配列ピッチおよび駆動電極パッド３７−ｂの配列ピッチよりも広い。
【００５８】
第３の実施形態
図５は本発明の第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの構成図である。図５において、４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄはＬＥＤアレイチップ、４３はドライバチップであり、これら以外は図１と同じである。
【００５９】
第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、上記第１および第２の実施形態とはＬＥＤアレイチップの長さおよびドライバチップの長さが異なる。また、１個のドライバチップ１３によって４個のＬＥＤアレイチップの４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄを駆動する構成である。この第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは６００［ｄｐｉ］でＡ４サイズのＬＥＤプリントヘッドである。なお、ＬＥＤプリントヘッドの動作と組立工程については、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００６０】
ドライバチップ４３は、４１６［ｂｉｔ］のシフトレジスタ回路、ラッチ回路、駆動部などを形成したものである。ドライバチップ４３の長さ寸法ＬICは、約１７［ｍｍ］である。このドライバチップ４３は、駆動部の出力である駆動電極には駆動電極パッドが形成されている。この駆動電極パッドは、各々のＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜４２−ｄの対応する個別電極パッドにワイヤボンド接続されている。また、図示していないが、ドライバチップ４３の信号および印刷データの入出力側には、ドライバチップ４３に入力され、またはドライバチップ４３から出力される一対の入力・出力信号および一対の入力・出力印刷データに対して、それぞれ一対の入力・出力端子が形成され、この入力・出力端子にはワイヤボンドのための入力・出力パッドが接続されている。そして、入力・出力パッドは、配線基板１１の配線パターンにワイヤボンドされており、各々のドライバチップ４３の信号ラインおよび印刷データラインはカスケードに接続されている。
【００６１】
ＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜４２−ｄには、例えば４２．３［μｍ］ピッチで１０４［ｂｉｔ］の発光部および個別電極パッドが形成されている。この場合、ＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜４２−ｄの長さＬLEDa，ＬLEDb，ＬLEDc，ＬLEDdは、約４．４［ｍｍ］である。ＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜４２−ｄは、必ずしも発光部のｂｉｔ数が同じものである必要はなく、４個のＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜ｄのｂｉｔ数の合計が、ドライバチップ４３の駆動電極パッドのｂｉｔ数に一致しているものであれば良い。ＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜ｄが、ｂｉｔ数の異なるものである場合には、チップの長さＬLEDa，ＬLEDb，ＬLEDc，ＬLEDdも異なる。ただし、チップの長さＬLEDa，ＬLEDb，ＬLEDc，ＬLEDdは、配線基板１１に搭載するときに生じるチップ収縮量がチップ内発光部ピッチ（＝４２．３［μｍ］）の７．５［％］以下、つまり上記のチップ収縮量が３．２［μｍ］以下になる長さでなければならない。チップ収縮量が３．２［μｍ］以下になる長さは、図１６から約６［ｍｍ］以下である。配線基板１１の材料等の違いによる図１６のばらつきを考慮し、６００［ｄｐｉ］においては、ＬＥＤアレイチップの長さが５［ｍｍ］以下であれば、チップ収縮量は確実に３．２［μｍ］以下になり、白筋印刷不良は発生しない。従って、チップの長さＬLEDa，ＬLEDb，ＬLEDc，ＬLEDdは、５［ｍｍ］以下でなければならない。
【００６２】
また、４個のＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜４２−ｄは、上記第１の実施形態のように個別電極のパッドの配置が同じ１種類のＬＥＤアレイチップでも良いし、上記第２の実施形態のように個別電極のパッドの配置が異なる２種類以上のＬＥＤアレイチップでも良い。
【００６３】
ＬＥＤアレイチップ４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄは、配線基板１１上に、発光部配列方向に上記の順で一列に並んで複数個配置されている。Ａ４サイズの用紙に対応させるために、ＬＥＤアレイチップ４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄの順で繰り返し並べ、それぞれ１２個ずつ４８個のＬＥＤアレイチップ４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄが配線基板１１上に搭載されている。また、ドライバチップ４３は、配線基板１１上に、１個のドライバチップ４３が１個ずつのＬＥＤアレイチップ４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄからなる合計４個のＬＥＤアレイチップに対応するように、ＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜４２−ｄの配列の片側に、ＬＥＤアレイチップ４２−ａ〜４２−ｄの配列ピッチ寸法の４倍のピッチ寸法で１２個配置されている。
【００６４】
このように第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドにおいては、上記第１の実施形態と同様に、ＬＥＤアレイチップ４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄの発光部配列方向の長さ（５［ｍｍ］以下）は、ドライバチップ４３の駆動電極パッド配列方向の長さ（約１７［ｍｍ］）よりも短い。このＬＥＤアレイチップ３２−ａ、３２−ｂを配線基板１１に搭載するときに生じるチップの収縮量は、図１６から約２．５［μｍ］以下であり、白筋印刷不良が発生しない条件を満たしている。また、それぞれのドライバチップ４３が、４個のＬＥＤアレイチップ４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄを駆動する。
【００６５】
また、ドライバチップ４３の個別電極パッドのｂｉｔ数（４１６［ｂｉｔ］）は、従来のドライバチップ１３（図１０参照）の個別電極パッドのｂｉｔ数（１９２［ｂｉｔ］よりも多い。このため、第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドに搭載されるドライバチップ４３の個数は、従来のＬＥＤプリントヘッドに搭載されるドライバチップ１３の個数よりも少ない。１個のドライバチップに形成される入力・出力パッド数は、個別電極パッドのｂｉｔ数に関係なく同じなので、ＬＥＤプリントヘッドにおける入力・出力パッドの総数は、搭載されているドライバチップの個数によって決まり、搭載されているドライバチップの個数が少ないほど、入力・出力パッドの総数も少なくなる。従って、配線基板１１とこれに搭載されたドライバチップ４３との間のボンディングワイヤの総数を、従来よりも少なくすることができる。
【００６６】
以上のように第３の実施形態によれば、チップの長さを、加熱処理および冷却処理によるチップ縮み量がチップ内発光部ピッチの７．５［％］以下となる、従来よりも短い長さにしたＬＥＤアレイチップ４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄを用いたことにより、上記の加熱処理および冷却処理によるＬＥＤアレイチップの縮み量（チップ間発光部ピッチの広がり量）を白筋印刷不良を生じない量に低減することができるので、上記第１の実施形態と同様に、印刷品質を向上させることができる。
【００６７】
さらに、個別電極パッドのｂｉｔ数を従来よりも多くしたドライバチップ４３を用いたことにより、ＬＥＤプリントヘッドに搭載されるドライバチップの個数を減らして入力・出力パッドの総数を減らすことができ、これにより配線基板１１とこれに搭載されたドライバチップ４３との間のボンディングワイヤの総数を従来よりも減らすことができ、ワイヤボンド工程を簡略化することができるので、ＬＥＤプリントヘッドの製造コストを低減することができる。
【００６８】
なお、上記第３の実施形態では、１個のドライバチップ４３によって４個のＬＥＤアレイチップを駆動する構成について説明したが、本発明のＬＥＤプリントヘッドでは、１個のドライバチップによって３個または５個以上のＬＥＤアレイチップを駆動する構成としても良い。
【００６９】
さらに、本発明のＬＥＤプリントヘッドでは、例えば２個のドライバチップによって３個のＬＥＤアレイチップを駆動する構成、つまり第１のドライバチップによって第１のＬＥＤアレイチップの全ｂｉｔと第２のＬＥＤアレイチップの所定のｂｉｔを駆動し、第２のドライバチップによって第２のＬＥＤアレイチップの残りのｂｉｔと第３のＬＥＤアレイチップの全ｂｉｔを駆動する構成としても良い。
【００７０】
また、本発明のＬＥＤアレイチップは、６００［ｄｐｉ］の場合には、ＬＥＤアレイチップの長さが５［ｍｍ］以下であれば良い。例えば、上記第２の実施形態において、ＬＥＤアレイチップ３２−ａに８０［ｂｉｔ］の発光部３４−ａおよび個別電極パッド３５ａ−ａを形成し、ＬＥＤアレイチップ３２−ｂに１１２［ｂｉｔ］の発光部３４−ｂおよび個別電極パッド３５ａ−ｂを形成しても良い。
【００７１】
第４の実施形態
図６は本発明の第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの構成図である。図６において、５２はＬＥＤアレイチップであり、これ以外は図１と同じである。
【００７２】
第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、上記第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドとはＬＥＤアレイチップの構造が異なる。ＬＥＤアレイチップ５２は、従来のＬＥＤアレイチップ１２（図１０参照）と同じ構造である。また、第４の実施形態は、上記第１の実施形態とはＬＥＤプリントヘッドの組立工程が異なる。この第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、６００［ｄｐｉ］でＡ４サイズのＬＥＤプリントヘッドである。なお、ＬＥＤプリントヘッド全体の構成や動作については、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００７３】
ＬＥＤアレイチップ５２には、１９２個の発光部５４が４２．３［μｍ］ピッチで一列に形成されている。また、それぞれの発光部５４に個別に接続する１９２個の個別電極パッドが形成されている。ＬＥＤアレイチップ５２の発光部配列方向の長さは、約８．１［ｍｍ］である。このＬＥＤアレイチップ５２は、Ａ４サイズに対応するために、配線基板１１上に一列に２６個配置されている。
【００７４】
ドライバチップ１３には、１９２［ｂｉｔ］のシフトレジスタ回路、ラッチ回路、駆動部、駆動電極パッドなどが形成されている。このドライバチップ１３は、ＬＥＤアレイチップ５２に１対１で対応して配線基板１１上に２６個配置されている。ドライバチップｌ３とＬＥＤアレイチップ５２の対応する駆動電極パッドと個別電極パッドとは、それぞれワイヤボンド接続されている。
【００７５】
第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの組立工程は、チップ間発光部ピッチＣを、所望の配列ピッチＰｔ（＝４２．３［μｍ］）よりも、ダイボンド時の加熱処理および冷却処理によるチップの縮み量ΔＬだけ狭くして、２６個のＬＥＤアレイチップ５２を加熱硬化性・導電性ペーストを介して配線基板１１上に配置し、この配線基板１１を加熱して上記のペーストを硬化させ、加熱した配線基板１１を冷却することにより、加熱・冷却処理によりΔＬだけ広がったチップ間発光部ピッチＣが所望の配列ピッチＰｔになるようにするものである。
【００７６】
図７は第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの組立工程を説明する図であり、ＬＥＤアレイチップ５２を配線基板１１に配置した直後、ペーストを硬化させる前の隣接するＬＥＤアレイチップ５２間の拡大図である。図７において、５４は発光部、５５ａは個別電極パッドである。
【００７７】
発光部５４は、４２．３［μｍ］のチップ内発光部ピッチＰで一列に形成されている。発光部５４の幅Ｗは、ＬＥＤプリントヘッドの露光エネルギーと解像力などを考慮して、例えば２０［μｍ］程度に形成される。このとき、ＬＥＤアレイチップ５２の端部からこの端部に最も近い発光部５４の中央までの距離Ｘは、ダイシング工程（半導体ウエハをＬＥＤアレイチップ５２に切り出す工程）のときに設けたマージンＭを約５［μｍ］とすると、例えば約１５［μｍ］である。また、個別電極パッド５５ａは、ドライバチップ１３（図６参照）の対応する駆動電極パッドにボンディングワイヤ１６により接続されている。
【００７８】
まず、配線基板１１上のＬＥＤアレイチップ５２が配列されるパターン上に、加熱硬化性・導電性ペースト（例えば、加熱硬化性のエポキシ樹脂に導電性の銀を混合させた銀ペースト）が塗布され、２６個のＬＥＤアレイチップ５２が上記の加熱硬化性・導電性ペースト上に搭載される。このとき、２６個のＬＥＤアレイチップ５２は、チップ間発光部ピッチＣが、所望の配列ピッチＰｔ（＝４２．３［μｍ］）よりも、加熱・冷却処理によるチップ収縮量ΔＬだけ狭いＰｔ−ΔＬになるように配列される。ＬＥＤアレイチップ５２の長さは約８．１［ｍｍ］であり、チップ収縮量ΔＬは図１６から約４［μｍ］になるので、チップ間発光部ピッチＣを４２．３［μｍ］−４［μｍ］＝３８．３［μｍ］にすれば良い。上記の距離Ｘは約１５［μｍ］であり、チップ間発光部ピッチＣを３８．３［μｍ］としたとき、ＬＥＤアレイチップ５２の隙間Ｇを約８［μｍ］確保できるため、ＬＥＤアレイチップ５２同士を接触させることがなく、高精度に配列することができる。
【００７９】
また、チップ間発光部ピッチＣ＝Ｐｔ−ΔＬでＬＥＤアレイチップ５２を配列した後に、配線基板１１上のドライバチップ１３が配列される領域上に、加熱硬化性・絶縁性ペーストが塗布され、２６個のドライバチップ１３が配線基板１１上に配列される。ドライバチップ１３の長さは、ＬＥＤアレイチップ５２よりも若干短いため、高い配列精度は要求されない。
【００８０】
次に、ＬＥＤアレイチップ５２とドライバチップ１３が加熱硬化性ペーストを介して配置された配線基板１１を、恒温炉により、約１５０［℃］に加熱し、ペーストを硬化させる。この加熱処理が終了した後、配線基板１１は恒温炉から取り出され、冷却される。上記の加熱と冷却により、ＬＥＤアレイチップ５２は、発光部配列方向にΔＬだけ収縮し、これによりチップ間発光部ピッチＣはΔＬ／２だけ広がり、ＬＥＤアレイチップ５２の収縮後のチップ間発光部ピッチＣは、所望の配列ピッチＰｔに一致する。以上でダイボンド工程を終了する。
【００８１】
この後、ドライバチップ１３とＬＥＤアレイチップ５２、およびドライバチップ１３と配線基板１１の間をワイヤボンドし、ＬＥＤプリントヘッドの組立てを完了する。
【００８２】
以上のように第４の実施形態によれば、チップ間発光部ピッチＣが所望の配列ピッチＰｔよりもダイボンド時の熱収縮によるチップの収縮量ΔＬだけ狭くなるように、配線基板１１に加熱硬化性ペーストを介してＬＥＤアレイチップ５２を配置し、この配線基板１１を加熱して上記のペースト硬化させることにより、
ダイボンド後のチップ間発光部ピッチＣを所望の配列ピッチＰｔに一致させることができるので、白筋印刷不良が発生せず、印刷品質を向上させることができる。また、製造コストは従来と同じである。
【００８３】
なお、上記第４の実施形態では、ＬＥＤアレイチップ５２とドライバチップ１３が１対１に対応するＬＥＤプリントヘッドについて説明したが、上記第４の実施形態の組立工程は、ＬＥＤアレイチップが熱収縮する前に、チップ間発光部ピッチが所望のピッチよりも収縮量ΔＬだけ狭くなるように、予めＬＥＤアレイチップを配置しておくものであり、上記第１ないし第３の実施形態のように１個のドライバチップが複数個のＬＥＤアレイチップを駆動する構成のＬＥＤプリントヘッドに適用することも可能である。例えば、上記第１の実施形態では、ＬＥＤアレイチップ２２（図２参照）の収縮量ΔＬは約２［μｍ］なので、加熱処理前のチップ間発光部ピッチＣを４２．３［μｍ］−２［μｍ］＝４０．３［μｍ］にすれば、さらに印刷品質を向上させることができる。
【００８４】
第５の実施形態
図８は本発明の第５の実施形態のＬＥＤプリントヘッドに用いられるＬＥＤアレイチップ６２の上面構造図であり、ＬＥＤプリントヘッドに実装される前（ダイボンド前）のＬＥＤアレイチップ６２である。図８において、６４は発光部、６５ａは個別電極パッド、Ｐ０はダイボンド前の発光部の配列ピッチである。
【００８５】
第５の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、上記第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドとはＬＥＤアレイチップの構造のみが異なる。この第５の実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、６００［ｄｐｉ］でＡ４サイズのＬＥＤプリントヘッドである。なお、ＬＥＤプリントヘッド全体の構成や動作、および組立工程については、上記第４の実施形態と同様である。
【００８６】
ＬＥＤアレイチップ６２には、１９２個の発光部６４が一列に形成されている。また、それぞれの発光部６４に個別に接続する１９２個の個別電極パッド６５ａが形成されている。
【００８７】
ダイボンド前に、ｎ［ｂｉｔ］のＬＥＤアレイチップ上の発光部の配列ピッチが６００［ｄｐｉ］に相当する所望の配列ピッチＰｔ＝４２．３［μｍ］なっていも、ダイボンド時の熱収縮によりＬＥＤアレイチップの長さはΔＬだけ収縮し、これにより発光部の配列ピッチは、所望の配列ピッチＰｔよりもΔＬ／ｎだけ収縮する（ただし、チップ端部からこの端部に最も近い発光部の中心までの距離の２倍が発光部の配列ピッチに等しいものとする）。そこで、第５の実施形態の用いるＬＥＤアレイチップ６２では、所望の配列ピッチＰｔ（＝４２．３［μｍ］）よりも、ダイボンド時のチップの熱収縮による配列ピッチの収縮量ΔＬ／ｎ＝ΔＬ／１９２だけ広い配列ピッチＰ０＝Ｐｔ＋［ΔＬ／１９２］で発光部６４を形成してある。ＬＥＤアレイチップ６２の長さＬは約８．１［ｍｍ］であり、チップ収縮量ΔＬは図１６から約４［μｍ］になるので、ＬＥＤアレイチップ６２の製造時に、配列ピッチＰ０＝４２．３［μｍ］＋（４［μｍ］／１９２）＝４２．３２［μｍ］で発光部６４を形成すれば良い。なお、ｎ［ｂｉｔ］のＬＥＤアレイチップの場合には、配列ピッチＰ０＝Ｐｔ＋ΔＬ／ｎで発光部を形成すれば良い。つまり、（ｎ−１）×Ｐ０＝ΣＰ０、（ｎ−１）×Ｐｔ＝ΣＰｔとすると、ΣＰ０＝ΣＰｔ＋［ΔＬ×（ｎ−１）／ｎ］を満足するように発光部を形成すれば良い。
【００８８】
ここで、ＬＥＤアレイチップの製造工程を簡単に説明する。まず、例えばｎ型のＧａＡｓＰ基板上に拡散マスクとなる絶縁膜を成膜する。次に、一般的なフォトリソ・エッチング法により、絶縁膜に拡散のための窓を一定のピッチで形成する。このときに用いられるフォトマスク上のパターンのピッチにより、拡散マスクの窓のピッチが決定される。すなわち、ＬＥＤアレイチップの発光部を配列ピッチＰ０で形成する場合、このフォトマスクの拡散窓パターンピッチをＰ０にすれば良い。
【００８９】
次に、一般的な拡散法により、例えばＺｎ（亜鉛）などの不純物を拡散窓からＧａＡｓＰ基板中に拡散させ、ｐ型半導体領域を形成する。このｐ型半導体領域が発光部となる。次に、例えばＡＩ（アルミニウム）などの導電性の膜を成膜し、この導電膜を一般的なフォトリソ・エッチング法などによりパターニングし、個別電極および個別電極パッドを形成する。次に、基板の裏面に例えばＡｕ（金）などの導電性の膜を成膜し、共通電極を形成する。そして、ＧａＡｓＰ基板をダイシングしてチップに切り出すことで、ＬＥＤアレイチップが製造される。
【００９０】
第５の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの組立工程は、上記第４の実施形態と同様に、チップ間発光部ピッチＣを、所望の配列ピッチＰｔ（＝４２．３［μｍ］）よりも、ダイボンド時の加熱処理および冷却処理によるチップの縮み量ΔＬだけ狭くして、２６個のＬＥＤアレイチップ６２を加熱硬化性・導電性ペーストを介して配線基板上に配置し、この配線基板を加熱して上記のペーストを硬化させ、加熱した配線基板１１を冷却するものである。上記の加熱・冷却処理によりＬＥＤアレイチップ６２が熱収縮し、加熱・冷却処理後のチップ間発光部ピッチＣは、加熱・冷却処理前よりもΔＬだけ広がり、所望の配列ピッチＰｔになる。また、ダイボンド後のＬＥＤアレイチップ６２のチップ内発光部ピッチＰは、ダイボンド前よりもΔＬ／１９２だけ収縮し、所望の配列ピッチＰｔになる。
【００９１】
以上のように第５の実施形態によれば、ダイボンド前の発光部の配列ピッチＰ０を、ダイボンド時のチップの熱収縮による配列ピッチの収縮量ΔＬ／ｎだけ所望の配列ピッチＰｔよりも広くしたＬＥＤアレイチップ６２を用いることにより、ダイボンド後のチップ内発光部ピッチＰを所望の配列ピッチＰｔに一致させることができるので、印刷品質を上記実施の形態４よりもさらに向上させることができる。また、製造コストは従来と同じである。
【００９２】
なお、上記第１ないし第５の実施形態では、６００［ｄｐｉ］に対応するプリントヘッドについて説明したが、本発明は、プリンタの印刷ドットピッチに限定されるものではなく、例えば１２００［ｄｐｉ］のようなさらに高密度な印刷ドットピッチに対応するＬＥＤプリントヘッドにも適用可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の第１のＬＥＤアレイチップ、ＬＥＤプリントヘッド、および第１のＬＥＤプリントヘッドの製造方法によれば、ＬＥＤアレイチップの収縮量を白筋印刷不良を生じない量に低減することができるので、従来よりも印刷品質を向上させることができるという効果がある。
【００９４】
また、本発明の第２のＬＥＤプリントヘッドの製造方法によれば互いに隣接するＬＥＤアレイチップ間の発光部ピッチ寸法を所望のピッチ寸法（プリンタの印刷ドットピッチに対応するピッチ寸法）にすることができ、白筋印刷不良が発生しないので、従来よりも印刷品質を向上させることができるという効果がある。
【００９５】
また、本発明の第２のＬＥＤアレイチップおよび第３のＬＥＤプリントヘッドの製造方法によれば、ＬＥＤアレイチップ上の発光部配列ピッチ寸法を所望の配列ピッチ寸法（プリンタの印刷ドットピッチに対応するピッチ寸法）にすることができるので、さらに印刷品質を向上させることができるという効果がある。
【００９６】
また、本発明のＬＥＤドライバチップを用いたＬＥＤプリントヘッドによれば、ＬＥＤドライバチップとＬＥＤアレイチップの間を接続する全てのボンディングワイヤが平行に配置され、これによりワイヤボンド工程でのボンディングワイヤの相互接触を減すことができるので、ＬＥＤプリントヘッドの製造コストを低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの構成図である。
【図２】図１の拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの拡大構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の他のＬＥＤプリントヘッドの拡大構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの構成図である。
【図６】本発明の第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの構成図である。
【図７】本発明の第４の実施形態のＬＥＤプリントヘッドの組立工程を説明する拡大図である。
【図８】本発明の第５の実施形態のＬＥＤプリントヘッドに用いられるＬＥＤアレイチップの構造図である。
【図９】従来のＬＥＤプリントヘッドの構成図である。
【図１０】図９の拡大図である。
【図１１】ＬＥＤアレイチップの収縮による従来の問題を説明する図である（収縮前）。
【図１２】ＬＥＤアレイチップの収縮による従来の問題を説明する図である（収縮後）。
【図１３】白筋印刷不良を説明する図である（チップ間発光部ピッチが広がったＬＥＤプリントヘッドを１ビットおきに点灯させた場合）。
【図１４】白筋印刷不良を説明する図である（印刷されたライン＆スペースのパターン）。
【図１５】チップ内発光部ピッチに対するチップ間発光部ピッチの広がり量（チップ縮み量）の割合と白筋発生確率との関係を示す図である。
【図１６】ＬＥＤアレイチップの長さに対するペースト加熱硬化・冷却後のチップ縮み量を示した図である。
【符号の説明】
１１配線基板、１３，３３，４３ドライバチップ、１６ボンディングワイヤ、１７，３７−ａ，３７−ｂ駆動電極パッド、２２，３２−ａ，３２−ｂ，４２−ａ，４２−ｂ，４２−ｃ，４２−ｄ，５２，６２ＬＥＤアレイチップ、２４，３４−ａ，３４−ｂ，５４，６４発光部、２５ａ，３５ａ−ａ，３５ａ−ｂ，５５ａ，６５ａ個別電極パッド。

Claims

チップ上に複数個の発光部を所定間隔で配列した複数のＬＥＤアレイチップを、加熱されて膨張した後に冷却することで加熱前の寸法と略同寸法となる配線基板上に実装するＬＥＤプリントヘッドの製造方法において、
前記配線基板上に実装し加熱された後に冷却することで加熱前の寸法より収縮する前記ＬＥＤアレイチップを、隣接する前記ＬＥＤアレイチップ間の発光部の間隔が、加熱された後に冷却することで前記ＬＥＤアレイチップの加熱前の寸法より収縮する分だけ前記所定の間隔よりも狭くなるように、前記配線基板上に熱硬化性接着剤により接着して複数個配置するステップと、
前記ＬＥＤアレイチップを配置した配線基板を加熱し、前記熱硬化性接着剤を硬化させるステップと、
加熱により前記熱硬化性接着剤が硬化した前記ＬＥＤアレイチップを配置した配線基板を冷却させるステップと
を有することを特徴とするＬＥＤプリントヘッドの製造方法。
前記発光部の配列ピッチ寸法は、前記ＬＥＤアレイチップの熱収縮による配列ピッチの収縮寸法分だけ所望のピッチ寸法よりも広くしたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤプリントヘッドの製造方法。
請求項１又は２のＬＥＤプリントヘッドの製造方法で製造したＬＥＤプリントヘッドを露光装置として用いたことを特徴とする電子写真プリンタ。