JPH0631962A

JPH0631962A - サーマルヘッド及びそのサーマルヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH0631962A
Application number: JP20953492A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Kamisaki; 勝人上崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【目的】高硬度モールドレジンを用いてサーマルヘッ
ドのドライバＩＣを封止し、小型化、歩留向上を図ると
ともに、信頼性をも確保する。【構成】セラミック基板２上の封止該当部をシランカ
ップリング剤９等で表面改質する。また、高硬度モール
ドレジン８は、ワク囲いを描画、レベリングした後、内
側を充填する。そしてセラミック基板２とガラスエポキ
シ基板４との間には、低粘度、低応力のシリコンレジン
１０を流し込む。【効果】モールドの寸法・形状が安定し、耐湿性やセ
ラミック基板の反りが問題のないレベルで形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリなどに
用いられるサーマルヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は例えば三菱ファクシミリＦシリー
ズのカタログ（１９９０年４月作成）に示される従来の
サーマルヘッドの斜視図及び一部断面正面図であり、図
において、１はアルミベース、２は導体パターン等が形
成されているセラミック基板、３は導体パターンの１つ
としての発熱抵抗体、４はファクシミリ等からの信号が
入力される回路が形成されるガラスエポキシ基板、５は
ドライバＩＣを封止しているシリコンモールドレジン、
６はドライバＩＣ、７はドライバＩＣ６から導出されて
回路に接続される金などでできたワイヤである。セラミ
ック基板２とガラスエポキシ基板４とは、略平行に配さ
れて両面テープでアルミベース１に接着されている。ま
た、シリコンモールドレジン５は、セラミック基板２と
ガラスエポキシ基板４とにまたがって、ドライバＩＣ６
とワイヤ７ａ，７ｂとを封止する構造になっている。

【０００３】次に動作について説明する。ガラスエポキ
シ基板４上の回路に入力されたファクシミリ等の印字信
号は、ワイヤ７ａを通してドライバＩＣ６に入力され
る。入力された印字信号に応じて、ワイヤ７ｂを介して
導体パターンに電流が流され、発熱抵抗体３が発熱す
る。この発生した熱により、感熱紙等への記録を行う。
ドライバＩＣ６及びワイヤ７ａ，７ｂは、シリコンモー
ルドレジン５で封止されて、外部からのゴミや、応力に
よるワイヤ７ａ，７ｂの倒れやハガレ等を防いでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のサーマルヘッド
は、以上のように構成されているので、シリコンモール
ドレジン５は強度が低いため、その上にモールド全体を
覆うようにカバーを取り付けなければならず、小型化の
妨げとなっていた。また、カバーを取り付ける前の取り
回しで、不注意に強くシリコンモールドレジン５をつか
んでしまうために起こるワイヤ７ａ，７ｂの倒れや断線
が問題となっていた。

【０００５】そこで図４に示される様に、シリコン変性
エポキシ樹脂等の高硬度モールドレジン８を用いたサー
マルヘッドを試作した。図中１〜７までは、図３と共通
の符号である。しかし、そこで、次の３つの問題点が発
生した。（１）寸法・形状の安定性が悪い（気泡、にじみ出し
等）。（２）耐湿性が劣化する。（３）セラミック基板２が反る（発熱抵抗体３の位置精
度が悪化する）。

【０００６】上記（１）の問題を、図４について説明す
ると、セラミック基板２上は、グレーズドガラス層や導
体パターンで覆われている。そこへ高硬度モールドレジ
ン８を塗布すると、互いの濡れ性が悪いためにセラミッ
ク基板２上でにじみが発生してしまう。にじみの度合い
は０．５mm〜１mmぐらいの範囲であるが、小型化の推進
によりセラミック基板２の幅は小さくなってきているの
で設計寸法に大きな影響を及ぼす。また、セラミック基
板２とガラスエポキシ基板４との間の隙間や、ワイヤ７
ａ，７ｂの下側は、高硬度モールドレジン８が高粘度の
ため、ノズルから一度に全体を吐出形成すると完全に充
填することができず空間が生じやすい。その結果、高硬
度モールドレジン８を加熱硬化させる時、発泡が発生す
る確率が高くなる。発泡はもちろん外形不良となる。

【０００７】上記（２）の問題は、耐湿性試験のため、
プレッシャークッカー試験（１２１℃２atm １００％Ｒ
Ｈ）に規定時間かけた場合、腐食等の原因のためサーマ
ルヘッドが破壊されてしまうという問題である。これ
は、（１）の問題の場合と同じ様に、セラミック基板２
とガラスエポキシ基板４との間の隙間等に高硬度モール
ドレジン８が充分に充填されず、水分等が入りこみ発生
するものと考えられる。実際に、セラミック基板上にの
み高硬度モールドレジンで封止を行なった別の機種の試
作では、プレッシャークッカー試験を規定時間かけた場
合でも異常は発生しなかった。

【０００８】上記（３）の問題は、図５の上面図、グラ
フに見られる様にＡ４サイズ，Ｂ４サイズのサーマルヘ
ッドを試作した場合、アルミベース１端面からの発熱抵
抗体３の位置が加熱硬化処理後、大きく変位するという
問題である。例えば、下側のグラフの点線が加熱前の抵
抗体位置とすると、加熱硬化後は実線で示される様に弓
なりになってしまう。変位量（Ａ），（Ｃ）部分と
（Ｂ）部分を比べるとおおよそ１５０μｍぐらいであ
る。規格値は１００μｍ以下であるので、組み付け誤差
等を考えると５０μｍ以下にはしておかなければならな
い。原因はセラミック基板２とガラスエポキシ基板４の
線膨張係数の違いで、高硬度モールドレジン８を介して
セラミック基板２が引っ張られるために起こる。従来の
サーマルヘッドには上述したように種々の問題点があっ
た。

【０００９】この発明は、上記の様な問題点を解決する
ためになされたもので、ドライバＩＣを封止した高硬度
モールドレジンの寸法・形状を安定させ、耐湿性の劣化
やセラミック基板の反りを低減させることのできるサー
マルヘッドを得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るサ
ーマルヘッドは、セラミック基板上の高硬度モールドレ
ジン８封止該当部をシランカップリング剤等を用いて表
面改質し、濡れ性を改善するものである。

【００１１】また、請求項２の発明に係るサーマルヘッ
ドの製造方法は、高硬度モールドレジンを少し高粘度の
ものでワイヤに浸透するようにワク囲いを描画してや
り、その後、それと同程度か低粘度の高硬度モールドレ
ジンワク囲いの内側を埋めて封止該当部を形成するもの
である。

【００１２】請求項３の発明に係るサーマルヘッドは、
高硬度モールドレジン８でのワク囲い後、内側を充填す
るまえに、ワク囲いを土手として低粘度、低応力のシリ
コンレジン等をセラミック基板とガラスエポキシ基板と
の間隙に流し込むものである。

【００１３】

【作用】請求項１の発明におけるサーマルヘッドは、セ
ラミック基板上の封止該当部がグレーズガラス層や導体
パターンで覆われているため、高硬度モールドレジンと
の濡れ性が悪く、はじいたり、にじんだりするのを防ぐ
ため、シランカップリング剤等で封止該当部を表面改質
しているので、安定した形状の高硬度モールドレジンを
セラミック基板上に形成できる。

【００１４】また、請求項２の発明におけるサーマルヘ
ッドの製造方法は、高硬度モールドレジンを形成する
際、まず始めに少し高粘度のもので、ワイヤに沿ってワ
ク囲いを吐出描画する。これには、２つの理由があり、
１つは、後述する低粘度、低応力のシリコンレジンをセ
ラミック基板とガラスエポキシ基板との間に流し込む際
の土手にするためである。もう１つには、高硬度モール
ドレジンは１度に全体を吐出描画すると、ワイヤの下に
隙間ができて気泡発生のもととなるため、まずワク囲い
でワイヤの下にレジンを浸透させ、その後、内側を同程
度かそれ以下の粘度のレジンで充填することにより隙間
を少なくして気泡の発生を低減させるものである。

【００１５】請求項３の発明におけるサーマルヘッド
は、セラミック基板とガラスエポキシ基板との間に低粘
度、低応力のシリコンレジンを、基板間の間隙が充分に
埋まる様に流し込むことで、基板相互の線膨張係数の違
いによる応力を緩和してセラミック基板の反りを低減
し、その上、気泡の発生の低減及び水分等の浸入による
耐湿性劣化の低減を図れる。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１においては図４と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。図１において、９は高硬度モール
ドレジン８内のセラミック基板２上に設けられたシラン
カップリング剤、１０はセラミック基板２とガラスエポ
キシ基板４との間に流し込まれたシリコンレジンであ
る。

【００１７】次に動作について説明する。図１のサーマ
ルヘッドの製造方法を図２を用いて説明する。図２にお
いて、（ａ）はドライバＩＣ６封止前の状態を示してい
る。同図（ｂ）では、セラミック基板２上に、シランカ
ップリング剤９を塗布し、乾燥させている。塗布は、極
細のノズルから定量吐出させて行い、乾燥は１００℃以
上の乾燥炉で１０分〜１５分行うか、エアーブローによ
り行う。これによりセラミック基板２上の封止該当部が
表面改質され、高硬度モールドレジン８を塗布した場合
でも形状よく塗布できる。

【００１８】同図（ｃ）は、７００Ｐｏｉｓｅ〜９００
Ｐｏｉｓｅのやや高粘度の高硬度モールドレジン８をノ
ズルから定量吐出させて、ワク囲いを描画したところで
ある。この時、レジンの一部がワイヤ７ａ，７ｂにかか
る様にし、ワイヤ７ａ，７ｂの下の間隙に浸透させて気
泡発生のもととなる空間を減少させるようにしている。
同図（ｄ）は、（ｃ）で描画したワク囲いを土手とし
て、低粘度、低応力のシリコンレジン１０をノズルから
定量吐出させて、セラミック基板２とガラスエポキシ基
板４との間に流し込む。シリコンレジン１０は５０Ｐｏ
ｉｓｅ以下のシャンクションコーティングタイプのもの
を用い、セラミック基板２とガラスエポキシ基板４との
間隙が充分に埋まる様にする。

【００１９】次に同図（ｅ）に示される様に、ワク囲い
で使ったものと同等かそれ以下の粘度の高硬度モールド
レジン８を、少し太めのノズルを使って吐出し、内側を
埋める。その後、１００℃で１時間ほどプリキュアを行
い、１５０℃で３０分から１時間のキュアを行い加熱硬
化させて、高硬度のドライバＩＣ６封止レジンを得る。

【００２０】以上の様に構成されたサーマルヘッドで
は、ドライバＩＣ６及びワイヤ７の封止は、従来の図３
のシリコンモールドレジン５に代わって高硬度モールド
レジン８でなされているので、封止部分を覆うカバー
は、不用もしくは縮小でき、サーマルヘッドの小型化に
有効である。また、工程内での取り回しで不注意にモー
ルドレジンを強くつかんでしまうことによるワイヤ７
ａ，７ｂの倒れや断線も防げる。そして、このような利
点を備えつつも従来の製法では、寸法・形状の安定性が
悪いことや、耐湿性が落ちること、セラミック基板２の
反りが発生するなどの問題点があり、実用は困難であっ
た。しかし、この発明においては、寸法・形状の安定性
が悪い事に関しては、セラミック基板２の封止該当部を
シランカップリング剤等で表面改質することにより、高
硬度モールドレジン８のにじみ、はじき等を押えて寸法
相安定性を良くした。

【００２１】また、形状の不安定のもととなる気泡に関
しては、まずワイヤ７ａ，７ｂに沿ってレジンのワク囲
いを形成し、ワイヤ７ａ，７ｂ下の空間を無くす様に浸
透させた後、全体を吐出形成することや、セラミック基
板２とガラスエポキシ基板４との間隙に低粘度、低応力
のシリコンレジン１０を流しこむことでレジン内の空間
を減少させ、加熱硬化のためのキュア時に気泡が発生す
るのを大幅に低減させた。

【００２２】次に耐湿性の劣化については、過去の事例
からセラミック基板２とガラスエポキシ基板４にまたが
ってモールドレジンが載っているものについてプレッシ
ャークッカー試験（１２１℃ ２atm １００％ＲＨ）で
規定時間経過後、不良が発生していることから基板間の
間隙から水分等が浸入することが原因と考えた。その対
策としても先に述べたセラミック基板２とガラスエポキ
シ基板４との間隙に低粘度、低応力のシリコンレジン１
０を流し込むことは有効で、耐湿性を問題のないレベル
で引き上げた。

【００２３】そして、セラミック基板２の反りについて
は、これも、低粘度、低応力のシリコンレジン１０が、
線膨張係数の違いによる応力を緩和し、セラミック基板
の反りを５０μｍ以下にした。このようにして、サーマ
ルヘッドの小型化、歩留り向上の推進のため、高硬度モ
ールドレジン８を採用でき、それについての種々の問題
点も解決できた。

【００２４】実施例２．なお、以上の実施例１では、ド
ライバＩＣ６がワイヤ７ａ，７ｂで接続されたものに用
いたが、バンプ等で接続されたものに用いても良い。

【００２５】実施例３．また、以上の実施例１，２で
は、サーマルヘッドの場合について述べたが、その他
に、セラミック基板上にグレーズガラス層や導体パター
ンが被覆されていて、その上にＩＣを配置し、モールド
レジンで封止しなければならない電子デバイスについて
も、封止該当箇所をシランカップリング剤等で表面改質
しレジンとの濡れ性を良くすることで、レジンの形状を
安定させることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、セラミック基板上のドライバＩＣ封止該当部にシラ
ンカップリング剤等を塗布する構成としたので、表面改
質が行われ、高硬度モールドレジンをにじみ、はじき等
を少なく形成することができる効果がある。

【００２７】また、請求項２の発明によれば、やや高粘
度の高硬度モールドレジンでワク囲いを行い、その後、
同程度かそれ以下の粘度のレジンを内側に流し込むよう
にしたので、ワイヤ下等の空間を少なくでき、気泡の発
生を低減できる効果がある。

【００２８】請求項３の発明によれば、セラミック基板
とガラスエポキシ基板との間に低粘度、低応力のシリコ
ンレジンを流し込む構成としたので、気泡の発生の低
減、耐湿性の向上、セラミック基板２の反りの低減を達
成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるサーマルヘッドを示
す斜視図及び一部断面正面図である。

【図２】この発明の実施例による製造工程を示す一部断
面正面図である。

【図３】従来のサーマルヘッドの構成を示す斜視図及び
一部断面正面図である。

【図４】従来のサーマルヘッドの構成を示す斜視図及び
一部断面正面図である。

【図５】従来のサーマルヘッドの基板の反り具合を示す
平面図及びグラフ図である。

【符号の説明】

１アルミベース２セラミック基板４ガラスエポキシ基板６ドライバＩＣ８高硬度モールドレジン９シランカップリング剤１０シリコンレジン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミベース上に近接配置されたセラミ
ック基板及びガラスエポキシ基板と、上記セラミック基
板上に設けられたドライバＩＣと、上記セラミック基板
の端部と上記ガラスエポキシ基板の端部とにまたがって
形成され上記ドライバＩＣを封止する高硬度モールドレ
ジンと、上記高硬度モールドレジンの内部における上記
セラミック基板上に設けられたシランカップリング剤と
を備えたサーマルヘッド。
【請求項２】アルミベース上に近接配置されたセラミ
ック基板及びガラスエポキシ基板と、上記セラミック基
板上に設けられたドライバＩＣと、上記セラミック基板
の端部と上記ガラスエポキシ基板の端部とにまたがって
形成され上記ドライバＩＣを封止する高硬度モールドレ
ジンとを備えたサーマルヘッドを製造するためのサーマ
ルヘッドの製造方法において、上記高硬度モールドレジ
ンによる封止を行う際に、先ず、やや高粘度の高硬度モ
ールドレジンを用いてワク囲いを行い、レベリングを行
った後、上記やや高粘度と同程度かそれ以下の粘度の高
硬度モールドレジンを上記ワク囲いの内側に充填するこ
とを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項３】アルミベース上に近接配置されたセラミ
ック基板及びガラスエポキシ基板と、上記セラミック基
板上に設けられたドライバＩＣと、上記セラミック基板
の端部と上記ガラスエポキシ基板の端部とにまたがって
形成され上記ドライバＩＣを封止する高硬度モールドレ
ジンと、上記セラミック基板とガラスエポキシ基板との
間隙に設けられたシリコンレジンとを備えたサーマルヘ
ッド。