JPH07321141A - ワイヤボンディング接続構造 - Google Patents

ワイヤボンディング接続構造

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JPH07321141A
JPH07321141A JP6110807A JP11080794A JPH07321141A JP H07321141 A JPH07321141 A JP H07321141A JP 6110807 A JP6110807 A JP 6110807A JP 11080794 A JP11080794 A JP 11080794A JP H07321141 A JPH07321141 A JP H07321141A
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wires
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Takehiro Niitsu
岳洋 新津
Masao Funada
雅夫 舟田
Shimizu Sagawa
清水 佐川
Yasuo Takayama
康夫 高山
Masaaki Araki
雅昭 荒木
Seiya Omori
誠也 大森
Yasushi Miyajima
靖 宮島
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 修繕が容易な、接続信頼性の高いワイヤボン
デイング接続構造。 【構成】 近距離同志の接続端子対をボンデイングワイ
ヤ９０ａで接続し、遠距離同志の接続端子対をボンデイ
ングワイヤ９０ｂで接続する。ボンデイングワイヤ９０
ａ，９０ｂの頂点位置Ｔを発熱抵抗体駆動用ＩＣ８０の
エッジ８５の上部に揃えて配設すると共に、隣接するボ
ンデイングワイヤ９０ａ，９０ｂは、遠距離同志の接続
端子対をつなぐボンディングワイヤ９０ｂのボールネッ
ク９５からループの頂点のワイヤの中心軸までの高さを
Ｈ、近距離同志の接続端子対をつなぐボンディングワイ
ヤ９０ａのボールネック９５からループの頂点のワイヤ
の中心軸までの高さをｈ、隣接するボンディングワイヤ
のピッチをＬ、ワイヤ９０の直径をｒとしたとき、√
（Ｈ2＋Ｌ2）＞ｈ＋ｒの関係を有するよう配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング方法
に係り、特にファクシミリやプリンターなどに用いられ
るサーマルヘッド等の、相対向して高密度に配置された
接続端子間をワイヤボンディングする際に、ワイヤ間の
接触が少なく、また接触した場合の修繕も容易にでき
て、高信頼性をもって接続が可能なワイヤボンディング
の接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ファクシミリやプリンターなどに
用いられているサーマルヘッドは図４に示すように構成
される。サ−マルヘッドは支持板１上に、複数の発熱抵
抗体６及び発熱抵抗体用配線パターン５の形成された第
１の絶縁基板２、ＩＣ用配線パターン７の形成された第
２の絶縁基板３と発熱抵抗体駆動用ＩＣ８を配設してい
る。発熱抵抗体用配線パターン５と発熱抵抗体駆動用Ｉ
Ｃ８とはボンディングワイヤ９で接続され、発熱抵抗体
駆動用ＩＣ８とＩＣ用配線パターン７とは接続するボン
ディングワイヤ１０で接続している。ボンデングワイヤ
９，１０は封止樹脂１１で封止されている。駆動部分は
保護カバー１３により被覆され、プラテンローラ１４と
発熱抵抗体６は感熱紙１５を介して圧接されている。こ
こで、１２はコネクタソケットを示す。
【０００３】従来のサーマルヘッドは、各発熱抵抗体か
らの接続端子群および駆動用ＩＣ上の接続端子群が一列
に配置され、相対応する端子間をすべて同じ長さのボン
ディングワイヤによって接続していた。しかし、近年、
薄膜や厚膜の微細加工技術の進歩によりサーマルヘッド
の発熱抵抗体の画素密度が高密度化し、それに伴い接続
端子群の密度も高くなってきた。金ワイヤを用いたワイ
ヤボンディングの場合、第１ボンディングの潰れた金ボ
ールの幅は通常８０μｍ以上あり、又第２ボンディング
の金ワイヤの潰れ幅は７０μｍ以上はあって、画素密度
が３００ＤＰＩ以上になると、ボンディングワイヤのピ
ッチが８５μｍ以下となるため接続端子群を一列に配設
してワイヤボンディングすることが極めて困難になり、
また、隣接するボンディングワイヤが接触しやすくなる
ため信頼性の問題も出てきた。この問題を解決するため
に特開昭５７−１６５２７２号に開示されているような
ワイヤボンディング接続装置が提案されている。この構
造を図５、図６を用いて説明する。
【０００４】サ−マルヘッドの駆動用ＩＣの実装部分は
セラミック等の絶縁基板上に薄膜技術や厚膜技術によっ
て一列に高密度に並べられた複数の発熱抵抗体６と、発
熱抵抗体駆動用ＩＣ８と、各発熱抵抗体６の一端を共通
接続した共通電極４とを有し、各発熱抵抗体６からの接
続端子群５’は選択的に出力される駆動用ＩＣ８上の接
続端子群８’に対応するように設けられ、それぞれの接
続端子間はワイヤ９によって接続されている。第１の接
続端子群５’と第２の接続端子群８’がそれぞれ千鳥状
に配設され、近距離同志を接続するボンディングワイヤ
９ｂの高さが、近距離同志を接続するボンディングワイ
ヤ９ａの高さよりも高く配設されたワイヤボンディング
接続構造である。
【０００５】このワイヤボンディング接続構造による
と、ボンディングワイヤの実質的な密度が半分になるた
め、３００ＤＰＩ以上の画素密度のサーマルヘッドも容
易にワイヤボンディングが可能で、隣接するワイヤとの
接触の問題も少なくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このワ
イヤボンディング接続構造によると、従来の一列配置さ
れた接続端子をワイヤボンディングする場合に比べて次
のような問題が発生した。すなわち、ワイヤループの高
さが高くなってＩＣ実装部の厚みが増し、結果的にサー
マルヘッドとＩＣ実装部のクリアランスが狭くなるの
で、サーマルヘッドの基板幅を広げなければならなくな
った。遠距離同志のボンディングワイヤの高さを近距離
同志のボンディングワイヤの高さよりも高く設定する場
合には、隣接するワイヤとの距離が十分離れているか、
または、ワイヤ倒れが生じても接触不良を起こしにくい
ワイヤループ形状にする必要がある。また、遠距離同志
のボンディングワイヤの高さは、高くしすぎると近距離
同志のボンディングワイヤの修正がしにくい他、ワイヤ
倒れやワイヤ垂れを生じるので最小限低くすることが望
ましい。
【０００７】従来のワイヤボンディング方法は図７に示
すように、単に遠距離同志のボンディングワイヤ９ｂの
高さを近距離同志のボンディングワイヤ９ａの高さより
も高く設定するというだけでは、図中の点線に示すよう
に、短いワイヤ９ａと長いワイヤ９ｂの頂点位置Ｔが異
なる場合があり、このときにはボンディングワイヤの高
さが高く、またワイヤを長く必要とするわりには隣接ワ
イヤとの最も近接する距離が短いという不具合が生じ
る。また、ボンディングワイヤの長さを変えずにボンデ
ィングワイヤのループの頂点をずらすと、ワイヤのたる
みや垂れの問題はないが、図８に示すように、近距離同
志の接続端子対をつなぐボンディングワイヤ９ａが遠距
離同志の接続端子対をつなぐボンディングワイヤ９ｂよ
り頂点位置Ｔが高くなってしまうケースが発生する。
【０００８】また、遠距離同志のボンディングワイヤ９
ｂの高さが高すぎるとワイヤ倒れが生じやすくなるだけ
でなく、遠距離同志のボンディングワイヤ９ｂに触れず
に近距離同志のボンディングワイヤ９ａを修正すること
も極めて困難となる。従って、第１の接続端子群および
第２のの接続端子群がそれぞれ千鳥状に配設され、近距
離同志および遠距離同志の接続端子対のそれぞれ相対応
する端子間をボンディングワイヤによって接続され、遠
距離同志のボンディングワイヤの高さが近距離同志のボ
ンディングワイヤの高さも高く配設されたワイヤボンデ
ィング方法を行う場合には、遠距離同志のボンディング
ワイヤ９ｂの高さをできるだけ低く設定し、なおかつ隣
接するボンディングワイヤとの接触不良が生じないよう
にする必要があった。本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンデイ
ング接続構造は第１の接続端子群および第２の接続端子
群がそれぞれ千鳥状に配設され、近距離同志および遠距
離同志の接続端子対のそれぞれ相対応する端子間をボン
ディングワイヤによって接続され、遠距離同志のボンデ
ィングワイヤの高さが近距離同志のボンディングワイヤ
の高さよりも高く配設されたワイヤボンディング方法に
おいて、遠距離同志の接続端子対をつなぐボンディング
ワイヤのループの頂点位置と、近距離同志の接続端子対
をつなぐボンディングワイヤのループの頂点位置を、Ｉ
Ｃ等接続端子群形成板のエッジ位置に揃えた構成を具備
する。
【００１０】また、本発明のワイヤボンデイング接続構
造は遠距離同志の接続端子対をつなぐボンディングワイ
ヤのボールネックからループの頂点のワイヤの中心軸ま
での高さをＨ、近距離同志の接続端子対をつなぐボンデ
ィングワイヤのボールネックからループの頂点のワイヤ
の中心軸までの高さをｈ、隣接するボンディングワイヤ
のピッチをＬ、ワイヤの直径をｒとした時、隣接するボ
ンデイングワイヤは√（Ｈ2＋Ｌ2）＞ｈ＋ｒの関係を持
たせた構成を具備する。
【００１１】
【作用】遠距離同志の接続端子対をつなぐボンディング
ワイヤのループの頂点位置と、近距離同志の接続端子対
をつなぐボンディングワイヤのループの頂点位置とが揃
っているので、隣接するワイヤの距離が十分確保されて
おり、無駄なワイヤのたるみ等も発生しにくい構造とな
る。
【００１２】また、ボンディングワイヤの最高部をでき
るだけ低くするためにはボンディングワイヤのループの
頂点付近で隣接ワイヤと接触しないように設計してやれ
ばよい（図３参照）。ボンディングワイヤが倒れる場合
は、通常、第１ボンディングのボールネック９５の上か
ら倒れる。遠距離同志の接続端子対をつなぐボンディン
グワイヤ９０ｂのボールネック９５からループの頂点の
ワイヤ９０ｂの中心軸までの高さＨ、近距離同志の接続
端子対をつなぐボンディングワイヤ９０ａのボールネッ
ク９５からループの頂点のワイヤ９０ａの中心軸までの
高さをｈ、隣接するボンディングワイヤ９０ａ，９０ｂ
のピッチをＬ、ワイヤの直径をｒとしたとき、√（Ｈ2
＋Ｌ2）≦ｈ＋ｒのときに遠距離同志のボンディングワ
イヤ９０ｂと近距離同志のボンディングワイヤ９０ａが
ループの頂点で接触することになる。したがって、√
（Ｈ2＋Ｌ2）＜ｈ＋ｒとなるように設定すれば、近距離
同志のボンディングワイヤ９０ａが倒れても隣接する遠
距離同志のボンディングワイヤ９０ｂに接触することは
なく、また、この範囲でできるだけ小さなＨを採用する
ことでＩＣ実装部の厚みを薄くおさめることが可能とな
る。なお、遠距離同志のボンディングワイヤが倒れた場
合は、修正が容易に行えるので問題はない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明のワイヤボンディング接続構造
の実施例を図面により説明する。図１は実装部分の側面
図、図２は平面図である。３００ＤＰＩのサーマルヘッ
ドの発熱抵抗体駆動用ＩＣ８０として、第１の接続端子
群８５が千鳥状に配設され、そのピッチが７８μｍであ
るＩＣを用いた場合のワイヤボンディング方法の場合に
ついて説明する。ＩＣ用パタ−ン７０の第２の接続端子
群７５との近距離の接続端子対の距離が０．５ｍｍ、遠
距離の接続端子対の距離が１ｍｍのものを、直径２８μ
ｍのワイヤ９０で接続したとき、近距離同志のボンディ
ングワイヤ９０ａのボールネック９５からループの頂点
のワイヤの中心軸までの高さは平均で８４μｍ、標準偏
差は８％となる。なお、直径２８μｍのワイヤを用いた
場合、近距離同志のボンディングワイヤの高さをこれ以
下に設定することは難しい。
【００１４】ボンディングワイヤ９０ｂのボールネック
９５からループの頂点のワイヤ９０ｂの中心軸までの高
さＨ、ボンディングワイヤ９０ａのボールネック９５か
らループの頂点のワイヤ９０ａの中心軸までの高さを
ｈ、隣接するボンディングワイヤ９０ａ，９０ｂのピッ
チをＬ、ワイヤの直径をｒとしたとき、√（Ｈ2＋Ｌ2）
＜ｈ＋ｒを変形すると、 Ｈ＞√｛（ｈ＋ｒ）2−Ｌ2｝ となるので、上式より遠距離同志の接続端子対をつなぐ
ボンディングワイヤ９０ｂのボールネック９５からルー
プの頂点のワイヤ９０の中心軸までの高さＨの最小値を
計算する。近距離同志の接続端子対をつなぐボンディン
グワイヤ９０ａのボールネック９５からループの頂点の
ワイヤ９０の中心軸までの高さｈは、高さのばらつきが
正規分布すると仮定すると、平均値＋３×標準偏差＝１
０４．２μｍとなり、１０４．２μｍ以内に９９．７４
％がはいる。このｈを用いてＨの範囲をもとめると、 Ｈ＞√｛（１０４．２＋２８）2−７８2｝＝１０６．７
μｍ となる。ただし、遠距離同志の接続端子対をつなぐボン
ディングワイヤ９０ｂの高さのばらつきも８％程度ある
ので、（Ｈの平均値−３×標準偏差）が１０６．７μｍ
以上となるようにすると、 １０６．７／（１−０．０８×３）＝１４０．４μｍ となる。したがって、遠距離同志の接続端子対をつなぐ
ボンディングワイヤ９０ｂの高さは最低でも１４０．４
μｍとれば、仮にワイヤ倒れが生じたとしてもそのとき
に隣接するワイヤが接触する確率は（１−０．９９７
４）２＝６．７６Ｅ−６となり、十分高いボンディング
レベルにあるといえる。
【００１５】そして、遠距離同志の接続端子対をつなぐ
ボンディングワイヤ９０ｂと近距離同志の接続端子対を
つなぐボンデイングワイヤ９０ａのル−プの頂点Ｔを、
発熱抵抗体駆動用ＩＣ８０をワイヤ９０が横切るエッジ
８５の上部に配設する。もちろん、ボンディングワイヤ
の高さをこれ以上に設定することは容易であるが、倒れ
たワイヤの修正のしやすさ、ワイヤのたるみや垂れ、実
装部の厚みが厚くなることを考慮すると、本発明による
ワイヤボンディング方法で設定されたボンディングワイ
ヤの形状および高さが確保されていれば、必要以上に高
いボンディングワイヤは信頼性上好ましくない。
【００１６】なお、ボンディングワイヤの形状およびル
ープの頂点位置については、デジタルヘッドワイヤボン
ダー等を用いてボンディングすれば、ボンディングワイ
ヤを任意の形状にコントロールすることが可能である。
【００１７】この実施例に示すように、本発明のワイヤ
ボンディング接続構造は、隣接するワイヤ間の接触も少
なく、また接触の修繕も容易にして、高信頼性を持って
接続が可能なワイヤボンディングを高密度に行うことが
可能となり、また、ＩＣ実装部の厚みを極端に厚くする
こともないので、サーマルヘッドの大きさも従来のレベ
ルを維持することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上、本発明のワイヤボンディング接続
構造は、隣接するワイヤ間の接触も少なく、また接触の
修繕も容易にして、高信頼性をもって接続が可能なワイ
ヤボンディングを高密度に行うことが可能になった。ま
た、ＩＣ実装部の厚みを極端に厚くすることもないの
で、サーマルヘッドの大きさも従来のレベルを維持する
ことができた。
【００１９】さらに、本発明のワイヤボンディング接続
構造はサーマルヘッドの場合についてのみ説明してきた
が、イメージセンサアレイのＩＣ実装部のワイヤボンデ
ィングや、他の高密度ワイヤボンディング等にも適用す
ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるサ−マルヘッド実装部の側面説
明図。
【図２】 図１の上面図。
【図３】 図１のＹ方向からの側面図。
【図４】 サ−マルヘッドの全体説明図。
【図５】 サ−マルヘッド実装部の上面説明図。
【図６】 実装部の側面図。
【図７】 実装部の側面図。
【図８】 実装部の側面図。
【符号の説明】
７０ ＩＣ配線パタ−ン、 ８０ 発熱抵抗体駆動用Ｉ
Ｃ、 ８５ エッジ、９０ ワイヤ、 ９０ａ 近距離
同志の接続端子対をつなぐボンデイングワイヤ、 ９０
ｂ 遠距離同志の接続端子対をつなぐボンデイングワイ
ヤ。
フロントページの続き (72)発明者 高山 康夫 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 荒木 雅昭 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 大森 誠也 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 宮島 靖 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の接続端子群および第２の第１の接
    続端子群がそれぞれ千鳥状に配設され、近距離同志およ
    び遠距離同志の接続端子対のそれぞれ相対応する端子間
    をボンディングワイヤによって接続され、遠距離同志の
    ボンディングワイヤの高さが近距離同志のボンディング
    ワイヤの高さよりも高く配設されたワイヤボンディング
    接続構造において、 遠距離同志の接続端子対をつなぐボンディングワイヤの
    ループの頂点位置と、近距離同志の接続端子対をつなぐ
    ボンディングワイヤのループの頂点位置をＩＣ等の接続
    端子群形成板のエッジ上に揃えたことを特徴とするワイ
    ヤボンディング接続構造。
  2. 【請求項２】 第１の接続端子群および第２の第１の接
    続端子群がそれぞれ千鳥状に配設され、近距離同志およ
    び遠距離同志の接続端子対のそれぞれ相対応する端子間
    をボンディングワイヤによって接続され、遠距離同志の
    ボンディングワイヤの高さが近距離同志のボンディング
    ワイヤの高さよりも高く配設されたワイヤボンディング
    接続構造において、 隣接するボンデイングワイヤは、遠距離同志の接続端子
    対をつなぐボンディングワイヤのボールネックからルー
    プの頂点のワイヤの中心軸までの高さをＨ、近距離同志
    の接続端子対をつなぐボンディングワイヤのボールネッ
    クからループの頂点のワイヤの中心軸までの高さをｈ、
    隣接するボンディングワイヤのピッチをＬ、ワイヤの直
    径をｒとしたとき、√（Ｈ2＋Ｌ2）＞ｈ＋ｒの関係を有
    するよう配設してなる請求項１記載のワイヤボンディン
    グ接続構造。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013202797A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Toshiba Hokuto Electronics Corp サーマルプリントヘッド

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JP2013202797A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Toshiba Hokuto Electronics Corp サーマルプリントヘッド

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