JPH10235918A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JPH10235918A JPH10235918A JP4679497A JP4679497A JPH10235918A JP H10235918 A JPH10235918 A JP H10235918A JP 4679497 A JP4679497 A JP 4679497A JP 4679497 A JP4679497 A JP 4679497A JP H10235918 A JPH10235918 A JP H10235918A
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Abstract
基板と、配線導体8を2つの樹脂層7a,7bで挟持す
るとともに、一方の樹脂層7bの一端を切り欠いて配線
導体8の一部を露出させ、該露出した配線導体8をヘッ
ド基板上面の導電層に当接させることにより配線導体が
導電層に電気的に接続されている印刷配線板6と、複数
のコネクタピン10をハウジング12で支持してなり、
印刷配線板6の下方に配され、かつ前記コネクタピン1
0の一部が印刷配線板6の他端側に設けた貫通孔6aを
下方から上方にかけて貫通するとともに半田12を介し
て各配線導体8に接合されているコネクタ部材9とを含
み、前記貫通孔内壁とコネクタピン外周面との間に、
0.1mm〜0.5mmの隙間Cを設け、該隙間C中に
半田12を流入させることによってサーマルヘッドを構
成する。
Description
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドに関するものである。
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば、上面
に複数の発熱抵抗体及び導電層が配設されたヘッド基板
と、該ヘッド基板の導電層に電気的に接続される複数の
配線導体を有した印刷配線板とから成っており、前記ヘ
ッド基板上の発熱抵抗体に外部からの電力を印加し、発
熱抵抗体を印画信号に基づいて個々に選択的にジュール
発熱させるとともに該発熱した熱を感熱記録媒体に伝導
させ、感熱記録媒体に所定の印画を形成することによっ
てサーマルヘッドとして機能する。
々の印画制御信号をヘッド基板上の発熱抵抗体等に供給
するためのもので、このような印刷配線板としては、複
数の樹脂フィルムと複数の配線導体とを交互に積層し、
これらの配線導体同士を樹脂フィルムに設けたビアホー
ルによって相互に結線してなる多層配線板が用いられて
いる。前記印刷配線板とヘッド基板との接続は、印刷配
線板を構成する複数の樹脂フィルムのうち最も下に位置
する樹脂フィルムの一端を切り欠いて配線導体の一部を
露出させ、これをヘッド基板上面の導電層に半田接合さ
せることにより行われる。
図8に示すように、L字型に折り曲げた複数のコネクタ
ピン21をハウジング22で支持してなるコネクタ部材
23が取着されている。このコネクタ部材23は、サー
マルヘッドを外部電気回路に接続させる際、サーマルヘ
ッド側の接続部材として機能するもので、前記コネクタ
ピン21を印刷配線板24の貫通孔に下方より挿入させ
た状態で印刷配線板24に取着される。このようなコネ
クタ部材23を印刷配線板24に取着させる際は、印刷
配線板24を構成する複数の樹脂フィルム25a〜25
cのうち最も上に位置する樹脂フィルム25aの貫通孔
周辺を円形に切り欠いて配線導体26aの一部を露出さ
せておき、この露出部(ランドという)と前記貫通孔に
挿入したコネクタピン21とを前記ランド上で半田27
を用いて接合させることにより行われ、これによって印
刷配線板24の配線導体とコネクタ部材23のコネクタ
ピン21とが電気的・機械的に接続される。尚、コネク
タ部材23のハウジング22を印刷配線板24の下方に
配置させるようにしているのは、サーマルヘッドの印画
動作時にコネクタ部材23が感熱記録媒体の走行の妨げ
とならないようにするためであった。
た従来のサーマルヘッドにおいては、印刷配線板24と
して前述のような多層配線板を用いていることから、こ
の印刷配線板24を製作する際、配線導体26a−26
b間に配される樹脂フィルム25bの所定箇所に配線導
体同士を相互に結線するためのビアホール28を設けた
り、或いは、複数の樹脂フィルム25a〜25cと複数
の配線導体26a,26bとを交互に積層するにあたっ
て樹脂フィルム25bのビアホール28とその上下に配
される複数の配線導体26a,26bとを互いに位置合
わせしたりしなければならない。この結果、サーマルヘ
ッドの製造工程が煩雑になり、製品としてのサーマルヘ
ッドが高価なものとなる欠点を有している。
いてヘッド基板の導電層や印刷配線板の配線導体の配
置、接続構造等を工夫することにより、2枚の樹脂フィ
ルム間に1層の配線導体を介在させただけの1層配線板
を用いることが可能になったとしても、それを前述した
従来のサーマルヘッドの印刷配線板24とそのまま置き
換えて用いるだけではサーマルヘッドの製造工程を十分
に簡略化することができなかった。即ち、先に述べた従
来のサーマルヘッドにおいては、印刷配線板の配線導体
をヘッド基板及びコネクタ部材の双方に接続させるため
にヘッド基板に接続される印刷配線板の一端側で配線導
体を下方に露出させ、かつコネクタ部材が取着される印
刷配線板の他端側で配線導体を上方に露出させておく必
要があり、そのため、2枚の樹脂フィルムの双方に予め
パンチやエッチング等によって孔あけ加工を施しておく
必要があり、またこの2枚の樹脂フィルム間に配線導体
を挟んで印刷配線板を組み立てようとする際、孔あけさ
れた2枚の樹脂フィルム同士を位置合わせするのは比較
的難しく、サーマルヘッドの製造工程を大幅に簡略化す
るところまでは至っていない。
案出されたもので、複数の発熱抵抗体を有し、上面に複
数の導電層が被着されたヘッド基板と、複数の配線導体
を2つの樹脂層で挟持するとともに、一方の樹脂層の一
端を切り欠いて各配線導体の一部を露出させ、該露出し
た各配線導体をヘッド基板上面の各導電層に当接させる
ことにより配線導体が導電層に電気的に接続されている
印刷配線板と、複数のコネクタピンをハウジングで支持
してなり、印刷配線板の下方に配され、かつ前記コネク
タピンの一部が印刷配線板の他端側に設けた貫通孔を下
方から上方にかけて貫通するとともに半田を介して各配
線導体に接合されているコネクタ部材と、を含むサーマ
ルヘッドであって、前記貫通孔内壁とコネクタピン外周
面との間に、0.1mm〜0.5mmの隙間を設け、該
隙間中に半田を流入させてなることを特徴とするもので
ある。
て詳細に説明する。図1は本発明のサーマルヘッドの一
形態を示す平面図、図2は図1をX方向から見た側面図
であり、1はヘッド基板、6は印刷配線板、9はコネク
タ部材である。
29.0mm×5.57mm)をなすように形成された
アルミナセラミックス製の絶縁基板上に、複数の発熱抵
抗体2、複数の導電層3、及び複数のドライバIC5を
それぞれ取着させた構造を有している。
方の長辺に沿って例えば200dpiの線密度で直線状
に被着・配列されており、それ自体が窒化タンタル等の
電気抵抗材料から成っているため、後述する導電層3や
印刷配線板6等を介して外部からの電力が印加されると
ジュール発熱を起こし、感熱記録媒体Aに印画を形成す
るのに必要な温度、例えば250〜400℃の温度とな
る。
等の導電材料によって絶縁基板の上面全体にわたって所
定パターンをなすように被着・形成されており、その一
部は発熱抵抗体2やドライバIC5に駆動電力を供給す
るための電力供給用配線として、またその他のものはド
ライバIC5に種々の印画制御信号等を供給するための
信号供給用配線として機能する。
縁基板の他方の長辺に沿って間に18mm程度の間隔を
あけて一列に配列・搭載されており、内部にシフトレジ
スタ、ラッチ回路、スイッチング素子等の論理回路を所
定ビットずつ有しているため導電層3や印刷配線板6等
を介して外部からの印画制御信号等が供給されると複数
の発熱抵抗体2を印画制御信号に基づいて個々に選択的
にジュール発熱させるようになっている。
導電層3は、従来周知のスパッタリング法及びフォトリ
ソグラフィー技術等を採用することによって絶縁基板の
上面に所定厚み、所定パターンに被着・形成され、前記
ドライバIC5はその一主面に設けられた複数の端子電
極を従来周知のフェースダウンボンディング法等によっ
て絶縁基板上の導電層3に個々に電気的に接続させるこ
とによって絶縁基板の上面に搭載される。
3の一部が隣接するドライバIC5−5間の領域もしく
はドライバIC5の列の外側領域まで導出されており、
該導出部をヘッド基板1に併設される印刷配線板6の配
線導体8に電気的に接続するようにしている。
バー部材として機能する樹脂層としての2枚の樹脂フィ
ルム7a,7bで複数の配線導体8を挟持した1層配線
板の構造を有しており、図3に示すように、下側に位置
する一方の樹脂フィルム7bの一端を切り欠いて各配線
導体8の一部を下方に露出させ、該露出した各配線導体
8をヘッド基板上面の各導電層3に半田12を介して当
接させることにより導電層3が導電層3の前記導出部に
電気的に接続されている。尚、前記配線導体8の露出部
表面にはスズ、ニッケル、金等の半田ぬれ性の良好な金
属がメッキ等によって薄く被着させており、これによっ
て配線導体8をヘッド基板1の導電層3に良好に半田接
合し得るようになっている。
や印画制御信号等をヘッド基板1上の発熱抵抗体2やド
ライバIC5等に供給するためのもので、例えば、可撓
性を備えたポリイミド樹脂等で樹脂フィルムが形成され
たフレキシブル印刷配線板等が用いられる。ここで印刷
配線板6は、その一端がヘッド基板1に搭載したドライ
バIC5−5間の領域まで延出され、この延出部分で配
線導体8をヘッド基板1の導電層3に接続するようにし
ているため、ドライバIC5の搭載位置と絶縁基板の他
方の長辺との間には印刷配線板6の配線導体8とヘッド
基板1の導電層3とを接続するための広いスペース等を
確保する必要がなく、複数のドライバIC5を絶縁基板
の他方の長辺に沿って無理なく配置させることができ、
サーマルヘッドの小型化が可能な構造になっている。
脂フィルム7aの一主面に銅箔を接着し、更にこれにケ
ミカルエッチング等を施すことによって複数の配線導体
8をパターン形成した後、パンチ等を用いて所定箇所に
予め孔あけ加工を施した樹脂フィルム7bを前述の樹脂
フィルム7aに対し配線導体8を挟むようにして接着す
ることで製作される。尚、このような製法で印刷配線板
6を製作する際、樹脂フィルム7aの一主面に銅箔を接
着するための接着剤の厚みを樹脂フィルム7aの中央部
で厚くなるようになしておけば、銅箔が樹脂フィルム7
aよりも長くなるので、サーマルヘッドの印画動作時、
発熱抵抗体2の発する熱によって樹脂フィルム7aが熱
膨張しても配線導体8及び樹脂フィルム7a間に発生す
る熱応力が有効に緩和される。
述するコネクタ部材9を取着させるための複数の貫通孔
6aが一列に設けられており、この貫通孔6aにコネク
タ部材9のコネクタピン11を下方から上方にかけて貫
通させ、これを配線導体8に半田接合させることによっ
てコネクタ部材9が印刷配線板6に取着されるようにな
っている。
に、錫メッキが施された黄銅から成る複数のコネクタピ
ン10(径:0.4mm〜2.0mm)をL字型に折り
曲げ、これらを印刷配線板6の下方に配されるナイロン
製のハウジング11で支持させた構造を有しており、サ
ーマルヘッドを外部電気回路に接続させる際のサーマル
ヘッド側の接続部材として機能する。
クタピン外周面と印刷配線板6の貫通孔内壁との間に
は、0.1mm〜0.5mmの隙間Cが設けられてお
り、該隙間C中に半田12を流入させることによってコ
ネクタピン10と配線導体8とを半田接合するようにし
ている。また本形態においては、前記貫通孔6aの周囲
に配されている樹脂フィルム7bの一部を円形状に切り
欠いて配線導体8を下方に露出させ、この露出部(ラン
ド)にスズ、ニッケル、金等の半田ぬれ性が良好な金属
をメッキ等によって薄く被着させることによって印刷配
線板6の下面側に露出する配線導体8にも半田12が接
合されるようにしている。
a,7bを接着して印刷配線板6を組み立てた後に、パ
ンチ等を用いて孔あけすることによって印刷配線板6の
他端部に比較的簡単に形成することができるもので、該
貫通孔6aの内壁とコネクタピン10の外周面との間に
は溶融半田が流れ込むのに十分な隙間Cが設けられてい
るため、コネクタ部材9を印刷配線板6に取着させる
際、図5に示すように、コネクタ部材9のコネクタピン
10を印刷配線板6の貫通孔6aに挿入させた上、半田
ゴテB等を用いて溶融させた半田12’を印刷配線板6
の上面側より隙間Cに流入させることによりコネクタピ
ン10と配線導体8とを簡単に半田接合させることがで
きる。
されている樹脂フィルム7bの一部を切り欠いて配線導
体8を下方に露出させ、この露出部に半田ぬれ性が良好
な金属をメッキ等によって薄く被着させているため、印
刷配線板6の下面側に回り込んだ半田12が下方に露出
された配線導体8にも良好に被着されることとなり、両
者の半田接合をより確実なものとなすことができる。
線板6はアルミニウム等の金属材料から成る支持体13
上に両面テープ等を介して載置され、これによって支持
体13上で支持される。このとき、印刷配線板6とコネ
クタ部材9と支持体13とをエポキシ樹脂等から成る接
着剤によって接着しておけば、サーマルヘッドの各構成
部材同士を極めて強固に機械的に接続させておくことが
でき、サーマルヘッドを外部電気回路に接続するにあた
ってコネクタ部材9を抜き・差しする際などに多少の外
力が印加されても破損しにくくなすことができる。
は、前記ヘッド基板1上の発熱抵抗体2に導電層3及び
印刷配線板6を介して外部からの電力を印加し、発熱抵
抗体2を印画制御信号に基づいて個々に選択的にジュー
ル発熱させるとともに該発熱した熱を感熱記録媒体Aに
伝導させ、感熱記録媒体Aに所定の印画を形成すること
によってサーマルヘッドとして機能する。
明する。 (実験例)まず、貫通孔の径を0.7mm、0.8m
m、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4m
m、1.6mm、1.8mm、2.0mmとした印刷配
線板を各10個ずつ準備し、φ0.6mmのコネクタピ
ンを各印刷配線板の貫通孔の略中央に配置させた状態で
保持する。そして、印刷配線板の上面側より貫通孔とコ
ネクタピンとの隙間に溶融半田を流し込んでコネクタ部
材のコネクタピンと印刷配線板の配線導体とを半田接合
し、貫通孔の径と接合不良等の発生頻度について調べ
た。その結果を図6に示す。尚、この実験で用いた半田
の組成は錫47.5%、鉛50.0%、銀2.5%であ
り、この半田は225℃の温度で溶融するものであっ
た。
間の隙間Cが0.05mmとなる0.7mm径の印刷配
線板では、溶融半田が隙間Cを通りにくく、半田のヌレ
不良が発生してその大部分(80%)で接合不良が発生
した。
0.6mmとなる1.8mm径の印刷配線板では、その
20%で半田が流れ出して接続不良を起こし、更にコネ
クタピン−貫通孔間の隙間Cが0.7mmとなる2.0
mm径の印刷配線板では、その40%で半田が流れ出し
接続不良を起こした。
間Cが0.1mm〜0.5mmに設定された0.8mm
〜1.6mm径の印刷配線板では、溶融半田が貫通孔−
コネクタピン間の隙間Cを良好に通り抜けてコネクタピ
ンと配線導体とを良好に半田接合することができ、この
場合の不良率は0%であった。
ピンとを良好に半田接合させるには、貫通孔−コネクタ
ピン間の隙間Cを0.1mm〜0.5mmに設定しなけ
ればならないことが判る。
れば、印刷配線板6の貫通孔内壁とコネクタ部材9のコ
ネクタピン外周面との間に、0.1mm〜0.5mmの
隙間を設けるようにしたことから、コネクタ部材9を印
刷配線板6に取着させる際、コネクタ部材9のコネクタ
ピン10を印刷配線板6の貫通孔6aに挿入させた状態
で、溶融半田を印刷配線板6の上方より貫通孔内壁とコ
ネクタピン外周面との間に設けた前記隙間Cからコネク
タピン10を伝って良好に流し込むことができ、半田1
2’をコネクタ部材9のハウジング11が配されている
印刷配線板6の下面側に回り込ませる等して配線導体8
とコネクタピン10とを良好に半田接合させることがで
きる。これによって、2枚の樹脂フィルム7a,7bで
配線導体8を挟持しただけの簡単な構造の1層配線板を
用いてサーマルヘッドを構成することが可能になり、印
刷配線板6として多層配線基板を用いていた従来例のよ
うな煩雑な製造工程、作業等は一切不要となる。従って
サーマルヘッドの製造工程が簡略化され、製品としての
サーマルヘッドを安価になすことができる。
刷配線板6は、ヘッド基板1に接続される一端側の配線
導体8も、コネクタ部材9が取着される他端側の配線導
体8も、共に下方に露出させてあるため、樹脂フィルム
への孔あけ加工は下面側に配される一方の樹脂フィルム
7bにのみ施しておけば良く、また2枚の樹脂フィルム
7a,7b間に配線導体8を挟んで印刷配線板6を組み
立てる際には樹脂フィルム同士の位置合わせも比較的簡
単で、この点においてもサーマルヘッドの製造工程を簡
略化することができる。
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々の変更、改良等が可能であり、例えば、コネクタ部材
9のハウジング11の上面に、図7に示すように、所定
の窪み14を設けておけば、半田12を窪み14の中に
収容させることができるので、印刷配線板6の貫通孔近
傍に十分に大きなランドを設けることができない場合で
あっても、十分な量の半田12を用いてランドとコネク
タピン10とを半田接合することができ、一定の接合強
度を保つことができる。従ってコネクタ部材9のハウジ
ング11の上面には所定の窪み14を設けておくことが
好ましい。
の樹脂層としてポリイミド製の樹脂フィルムを用い、こ
のような2枚の樹脂フィルムを配線導体を挟むようにし
て互いに貼り付けることで印刷配線板を構成するように
したが、これに代えて、印刷配線板を製作するのに1枚
の樹脂フィルムと液状になした樹脂の前駆体とを使用
し、配線導体を被着させた樹脂フィルムの一主面に前記
前駆体をスクリーン印刷等によって塗布及び硬化させて
印刷配線板を構成するようにしても構わない。
の樹脂層に孔あけするのにパンチを採用したが、これに
代えて、ケミカルエッチングやドリル等を用いて印刷配
線板に孔あけしても構わない。
配線板の貫通孔内壁とコネクタ部材のコネクタピン外周
面との間に、0.1mm〜0.5mmの隙間を設けるよ
うにしたことから、コネクタ部材を印刷配線板に取着さ
せる際、コネクタ部材のコネクタピンを印刷配線板の貫
通孔に挿入させた状態で、溶融半田を印刷配線板の上方
より貫通孔内壁とコネクタピン外周面との間に設けた
0.1mm〜0.5mmの隙間からコネクタピンを伝っ
て良好に流し込むことができ、溶融半田をコネクタ部材
のハウジングが配されている印刷配線板の下面側に回り
込ませる等して配線導体とコネクタピンとを良好に半田
接合させることができる。これによって、2つの樹脂層
で配線導体を挟持しただけの簡単な構造の1層配線板を
用いてサーマルヘッドを構成することが可能になり、印
刷配線板として多層配線基板を用いていた従来例のよう
な煩雑な製造工程、作業等は一切不要となる。従ってサ
ーマルヘッドの製造工程が簡略化され、製品としてのサ
ーマルヘッドを安価になすことができる。
である。
断面図である。
大断面図である。
断面図である。
面図である。
ネクタ部材の接続構造を示す拡大断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】複数の発熱抵抗体を有し、上面に複数の導
電層が被着されたヘッド基板と、 複数の配線導体を2つの樹脂層で挟持するとともに、一
方の樹脂層の一端を切り欠いて各配線導体の一部を露出
させ、該露出した各配線導体をヘッド基板上面の各導電
層に当接させることにより配線導体が導電層に電気的に
接続されている印刷配線板と、 複数のコネクタピンをハウジングで支持してなり、印刷
配線板の下方に配され、かつ前記コネクタピンの一部が
印刷配線板の他端側に設けた貫通孔を下方から上方にか
けて貫通するとともに半田を介して各配線導体に接合さ
れているコネクタ部材と、を含むサーマルヘッドであっ
て、 前記貫通孔内壁とコネクタピン外周面との間に、0.1
mm〜0.5mmの隙間を設け、該隙間中に半田を流入
させてなるサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4679497A JP3488798B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4679497A JP3488798B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | サーマルヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10235918A true JPH10235918A (ja) | 1998-09-08 |
JP3488798B2 JP3488798B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=12757251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4679497A Expired - Fee Related JP3488798B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3488798B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010194855A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | 記録ヘッドおよびこれを備えている記録装置 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP4679497A patent/JP3488798B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010194855A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | 記録ヘッドおよびこれを備えている記録装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3488798B2 (ja) | 2004-01-19 |
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