JPS60143640A - 集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １、産業上の利用分野 本発明は集積回路装置、例えば感熱記録ヘッドに関する
ものである。

２　従来技術 感熱記録ヘッド（以下、単にヘッドと略す。）は、被記
録紙又は感熱紙等の被記録体に対して直接的に若しくは
インクフィルムを介して当接された状態で、記録用の電
気信号によって発熱部がド、ト状に選択加熱され、これ
によって被記録体に画像等を記録できるように構成され
ている。

従来のヘッドでは一般に、基板上に発熱体層を設け、こ
の上に多数の対向電極を形成して発熱部を構成しており
、その（信号）電極に対し集積回路（以下、ＩＣと称す
る。）部から目的とする画像パターンに対応した信号を
与えるようにしている。

こうしたヘッドとしては、例えば特開昭５７−８１７７
号、５７−８１７８号、５７−８１７９号、５７−８１
８０号、５７−４３８８３号、５７−４３８８４号、５
７−１０７８６６号、５７−１０７８６７号、５７−１
０７８６８号、５７−１２３０７１号等各公報に開示さ
れたものがある。

従来のヘッド、例えばダイレクトドライブ方式のヘッド
では、第１図に示す如き回路構成のＩＣチップ４が使用
されている。　ここで、Ｓｉｎは記録信号、ＣＬＫはク
ロックパルス、ｓＴＢはストロープ信号、ＥＮＢはイネ
ーブル信号、■ＣＣは電源電圧、ＰＧ及びＶＧは接地レ
ベルを示す。　シフトレジスタＳＲに入れたＳｉｎをＣ
ＬＫによってラッチ回路ＬＴに送、ｌ、ＳＴＢでラッチ
回路ＬＴに−Ｈメモリしておき、ゲートＧに選択入力さ
れるＥＮＢによって駆動トランジスタＴｒをオンさせ、
ランチ回路ＬＴから記録信号を翳を介して発熱部への出
力配線１２へ供給する。

従来のヘッドでは、ＩＣ基板上の配線幅が広いため、Ｉ
Ｃ基板を複数に分割して各基板上にＩＣチップをマウン
トする場合にはＩＣ基板間の接続は困難ではなかった。

　しかしなが呟ヘッドの小型化、ＩＣ基板上の単層配線
化の要求が高まるに伴なって、ＩＣ基板上のＩＣ制御配
線をＩＣチップの下に設けることが非常に有利である。

　第２図には、ＩＣチップ４と配線との関係を示したが
、図中の２はライン状に配列された発熱部（ドツト）、
９は共通の接地電極であシ、また１２′は第１図の各種
信号及び電圧を供給するためにＩＣチップ４下を通して
設けられた制御配線である。

こうした制御配線１２′は、線幅が４５μｍ以下で１０
０μｍ以下のピッチで形成されるので、ＩＣ基板と発熱
部側の基板との位置関係は従来通シ重視しなければなら
ない反面、ＩＣ基板間の位置合せも重要である。　これ
を第３図〜第５図に示したヘッドについて詳細に説明す
る。

このヘッド２０は、本出願人が先に出願した特願昭５８
−１４０１２２号によるヘッドと基本的には同一構成か
らなっている。　共通の基体（例えばアルミニウム基板
）１上に、発熱部２を設けた抵抗体基板（例えばアルミ
ナ等のセラミックス板）３と、多数（例えば６４個）の
ＩＣチップ４を固定したプリント基板（例えばガラス・
エポキシ又はセラミックス板）５とが一定の間隙６を置
いて対向して固定されている。　ＩＣチップ４と発熱部
２との電気的接続は、上記間隙６上にてプリント基板５
と抵抗体基板３との間に架は渡されたフィルムキャリア
テープ７によって行なわれている。

発熱部２は、抵抗体基板３上に被着された発熱体（例え
ば窒化メンタル）層８上に形成されている例えばアルミ
ニウム製の共通の接地電極９と、同発熱体層８上におい
て接地電極９の長さ方向に多数本配列せしめられている
例えばアルミニウム製の信号電極１０との各対向部分１
１によって形成されている。　一方、ＩＣチップ４は一
定個数毎に、（９）で示した間隙を置いて互いに対向し
た別々のプリント基板５上にマウントされ、プリント基
板５上に所定パターンに設けられた例えばアルミニウム
製の配線１２に対し、Ａｕ又はＡＬ等のワイヤ１３によ
ってワイヤポンディングされている。　ＩＣチップ４下
には例えばアルミニウムからなる制御配線１２′が設け
られ、ヘッド長方向に沿って平行に延びている。　なお
、上記の各配線パターンは簡略図示されている。　フィ
ルムキャリアテープ７は、例えばポリイミド基板１４上
に、上記信号電極１０及び配線１２に対応した本数（例
えば６４本）の例えば銅箔製のリード１５が接着された
ものからなっている。　これらのリード１５と信号電極
１０との接続はいわゆるビームリード方式で行なってよ
く、り一ド１５の両端部を予め幾分張出させておき、こ
こを熱圧着して接続を行なうことができる。　なお、上
記した各電極又は配線の形成、ＩＣチップのマウント及
びワイヤボンディングは、公知の半導体装技術によって
行なえるので、それらの詳細な説明は省略する。　また
、図示省略したが、第３図において発熱体層８上には更
に、ＳｉＯ２膜及び酸化タンタル膜（耐摩耗被膜）が順
次被着され、発熱体層８下には５ｉｎｓ等の熱保持層が
設けられる。

上記のヘッドにおける各配線間の接続を第６図について
説明する。　この第６図は、第４図の一部分を拡大した
ものであって共通している部分は共通の符号を付して説
明を省略する。　なお、ＩＣ制御配線１２′はワイヤ１
３′によって各ＩＣチップのポンディングパッドとワイ
ヤボンディングされている。

第６図において、フィルムキャリアテープ７によるテー
プポンディングは横方向（即ちＸ方向）の精度を２０μ
ｍ以下としなければならないので、テープ７により互い
に接続されるべき配線１２．１０の対向し合う配線端子
１２ａと１０ａとの位置合せをＸ方向で正確に行なう必
要がある。　しかしこのようにＸ方向での位置合せを正
確にすると、隣接するプリント基板５−５間の縦方向（
即ちＶ方向）での位置精度が悪くなり、図示の如くに間
隙３０を間にして対向し合う制御配線１２′の配線端子
１２ａ′がＶ方向にずれてしまい、Ｘ方向において正確
に位置が一致しなくなる。　従って、この状態で一点鎖
線で示す如くに両配線端子１２　ａ’　−１２ａ’間を
フィルムキャリアテープ７′で接続すると、テープ７′
上のリード１５′の位置が一方の端子１２ａ′側でずれ
てしまい、位置精度が不良となり易い。　このため、ボ
ンディングミスが多発し易いことが判明した。

３、発明の目的 本発明の目的は、上述のヘッドの如く対向配線端子間が
接続される装置においてボンディングを確実に行なうこ
とのできる構造を提供することにある。

４、発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明の目的は、対向位置が精度良く一致せしめ
られた状態で互いに接続される第１の対向配線端子（例
えば上述の配線端子１２ａ−１０ａ）と、対向位置の精
度が比較的緩やかでよい状態で前記第１の対向配線端子
間の接続方向と交差する方向において互いに接続される
第２の対向配線端子（例えば上述の配線端子１２ａ’　
−１２ａ’）とを有し、前記第１の対向配線端子間の接
続がフィルムキャリア方式で行なわれ、かつ前記第２の
対向配線端子間の接続がワイヤボンディングで行なわれ
ていることを特徴とする集積回路装置（例えば感熱記録
ヘッド）に係るものである。

本発明が案出される過程において、本発明者は、第６図
に示した如き接続を行なうに際し、フィルムキャリア方
式によるボンディングは配線端子間の位置合せを精度良
く行なう必要があるが、ワイヤボンディングの場合には
ボンディング方向と直交する方向での配線端子間の位置
ずれが生じてもこれに追随したボンディングが可能であ
ることを見出した。　本発明はこうした新たな認識に基
いてなされたものであって、高精度の位置合せを要する
第１の対向配線端子間はフィルムキャリア方式で、比較
的精度が緩やかでよい第２の対向配線端子間はワイヤボ
ンディングで接続されるように構成したので、第１及び
第２の対向配線端子間の接続（ボンディング）方向が交
差、例えば直交していても、一方を精度良く接続する一
方、他方を位置ずれがあっても必ずワイヤで確実に接続
することができる。　従ってボンディングを常に確実に
行なえ、歩留、信頼性等を大幅に向上させることができ
る。

５　実施例 以下、本発明を感熱記録ヘッドに適用した実施例を図面
について詳細に説明する。

本実施例によるヘッドは基本的には、第１図〜第６図に
示したものと同様の構成からなっているので、上述した
ものと共通する部分には共通の符号を付してその説明を
省略する。　本実施列によるヘッドで特徴的な構成は、
第７図に示す如く、例えば８本／鱈と多数の配線端子１
２ａ−１０ａ間を正確に位置合せしてフィルムキャリア
テープ７でボンディングするとＩＣ制御配線端子１２　
ａ’　−１２ａ′間が１方向に位置ずれが生じるが、こ
れら配線端子１２　ａ’　−１２ａ’間がワイヤ１７に
よって確実にボンディングされるようにしていることで
ある。

即ち、ワイヤによるボンディングはボンディング方向と
直交する方向におけるずれが１鱈程度であっても、その
ずれ方が一定のピッチで生じている場合には、パターン
認識によりオートボンダーで容易に所定の端子同士を接
続することができるのである。

こうして、精度の要求される端子１２ａ−１０ａ間（プ
リント基板５−抵抗体板３間）はフィルムキャリアテー
プ７で接続され、しかも多数の端子同士が短時間に接続
されると同時に、他方の端子１２ａ’　−１２ａ’間（
隣接するプリント基板５−５間）がボンディングミスな
しに確実に接続されることになるから、すべてのボンデ
ィングを確実に行なえる。

なお、上記配線端子間をすべてワイヤボンディングする
ことも考えられるが、これではボンディング時間がかか
りすぎて作業性が悪くなる上に、ボンディングの歩留が
大幅に低下する。　つまり、一般に知られているように
、全自動化されたワイヤボンディング時の歩留シは、ボ
ンディング位置のずれ等の要因から０．９９８　（９９
，８％）であるとされ、ワイヤ数（ｎ）に応じて（０，
９９８）”になるものとされているので、ワイヤの総使
用本数が多くなる程に歩留が低下するからである。

第７図の如くにボンディングを行なう際、実際には、配
線端子１２ａ−１０ａ間の位置合せは１２０μｍ以下の
精度を要し、必要に応じて両基板５−３間に適当な治具
を入れて両基板を基体１　（第３図〜第５図参照）上に
接着固定する。　このとき、プリント基板５は真空チャ
ックで吸引して位置固定しながら持上げ、公知のマニー
ピーレータによシブリント基板５又は基体１を移動せし
め、両者をアラインメントする。　しかる後、抵抗体板
３とプリント基板５との間を上記のフィルムキャリアテ
ープ７でテープボンディングし、更にプリント基板５−
５間をワイヤ１７でワイヤボンディングする０　なお、
ワイヤボンディング時のパターン認識は１■程度のずれ
をも修正できるので、上記マニーピュレータによるプリ
ント基板５の接着固定時にはＸ方向（第７図参照）のみ
に注目して位置合せすれば、組立てを確実に行々える。

　この場合、プリント基板５−５間には上述した間隙３
０が存在しているので、Ｘ方向での位置合せ時のプリン
ト基板５の移動は間隙３０の領域で充分に吸収され、位
置合せを自由度を以って確実に行なえる。

上記においては、両基板５−３間をフィルムキャリア方
式で接続したが、第８図の如くにプリント基板５−５間
を１方向に位置合せして配線端子１２　ａ’　−１２ａ
’間を正確に対応させ、これらをフィルムキャリアテー
プ７′のリード１５′によって精度良く接続すると同時
に、他方の配線端子１２ａ　−１０ａ間をワイヤ１８で
ワイヤボンディングすることもできる。　即ち、配線端
子１２　ａ’　−１２ａ’を高精度に位置合せすれば他
方の配線端子１２　ａ　−１０ａ間が図示の如くに位置
ずれし易いが、これらの端子間は横方向（Ｘ方向）のず
れに対し許容範囲の大きいワイヤ１８によるワイヤボン
ディングを用いれば容易かつ正確に接続できるのである
。　しかも、プリント基板５−５間の位置合せを上記の
ように正確に行なうとＶ方向においても配線端子１２ａ
　−１０ａ間の距離がばらつくこともあるが、この場合
でもワイヤ１８によって目的とする対向端子１２ａ　−
１０ａ間の接続は確実に行なえる。

なお、ワイヤ１８によるワイヤボンディングはワイヤ長
が数■若しくはそれ以上でも可能であるため、上記間隙
６が存在していてもこれを越えてワイヤボンディングを
行なうことができる。

上述した各列によるヘッド２０は、上記に加えて更に次
の如き利点も有している。

即ち、上記ヘッド２０によれば、発熱部２と共にＩＣチ
ップ４を共通の支持体である基体１上に設けているので
、ヘッド構成が著しく簡略化若しくはコンパクトなもの
となる。　この場合、特にＩＣ部は、ＩＣチップ４のマ
ウント及び配線へのワイヤボンディングで実装されるが
、作動時にＩＣチップ４から発生する熱は下地の基板５
（更には１）を通して放散されるから、ＩＣの熱破壊を
効果的に防止できる。　また、プリント基板５は発熱部
２側の抵抗体板３に対し上記間隙６を置いて分離して対
向配置されているので、発熱部２で生じた熱はプリント
基板５側へ殆んど伝達されることはなく、この点でもＩ
Ｃ部を有効に保護することができる。

プリント基板５と抵抗体板３とが上記のように分離して
設けることの他の利点としては、そのように構成するこ
とによって抵抗体板３自体の幅を狭くできる（即ち、小
幅で長尺状の抵抗体板にできる）から、発熱体層８を例
えばスパッタ法で形成する際に抵抗体板３をスパッタ装
置内へ装入し易く、また一度に処理される抵抗体板の個
数も増やせるために量産性が向上することになる。

また、ＩＣチップ４をマウントするプリント基板５は、
第３図及び第４図に示した如く、ＩＣチップの一定個数
毎に別々に設けられていることも重要である。　これは
、ＩＣチップのワイヤボンディングとの関連で顕著な効
果がある。　仮に、上記とは異なって１枚のみのプリン
ト基板上に多数のＩＣチップをマウントしたとき、例え
ばワイヤの総本数を３０００本とすれば歩留は（０，９
９ｓ　）ｓｏｏ。

中０．００２５となることがある。　これに対し、上記
実施例のようにプリント基板５を幾つかに分けると、プ
リント基板上のＩＣチップ数（従ってワイヤ本数）を減
らせるから、各プリント基板５上のＩＣチップ数に対応
したワイヤ本数を各プリント基板毎に例えば５００本に
でき、このためにワイヤボンディングの歩留は各プリン
ト基板について夫ｋ　（０，９９８）ｓ０’　中０．３
６７５７！：　ナルｏ　Ｒッテ、上記実施例のようにプ
リント基板を複数（例えば６枚）に分けることによって
、歩留が大幅に向上することになる。

ＩＣチップ４は各プリント基板５毎にマウントされ、ワ
イヤボンディングされた後に、各プリント基板５が基体
１上に接着等で固定されるが、この際、基体１には必ず
と言ってよい程反りがあり、その表面は全体として平担
ではない。　このため、仮に、１枚のみのプリント基板
を基体１上に固定した場合、両者の密着性が悪く、接着
不良が生じ易い。　しかし、上記実施例によれば、プリ
ント基板を分割し、個々に基体１上に固定できるので、
上記に比べて基体１の表面性の影響を緩和し、個々のプ
リント基板５の基体１に対する密着性は良くなり、接着
強度が向上する。　加えて、各プリント基板５の位置は
、その固定時に独立して決めることができるから、例え
ばフィルムキャリアテープ７上の各リード１５に対し各
配線１２が可能な限り正確に対応するように各プリント
基板５を位置調整でき、その調整に自由度をもたせるこ
とができる。

更に、上記実施例において、上記の如くに位置調整され
たプリント基板５上の各配線１２と、発熱部２側の信号
電極配線１０との間が、上記したフィルムキャリアテー
プ７のリード１５によってビームリード方式で電気的（
及び機械的）に接続され、かつこの場合に上記とは異な
ってＩＣチップ４の複数個（例えば２個）に対し１枚の
テープ７が夫々使用されるようにしてもよい。　１個の
ＩＣチップ４に対し１枚のテープ７を使用してもよいが
、上記のように複数の■Ｃチップ当り１枚のテープ７を
使用すれば、ヘッド全体と１７てのフィルムキャリアテ
ープの使用枚数を減らせ、この分かなりのコストダウン
を図れることになる。　本例のフィルムキャリアテープ
７は夫々、ＩＣチップ４を別のプリント基板５上にマウ
ントしたために、配線としてのＣｕリード】５のみを所
定パターンに設けるだけでよく、そのパターンは簡略化
できる。

しかも、ＩＣチップ４をすべてプリント基板５側に配し
、これを配線１２、リード１５、配線１０を介して発熱
部２に接続する構造であるから、ＩＣチップの実装密度
を高めることができ、テープ７では配線本数に応じた数
のリードを公知のメタライジング技術で容易かつ正確に
形成することができる。

次に、上述した各実施例によるヘッドを使用した感熱記
録方法及びその装置を説明する。

第９図の例によれば、ヘッド（９）をインクフィルム４
１を介して被記録紙３３に当接させた感熱転写タイプの
感熱記録装置３９において、ケース５３内に感熱記録の
ための各種装置が組込まれている。

被記録紙３３は、例えばカセット３４内に折畳み状態で
収納され、ローラー２５を経て熱転写部３６へ送られ、
転写後は矢印Ａの如く装置外へ排紙される。

インクフィルム４１は、供給ロール４２から、ガイドロ
ーラ４３、駆動ローラー４４を紅て熱転写部３６へ送ら
れ、更に駆動ローラー４５から巻取シローラー４６に巻
取られる。　なお、インクフィルム４１は、例えば供給
ロール４２とガイドローラー４３との間で、熱溶融性イ
ンク（図示せず）が塗布されるように構成されている。

インクフィルム４１の移動経路中において、駆動ローラ
ー４４の手前位置に熱溶融性インクを塗布しタインクフ
ィルム４１を検出するための７オトセンサ（例えば赤外
光センサ）４７が配されている。

また被記録紙３３の検出用として、圧接ローラー４８の
手前位置にフォトセンサ（例えば赤外光センサ）４９が
配されている。

熱転写部３６ニは、上述したヘッド２ｏとプラテンロー
ラー２４との組が設けられている。　また、被記録紙３
３及びインクフィルム４１を挾着するための圧接ローラ
ー４８が配されている。　なお、図面中の矢印Ｂは、圧
接駆動機構を有することを示している。

こうした感熱記録装置３９において注目すべきととは、
第１０図に拡大図示する如くにプラテンローラー２４と
ヘッド２０との間に被記録紙３３とインクフィルム４１
とを発熱部２の位置で挾着して記録を行なう（即ち、イ
ンクフィルム４１上の熱溶融性インク５０を選択的に加
熱、溶融せしめて被記録紙３３上に記録パターン５０′
を形成する）際に、−上述した如きヘッド構成に基いて
発熱部２を図中のヘッド左端側に設けることができるこ
とから、記録直後に被記録紙３３をヘッド２０外へ取出
せることである。

この結果、記録後、まもない時間内に被記録紙３３上の
記録パターン５０’を目視することができ、極めて都合
がよい。　これに反し、従来のヘッドのように、発熱部
がヘッドの中間位置にある場合には、発熱部とヘッド端
部との間には本実施例のヘッドに比較してかなりの距離
があるため、その分だけ記録直後に被記録紙が出てくる
までに時間を要し、使用者にとって扱いすらいという問
題が生じる。

第１１図には、感熱紙を用いる感熱記録装置５９を示し
、これによれば、ケース５３内にて感熱紙５１が供給ロ
ール５２から繰出され、ヘッド２０とプラテンローラー
社との間で挾着されてヘッド２０による加熱で選択的に
発色せしめられる。　そして、この感熱紙は画像が色パ
ターンとして記録された状態で搬送ローラー５５及び５
６間から排出される。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、上述の例では、端子１２ａ−１０ａ間の接続方
向を端子１２ａ’　−１２ａ’間の接続方向と直交する
方式にしたが、両者の接続方向は直交以外にも互いに交
差していれば、本発明の接続構造を有利に適用できる。

　また、発熱部及びＩＣ部の配置や形状、層構成、材料
、電気的接続方式等は種々変更してよいし、また発熱部
とＩＣとは単一の基体に対し直接設けることもできる。

　更に、本発明は、上述のヘット°に限らずラインセン
サ、カラーセンサをはじめ、他の集積回路装置にも適用
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は既に提案されているヘッドの例を示す
ものであって、 第１図は感熱記録ヘッドのＩＣチップの回路図、第２図
はヘッドの概略等価回路図、 第３図は感熱記録ヘッドの一部分の概略斜視図、第４図
は第３図の拡大平面図、 第５図は第４図のＸ−Ｘ線拡大断面図、第６図は第４図
の一部拡大図 である。 第７図〜第１１図は本発明の実施例を示すものであって
、 第７図、第８図は第１及び第２の実施例による各ヘッド
の一部拡大平面図、 第９図は感熱転写記録装置全体の概略断面図、第１０図
は第９図の要部拡大図、 第１１図は感熱紙を用いる感熱記録装置全体の概略断面
図 である。 なお、図面に示された符号において、 １・・・・−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・基体２−・・・・・・・・
・・・−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・発熱部３・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・抵抗体
板４・・・・・・・・・・・・・−・・・・・・・・・
−・・・・・・・・・・・・・ＩＣチップ５・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・プリント基板７．７′・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・フィルム
キャリアテープ８・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・発熱体
層９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・接地電極１０・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−・・
・・・・・・・・・・・信号電極１０　ａ　、　１．２
　ａ　、　１２　ａ’＝・−−−−−−配線端子１２・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・配線１２′・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・制御配線１３．１３′、１７．１８−・・・・
・ワイヤ１５．１５′・・・・・・・・・・・−・・・
・・・・・・・・・・・・　リード旬・・・・−・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・感熱記録ヘッド３０・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−
・・・・間隙である。 代理人　弁理士　逢　坂　宏（他１名）第１日 第２日 第５図 ０ 第４０ 「Ｘ、、、　１０　、／ １ ７ ６　ｆ５ ２ ４ 、４　１ｏ　ｆ９　４っＩ　−−−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、対向位置が精度良く一致せしめられた状態で互いに
   接続される第１の対向配線端子と、対向位置の精度が比
   較的緩やかでよい状態で前記第１の対向配線端子間の接
   続方向と交差する方向において互いに接続される第２の
   対向配線端子とを有し、前記第１の対向配線端子間の接
   続がフィルムキャリア方式で行なわれ、かつ前記第２の
   対向配線端子間の接続がワイヤボンディングで行なわれ
   ていることを特徴とする集積回路装置。