JPS62261465A - 光プリンタヘツド - Google Patents

光プリンタヘツド

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JPS62261465A
JPS62261465A JP61105401A JP10540186A JPS62261465A JP S62261465 A JPS62261465 A JP S62261465A JP 61105401 A JP61105401 A JP 61105401A JP 10540186 A JP10540186 A JP 10540186A JP S62261465 A JPS62261465 A JP S62261465A
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JP
Japan
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light
light emitting
emitting diode
emitting
chip
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JP61105401A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ito
廣 伊藤
Masayuki Nakayama
正之 中山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/45Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent

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  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリンタ用の印字デバイスとして用いて好適
な光プリンタヘッドに関するものである。
〔従来の技術〕
近年、プリンタ用の印字デバイスとして、発光ダイオー
ドを配列した光プリンタヘッドが開発され、実用化され
ている。第4図は1%開昭58−500817号公報に
開示された従来の光プリンタヘッドを示す一部破断乎面
図であり、第5図は第4図におけるv−v線断面図であ
る。第4図および第5図において、1は例えばアルミナ
セラミックからなる基板、2はこの基板1上に形成され
た導体パターン、3はその上面部に発光ダイオードより
構成される発光面4を複数配列してなる半導体チップ(
以下、発光ダイオードチップと呼ぶ)。
5は発光ダイオードチップ30個々の発光ダイオードを
駆動する例えばシフトレジスタ機能とスイッチング素子
とを備えたような半導体チップ(以下、ICチップと呼
ぶ)、6はICチップ5上の接続電極、7および8は発
光ダイオードチップ3を構成する各発光ダイオードの個
別電極および共通電極、9はICチップ5上の接地電極
、10は発光ダイオードチップ3の個別電極7とICチ
ップ5の接続電極6とを電気的に接続する金ワイヤ、1
1はICチップ5の接地電極9と導体パターン2aとを
接続するワイヤ、12は基板1上にICチップ5を固定
する絶縁性の接着剤、13は発光ダイオードチップ3を
固定すると共に導体パターン2bと共通電極8とを電気
的に接続する導電性接着剤、14はICチップ5および
金ワイヤ10を保護する保護樹脂であシ、第4図におい
ては略記している。尚、導体パターン2aは接地されて
おシ、導体パターン2bは高電位電源に接続されている
このように構成された光プリンタヘッドにおいては、高
解像度化、高速化、小型化等が要求されておシ、この要
求を配列される発光ダイオードの配列密度、及びその発
光ダイオードの駆動方法等によって満足させている。例
えば、1インチ当た、!5300個の発光ダイオードを
複数個形成した外形3鵡X8nmX0.3m厚穆度の発
光ダイオードチップ3、及び発光ダイオードと同数ビッ
トのスイッチングトランジスタ付きのシフトレジスタか
らなる外形4酎X8a+X0.3m厚程度O11,チ7
プ5を基板1上に複数個配列し、発光ダイオードチップ
3の個別電極7をICチップ5に転送されてくる印字情
報に基づいてオン/オンすることにょシ、発光ダイオー
ドテンプ3の発光面4の点灯を制御するようにしている
。第6図は、この発光ダイオードチップ3とXCテップ
5との接続状態を示す内部構成等価回路図である。すな
わち、ICチップ5に転送されてくる印字情報に基づい
てスイッチ4a、4b・・・14nをオン/オフ駆動す
ることによって1発光ダイオード3a 、 3b・・・
・・3nの点灯を制御するようにしている。そして、こ
れら発光ダイオードの照射する光を図示せぬ感光材料に
あて潜像形成し、現像、転写、定着することによってプ
リンタ機能を得ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような構成の光プリンタヘッドによ
ると、その装造過程において、ICチップ5と発光ダイ
オードチップ3とを接続する金ワイヤ10の隣接間隔が
数十μmピンチと非常に狭くなシ、金ワイヤ10のワイ
ヤ線長が長い場合。
隣接するワイヤ同志が接触してしまう虞れがあった。ま
た、金ワイヤ10を固定する保護樹脂14は、金ワイヤ
10のみならず発光ダイオードチップ3の発光面4にま
で及ぶことがあシ、その発光特性を損う虞れがあった。
さらに、導電性接着剤13および接着剤12の厚みは数
十μm程度のばらつ*がhb、発光ダイオードチップ3
およびICチップ5が傾いたり、電極高さにばらつきが
生じたりしてしまい、金ワイヤ10のワイヤボンド条件
を安定して設定することが困難であった。また、導電性
接着剤13の厚みのばらつきKよシ各発光ダイオードチ
ップにおける導電率が異なってしまい、その発光特性に
ばらつきが生じてしまう虞れがある等、その量産化が困
難であるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、発光特性のばらつきを解消する
と共に、量産性のよい光プリンタヘッドを提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような目的を達成するために本発明は、発光手段と
この発光手段を駆動する駆動手段とを電気的に接続する
導体パターンを基板面上に形成したものである。
〔作用〕
したがってこの発明による光プリンタヘッドによれば1
発光手段と駆動手段とを導体パターンを介して直接基板
面上に保持固定し電気的に接続することが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明に係る光プリンタヘッドを詳細に説明する
。第2図はこの光プリンタヘッドの一実施例を示す一部
破断平面図、第1図は第2図におけるI−1線断面図で
ある。第1図および第2図において、20は透過光性材
よシなる基板、21は発光ダイオードよシ構成される発
光面22をその下面側に複数配列してなる発光ダイオー
ドチップ、23はこの発光ダイオードチップ210個々
の発光ダイオードを、駆動するICチップである。
ICチップ23は、その下面側゛に接続電極24および
接地電極25を備えておシ、この接続電極24および接
地電極25が半田バンプ26によシ被われている。また
、発光ダイオードチップ21の下面側には発光面22を
挾んだ両側に共通電極27および個別電極28が設けら
れておシ、この共通電極27および個別電極28が半田
パン126により被われている。そして、これら発光ダ
イオードチップ21およびICチップ23が71ンダパ
ンプ26を介して基板20上に形成された導体パターン
29に半田接続されている。基板20は1本実施例にお
いては、厚み1間のガラス基板を用いておシ、このガラ
ス基板上に第3図に示す如くクロム3 Q 全200オ
ンゲストローA、鋼31t−2μm。
金32を0.1μm厚にて順次スパンタ蒸着、メッキ等
の方法を用いて付着させた後、写真製版1食刻技術にて
導体パターン29を形成している。そして、半田パンダ
26との接続箇所のみを残してポリイミドもしくはホト
レジストにて数μm厚の絶縁層33を形成しておシ、そ
のパターンは第2図に示した如く1発光ダイオードチッ
プ21の共通電極27に接続される共通導体パターン2
9&と、ICチップ23の接地電極25に接続される接
地導体パターン29bと、発光ダイオードチップ21の
個別電極28と相対するICチップ23の接続電極24
とを接続する複数の接続導体パターン29cとに分れて
いる。
また、発光ダイオードチップ21およびICチップ23
の各電標上には、第3図に発光ダイオードチップ21側
の例を示すように、その電極27および28をクロム3
4.銅35にて被い、無電解鋼メッキ、半田メッキを施
し、略50μm程度の厚みの半田バンプ26を形成して
おシ、基板20の下面を200℃穆度の加熱体36で支
え、その上方よシ発光ダイオードチップ21を加圧して
、基板20上の導体パターン29に発光ダイオードチッ
プ21の各電極を半田接続し1発光ダイオードチップ2
1自体を基板20上に保持固定している。
ICチップ23についても、同様方法で基板20上に保
持固定されているととは言うまでもない。
このようにして実現された光プリンタヘッドにおいては
、従来と同様、ICチップ23に転送されてくる印字情
報に基づいて発光ダイオードチップ210発光面220
点灯が制御され、発光面22の出射する光は透過光性材
よシなる基板20を透過して感光材料に照射される。発
明者の実測によれば、基板20を透過して照射される光
の発光量は70μW/dot程度であシ、十分に潜像形
成可能な量であった。また各発光ダイオードチップ間に
はその発光量のばらつきがなく、安定した特性を得るこ
とができた。すなわち、本実施例においては、発光ダイ
オードチップ21を導電性接着剤(第5図における13
)を用いるととなく、導体パターン29に直接半田付は
固定しているため1発光ダイオードチップ毎に導電率が
異なってしまう等という不具合が生じず、安定した発光
特性を得ることができている。また発光ダイオルトチ2
1210個別電極28とICテップ23の接続電極24
は、基板20上に形成された接続導体パターン29cに
よって相互の接続がなされているので、従来のような金
ワイヤ(第5図における10)を用いる必要がなく、隣
接するワイヤ同志が接触してしまう等という不具合が生
じ得ない。さらに、金ワイヤを固定する保護樹脂(第5
図における14)も必要とせず、その工数が簡略化され
ると共に、従来生ずる虞れのあった保護樹脂による発光
特性への影響も皆無となる。
尚、本実施例においては、ICチップ23を用いた発光
ダイオードチップ210発光面22の点灯を制御するよ
うに構成したが、必ずしも発光面22の点灯を制御する
ように構成せずともよく、例えば基板20を外部信号に
よって選択的に光を透過するような材料で構成してもよ
い。また1発光ダイオードチップ21自体をシャンタ素
子で構成し、ICチップ23からの制御信号によって光
を選択的に出射するように構成してもよい。
また、本実施例においては、基板20全体を透過光性材
としたが、少なくとも発光ダイオードテップ21の発光
面22に対向する部位が透過光性であればよく、ICチ
ップ23の下面までをも透通光性材で構成する必要はな
い。さらに、発光ダイオードチップ21の発光面22を
チップ21の上面側に配置すれば、基板20は透過光性
材で構成する必要がなくなる。また、発光ダイオードチ
ップ21の上面側に共通電極27を配置し、この共通電
極27と共通導体パターン29&とを他の導電性部品を
用いて接続するように構成しても同等な効果を得ること
ができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明による光プリンタヘッドによ
れば1発光手段と、この発光手段を駆動する駆動手段と
を電気的に接続する導体パターンを基板面上に形成した
ので、この導体パターン上に発光手段と駆動手段とを直
接保持固定し電気的に接続することが可能となシ、従来
の導電性接着剤を用いる方法に比してその発光特性の安
定化を図ることができる。また、発光手段と駆動手段と
の接続にワイヤを用いる必要がなくなるので、その量産
性が大福に向上する等数多くの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2図に示した光プリンタヘッドの1−1線断
面図、第2図は本発明に係る光プリンタヘッドの一実施
例を示す一部破断平面図、第3図はこの光プリンタヘッ
ドの製造過程を示す一部破断側断面図、第4図は従来の
光プリンタヘッドを示す一部破断平面図、第5図は第4
図における■−V線断面図、第6図はこの光プリンタヘ
ッドにおける発光ダイオードチップとICチップとの接
続状態を示す内部構成等価回路図である。 20・・・・基板、21・・・・発光ダイオードチップ
、22・・・・発光面、23・・・・ICチップ、29
・・・・導体パターン。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発光手段とこの発光手段を駆動する駆動手段とを
    同一基板面上に備えてなる光プリンタヘッドにおいて、
    前記発光手段と駆動手段とを電気的に接続する導体パタ
    ーンを前記基板面上に形成したことを特徴とする光プリ
    ンタヘッド。
  2. (2)発光手段は、その発光面が前記基板面側に配置さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    光プリンタヘッド。
  3. (3)基板は、少なくとも前記発光手段の発光面に対向
    する部位が透過光性を有することを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の光プリンタヘッド。
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