KR100758683B1 - Ｌｅｄ 어레이 헤드 및 화상 기록 장치 - Google Patents

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Abstract

LED 어레이 헤드는 LED 어레이와, 기판과, 제 1 전극 패드와, 제 2 전극 패드와, 차광 요소를 갖는다. 복수의 LED 어레이는 복수의 LED가 배치된다. 기판은 LED 어레이가 지그재그로 배치된다. 제 1 전극 패드는 LED 어레이의 단부(端部)에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치한다. 제 2 전극 패드는 인접하는 LED 어레이와 반대측의 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속된다. 차광 요소는 인접하는 LED로부터 발광된 광이 상기 와이어에 도달하는 것을 방해한다.
LED 어레이, 본딩 와이어, 차광 절연체, 저루프 본딩, 화상 기록 장치

Description

ＬＥＤ 어레이 헤드 및 화상 기록 장치{LED ARRAY HEAD AND IMAGE RECORDING DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이 헤드가 적용된 화상 기록 장치의 구성을 나타낸 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이 헤드와 감광체의 관계를 설명한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이 헤드를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이의 본딩 와이어를 차광(遮光) 절연체에 의해 덮은 상태를 나타낸 단면도.
도 5의 (a)는 LED의 발광점(發光點)으로부터의 광에 의한 미광(迷光)이 생기고 있는 상태를 나타낸 모식도, 도 5의 (b)는 실시예의 결과를 나타낸 도 5의 (a)에 대응하는 모식도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이를 BSOB에 의해 본딩한 상태를 나타낸 단면도.
도 7의 (a)는 표준 본딩, 도 7의 (b)는 BSOB, 도 7의 (c)는 초저(超低) 루프(loop), 도 7의 (d)는 STCB에 의한 본딩 와이어의 형상을 나타낸 설명도.
도 8의 (b)는 LED 어레이 헤드를 나타낸 확대 평면도, 도 8의 (a)는 도 8의 (b)에 대응하는 위치에서의 각 본딩 와이어의 형상을 나타낸 측면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이의 본딩 와이어와 인접하는 LED 어레이의 LED 사이에 차광벽을 설치한 예를 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이끼리의 높이를 바꾼 예를 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이끼리의 높이를 바꾼 다른 예를 나타낸 단면도.
도 12는 도 4의 비교예를 나타낸 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 화상 기록 장치 11 : 용지 트레이
12 : 중간 전사 벨트 13 : 반송로
14 : 화상 기록부 16 : 감광체
18 : 대전기 19 : 배지(排紙) 트레이
20 : LED 어레이 헤드 22 : 프린트 기판
23 : 렌즈 홀더 26, 27 : LED 어레이
28 : LED 40 : 현상기
42 : 클리너(cleaner) 16A : 수광면(受光面)
본 발명은 복수의 LED를 구비한 LED 어레이 헤드 및 화상 기록 장치에 관한 것이다.
종래부터, 발광 장치로서의 LED 어레이 헤드 등에 사용되는 LED 어레이와 프린트 기판은 본딩 와이어에 의해 접속되어 있다. 이 본딩 와이어의 LED 어레이 위의 접합 부분에서는, LED의 발광점으로부터의 광이 본딩 와이어의 볼(ball)이나 와이어 등에 반사되어 산란광(散亂光)이나 미광(迷光)이 발생하기 쉬워진다.
이 산란광이나 미광에 의해, 원래의 노광량 이상의 노광량으로 감광체가 노광되기 때문에, 화상 줄무늬(image stripe)가 생겨 화질이 저하된다는 문제가 생긴다.
이 때문에, 예를 들어 특허문헌 1에서는 LED 어레이 위의 패드에 2차 본딩(second bonding)을 행하고, LED 어레이 탑재 기판에 1차 본딩(first bonding)을 행하는, 소위 스티치 본딩(stitch bonding)에 의해 와이어의 루프 높이를 낮게 하여 미광의 문제가 생기지 않도록 한다. 그러나, 스티치 본딩에서는 넓은 패드 면적을 필요로 하기 때문에, LED 어레이의 폭이 넓어지게 된다. 이 때문에, LED 어레이의 폭이 약 125㎛일 경우, 패드 면적이 작아 본딩 시에 패드가 파열된다.
또한, 특허문헌 2에서는, 현상(現像)에 의해 화상 정보가 현재화(顯在化)되는 마이크로캡슐과 LED 사이에 핀홀(pin-hole)을 갖는 마스크를 배치하여, LED로부터의 출력광이 핀홀을 통과하여 마이크로캡슐에 조사(照射)되도록 하여 미광을 방지한다. 그러나, 기구도 복잡하고, 또한 높은 조립 정밀도가 필요하여 많은 제조 공정 수가 요구된다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허평5-183191호 공보
[특허문헌 2] 일본국 공개특허평10-10747호 공보
본 발명은 상기 사실을 고려하여 미광을 방지하는 동시에, 소형의 LED 어레이 헤드 및 화상 기록 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 예시적인 실시예를 위에서 설명했지만, 당업자에게는 명백한 바와 같이 본 발명은 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 제 1 형태의 LED 어레이 헤드는, 복수의 LED가 배치된 복수의 LED 어레이와, 상기 LED 어레이가 지그재그로 배치된 기판과, 상기 LED 어레이의 단부(端部)에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치하는 제 1 전극 패드와, 상기 인접하는 LED 어레이와 반대측의 상기 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 상기 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속되는 제 2 전극 패드와, 상기 인접하는 LED로부터 발광된 광이 상기 와이어에 도달하는 것을 방해하는 차광 요소를 갖는다.
본 발명의 제 1 형태에서는, LED 어레이의 단부에는 제 1 전극 패드가 배열 설치되어 있고, 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED에 대향하여 배치된다. 또한, 인접하는 LED 어레이의 반대측의 기판 위에는 제 2 전극 패드가 배열 설치되어 있고, 와이어에 의해 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속된다.
여기서, 인접하는 LED로부터 발광된 광이 와이어에 도달하는 것을 방해하는 차광 요소를 설치함으로써, 상기 LED의 광이 와이어에 반사되지는 않아 산란광이나 미광의 발생을 방지할 수 있다.
이 때문에, 미광 대책으로서 제 1 전극 패드에 스티치 본딩을 행하지 않아도 되기 때문에, LED 어레이 위의 제 1 전극 패드의 패드 강도를 낮게 할 수 있고, 제 1 전극 패드의 사이즈를 작게 할 수 있다.
따라서, LED 칩이 작아져 1웨이퍼당의 개수가 증가하기 때문에 LED 칩의 비용 저감이 도모된다. 또한, 제 1 전극 패드가 작아도 미광이 발생하지 않기 때문에, 소형의 LED 어레이를 제조할 수 있어 화상 기록 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 미광 대책으로서 제 1 전극 패드에 스티치 본딩을 행하지 않아도 되기 때문에, 생산 직행률이 향상된다. 즉, 제 1 전극 패드에 대한 본딩력을 작게 할 수 있어 LED 어레이로의 크랙(crack) 등의 손상이 적어지고, 제품 제조 수율의 향상을 기대할 수 있다.
상기 제 1 형태에 있어서, 상기 차광 요소는 상기 와이어의 제 1 전극 패드 측을 덮는 차광 절연체를 가질 수도 있다.
상기 구성에 의하면, 와이어의 제 1 전극 패드 측을 차광 절연체에 의해 덮음으로써, 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 발광점으로부터의 광은 차광된다. 이 때문에, 차광 절연체 내부의 와이어에 광이 반사되지는 않아 산란광이나 미광의 발생을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 상기 제 1 형태와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 차광 절연체의 적어도 표면이 상기 LED의 광을 반 사시키기 어려운 흑색계일 수도 있다.
또한, 상기 차광 절연체의 표면이 상기 LED의 광을 반사시키기 어려운 무광택일 수도 있다.
또한, 상기 제 1 형태에 있어서, 상기 차광 요소는 상기 제 1 전극 패드와 상기 제 1 전극 패드와 대향하여 배치되는 LED 사이에 설치된 차광벽을 가질 수도 있다.
상기 구성에 의하면, 제 1 전극 패드와 제 1 전극 패드와 대향하여 배치되는 LED와 제 1 전극 패드 사이에 차광벽을 설치함으로써, 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 발광점으로부터의 광은 차광되기 때문에, 상기 제 1 형태와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 차광벽이 상기 제 1 전극 패드의 근방에 설치될 수도 있다.
또한, 상기 차광벽이 인접하는 LED 어레이 사이에 배치될 수도 있다.
또한, 인접하는 LED로부터 발광된 광이 와이어에 도달하는 것을 방해하도록 상기 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 상면과 상기 제 1 전극 패드의 상면 사이에 마련한 고저차가 있을 수도 있다.
상기 구성에 있어서, 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 상면과 제 1 전극 패드의 상면 사이에 고저차를 마련함으로써, 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 발광점으로부터의 광이 와이어에 도달하지 않게 할 수 있다. 이것에 의해, 본 발명의 제 1 형태와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 상면이 상기 제 1 전극 패드의 상면보다도 높을 수도 있다.
인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 상면을 제 1 전극 패드의 상면보다도 높게 함으로써, 본 발명의 제 1 형태와 대략 동일한 효과에 더하여, 제 1 전극 패드부를 차광 절연체에 의해 밀봉할 때에 상기 차광 절연체가 LED에 흐르는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 상면이 상기 제 1 전극 패드의 상면보다도 낮을 수도 있다.
인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 상면을 제 1 전극 패드의 상면보다도 낮게 하고 있다. 이것에 의해, 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 발광점으로부터의 광은 상기 제 1 전극 패드가 배열 설치된 LED 어레이의 측벽에 의해 차광되고, 본 발명의 제 1 형태와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 발광 영역 외에 상기 와이어가 배선될 수도 있다.
상기 구성에 의하면, 인접하는 LED 어레이에 배치된 LED의 발광 영역 외로 되도록 와이어를 배선함으로써, 상기 LED의 발광점으로부터의 광이 와이어에 도달하지는 않는다. 이것에 의해, 본 발명의 제 1 형태와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 1 형태에 있어서, BSOB(Bond Stitch on Ball) 등의 저루프 본딩에 의해 상기 와이어가 배선될 수도 있다.
본 발명의 제 1 형태에 있어서, 상기 LED 어레이의 짧은 쪽 방향의 치수가 130㎛ 이하일 수도 있다. 상기 구성에 의하면, LED 어레이의 짧은 쪽 방향의 치수를 130㎛(일반적으로는 300㎛) 이하로 함으로써, 화상 기록 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
본 발명 제 2 형태의 화상 기록 장치는, LED 어레이 헤드를 가지며, 상기 LED 어레이 헤드는, 복수의 LED가 배치된 복수의 LED 어레이와, 상기 LED 어레이가 지그재그로 배치된 기판과, 상기 LED 어레이의 단부에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치하는 제 1 전극 패드와, 상기 인접하는 LED 어레이와 반대측의 상기 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 상기 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속되는 제 2 전극 패드와, 상기 인접하는 LED로부터 발광된 광이 상기 와이어에 도달하는 것을 방해하는 차광 요소를 갖는다.
본 발명은 상기 구성으로 했기 때문에, 산란광이나 미광의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 미광 대책으로서 제 1 전극 패드에 스티치 본딩을 행하지 않아도 되기 때문에, LED 어레이 위의 제 1 전극 패드의 패드 강도를 낮게 할 수 있고, 제 1 전극 패드의 사이즈를 작게 할 수 있다. 이 때문에, LED 칩이 작아져 1웨이퍼당의 개수가 증가하기 때문에, LED 칩의 비용 저감이 도모된다. 또한, 제 1 전극 패드가 작아도 미광이 발생하지 않기 때문에, 소형의 LED 어레이를 제조할 수 있어 화상 기록 장치의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 차광 대책으로서 제 1 전극 패드에 스티치 본딩을 행하지 않아도 되기 때문에, 생산 직행률이 향상된다. 즉, 제 1 전극 패드에 대한 본딩력이 작아지기 때문에, LED 어레이로의 크랙 등의 손상이 적 어지고, 제품 제조 수율의 향상을 기대할 수 있다.
이하, 참조 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이 헤드(20)가 적용되는 화상 기록 장치(10)가 도시되어 있다. 이 화상 기록 장치(10)는 소위 탠덤식(tandem-type)의 화상 기록 장치이다. 화상 기록 장치(10)는 대략 수평으로 걸쳐진 중간 전사 벨트(12)를 구비하고 있다. 중간 전사 벨트(12)의 하방(下方)에는 각각 상이한 현상색(現像色)에 대응한 4개의 화상 기록부(14)가 배치되어 있다.
이 화상 기록부(14)의 하방에는 용지 트레이(11)가 설치된다. 용지 트레이(11)의 급지(給紙) 측으로부터 상방으로 연장되는 반송로(13)는 중간 전사 벨트(12)에 접하는 2차 전사부(15), 정착기를 구비한 정착부(17)를 거쳐 배출구에 이른다. 배출구의 외측이 배지(排紙) 트레이(19)로 되어 있다.
그리고, 각 화상 기록부(14)는 감광체(16), 대전기(18), LED 어레이 헤드(20), 현상기(40), 및 클리너(cleaner)(42)를 구비하고 있다.
감광체(16)는 원통 형상이며, 그 외주면이 수광면(受光面)(16A)이다. 이 수광면(16A)에 정전 잠상을 형성할 수 있다. 수광면(16A)은 현상기(40)보다도 감광체 회전 방향(화살표 R 방향)의 하류(下流) 측(이하 단순히 「하류 측」이라고 함)에서 중간 전사 벨트(12)에 접촉하고 있다.
또한, 대전기(18)는 도전성 롤러이다. 대전기(18)의 코어(core)는 금속제로서 합성수지제 탄성층에 의해 피복되어 있으며, 전원(도시 생략)에 의해 음극성 전압이 인가되게 되어 있다. 이 대전기(18)보다 하류 측에는 LED 어레이 헤드(20)가 배치되어 있다. LED 어레이 헤드(20)는 감광체(16)의 수광면(16A)(감광층)에 광상(光像)을 조사한다. 이것에 의해, 대전기(18)에 의해 대전된 감광체(16)를 노광하여 정전 잠상이 형성되게 되어 있다.
또한, LED 어레이 헤드(20)보다 하류 측에는 현상기(40)가 배치되어 있다. 현상기(40) 내에는 토너와 캐리어를 혼합한 2성분 현상제가 충전되어 있다. 현상기(40) 내에 충전된 토너와 캐리어는 교반(攪拌)되고, 마찰 대전하여 균일하게 혼합되게 되어 있다. 이것에 의해, 캐리어에 토너가 정전적(靜電的)으로 부착된다.
그리고, 감광체(16)에 대향하여 배치된 마그넷 롤러(44)의 자기력(磁氣力)에 의해 자성(磁性) 분말의 캐리어가 흡착(吸着)된다. 이 마그넷 롤러(44) 위의 캐리어에 부착된 토너는, 감광체(16)가 노광된 전위(-200V)와 현상 바이어스 전위(-550V)의 전위차(현상 전위)에 의해, 감광체(16)에 정전적으로 부착되게 되어 있다.
이것에 의해, 현상기(40)는 감광체(16)에 형성된 정전 잠상 위에 토너를 부착시켜 현상하여 토너상을 형성한다. 그리고, 중간 전사 벨트(12) 위에 토너상이 전사되고, 중간 전사 벨트(12) 위에는 최종적으로 모든 색의 토너상이 중첩된다.
한편, 현상기(40)보다 하류 측에 배치된 클리너(42)는, 감광체(16)의 수광면(16A)에 맞닿아 감광체(16)에 부착된 부착물(폐(廢)토너, 폐캐리어 등)을 제거하게 되어 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 어레이 헤드에 대해서 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, LED 어레이 헤드(20)는 장척(長尺)의 프린트 기판(22)을 구비하고 있다. 이 프린트 기판(22)에는 LED 어레이 헤드(20)(각 LED(28)) 의 구동을 제어하는 각종 신호를 공급하기 위한 회로가 형성되어 있으며, 1라인 분의 화상 데이터를 차례로 처리할 수 있게 되어 있다.
또한, 프린트 기판(22) 위에는 LED 어레이(LED 칩이라고도 함)(26, 27)가 길이 방향의 단부가 일부 중첩되도록 하여 인접하고, 지그재그 형상으로 배열되어 있다. 또한, LED 어레이(26, 27)의 상면에는 LED 어레이(26, 27)의 길이 방향을 따라 1차원 배열된 복수개의 LED(28)를 구비하고 있으며, 해상도에 따른 화소 수(도트 수)만큼 LED(28)가 설치되어 있다.
한편, 프린트 기판(22)의 대향 위치에는 렌즈 홀더(23)가 설치되어 있다. 렌즈 홀더(23)에는, 프린트 기판(22)의 길이 방향과 동일한 방향을 따라, 집광 렌즈(광학계)로서의 로드 렌즈 어레이(SLA)(30)가 배열되어 있다. 이 로드 렌즈 어레이(30)에 의해, LED 어레이(26, 27)의 LED(28)로부터의 광이 감광체(16)에 결상(結像)되게 되어 있다.
여기서, 본 실시예에서는 LED 어레이(26, 27)로서 자기 주사형 LED(SLED:Self-scanning LED) 어레이를 사용한다. SLED 어레이는 스위치의 온/오프 타이밍을 2개의 신호선에 의해 선택적으로 발광시킬 수 있다. 이 때문에, 데이터선을 공통화할 수 있어 배선의 간소화가 가능해진다. SLED 어레이에 대해서는, 예를 들어 일본국 공개특허평8-216448호 공보에 개시된 것을 적용할 수 있다.
이 자기 주사형 LED에서는, LED 어레이(26, 27)를 프린트 기판(22)과 전기적으로 접속시키는 제 1 전극 패드(32)(도 3 참조)의 수를 종래의 LED 어레이보다 대폭으로 적게 하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 제 1 전극 패드(32)를 LED 어레이 (26, 27)에서의 LED(28)의 배열 방향 단부에 집중시킬 수 있다.
따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이, LED 어레이(26, 27)의 길이 방향의 양단 측에는 제 1 전극 패드(32)가 배열 설치된다. 프린트 기판(22) 위에는 제 1 전극 패드(32)에 대응하는 위치에 제 2 전극 패드(24)가 배열 설치되어 있다. 그리고, 이 제 1 전극 패드(32)와 제 2 전극 패드(24)가 금선(金線)으로 이루어지는 본딩 와이어(34)에 의해 접속된다.
이와 같이, 제 1 전극 패드(32)의 수를 종래의 LED 어레이보다 대폭으로 적게 함으로써, LED 어레이(26, 27)의 소형화가 가능해진다. 이 때문에, 1웨이퍼당의 칩의 수를 대폭으로 증가시켜 1칩당의 비용을 저감시킬 수 있다.
그런데, 제 1 전극 패드(32)가 배치된 위치에는 LED(28)가 없다. 이 때문에, 감광체(16)(도 1 참조)의 축방향을 따라 빈틈없이 노광을 행하기 위해서는, LED 어레이(27)(또는 LED 어레이(26))의 제 1 전극 패드(32)가 배치된 부분을 인접하는 LED 어레이(26)(또는 LED 어레이(27))의 LED(28)와 대향시켜 배치할 필요가 있다.
이 때문에, LED 어레이(27)의 제 1 전극 패드(32)가 인접하는 LED 어레이(26)의 LED(28)와 근접한 위치에 배치된다. 도 12의 경우, 본딩 와이어(35)의 LED 어레이(27) 위의 제 1 전극 패드(32)와의 접합 부분에서, LED 어레이(26)의 LED(28)의 발광점으로부터의 광이 본딩 와이어(35)의 와이어(35A) 등에 반사되어 산란광이나 미광이 발생하기 쉬워진다(또한, LED 어레이(26)의 제 1 전극 패드(32)에 대해서도 LED 어레이(27)와 동일하지만, 편의상, LED 어레이(27) 측에 대해서만 설명한다).
따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 형태에서는 본딩 와이어(34)의 제 1 전극 패드(32) 측의 와이어(34A) 및 볼부(ball portion)(34B)를 차광 절연체(50)에 의해 덮고 있다. 여기서, 차광 절연체(50)는 실리콘이나 에폭시계 재료가 사용되고, LED(28)의 광을 반사시키기 어려운 흑색계의 색이 사용되며, 또한 LED(28)의 광을 정반사시키기 어려운 무광택으로 하고 있다.
이와 같이, 본딩 와이어(34)의 제 1 전극 패드(32) 측의 와이어(34A) 및 볼부(34B)를 상기 차광 절연체(50)에 의해 덮음으로써, 인접하는 LED 어레이(26)에 배치된 LED(28)의 발광점으로부터의 광은 차광된다. 이 때문에, 차광 절연체(50) 내부의 와이어(34A)에 광이 반사되지는 않아 산란광이나 미광의 발생을 방지할 수 있다.
여기서, 도 5의 (a) 및 (b)는 LED(28)를 발광시키고 로드 렌즈 어레이(30)를 통과한 후의 광에 대해서 CCD를 통하여 사진 촬영한 실험 결과를 모식적으로 도시한 것이다. 비교예에서는 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 미광(백색 타원 형상의 점)이 발생하고 있는 것에 대하여, 본 형태의 실시예에서는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 미광이 발생하지 않는다.
또한, 본딩 와이어(34)의 제 1 전극 패드(32) 측을 차광 절연체(50)에 의해 덮음으로써, 미광의 발생을 방지할 수 있다. 이 때문에, 미광 대책으로서 제 1 전극 패드(32)에 STCB, 소위 스티치 본딩을 행하지 않아도 된다.
이 때문에, LED 어레이(27) 위의 제 1 전극 패드(32)의 패드 강도(소위 인장 강도(pull strength))를 낮게 할 수 있고, 제 1 전극 패드(32)의 사이즈를 작게 할 수 있다. 또한, 제 1 전극 패드(32)가 작아도 미광이 발생하지 않기 때문에, 소형의 LED 어레이(26, 27)를 제조할 수 있어 화상 기록 장치(10)의 소형화를 실현할 수 있다.
구체적으로는, LED 어레이(26, 27)의 짧은 쪽 방향의 치수를 130㎛(일반적으로는 300㎛) 이하로 하는 것이 가능해진다.
또한, 미광 대책으로서 제 1 전극 패드(32)에 스티치 본딩을 행하지 않아도 되기 때문에, 생산 직행률이 향상된다. 즉, 제 1 전극 패드(32)에 대한 본딩력을 작게 할 수 있어 LED 어레이(26, 27)로의 크랙 등의 손상이 적어지고, 제품 제조 수율의 향상을 기대할 수 있다.
또한, 여기서는, 본딩 와이어(34)의 제 1 전극 패드(32) 측의 와이어(34A) 및 볼부(34B)를 차광 절연체(50)에 의해 덮어, 인접하는 LED 어레이(26)에 배치된 LED(28)의 발광점으로부터의 광을 차광하도록 했다. 그러나, 미광을 방지할 수 있으면 되기 때문에, 이것에 한정되지는 않는다.
예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극 패드(32) 위에 볼을 제조한 후, 본딩 와이어(52)를 제 2 전극 패드(24)에 본딩(1차 본딩)하고, 제 1 전극 패드(32)의 볼 위에 본딩(2차 본딩)을 행함으로써, 제 1 전극 패드(32) 위의 볼을 압착시키는, 소위 BSOB(Bond Stitch on Ball))에 의해 제 1 전극 패드(32)와 제 2 전극 패드(24)를 전기적으로 접속할 수도 있다. 즉, 제 1 전극 패드(32) 위에 볼부를 형성하지 않도록 하여 본딩 와이어(52)를 저루프에 의해 접속한다.
이와 같이, 본딩 와이어(52)를 저루프(H2<Hl)에 의해 접속하여, 본딩 와이어(52)의 높이를 인접하는 LED 어레이(26)에 배치된 LED(28)의 발광 영역(소위 지향 각도 θ(LED의 광축에 대한 광의 확산 각도)에 의해 표시되는 영역) 외로 되도록 함으로써, LED(28)의 발광점으로부터의 광이 본딩 와이어(52)에 도달하지 않게 할 수도 있다. 또한, BSOB 이외에도, FJ 루프(Kaijo Corporation에 의한 본딩 방법), 소위 초저(超低) 루프도 적용할 수 있다.
여기서, 도 7의 (a)에는 표준 본딩에 의한 본딩 와이어(34)가 도시되어 있고, 도 7의 (b)에는 BSOB에 의한 본딩 와이어(52), 도 7의 (c)에는 초저 루프에 의한 본딩 와이어(54), 도 7의 (d)에는 STCB(스티치 본딩)에 의한 본딩 와이어(56)가 도시되어 있다.
또한, 도 8의 (b)에는 LED 어레이(26, 27)의 확대도가 도시되어 있고, 도 8의 (a)에는 LED 어레이(26)에 접속되는 본딩 와이어의 측면도를 도시하고 있다. 그리고, 표준 본딩의 본딩 와이어(34)를 실선으로 나타내고, BSOB의 본딩 와이어(52)를 1점쇄선, 초저 루프 본딩 와이어(54)를 점선, STCB의 본딩 와이어(56)를 가는 점선으로 나타내고 있다. 이것을 보면, 표준 본딩, 초저 루프, BSOB, STCB의 순서로 루프 높이는 낮아지고 있음을 알 수 있다.
여기서, 표준 본딩(도 7의 (a) 참조)에서, 루프 높이를 낮게 하고자 하면, 볼부(34B)의 넥(neck)(근원(base))이 손상을 받아 파단(破斷)되기 쉬워지는 등의 문제가 생긴다. 이 때문에, 본딩 스펙(specification)을 변경해야만 한다. 또한, 루프 높이를 낮게 할 경우, 볼부(34B)의 압착(壓着) 직경을 작게 하고, 또한 볼부(34B)의 두께를 얇게 할 필요가 생겨 강도면에 문제가 생기게 된다.
이 때문에, 제 1 전극 패드(32) 측에는 볼부(34B)를 형성하지 않는 방법이 바람직하다. 따라서, BSOB(도 7의 (b) 참조), 초저 루프(도 7의 (c) 참조)나 STCB(도 7의 (d) 참조)가 바람직하다.
BSOB는 저루프화가 충분히 가능하며, 인장 강도를 충분히 확보할 수 있다. 또한, FJ 루프는 넥(neck) 강도에 대한 불안을 해소한 것이다. FJ 루프의 높이는 BSOB보다도 약간 높다. 그러나, FJ 루프는 본딩 스펙을 변경하지 않고, BSOB보다도 더 전극 패드를 작게 하는 것이 가능하다.
한편, STCB에서는, 본딩 와이어(56)의 루프 높이가 가장 낮고, 미광의 문제는 생기지 않는다. 그러나, STCB에서는 넓은 패드 면적이 필요하게 되기 때문에, LED 어레이(26, 27)의 폭이 넓어지게 된다. 이 때문에, LED 어레이(26, 27)의 폭이 약 125㎛일 경우, 패드 면적이 작아 본딩 시에 패드가 파열될 우려가 있다.
따라서, 미광 대책으로서 제 1 전극 패드(32)에 STCB를 행하지 않음으로써, LED 어레이(26, 27) 위의 제 1 전극 패드(32)의 패드 강도를 낮게 할 수 있고, 제 1 전극 패드(32)의 사이즈를 작게 할 수 있다.
즉, 제 1 전극 패드(32)와 제 2 전극 패드(24)를 전기적으로 접속하는 본딩 방법으로서, BSOB 또는 초저 루프를 이용함으로써, 인접하는 LED 어레이(26)에 배치된 LED(28)의 발광점으로부터의 미광을 방지할 수 있는 동시에, 소형의 LED 어레이(26, 27)를 제조할 수 있다.
또한, 제 1 전극 패드(32)와 제 2 전극 패드(24)를 전기적으로 접속하는 본딩 방법으로서, BSOB 또는 초저 루프를 이용하고, 또한 본딩 와이어(52) 또는 본딩 와이어(54)에서 접속한 제 1 전극 패드(32) 측을 차광 절연체(50)에 의해 덮을 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 어레이 헤드에 대해서 설명한다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 인접하여 배치되는 LED 어레이(26, 27) 사이에 실리콘이나 에폭시계 재료로 형성된 차광벽(60)을 배치함으로써, 인접하는 LED 어레이(26) 위의 LED(28)의 발광점으로부터의 광을 상기 차광벽(60)이 차광하여 본딩 와이어(34)에 도달시키지 않게 할 수도 있다.
또한, 인접하는 LED 어레이(26) 위의 LED(28)의 발광점으로부터의 광이 본딩 와이어(34)에 도달하지 않게 할 수 있으면 되기 때문에, 이것에 한정되지 않아, LED 어레이(27) 위의 제 1 전극 패드(32)의 근방에 차광벽을 설치할 수도 있다.
또한, 차광벽에 관계없이, 도 10에 나타낸 바와 같이, 인접하는 LED 어레이(26)에 배치된 LED(28)의 상면을 제 1 전극 패드(32)의 상면보다도 낮게 함으로써, 인접하는 LED 어레이(26)에 배치된 LED(28)의 발광점으로부터의 광을 제 1 전극 패드(32)가 배열 설치된 LED 어레이(27)의 측벽(27A)에 의해 차광하여, 상기 LED(28)의 발광점으로부터의 광이 본딩 와이어(34)에는 도달하지 않게 할 수도 있다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 인접하는 LED 어레이(26)에 배치된 LED(28)의 상면을 제 1 전극 패드(32)의 상면보다도 높게 함으로써, 본딩 와이어 (34)가 상기 LED(28)의 발광 영역(지향 각도 θ로 표시되는 영역) 외로 되도록 하여, LED(28)의 발광점으로부터의 광이 본딩 와이어(34)에 도달하지 않게 할 수도 있다.
또한, 본딩 와이어(34)의 제 1 전극 패드(32) 측을 차광 절연체(50)에 의해 덮을 수도 있다. 이 경우, 본딩 와이어(34)에 의한 차광 방지뿐만 아니라, 제 1 전극 패드(32)를 차광 절연체로 밀봉할 때에 상기 차광 절연체가 LED(28)에 흐르는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 미광을 방지하는 동시에, 소형의 LED 어레이 헤드 및 화상 기록 장치를 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. 복수의 LED가 배치된 복수의 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이가 지그재그로 배치된 기판과,
    상기 LED 어레이의 단부(端部)에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치하는 제 1 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED 어레이와 반대측의 상기 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 상기 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속되는 제 2 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED로부터 발광된 광이 상기 와이어에 도달하는 것을 방해하는 차광(遮光) 요소를 갖는 LED 어레이 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광 요소는 상기 와이어의 상기 제 1 전극 패드 측을 덮는 차광 절연체를 갖는 LED 어레이 헤드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차광 절연체의 적어도 표면은 상기 LED의 광을 반사시키기 어려운 흑색계인 LED 어레이 헤드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 차광 절연체의 표면은 상기 LED의 광을 반사시키기 어려운 무광택(matte)인 LED 어레이 헤드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광 요소는 상기 제 1 전극 패드와 상기 제 1 전극 패드에 대향하여 위치되는 상기 LED 사이에 설치된 차광벽을 갖는 LED 어레이 헤드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차광벽은 상기 제 1 전극 패드의 근방에 설치되는 LED 어레이 헤드.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 차광벽은 서로 인접하는 LED 어레이 사이에 배치되는 LED 어레이 헤드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    저루프(low-loop) 본딩에 의해 상기 와이어가 배선되는 LED 어레이 헤드.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 저루프 본딩은 BSOB(Bond Stitch on Ball)인 LED 어레이 헤드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 어레이의 짧은 쪽 방향의 치수가 130㎛ 이하인 LED 어레이 헤드.
  11. 복수의 LED가 배치된 복수의 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이가 지그재그로 배치된 기판과,
    상기 LED 어레이의 단부에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치하는 제 1 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED 어레이와 반대측의 상기 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 상기 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속되는 제 2 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED로부터 발광된 광이 상기 와이어에 도달하는 것을 방해하도록 상기 인접하는 LED 어레이의 LED의 상면(上面)과 상기 제 1 전극 패드의 상면이 고저차(高低差)를 갖는 LED 어레이 헤드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 인접하는 LED 어레이의 LED의 상면이 상기 제 1 전극 패드의 상면보다도 높은 LED 어레이 헤드.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 인접하는 LED 어레이의 LED의 상면이 상기 제 1 전극 패드의 상면보다도 낮은 LED 어레이 헤드.
  14. 제 11 항에 있어서,
    저루프 본딩에 의해 상기 와이어가 배선되는 LED 어레이 헤드.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 저루프 본딩은 BSOB(Bond Stitch on Ball)인 LED 어레이 헤드.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 LED 어레이의 짧은 쪽 방향의 치수가 130㎛ 이하인 LED 어레이 헤드.
  17. 복수의 LED가 배치된 복수의 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이가 지그재그로 배치된 기판과,
    상기 LED 어레이의 단부에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치하는 제 1 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED 어레이와 반대측의 상기 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 상기 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속되는 제 2 전극 패드를 가지며,
    상기 인접하는 LED 어레이의 LED의 발광 영역 외에 상기 와이어가 배선되는 LED 어레이 헤드.
  18. 제 17 항에 있어서,
    저루프 본딩에 의해 상기 와이어가 배선되는 LED 어레이 헤드.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 저루프 본딩은 BSOB(Bond Stitch on Ball)인 LED 어레이 헤드.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 LED 어레이의 짧은 쪽 방향의 치수가 130㎛ 이하인 LED 어레이 헤드.
  21. LED 어레이 헤드를 가지며,
    상기 LED 어레이 헤드는,
    복수의 LED가 배치된 복수의 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이가 지그재그로 배치된 기판과,
    상기 LED 어레이의 단부에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치하는 제 1 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED 어레이와 반대측의 상기 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 상기 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속되는 제 2 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED로부터 발광된 광이 상기 와이어에 도달하는 것을 방해하는 차광 요소를 갖는 화상 기록 장치.
  22. LED 어레이 헤드를 가지며,
    상기 LED 어레이 헤드는,
    복수의 LED가 배치된 복수의 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이가 지그재그로 배치된 기판과,
    상기 LED 어레이의 단부에 배열 설치되고, 인접하는 LED 어레이의 LED에 대향하여 위치하는 제 1 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED 어레이와 반대측의 상기 기판 위에 설치되고, 와이어에 의해 상기 제 1 전극 패드와 전기적으로 접속되는 제 2 전극 패드와,
    상기 인접하는 LED 어레이의 LED의 발광 영역 외에 상기 와이어가 배선되는 화상 기록 장치.
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