KR20090096362A - 헤드 기판, 드라이버 ｉｃ를 헤드 기판 상에 탑재하는 방법및 서멀 헤드 기판 - Google Patents

헤드 기판, 드라이버 ｉｃ를 헤드 기판 상에 탑재하는 방법및 서멀 헤드 기판 Download PDF

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 구동 소자를 선택적으로 구동하는 드라이버 IC가 탑재되도록 구성된 헤드 기판이 제공된다. 복수의 외부 접속 단자는 상기 드라이버 IC용의 클럭 신호와 로직 전원이 공급되는 복수의 접점을 포함한다. 제 1 패드 열은 상기 드라이버 IC가 탑재되는 영역의 한쪽에 형성되는 복수의 패드를 포함하는 제 1 패드 열로서, 당해 패드가, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성되고, 상기 구동 소자로 구동 신호를 출력하는 출력 패드를 포함한다. 제 2 패드 열은 상기 드라이버 IC가 탑재되는 상기 영역의 다른쪽에 형성되는 복수의 패드를 포함하는 제 2 패드 열로서, 당해 패드가, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성되고, 상기 드라이버 IC를 설치하는 그라운드 패드를 포함한다. 입력 신호 배선 패턴은 상기 외부 접속 단자를 상기 제 1 패드 열 및 상기 제 2 패드 열의 상기 패드에 전기적으로 접속된다. 상기 입력 신호 배선 패턴은, 상기 드라이버 IC에 상기 클럭 신호를 공급하기 위한 클럭 신호선과, 상기 드라이버 IC에 상기 로직 전원을 공급하기 위한 로직 전원선을 포함하며, 상기 클럭 신호선의 일부와 상기 로직 전원선의 일부는 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되어 있다.

Description

헤드 기판, 드라이버 ＩＣ를 헤드 기판 상에 탑재하는 방법 및 서멀 헤드 기판{HEAD SUBSTRATE, METHOD FOR MOUNTING DRIVER IC ON HEAD SUBSTRATE, AND THERMAL HEAD SUBSTRATE}
본 발명은 복수의 구동 소자를 선택적으로 구동하는 드라이버 IC가 마련된 헤드 기판에 관한 것이다.
전자 기기의 하나로서 서멀 프린터가 알려져 있다. 서멀 프린터는 발열 소자가 직선적으로 배치된 서멀 헤드를 갖고 있다. 서멀 헤드에 배치된 발열 소자는 통전(通電)에 의해 선택적으로 발열된다. 그리고, 이 열 에너지가 감열지에 포함되는 발색제와 선택적으로 반응하는 것에 의해, 감열지 상에 여러 정보를 인쇄한다. 이 인쇄 방식은 감열 발색 방식이라고 부르고 있다.
이러한 서멀 헤드는, 직사각형 형상의 서멀 헤드(기판)과, 기판의 긴 변의 일단부에 긴 변을 따라 배열되는 다수의 발열 소자(발열 저항체)와, 다수의 발열 소자에 평행하게 배치됨과 아울러 발열 소자를 선택적으로 발열 구동하는 드라이버 IC를 구비하고 있다. 서멀 헤드 기판은, 발열 소자와 드라이버 IC 사이에는, 각각 을 접속하는 출력 신호 배선 패턴이 형성되고, 드라이버 IC를 사이에 두고 발열 소자와 대향하는 쪽에는, 드라이버 IC용 입력 신호 배선 패턴이 형성된다.
발열 소자는, 개별 전극과 공통 전극으로 도통하고 있으며, 개별 전극은, 출력 신호 배선 패턴을 통해 드라이버 IC이 출력 패드에 와이어 본딩 등에 의해 접속되어 있다. 드라이버 IC는 입력 신호 배선 패턴을 통해 입력되는 인쇄 데이터에 따라 소정의 출력 패드를 온으로 한다. 이 온으로 된 출력 패드에 대응하는 개별 전극과 공통 전극 사이에 전류가 흘러, 소정의 발열 소자가 발열 구동된다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 또한, 소정의 발열 소자를 발열 구동시키는 드라이버 IC는 시프트 레지스터 및 래치 회로를 포함하는 제어 회로를 단일의 IC 칩으로서 구성한 것이다(예컨대, 특허 문헌 2 참조). 또한, 입력 신호 배선 패턴을 단순화하여, 패턴 폭을 넓게 할 수 있는 입력 신호 배선 패턴으로서, 드라이버 IC의 실장 영역에도 입력 신호 배선 패턴을 마련한 것이다(예컨대, 특허 문헌 3 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성7-81114호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2001-301211호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 평성5-63022호 공보
상술한 서멸 헤드 기판에 탑재되는 드라이버 IC는, 예컨대, 1개당 128비트분의 발열 소자에 대응하는 개별 전극에 전류를 흘릴 수 있다. 서멀 헤드 기판이 예컨대 512개의 발열 소자를 갖고 있는 경우는, 상기 드라이버 IC는 4개 배열된다. 그 때문에, 서멀 헤드 기판은, 128×4개의 개별 전극 패턴이 형성됨과 아울러, 공통 전극 패턴이나 그라운드선, 클럭 신호선, 로직 전원선, 래치 신호선 및 스트로브 신호선을 포함하는 입력 신호 배선 패턴이 형성된다. 그 때문에, 패턴의 드로잉이 복잡하게 되어 버려, 패턴이 형성되는 면적이 커지게 된다. 그 결과, 서멀 헤드 기판의 면적이 커져 서멀 헤드도 커지게 된다. 즉, 서멀 헤드의 소형화나 소형화에 동반되는 비용 절감이 어렵다는 과제가 있다. 이 대책의 하나로서 특허 문헌 3의 것이 있지만, 이 경우 클럭 신호선과 래치 신호선이 드라이버 IC의 실장 영역에 배치되어 있는 것이며, 높은 주파수의 클럭 신호가 다른 것으로의 영향, 특히 헤드 구동 신호의 출력선으로의 노이즈로서의 영향이 있는 것으로, 에러의 요인으로 되는 것이 있었다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 클럭 신호선의 영향을 적게 한 신뢰성이 높은 헤드 기판을 제공하는 것이며, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.
(적용예 1) 복수의 구동 소자를 선택적으로 구동하는 드라이버 IC가 탑재되도록 구성된 서멀 헤드 기판으로서, 상기 드라이버 IC용의 클럭 신호와 로직 전원이 공급되는 복수의 접점을 포함하는 복수의 외부 접속 단자와, 상기 드라이버 IC가 탑재되는 영역의 한쪽에 형성되는 복수의 패드를 포함하는 제 1 패드 열로서, 당해 패드가, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성되rg, 상기 구동 소자로 구동 신호를 출력하는 출력 패드를 포함하는 제 1 패드 열과, 상기 드라이버 IC가 탑재되는 상기영역을 다른쪽에 형성되는 복수의 패드를 포함하는 제 2 패드 열로서, 당해 패드가, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성되고, 상기 드라이버 IC를 설치하는 그라운드 패드를 제 2 패드 열과, 상기 외부 접속 단자를 상기 제 1 패드 열 및 상기 제 2 패드 열의 상기 패드에 전기적으로 접속하는 입력 신호 배선 패턴을 구비하여 이루어지며, 상기 입력 신호 배선 패턴은, 상기 드라이버 IC에 상기 클럭 신호를 공급하기 위한 클럭 신호선과, 상기 드라이버 IC에 상기 로직 전원을 공급하기 위한 로직 신호선을 포함하고, 상기 클럭 신호선의 일부와 상기 로직 전원선의 일부는 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드열 사이에 배치되어 있다.
이 구성에 의하면, 적어도 클럭 신호선 및 로직 전원선의 일부를 드라이버 IC가 실장되는 영역, 즉 드라이버 IC의 바닥면의 면적 내에 마련할 수 있다. 그 때문에, 드라이버 IC와 외부 접속 단자 사이에 마련되는 입력 신호 배선 패턴에서의 배선의 수를 줄일 수 있다. 그 결과, 입력 신호 배선 패턴이 차지하는 면적을 작게 할 수 있어, 헤드 기판의 소형화에 기여할 수 있다. 또한, 노이즈가 발생하 기 쉬운 클럭선과 정전압의 로직 전원선이 인접하고 있다. 정전압의 로직 전원선은, 노이즈의 영향을 받기 어렵기 때문에, 다른 구성 요소에 대한 클럭선의 노이즈에 의한 영향을 억제할 수 있다. 또한, 클럭 신호선의 클럭 신호와, 클럭 신호선에 인접하는 신호선의 신호가 공명한 경우, 다른 구성 요소, 특히, 출력선의 헤드 구동 신호에 큰 외란을 줄 가능성이 있다. 그러나, 클럭 신호와 정전압의 로직 전원은 공명하지 않기 때문에, 다른 구성 요소에 한 공명의 영향을 없앨 수 있다.
(적용예 2) 상기 로직 전원선은 상기 제 1 패드 열과 상기 클럭 신호선 사이에 배치되어 있다.
이 구성에 의하면, 노이즈의 영향을 받기 쉬운 제 1 패드 열과 노이즈가 발생하기 쉬운 클럭 신호선의 사이에 노이즈의 영향을 받지 않는 로직 전원선이 있는 것은, 클럭 신호선으로부터의 노이즈를 로직 전원선이 솎아내기 때문에 제 1 패드 열로의 영향을 극단적으로 적게 할 수 있다.
(적용예 3) 상기 복수의 구동 소자는 상기 기판 상에 열 형상으로 형성되고, 복수의 드라이버 IC는 상기 구동 소자에 대하여 평행하게 상기 헤드 기판 상에 탑재할 수 있다.
이 구성에 의하면, 클럭 신호선 및 로직 전원선의 일부는, 복수의 드라이버 IC의 바닥면의 면적 내를 횡단하는 형태로 연속한 신호 배선으로서 마련된다. 그리고, 각각의 드라이버 IC에 대하여 신호를 공급할 수 있다. 그 때문에, 드라이버 IC의 수가 증가하더라도 입력 신호 배선 패턴의 수를 극단적으로 증가시키지 않아, 입력 신호 배선 패턴이 차지하는 면적을 작게 할 수 있어, 헤드 기판의 소형화에 기여할 수 있다.
(적용예 4) 상기 외부 접속 단자는 래치 신호 및 스트로브 신호 중 어느 한쪽이 공급되는 접점을 포함하며, 상기 제 1 패드 열 및 상기 제 2 패드 열의 상기 패드는, 상기 복수의 드라이버 IC의 하나가 탑재되는 영역의 한쪽의 제 1 입력 패드와, 상기 영역의 다른쪽의 출력 패드와, 상기 복수의 드라이버 IC의 다른 하나가 탑재되는 영역의 한쪽의 제 2 입력 패드를 포함하며, 상기 입력 신호 배선 패턴은, 상기 접점을 상기 제 1 입력 패드에 전기적으로 접속하고, 상기 출력 패드를 상기 제 2 입력 패드에 접속한다.
이 구성에 의하면, 래치 신호 또는 스트로브 신호는 복수의 드라이버 IC를 경유하여 공급할 수 있다. 그 때문에, 입력 신호의 수를 줄일 수 있어, 입력 신호 배선 패턴이 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 헤드 기판의 소형화에 기여할 수 있다.
(적용예 5) 상기 드라이버 IC에 마련되는 제 1 단자와 제 2 단자가 서로 전기적으로 접속되어 있을 때, 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 중 적어도 어느 한쪽은, 상기 제 1 단자에 접속되도록 구성된 제 1 연장 패드와, 상기 제 2 단자에 접속되도록 구성된 제 2 연장 패드를 포함하며, 상기 제 1 연장 패드와 상기 제 2 연장 패드는 상기 드라이버 IC가 탑재되기 상기 영역의 외측으로 연장된다.
상기 구성에 의하면, 연장되어 있는 제 1 및 제 2 패드간의 저항값을 저항 측정기에 의해 측정하거나, 또는, 상기 패드 사이에 통전을 행하여 전류 전압 특성을 측정할 수 있기 때문에, 기판과 드라이버 IC의 접속 상황을 검출할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 패드간의 저항값이 영(zero)에 가까우면 정상적인 도통 상태에서 드라이버 IC가 장착되어 있고, 저항값이 상정값보다 높은 경우이면 땜납 불량 등에 의한 접합 불량인 것을 판정할 수 있다. 이 구성은, 상기 드라이버 IC가 상기 기판에 ACF를 통해서 플립칩 본딩 방식에 의해 부착되어 있는 경우에, ACF가 적정하게 압축되어 정상적으로 도통되어 있는지 여부를 검사하여 관리할 수 있기 때문에 바람직하다.
(적용예 6) 상기 입력 신호 배선 패턴은 상기 제 2 연장 패드를 상기 외부 접속 단자의 하나에 전기적으로 접속한다.
이 구성에 의하면, 기판의 제 1 패드 열과 제 2 패드 열 사이에 배선된 신호선을 타고넘어 제 1 패드 열에 접속시킬 수 있기 때문에, 배선 패턴의 간소화에 기여할 수 있다.
(적용예 7) 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되고, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 입력 패드를 더 포함하며, 상기 클럭 신호선은, 상기 입력 패드를, 상기 드라이버 IC용의 클럭 신호가 공급되기 상 기 접점의 하나에 전기적으로 접속한다.
(적용예 8) 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되고, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 입력 패드를 더 포함하며, 상기 로직 전원선은, 상기 입력 패드를, 상기 드라이버 IC용의 상기 로직 전원이 공급되는 상기 접점의 하나에 전기적으로 접속한다.
이 구성에 의하면, 로직 전원선 및 클럭 신호선의 입력 패드를 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배선된 신호 패턴 상에 형성할 수 있기 때문에, 상기 로직 전원선 및 클럭 신호선의 패턴의 간소화를 할 수 있음과 아울러 전기적인 노이즈의 영향을 적게 하는 것에 기여할 수 있다.
(적용예 9) 복수의 드라이버 IC는 상기 구동 소자에 대하여 평행하게 상기 헤드 기판 상에 탑재될 수 있고, 상기 헤드 기판은, 상기 드라이버 IC의 하나에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 제 1 입력 패드와, 상기 드라이버 IC의 다른 하나에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 제 2 입력 패드를 포함하며, 상기 제 1 입력 패드와 상기 제 2 입력 패드는 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되어 있고, 상기 외부 접속 단자는 상기 드라이버 IC용의 로직 전원이 공급되는 제 1 접점과 제 2 접점을 포함하고, 상기 로직 전원선은 제 1 로직 전원선과 제 2 로직 전원선을 포함하며, 상기 제 1 로직 전원선은 상기 제 1 입력 패드를 상기 제 1 접점에 전기적으로 접속하고, 상기 제 2 로직 전원선은 상기 제 2 입력 패 드를 상기 제 2 접점에 전기적으로 접속한다.
이 구성에 의하면, 드라이버 IC로의 로직 전원의 공급이 복수의 배선 패턴에 의해 이루어지기 때문에, 복수의 드라이버 IC에 대하여 1 방향으로부터 시리얼로 전원 패턴을 접속해 나가는 경우에 비하여, 배선 패턴의 저항 손실을 적게 할 수 있어, 전압 강하가 적은 안정한 전원의 공급에 기여할 수 있다.
(적용예 10) 드라이버 IC를 헤드 기판 상에 탑재하기 위한 방법으로서, 상기에 기재된 서멀 헤드 기판을 준비하는 공정과, 플립칩 본딩 방식에 의해, 상기 드라이버 IC를, ACF를 통해서, 상기 헤드 기판에 탑재하는 공정을 구비하여 이루어진다.
상기 구성에 의하면, 헤드 기판의 소형화나 비용 절감이 가능해진다.
(적용예 11) 긴 직사각형 형상으로 형성된 기판 상의 한쪽의 긴 변 근방에 열 형상으로 배치된 복수의 발열 소자로부터, 상기 복수의 발열 소자를 선택적으로 발열시키는 복수의 드라이버 IC의 실장 영역에 이르기까지 형성되는 배선 패턴과, 상기 기판의 다른쪽의 긴 변부에 형성된 외부 접속 단자부와 상기 복수의 드라이버 IC의 제어 신호의 입출력부의 도통, 및 상기 드라이버 IC간의 신호 접속을 위해 형성된 신호 배선 패턴을 구비하는 서멀 헤드 기판으로서, 상기 드라이버 IC의 상기 실장 영역에는, 상기 발열 소자측에, 상기 배선 패턴에 토통되고, 또한, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자와 접속되는 복수의 발열 구동 신호의 출력 패드를 포함하 는 패드가 열 형상으로 형성되어 있고, 상기 외부 접속 단자부측에, 상기 신호 배선 패턴에 도통됨과 아울러, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자와 접속되는 복수의 그라운드 패드를 포함하는 패드가 열 형상으로 형성되어 있으며, 상기 발열 구동 신호의 출력 패드를 포함하는 패드 열과 상기 그라운드 패드를 포함하는 패드 열 사이에 적어도 클럭 신호선 및 로직 전원선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 헤드 기판.
이 구성에 의하면, 적어도 클럭 신호선 및 로직 전원선의 일부를 드라이버 IC가 실장되는 영역, 즉 드라이버 IC의 바닥면의 면적 내에 마련할 수 있다. 그 때문에, 드라이버 IC와 외부 접속 단자 사이에 마련되는 입력 신호 배선 패턴에서의 배선의 수를 줄일 수 있다. 그 결과, 입력 신호 배선 패턴이 차지하는 면적을 작게 할 수 있어, 서멀 헤드 기판의 소형화에 기여할 수 있다.
본 발명에 의하면, 클럭 신호선의 영향을 적게 한 신뢰성이 높은 헤드 기판을 얻을 수 있다.
이하, 본 실시 형태를, 전자 기기에 탑재되어 있는 서멀 프린터를 예로 들어, 도면을 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에서 참조하는 도면에서는, 설명 및 도시의 편의상, 부재 내지 부분의 종횡의 축척을 실제와는 다르게 나타내는 경 우가 있다.
(제 1 실시 형태)
(서멀 헤드에 대하여)
제 1 실시 형태의 서멀 헤드에 대하여, 도 1을 참조해서 설명한다. 도 1은 서멀 헤드의 외관 사시도이다. 또, 도 1에 나타내는 X 방향은 이 서멀 헤드가 서멀 프린터에 적용된 경우에 인쇄되는 감열지의 폭 방향을 나타내고, Y 방향은 서멀 헤드부에서의 감열지의 급지 방향을 나타내며, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향과 직교하는 방향을 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드(10)는 서멀 헤드 기판(20)과, 드라이버 IC(30)와, FPC(22)와, 방열판(24)을 갖고 있다. 서멀 헤드 기판(20)은 절연 재료로 이루어지고 긴 직사각형의 판 형상으로 형성되며, 복수의 발열 소자(26)로 이루어지는 발열 소자열(26a)이, 한쪽의 긴 변쪽의 단부에 가까운 위치에 형성되어 있다. 드라이버 IC(30)는 발열 소자(26)를 선택적으로 발열 구동시키는 제어 회로를 단일의 IC 칩으로서 구성한 것이며, 서멀 헤드 기판(20)에, 발열 소자열(26a)과 평행하게 열 형상으로 마련되어 있다.
FPC(22)는, 일단을 서멀 헤드 기판(20)에 마련된 접속 단자(28)(도 4a 참조)에 접속되고, 타단을 도시하지 않은 서멀 프린터를 제어하는 제어부와 접속되어 있다. 방열판(24)은 알루미늄 등의 인발 재료로 긴 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 서멀 헤드 기판(20)은 방열판(24)의 계지면(24a)에 접착제 등으로 접착되어 있다.
이 서멀 헤드(10)는, 예컨대, 영수증이나 쿠폰 등을 인쇄하여 발행하는 POS 시스템용의 서멀 프린터에 적용된다. 서멀 프린터는, 서멀 헤드(10)와, 당해 서멀 헤드(10)가 가압 구조에 의해 가압되는 플래튼(platen)을 구비하고, 발색층을 갖는 감열지를 서멀 헤드(10)와 플래튼 사이에 끼워서, 발열 소자(26)를 선택적으로 발열하면서 반송한다. 이 때, 감열지의 발색제가 열 에너지에 반응하여 인쇄가 행하여진다.
(서멀 헤드의 제어에 대하여)
여기서, 서멀 헤드의 제어에 대하여 도 2 및 도 3을 참조해서 설명한다. 도 2는 서멀 헤드의 제어 블럭도이다. 도 3은 서멀 헤드의 블럭도이다. 또, 이 서멀 헤드의 제어는 상술한 서멀 프린터의 제어부에 의해 행해진다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드(10)의 제어부(100)는 CPU(120)과 인자 버퍼(130)와 이력 버퍼(135)와 논리 회로(140)와 선택기(145)와 제어 회로부(150)를 구비하고 있다. CPU(120)에는, POS 시스템 등을 구성하는 상위 컴퓨터(300)가 접속되어 있다. 상위 컴퓨터(300)는 인쇄 데이터나 제어 데이터 등의 제어 정보를 CPU(120)에 송출한다. 그리고, CPU(120)는, 제어 프로그램에 따라, 입력된 각종 검출 신호, 각종 지령, 각종 데이터 등을 처리한 후, 제어 회로부(150) 등에 각종의 제어 신호를 출력하는 것에 의해, 서멀 헤드(10)의 인쇄 동작을 제어하고 있다.
CPU(120)로부터 보내어지는 인쇄 화소 데이터는, 그 1도트 라인분이, 일단, 인자 버퍼(130)에 저장되고, 선택기(145)를 거쳐서 서멀 헤드(10)에 보내어진다. 다음 도트 라인분의 인쇄 화소 데이터를 인자 버퍼(130)에 저장하는 경우에는, 이것에 앞서, 인자 버퍼(130) 내의 데이터를 이력 버퍼(135)로 이동시킨다. 이력 버퍼(135)에 저장된 데이터와 인자 버퍼(130)에 저장된 데이터는, 논리 회로(140)에 의해, 비트마다 즉 발열 소자(26)마다 연산되어 선택기(145)에 출력된다.
선택기(145)는 일종의 시퀀서(sequencer)로서, 제어 회로부(150)로부터 송신되는 데이터 선택기 신호에 의해, 인자 버퍼(130)로부터의 데이터와 논리 회로(140)로부터의 데이터를 순차적으로 출력한다. 즉, 통전 기간은 인자 버퍼(130)로부터의 데이터에 대응하는 부분(기간 1)과, 논리 회로(140)로부터의 데이터에 대응하는 부분(기간 2)으로 분할되어 있으며, 기간 1에서는 상기한 데이터 선택기 신호에 의해 인자 버퍼(130)로부터의 데이터가, 기간 2에서는 상기한 논리 회로(140)로부터의 데이터가 각각 출력되어, 서멀 헤드(10)에 보내어진다.
다음에, 서멀 헤드에서의 발열 소자의 제어에 대하여 도 3을 참조해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 서멀 헤드(10)는, 서멀 헤드 기판(20)에 형성된, 1도트 라인의 인쇄 화소 데이터를 동시에 인쇄하기 위한 다수의 발열 소자(26)와, 서멀 헤드 기판(20)에 실장되는 드라이버 IC(30)를 갖고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 드라이버 IC(30)는, 발열 소자(26)를 각각 독립적으로 발열 구동하기 위한 복수의 구동 회로(250)와, 1도트 라인의 인쇄 화소 데이터를 일시적으로 기억하는 시프트 레지스터(255)와 래치 레지스터(260)를 갖는다. 구동 회로(250)는 PNP 트랜지스터로 구성하는 것이 가능하다. 이 구동 회로(250) 를 선택적으로 구동하는 것에 의해, 대응하는 발열 소자(26)가 선택적으로 발열되어, 감열지 상의 대응하는 위치가 발색된다.
구동 회로(250)를 NAND 회로로 표현한 것은 상기 회로의 논리 동작을 나타내기 위해서이다. 즉, 스트로브 신호가 비액티브(High 레벨)인 상태에서는, 구동 회로(250)의 동작이 금지되는 것이다. 이러한 회로는 PNP 트랜지스터의 베이스에 데이터와 스트로브 신호(정(正) 논리)를 와이어드 OR 회로 구성으로 접속하는 것에 의해 용이하게 실현할 수 있다.
구동 회로(250)는, 도시하지 않은 지연 회로에 의해 생성되는 2개의 스트로브 신호 St1, St2의 반전 신호(정 논리) 및 래치 레지스터(260)로부터 출력된 데이터(정 논리)를 입력하여, 양 신호의 레벨에 따라 구동된다. 즉, 인쇄 화소 데이터로서 「인쇄」를 의미하는 「1」의 데이터가 부여되고 있을 때에, 상기 스트로브 신호가 「High」로부터 「Low」, 즉 유효하게 천이되면, NAND 회로로 구성되는 구동 회로(250)는 「Low」를 출력한다.
이것에 의해 대응하는 발열 소자(26)에 헤드 전원 전압과의 전위차가 생겨 발열되고, 감열지의 대응 영역은 이 열 에너지를 받아 발색된다. 스트로브 신호는, 펄스 폭이 다른 3개 또는 4개로 분할된 신호로서 공급된다. 또, 2개의 스트로브 신호 /St1, /St2는, 지연 회로에 의해 그 출력 타이밍을 어긋나게 부여할 수 있어, 이에 따라, 다수의 구동 회로(250)가 동시에 통전 상태로 됨으로써 발생하는 전원 전압 강하의 문제를 회피할 수 있다.
시프트 레지스터(255)에는, 클럭 신호에 동기하여 당해 기간에 대응하는 1도 트 라인분의 인쇄 화소 데이터가 입력되어 보지(保持)된다. 또, 인쇄 화소 데이터는, 1도트 라인분의 각 인쇄 화소에 대응하는 데이터인데, 엄밀하게는, 인쇄 화소 1도트 라인의 발열 소자(26)에 대하여, 당해 기간에 통전을 행할지 여부를 나타내는 데이터이다. 인쇄 화소 데이터는, 「통전」을 의미하는 「1」 및 「통전하지 않는다」를 의미하는 「0」의 비트열로 구성된다. 또, 시프트 레지스터(255)에는, 현재의 인쇄 화소 데이터와 과거의 인쇄 화소 데이터로 소정의 연산을 실시한 것이 소정의 통전 기간마다 입력된다.
래치 레지스터(260)는 시프트 레지스터(255)에 병렬로 접속되고, 시프트 레지스터(255) 상의 각 비트 데이터를, 동시 병렬적으로, 그 대응하는 기억 영역에 이송하여 보지한다. 이것에 의해, 통전 기간 동안에도 시프트 레지스터(255)에 다음 통전 기간에 대응하는 인쇄 화소 데이터를 입력할 수 있다. 시프트 레지스터(255)로부터 래치 레지스터(260)로의 데이터의 전송 타이밍은 제어부(100)로부터 출력되는 래치 신호의 래치 레지스터(260)로의 입력 타이밍에 의해 제어된다.
이 타이밍은, 전회의 통전 기간 뒤이고 다음 통전 기간 앞이며, 또한, 다음 통전 기간에 대응하는 인쇄 화소 데이터가 시프트 레지스터(255)에 세트된 후라는 것으로 된다. 전술한 바와 같이 래치 레지스터(260)의 각 기억 영역은, 구동 회로(250)의 한쪽의 입력단에 접속되어 있고, 래치 신호의 입력에 의해 래치 레지스터(260)에 새로운 데이터가 취입되면, 그 내용에 따라 구동 회로(250)로의 입력 데이터가 즉시 변화된다. 상기 각 구동 회로(250)는, 그것에 부여되는 지연 스트로브 신호가 「Low」(액티브)인 기간에, 래치 레지스터(260)의 데이터에 따라, 대응 하는 발열 소자(26)를 통전 구동한다.
상술한 구성을 갖는 서멀 헤드(10)는, 서멀 헤드(10)와 플래튼 사이에 감열지를 끼워 반송하면서, 인쇄 화소 데이터에 근거하여 서멀 헤드(10)에 직선적으로 배치된 발열 소자(26)를 선택적으로 통전하여 발열시키는 것에 의해, 감열지 상에 1도트 라인씩의 화소를 인쇄할 수 있다.
(서멀 헤드 기판에 대하여)
본 실시 형태의 서멀 헤드 기판을, 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4a는 서멀 헤드 기판의 전체도, 도 4b는 도 4a의 부분 확대도이다. 도 5는 서멀 헤드 기판의 발열 소자의 단면도이다.
도 4a, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드 기판(20)은, 알루미나 등의 절연 재료로 이루어지고, 긴 직사각형의 판 형상으로 형성되어 있다. 서멀 헤드 기판(20)은, 한쪽의 긴 변(20a)에 가까운 위치에 길이 방향을 따라, 통전된 전류를 열(熱)로 변환하는 발열체(32)가 직선 형상으로 마련되어 있다. 서멀 헤드 기판(20)의 다른쪽의 긴 변(20b)에는, 외부와의 전기적 접속에 제공되는 외부 접속 단자부로서의 복수의 접속 단자(28)가 열 형상으로 마련되어 있다.
서멀 헤드 기판(20)의 발열체(32)와 복수의 접속 단자(28) 사이에는, 발열 소자(26)를 선택적으로 발열 구동하는 드라이버 IC(30)가 실장되는 실장 영역으로서의 IC 실장부(31)가 각 드라이버 IC(30)마다 마련되고, 직선 형상의 발열체(32)와 병렬된 열 형상으로 형성되어 있다. IC 실장부(31)에는, 실장되는 드라이버 IC(30)의 바닥면에 마련된 입출력 단자와 대응하도록 입출력 패드가 형성되어 있다.
발열체(32)와 서멀 헤드 기판(20)의 한쪽의 긴 변(20a) 사이의 띠 형상 영역에는, 헤드 전원 패턴(50)이 형성되어 있다. 이 헤드 전원 패턴(50)의 양 단부는 서멀 헤드 기판(20)의 양 짧은 변을 경유하여 접속 단자(28)에 이르기까지 연장되어 있다. 그리고, 복수의 접속 단자(28)의 양측에 위치하는 접속 단자(28)와 접속되어 있다.
또, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 헤드 전원 패턴(50)으로부터, 빗살 형상의 공통 전극(52)이 발열체(32)측으로 연장되어 있고, 빗살 형상의 공통 전극(52)과 마주 보도록 하여, 개별 전극(54)이 형성되어 있다. 개별 전극(54)으로부터는, 출력 신호 배선 패턴(56)이 연장되어 있다. 출력 신호 배선 패턴(56)의 타단부는 IC 실장부(31)까지 연장되어 있고, 그 단부는 출력 패드 DO와 접속되어 있다.
그 때문에, 마주 보는 빗살 형상의 공통 전극(52)과 개별 전극(54)에 의해 발열 소자(26)가 규정된다. 즉, 선택된 개별 전극(54)이 온 구동되면, 이 개별 전극(54)과 공통 전극(52)으로 둘러싸이는 영역의 발열체(32)에 전류가 흘러, 그 부분이 발열 소자(26)로서 기능한다.
여기서, 발열 소자(26)의 상세를 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드 기판(20)에는, 서멀 헤드 기판(20)의 긴 변 방향으로 띠 형상으로 연장되는 단면에서 보아 원호 형상의 글레이즈층(58)이 형성되어 있다. 이 글레이즈층(58)은, 예컨대, 유리 등으로 이루어지고, 발열 소자(26)가 발하는 열을 내부에서 축열하여 서멀 헤드(10)의 열 응답성을 양호하게 유지함과 아울러, 감열지측에 볼록 형상을 보이는 것에 의해 발열 소자(26)와 감열지의 당접 상태를 확보하는 역할을 담당한다. 글레이즈층(58) 상에는, 발열체(32)가 형성되어 있다. 발열체(32)는, 예컨대, TaN계, TaSiO계, TaSiNO계, TiSiO계, TiSiCO계, NbSiO계의 전기 저항 재료로 이루어지는 저항체층으로 되어 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 발열체(32) 상에 공통 전극(52)과 개별 전극(54)이 간격을 두고 마주 보도록 형성되어 있다. 발열체(32), 공통 전극(52)및 개별 전극(54)의 상면에는 보호막(59)이 피복되어 있다. 이 보호막(59)은 발열체(32), 공통 전극(52) 및 개별 전극(54)을 대기 중에 포함되어 있는 수분 등에 의한 부식이나 기록 매체의 접접에 의한 마모로부터 보호하기 위한 것이며, SiC나 SiN계, SiO계, SiON계 등의 무기질 재료나 유리 등에 의해 3㎛~10㎛의 두께로 형성된다. 또, 보호막(59)은 스퍼터링법, 증착법, CVD법 등의 주지의 박막 형성 기술, 또는 스크린 인쇄법, 디스펜서법 등의 박막 형성 기술에 의해 형성된다.
도 4a에 나타내는 서멀 헤드 기판(20)의 접속 단자(28)와 IC 실장부(31) 사이, 및 IC 실장부(31) 사이에는, 접속 단자(28)와 드라이버 IC(30)의 제어 신호의 입출력 패드와의 도통, 및 드라이버 IC(30) 사이의 신호 접속을 도모하도록 입력 신호 배선 패턴이 형성되어 있다. 또, 접속 단자(28)에는, FPC 이외에는 커넥터 또는 FFC가 접속되고, 서멀 헤드(10)를 제어하는 제어 신호의 수수가 행하여진다.
다음에, 서멀 헤드 기판의 상세 패턴 배치에 대하여, 도 6을 참조해서 설명한다. 도 6은 서멀 헤드 기판의 패턴 배치도이다. 또, 본 실시 형태에서는, 예컨 대 서멀 헤드 기판에, 512개의 발열 소자가 마련되고, 1개당 128비트분의 발열 소자에 대응하는 개별 전극에 전류를 흘릴 수 있는 드라이버 IC를 4개 이용한 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 본 설명에 있어서는, 설명을 간편하게 하기 위해서, 서멀 헤드 기판의 주요 패턴만을 설명하고, 그 외의 패턴에 대해서는 설명을 생략한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드 기판(20)의 패턴은, 512개의 발열 소자(26)와, 4개의 드라이버 IC(30)가 실장되는 4개소의 IC 실장부(31)와, 복수의 접속 단자(28)가 형성되어 있고, 그 각각이 패턴으로 연결되어 있다. 또, 이후의 설명에서는, 이 512개의 발열 소자(26)를 발열 소자 R1~R512라고도 나타낸다. 이 발열 소자 R1~R512는, 도 4b에 나타내는 공통 전극(52)과 개별 전극(54)과 출력 신호 배선 패턴(56)을 포함한다. 또한, 4개소의 IC 실장부(31)를, 도 6 중 오른쪽에서부터 차례로 IC 실장부(31a, 31b, 31c, 31d)라고도 나타낸다. 단 IC 실장부(31)라고 나타내고 있는 경우는, 모든 IC 실장부에 공통되는 경우이다. 또한, IC 실장부(31a, 31b, 31c, 31d)를 둘러싸는 영역을 영역 P라고 칭하고, 접속 단자(28)와 IC 실장부(31) 사이의 영역을 영역 Q라고 칭한다.
이미 설명한 바와 같이, 서멀 헤드 기판(20)의 한쪽의 긴 변측에는 헤드 전원 패턴(50)이 형성되어 있다. 이 헤드 전원 패턴(50)의 양 단부는, 접속 단자(28)에 이르기까지 연장되고, 접속 단자(28)의 양쪽에 위치하는 헤드 전원 단자 vh와 접속되어 있다.
접속 단자(28)는 도 6 중 오른쪽에서부터 차례로, 상기 헤드 전원 단자 vh, 래치 단자 lat, 로직 전원 단자 vdd, 제 1 스트로브 단자 stb1, 그라운드 단자 gnd, 제 2 스트로브 단자 stb2, 클럭 단자 clk, 제 1 데이터 단자 di1, 제 2 데이터 단자 di2 및 헤드 전원 단자 vh가 마련되어 있다. 충분한 전류량을 얻을 수 있도록, 접속 단자(28)의 양측의 헤드 전원 단자 vh는 각각 2개로 하고, 중앙부의 그라운드 단자 gnd는 6개로 하고 있다.
IC 실장부(31)에는, 발열 소자 R1~R512측에, 도 6 중 오른쪽에서부터 차례로, 래치 패드 LAT, 로직 전원 패드 VDD, 시그널 아웃 패드 SO, 128개의 발열 소자(26)에 도통되는 출력 패드 DO1~DO128, 시그널 인 패드 SI가 열 형상에 배치되어 있다(제 1 패드 열). 또한, IC 실장부(31)에는, 접속 단자(28)측에, 도 6 중 오른쪽에서부터 차례로, 5개의 그라운드 단자 GND, 클럭 패드 CLK, 스트로브 패드 STB가 열 형상으로 배치되어 있디(제 2 패드 열).
발열 소자 R1~R128은, 개별 전극(54)측을, IC 실장부(31a)의 출력 패드 DO1~DO128과 각각 도통하고 있고, 공통 전극(52)측을 헤드 전원 패턴(50)에 도통하고 있다. 발열 소자 R129~R256은, 개별 전극(54)측을, IC 실장부(31b)의 출력 패드 DO1~DO128과 각각 도통하고, 공통 전극(52)측을 헤드 전원 패턴(50)에 도통하고 있다.
발열 소자 R257~R384는, 개별 전극(54)측을, IC 실장부(31c)의 출력 패드 DO1~DO128과 각각 도통하고 있고, 공통 전극(52)측을 헤드 전원 패턴(50)에 도통하고 있다. 발열 소자 R385~R512는, 개별 전극(54)측을, IC 실장부(31d)의 출력 패드 DO1~DO128과 각각 도통하고 있고, 공통 전극(52)측을 헤드 전원 패턴(50)에 도 통하고 있다.
접속 단자(28)의 로직 전원 단자 vdd와 IC 실장부(31)의 로직 전원 패드 VDD는, 로직 전원선으로서의 로직 전원 패턴(60)에 의해 도통하고 있다. 로직 전원 패턴(60)은, 로직 전원 단자 vdd를 기점으로, 서멀 헤드 기판(20)의 영역 Q에서 도 6 중 X(+)방향으로 연장되고, 서멀 헤드 기판(20)의 우측에서 Y(+)방향으로 부상하여 IC 실장부(31a)에 들어가고, IC 실장부(31a) 내에서 방향을 바꿔, X(-)방향으로 더 연장되어 IC 실장부(31b, 31c)를 통과하여, IC 실장부(31d)에 들어가 IC 실장부(31d)의 로직 전원 패드 VDD와 도통하도록 형성되어 있다. IC 실장부(31a, 31b, 31c)의 로직 전원 패드 VDD는, 영역 P 내에서 각각에 대응하는 로직 전원 패턴(60)의 위치로부터 Y(+)방향으로 부상하여 도통하도록 형성되어 있다.
접속 단자(28)의 클럭 단자 clk와 IC 실장부(31)의 클럭 패드 CLK는 클럭 신호선으로서의 클럭 신호 패턴(70)에 의해 도통해서 있다. 클럭 신호 패턴(70)은, 클럭 단자 clk를 기점으로, 서멀 헤드 기판(20)의 영역 Q에서 도 6 중 X(-)방향으로 연장되고, 서멀 헤드 기판(20)의 좌측에서 Y(+)방향으로 부상하여 IC 실장부(31d)에 들어가고, IC 실장부(31d) 내에서 방향을 바꿔, X(+)방향으로 더 연장되어 IC 실장부(31c, 31b)를 관통하여, IC 실장부(31a)에 들어가 IC 실장부(31a)의 클럭 패드 CLK와 도통하도록 형성되어 있다. IC 실장부(31b, 31c, 31d)의 클럭 패드 CLK는, 영역 P 내에서 각각에 대응하는 클럭 신호 패턴(70)의 위치로부터 Y(-)방향으로 낙하하여 도통하도록 형성되어 있다.
접속 단자(28)의 그라운드 단자 gnd와 IC 실장부(31)의 그라운드 패드 GND는 그라운드 패턴(66)에 의해 도통하고 있다. 그라운드 패턴(66)은, 그라운드 단자 gnd를 기점으로 하여, 서멀 헤드 기판(20)의 영역 Q에서 도 6 중 Y(+)방향으로 부상하여 IC 실장부(31a, 31b, 31c, 31d)의 근처까지 연장되고, 영역 Q 내에서 X(+)방향 및 X(-)방향으로 연장되며, X(+)방향이 연장된 그라운드 패턴(66)은 IC 실장부(31a)의 그라운드 패드 GND와 도통하도록 형성되고, X(-)방향이 연장된 그라운드 패턴(66)은 IC 실장부(31d)의 그라운드 패드 GND와 도통하도록 형성되어 있다. IC 실장부(31b, 31c)의 그라운드 패드 GND는, 영역 Q 내에서 각각에 대응하는 그라운드 패턴(66)의 위치로부터 Y(+)방향으로 부상하여, 각각 도통하도록 형성되어 있다.
접속 단자(28)의 래치 단자 lat와 IC 실장부(31)의 래치 패드 LAT는 래치 신호 패턴(62)에 의해 도통하고 있다. 접속 단자(28)의 제 1 스트로브 단자 stb1과 IC 실장부(31a, 31b)의 스트로브 패드 STB는 제 1 스트로브 신호 패턴(64)에 의해 도통하고 있다. 접속 단자(28)의 제 2 스트로브 단자 stb2와 IC 실장부(31c, 31d)의 스트로브 패드 STB는 제 2 스트로브 신호 패턴(68)에 의해 도통하고 있다.
접속 단자(28)의 제 1 데이터 단자 di1로부터는 제 1 데이터 신호 패턴(72)이 연장되어 있고, 제 1 데이터 신호 패턴(72)은 IC 실장부(31b)의 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다. IC 실장부(31b)의 시그널 아웃 패드 SO는 제 1 데이터 신호 패턴(72a)에 의해 IC 실장부(31a)의 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다. 접속 단자(28)의 제 2 데이터 단자 di2로부터는 제 2 데이터 신호 패턴(74)이 신장되어 있어, 제 2 데이터 신호 패턴(74)은 IC 실장부(31d)의 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다. IC 실장부(31d)의 시그널 아웃 패드 SO는 제 2 데이터 신호 패턴(74a)에 의해 IC 실장부(31c)의 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다.
래치 신호 패턴(62), 제 1 스트로브 신호 패턴(64), 제 2 스트로브 신호 패턴(68), 제 1 데이터 신호 패턴(72, 72a), 제 2 데이터 신호 패턴(74, 74a)은 출력 신호 배선 패턴(56), 로직 전원 패턴(60), 클럭 신호 패턴(70) 및 그라운드 패턴(66)이 형성되어 있지 않은 서멀 헤드 기판(20)의 빈 공간을 활용하여 형성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 예컨대, 래치 신호 패턴(62), 제 1 스트로브 신호 패턴(64), 제 2 스트로브 신호 패턴(68), 제 1 데이터 신호 패턴(72, 72a), 제 2 데이터 신호 패턴(74, 74a)은, 각각의 접속 단자(28)를 기점으로 Y(+)방향으로 부상하여, 영역 Q 내에서 X(+)방향 또는 X(-)방향으로 연장되고, 적당히 Y(+)방향으로 부상하고, X(+)방향 또는 X(-)방향으로 또 연장되어, 각각 대응하는 패드에 접속하고 있다.
다음으로, 서멀 헤드 기판(20)에 드라이버 IC가 실장되는 것에 대해서 설명한다.
실장되는 드라이버 IC(30)는, IC 실장부(31)(후술하는 31a, 31b, 31c, 31d)에 플립칩 본딩 방식에 의해 실장된다. 상술하면, 서멀 헤드 기판(20)의 IC 실장부(31)의 각각 전체 영역(31a, 31b, 31c, 31d)에는, ACF(Anisotropic Conductive Film; 이방성 도전 필름)이 부착되고, 드라이버 IC(30)는, 바닥면에 마련된 금(金)이나 땜납 등으로 이루어지는 범프의 입출력 단자를 제 1 입출력 패드 열 및 제 2 입출력 패드 열의 대응하는 입출력 패드에 위치 결정되고, 고온 상태에서 압착하여 입출력 단자와 입출력 패드를 도통시켜, 그 후 몰딩 수지를 도포하여 실장되어 있다.
본 실시 형태에서는, 예컨대, 서멀 헤드 기판(20)에 512개의 발열 소자(26)와 4개의 드라이버 IC(30)가 마련되어 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 발열 소자(26)의 개수 및 드라이버 IC(30)의 개수는 임의이다. 또한, 드라이버 IC(30)의 단자의 배치 즉 IC 실장부(31)의 패드의 배치 및 접속 단자(28)의 배치는 일례로서, 이것에 한정되지 않는다. 로직 전원 패턴(60) 및 클럭 신호 패턴(70)이, IC 실장부(31a~31d)의 영역 내이고, 또한 복수의 그라운드 패드 GND와 출력 패드 DO1~DO128 사이에 마련되어 있으면 좋다. 그 이외는 임의로 설정할 수 있다.
이하, 제 1 실시 형태의 효과를 기재한다.
(1) 상술한 서멀 헤드 기판(20)은, 로직 전원 패턴(60) 및 클럭 신호 패턴(70)의 일부를 드라이버 IC(30)가 실장되는 IC 실장부(31a~31d)를 횡단하도록 마련하고, IC 실장부(31a~31d) 내에서 로직 전원 패드 VDD 및 클럭 패드 CLK와 접속시키고 있다. 그 때문에, 입력 신호 배선 패턴을 단순화할 수 있음과 아울러, 드라이버 IC(30)와 접속 단자(28) 사이의 영역(영역 Q)에 배치하는 입력 신호 배선의 수를 줄일 수 있다. 그 결과, 드라이버 IC(30)와 접속 단자(28) 사이의 영역(영역 Q)의 면적을 작게 할 수 있어, 서멀 헤드 기판(20)의 소형화에 기여할 수 있다.
(2) 상술한 서멀 헤드 기판(20)은, 로직 전원 패턴(60) 및 클럭 신호 패 턴(70)에 일부를 드라이버 IC(30)가 실장되는 IC 실장부(31a~31d)에 마련하고 있다. 그 때문에, IC 실장부(31a~31d) 내에서 패턴의 폭을 넓게 할 수 있다. 따라서, 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있음과 아울러, 전류 전압 강하를 저감시킬 수 있다.
(3) 상술한 서멀 헤드 기판(20)은 로직 전원 패턴(60) 및 클럭 신호 패턴(70)을 IC 실장부(31a~31d)에 형성되어 있는 복수의 그라운드 단자 GND와 출력 패드 DO1~DO128 사이에 마련하고 있다. 그 때문에, 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다.
(4) 상술한 서멀 헤드 기판(20)은, 로직 전원 패턴(60)이 드라이버 IC의 출력측의 발열 소자 R1~R512측의 제 1 입출력 패드 열과 클럭 신호 패턴(70) 사이에 배치되어 있기 때문에, 제 1 입출력 패드 열로부터 클럭 신호 패턴을 분리할 뿐만 아니라, 노이즈의 영향으로 되는 요소를 흡수하기 때문에, 클럭 신호 패턴(70)이 제 1 입출력 패드 열로의 영향을 극단적으로 적게 할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
여기서, 제 2 실시 형태에 있어서의 서멀 헤드 기판을, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 도 7은 제 2 실시 형태에 있어서의 서멀 헤드 기판의 패턴 모식도이다. 도 8은 제 2 실시 형태에 있어서의 드라이버 IC의 입출력 단자측에서 본 입출력 단자의 일부를 나타내는 도면이다. 또, 제 1 실시 형태와 동일한 구성 및 내용에 대해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드 기판(20A)은, 드라이버 IC(30A)(도 8 참조)가 탑재되는 IC 실장부(31)에 있어서, 발열 소자 R1~R512측에, 도 7 중 오른쪽에서부터 차례로, 제 1 래치 패드 LAT1, 로직 전원 패드 VDD, 시그널 아웃 패드 SO, 128개의 발열 소자(26)에 도통되는 출력 패드 DO1~DO128, 시그널 인 패드 SI, 및 제 2 래치 패드 LAT2가 열 형상으로 배치되어 있다(제 1 패드 열). 또한, IC 실장부(31)에는, 접속 단자(28)측에, 도 7 중 오른쪽에서부터 차례로, 제 1 스트로브 패드 STB1, 5개의 그라운드 패드 GND, 클럭 패드 CLK, 제 2 스트로브 패드 STB2가 열 형상으로 배치되어 있다(제 2 패드 열).
그리고, IC 실장부(31a~31d)에서, IC 실장부(31a)의 제 2 래치 패드 LAT2(출력 패드의 일례)와 IC 실장부(31b)의 제 1 래치 패드 LAT1(제 2 입력 패드의 일례)이 제 1 래치 신호 중계 패턴(80a)에 의해, IC 실장부(31b)의 제 2 래치 패드 LAT2와 IC 실장부(31c)의 제 1 래치 패드 LAT1이 제 2 래치 신호 중계 패턴(80b)에 의해, IC 실장부(31c)의 제 2 래치 패드 LAT2와 IC 실장부(31d)의 제 1 래치 패드 LAT1이 제 3 래치 신호 중계 패턴(80c)에 의해 도통되어 있다.
또한, IC 실장부(31a)의 제 1 래치 패드 LAT1(제 1 입력 패드의 일례)과 접속 단자(28)의 래치 단자 lat는 래치 신호 패턴(80)에 의해 도통되어 있다. 래치 신호 패턴(80)은, 래치 단자 lat를 기점으로, 서멀 헤드 기판(20)의 영역 Q에서 도 7 중 X(+)방향으로 연장되고, 서멀 헤드 기판(20)의 오른쪽에서 Y(+)방향으로 부상하여, IC 실장부(31a)의 제 1 래치 패드 LAT1의 근방에서 방향을 바꾸어, X(-)방향으로 연장되어 IC 실장부(31a)의 제 1 래치 패드 LAT1과 도통하도록 형성되어 있 다.
IC 실장부(31a) 및 IC 실장부(31b)에서, IC 실장부(31a)의 제 2 스트로브 패드 STB2(출력 패드의 일례)와 IC 실장부(31b)의 제 1 스트로브 패드 STB1(제 2 입력 패드의 일례)이 스트로브 신호 중계 패턴(82a)에 의해 도통되어 있다. 또한, IC 실장부(31a)의 제 1 스트로브 패드 STB1(제 1 입력 패드의 일례)과 접속 단자(28)의 제 1 스트로브 단자 stb1은 제 1 스트로브 신호 패턴(82)에 의해 도통되어 있다. 제 1 스트로브 신호 패턴(82)은, 제 1 스트로브 단자 stb1을 기점으로, 서멀 헤드 기판(20)의 영역 Q에서 도 7 중 X(+)방향으로 연장되어, 서멀 헤드 기판(20)의 우측에서 Y(+)방향으로 부상하여, IC 실장부(31a)의 제 1 스트로브 패드 STB1과 도통하도록 형성되어 있다.
IC 실장부(31c) 및 IC 실장부(31d)에서, IC 실장부(31c)의 제 2 스트로브 패드 STB2와 IC 실장부(31d)의 제 1 스트로브 패드 STB1이 스트로브 신호 중계 패턴(84a)에 의해 도통되어 있다. 또, IC 실장부(31d)의 제 2 스트로브 패드 STB2와 접속 단자(28)의 제 2 스트로브 단자 stb2는 제 2 스트로브 신호 패턴(84)에 의해 도통되어 있다. 제 2 스트로브 신호 패턴(84)은, 제 2 스트로브 단자 stb2를 기점으로, 서멀 헤드 기판(20)의 영역 Q에서 도 7 중 X(-)방향으로 연장되어, 서멀 헤드 기판(20)의 좌측에서 Y(+)방향으로 부상하여, IC 실장부(31d)의 제 2 스트로브 패드 STB2와 도통하도록 형성되어 있다.
상술한 서멀 헤드 기판(20A)에는, 도 8에 나타내는 드라이버 IC(30A)가 IC 실장부(31a~31d)에 각각 실장된다. 드라이버 IC(30A)는, IC 실장부(31)에 배치된 입출력 패드와 대응하는 입출력 단자로서, 예컨대 땜납 등으로 이루어지는 범프를 바닥면에 갖고 있다. 이 드라이버 IC(30A)는 제 1 래치 패드 LAT1에 대응하는 제 1 래치 범프(LAT1)와 제 2 래치 패드 LAT2에 대응하는 제 2 래치 범프(LAT2)를 갖고 있다. 제 1 래치 범프(LAT1)와 제 2 래치 범프(LAT2)는 IC 내부에서 도통되어 있다. 또, 제 1 래치 범프(LAT1)가 입력 단자에 상당하고, 제 2 래치 범프(LAT2)가 출력 단자에 상당한다.
또, 드라이버 IC(30A)는 제 1 스트로브 패드 STB1에 대응하는 제 1 스트로브 범프(STB1)와 제 2 스트로브 패드 STB2에 대응하는 제 2 스트로브 범프(STB2)를 갖고 있다. 제 1 스트로브 범프(STB1)와 제 2 스트로브 범프(STB2)는 IC 내부에서 도통되어 있다. 또, IC 실장부(31a, 31b)에 실장되는 드라이버 IC(30A)에서는, 제 1 스트로브 범프(STB1)가 입력 단자에 상당하고, 제 2 스트로브 범프(STB2)가 출력 단자에 상당하며, IC 실장부(31c, 31d)에 실장되는 드라이버 IC(30A)에서는, 제 2 스트로브 범프(STB2)가 입력 단자에 상당하고, 제 1 스트로브 범프(STB1)가 출력 단자에 상당한다.
상술한 서멀 헤드 기판(20A)에 드라이버 IC(30A)가 실장된다. 그 경우, 래치 신호는, 접속 단자(28)의 래치 단자 lat로부터 들어가고, 래치 신호 패턴(80) 및 IC 실장부(31a)의 제 1 래치 패드 LAT1을 거쳐서, 드라이버 IC(30A)의 제 1 래치 범프(LAT1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 래치 범프(LAT2)로부터 출력된다. IC 실장부(31b)에 실장된 드라이버 IC(30A)에서도, 래치 신호는, 제 1 래치 신호 중계 패턴(80a)을 거쳐서, 제 1 래치 범프(LAT1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 래 치 범프(LAT2)로부터 출력된다. IC 실장부(31c) 및 IC 실장부(31d)에 실장된 드라이버 IC(30A)도 마찬가지로, 제 2 래치 신호 중계 패턴(80b) 및 제 3 래치 신호 중계 패턴(80c)을 거쳐서, 제 1 래치 범프(LAT1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 래치 범프(LAT2)로부터 출력된다.
또한, 전술한 스트로브 신호 St1은, 접속 단자(28)의 제 1 스트로브 단자 stb1로부터 들어가, 제 1 스트로브 신호 패턴(82) 및 IC 실장부(31a)의 제 1 스트로브 패드 STB1을 거쳐서, 드라이버 IC(30A)의 제 1 스트로브 범프(STB1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 스트로브 범프(STB2)로부터 출력된다. 스트로브 신호 St1은, 스트로브 신호 중계 패턴(82a)을 거쳐서, IC 실장부(31b)의 드라이버 IC(30A)의 제 1 스트로브 범프(STB1)로부터 입력된다.
스트로브 신호 St2는, 접속 단자(28)의 제 2 스트로브 단자 stb2로부터 들어가, 제 2 스트로브 신호 패턴(84) 및 IC 실장부(31d)의 제 2 스트로브 패드 STB2를 거쳐서, 드라이버 IC(30A)의 제 2 스트로브 범프(STB2)로부터 입력되어 활용되어 제 1 스트로브 범프(STB1)로부터 출력된다. 스트로브 신호 St2는, 스트로브 신호 중계 패턴(84a)을 거쳐서, IC 실장부(31c)의 드라이버 IC(30A)의 제 2 스트로브 범프(STB2)로부터 입력된다.
이하, 제 2 실시 형태의 효과를 기재한다.
(1) 상술한 서멀 헤드 기판(20A)에서, IC 실장부(31b, 31c, 31d)에 실장되는 드라이버 IC(30A)에는, 래치 신호가, 그 전단에 마련된 드라이버 IC(30A)의 내부를 경유하여 공급된다. IC 실장부(31b) 및 IC 실장부(31d)에 실장되는 드라이버 IC(30A)에는, 스트로브 신호 St1, St2가, 동일하게 그 전단에 마련된 드라이버 IC(30A)의 내부를 경유하여 공급된다. 그 때문에, 래치 신호 패턴(80), 제 1 스트로브 신호 패턴(82) 및 제 2 스트로브 신호 패턴(84)을 단순화할 수 있음과 아울러, 드라이버 IC(30A)와 접속 단자(28) 사이의 영역(영역 Q)에 배치하는 입력 신호 배선 패턴의 배선의 수를 줄일 수 있다. 그 결과, 드라이버 IC(30A)와 접속 단자(28) 사이의 영역(영역 Q)의 면적을 작게 할 수 있어, 서멀 헤드 기판(20A)의 소형화에 기여할 수 있다.
(2) 상술한 서멀 헤드 기판(20A)을 탑재하는 서멀 헤드는 래치 신호, 스트로브 신호 St1, St2를 드라이버 IC(30A)의 내부의 신호선을 이용하여 보낸다. 드라이버 IC(30A)의 내부의 신호선은, 기판 상에 마련된 입력 신호 배선 패턴과 비교하여 전류 용량을 크게 할 수 있다. 따라서, 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있음과 아울러, 전류 전압 강하를 저감시킬 수 있다.
(제 3 실시 형태)
제 3 실시 형태의 서멀 헤드 기판에 대하여, 도 9a, 도 9b 및 도 10을 참조해서 설명한다.
도 9a는 IC 실장부(31c, 31d)에 관한 패턴 배치도를 나타내고, 도 9b는 IC 실장부(31a, 31b)에 관한 패턴 배치도를 나타내고 있다. 도 10은 제 3 실시 형태에 있어서의 드라이버 IC의 입출력 단자의 일부를 나타내는 도면이며, 상세하게는 입출력 단자측에서 본 도면이다. 또, 제 2 실시 형태와 동일한 구성 및 내용에 관 해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
도 9a, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드 기판(20B)는, 드라이버 IC(30B)(도 10 참조)가 탑재되는 IC 실장부(31)에 있어서, 발열 소자 R1~R512측에, 도 9b 중 오른쪽에서부터 차례로, 제 1 넌커넥트 패드 NC1, 시그널 아웃 패드 SO, 제 1 래치 패드 LAT1, 128개의 발열 소자(26)에 도통되는 출력 패드 DO1~DO128, 제 2 래치 패드 LAT2, 시그널 인 패드 SI, 및 제 3 넌커넥트 패드 NC3이 열 형상으로 배치되어 있다(제 1 패드 열). 또한, IC 실장부(31)에는, 접속 단자(28)측에, 도 9b 중 오른쪽에서부터 차례로, 제 2 넌커넥트 패드 NC2, 제 1스트로브 패드 STB1, 5개의 그라운드 패드 GND, 클럭 패드 CLK, 제 2 스트로브 패드 STB2, 제 4 넌커넥트 패드 NC4가 열 형상으로 배치되어 있다(제 2 패드 열). 또한, 로직 전원 패드 VDD(입력 패드의 일례)는 출력 패드 DO1~DO128을 포함하는 제 1 입출력 패드 열과 복수의 그라운드 패드 GND를 포함하는 제 2 입력 패드열 사이에 배치되어 있다.
또한, 상기의 각 넌커넥트 패드 NC1~NC4와 도통한 체크 패드(연장 패드) CP1~CP4가 IC 실장부(31)의 외측 영역에서 배치되어 있다.
그리고, IC 실장부(31a~31d)에서, IC 실장부(31a)의 제 2 래치 패드 LAT2와 IC 실장부(31b)의 제 1 래치 패드 LAT1이 제 1 래치 신호 중계 패턴(80a)에 의해, IC 실장부(31b)의 제 2 래치 패드 LAT2와 IC 실장부(31c)의 제 1 래치 패드 LAT1이 제 2 래치 신호 중계 패턴(80b)에 의해, IC 실장부(31c)의 제 2 래치 패드 LAT2와 IC 실장부(31d)의 제 1 래치 패드 LAT1이 제 3 래치 신호 중계 패턴(80c)에 의해 도통되어 있다.
또한, IC 실장부(31a)의 제 1 래치 패드 LAT1과 접속 단자(28)의 래치 단자 lat는 래치 신호 패턴(80)에 의해 도통되어 있다.
IC 실장부(31a) 및 IC 실장부(31b)에서, IC 실장부(31a)의 제 2 스트로브 패드 STB2와 IC 실장부(31b)의 제 1 스트로브 패드 STB1이 스트로브 신호 중계 패턴(82a)에 의해 도통되어 있다. 또, IC 실장부(31a)의 제 1 스트로브 패드 STB1과 접속 단자(28)의 제 1 스트로브 단자 stb1은 제 1 스트로브 신호 패턴(82)에 의해 도통되어 있다.
IC 실장부(31c) 및 IC 실장부(31d)에서, IC 실장부(31c)의 제 2 스트로브 패드 STB2와 IC 실장부(31d)의 제 1 스트로브 패드 STB1이 스트로브 신호 중계 패턴(84a)에 의해 도통되어 있다. 또, IC 실장부(31d)의 제 2 스트로브 패드 STB2와 접속 단자(28)의 제 2 스트로브 단자 stb2는 제 2 스트로브 신호 패턴(84)에 의해 도통되어 있다.
상술한 서멀 헤드 기판(20B)에는, 도 10에 나타내는 드라이버 IC(30B)가 IC 실장부(31a~31d)에 각각 실장된다. 드라이버 IC(30B)는, IC 실장부(31)에 설치된 입출력 패드와 대응하는 입출력 단자로서, 예컨대 땜납 등으로 이루어지는 범프를 바닥면에 갖고 있다. 이 드라이버 IC(30B)는 제 1 래치 패드 LAT1에 대응하는 제 1 래치 범프(LAT1)와 제 2 래치 패드 LAT2에 대응하는 제 2 래치 범프(LAT2)를 갖고 있다. 제 1 래치 범프(LAT1)와 제 2 래치 범프(LAT2)는 IC 내부에서 도통되어 있다. 또, 제 1 래치 범프(LAT1)가 입력 단자에 상당하고, 제 2 래치 범프(LAT2)가 출력 단자에 상당한다.
또, 드라이버 IC(30B)는 제 1 스트로브 패드 STB1에 대응하는 제 1 스트로브 범프(STB1)와 제 2 스트로브 패드 STB2에 대응하는 제 2 스트로브 범프(STB2)를 갖고 있다. 제 1 스트로브 범프(STB1)와 제 2 스트로브 범프(STB2)는 IC 내부에서 도통되어 있다. 또, IC 실장부(31a, 31b)에 실장되는 드라이버 IC(30B)에서는, 제 1 스트로브 범프(STB1)가 입력 단자에 상당하고, 제 2 스트로브 범프(STB2)가 출력 단자에 상당하며, IC 실장부(31c, 31d)에 실장되는 드라이버 IC(30B)에서는, 제 2 스트로브 범프(STB2)가 입력 단자에 상당하고, 제 1 스트로브 범프(STB1)가 출력 단자에 상당한다.
또한, 드라이버 IC(30B)는, 제 1 넌커넥트 패드 NC1(제 1 연장 패드의 일례)에 대응하는 제 1 넌커넥트 범프(NC1)(제 1 단자의 일례)와, 제 2 넌커넥트 패드 NC2(제 2 연장 패드의 일례)에 대응하는 제 2 넌커넥트 범프(NC2)(제 2 단자의 일례)와, 제 3 넌커넥트 패드 NC3(제 1 연장 패드의 일례)에 대응하는 제 3 넌커넥트 범프(NC3)(제 1 단자의 일례)와, 제 4 넌커넥트 패드 NC4(제 2 연장 패드의 일례)에 대응하는 제 4 넌커넥트 범프(NC4)(제 2 단자의 일례)를 갖고 있다. 제 1 넌커넥트 범프(NC1)와 제 2 넌커넥트 범프(NC2)는 IC 내부에서 도통되어 있고, 제 3 넌커넥트 범프(NC3)와 제 4 넌커넥트 범프(NC4)는 IC 내부에서 도통되어 있다.
상술한 서멀 헤드 기판(20B)에 드라이버 IC(30B)가 실장된다. 그 경우, 래치 신호는, 접속 단자(28)의 래치 단자 lat로부터 들어가, 래치 신호 패턴(80) 및 IC 실장부(31a)의 제 1 래치 패드 LAT1을 거쳐서, 드라이버 IC(30B)의 제 1 래치 범프(LAT1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 래치 범프(LAT2)로부터 출력된다. IC 실장부(31b)에 실장된 드라이버 IC(30B)에서도, 래치 신호는, 제 1 래치 신호 중계 패턴(80a)을 통해서, 제 1 래치 범프(LAT1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 래치 범프(LAT2)로부터 출력된다. IC 실장부(31c) 및 IC 실장부(31d)에 실장된 드라이버 IC(30B)도 마찬가지로, 제 2 래치 신호 중계 패턴(80b) 및 제 3 래치 신호 중계 패턴(80c)을 통해, 제 1 래치 범프(LAT1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 래치 범프(LAT2)로부터 출력된다.
또, 전술한 스트로브 신호 St1은, 摘效詣子 28의 제 1 스트로브 단자 stb1로부터 들어가, 제 1 스트로브 신호 패턴(82) 및 IC 실장부(31a)의 제 1 스트로브 패드 STB1을 거쳐서, 드라이버 IC(30B)의 제 1 스트로브 범프(STB1)로부터 입력되어 활용되어 제 2 스트로브 범프(STB2)로부터 출력된다. 스트로브 신호 St1은, 스트로브 신호 중계 패턴(82a)을 통해, IC 실장부(31b)의 드라이버 IC(30B)의 제 1 스트로브 범프(STB1)로부터 입력된다.
스트로브 신호 St2는, 접속 단자(28)의 제 2 스트로브 단자 stb2로부터 들어가, 제 2 스트로브 신호 패턴(84) 및 IC 실장부(31d)의 제 2 스트로브 패드 STB2를 통해, 드라이버 IC(30B)의 제 2 스트로브 범프(STB2)로부터 입력되어 활용되어 제 1 스트로브 범프(STB1)로부터 출력된다. 스트로브 신호 St2는, 스트로브 신호 중계 패턴(84a)을 통해, IC 실장부(31c)의 드라이버 IC(30B)의 제 2 스트로브 범프(STB2)로부터 입력된다.
접속 단자(28)의 제 1 데이터 단자 di1로부터는 제 1 데이터 신호 패턴(72)이 연장되어 있고, 제 1 데이터 신호 패턴(72)은 IC 실장부(31b)의 제 4 넌커넥트 패드 NC4와 도통하고 있다. 제 4 넌커넥트 패드 NC4는, 드라이버 IC(30B)의 내부의 신호선을 통해 제 3 넌커넥트 패드 NC3과 도통하고 있으며, 제 1 데이터 신호 패턴(72b)에 의해 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다. IC 실장부(31b)의 시그널 아웃 패드 SO는 제 1 데이터 신호 패턴(72a)에 의해 IC 실장부(31a)의 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다. 접속 단자(2a)의 제 2 데이터 단자 di2로부터는 제 2 데이터 신호 패턴(74)이 연장되어 있고, 제 2 데이터 신호 패턴(74)은 IC 실장부(31d)의 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다. IC 실장부(31d)의 시그널 아웃 패드 SO는 제 2 데이터 신호 패턴(74a)에 의해 IC 실장부(31c)의 시그널 인 패드 SI와 도통하고 있다.
이하, 제 3 실시 형태의 효과를 기재한다.
(1) 상술한 서멀 헤드 기판(20B)에서, IC 실장부(31a~31d)에 실장되는 드라이버 IC(30B)는, 플립칩 본딩 방식에 의해 각 신호 패드가 ACF(이방성 도전 필름) 등에 의해 압착 접합되기 때문에, 패드의 접합 상태는 외관상 확인할 수 없지만, 서멀 헤드 기판(20B)의 체크 패드 CP1(CP3)과 CP2(CP4)에 저항 측정기의 프로브 단자를 대어, 패드의 접속 저항값을 측정하는 것에 의해 패드의 접합 상태가 적절한지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 제 1 넌커넥트 패드 NC1과 도통해서 있는 체크 패드(제 1 연장 패드) CP1과, 제 2 넌커넥트 패드 NC2와 도통해서 있는 체크 패드(제 2 연장 패드) CP2에 저항 측정기의 프로브 단자를 대어, 저항값을 측정하는 것에 의해 서멀 헤드 기판(20B)의 제 1 넌커넥트 패드 NC1과 드라이버 IC(30B)의 제 1 넌커넥트 범프(NC1)의 접속 저항 및 제 2 넌커넥트 패드 NC2와 드라이버 IC(30B)의 제 2 넌커넥트 범프(NC2)의 접속 저항을 측정할 수 있다. 마찬가지로, 다른 체크 패드 CP3과 CP4를 사용하여 각 드라이버 IC의 양 단부의 범프와 서멀 헤드 기판의 패드의 접속 저항을 측정할 수 있다. 저항값이 상정한 값보다 큰 경우는 접합 상태가 나쁜 것을 알 수 있고, 또한 개방 상태이면 전혀 접합되어 있지 않은 것을 알 수 있기 때문에, 접합 불량을 검출할 수 있어, 품질의 관리에 기여할 수 있다.
또한, 다른 확인 방법으로서 상기의 각 체크 패드 CP에 마찬가지로 프로브 단자를 대어 미약한 전류를 흘리고, 전류를 변화시켰을 때의 전압을 측정하는 것에 의해 전류-전압 특성을 파악할 수 있어, 더 상세한 접합 상태의 확인을 할 수 있어, 보다 고도한 품질 관리에 기여할 수 있다.
(2) IC 실장부(31b)에 실장되는 드라이버 IC(30B)는, 접속 단자(28)의 제 1 데이터 단자 di1로부터의 신호를 제 4 넌커넥트 패드 NC4와 제 3 넌커넥트 패드 NC3을 이용하여 드라이버 IC(30B)의 내부를 경유해서, 시그널 인 패드 SI에 공급할 수 있다. 그 때문에, 제 1 데이터 신호 패턴(72)을 단순화할 수 있음과 아울러, 드라이버 IC(30B)와 접속 단자(28) 사이의 영역(영역 Q) 및 IC 실장부(31c, 31d) 내에 배치하는 신호 배선 패턴의 배선의 수를 줄일 수 있다. 그 결과, 드라이버 IC(30B)와 접속 단자(28) 사이의 영역(영역 Q)의 면적을 작게 할 수 있어, 서멀 헤드 기판(20B)의 소형화에 기여할 수 있음과 아울러, IC 실장부(31c, 31d) 내에 배치하는 로직 전원 패턴(60)이나 클럭 신호 패턴(70)의 배선 패턴의 폭을 더 넓게 할 수 있어, 노이즈의 영향이나 전류 전압 강하를 저감시킬 수 있다.
(3) IC 실장부(31a~31d)에 실장되는 드라이버 IC(30B)에는, 출력 패드 DO1~DO128을 포함하는 제 1 입출력 패드 열과 복수의 그라운드 패드 GND를 포함하는 제 2 입출력 패드 열 사이에 배치되어 있는 로직 전원 패턴(60) 상에 로직 전원 패드 VDD가 배치되어 있기 때문에, 로직 전원 패턴(60)의 곡절(曲折)이나 분기점을 줄여 간소화할 수 있다. 따라서, 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다.
(변형예) 상술한 제 3 실시 형태에서는, 로직 전원 패드 VDD가 출력 패드 DO1~DO128을 포함하는 제 1 입출력 패드 열과 복수의 그라운드 패드 GND를 포함하는 제 2 입출력 패드 열 사이에 배치되어 있지만, 클럭 패드 CLK가 제 1 입출력 패드 열과 제 2 입출력 패드 열 사이에 배치되어 있어도 좋다. 이 경우에 있어서도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
(제 4 실시 형태)
제 4 실시 형태의 서멀 헤드 기판에 대하여, 도 11a 및 도 11b를 참조해서 설명한다.
도 11a는 IC 실장부(31c, 31d)에 관한 패턴 배치도를 나타내고, 도 11b는 IC 실장부(31a, 31b)에 관한 패턴 배치도를 나타내고 있다.
도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이, 서멀 헤드 기판(20C)은 로직 전원의 배선 패턴이 헤드 기판의 길이 방향의 양단으로부터 드라이버 IC의 로직 전원 패드 VDD에 접속되어 있다. 구체적으로는, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 접속 단 자(28)의 로직 전원 단자 vdd(제 1 접점의 일례)와 IC 실장부(31d)의 로직 전원 패드 VDD(제 1 입력 패드의 일례) 및 IC 실장부(31c)의 로직 전원 패드 VDD(제 1 입력 패드의 일례)가 로직 전원 패턴(60)(제 1 로직 전원선의 일례)에 의해 도통되어 있다. 또한, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 접속 단자(28)의 로직 전원 단자 vdd(제 2 접점의 일례)와 IC 실장부(31a)의 로직 전원 패트 VDD(제 2 입력 패드의 일례) 및 IC 실장부(31b)의 로직 전원 패드 VDD(제 2 입력 패드의 일례)가 로직 전원 패턴(60)(제 2 로직 전원선의 일례)에 의해 도통되어 있다.
이하, 제 4 실시 형태의 효과를 기재한다.
상술한 서멀 헤드 기판(20C)에 있어서, 복수의 드라이버 IC에 접속하는 로직 전원선을 기판의 양단측으로부터의 배선 패턴에 의해 공급하고 있기 때문에, 종래의 1 방향만으로부터의 배선 패턴에 의한 로직 전원의 공급에 비하여 배선 패턴의 저항에 의한 손실을 적게 할 수 있어, 전압 강하가 적은 안정한 로직 전원을 드라이버 IC에 공급하는 것에 기여할 수 있다.
또, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 다양한 변경을 행할 수 있다. 예컨대, 상술한 실시 형태에서는, 실장 영역의 제 1 입출력 패드 열에 래치 신호의 입력 패드와 출력 패드 및 제 2 입출력 패드 열에 스트로브 신호의 입력 패드와 출력 패드가 배치되어 있지만, 제 1 입출력 패드 열에 래치 신호의 각각의 패드를 마련하고, 제 2 입출력 패드 열에 래치 신호의 각각의 패드가 마련되어 있어도 상관없다. 또는, 도 7에 있어서의 제 1 입출력 패드열의 래치 신호의 입력 패드 LAT1의 왼쪽 옆에 스트로브 신호의 입력 패드를 마련하고, 래치 신호의 출력 패 드 LAT2의 오른쪽 옆에 스트로브 신호의 출력 패드를 마련하도록 제 1 입출력 패드 열에 래치 신호 및 스트로브 신호의 입력 패드와 출력 패드를 마련하여도 상관없고, 제 1 입출력 패드 열 대신에 제 2 입출력 패드 열에 래치 신호 및 스트로브 신호의 입력 패드와 출력 패드를 마련하여도 상관없다. 그 때, 또는, 단부측으로부터 래치 신호, 스트로브 신호의 배선이 없어도 되지만, 입력 패드와 출력 패드의 배선을 좌우 대칭으로 마련하는 것은 도 7과 같이 인접하는 실장 영역의 단부측의 패드와 간단히 연결시키는 것만으로 되기 때문에 배선 패턴을 간략화할 수 있으므로 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 넌커넥트부로서 넌커넥트 패드 NC1~4의 예를 기재했지만 넌커넥트 패드 NC1, 2뿐이어도 상관없지만, 드라이버 IC의 길이 방향의 양단에 마련하는 것은 드라이버 IC가 기판에 경사지지 않고 확실히 실장되어 있는 것을 확인할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 전자 기기에 탑재되는 서멀 프린터에 마련되는 서멀 헤드 기판을 예로 들어 설명했지만, 본원 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 본원 발명은 잉크젯 프린터 등의 액체 토출 장치에 마련되는 헤드 기판에도 적용할 수 있다. 액체 토출 장치에 마련되는 구동 소자로서, 발열 소자나 피에조 소자 등의 여러 종류의 소자를 이용할 수도 있다. 이외에도, 본원 발명은 LED 프린터 등의 화상 형성 장치에 마련되는 헤드 기판에도 적용할 수 있다. LED 프린터에 마련되는 구동 소자로서, LED 어레이를 이용할 수 있다. 이들 복수종의 구동 소자는 본원 발명의 헤드 기판 상에 마련되어도 좋고, 다른 기판 상에 마련되 어도 좋다. 구동 소자가 다른 기판 상에 마련되어 있는 경우, 당해 구동 소자는 본원 발명의 헤드 기판 상에 탑재되는 드라이버 IC와 출력 신호 배선을 거쳐서 전기적으로 접속된다.
도 1은 제 1 실시 형태에 있어서의 서멀 헤드의 외관 사시도,
도 2는 서멀 헤드의 제어 블럭도,
도 3은 서멀 헤드의 블럭도,
도 4a, 도 4b는 서멀 헤드 기판의 평면도,
도 5는 서멀 헤드 기판의 발열 소자의 단면도,
도 6은 서멀 헤드 기판의 패턴 배치도,
도 7은 제 2 실시 형태에 있어서의 서멀 헤드 기판의 패턴 모식도,
도 8은 제 2 실시 형태에 있어서의 드라이버 IC의 입출력 단자의 일부를 나타내는 도면,
도 9a, 도 9b는 제 3 실시 형태에 있어서의 서멀 헤드 기판의 패턴 모식도,
도 10은 제 3 실시 형태에 있어서의 드라이버 IC의 입출력 단자의 일부를 나타내는 도면,
도 11a, 도 11b는 제 4 실시 형태에 있어서의 서멀 헤드 기판의 패턴 모식도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 서멀 헤드
20, 20A, 20B, 20C : 서멀 헤드 기판
26 : 발열 소자
28 : 접속 단자
30, 30A, 30B : 드라이버 IC
31, 31a, 31b, 31c, 31d : 실장 영역으로서의 IC 실장부
32 : 발열체
56 : 출력 신호 배선 패턴
60 : 로직 전원선으로서의 로직 전원 패턴
62, 80 : 래치 신호 패턴
64, 82 : 제 1 스트로브 신호 패턴
68, 84 : 제 2 스트로브 신호 패턴
70 : 클럭 신호선으로서의 클럭 신호 패턴
72 : 제 1 데이터 신호 패턴
74 : 제 2 데이터 신호 패턴
DO : 출력 패드
GND : 그라운드 패드
NC1, NC2, NC3, NC4 : 넌커넥트 패드
CP1, CP2, CP3, CP4 : 체크 패드

Claims (11)

  1. 복수의 구동 소자를 선택적으로 구동하는 드라이버 IC가 탑재되도록 구성된 헤드 기판으로서,
    상기 드라이버 IC용 클럭 신호와 로직 전원이 공급되는 복수의 접점을 포함하는 복수의 외부 접속 단자와,
    상기 드라이버 IC가 탑재되는 영역의 한쪽에 형성되는 복수의 패드를 포함하고, 상기 패드가 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성되고, 상기 구동 소자로 구동 신호를 출력하는 출력 패드를 포함하는 제 1 패드 열과,
    상기 드라이버 IC가 탑재되는 상기 영역의 다른쪽에 형성되는 복수의 패드를 포함하고, 상기 패드가 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성되고, 상기 드라이버 IC를 설치하는 그라운드 패드를 포함하는 제 2 패드 열과,
    상기 외부 접속 단자를 상기 제 1 패드 열 및 상기 제 2 패드 열의 상기 패드에 전기적으로 접속하는 입력 신호 배선 패턴
    을 구비하여 이루어지며,
    상기 입력 신호 배선 패턴은,
    상기 드라이버 IC에 상기 클럭 신호를 공급하기 위한 클럭 신호선과,
    상기 드라이버 IC에 상기 로직 전원을 공급하기 위한 로직 전원선을 포함하고,
    상기 클럭 신호선의 일부와 상기 로직 전원선의 일부는 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되어 있는
    헤드 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로직 전원선은 상기 제 1 패드 열과 상기 클럭 신호선 사이에 배치되어 있는 헤드 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 소자는 상기 기판 상에 열(列) 형상으로 형성되고,
    복수의 드라이버 IC는 상기 구동 소자에 대해 평행하게 상기 헤드 기판 상에 탑재될 수 있는
    헤드 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자는 래치 신호 및 스트로브 신호 중 어느 한쪽이 공급되는 접점을 포함하고,
    상기 제 1 패드 열 및 상기 제 2 패드 열의 상기 패드는 상기 복수의 드라이 버 IC 중 하나가 탑재되는 영역의 한쪽의 제 1 입력 패드와, 상기 영역의 다른쪽의 출력 패드와, 상기 복수의 드라이버 IC 중 다른 하나가 탑재되는 영역의 한쪽의 제 2 입력 패드를 포함하며,
    상기 입력 신호 배선 패턴은,
    상기 접점을 상기 제 1 입력 패드에 전기적으로 접속하고,
    상기 출력 패드를 상기 제 2 입력 패드에 접속하는
    헤드 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이버 IC에 마련되는 제 1 단자와 제 2 단자가 서로 전기적으로 접속되어 있을 때, 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 중 적어도 어느 한쪽은 상기 제 1 단자에 접속되도록 구성된 제 1 연장 패드와, 상기 제 2 단자에 접속되도록 구성된 제 2 연장 패드를 포함하며,
    상기 제 1 연장 패드와 상기 제 2 연장 패드는 상기 드라이버 IC가 탑재되는 상기 영역의 외측으로 연장되는
    헤드 기판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력 신호 배선 패턴은 상기 제 2 연장 패드를 상기 외부 접속 단자 중 하나에 전기적으로 접속하는 헤드 기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되고, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 입력 패드를 더 포함하며,
    상기 클럭 신호선은, 상기 입력 패드를, 상기 드라이버 IC용 클럭 신호가 공급되는 상기 복수의 접점 중 하나에 전기적으로 접속하는
    헤드 기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되고, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 입력 패드를 더 포함하며,
    상기 로직 전원선은, 상기 입력 패드를, 상기 드라이버 IC용 로직 전원이 공급되는 상기 복수의 접점 중 하나에 전기적으로 접속하는
    헤드 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    복수의 드라이버 IC는 상기 구동 소자에 대해 평행하게 상기 헤드 기판 상에 탑재될 수 있고,
    상기 헤드 기판은,
    상기 복수의 드라이버 IC 중 하나에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 제 1 입력 패드와,
    상기 복수의 드라이버 IC 중 다른 하나에 마련되는 단자에 접속되도록 구성된 제 2 입력 패드를 포함하며,
    상기 제 1 입력 패드와 상기 제 2 입력 패드는 상기 제 1 패드 열과 상기 제 2 패드 열 사이에 배치되어 있고,
    상기 외부 접속 단자는 상기 드라이버 IC용 로직 전원이 공급되는 제 1 접점과 제 2 접점을 포함하고,
    상기 로직 전원선은 제 1 로직 전원선과 제 2 로직 전원선을 포함하며,
    상기 제 1 로직 전원선은 상기 제 1 입력 패드를 상기 제 1 접점에 전기적으로 접속하고,
    상기 제 2 로직 전원선은 상기 제 2 입력 패드를 상기 제 2 접점에 전기적으로 접속하는
    헤드 기판.
  10. 드라이버 IC를 헤드 기판 상에 탑재하기 위한 방법으로서,
    청구항 1에 기재된 헤드 기판을 준비하는 공정과,
    플립칩 본딩 방식에 의해, 상기 드라이버 IC를, ACF(Anisotropic Conductive Film)를 통해, 상기 헤드 기판에 탑재하는 공정
    을 구비하여 이루어지는 드라이버 IC를 헤드 기판 상에 탑재하는 방법.
  11. 긴 직사각형 형상으로 형성된 기판 상의 한쪽의 긴 변 근방에 열 형상으로 배치된 복수의 발열 소자로부터, 그 복수의 발열 소자를 선택적으로 발열시키는 복수의 드라이버 IC의 실장 영역에 이르기까지 형성되는 배선 패턴과, 상기 기판의 다른쪽의 긴 변부에 형성된 외부 접속 단자부와 상기 복수의 드라이버 IC의 제어 신호의 입출력부의 도통, 및 상기 드라이버 IC간의 신호 접속을 위해 형성된 신호 배선 패턴을 구비하는 서멀 헤드 기판으로서,
    상기 드라이버 IC의 상기 실장 영역에는, 상기 발열 소자측에, 상기 배선 패턴에 도통되고, 또한, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자와 접속되는 복수의 발열 구동 신호의 출력 패드를 포함하는 패드가 열 형상으로 형성되어 있고,
    상기 외부 접속 단자부측에, 상기 신호 배선 패턴에 도통되고, 또한, 상기 드라이버 IC에 마련되는 단자와 접속되는 복수의 그라운드 패드를 포함하는 패드가 열 형상으로 형성되어 있으며,
    상기 발열 구동 신호의 출력 패드를 포함하는 패드 열과 상기 그라운드 패드를 포함하는 패드 열 사이에 적어도 클럭 신호선 및 로직 전원선이 형성되어 있는 것
    을 특징으로 하는 서멀 헤드 기판.
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