SE425878B - Tryckt krets med flera skikt - Google Patents

Description

l0 l5 20 25 30 35 40 7802685-3 2 Till följd av principen för punktuppteckning måste punkttätheten i ett termiskt skrivarhuvud vara mycket hög för att ge en tydlig uppteckning, dvs. avstån- det mellan varje värmecell i det termiska skrivarhuvudet mäste vara mycket kort.

Eftersom de termiska skrivarhuvudena är inrättade på en tryckt krets, kan den tryckta kretsens uppbyggnad utgöra en begränsning för uppteckningscellernas täthet, varigenom en begränsning erhålles för det upptecknade mönstrets kvalitet. En tidigare känd tryckkrets för ett termiskt skrivarhuvud har komplicerad uppbyggnad och punkttätheten vid sådana termiska skrivarhuvuden kan ej göras hög. En annan olägenhet med en tidi- gare känd tryckkrets för ett termiskt skrivarhuvud är att den tryckta kretsens dimen- sion är stor i jämförelse med de termiska skrivarhuvudenas tillgängliga längd. Ytter- ligare en olägenhet med en tidigare känd tryckkrets är att nâgra med värmecellerna “förbundna ledare ibland bildar kortslutning med andra kretsar till följd av kretsens höga punkttäthet.

Syftet med uppfinningen är därför att åstadkomma en tryckt krets, som undan- röjer de olägenheter och begränsningar, som behäftar tidigare kända tryckta kretsar med flera skikt, samt åstadkomma en med flera skikt försedd tryckt krets som möjlig- gör en hög ledartäthet pâ den tryckta kretsen.

Den med flera skikt försedda tryckta kretsen enligt uppfinningen är använd- bar vid ett termiskt skrivarhuvud med ett flertal linjära, parallella ledare, där en värmecell och en diod är inrättad i varje ledare, varvid ledarna är uppdelade i flera grupper och åtminstone en ände av ledarna i varje grupp är ansluten till de andra ledarna i en annan grupp.

Ovanstående syfte-uppnås medelst en med flera skikt försedd tryckt krets, vilken enligt uppfinningen utmärkes av ett första skikt med ett isolerande substrat, på vilket ett flertal ledare är selektivt fästa, varjämte anslutningsändarna hos ledarna i varje grupp är anordnade utefter en snedställd linje på det första skiktet, ett andra skikt med ett parallellogramformat substrat försett med ett flertal paral- lella ledare pâ substratets yta, varvid ett par av parallellogrammens sidor är paral- lella med de sneda linjerna för ledarnas anslutningsändar, varjämte varje ledare hos det andra skiktet förbinder varje ledare i varje grupp med motsvarande ledare i till- hörande grupp över nâgra av ledarna hos det första skiktet.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifogade ritning, pâ vilken fig. l visar en elektrisk krets för ett termiskt skrivarhuvud, som kan vara -utfört pâ den tryckta kretsen enligt uppfinningen, fig. 2 är en tvärsektionsvy genom en upphettningscell hos skrivarhuvudet i fig. l, fig. 3(A) och 3(B) visar uppbyggnaden för en tidigare känd tryckt krets med flera skikt, fig. 4(A) och 4(B) visar en annan uppbyggnad för en tidigare känd tryckkrets med flera skikt, fig. 5(A) och 5(B) visar uppbyggnaden för den med flera skikt försedda tryckta kretsen enligt uppfinningen, fig. 6 visar en tvärsektionsvy genom den tryckta kretsen enligt uppfinningen, och fig. 7 visar uppbyggnaden av ett andra skikt hos den tryckta kretsen enligt uppfinning- En. l0 15 20 25 30 35 40 3 7802685-3 Även om den med flera skikt försedda tryckta kretsen enligt upp- finningen har många tillämpningar, kommer redogörelsen nedan att begränsas till an- vändningen i ett termiskt skrivarhuvud, varigenom förståelsen av uppfinningen kommer att underlättas. Först kommer uppbyggnaden av ett termiskt skrivarhuvud och tidigare kända tryckta kretsar med flera skikt att belysas med hänvisning till fig. l, 2, 3(A) och 3(B) samt 4(A) och 4(B).

Fig. l visar den elektriska kretsen för ett termiskt skrivarhuvud. I figuren anger Hmn, där m och n är heltal, en upphettnings- eller värmecell för upphettning av ett temperaturkänsligt papper eller temperaturkänsligt bleck, som är beläget lin- järt över papperet. Värmecellerna Hmn är uppdelade i fyra grupper M1, M2, M3 och M4 i utföringsformen och varje grupp har fem värmeceller. Exempelvis har den första gruppen M1 värmecellerna H11, H12, H13, H14 och H15. I anger den första siffran mn anger den nzte värmecellen i ifrågavarande m gruppens nummer och den andra siffran n grupp. Varje upphettningscell Hmn är ansluten till en terminal eller klämma Ni (N1.

N2, N3, N4 och N5) via en tillhörande diod Dmn. De första upphettningscellerna H11, H21, H31, H41 i varje grupp är hopkopplade vid klämman N1. Pâ samma vis är den andra, tredje, fjärde och femte upphettningscellen i varje grupp via en tillhörande diod ansluten till klämman N2, N3, N4 resp. N5. _ Av fig. l inses att valet av en av klämmorna i M1-M4 och valet av en av klämmorna i N]-N5 ger ett val av endast en av värmecellerna bland 20 värmeceller.

Genom att en elektrisk ström âstadkommes genom ett par valda klämmor kommer den valda värmecellen att upphettas och möjliggöra uppteckning på papperet. Det torde observeras att i kretsen enligt fig. l endast nio terminaler eller klämmer (M1-M4 och N1-N5) möjliggör val bland tjugo värmeceller.

Avståndet mellan varje värmecell är mycket kort i syfte att åstadkomma tydlig uppteckning på basis av principen punktuppteckning. Enligt en mera praktiskt lämpad utföringsform har varje grupp Mi trettiotvå värmeceller och förefinnes 28 grupper av värmeceller, vilket innebär att 32 x 28 = 896 värmeceller är inrättade.

Längden mellan varje värmecell är i detta fall exempelvis l25/em. För tydlighets skull visas i fig. l emellertid endast 2D värmeceller.

Av fig. l framgår att varje värmecell Hmn är ansluten till tillhörande klämma Nn via en diod Dm", en vertikal ledare lm" och en horisontell ledare Ln, och att den vertikala ledaren lmn korsar den horisontella ledaren Ln även om den vertikala ledaren lmn och den horisontella ledaren Ln ej fär vara kortslutna med undantag för vid de figuren angivna kopplingspunkterna. I syfte att förhindra kortslutning mellan den vertikala ledaren lmn och den horisontella ledaren Ln erfordras en tryckt krets med flera skikt.

Fig. 2 visar en tvärsektionsvy genom en upphettningscell Hmn i fig. l.

I fig. 2 anger symbolen (a) ett substrat utfört av aluminium, (b) är ett värmeisole- rande skikt, (c) är en upphettningsledare, som är en elektrisk resistor gjord av t.ex. 10 l5 20 25 30 35 40 7802685-3 4 Taz N, (d) är en elektriskt ledande tilledare för anslutning av resistorn med en yttre krets, (e) är ett resistorskyddsskikt och (f) är ett skyddsskikt för skydd mot förslitning och nötning. Den elektriska strömmen flyter i resistorledaren (c) och alstrar erforderlig värme för termisk uppteckning.

Fig. 3 (A) och 3(B) visar en tidigare känd tryckt krets för ett termiskt skrivarhuvud, varvid fig. 3(A) endast visar det första skiktet och fig. 3(B) visar den sammansatta tryckta kretsen med både det första skiktet och det andra skiktet.

I fig. 3(A) och 3(B) anger hänvisningssiffran l det första skiktets isolerande subs- trat. Pâ substratet l är ett flertal vertikala elektriska ledaren lmn och terminaler eller klämmor Mi och Nj inrättade. Upphettningselement eller värmeceller H och dioder D är kopplade till de vertikala ledarna enligt kretsschemat i fig. l. De vertikala ledarna och klämmorna är fästa på substratet t.ex. genom tekniker för pâtryckning av ledare eller genom utnyttjande av fotolitografi. Rektangulära, andra ledare 2la, Zlb och 2lc åstadkommer horisontella förbindningar Ln. Exempelvis åstadkommer den första L] på det andra skiktet 2la förbindning mellan den vertikala ledaren l11 och den vertikala ledaren l21, medan den första ledaren på det andra skiktet Zlb åstad- kommer förbindning mellan de vertikala ledarna 121 och l31_ Den första ledaren på det andra skiktet 2lc åstadkommer förbindning mellan de vertikala ledarna l31 och l41.

Således är samtliga vertikala ledare i alla grupperna M1, M2, M3 och M4 hopkopplade och eftersom den första ledaren l11 i den första gruppen M1 är ansluten till klämman N] på det första skiktet, såsom visas i fig. 3(A), är de första ledarna i samtliga grupper sammankopplade till klämman N1. På samma vis är via de andra skikten Zla, 2lb och 2lc de andra ledarna i samtliga grupper sammankopplade till klämman N2.

De tredje ledarna i samtliga grupper är hopkopplade med klämman M3, medan de fjärde ledarna och de femte ledarna i samtliga grupper är hopkopplade med klämmorna N4 resp. N5. Anslutningen av värmecellen Hmn och/eller dioden Dmn till den vertikala ledaren âstadkommes exempelvis medelst förbindning genom termokompression.

Det torde inses att anslutningen mellan klämmorna M1 och de värmeceller, som hör till gruppen M1, kan åstadkommas endast på det första skiktet, men anslut- ningen mellan den första ledaren i varje grupp och klämman Nj âstadkommes genom ut- nyttjande av bâde det första och det andra skiktet, Vidare torde det observeras att de vertikala ledarna lmn har ett lutande eller snedställt parti S för att ansluta den vertikala ledaren till den horisontella ledaren, och vinkeln mellan ledarpartiet S och den vertikala ledaren eller den hori- sontella ledaren är 45°. Det torde observeras att enligt Pytagoras sats ledartätheten i det snedställda partiet S är »ífggr så stor som ledartätheten för de vertikala och horisontella ledarpartierna och att intervallet mellan varje ledare i det snedställda ledarpartiet S är l/vfäøav intervallet för det vertikala och det horisontella ledar- partiet. Eftersom den maximala övre ledartätheten på en tryckt krets är bestämd av den tryckta kretsens uppbyggnad, kommer närvaron av de snedställda ledarpartierna att begränsa värmecellernas Hmn täthet och således utgöra en begränsning för tydligheten 10 15 20 25 30 35 40 s ?8Û2685-3 e11er k1arheten på uppteckningspapperet.

Fig. 4(A) och 4(B) visar en annan, tidigare känd tryckt krets, vi1ken saknar 1utande e11er snedstä11t iedarparti. Fig. 4(A) visar utseendet för det första skiktet och fig. 4(B) visar den sammansatta uppbyggnaden med både det första skiktet och det andra skiktet. För enke1hets sku11 visar eme11ertid båda figurerna endast den undre sektionen av den tryckta kretsen. I dessa figurer har det första skiktet 1 vertika1a e1ektriska 1edare 1mn och termina1er e11er k1ämmor N1, N2, N3 och N4.

De vertika1a 1edarna imn har en vinkeirät krök e11er böj BN, och det böjda partiet hos varje iedare 1 n är hopkopp1at med de andra skikten 22 (22a, 22b, och 22c).

Kiämman N1 är ans1uten ti11 1edarens 111 böjda parti, medan k1ämmorna NZ, N3, N4 och N5 är ansiutna ti11 1edarnas 142, 143, 144 och 145 böjda partier via ett vevarmsiik- nande bryggparti BR. Det torde inses att närvaron av bryggan BR är oundvik1ig för att undvika korts1utningar me11an 1edarna ti11 terminaierna Nj.

Nackde1en med uppbyggnaden av kretsen en1igt fig. 4(A) och 4(B) är när- varon av bryggpartiet BR, som ökar den tryckta kretsens bredd, och det torde inses att närvaron av detta bryggparti BR förhindrar ett kontinueriigt arrangemang av värme- ce11er, när ett f1erta1 tryckta kretsar anbringas i syfte att möj1iggöra uppteckning på ett bredare papper.

Den med f1era skikt försedda kretsen en1igt uppfinningn åstadkommer en i förhå11ande ti11 tidigare kända tryckta kretsar förbättrad tryckt krets, vi1ken undanröjer nackde1arna med de tidigare kända tryckta kretsarna med f1era skikt.

Fig. 5(A) visar det första skiktet hos den med f1era skikt försedda tryckta kretsen en1igt uppfinningen. Fig. 5(B) visar uppbyggnaden av den med f1era skikt försedda tryckta kretsen en1igt uppfinningen med både det första skiktet och det andra skiktet. Fig. 6 är en tvärsektionsvy genom den tryckta kretsen en1igt upp- finningen, och fig. 7 visar det andra skiktet hos den tryckta kretsen en1igt upp- finningen.

I dessa figurer anger hänvisningssiffran 1 det första skiktets isoïerande substrat. Pâ substratet 1 är termina1er e11er k1ämmor M1, M4 samt N1, N5 iiksom verti- ka1a ledare 1mn tryckta. Värmece11er H och dioder D är fästa pâ de vertika1a 1edarna imn genom förbindning mede1st termokompression. De första 1edarna i varje grupp (111, 121, 131, 141) är avsedda att koppias samman mede1st det andra skiktet. På samma vis är de andra, tredje, fjärde resp. femte 1edarna i varje grupp hopkopp1ade mede1st det andra skiktet. Det torde inses att det andra skiktets förbindningar me11an 1edarna 111 och 121 måste korsa 1edaren 112 och/e11er klämman NZ utan att åstadkomma kortsïut- ning med 1edaren 112.

Såsom framgår av fig. 5(A) är de vertika1a 1edarnas 1mn s1ut- e11er ans1ut- ningsändar inrättade utefter en iutande e11er snedstä11d 1inje, och fö1jakt1igen har formen hos det andra skikt, som förbinder var och en av ans1utningsändarna hos 1edarna i gruppen med motsvarande anslutningsändar i nästa 1edargrupp formen av en para11e11o- gram. 10 15 20 25 30 35 40 78Û2685-3 6 Såsom visas i fig. 5(A) är ett par av para11e11a sidor hos para11e11o- grammen para11e11a med de 1utande e11er snedstä11da 1injerna för 1edarnas avsïut- ningsändar. Det första av de andra skikten 23a förbinder den första gruppens M1 1edare med den andra gruppens M2 1edare; det andra skiktet 23b förbinder den andra gruppensM¿ 1edare med den tredje gruppens M3 1edare; och det tredje, andra skiktet 23c förbinder den tredje gruppens M3 1edare med den fjärde gruppens M4 1edare.

Exempe1vis är ans1utningsändarna a, b, c, d och e hos 1edarna L31, 132, 133, 134 respJ35 i den tredje gruppen ans1utna mede1st det andra skiktet 23c ti11 ans1utnings- ändarna a', b', c', d' resp. e' hos 1edningarna 141, 142, 143,.144 och 145 hos den fjärde gruppen.

Det andra skiktets form, näm1igen en para11e11ogram, är ett väsent1igt särdrag för uppfinningen. Det torde observeras att den tryckta kretsen ej har något snedstä11t e11er 1utande 1edarparti såsom förekommer i den tidigare kända utförings- formen en1igt fig. 3(A) e11er något bryggparti vid substratets sida såsom förekommer i den tidigare kända utföringsformen en1igt fig. 4(A).

Den med f1era skikt försedda tryckta kretsen en1igt uppfinningen framstä1- 1es på fö1jande sätt. Först fästes de första 1edarna 1m1, 1m2, 1m3, 1m4 och 1m5 vid en iso1erande platta 31 mede1st ett foto1itografiskt och/e11er vakuumpâ1äggnings- förfarande, varigenom det första skiktet 1 åstadkommas (se fig. 6). Det andra skiktet 23 innefattar ett g1assubstrat 24 och ett f1erta1 e1ektriska 1edare Li. Ledarna Li anordnas på substratets 24 yta mede1st ett foto1itografiskt och/e11er vakuumpäïägg- ningsförfarande. Såsom framgår av fig. 7 ges g1assubstratet 24 formen av en trapetsoid genom av1ägsnande av g1assubstratets ändparti mede1st ett fotoetsningsförfarande.

Ans1utningen av det andra skiktet ti11 det första skiktet åstadkommes genom förbind- ning av det andra skiktets 1edare med det första skiktets 1edare mede1st ett termo- kompressionsförbindningsförfarande. När det andra skiktet är fäst vid det första skik- tet erhâ11er ytterändarna hos det andra skiktets 1edare krökning, såsom visas mede1st de streckade 1injerna i fig. 7. I syfte att under1ätta förbindningen mede1st termo- kompression är det förde1aktigt att 1edarna på både det första skiktet och det andra skiktet är p1äterade med gu1d.

För âstadkommande av det andra skiktet är nâgra modifieringar möj1iga.

Exempe1vis kan det andra skiktet framstä11as genom att en kopparfi1m fästes vid en iso1erande po1yimidfi1m med trapetsoid form. Kopparfi1men p1äteras med guld, och det andra skiktet förbindes med det första skiktet genom termokompressionsförbindning.

Vidare kan det andra skiktet framstä11as genom att en kopparfi1m fästes vid en iso1e- rande po1yimidfi1m, en po1yesterfi1m med trapetsoid form fästes vid kopparfi1men, och kopparfi1men förbindes med det första skiktet genom att po1yesterfi1men anbringas me11an det första och det andra skiktet.

Såsom ovan nämnts med hänvisning ti11 uppfinningen kommer ti11 fö1jd av det andra skiktets para11e11ogramform, de vertika1a 1edarna hos det första skiktet ej

Claims (8)

l0 20 25 30 7 7802685-3 att uppvisa den olägenheten att de har lutande eller snedställda partier eller något bryggparti, och terminalerna eller klämmorna Nj kan vara anslutna till de vertikala ledarna under det andra skiktet. Till följd av det andra skiktets parallellogram- form kan ledartätheten på det första skiktet ökas. Således kan den tryckta kretsen enligt uppfinningen utnyttjas vid ett termiskt skrivarhuvud med hög täthet vad be- träffar värmecellerna. PATENTKRAV
1. l. Tryckt krets med flera skikt, k ä n ne t e c k n a d av att den inne- fattar ett första skikt med ett isolerande substrat (l), pâ vilket ett flertal ledare (lïï-l15,...l4]...l45) är selektivt fästa, vilka ledare är fördelade i grupper och varvid minst en ände av ledarna i varje grupp är avsedd att hopkopplas, varjämte anslutmngsändarna (a - e; a' - e') hos ledarna i varje grupp är anordnade utefter en snedställd linje på det första skiktet, ett andra skikt med ett parallello- gramformat substrat försett med ett flertal parallella ledare (L1-L5) på substratets yta, varvid ett par av parallellogrammens sidor är parallella med de sneda linjerna för ledarnas anslutningsändar, varjämte varje ledare hos det andra skiktet förbinder varje ledare i varje grupp med motsvarande ledare i tillhörande grupp över några av ledarna hos det första skiktet.
2. 2. Tryckt krets enligt krav l, k ä n n e t ec k n a d av att åtminstone ytan hos ledarna (L1-L5) på det andra skiktet är guld.
3. 3. Tryckt krets enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att det andra skiktets ledare (L1-L5) består av koppar.
4. 4. Tryckt krets enligt något av krav l-3, k ä n n e t e c k n a d av att det andra skiktets substrat (24) består av glas.
5. 5. Tryckt krets enligt något av krav l-3, k än n e t e c k na d av att det andra skiktets substrat (24) utgöres av en polyimidfilm.
6. 6. Tryckt krets enligt nagot av krav l-3, k ä n n e t e c k n a d av att det andra skiktets substrat (24) består av polyester.
7. 7. Tryckt krets enligt nagot av krav l-6, k än n e t e c k n a d av att det andra skiktets ledare (L1-L5) sträcker sig förbi substratets (24) kant.
8. 8. Tryckt krets enligt något av krav l-7, k ä n n e t e c k n a d av att det andra skiktets ledare (LI-L5) är täckta med en dielektrisk film, när kretsen är SäflllllêïlSütli. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: