WO2000009340A1 - Tete thermique et ensemble tete thermique - Google Patents

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WO2000009340A1
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common electrode
thermal head
wiring
chip
semiconductor integrated
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Osamu Takizawa
Norimitsu Sambongi
Noriyoshi Shoji
Yuji Nakamura
Taro Ito
Yumiko Yamaguchi
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Seiko Instruments Inc.
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    • B41J2202/30—Embodiments of or processes related to thermal heads

Definitions

  • the present invention relates to a thermal head and a thermal head unit used for, for example, a small portable recording device, a facsimile, a ticket and a receipt printing device, and the like.
  • the thermal head is composed of a heating chip arranged in a line, a head chip having electrodes connected to the heating element on a ceramic substrate, and a print signal for selectively heating a predetermined heating element at a predetermined timing. It has an IC chip as a driver for output.
  • thermonole headunit which is formed by mounting such a thermal head on a heat sink.
  • This thermonole headunit is composed of a thermal head 101 and a heat sink 102 made of aluminum or the like.
  • the thermal head 101 has an electrode 104 and a heating element 105 formed on a ceramic substrate 103, and further has an IC chip 106 mounted thereon.
  • the electrode 104 and an external terminal 107 for inputting an external signal, which is provided separately, and the IC chip 106 are connected via bonding wires 108, respectively. 06 and the bonding wire 108 are molded with a sealing resin 109.
  • a structure in which a ceramic substrate is made smaller to form a composite substrate is also known. That is, as shown in FIG. 10, instead of the ceramic substrate 103, a ceramic substrate 103A and a glass cloth base epoxy resin substrate (hereinafter referred to as a In this case, the external terminals 107 are provided on the wiring board 103B.
  • connection structure between each heating element and the electrode in such a thermal head is classified into two types.
  • One is a common electrode type having a common electrode on the end side of the ceramic substrate on which the heating elements are arranged.
  • the individual electrodes from each heating element corresponding to each printing dot extend to the other end of the ceramic substrate, and the lead wires from both ends of the common electrode also extend to the other end of the ceramic substrate. It has been extended.
  • the other is a so-called u-turn electrode type. That is, it has a pair of heating elements corresponding to each printing dot, one end of each of these heating elements is connected by U-shaped wiring, and one of the heating elements extends to the end of the ceramic substrate.
  • the other heating element is connected to a common electrode provided at an end of the ceramic substrate. In either case, the common electrode is connected via an external terminal, and a voltage is selectively applied to each individual electrode via an IC chip.
  • the common electrode extends along the direction in which the heating elements are arranged, and both ends thereof are usually connected.
  • the value of the current flowing through varies. That is, the value of the current flowing through the heating element connected to the central portion of the common electrode that is distant from the ground position is reduced, and the amount of generated heat is reduced, causing print density unevenness.
  • One possible solution to this problem is to increase the width of the common electrode on the ceramic substrate to reduce the electrical resistance of the common electrode and reduce uneven printing density. This is contrary to the requirements, and there is a problem that the size of the ceramic substrate becomes large and the entire thermal head also becomes large.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to prevent density unevenness in printing. It is an object of the present invention to provide a thermal head and a thermal head unit that can keep the size of the thermal head small. Disclosure of the invention
  • a thermal chip including a heating element on one surface, a head chip having an individual electrode connected to the heating element, and a common electrode, and a semiconductor integrated circuit connected to the individual electrode.
  • the head chip is provided with a common electrode extending in the arrangement direction of the heating elements, and the connection between the common electrode and an external terminal is provided at a plurality of locations in the arrangement direction. It is located in a thermal head, which is characterized by
  • the common electrode extends along an arrangement direction of the heating elements at an end of the head chip opposite to an end where the heating elements are arranged.
  • a thermal head characterized by the following.
  • a circuit board on which the semiconductor integrated circuit is mounted is joined to the head chip, and a wiring for a common electrode connecting the common electrode and the external terminal is provided on the circuit board. Is located in the Thermore Head.
  • connection wiring for connecting the common electrode and the common electrode wiring is provided between physical blocks defined by the semiconductor integrated circuit.
  • Thermal head characterized by the following.
  • connection wiring for connecting the common electrode and the common electrode wiring is provided for each physical block defined by the semiconductor integrated circuit. It is located in a thermal head.
  • the thermal head is characterized in that at least one connection wiring for connecting an electrode and the common electrode wiring is provided in a physical block defined by the semiconductor integrated circuit.
  • a seventh aspect of the present invention is the thermal head according to any one of the third to sixth aspects, wherein the connection wiring connecting the common electrode and the common electrode wiring is formed by a bonding wire. It is in.
  • An eighth aspect of the present invention is the thermal head according to the seventh aspect, characterized in that at least a part of the bonding wire is provided across the semiconductor integrated circuit.
  • a ninth aspect of the present invention is the thermal head according to the seventh or eighth aspect, wherein at least a part of the bonding wire is provided via the semiconductor integrated circuit.
  • any one of the seventh to ninth aspects at least one end of the bonding wire is connected between the semiconductor integrated circuits. Located in thermal head.
  • connection wiring for connecting the common electrode and the common electrode wiring is formed by a flip chip method. In the book.
  • the semiconductor integrated circuit is mounted so as to straddle the head chip and the circuit board by a flip chip method. Located in the characteristic thermal head.
  • a thirteenth aspect of the present invention is a thermal head unit comprising the thermal head according to any one of the first to the eleventh aspects mounted on a support.
  • FIG. 1 is a sectional view and a plan view of a thermal head according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view and a plan view of a wiring connection portion between the thermal chip and the wiring board according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of a wiring connection portion between a head chip of a thermal head and a wiring board showing a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the thermal head unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a wiring connection portion between a head chip of a thermal head and a wiring board according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a sectional view and a plan view of a thermal head according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view and a plan view of a wiring connection portion between the thermal chip
  • FIG. 6 is a plan view showing a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view and a plan view of a wiring connection portion between a head chip of a thermal head and a wiring board according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view of a thermal head according to a conventional technique.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a thermal head according to the related art.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view and a main part plan view of a thermal head according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the thermal head 10 has a head chip 20 on which a plurality of thin film layers are formed, and a wiring board 30 which is joined to the head chip 20 so as to overlap.
  • the head chip 20 is formed by forming various thin film layers on a ceramic substrate 21. First, on a ceramic substrate 21, a grace layer 22 and an undercoat layer 23 made of a glass-based material having a heat insulating layer function are formed. The dregs layer 22 is located from one end of the ceramic substrate 21.
  • the heating element 2 has a ridge 22 a having a semicircular cross section at a fixed distance, and is intermittently arranged at a predetermined interval in a region facing the ridge 22 a at a predetermined interval in the longitudinal direction. 4 are formed. Further, electrodes 25 made of metal such as aluminum are formed so as to be in contact with the left and right ends of each heating element 24 in the drawing. Further, a protective film 28 is formed on the heating element 24.
  • each heating element 24 is composed of a pair of heating elements 24a and 24b as shown in FIG. 1 (b), and one end of each heating element 24a and 24b. Are connected to electrodes 25a and 25b.
  • the electrode 25a functions as an individual electrode, and the end is connected to a terminal 26 made of, for example, a gold thin film layer.
  • the electrode 25b functions as a common electrode, and is connected to a common electrode 27 provided at an end of the ceramic substrate 21 opposite to the heating element 24 of the ceramic substrate 21. Further, the other end of each of the heating element 25a and the heating element 25b is connected by an electrode 25c.
  • the wiring board 30 is provided with an IC chip 32 and an external terminal 33 on a board 31 such as a glass epoxy board.
  • the IC chip 32 is a driver that outputs a drive signal for selectively causing each of the heating elements 24 to generate heat.
  • the IC chip 32 is provided for each predetermined physical block of the heating element 24.
  • the external terminal 33 is for inputting an external signal to each IC chip 32.
  • each IC chip 32 is connected to the above-described terminal section 26 and external terminal 33 by bonding wires 34, respectively.
  • the IC chip 32 and the bonding wires 34 are molded by the sealing resin 35.
  • the head chip 20 and a wiring board 30 serving as a support substrate of the head chip 20 are partially overlapped and joined, and an IC chip is mounted on the wiring board 30. Since it is equipped with 3 1, the width of the head chip 20 (in the horizontal direction in the figure) can be significantly reduced, and This has the advantage that the number of head chips 20 to be manufactured increases and productivity is improved. Further, since the head chip 20 and the wiring board 30 can be handled in a joined state, there is an advantage that the handleability in the mounting process of the IC chip 32 does not decrease.
  • the thermal head of the present embodiment by mounting a plurality of head chips 20 on a wiring board plate from which a plurality of wiring boards 30 can be cut out, and mounting the IC chip 32 and performing wire bonding, There is an effect that handling properties are remarkably improved. Furthermore, in the thermal head of the present embodiment, the width of the common electrode 27 is minimized to minimize the width of the ceramic substrate 21, and the connection between the common electrode 27 and the external terminal is devised as follows. By doing so, it is possible to prevent print density unevenness between the heating elements 24.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a wiring connection portion between the common electrode 27 of the head chip 20 and the common electrode wiring of the wiring board 30, and FIG. 2B is a plan view.
  • the wiring board 30 is provided with the common electrode wiring 61 up to the region between the IC chips 32, and the common electrode wiring 61 and the end of the ceramic substrate 21 are provided.
  • the common electrodes 27 provided in the sections are connected by bonding wires 63 respectively. Further, each common electrode wiring 61 is grounded via an external terminal (not shown). That is, in the present embodiment, the common electrode 27 is connected to the common electrode wiring 61 of the wiring board 30 for each physical block defined by the IC chip 32.
  • the connection between the common electrode 27 and the common electrode wiring 61 of the wiring board 30 is provided for each physical block defined by each IC chip 32, the electric resistance of the common electrode 27 is limited.
  • the printing density unevenness based on the above can be reduced. That is, it is possible to reduce the variation in the current value flowing through each heating element and to make the heat generation amount between each heating element uniform.
  • the number of the common electrode wires 61 is determined by the electrical resistance of the common electrode 27, the voltage applied during printing, the number of heating elements connected to the IC chip 32, the electrical resistance of the heating elements, and the like. For example, as shown in FIG. 3, a plurality of IC chips 32 or three or more IC chips 32 may be provided.
  • the thermal head 10 described above is used as a thermal head unit by holding it on a support made of metal such as aluminum and having the function of a heat sink.
  • Figure 4 shows an example of such a thermal headunit.
  • the support 50 protrudes from the wiring board 20 of the head chip 20 and comes into close contact with the back surface side of the heating element forming portion on which the heating element 24 is formed, thereby forming a head chip supporting portion. It has an upper portion 51 and a step portion 52 that is recessed deeper than the thickness of the wiring board 30.
  • the protruding portion of the head chip 20 and the upper step 51 are firmly fixed by an adhesive layer 53, and an adhesive layer 54 is provided at the bottom of the step 52.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a wiring connection portion between a head chip of a thermal head and a wiring board according to the second embodiment.
  • a plurality of connections between the common electrode 27 of the ceramic substrate 21 and the common electrode wiring 61B of the wiring board 30 are provided in each physical block. That is, in the present embodiment, the common electrode wiring 61 A and the corresponding common electrode wiring 61 B are provided on the surface of the substantially central portion of the IC chip 32, and are shared with the common electrode 27.
  • the electrode wiring 61 A and the common electrode wiring 61 A and the common electrode wiring 61 g It is connected by wires 63A and 63B, and the other configuration is the same as that of the embodiment described above.
  • the common electrode 27 and the common electrode wiring 61 substantially at the middle of the IC chip 32 in the longitudinal direction.
  • connection positions, and connection methods between the common electrodes in each physical block are not particularly limited, and similar effects can be obtained if a plurality of common electrodes are provided for each physical block.
  • each physical block via the common electrode wiring 61 A provided on the surface of the IC chip 32, as shown in FIG. This may be performed via the provided common electrode wiring 61C and bonding wire 63C. In this case, wire bonding can be easily performed, and the length of the bonding wire can be reduced.
  • a bonding wire 6 3 extending across the IC chip 3 2 is connected between the common electrode wiring 6 1D provided on the opposite side of the common electrode 27 of the IC chip 32 and the common electrode 27. You may make it connect by D. In this case, there is an advantage that processing such as providing a common electrode wiring on the IC chip 32 is unnecessary.
  • the thermal head in which the head chip 20 and the wiring board 30 are partially overlapped and joined has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to a thermal head in which an IC is mounted on a ceramic substrate, and a common electrode provided on a ceramic substrate and an external terminal provided on a support, for example. Can be applied to connection.
  • connection between the common electrode and the wiring for the common electrode is performed by wire bonding.
  • the connection is not limited to this, and is not particularly limited as long as the connection can be made electrically.
  • FIGS. 8A and 8B are a cross-sectional view and a plan view of a wiring connection portion between a head chip and a wiring board of a thermal head according to another embodiment.
  • the height of the head chip 20 and the wiring board 30 is substantially the same, and the flip-chip type semiconductor integrated circuit 32 A is straddled between the head chip 20 and the wiring board 30. Implemented.
  • the terminal portion 26 on the individual electrode 25a and the external terminal 33A connected to the heating element are connected via the pad 71 and the bump 72 on the lower surface of the IC chip 32A. Also 1. Chips 328 are provided with mutually short-circuited pads 73 for common electrode wiring, and these pads 73 are respectively connected to common electrodes 27 and 42 via bumps 74. Connected to common electrode wiring 61E on wiring board 30.
  • the use of the flip chip type IC chip 32A eliminates the need for connection by wire bonding.
  • connection between the common electrode and the wiring for the common electrode may be performed by wire bonding between the flip-chip type IC chips.
  • the so-called U-turn electrode type connection is described, but the present invention can be applied to a common electrode type connection. That is, by providing the connection through the external terminal of the common electrode provided on the heating element side to other than both ends of the common electrode, it is possible to reduce the printing density unevenness.
  • Industrial applicability As described above, in the present invention, the connection between the common electrode of the head chip and the external terminal is performed at a plurality of locations in the arrangement direction of the heating elements, so that the shape of the thermal head is kept small, This produces an effect that printing unevenness can be reduced.

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Description

明 細 書 サーマノレへッド及びサーマノレへッドュニッ ト 技術分野
本発明は、 例えば、 小型携帯用記録装置、 ファックス、 切符及びレシ 一トの印刷装置などに用いられるサーマルへッ ド及ぴサーマルへッ ドュ ニッ トに関する。 背景技術
サーマルへッ ドは、 一列に並んだ発熱体及びこれらに接続される電極 をセラミック基板上に有するへッ ドチップと、 所定の発熱体を所定のタ ィミングで選択的に発熱させるための印字信号を出力する ドライバとな る I Cチップとを有する。
このようなサ一マルへッ ドを放熱板上に搭載してュニッ ト化したサ一 マノレへッ ドュニッ トの一例を図 9に示す。 このサーマノレへッ ドュニッ ト は、 サ一マルヘッ ド 1 0 1 と、 アルミニウム等からなる放熱板 1 0 2と から構成される。 サーマルへッド 1 0 1は、 セラミック基板 1 0 3上に、 電極 1 0 4及び発熱体 1 0 5を形成し、 さらに、 I Cチップ 1 0 6を搭 載したものである。 なお、 電極 1 0 4、 及び別途設けられた外部信号入 力用の外部端子 1 0 7と、 I Cチップ 1 0 6とは、 ボンディングワイヤ 1 0 8を介してそれぞれ接続されており、 I Cチップ 1 0 6及びボンデ ィングワイヤ 1 0 8は、 封止樹脂 1 0 9でモールドされている。
また、 セラミック基板を小さく して複合基板とした構造も知られてい る。 すなわち、 図 1 0に示すように、 セラミック基板 1 0 3の代わりに、 セラミック基板 1 0 3 A及びガラス布基材エポキシ樹脂基板 （以下、 ガ ラエポ基板という） などの配線基板 1 0 3 Bを用い、 この場合には、 外 部端子 1 0 7を配線基板 1 0 3 B上に設けたものである。
このようなサーマルへッ ドにおける各発熱体と電極との接続構造は、 2種類に分類される。 一方は、 セラミック基板の各発熱体が配列される 端部側に共通電極を有する共通電極タイプである。 このタイプでは、 各 印字ドッ トに対応する各発熱体からの個別電極はセラミック基板の他端 部まで延びており、 また、 共通電極の両端部からの引き出し配線もセラ ミック基板の他端部まで延設されている。 他方は、 いわゆる、 uターン 電極タイプである。 すなわち、 各印字ドッ トに対応する一対の発熱体を 有し、 これら発熱体の一端部同士が U字状の配線で接続されると共に一 方の発熱体がセラミック基板の端部まで延びる個別電極に接続され且つ 他方の発熱体がセラミック基板の端部に設けられた共通電極に接続され ている。 そして、 何れの場合も、 共通電極を外部端子を介して接続し、 各個別電極に I Cチップを介して選択的に電圧を印加する。
しかしながら、 上述したサーマルヘッ ドでは、 何れの場合も、 共通 電極が発熱体の配列方向に沿って延設され、 通常、 その両端部が接続さ れるので、 共通電極が持つ電気抵抗によって、 各発熱体に流れる電流値 にバラツキが生じる。 すなわち、 共通電極の接地位置から離れた中央部 に接続される発熱体に流れる電流値は小さくなって発熱量が小さくなり、 印字濃度ムラの原因となる。
このような問題は、 セラミック基板上の共通電極の幅を大きくするこ とによって、 共通電極の電気抵抗を小さく して印字の濃度ムラを抑える 方法も考えられるが、 サーマルへッ ドの小型化の要求とは相反するもの であり、 セラミック基板が大きくなり、 サーマルヘッ ド全体も大型化し てしまうという問題がある。
そこで、 本発明は、 このような事情に鑑み、 印字の濃度ムラを防ぐと 共にサ一マルへッ ドの大きさを小さく抑えることができるサーマルへッ ド及びサーマルへッ ドュニッ トを提供することを課題とする。 発明の開示
本発明の第 1の態様は、 一方面に発熱体及び該発熱体に接続される個 別電極及び共通電極を有するへッ ドチップと、 前記個別電極に接続され る半導体集積回路とを具備するサーマルへッ ドにおいて、 前記へッドチ ップには前記発熱体の配列方向に延設される共通電極が設けられ、 当該 共通電極と外部端子との接続が、 前記配列方向に亘つて複数箇所に設け られていることを特徴とするサ一マルへッ ドにある。
本発明の第 2の態様は、 前記共通電極が、 前記ヘッ ドチップの前記発 熱体が配列された一端部とは反対側の端部に当該発熱体の配列方向に沿 つて延設されていることを特徴とするサーマルへッ ドにある。
本発明の第 3の態様は、 前記へッ ドチップには前記半導体集積回路が 搭載される回路基板が接合され、 該回路基板には、 前記共通電極と前記 外部端子とを接続する共通電極用配線が設けられていることを特徴とす るサーマノレへッ ドにある。
本発明の第 4の態様は、 第 3の態様において、 前記共通電極と前記共 通電極用配線とを接続する接続配線が、 前記半導体集積回路により規定 される物理ブロックの間に設けられていることを特徴とするサーマルへ ッ ドにある。
本発明の第 5の態様は、 第 4の態様において、 前記共通電極と前記共 通電極用配線とを接続する接続配線が、 前記半導体集積回路により規定 される物理ブロック毎に設けられていることを特徴とするサ一マルへッ ドにある。
本発明の第 6の態様は、 第 3 〜 5の何れかの態様において、 前記共通 電極と前記共通電極用配線とを接続する接続配線が、 前記半導体集積回 路により規定される物理ブロック内に少なく とも一つ設けられているこ とを特徴とするサーマルヘッ ドにある。
本発明の第 7の態様は、 第 3〜 6の何れかの態様において、 前記共通 電極と前記共通電極用配線とを接続する接続配線が、 ボンディングワイ ャによることを特徴とするサーマルへッ ドにある。
本発明の第 8の態様は、 第 7の態様において、 前記ボンディングワイ ャの少なく とも一部が、 前記半導体集積回路を跨いで設けられているこ とを特徴とするサーマルへッドにある。
本発明の第 9の態様は、 第 7又は 8の態様において、 前記ボンディン グワイヤの少なく とも一部が、 前記半導体集積回路を経由して設けられ ていことを特徴とするサーマルへッドにある。
本発明の第 1 0の態様は、 第 7〜 9の何れかの態様において、 前記ボ ンディングワイヤの少なく とも一部の一端が、 前記半導体集積回路の間 に接続されていることを特徴とするサーマルへッ ドにある。
本発明の第 1 1の態様は、 第 3〜 6の何れかの態様において、 前記共 通電極と前記共通電極用配線とを接続する接続配線が、 フリ ップチップ 方式によることを特徴とするサーマルへッドにある。
本発明の第 1 2の態様は、 第 3〜 7の何れかの態様において、 前記半 導体集積回路がフリ ップチップ方式により、 前記ヘッ ドチップと前記回 路基板を跨ぐように実装されていることを特徴とするサーマルへッ ドに ある。
本発明の第 1 3の態様は、 第 1 ~ 1 2の何れかの態様のサーマルへッ ドを支持体に搭載してなることを特徴とするサ一マルへッ ドュニッ トに ある。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施形態 1に係るサーマルへッ ドの断面図及び平面図 である。 図 2は、 本発明の実施形態 1に係るサ一マルヘッ ドのヘッ ドチ ップと配線基板間の配線接続部の断面図及び平面図である。 図 3は、 本 発明の実施形態 1の変形例を示すサーマルへッ ドのへッ ドチップと配線 基板間の配線接続部の平面図である。 図 4は、 本発明の実施形態 1に係 るサ一マルヘッ ドユニッ トの断面図である。 図 5は、 本発明の実施形態 2に係るサーマルへッ ドのへッドチップと配線基板間の配線接続部の断 面図である。 図 6は、 本発明の実施形態 2の変形例を示す平面図である。 図 7は、 本発明の実施形態 2の変形例を示す断面図である。 図 8は、 本 発明のその他の形態に係るサーマルへッ ドのへッ ドチップと配線基板間 の配線接続部の断面図及び平面図である。 図 9は、 従来の技術に係るサ 一マルヘッ ドの断面図である。 図 1 0は、 従来の技術に係るサーマルへ ッ ドの断面図である。 発明を実施するための最良の形態
(実施形態 1 )
以下、 図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図 1には、 本発明の実施形態 1に係るサーマルへッ ドの概略断面図及 び要部平面図を示す。 図 1 ( a ) に示すように、 サーマルヘッド 1 0は、 複数の薄膜層が形成されたへッ ドチップ 2 0と、 このヘッ ドチップ 2 0 に重ねて接合された配線基板 3 0とを有する。
ヘッ ドチップ 2 0は、 セラミック基板 2 1上に、 各種薄膜層が形成さ れて構成される。 まず、 セラミック基板 2 1上には、 断熱層の機能を有 するガラス系材質からなるグレース層 2 2及びアンダーコ一ト層 2 3が 形成されている。 ダレ一ス層 2 2は、 セラミック基板 2 1の一端から所 定の距離をおいて断面が半円形状の凸条部 2 2 aを有し、 この凸条部 2 2 aに対向する領域に、 その長手方向に亘つて所定間隔で間欠的に発熱 体 2 4が形成されている。 また、 各発熱体 2 4の図中左右両側の端部に 接触するように、 アルミニウムなどの金属からなる電極 2 5が形成され ている。 さらに、 発熱体 2 4の上部には、 保護膜 2 8が形成されている。 ここで、 各発熱体 2 4は、 図 1 ( b ) に示すように一対の発熱体 2 4 a及ぴ 2 4 bからなり、 各発熱体 2 4 a及ぴ 2 4 bのそれぞれの一端部 には、 電極 2 5 a及び 2 5 bが接続されている。 電極 2 5 aは個別電極 として機能し、 端部には、 例えば、 金の薄膜層からなる端子部 2 6に接 続されている。 また、 電極 2 5 bは共通電極として機能し、 セラミック 基板 2 1のセラミック基板 2 1の発熱体 2 4とは反対側の端部に設けら れた共通電極 2 7に接続されている。 さらに、 発熱体 2 5 a及び発熱体 2 5 bのそれぞれの他端部は、 電極 2 5 cにより連結されている。
一方、 配線基板 3 0は、 ガラエポ基板などの基板 3 1上に、 I Cチッ プ 3 2と、 外部端子 3 3とが設けられている。 I Cチップ 3 2は、 上述 した各発熱体 2 4を選択的に発熱させるための駆動信号を出力する ドラ ィバとなる。 I Cチップ 3 2は、 発熱体 2 4の所定の物理ブロック毎に 設けられている。 また、 外部端子 3 3は、 各 I Cチップ 3 2に外部信号 を入力するためのものである。 さらに、 各 I Cチップ 3 2は、 上述した 端子部 2 6及び外部端子 3 3とそれぞれボンディングワイヤ 3 4により 接続されている。 なお、 I Cチップ 3 2及びボンディングワイヤ 3 4は、 封止樹脂 3 5によりモ一ルドされている。
以上説明したサ一マルヘッ ド 1 0は、 ヘッ ドチップ 2 0と、 このへッ ドチップ 2 0の支持基板となる配線基板 3 0とを一部重ねて接合し、 配 線基板 3 0上に I Cチップ 3 1を搭載したものであるので、 へッ ドチッ プ 2 0の幅 （図中左右方向） を著しく小さくでき、 従って、 基板工程で のへッ ドチップ 2 0の取り数が増大して生産性が向上するという利点を 有する。 また、 ヘッ ドチップ 2 0と配線基板 3 0とを接合した状態で取 り扱うことができるので、 I Cチップ 3 2の搭載工程でのハンドリング 性も低下しないという利点がある。 この場合、 複数の配線基板 3 0を切 り取ることができる配線基板用プレート上に複数のへッ ドチップ 2 0を 接合して I Cチップ 3 2の搭載及びワイヤボンディングを行うようにす れば、 ハンドリング性がさらに著しく向上するという効果を奏する。 さらに、 本実施形態のサーマルヘッ ドでは、 共通電極 2 7の幅を最低 限にしてセラミック基板 2 1の幅の最小化を図ると共に、 共通電極 2 7 と外部端子との接続を下記のように工夫することにより、 各発熱体 2 4 間の印字濃度ムラの発生を防止する。
図 2 ( a ) はヘッドチップ 2 0の共通電極 2 7と配線基板 3 0の共通 電極用配線との間の配線接続部の断面図であり、 図 2 ( b ) は平面図で ある。
これらの図面に示すように、配線基板 3 0には共通電極用配線 6 1が、 各 I Cチップ 3 2の間の領域まで設けられ、 これら共通電極用配線 6 1 と、 セラミック基板 2 1の端部に設けられた共通電極 2 7とは、 それぞ れボンディングワイヤ 6 3により接続されている。 また、 各共通電極用 配線 6 1は、 図示しない外部端子を介して接地される。 すなわち、 本実 施形態では、 共通電極 2 7は、 I Cチップ 3 2で規定される物理ブロッ ク毎に配線基板 3 0の共通電極用配線 6 1に接続されている。
したがって、 共通電極 2 7と配線基板 3 0の共通電極用配線 6 1 との 接続が、 各 I Cチップ 3 2で規定される物理ブロック毎に設けられてい るので、 共通電極 2 7の電気抵抗に基づく印字濃度ムラを低減すること ができる。 すなわち、 各発熱体に流れる電流値のばらつきを小さく し、 各発熱体間での発熱量を均一にすることができる。 なお、 共通電極用配線 6 1の数は、 共通電極 2 7の電気抵抗、 印字の 際に印可する電圧、 I Cチップ 3 2に接続される発熱体の数、 発熱体の 電気抵抗等により決定すればよく、 例えば、 図 3に示すように、 2つの I Cチップ 3 2毎に、 又は 3つ以上の複数の I Cチップ 3 2毎に設けて ちょい。
また、 以上説明したサーマルヘッ ド 1 0は、 アルミェゥムなどの金属 からなり放熱板の機能を有する支持体に保持してサーマルへッドュニッ トとして用いられる。 かかるサーマルへッドュニッ トの一例を図 4に示 す。
図 4に示すように、 支持体 5 0は、 ヘッ ドチップ 2 0の配線基板 2 0 から突出して発熱体 2 4を形成した発熱体形成部の裏面側に密着してへ ッ ドチップ支持部となる上段部 5 1 と、 配線基板 3 0の厚さより深く凹 んだ段差部 5 2とを有する。 へッ ドチップ 2 0の突出部と上段部 5 1 と は、 接着層 5 3で強固に固定され、 段差部 5 2の底部には接着剤層 5 4 が設けられている。 このような構成により、 支持体 5 0と配線基板 3 0 とは接着剤層 5 4で、 支持体 5 0とヘッ ドチップ 2 0とは接着層 5 3で 強固に固定されている。
(実施形態 2 )
図 5は実施形態 2に係るサーマルへッ ドのへッ ドチップと配線基板間 の配線接続部の断面図である。
この実施形態は、 セラミック基板 2 1の共通電極 2 7と、 配線基板 3 0の共通電極用配線 6 1 B との接続を、 各物理ブロック内で複数設けた ものである。 すなわち、 本実施形態では、 さらに、 I Cチップ 3 2の略 中央部の表面に共通電極用配線 6 1 Aと、 それに対応する共通電極用配 線 6 1 Bとを設け、 共通電極 2 7と共通電極用配線 6 1 A、 さらに、 共 通電極用配線 6 1 Aと共通電極用配線 6 1 Bとをそれぞれボ g ワイヤ 6 3 A及び 6 3 Bで接続したものであり、 他の構成は上述した実 施形態と同様である。 このように、 共通電極 2 7と、 I Cチップ 3 2間 の共通電極用配線 6 1 と接続に加えて、 I Cチップ 3 2の長手方向の略 中間に共通電極 2 7と共通電極用配線 6 1 Aとの接続を設けたことによ つて、 各発熱体に流れる電流量の不均衡をさらに抑えることができ、 印 字の濃度ムラをさらに小さくすることができる。
なお、 各物理ブロック内における共通電極間の接続数、 接続位置及び 接続方法は特に限定されるものではなく、 各物理ブロック毎に複数設け られていれば、 同様の効果を奏する。
例えば、 各物理ブロック内の接続を I Cチップ 3 2の表面に設けた共 通電極用配線 6 1 Aを介して行う代わりに、 図 6に示すように、 I Cチ ップ 3 2の下側に設けた共通電極用配線 6 1 C及びボンディングワイヤ 6 3 Cを介して行ってもよい。 この場合、 ワイヤボンディングを容易に 行うことができ、 また、 ボンディングワイヤの長さを短くすることがで きる。
また、 図 7に示すように、 I Cチップ 3 2の共通電極 2 7とは反対側 に設けられた共通電極用配線 6 1 Dと共通電極 2 7とを I Cチップ 3 2 を跨ぐボンディングワイヤ 6 3 Dで接続するようにしてもよい。 この場 合には、 I Cチップ 3 2上に共通電極用配線を設けるなどの加工が不要 であるという利点がある。
(その他の実施形態）
以上説明した各実施形態は、 へッ ドチップ 2 0及び配線基板 3 0を一 部重ねて接合したサ一マルへッ ドについて説明したが、 勿論これに限定 されるものではなく、 配線基板を特別有さず、 セラミック基板上に I C を搭載したサーマルヘッ ドにも本発明を適用することができ、 セラミツ ク基板上に設けた共通電極と、 例えば、 支持体上に設けた外部端子との 接続に適用することができる。
また、 上述した実施形態では、 共通電極と共通電極用配線との接続を ワイヤボンディングにより行ったが、 勿論これに限定されず、 電気的に 接続できるものであれば特に限定されない。
図 8 ( a ) , ( b ) は、 他の実施形態に係るサーマルヘッ ドのヘッ ドチ ップと配線基板間の配線接続部の断面図及び平面図である。
本実施形態は、 へッ ドチップ 2 0と配線基板 3 0との高さを略同一と し、 フリ ップチップ方式の半導体集積回路 3 2 Aをヘッ ドチップ 2 0と 配線基板 3 0とを跨ぐように実装したものである。
発熱体につながる個別電極 2 5 a上の端子部 2 6及び外部端子 3 3 A とは I Cチップ 3 2 Aの下面のパッ ド 7 1 とバンプ 7 2を介して接続さ れている。 また、 1 。チップ3 2八には、 共通電極用配線のための互い に短絡されたパッ ド 7 3が用意されており、 これらパッ ド 7 3は、 それ ぞれバンプ 7 4を介して共通電極 2 7及び配線基板 3 0上の共通電極用 配線 6 1 Eに接続されている。 このようにフリ ップチップ方式の I Cチ ップ 3 2 Aを用いることにより、 ワイヤボンディングによる接続が必要 なくなる。
勿論、 フリ ップチップ方式の I Cチップの間で、 共通電極と共通電極 用配線との接続をワイヤボンディングにより行ってもよい。
さらに、 上述した各実施形態では、 いわゆる Uターン電極タイプの接 続についても述べたが、 共通電極タイプの接続にも応用できる。 すなわ ち、 発熱体側に設けられた共通電極の外部端子を介しての接続を共通電 極の両端部以外にも設けることにより、 印字濃度ムラを低減することが できる。 産業上の利用可能性 以上説明したように、 本発明ではへッ ドチップの共通電極と外部端子 との接続を、 発熱体の配列方向の複数の箇所で行うことにより、 サーマ ルへッ ドの形状を小さく抑えたまま、 印字ムラを低減することができる という効果を奏する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 一方面に発熱体及び該発熱体に接続される個別電極及び共通電極を 有するへッ ドチップと、 前記個別電極に接続される半導体集積回路とを 具備するサーマノレへッ ドにおいて、
前記ヘッ ドチップには前記発熱体の配列方向に延設される共通電極が 設けられ、 当該共通電極と外部端子との接続が、 前記配列方向に亘つて 複数箇所に設けられていることを特徴とするサーマルへッド。
2 . 前記共通電極は、 前記ヘッ ドチップの前記発熱体が配列された一端 部とは反対側の端部に当該発熱体の配列方向に沿って延設されているこ とを特徴とするサーマルへッ ド。
3 . 前記へッ ドチップには前記半導体集積回路が搭載される回路基板が 接合され、 該回路基板には、 前記共通電極と前記外部端子とを接続する 共通電極用配線が設けられていることを特徴とするサーマルへッ ド。
4 . 請求項 3において、 前記共通電極と前記共通電極用配線とを接続す る接続配線が、 前記半導体集積回路により規定される物理プロックの間 に設けられていることを特徴とするサーマルへッ ド。
5 . 請求項 4において、 前記共通電極と前記共通電極用配線とを接続す る接続配線が、 前記半導体集積回路により規定される物理プロック毎に 設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。
6 . 請求項 3 〜 5の何れかにおいて、 前記共通電極と前記共通電極用配 線とを接続する接続配線が、 前記半導体集積回路により規定される物理 プロック内に少なく とも一つ設けられていることを特徴とするサーマル へッ ド'。
7 . 請求項 3 〜 6の何れかにおいて、 前記共通電極と前記共通電極用配 線とを接続する接続配線が、 ボンディングワイヤによることを特徴とす るサーマノレへッド。
8 . 請求項 7において、 前記ボンディングワイヤの少なく とも一部が、 前記半導体集積回路を跨いで設けられていることを特徴とするサーマル へ、ソ o
9 . 請求項 7又は 8において、 前記ボンディングワイヤの少なく とも一 部が、 前記半導体集積回路を経由して設けられていことを特徴とするサ — 7ノレへッ ド。
1 0 . 請求項 7 〜 9の何れかにおいて、 前記ボンディングワイヤの少な く とも一部の一端が、 前記半導体集積回路の間に接続されていることを 特徴とするサーマルへッ ド。
1 1 . 請求項 3 〜 6の何れかにおいて、 前記共通電極と前記共通電極用 配線とを接続する接続配線が、 フリ ップチップ方式によることを特徴と するサーマルへッド。
1 2 . 請求項 3 〜 7の何れかにおいて、 前記半導体集積回路がフリ ップ チップ方式により、 前記へッ ドチップと前記回路基板を跨ぐように実装 されていることを特徴とするサーマルへッド。
1 3 . 請求項 1 〜 1 2の何れかのサーマルへッ ドを支持体に搭載してな ることを特徴とするサーマルへッドュニット。
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