Brevet FR2707921A1 — publié le 19950127

La présente invention concerne une imprimante ayant une tête thermique conçue pour agir sur un papier photosensible, ou pour transférer une pellicule d'encre ou autre vers un papier d'enregistrement. Habituellement, comme représenté sur la figure 4, on utilise un circuit imprimé flexible 53, portant un motif de circuit 54 sur une pellicule de polyimide, à titre de circuit de connexion pour relier une borne de circuit 52 formée sur un substrat de tête thermique 51 à un circuit de commande de tête thermique externe. Dans une structure de tête thermique connue, le circuit imprimé flexible 53 est connecté à la borne de circuit 52 par brasage ou au moyen d'un adhésif 55 contenant des parti- cules dispersées conductrices de l'électricité. A titre d'exemple, la demande de modèle d'utilité du Japon ouverte à l'examen du public n 2-115447 décrit une telle structure de tête thermique, dans laquelle le circuit imprimé flexible et la borne de circuit sont connectés ensemble par l'adhésif contenant des particules dispersées conductrices de l'électricité. Dans une telle structure, l'adhésif 55 contenant les particules dispersées conductrices de l'électricité, ou une matière de brasage, a une fonction qui consiste à établir un contact électrique entre la borne de circuit 52 et le motif de circuit 54 du circuit imprimé flexible 53, et une autre fonction qui consiste à fixer mécaniquement ensemble le circuit imprimé flexible 53 et le substrat de tête thermique 51. Dans ce cas, la borne de circuit 52 est généralement formée par une pellicule d'un métal bon marché, tel que de l'aluminium, un alliage d'aluminium et du cuivre. Selon une variante, dans le cas de la connexion par brasage, la borne de circuit 52 comporte une surface consistant en cuivre, ou bien métallisée par du nickel, dans une structure générale. D'autre part, dans le cas de la connexion au moyen de l'adhésif contenant les parti- cules dispersées conductrices de l'électricité, comme décrit dans la demande de modèle d'utilité du Japon ouverte à l'examen du public n 2115447, les particules conductrices de l'électricité qui sont dispersées dans l'adhésif sont pressées contre la surface de la borne de circuit 52 pour établir le contact électrique avec le motif du circuit imprimé flexible 53, pendant que la liaison est établie et maintenue au moyen de l'adhésif. Par conséquent, un traitement de surface n'est pas néces- saire pour la borne de circuit 52, et un traitement de connexion peut donc être appliqué directement à la pelli- cule d'aluminium ou de cuivre à nu. La tête thermique classique ayant la structure décrite ci-dessus présente cependant les problèmes suivants. (1) La borne de circuit 52 du substrat de tête thermique 51 comporte une zone libre, sans contact, 52A, qui est à nu au voisinage de la zone de contact avec le circuit imprimé flexible 53. En outre, la surface de la zone à nu est constituée par les matières de la borne de circuit, telles que l'aluminium et le cuivre, ou bien elle est constituée par la métallisation en nickel qui est appli- quée sur la borne de circuit. Ces matières métalliques sont très sujettes à corrosion lorsqu'elles sont exposées à l'atmosphère contenant de l'humidité ou un gaz actif. (2) Le substrat de tête thermique 51 et le circuit intégré flexible 53 se chevauchent mutuellement le long d'une partie de faible largeur dans laquelle la connexion est maintenue par la matière de brasage ou l'adhésif. La partie connectée a donc une assez faible résistance mécanique. Lorsqu'une force externe est appliquée à la partie connectée, la tête thermique peut être affectée par des dommages graves, comme l'apparition d'une fissure ou d'un décollement dans la partie de connexion. (3) Lorsqu'on laisse tomber un corps étranger, tel que des particules de métal, sur la zone à nu 52A de la borne de circuit 52, dans laquelle il n'y a pas de contact, le corps étranger peut produire un court-circuit entraînant un défaut de fonctionnement ou autre. Compte tenu de ces problèmes, l'invention a pour buts d'éviter la corrosion de la borne de circuit, d'améliorer la résistance mécanique de la connexion de circuit imprimé flexible, et de protéger la tête thermique contre un court-circuit. Pour résoudre les problèmes indiqués ci-dessus, conformément à l'invention la partie connectée et un voisinage à nu de celle-ci, entre la borne de circuit du substrat de tête thermique et le circuit imprimé flexible ou le circuit de connexion, sont revêtus avec une matière ayant une propriété d'isolation électri- que, une propriété de barrière contre l'humidité et une propriété d'adhérence, comme une résine aux silicones, une résine époxy et un verre à bas point de fusion. En revê- tant la partie connectée et la partie à nu entre une extrémité du substrat de tête thermique et une autre extrémité du circuit imprimé flexible (le circuit de connexion) avec la matière ayant une propriété d'isolation électrique, une propriété de barrière contre l'humidité et une propriété d'adhérence, la région à nu qui est formée par le conducteur tel que l'aluminium qui constitue la borne de circuit, ou qui est formée par la métallisation en nickel, est protégée vis-à-vis de l'atmosphère ambian- te, pour empêcher ainsi la pénétration d'humidité qui peut occasionner une corrosion, ainsi que pour empêcher direc- tement la corrosion. En outre, il est possible d'empêcher le contact avec un corps étranger, tel que des particules de métal, pour éviter ainsi un défaut de fonctionnement. En outre, en recouvrant avec la matière adhésive la partie en contact de la borne de circuit et du circuit imprimé flexible, la force externe est répartie ou absorbée par la matière adhésive. Il en résulte que la partie connectée est protégée contre une force externe appliquée directement. D'autre part, la résine ou autre qui se trouve sur la partie connectée remplit la fonction d'un renfort mécanique pour améliorer la résistance mécanique de la connexion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la descrip- tion se réfère aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une coupe d'un premier mode de réalisation de la tête thermique de l'invention. La figure 2 est une coupe d'un second mode de réalisation de la tête thermique de l'invention. La figure 3 est une coupe d'un troisième mode de réalisation de la tête thermique de l'invention. La figure 4 est une coupe d'une tête thermique classique. La figure 1 est une coupe montrant un premier mode de réalisation de la tête thermique conforme à l'invention. Un substrat de tête thermique 1 porte un circuit intégré d'attaque 5 qui est destiné à commuter l'application d'un courant électrique à des éléments de résistances thermiques 9. Le circuit intégré d'attaque 5 est surmoulé par une matière de moulage 6 telle qu'une résine aux silicones ou une résine époxy, qui recouvre entièrement le circuit intégré d'attaque 5. En outre, le substrat de tête thermique 1 porte des bornes d'alimentation pour l'application d'un courant électrique aux éléments de résistances thermiques 9, et des bornes de circuit 2 pour l'application de données de commande d'enregistrement au circuit intégré d'attaque 5. Ces bornes ou plages sont formées par une pellicule conductrice de l'électricité qui consiste par exemple en aluminium, en alliage d'aluminium ou en cuivre. Ces bornes de circuit 2 et des motifs de circuit 4 ou des motifs de conducteurs formés sur un circuit imprimé flexible 3, sont connectés au moyens d'un adhésif thermodurcissable 7, contenant des particules dispersées conductrices de l'électricité, qui a simultanément une fonction de fixation et une fonction de conduction électrique. En outre, une couche de recouvrement 8 est formée de façon à recouvrir une région non connectée 2A de chaque borne de circuit 2, qui est présente entre un bord du circuit imprimé flexible 3 et une extrémité de la matière de moulage 6. La couche de recouvrement 8 est également appliquée sur les bords de la matière de moulage 6 et du circuit imprimé flexible 3, pour protéger ainsi complètement la surface de la borne de circuit 2 vis-à-vis de l'atmosphère. Avec une telle structure, la borne de circuit 2 est protégée vis-à-vis de l'atmosphère pour empêcher la corrosion. En outre, même lorsqu'on laisse tomber sur la partie à nu une particule de métal externe, on peut éviter un défaut par court-circuit entre des bornes de circuit adjacentes, du fait que ces dernières sont isolées et protégées par la couche de recouvrement 8. De plus, une force externe appliquée à la partie connectée peut être répartie dans la couche de recouvrement 8, ou absorbée par cette dernière, pour maintenir la force de couplage de façon à garantir la résistance mécanique de la partie connectée et à améliorer ainsi la fiabilité. La couche de recouvrement 8 est constituée par une résine aux silicones, une résine époxy, du verre à bas point de fusion, etc. La résine époxy et le verre à bas point de fusion sont avantageux en ce qui concerne la propriété de barrière vis-à-vis de l'humidité. D'autre, part, la résine aux silicones est avantageuse du fait de sa couverture élastique ou souple, pour éviter l'applica- tion d'efforts excessifs au substrat de tête thermique 1 et au circuit intégré d'attaque 5. Dans cette structure, on peut déterminer la matière et l'épaisseur de la couche de recouvrement 8 en prenant en considération le fait que l'on donne priorité à la résistance à la corrosion ou à la résistance mécanique, pour l'amélioration des caractéris- tiques de la tête thermique, et en tenant compte d'un degré de flexion du substrat de tête thermique sous l'effet de la contrainte de la couche de recouvrement 8. Par exemple, on peut fixer l'épaisseur de la résine aux silicones dans la plage de 0,3 mm - 1,5 mm, et on peut fixer l'épaisseur de la résine époxy dans la plage de 0,3 mm - 0,5 mm, pour garantir une résistance suffisante vis-à-vis de l'humidité, tout en permettant de réduire la contrainte à un niveau faible. D'autre part, si la borne de circuit 2 et le motif de circuit 4 du circuit imprimé flexible 3 sont connectés ensemble par une matière de brasage, la résis- tance mécanique d'accouplement est plus élevée que dans le cas de la connexion adhésive. En outre, une couche inter- médiaire telle qu'une métallisation de nickel visant à empêcher la corrosion, est généralement déposée sur la surface de la borne de circuit. Par conséquent, en compa- raison avec l'accouplement par un adhésif, une couche de revêtement excessive peut ne pas être nécessaire. La température du substrat de la tête thermique peut s'élever jusqu'à une valeur supérieure pendant l'opération d'impression, créant ainsi une différence de température considérable entre un état de repos et un état de travail. On doit donc prendre soin d'éviter d'appliquer à la partie connectée une contrainte due à la dilatation thermique et à la structure, et d'éviter un décollement le long de la frontière entre la couche de recouvrement et le substrat de tête thermique. Par exemple, la résine époxy peut être mélangée avec une charge ayant un coefficient de dilatation thermique comparable à celui de l'alumine qui constitue le substrat de tête thermique, de façon à améliorer encore davantage la fiabilité. Dans le cas de l'utilisation du verre à bas point de fusion, on ajuste également le coefficient de dilatation thermique. On va maintenant décrire un second mode de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins. La figure 2 est une coupe de la tête thermique de l'inven- tion. Sur la figure, un substrat de tête thermique 1 porte un circuit intégré d'attaque 5 qui est surmoulé par une matière 6 consistant en une résine de moulage, d'une manière similaire à celle du premier mode de réalisation. Une borne de circuit 2 sur le substrat de tête thermique 1 et un motif de circuit 4 sur un circuit imprimé flexible 3, sont connectés l'un à l'autre au moyen d'un adhésif thermodurcissable 7 qui contient des particules conductri- ces de l'électricité. Une couche de recouvrement 10 recouvre une partie à nu et sans contact 2A de la borne de circuit 2, qui s'étend entre un bord du circuit imprimé flexible 3 et une extrémité de la matière de moulage 6, et elle recouvre également le circuit intégré d'attaque sous la matière de moulage 6. La couche de recouvrement 10 est constituée par une résine époxy ou d'autres matières dures ayant une faible résistance de friction en surface, ainsi que de bonnes propriétés d'isolation, de résistance à la pénétration de l'humidité et d'adhérence. Avec une telle structure, d'une manière similai- re au premier mode de réalisation, la borne de circuit 2 sur le substrat de tête thermique 1 n'est pas exposée à l'atmosphère, et la résistance mécanique de la partie connectée est élevée, ce qui améliore la fiabilité de la partie connectée. En outre, en recouvrant la région mentionnée ci-dessus avec la matière dure ayant la faible résistance de friction de surface, on peut supprimer un capot de circuit intégré 60, représenté sur la figure 4, pour réduire ainsi la taille et la masse du dispositif- de tête thermique. De plus, dans le cas o la couche de recouvrement 10 peut venir en contact avec friction avec un papier d'enregistrement, cette couche de recouvrement peut être constituée par une résine époxy contenant du carbone pour lui donner une conductivité électrique faible ou très faible, d'un ordre de grandeur correspondant à une résistivité de 107 - 10 .m, afin d'écouler progressi- vement vers une ligne d'alimentation électrique une charge électrostatique qui est générée par le contact avec friction contre le papier d'enregistrement. Cependant, dans le cas o la commande de la tête thermique est gênée par le revêtement direct des bornes d'entrée du circuit intégré d'attaque avec la résine ayant une conductivité électrique extrêmement faible, la couche de recouvrement 10 peut être formée par une structure feuilletée comprenant une couche de revêtement isolante intérieure et une couche de résine extérieure ayant une conductivité électrique extrêmement faible. Dans une telle structure feuilletée ou structure multicouche, on donne à l'autre couche une conductivité électrique extrêmement faible, et ce revêtement légèrement conducteur de l'élec- tricité est connecté électriquement à une ligne d'alimen- tation électrique ou une ligne de masse. A la différence du second mode de réalisation, dans lequel la couche de recouvrement 10 est appliquée séparément de la matière de moulage 6 du circuit intégré d'attaque, un troisième mode de réalisation, représenté sur la figure 3, élimine la matière de moulage 6 du circuit intégré d'attaque 5. Seule une couche de recouvre- ment 20 est appliquée pour surmouler le circuit intégré d'attaque 5. Dans ce cas, la couche de recouvrement 20 est simplement formée dans le but de protéger le circuit intégré d'attaque 5. Comme décrit ci-dessus, dans la tête thermique dans laquelle le motif du circuit imprimé flexible est connecté au moyen de l'adhésif conducteur de l'électricité contenant des particules dispersées conductrices de l'électricité, ou au moyen de la matière de brasage, à la borne de circuit qui est formée sur le substrat de tête thermique et qui est constituée par des matières conduc- trices peu coûteuses mais sujettes à la corrosion, comme l'aluminium, un alliage d'aluminium et le cuivre, confor- mément à l'invention la partie connectée et un voisinage à nu de celleci, entre le motif du circuit imprimé flexible et la borne de circuit du substrat de tête thermique, sont recouverts par une matière ayant une propriété d'isola- tion, une propriété de barrière vis-à-vis de l'humidité et une propriété d'adhérence, ce qui procure divers avantages énumérés ci-après. (1) La borne de circuit n'est pas directement exposée à l'atmosphère, ce qui évite la corrosion de la borne de circuit dans une ambiance corrosive. (2) La couche de recouvrement consiste en un revêtement isolant qui empêche une défaillance de circuit telle qu'un court-circuit qui serait occasionné par un corps étranger tel que des particules de métal. (3) La résistance d'accouplement mécanique est plus élevée entre la borne de circuit du substrat de tête thermique et le motif du circuit imprimé flexible, ce qui améliore la fiabilité de l'accouplement permanent en présence d'une force externe et de vibrations. (4) Le circuit intégré d'attaque est également recouvert par la couche de revêtement de protection, pour éliminer un capot de circuit intégré et parvenir ainsi à une réduc- tion de la taille et de la masse du dispositif de tête thermique. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Imprimante, caractérisée en ce qu'elle comprend: des éléments de résistances thermiques (9) pour enregistrer des données sur un support d'enregistrement; un circuit intégré d'attaque (5) pour attaquer les éléments de résistances thermiques (9) conformément à un signal de commande d'attaque qui est appliqué en entrée; un substrat de tête thermique (1) pour supporter le circuit intégré d'attaque (5), et comportant des bornes de circuit (2) pour transmettre le signal de commande d'atta- que au circuit intégré d'attaque (5) et pour fournir de l'énergie d'alimentation au circuit intégré d'attaque (5); un circuit de connexion (3) ayant une extrémité connectée électriquement à un circuit externe, et une autre extré- mité connectée électriquement aux bornes de circuit (2) qui sont formées sur le substrat de tête thermique (1), le circuit de connexion (3) étant connecté aux bornes de circuit (2) au moyen d'un adhésif conducteur de l'élec- tricité ou d'un métal de brasage; et une couche de recou- vrement (8) constituée par une matière isolante ou une matière ayant une conductivité électrique extrêmement faible, et qui est destinée à recouvrir une partie connec- tée entre les bornes de circuit (2) et le circuit de connexion (3), et à recouvrir une partie à nu (2A) des bornes de circuit (2). 2. Imprimante selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle comprend une résine de moulage (6) destinée à surmouler le circuit intégré d'attaque (5), de façon que la couche de recouvrement (10) recouvre la totalité de la résine de moulage (6) ainsi que la partie connectée entre les bornes de circuit (2) et le circuit de connexion (3), et la partie à nu (2A) des bornes de circuit (2). 3. Imprimante selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la couche de recouvrement (20) recouvre il directement le circuit intégré d'attaque (5) ainsi que la partie connectée entre les bornes de circuit (2) et le circuit de connexion (3), et la partie à nu (2A) des bornes de circuit (2).