(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂封止時の気泡の発生を抑制する。【解決手段】サーマルプリントヘッドは、駆動回路７、回路基板１１、封止材１０、及びエアーギャップ２０を含む。駆動回路７は、第１のセラミック板３上に設けられる。回路基板１１は、第１のセラミック板３よりも上部が高い第２のセラミック板４上に設けられ、駆動回路７側と相対向する端部側が第２のセラミック板４よりもせり出している。封止材１０は、駆動回路７、回路基板１１の駆動回路７側の部分、第１のセラミック板３を覆うように設けられる。エアーギャップ２０は、回路基板１１がせり出した領域の直下に設けられる。【選択図】図２
2018051973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセラミック板上に設けられた駆動回路と、
前記第１のセラミック板よりも上部が高い第２のセラミック板上に設けられ、前記駆動回路側と相対向する端部側が前記第２のセラミック板よりもせり出した回路基板と、
前記駆動回路、前記回路基板の前記駆動回路側の部分、前記第１のセラミック板を覆うように設けられた封止材と、
前記回路基板がせり出した領域の直下に設けられたエアーギャップと、
を具備することを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記第２のセラミック板は、第１のセラミック板よりも上部が１００〜２００μｍ高い
ことを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
放熱板上に設けられたヘッド基板を具備し、
前記回路基板の一部領域は補強板上に設けられ、
前記第１のセラミック板、前記第２のセラミック板、及び前記補強板は前記放熱板上に設けられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記ヘッド基板を搭載する前記放熱板の部分は、前記第１のセラミック板、前記第２のセラミック板、及び前記補強板を搭載する前記放熱板の部分よりも上部が高い
ことを特徴とする請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
一端が前記回路の端子に接続され、他端が前記駆動回路の第１の端子を接続する第１のボンディングワイヤと、
一端が前記ヘッド基板の端子に接続され、他端が前記駆動回路の第２の端子を接続する第２のボンディングワイヤと、
を具備することを特徴とする請求項３又は４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
前記ヘッド基板、前記駆動回路、及び前記回路基板は、上部の高さが略同一である
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項７】
前記回路基板は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、サーマルプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは、主操作方向に沿う発熱領域に配列された複数の発熱抵抗体を発熱させて、発熱抵抗体で発生する熱により感熱記録紙などの記録媒体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。サーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンタ、イメージャ、シールプリンタ等のサーマルプリンタなどに利用されている。
【０００３】
サーマルプリントヘッドでは、組立工程時に発生する熱による回路基板などの反りを緩和する必要がある。例えば、駆動回路を搭載する第１のセラミック板と回路基板を搭載する第２のセラミック板をそれぞれ放熱板上に形成することにより、回路基板の反りを低減する方法がある。
【０００４】
この場合、樹脂封止工程のときに、第１のセラミック板と第２のセラミック板の間の隙間に気泡が発生するという問題点がある。気泡が発生するとサーマルプリントヘッドの信頼性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３４７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、樹脂封止時の気泡の発生を抑制することができるサーマルプリントヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施形態によれば、サーマルプリントヘッドは、駆動回路、回路基板、封止材、及びエアーギャップを含む。駆動回路は、第１のセラミック板上に設けられる。回路基板は、第１のセラミック板よりも上部が高い第２のセラミック板上に設けられ、駆動回路側と相対向する端部側が第２のセラミック板よりもせり出している。封止材は、記駆動回路、回路基板の駆動回路側の部分、第１のセラミック板を覆うように設けられる。エアーギャップは、回路基板がせり出した領域の直下に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す断面図である。
【図２】図１の領域Ａの拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】比較例のサーマルプリントヘッドを示す断面図である。
【図５】図４の領域Ｂの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（本実施形態）
まず、本発明の本実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図面を参照して説明する。図１は、サーマルプリントヘッドを示す断面図である。図２は、図１の領域Ａの拡大断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態では、エアーギャップを設けて樹脂封止時の気泡の発生を抑制している。
【００１１】
図1に示すように、サーマルプリントヘッド１００は、放熱板１、接着層２ａ乃至２ｃ、セラミック板３、セラミック板４、補強板５、ヘッド基板６、駆動回路７、ボンディングワイヤ８、ボンディングワイヤ９、封止材１０、回路基板１１を含む。
【００１２】
サーマルプリントヘッド１００は、サイズの比較的大きな記録媒体に画像が形成できる長尺型のサーマルプリントヘッドである。サーマルプリントヘッド１００は、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンタ、イメージャ、シールプリンタ等のサーマルプリンタなどに適用される。
【００１３】
セラミック板３（第１のセラミック板）は、接着層２ａを介して放熱板１上に載置される。接着層２ａは、セラミック板３を放熱板１に固定する。セラミック板４（第２のセラミック板）は、接着層２ａを介して放熱板１上に載置される。接着層２ａは、セラミック板４を放熱板１に固定する。補強板５は、接着層２ａを介して放熱板１上に載置される。接着層２ａは、補強板５を放熱板１に固定する。ヘッド基板６は、接着層２ａを介して放熱板１上に載置される。接着層２ａは、ヘッド基板６を放熱板１に固定する。
【００１４】
回路基板１１は、接着層２ｂを介してセラミック板４及び補強板５上に載置される。接着層２ｂは、回路基板１１をセラミック板４及び補強板５に固定する。駆動回路７は、接着層２ｃを介してセラミック板３上に載置される。接着層２ｃは、駆動回路７をセラミック板３に固定する。
【００１５】
放熱板１は、セラミック板３（第１のセラミック板）、セラミック板４（第２のセラミック板）、及び補強板５を載置している部分の高さよりもヘッド基板６を載置している部分の高さを高く設定している。この設定により、ヘッド基板６、回路基板７、及び回路基板１１の高さを略同一に設定することができる。高さを略同一にすると、例えば、樹脂封止工程時での反りによって発生するボンディングワイヤの流れやネック切れなどを抑制することができる。
【００１６】
ここで、セラミック板３（第１のセラミック板）とセラミック板４（第２のセラミック板）の分割しているのは、セラミック板と回路基板１１の熱膨張係数の差によって発生する回路基板１１の反りを緩和するためである。回路基板１１の反りを緩和することにより、ボンディングワイヤの切断等を防止することができる。
【００１７】
ヘッド基板６は、支持基板６１、グレーズ層６２、発熱抵抗体６３、折返電極６４、配線電極６５、保護膜６６を含む。支持基板６１は、接着層２ａを介して放熱板１上に載置される。接着層２ａは、支持基板６１を放熱板１に固定する。グレーズ層６２は、支持基板６１上に設けられる。グレーズ層６２は、発熱抵抗体６３から発生する熱を保温する保温層として機能する。発熱抵抗体６３は、グレーズ層６２上に設けられる。折返電極６４は、発熱抵抗体６３上に設けられる。配線電極６５は、折返電極６４上に設けられ、個別配線電極と共通配線電極からなる。保護膜６６は、配線電極６５上に設けられ、ヘッド基板６を保護する。
【００１８】
折返電極６４及び配線電極６５が除去されて発熱抵抗体６３が露呈される領域は、発熱抵抗体６３が発熱したときに、保護膜６６を介して熱を外部に放出する発熱領域６７となる。
【００１９】
ボンディングワイヤ８は、回路基板１１の端子と駆動回路７の第１端子を接続する。ボンディングワイヤ９は、保護膜６６が除去されて露呈された配線金属６５と駆動回路７の第２端子を接続する。封止材１０は、駆動回路７、ボンディングワイヤ８、ボンディングワイヤ９、ヘッド基板６（図中右端部分）、回路基板１１（図中左端部分）を樹脂封止する。
【００２０】
ここで、放熱板１は、熱伝導率が大きな金属、例えばアルミニウム、銅などを用いる。接着層２ａ乃至２ｃは、熱可塑性樹脂（例えばシリコン樹脂）或いは両面接着テープなどを用いる。セラミック板３、セラミック板４、支持基板６１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）などを用いる。グレーズ層６２は、ガラス膜（例えばＳｉＯ２）を用いる。駆動回路７は、駆動用ＩＣである。回路基板１１は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などを用いる。
【００２１】
図２に示すように、セラミック板４（第２のセラミック板）は、上面がセラミック板３（第１のセラミック板）よりも高く形成されている（高さＨａ）。高さＨａは、例えば１００〜２００μｍに設定される。回路基板１１は、駆動回路７側と相対向する端部側がセラミック板４（第２のセラミック板）よりもせり出している（長さＬａ）。高さＨａと長さＬａの関係は、
Ｌａ＞＞Ｈａ・・・式（１）
に設定される。
【００２２】
したがって、セラミック板４（第２のセラミック板）がせり出した部分の直下の細長い空間には、封止樹脂が流入しにくいのでエアーギャップ２０が形成される。
【００２３】
図３に示すように、エアーギャップ２０は、開口領域２１が両端に形成されている。このため、樹脂封止工程時、封止樹脂中で発生する気泡は、エアーギャップ２０を介して開口領域２１から外部に迅速に排出される。ここでは、開口領域２１を回路基板１１の両端部に設けているが必ずしもこれに限定するものではない。例えば、回路基板１１の一端側や回路基板１１の上部側に設けてもよい。
【００２４】
次に、比較例のサーマルプリントヘッド図４及び図５を参照して説明する。図４は、比較例のサーマルプリントヘッドを示す断面図である。図５は、図４の領域Ｂの拡大断面図である。
【００２５】
図４に示すように、比較例のサーマルプリントヘッド２００は、放熱板１、接着層２ａ乃至２ｃ、セラミック板３、セラミック板４、補強板５、ヘッド基板６、駆動回路７、ボンディングワイヤ８、ボンディングワイヤ９、封止材１０、回路基板１１ａを含む。
【００２６】
比較例のサーマルプリントヘッド２００は、回路基板１１ａが本実施形態のサーマルプリントヘッド１００の回路基板１１の構造とは異なり、他の部分の構成は同様である。
【００２７】
回路基板１１ａは、端部がセラミック板４（第２のセラミック板）よりもせり出していない。セラミック板３（第１のセラミック板）とセラミック板４（第２のセラミック板）は、近距離で離間配置されている。樹脂封止工程時、セラミック板３（第１のセラミック板）とセラミック板４（第２のセラミック板）の間に領域には樹脂が流入する。
【００２８】
図５に示すように、樹脂封止工程時、セラミック板３（第１のセラミック板）とセラミック板４（第２のセラミック板）の間に流入した封止樹脂には、気泡３０が発生する。気泡３０は、封止材１０の外部に拡散しにくく、滞留する。滞留した気泡３０には、水分や不純物が混入する。このため、比較例のサーマルプリントヘッド２００は、信頼性が低下するという問題点がある。
【００２９】
本実施形態では、セラミック板３（第１のセラミック板）とセラミック板４（第２のセラミック板）が接触しているが、セラミック板３（第１のセラミック板）とセラミック板４（第２のセラミック板）の間に近距離で離間配置された場合でも、封止樹脂中で発生する気泡はエアーギャップ２０を介して開口領域２１から外部へ迅速に排出される。
【００３０】
上述したように、本実施形態のサーマルプリントヘッドでは、放熱板１、接着層２ａ乃至２ｃ、セラミック板３、セラミック板４、補強板５、ヘッド基板６、駆動回路７、ボンディングワイヤ８、ボンディングワイヤ９、封止材１０、回路基板１１が設けられる。セラミック板４は、上面がセラミック板３よりも高く形成されている。回路基板１１は、セラミック板４の端部よりもせり出している。セラミック板４がせり出した部分の直下の細長い空間には、エアーギャップ２０が形成されている。ヘッド基板６、回路基板７、及び回路基板１１の高さを略同一に設定している。
【００３１】
このため、樹脂封止工程時、樹脂中で発生する気泡は、エアーギャップ２０を介して開口領域２１から外部に迅速に排出することができる。また、樹脂封止工程時での反りによって発生するボンディングワイヤの流れやネック切れなどを抑制することができる。したがって、サーマルプリントヘッド１００の信頼性を大幅に向上することができる。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１  放熱板
２ａ〜２ｃ  接着層
３、３ａ、４  セラミック板
５  補強板
６  ヘッド基板
７  駆動回路
８、９  ボンディングワイヤ
１０  封止材
１１、１１ａ  回路基板
２０  エアーギャップ
２１  開口領域
３０  気泡
６１  支持基板
６２  グレーズ層
６３  発熱抵抗体
６４  折返電極
６５  配線電極
６６  保護膜
６７  発熱領域
１００、２００  サーマルプリントヘッド
Ｈａ  高さ
Ｌａ  長さ
【図１】
2018051973.tif 000003
【図２】
2018051973.tif 000004
【図３】
2018051973.tif 000005
【図４】
2018051973.tif 000006
【図５】
2018051973.tif 000007