(57)【要約】  【課題】  ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接着力の強い電気配線基板を提供する。  【解決手段】  第１の基板と、前記第１の基板上面に設けられた接着層と、前記接着層と下面とが接着され、上面に電極パッドを有する第２の基板と、を具備する電気配線基板であって、前記第１の基板上面または前記第２の基板下面に複数の凹凸が設けられ、前記凹凸の凸部の上方に前記電極パッドが位置する。【選択図】  図１
2011155537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板上面に設けられた接着層と、
前記接着層と下面とが接着され、上面に電極パッドを有する第２の基板と、
を具備する電気配線基板であって、
前記第１の基板上面または前記第２の基板下面に複数の凹凸が設けられ、
前記凹凸の凸部の上方に前記電極パッドが位置する電気配線基板。
【請求項２】
前記複数の凸部の頂面は、前記第１の基板の上面または前記第２の基板下面と同一平面上に設けられ、
前記複数の凹部はそれぞれ溝である請求項１記載の電気配線基板。
【請求項３】
上面から透過視したとき、
前記凸部の前記頂面の外形は、前記電極パッドの上面の外形よりも大きい請求項２記載の電気配線基板。
【請求項４】
前記電極パッドは前記第２の基板の上面上において一列に複数並べられる請求項１乃至３のいずれか記載の電気配線基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの電気配線基板と、
前記第２の基板の前記上面上に設けられた複数の発光素子と、
を具備する光プリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プリンター等の露光手段として用いられる電気配線基板および光プリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プリンター等の露光手段として用いられる光プリントヘッドは、例えば、所定パターンの配線導体が被着されているプリント配線基板の上面に、複数個の発光素子アレイを実装させた構造を有している。これらの発光素子アレイの各発光素子に外部からの印画信号に基づいて所定の電力を印加し、発光素子を個々に選択的に発光させる。そして、発光した光を、レンズを介して外部の感光体ドラム上に照射させ、感光体ドラムの表面に所定の潜像を形成し、それを現像した後用紙等に転写する。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すように、光プリントヘッドは、発光素子アレイとプリント配線基板とを接着剤により接着することで作製される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６８８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
他の部材と電気的に接続させるために、発光素子アレイにはボンディングパッドが形成されており、このボンディングパッドに対してボンディングワイヤを接着させる。
【０００６】
しかし、接着させる際、ワイヤへの力が接着剤により吸収されることで、接着時の力が逃げてしまい、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接着力が弱くなるという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような新規な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接着力の強い電気配線基板および光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】
【０００８】
本発明の一実施形態にかかる電気配線基板は、第１の基板と、前記第１の基板上面に設けられた接着層と、前記接着層と下面とが接着され、上面に電極パッドを有する第２の基板と、を具備する電気配線基板であって、前記第１の基板上面または前記第２の基板下面に複数の凹凸が設けられ、前記凹凸の凸部の上方に前記電極パッドが位置する。
【０００９】
前記複数の凸部の頂面は、前記第１の基板の上面または前記第２の基板下面と同一平面上に設けられ、前記複数の凹部はそれぞれ溝であるであることが好ましい。
【００１０】
上面視したとき、前記凸部の外形は、前記電極パッドの外形よりも大きいことが好ましい。
【００１１】
前記電極パッドは前記第２の基板の上面上において一列に複数並べられることが好ましい。
【００１２】
本発明の一実施形態にかかる光プリントヘッドは、前記電気配線基板と、前記第２の基板の前記上面上に設けられた複数の発光素子と、を具備する。
【発明の効果】
【００１３】
本実施形態によれば、第１の基板上面または第２の基板下面に複数の凹凸が設けられ、凹凸の凸部の上方に前記電極パッドが位置することにより、凹部中に接着剤が入り込んで第１の基板と第２の基板との間の接着力が向上し、電極パッドの直下の第１の基板と第２の基板との間隔を薄くしても十分な接着力が得られるようになる。その結果、ボンディングワイヤ接着時の力が逃げにくくなって力を効率よく伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の光プリントヘッドの模式的な上面図である。
【図２】図１における光プリントヘッドをＸ−Ｘ’にて切断した断面図である。
【図３】他の実施形態の光プリントヘッドの断面図である。
【図４】他の実施形態の光プリントヘッドの断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態である光プリントヘッドの作製方法を工程毎に示した断面図である。
【図６】図２の光プリントヘッドを拡大した拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１６】
本発明の一実施態様の電気配線基板は、第１の基板１と第２の基板２と接着層を具備する。第２の基板２上に設けられた接続パッド５には、ワイヤ６がボンディングされる。
【００１７】
本発明の一実施態様の電気配線基板を、図１では上面図で、図２では断面図に示す。なお、図１および２において電気配線基板としては、光プリントヘッドを一例として示す。また、第１の基板１としてはプリント配線基板を、第２の基板２としては、複数の発光素子３が設けられた発光素子アレイを形成する半導体基板を一例として示す。
【００１８】
図１に示すように、第１の基板１の上面には複数の凹凸（凹部４および凸部７）が設けられる。第２の基板２は、その上面に接続パッド５が設けられている。
【００１９】
この電気配線基板において、接続パッド５の位置は、凸部７の上方に設けられる。そして、各接続パッド５間には、凹部４の上方に設けられる。
【００２０】
また、本発明の他の実施態様の電気配線基板の断面図を図３および４に示す。図３では、第２の基板２の表面に複数の凹凸（凹部４および凸部７）が設けられる。そして、接続パッド５の位置は、凸部７の上方に設けられる。図４では、第１の基板１および第２の基板２の表面に複数の凹凸（凹部４および凸部７）が設けられ、接続パッド５の位置は、凸部７の上方に設けられる。図４の場合、第１の基板１における凹凸と第２の基板２における凹凸のサイズは同等である。なお、「上方」とは、電気配線基板を基準とした上側、つまり第２の基板側のことをいう。
【００２１】
本発明の一実施態様の電気配線基板（図１および２）の製造方法を図５に示す。
【００２２】
まず、第１の基板１の上面に対して接着剤９を設ける（図５（ａ））。この接着剤９は、第１の基板１の主面上に設けられた凹部４および凸部７上に設ける。なお、凹部４は溝として設けられる（図１において点線で記載）。また、凸部７はその頂面７ａが第１の基板１の上面と同一平面上となるように設けられる。さらに、凸部７の頂面７ａの外形は、
電極パッドの底面５ａの外形よりも大きい。なお、凸部７の頂面７の外形とは、凸部７の頂面７ａと側面とがなす稜線によって囲まれる箇所をいい、電極パッドの底面５ａの外形とは、電極パッドの底面５ａ側面とがなす稜線によって囲まれる箇所をいう。
【００２３】
これらの構成をそれぞれ満足することで、本発明の効果を十分に奏することが可能となる。
【００２４】
接着剤９を設ける方法としては、印刷技術やディスペンサー等を用いた塗布法などが挙げられる。
【００２５】
次に、接着剤９を上面に設けた第１の基板１に対して第２の基板を接着させる（図３（ｂ））。第１の基板１と第２の基板２とを接着させる際に、接続パッド５が凸部７の上方に位置するようにする。具体的な接着方法としては、第２の基板２を第１の基板１側に押圧した状態で、接着剤９中の樹脂を熱硬化させることによって第２の基板２を第１の基板１の上面に取着させる。
【００２６】
そして、第１の基板１と第２の基板２とを取着させたのち、電極パッド５上にワイヤ６をボンディングさせて、図１および２に示す光プリントヘッドが作製される。
【００２７】
電極パッド５上へのワイヤのボンディングは、例えば、キャピラリを用いてワイヤ６を電極パッド５に押し付けることで行われる。
【００２８】
通常凹部４を設けずに第１の基板１上に接着層８を設けた場合では、十分な接着を行うために接着層８の厚みを厚くする必要があった。
【００２９】
しかし、本発明では凹部４内に接着層８が充填されることになるため、接着層８による第１の基板１と第２の基板２との接着力が向上し、電極パッド５の直下の第１の基板１と第２の基板２との間隔を１〜５μｍと薄くしても十分な接着力が得られるようになる。その結果、電極パッド５に対してワイヤ６をボンディングさせる際、ボンディング時の電極パッド５への力が逃げにくくなって力が効率よく伝わり、ボンディングワイヤ６と電極パッド５との接着力が向上する。
【００３０】
また、本発明の一実施形態の電気配線基板は、上述の効果だけでなく以下の課題も解決することができる。
【００３１】
例えば、第２の基板２として用いたＧａＡｓ結晶等の基板上にＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ等の半導体層を積層して発光素子の発光層が構成された場合、発光層からのメインピーク光の波長とは異なる波長帯にサブピーク光が生じ、このサブピーク光は、第２の基板２を透過して第１の基板１で反射する。とくに電極パッド５間でこの挙動が生じる。
【００３２】
しかし、本発明の一実施形態により得られた電気配線基板は、電極パッド５間の下方において凹部４が設けられ、凹部４内に接着層８が設けられているため、接着層８がサブピーク光を吸収してサブピーク光による外部への発光を抑制することができる。
【００３３】
接着層８は、第１の基板１と第２の基板２とを接着するだけでなく、外部からの光（例えば、発光素子３からの光）を受けて励起した第２の基板２から発せられる光を吸収する役割をはたす。接着層８としては、具体的に、エポキシ樹脂などの液状の樹脂が挙げられる。
【００３４】
さらに、電極パッド５にワイヤ６をボンディングする際、図６に示すように、大部分の
力は実線の矢印で示すように凸部７頂部の平面に力が伝わるが、点線の矢印で示すような、凹部４内へ加わる力も存在する。図４に示すように、凹部４内の接着層８に対してボンディングした力が流入する。流入した力は凹部４の内壁を押すように横方向にはたらくため、凹部４から接着層８が抜けにくくなる。さらに、接着層８と第１の基板１との接着面積も大きいため、これらの要因によって第１の基板１と第２の基板２との接着強度が向上する。
【００３５】
他に、第２の基板２を半導体基板とし、第１の基板１をプリント配線基板とし、プリント配線基板上に発光素子アレイを複数設ける場合、通常であれば、接着に用いられず余った接着剤が発光素子アレイ同士の繋ぎ目から毛細管現象等により噴出す課題が従来あったが、本発明の一実施形態における製造方法は、凹部４内に接着層８が入り込むことで余剰の接着剤が発生しにくく、上記課題が発生しにくい。
【００３６】
以下に各構成について示す。
【００３７】
（第１の基板１）
第１の基板１としては、前述したように、プリント配線基板が設けられる。プリント配線基板は、如何なる材料から構成されても良いが、例えばガラスエポキシ樹脂等の電気絶縁材料から構成されていることが好ましい。第１の基板１の上面は、複数個の配線導体、複数個の発光素子を設けた第２の基板２等を支持する。
【００３８】
第１の基板１における凹部４は溝状である。例えば、第１の基板１であるプリント配線基板のサイズが縦５〜２０ｍｍ、横３００〜５００ｍｍ、高さ０．５〜２．０ｍｍである場合、溝状の凹部４の深さは１０〜５０μｍ、幅は１０〜５０μｍ、長さは２００〜１０００μｍである。なお、凹部４は具体的に基板のビアホールやパターン作製時に同様のプロセスで同時に作製することにより設けられる。また、凹部４の断面形状は長方形状であるが、他に楕円形状などが挙げられる。
【００３９】
（第２の基板）
第２の基板２は、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮのような化合物半導体基板２などが挙げられる。これらは直接遷移型の化合物半導体であり、特定の波長の光を吸収して励起され、長波長側の光を発する。
【００４０】
例えば、第２の基板２としてＧａＡｓを用い、発光素子３としてＡｌＧａＡｓ（たとえば、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ）を用いた場合、発光素子３からは約７７０ｎｍの吸収極大を示す発光が得られるが、第２の基板２のＧａＡｓがこの発光を吸収して励起し、サブピークとして約８６０ｎｍの発光を示す。
【００４１】
（発光素子３）
発光素子３はｐ型半導体層およびｎ型半導体層から構成され、これらの半導体層は、例えば、ＧａＡｓ系化合物などから形成される。
【００４２】
ｐ型半導体層およびｎ型半導体層は他に、窒化物半導体も用いることができる。ここで、窒化物半導体とは、例えば、元素周期律表におけるＩＩＩＢ族（１３族）元素の窒化物から構成される半導体をいう。ＩＩＩＢ族窒化物半導体は、化学式ＡｌｘＧａｙＩｎ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表すことができる。ＩＩＩＢ族窒化物半導体としては、たとえば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）などが挙げられる。
【００４３】
発光素子３の厚みは、約３〜５μｍであり、ｐ型半導体層の厚みは約１〜３μｍ、およ
びｎ型半導体層の厚みは約１〜３μｍである。
【００４４】
なお、発光素子３としてＬＥＤを具体例として用いるが、発光素子３としては例えば、発光サイリスタを用いることも可能であることは言うまでもない。
【００４５】
また、発光素子３は、６００ｄｐｉまたは１２００ｄｐｉのいずれの解像度にも対応することも可能である。
【００４６】
発光素子３は、例えば周知の半導体製造技術によって製造することができる。具体的には、例えばＧａＡｓ系の発光素子３を製作する場合、まずＡｌＧａＡｓから成る化合物半導体基板である第２の基板２を炉中にて高温に加熱するとともにＡｓＨ３とＧａとＡｌを適量に含むガスを接触させて第２の基板２の表面にｎ型半導体のＡｌＧａＡｓの単結晶を成長させる。その後、引き続いてｎ型半導体のＡｌＧａＡｓ単結晶表面にＳｉＮの窓付膜を被着させるとともに該窓部にＺｎのガスをさらし、ｎ型半導体のＡｌＧａＡｓ単結晶の一部にＺｎを拡散させてｐ型半導体を形成することによってｐｎ接合を形成する。
【００４７】
本発明の一実施態様である得られたプリントヘッドは、画像形成装置に用いられる。画像形成装置は、光プリントヘッドのみならず、電子写真感光体と、現像剤供給手段と、転写手段と、定着手段とを備える。
【００４８】
現像剤供給手段は、電子写真感光体に現像剤を供給する。電子写真感光体は、円柱状の感光体に含まれ、感光体ドラムの外側面の表面として形成される。電子写真感光体には、発光素子ら出射される光が照射される。転写手段は、画像を記録シートに転写する。記録シートに転写される画像は、電子写真感光体に、現像剤によって形成される。定着手段は、記録シートに転写される現像剤を定着させる。
【００４９】
なお、上述したそれぞれの実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
【００５０】
実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  第１の基板
２  第２の基板
３  発光素子
４  凹部
５  電極パッド
６  ボンディングワイヤ
７  凸部
８  接着層
９  接着剤
【図１】
2011155537.tif 000003
【図２】
2011155537.tif 000004
【図３】
2011155537.tif 000005
【図４】
2011155537.tif 000006
【図５】
2011155537.tif 000007
【図６】
2011155537.tif 000008