(57)【要約】      （修正有）【課題】コネタクを配設したヘッド基板をベースプレートに接着固定した後に、ヘッド基板上面をプラズマ処理にて洗浄処理を行っても、コネクタの損傷が一切発生することがなく、また、発光素子や駆動用ＩＣチップを精度高くヘッド基板に載置でき、しかも、電気的な接続信頼性も向上できる光プリンタヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】多数の発光素子５、駆動用ＩＣチップ６を搭載し、且つ下面にコネクタ８を設けたヘッド基板１を、前記コネクタ８を裏面側から露出させるための貫通部１０を有するベースプレート２の上面に接着固定してなる光プリンタヘッドの製造方法である。【選択図】図２
2005186390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に一列もしくは千鳥状に配列された多数の発光素子、該発光素子を駆動する駆動用ＩＣチップを夫々搭載し、且つ下面に該駆動用ＩＣチップに所定信号を外部から供給するコネクタを設けたヘッド基板を、前記コネクタを裏面側から露出させるための貫通部を有するベースプレートの上面に接着固定するとともに、前記ヘッド基板をロッドレンズが取着されたハウジングによって被覆して成る光プリンタヘッドの製造方法において、
前記発光素子および駆動用ＩＣチップの搭載していないヘッド基板を、前記コネクタがベースプレートの貫通部内に位置させて、前記ヘッド基板を前記ベースプレート上に接着固定する工程、
前記ベースプレートの貫通部内に、コネクタの先端部分を覆う絶縁体を埋設する工程、
前記ベースプレートに接着固定されたヘッド基板の上面をブラズマ処理により洗浄する工程、
前記ヘッド基板の上面に発光素子および駆動用ＩＣチップを搭載するとともに、駆動用ＩＣチップとコネクタとを電気的に接続するように接続を行なう工程とを
含むことを特徴とする光プリンタヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記絶縁体は、少なくともプラズマ処理された後に、前記貫通部から取り外すことを特徴とする請求項１に記載の光プリンタヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式プリンタ等の感光体に対して潜像を形成する光プリンタヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式プリンタ等の露光手段としてＬＥＤアレイヘッド等の光プリンタヘッドが用いられている。
【０００３】
かかる従来の光プリンタヘッドは、ヘッド基板と金属製のベースプレートと、ロッドレンズアレイを有するハウジングとから構成されている。
【０００４】
ヘッド基板は、長尺状のガラス繊維の樹脂基板（一般にガラスエポキシ基板という）などからなり、その上面には、多数の発光素子が搭載され、この発光素子に所定信号を供給する駆動用ＩＣチップが搭載されている。尚、発光素子は、いくつかの発光素子がアレイ状に配列された発光素子アレイを並べて搭載することが一般的である。また、ヘッド基板の上面に発光素子と駆動用ＩＣチップとを電気的に接続するための配線が形成され、配線と駆動用ＩＣチップとの間や配線と発光素子との間には、ワイヤにより接続されていた。
【０００５】
また、ヘッド基板の下面には、駆動用ＩＣチップと接続し、駆動用ＩＣチップに所定信号を供給するコネクタが配設されていた。コネクタは、たとえば一方面が開口したプラップチック製筐体の内部に、金属製リードが形成されている構造であり、このリードとヘッド基板の上面の配線は、ヘッド基板の厚み方向に形成されたスルーホール導体などを介して接続されていた。
【０００６】
ベースプレートは金属からなり、その上面にヘッド基板を載置される。このベースプレートは、その裏面側一部に貫通部が形成されており、ヘッド基板をベースプレートに載置した時にコネクタが、ベースプレートの裏面側から露出するように構成されている。
【０００７】
ハウジングは、ヘッド基板に搭載された発光素子に対応してロッドレンズがアレイ状に配置されており、このハウジングでヘッド基板を被覆することにより、外部の不要な光が内部に侵入させない構造である。すなわち、発光素子で発光した光のみが、ロッドレンズを介して外部、すなわち感光体に照射されるようになっていた。
【０００８】
このような光プリンタヘッドの組み立て工程において非常に重要なことは、発光素子を搭載する際に精度よく搭載しなくてはならない。同時に、駆動用ＩＣチップも搭載することになるが、接続手段であるワイヤを如何に精度よく、また、信頼性高く接続しなくてはならない。
【０００９】
これには、ヘッド基板の配線を含めた発光素子搭載領域、駆動用ＩＣチップの搭載領域に有機物の汚れや酸化膜を除去するが重要となる。
【００１０】
理想的には、ヘッド基板の上面を洗浄した直後に発光素子をヘッド基板に搭載し、且つ駆動用ＩＣチップを搭載して、ワイヤでもって接続処理することが望ましい。
【特許文献１】特開２００２−２３１７５４号公報など
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上述のヘッド基板の洗浄は、所定チャンバー内にヘッド基板に投入し、アルゴンなどの所定雰囲気中で高周波電界を印加して、ヘッド基板の上面の配線や発光素子の搭載領域や駆動用ＩＣチップの搭載領域から有機物の汚れや酸化膜を除去していた(プラズマ処理による洗浄処理)。
【００１２】
しかし、実際には、ヘッド基板の組み立てにあたり、ヘッド基板の上面を洗浄した後に、発光素子や駆動用ＩＣチップを搭載し、ワイヤボンディングによるワイヤによって接続していた。
【００１３】
すなわち、ヘッド基板の状態で、発光素子や駆動用ＩＣチップを搭載しようとしても、精度高く搭載することができない。また、その後、コネクタをヘッド基板に配設するがこのときにも有機成分の接着剤を用いるため、この有機成分で発光素子自体を汚してしまうこともある。
【００１４】
このような問題点を解決する方法として、ヘッド基板にコネクタのみを配設しておき、さらに、ベースプレートにヘッド基板を接着固定した後、ベースプレートとヘッド基板とを一緒にしてプラズマ処理することが考えられる。
【００１５】
このような工程では、光プリンタヘッドの組み立て工程で、配線や発光素子の搭載領域、駆動用ＩＣチップの搭載領域を汚す可能性の高い処理を、プラズマ処理前に行ない、さらに、発光素子や駆動用ＩＣチップを搭載にあたり、剛性の高いベースプレートを基準にして搭載できるため、その搭載箇所の精度も向上する。
【００１６】
しかし、ヘッド基板に配置したコネクタは、ベースプレートの裏面側から露出するように配置されているため、このプラズマ処理時の高周波電界によって、ヘッド基板を接着固定したベースプレートを支持する支持基板（セッター）とコネクタの金属リードとの間に放電現象が発生してしまい、コネクタを損傷させてしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、コネタクを配設したヘッド基板をベースプレートに接着固定した後に、ヘッド基板上面をプラズマ処理にて洗浄しても、コネクタの損傷が一切発生することがなく、また、発光素子や駆動用ＩＣチップを精度高くヘッド基板に載置でき、しかも、電気的な接続信頼性も向上できる光プリンタヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の光プリンタヘッドの製造方法は、上面に一列もしくは千鳥状に配列された多数の発光素子、該発光素子を駆動する駆動用ＩＣチップを夫々搭載し、且つ下面に該駆動用ＩＣチップに所定信号を外部から供給するコネクタを設けたヘッド基板を、前記コネクタを裏面側から露出させるための貫通部を有するベースプレートの上面に接着固定するとともに、前記ヘッド基板をロッドレンズが取着されたハウジングによって被覆して成る光プリンタヘッドの製造方法において、
前記発光素子および駆動用ＩＣチップの搭載していないヘッド基板を、前記コネクタがベースプレートの貫通部内に位置させて、前記ヘッド基板を前記ベースプレート上に接着固定する工程、
前記ベースプレートの貫通部内に、コネクタの先端部分を覆う絶縁体を埋設する工程、
前記ベースプレートに接着固定されたヘッド基板の上面をブラズマ処理により洗浄する工程、
前記ヘッド基板の上面に発光素子および駆動用ＩＣチップを搭載するとともに、駆動用ＩＣチップとコネクタとを電気的に接続するように接続を行なう工程とを
含むことを特徴とする光プリンタヘッドの製造方法である。
【００１９】
尚、前記絶縁体は、少なくともプラズマ処理された後に、貫通孔から取り外すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の製造方法において、ヘッド基板の上面を汚す可能性のあるコネクタの配設工程やヘッド基板とベースプレートとの接着固定する工程が、プラズマ洗浄工程の前に実施し、プラズマ洗浄によりヘッド基板の上面の有機物や汚れを除去するため、発光素子や駆動用ＩＣチップを信頼性高く搭載することができ、しかも、そのワイヤボンディングなどによるワイヤの接続も信頼性高く行うことができる。
【００２１】
また、ベースプレートに接着された状態のヘッド基板に発光素子や駆動用ＩＣチップを搭載するため、特に、発光素子の搭載位置の決定にあたって、完成品のベースプレートを基準に搭載できるため、その後組み立て工程で、発光素子の位置ずれなどの問題は解消されることになる。
【００２２】
また、ベースプレートの裏面から露出するコネクタは、プラズマによる洗浄処理時に、コネクタの先端（露出部分）を覆う絶縁体を介して行われるため、ブラズマ処理による洗浄処理中にコネクタの金属リードの周囲で放電現象を防止でき、コネクタの破損が全くない光プリンタヘッドとなる。
【００２３】
尚、この絶縁体はプラズマ処理による洗浄工程よりも後であれば、いつの時点で取り外しても構わない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の光プリンタヘッドの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１（ａ）は本発明に係る光プリンタヘッドの分解した状態の側面図であり、図１（ｂ）は貫通部での断面図ある。
【００２６】
本発明にかかる光プリンタヘッドは、ヘッド基板１と金属製のベースプレート２と、ロッドレンズアレイ４を有するハウジング３とから主に構成されている。
【００２７】
ヘッド基板１は、長尺状のガラス布基材エポキシ樹脂やガラス、セラミック等の絶縁性材料にからなり、その上面には、多数の発光素子５が搭載され、また、発光素子５に所定信号を供給する駆動用ＩＣチップ６が搭載され、さらに、これの信号が流れる配線（図には省略）が形成されている。
【００２８】
発光素子５は、ヘッド基板１の長手方向（主走査方向）に一列状または千鳥状に配列されており、各発光素子５で構成さされるアレイチップは、例えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列した多数の発光素子５となる。発光素子５としては、例えばＧａＡｌＡｓ系やＧａＡｓＰ系の化合物半導体を用いて形成された発光ダイオード等が好適に使用され、かかる発光ダイオードの内部にはｐｎ接合が設けられているため、電極等を介して所定電源電力が供給されると、ｐｎ接合付近で電子と正孔とが再結合し、発光素子が所定の輝度で発光するようになっている。
【００２９】
尚、このような発光素子５は、従来周知の半導体製造技術、具体的には、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法等を採用し、上述の化合物半導体を単結晶シリコンウエハの上面にエピタキシャル成長させることによって形成される。
【００３０】
また、ヘッド基板１の上面に発光素子５と駆動用ＩＣチップ６とを電気的に接続するための配線が形成され、配線と駆動用ＩＣチップ6との間や配線と発光素子5との間には、ワイヤ７により接続されていた。
【００３１】
上述の発光素子アレイチップ２はヘッド基板１の上面の所定位置に載置させれ、発光素子５のアレイチップ上に設けられる図示しない配線の一部であるパッドと対応する発光素子５の電極とか金属細線のワイヤ７で個々にボンディングさせる。また、駆動用ＩＣチップ６についても同様である。
【００３２】
また、ヘッド基板１の下面には、駆動用ＩＣチップ６と接続し、駆動用ＩＣチップ６に所定信号を供給する外部接続用のコネクタ８が配設されている。コネクタ８は、たとえば一方面が開口したプラップチック製筐体の内部に、複数の金属製リードが形成されている。
【００３３】
尚、金属リードとヘッド基板１の上面の配線とは、ヘッド基板１の厚み方向に形成されたスルーホール導体（図示せず）などを介して接続されている。
【００３４】
ベースプレート２はアルミニウムなどの金属からなり、たとえばダイキャストによって形成されている。そして、このベースプレート２の上面にはヘッド基板１が接着剤９を介して載置される。このベースプレート２は、その一部に貫通部１０が形成されており、ヘッド基板１の下面に突出するように形成されたコネクタ８が、ベースプレート２内に収容され、且つこのコネクタ８がベースプレート２の外部に露出するようになっている。図では、コネクタ８が収容される貫通部10は、ベースプレート２の裏面と側面との角部を含んで形成されているが、コネクタ８の金属のリードは、ベースプレート２の裏面側から露出するようになっている。
【００３５】
ハウジング３は、ポリカーボネイトや液晶ポリマー等の樹脂から成り、ヘッド基板１に搭載された発光素子５に対応してロッドレンズ４がアレイ状に配置されており、このハウジング３でヘッド基板１を被覆するように、ベースプレート２に固定されている。尚、固定方向は、クリップで行ってもよいし、また、ハウジング３の一部に嵌合用の突起を形成し、同時にベースプレート２側に受け部を設けて、両者を強固に嵌合しても構わない。
【００３６】
ロッドレンズ４は、直線状、もしくは千鳥状に配列された多数の棒状レンズを一対の側板で挟持した構造を有しており、発光素子５の光をロッドレンズ４の上方に配設される感光体Ｐに等倍で照射・結像させる正立等倍型の光学系として機能する。
【００３７】
次に本発明の光プリンタヘッドの製造方法を説明する。
【００３８】
まず、ヘッド基板１、ベースプレート２、ハウジング３を用意する。ヘッド基板１は、その上面には配線が形成されており、下面にコネクタ８が配設されているものである。すなわち、発光素子５や駆動用ＩＣチップ６は未搭載の状態である。また、ベースプレート２は、コネクタ８が収納される貫通部１０が予め形成されている。また、ハウジング３はその上面に、予めロッドレンズ４をアレイ状に配置させておく。
【００３９】
次に、発光素子５、駆動用ＩＣチップ６が未搭載のヘッド基板１を、両面接着テープなどの接着剤９を用いてベースプレート２の上面に載置する。
【００４０】
ここで重要なことは、発光素子５や駆動用ＩＣチップ６を搭載していない状態で、ヘッド基板１をベースプレート２に接着固定することである。
【００４１】
これは、２つの作用があり、１つは、ヘッド基板１のコネクタ８の配設時や接着剤９による処理時、また指で触ったり、さらに長期放置による発生する種々の不純物（有機成分や酸化膜）を、発光素子５、駆動用ＩＣチップ６の搭載接続工程前で一括的洗浄できることである。
【００４２】
また、発光素子５、駆動用ＩＣチップ６が搭載されていない状態のヘッド基板１を完成品でそのまま利用されるベースプレートに接着固定することにより、その後の発光素子５、駆動用ＩＣチップ６の搭載、ワイヤ７による電気的な接続手段を、剛性の高いベースプレート２を用いることができ、完成品を基準とした搭載位置、接続位置での制御が可能となることである。
【００４３】
次に、ベースプレート２の貫通部１０内に、コネクタ８の先端部分を覆う絶縁体１１を埋設する工程である。この絶縁体１１は、たとえば貫通部１０に嵌合される耐熱性樹脂ブロック体であったり、セラミックであったり、また、コネクタ８の先端を覆う耐熱性樹脂キャップ体が例示できる。また、絶縁体１１は、コネクタ８の先端を覆えばよいため、ベースプレート２やコネクタ８に嵌合保持される必要はない。たとえば、複数のヘッド基板１が接着されたベースプレートを整列させるセッター側に予め、貫通部１０の一部入り込む絶縁体を一体的に形成しておいても構わない。
【００４４】
次に、ベースプレート２に接着固定されたヘッド基板１の上面をブラズマ処理により洗浄する工程である。
【００４５】
プラズマ処理は、所定チャンバーにベースプレート２に接着固定されたヘッド基板１を投入して、アルゴンなどの雰囲気下で高周波電界を印加して行う。すなわち、高周波電界を印加する上部電極と下部電極との間に、セッターなどを介してベースプレート２に接着固定されたヘッド基板１を配置して、プラズマ処理を行う。実際には、下部電極上にベースプレート２に接着固定されたヘッド基板１を載置してプラズマ処理を行う。この処理により、活性種となったアルゴン原子がヘッド基板１の上面に形成された配線（ワイヤボンディングパッド）や上面に位置する発光素子５の搭載領域、駆動用ＩＣチップ６の搭載領域を洗浄するものである。
【００４６】
このとき、ベースプレート２の貫通部１０内に存在するコネクタ８と下部電極との間には、絶縁体１１が存在し、絶縁遮断されている。このため下部電極からコネクタ８の金属リードに発生する放電を有効に防止することができ、コネクタ８の金属リードの破損やコネクタ８の焦げつき破損を防止することができる。本発明者らが確認した結果では、絶縁体１１を用いずに、下部電極からコネクタ８の金属リードまでの間が１０ｍｍ以下となると高周波電界の強さ(１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ)で、コネクタ８の破損が１．５％の割合で発生していたが、絶縁体１１を埋設することにより、その発生は皆無となった。
【００４７】
次に、ヘッド基板１の上面に発光素子５および駆動用ＩＣチップ６を搭載するとともに、駆動用ＩＣチップ６とコネクタ７とが電気的に接続するように接続を行なう工程である。
【００４８】
この工程では、上述したように、ヘッド基板１が既にベースプレート２に接着固定されていることから、実際に発光素子５および駆動用ＩＣチップ６を所定搭載領域に搭載する際、発光素子５と駆動用ＩＣチップとの接続を行うべく、発光素子５と所定配線とをワイヤ７によって接続し、さらに、駆動用ＩＣチップ６とコネクタ８とが電気的に接続するように駆動用ＩＣチップ６と配線とをワイヤ７によって接続する際に、完成品として利用され、且つ剛性の高いベースプレート２を基準にして、これらの搭載作業、接続作業ができる。このため、搭載の精度、接続の精度が向上し、その搭載の信頼性、接続信頼性が向上することになる。
【００４９】
また、特に、発光素子５は、完成品でそのまま利用されるベースプレート２を基準にして配置されることになるため、組み立て工程で、ベースプレート２とヘッド基板１の発光素子５との位置関係が変動することが一切なく、信頼性高く光プリンタヘッドを動作させることができる。
【００５０】
その後、ベースプレート２の貫通部１０に埋設した絶縁体１１を取り除き、さらに、ヘッド基板１上の発光素子５にロッドレンズ４を対応させて、ハウジング３をベースプレート２に取り付けることによって光プリンタヘッドは完成する。
【００５１】
尚、たとえば、ベースプレート２の貫通部１０に埋設した絶縁体１１の取り除きについては、プラズマによるヘッド基板１の洗浄後、どの時点で取り除いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は、本発明にかかる光プリンタヘッドの分解状態の側面図であり、（ｂ）は貫通部における断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の光プリンタヘッドの製造方法の主要部分、プラズマ洗浄工程における長手方向の断面図であり、（ｂ）は貫通部における断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・ヘッド基板
２・・・ベースプレート
３・・・ハウジング
５・・・発光素子
６・・・駆動用ＩＣチップ
７・・・ワイヤ
８・・・コネクタ
１０・・貫通部
１１・・絶縁体
【図１】
2005186390.tif 000003
【図２】
2005186390.tif 000004