(57)【要約】      （修正有）【課題】狭ピッチ間隔のサーマルヘッドの個別電極とＩＣの電極パッドとを確実にボンディング接続して、安価で高性能なサーマルヘッドを得る方法の提供。【解決手段】サーマルヘッドの一定間隔で配列した複数の発熱抵抗体４の個別電極７と、これら各個別電極７を通電制御する駆動ＩＣの発熱抵抗体４の配列方向と略平行に発熱抵抗体４の配列間隔よりも狭いピッチ間隔で配列された電極パッド１１とのＡｕ接合ワイヤー３１による接合において、個別電極７及びＩＣ電極パッド１１と接合された線径より幅広に接合部を形成し、この接合部から起立して個別電極７及びＩＣ電極パッド１１から浮上しするように起立部を形成する。ＩＣ電極パッド１１のピッチ間隔が６０μｍ以下の場合において、Ａｕ接合ワイヤー３１の線径を２３μｍ、接合部の表面積は０．００１５ｍｍ2以上、且つ、Ａｕ接合ワイヤー３１の起立部の断面積は０．０００２５ｍｍ2以上とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔で配列した複数の発熱抵抗体；該複数の発熱抵抗体のすべてに接続されたコモン電極；及び前記複数の発熱抵抗体に個々に接続された複数の個別電極；を有するヘッド基板と、前記複数の個別電極への通電／非通電を個々に制御する複数の駆動ＩＣ；及び前記発熱抵抗体の配列方向と略平行な方向に該発熱抵抗体の配列間隔よりも狭いピッチ間隔で配列され、前記複数の駆動ＩＣにそれぞれ接続する複数のＩＣ電極パッド；を有する駆動ＩＣ基板とを備え、前記複数の個別電極と前記複数のＩＣ電極パッドが、接合ワイヤーによりボンディング接続されたサーマルヘッドにおいて、
前記接合ワイヤーは、線径が２３μｍ以下であり、前記個別電極又は前記ＩＣ電極パッドに接合された、前記線径よりも幅広の接合部と、この接合部から所定角度起立して前記個別電極及び前記ＩＣ電極パッドから浮上した状態の起立部とを有し、
前記ＩＣ電極パッドのピッチ間隔は６０μｍ以下、
前記接合ワイヤーの接合部の表面積が０．００１５ｍｍ2以上、且つ、
前記接合ワイヤーの起立部の断面積が０．０００２５ｍｍ2以上
であることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記接合ワイヤーはＡｕからなり、前記複数の個別電極及び前記複数のＩＣ電極パッドの少なくとも一方はＡｌにより形成されているサーマルヘッド。
【請求項３】
一定間隔で列状に配置した複数の発熱抵抗体；該複数の発熱抵抗体のすべてに接続されたコモン電極；及び前記複数の発熱抵抗体に個々に接続された複数の個別電極；を有するヘッド基板と、前記複数の個別電極への通電／非通電を個別に制御する複数の駆動ＩＣ；及び前記発熱抵抗体の配列方向と略平行な方向に該発熱抵抗体の配列間隔よりも狭い６０μｍ以下のピッチ間隔で配列され、前記複数の駆動ＩＣにそれぞれ接続する複数のＩＣ電極パッド；を有する駆動ＩＣ基板とを備えたサーマルヘッドにおいて、
２３μｍ以下の線径を有する接合ワイヤーを準備し、この接合ワイヤーにより前記個別電極と前記ＩＣ電極パッドをボンディング接続する際に、前記接合ワイヤーと前記個別電極及び前記ＩＣ電極パッドとの接合部の表面積を０．００１５ｍｍ2以上、且つ、前記接合部から起立する前記接合ワイヤーの起立部の断面積を０．０００２５ｍｍ2以上とすることを特徴とするサーマルヘッドのボンディング接続方法。
【請求項４】
請求項３記載のサーマルヘッドのボンディング接続方法において、前記接合ワイヤーを挿通する挿通支持孔と、この挿通支持孔に通した接合ワイヤーを押圧する先端押圧面とを有し、この先端押圧面の平面形状が、前記個別電極又は前記ＩＣ電極パッドの配列方向の寸法よりも該配列方向に直交する方向の寸法が大きい非円形状をなすキャピラリを準備する工程と、
前記キャピラリの挿通支持孔に通した接合ワイヤーを前記個別電極又は前記ＩＣ電極パッド上に位置させて前記先端押圧面により押圧し、該押圧した接合ワイヤーに超音波振動を与えて前記個別電極又は前記ＩＣ電極パッドと接合させる工程とを有するサーマルヘッドのボンディング接続方法。
【請求項５】
請求項４記載のサーマルヘッドのボンディング接続方法において、前記先端押圧面の、前記発熱抵抗体の配列方向に直交する方向の両端部は、曲率が０．０３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下の曲面からなっているサーマルヘッドのボンディング接続方法。
【請求項６】
請求項３記載のサーマルヘッドのボンディング接続方法において、前記接合ワイヤーを挿通する挿通支持孔と、この挿通支持孔に通した接合ワイヤーを押圧する先端押圧面とを有するキャピラリを準備する工程と、
前記キャピラリの挿通支持孔に通した接合ワイヤーを前記個別電極又は前記ＩＣ電極パッド上に位置させて前記先端押圧面により押圧し、該押圧した接合ワイヤーに超音波振動を与えながら前記キャピラリを前記個別電極又は前記ＩＣ電極パッドの配列方向に直交する方向に移動させ、前記接合ワイヤーを前記個別電極又は前記ＩＣ電極パッドに接合させる工程とを有するサーマルヘッドのボンディング接続方法。
【請求項７】
請求項３記載のサーマルヘッドのボンディング接続方法において、前記個別電極及び前記ＩＣ電極パッドの上に、表面積が０．００２ｍｍ2以上のＡｕパッド層を形成する工程と、
このＡｕパッド上に前記Ａｕ接合ワイヤーの一端を接続する工程とを有するサーマルヘッドのボンディング接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱転写型プリンタに搭載される高性能（３００dpi以上）のサーマルヘッド及びそのボンディング接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドは、例えばガラス等の高断熱材料からなる蓄熱層、通電により発熱する複数の発熱抵抗体、各発熱抵抗体に個別に導通接続した複数の個別電極、及び全発熱抵抗体に導通接続したコモン電極を有するヘッド基板と、各個別電極毎に設けられ、複数の個別電極への通電／非通電を個々に制御する複数の駆動ＩＣ、及び複数の駆動ＩＣを対応する個別電極に接続させるための複数のＩＣ電極パッドとを有する駆動ＩＣ基板とを備え、コモン電極及び個別電極を介して発熱させた発熱抵抗体を、インクリボンとプラテンローラに巻きつけられた状態の被印刷物に圧接させることで印刷動作する。
【０００３】
上述のサーマルヘッドにおいて、対応するＩＣ電極パッドと個別電極は、接合ワイヤーを用いたワイヤーボンディングにより接続することができる。ＩＣ電極パッドは発熱抵抗体の配列間隔よりも狭いピッチ間隔で配置されているため、接合ワイヤーとしては線径２５μｍ程度のＡｕワイヤーが使用される。ワイヤーボンディング接続に際しては、図１３に示すように、接合ワイヤー３１’を挿通させる挿通支持孔４１’と、この挿通支持孔４１’に通した接合ワイヤーを押圧する円形押圧面４２’を先端に有する、サーマルヘッドボンディング用のキャピラリ４０’が一般に用いられている。具体的には、キャピラリの先端円形押圧面４２’と該先端円形押圧面４２’から突出させた接合ワイヤー３１’を共にＩＣ電極パッド又は個別電極に押し当て、この状態で超音波振動を加えることにより、接合ワイヤー３１’とＩＣ電極パッド又は個別電極とを接続させている。
【０００４】
近年では、ヘッドの更なる高性能化（高記録密度化）が図られており、１枚のヘッド基板の平面的な大きさは変えずに又は小さくして、該ヘッド基板に形成する発熱抵抗体の数、すなわち印刷ドット数を増大させている。これに伴い、個別電極及びＩＣ電極パッドの数も増大するため、個別電極及びＩＣ電極パッドは複数列で階段状に配置（千鳥配置）される。このような千鳥配置を駆動ＩＣ基板で行なうと、印刷ドット数が増大するにつれて基板の大きさ（幅寸法）も増大し、単一のウエハから形成できる駆動ＩＣ基板の数が減少するため、コスト増になってしまう。１枚のウエハから形成可能な駆動ＩＣ基板の数を増大させて低コスト化を図るためには、ＩＣ電極パッドのピッチ間隔を可及的狭くし、複数のＩＣ電極パッドを、発熱抵抗体の配列方向に略平行な方向に一列に並べて配置することが望ましい。同様に、個別電極のピッチ間隔も可及的狭くすることが望ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９０８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、個別電極及びＩＣ電極パッドのピッチ間隔が狭くなると、ボンディング接続の際に使用するキャピラリの線径が規制され、このキャピラリにより個別電極及びＩＣ電極パッドに接合される接合ワイヤーの接合面積が小さくなってしまう。個別電極及びＩＣ電極パッドは、硬質のセラミック基板やガラス上にＡｌによって形成されており、このＡｌ上にＡｕ接合ワイヤーを直接接合させるためには、Ａｌ表面の酸化膜を破ってＡｌとＡｕの合金（Ａｌの熱拡散による共昌相）を十分に生成させる必要がある。よって、接合ワイヤーとの接合表面積が一定以上確保されていないと、十分な接合強度が得られず、接触不安定により比抵抗が不安定になったり、信頼性（断線の有無）が低下したりしてしまう。接合表面積を大きくするには、接合ワイヤーへの押圧力を増大させてＡｌとＡｕの合金生成に必要なエネルギーを増大させればよいが、接合ワイヤーへの押圧力が増大すると、接合ワイヤーの立ち上がり部の厚み（断面積）が薄くなり、引っ張り強度が低下する。このように接合ワイヤーの接合表面積の増大と接合ワイヤーの立ち上がり部の厚みとは相反関係にあり、特に挟ピッチ間隔の個別電極及びＩＣ電極パッドでは、これら両方を同時に満たすことが困難である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、狭ピッチ間隔でも個別電極とＩＣ電極パッドを確実にボンディング接続することができ、安価で高性能なサーマルヘッド及びそのボンディング接続方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、接合ワイヤーと個別電極及びＩＣ電極パッドとの接合形状（リードウエッジ形状）に着目しており、理想の接合状態を得るためのリードウエッジ形状の条件を規定し、このリードウエッジ形状をキャピラリにより形成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、一定間隔で配列した複数の発熱抵抗体；該複数の発熱抵抗体のすべてに接続されたコモン電極；及び複数の発熱抵抗体に個々に接続された複数の個別電極；を有するヘッド基板と、複数の個別電極への通電／非通電を個々に制御する複数の駆動ＩＣ；及び発熱抵抗体の配列方向と略平行な方向に該発熱抵抗体の配列間隔よりも狭いピッチ間隔で配列され、複数の駆動ＩＣにそれぞれ接続する複数のＩＣ電極パッド；を有する駆動ＩＣ基板とを備え、複数の個別電極と複数のＩＣ電極パッドが、接合ワイヤーによりボンディング接続されたサーマルヘッドにおいて、上記接合ワイヤーは、線径が２３μｍ以下であり、個別電極又は前記ＩＣ電極パッドに接合された、線径よりも幅広の接合部と、この接合部から所定角度起立して個別電極及びＩＣ電極パッドから浮上した状態の起立部とを有し、ＩＣ電極パッドのピッチ間隔は６０μｍ以下、接合ワイヤーの接合部の表面積が０．００１５ｍｍ2以上、且つ、接合ワイヤーの起立部の断面積が０．０００２５ｍｍ2以上であることを特徴としている。
【００１０】
接合ワイヤーはＡｕからなり、複数の個別電極及び複数のＩＣ電極パッドの少なくとも一方はＡｌにより形成されていることが実際的である。
【００１１】
また本発明は、ボンディング接続方法の態様によれば、一定間隔で列状に配置した複数の発熱抵抗体；該複数の発熱抵抗体のすべてに接続されたコモン電極；及び複数の発熱抵抗体に個々に接続された複数の個別電極；を有するヘッド基板と、複数の個別電極への通電／非通電を個別に制御する複数の駆動ＩＣ；及び発熱抵抗体の配列方向と略平行な方向に該発熱抵抗体の配列間隔よりも狭い６０μｍ以下のピッチ間隔で配列され、複数の駆動ＩＣにそれぞれ接続する複数のＩＣ電極パッド；を有する駆動ＩＣ基板とを備えたサーマルヘッドにおいて、２３μｍ以下の線径を有する接合ワイヤーを準備し、この接合ワイヤーにより個別電極とＩＣ電極パッドをボンディング接続する際に、接合ワイヤーと個別電極及びＩＣ電極パッドとの接合部の表面積を０．００１５ｍｍ2以上、且つ、接合部から起立する接合ワイヤーの起立部の断面積を０．０００２５ｍｍ2以上とすることを特徴としている。
【００１２】
上記ボンディング接続方法において、接合ワイヤーと個別電極及びＩＣ電極パッドとの接合部の表面積を０．００１５ｍｍ2以上、且つ、接合部から起立する接合ワイヤーの起立部の断面積を０．０００２５ｍｍ2以上とするためには、以下の３つの具体的な実施形態がある。
【００１３】
第１の実施形態としては、接合ワイヤーを挿通する挿通支持孔と、この挿通支持孔に通した接合ワイヤーを押圧する先端押圧面とを有し、この先端押圧面の平面形状が、個別電極又はＩＣ電極パッドの配列方向の寸法よりも該配列方向に直交する方向の寸法が大きい非円形状をなすキャピラリを準備する工程と、キャピラリの挿通支持孔に通した接合ワイヤーを個別電極又はＩＣ電極パッド上に位置させて先端押圧面により押圧し、該押圧した接合ワイヤーに超音波振動を与えて個別電極又はＩＣ電極パッドと接合させる工程とを有することを特徴とする。この実施形態において、キャピラリの先端押圧面の、発熱抵抗体の配列方向に直交する方向の両端部は、曲率が０．０３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下の曲面からなっていることが好ましい。
【００１４】
第２の実施形態としては、接合ワイヤーを挿通する挿通支持孔と、この挿通支持孔に通した接合ワイヤーを押圧する先端押圧面とを有するキャピラリを準備する工程と、キャピラリの挿通支持孔に通した接合ワイヤーを個別電極又はＩＣ電極パッド上に位置させて先端押圧面により押圧し、該押圧した接合ワイヤーに超音波振動を与えながらキャピラリを個別電極又はＩＣ電極パッドの配列方向に直交する方向に移動させ、接合ワイヤーを個別電極又はＩＣ電極パッドに接合させる工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
第３の実施形態としては、個別電極及び前記ＩＣ電極パッドの上に、表面積が０．００２ｍｍ2以上のＡｕパッド層を形成する工程と、このＡｕパッド上にＡｕ接合ワイヤーの一端を接続する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、狭ピッチ間隔でも個別電極とＩＣ電極パッドを確実にボンディング接続することができ、安価で高性能なサーマルヘッド及びそのボンディング接続方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜図３は、本発明を適用したサーマルヘッド１を示している。サーマルヘッド１は、セラミック材料や金属材料等からなる放熱性に優れたヘッド基板２上に例えばガラス等の断熱材料からなる蓄熱層３を有し、この蓄熱層３の上に、図１の左右方向に一定間隔で配列した複数の発熱抵抗体４を備えている。各発熱抵抗体４は、Ｔａ2Ｎ又はＴａ−ＳｉＯ2等のサーメット材料を用いて蓄熱層３の上に全面的に形成された抵抗層４’の一部であり、該表面が絶縁バリア層５により覆われている。絶縁バリア層５は、例えばＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ等の絶縁材料により形成されていて、各発熱抵抗体４の平面的な大きさ（長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ）を規定している。隣接する発熱抵抗体４の間には、放熱性基板２が露出するギャップ領域αが存在している。本実施形態では、隣接する一対の発熱抵抗体４（４ａ、４ｂ）により１つの印刷ドット部Ｄが形成され、複数の印刷ドット部Ｄは、発熱抵抗体４の通電方向と直交する方向（図１の左右方向）に列状に配置されている。
【００１８】
一対の発熱抵抗体４ａ、４ｂは、互いの抵抗長方向の一端部が平面コ字形状の導体６により接続されており、図２に示すように一方の発熱抵抗体４ａの抵抗長方向の他端部には個別電極７が接続され、図３に示すように他方の発熱抵抗体４ｂの他端部にはコモン電極８が接続されている。この個別電極７とコモン電極８は、印刷ドット部Ｄに対して同一方向で接続され、印刷ドット部Ｄ（発熱抵抗体４）の配列方向に特定の規則性を持って整列されている。各個別電極７及びコモン電極８の間にはギャップ領域αが存在し、このギャップ領域により個別電極７及びコモン電極８の幅寸法は、発熱抵抗体４の幅寸法Ｗと略同一に規定されている。
【００１９】
個別電極７は、各印刷ドット部Ｄ毎に設けられていて、各発熱抵抗体４ａの抵抗長方向に長く延びて形成されている。この個別電極７は、発熱抵抗体４ａ側とは反対側の端部で、駆動ユニット１０のＩＣ電極パッド１１にワイヤーボンディング接続されている。個別電極７はＡｌにより形成されている。
【００２０】
コモン電極８は、隣接する２つの印刷ドット部Ｄ毎に設けられていて、該２つの印刷ドット部Ｄに設けられた個別電極７の間にそれぞれ配置されている。このコモン電極８は、隣接する２つの発熱抵抗体４ａに接続したコ字形状部と、該コ字形状部から発熱抵抗体４ａの抵抗長方向に平行は方向に長く延びる直線部とを有する略Ｙ字形をなしている。各コモン電極８は、発熱抵抗体４ｂ側とは反対側の端部でコモンライン９に接続されている。コモンライン９は、複数の印刷ドット部Ｄ（又は複数の発熱抵抗体４）の配列方向に延びて形成されていて、長手方向（図１の左右方向）の両端に設けた一対の給電点９ａから給電される。一対の給電点９ａは放熱性基板２外の電源２０にそれぞれ接続されている。コモンライン９からの電力は、各コモン電極８を介して全ての印刷ドット部Ｄに供給される。本実施形態の導体６、個別電極７及びコモン電極８は、各発熱抵抗体４側の端部が絶縁バリア層５上にオーバーレイして形成されている。上記導体６、コモン電極８及びコモンライン９は、例えばＣｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ等の導電材料により形成されている。
【００２１】
図示されていないが、絶縁バリア層５、導体６、個別電極７、コモン電極８及びコモンライン９の上には、プラテンローラとの接触等から保護する耐磨耗保護層が形成されている。
【００２２】
駆動ＩＣ基板１０は、上記ヘッド基板２とは別個に設けられ、図４に示すように、複数の個別電極７への通電／非通電を個々に制御する複数の駆動ＩＣ１２と、複数の駆動ＩＣ１２にそれぞれ接続した複数のＩＣ電極パッド１１と、各駆動ＩＣ１２のグランド端子に接続した複数の外部接続端子１４とを備えている。複数の外部接続端子１４は駆動ＩＣ基板１０及びヘッド基板２とは別個のグランドパッド１５に接続されており、該グランドパッド１５からのグランド電圧がＩＣ電極パッド１１及び個別電極７を介して各駆動ＩＣ１２に与えられる。複数の外部接続端子１４の各々は導通している。
【００２３】
ＩＣ電極パッド１１は、発熱抵抗体４の配列方向と略平行な方向（図１の左右方向）に、該発熱抵抗体４の配列間隔よりも狭いピッチ間隔で配列されている。ＩＣ電極パッド１１のピッチ間隔は、３００ｄｐｉ以上の高性能を実現するためには６０μｍ以下であることが好ましく、本実施形態のＩＣ電極パッド１１のピッチ間隔は５８μｍである。図１では図示都合上、簡略的且つ拡大して示してあるが、実際には上記挟ピッチ間隔で配置されている。各ＩＣ電極パッド１１は、Ａｕ接合ワイヤー３１により、対応する個別電極７にワイヤーボンディング接続されている。
【００２４】
上記構成のサーマルヘッドは、個別電極７とＩＣ電極パッド１１のワイヤーボンディング接続に特徴を有するものである。以下では、図５を参照し、Ａｕ接合ワイヤー３１の接合形状（リードウエッジ形状）について説明する。なお、Ａｕ接合ワイヤー３１の接合形状は、個別電極７に接合する場合もＩＣ電極パッド１１に接合する場合も同一であるから、ＩＣ電極パッド１１に接合する場合について説明する。
【００２５】
Ａｕ接合ワイヤー３１は２３μｍ以下の線径φを有している。Ａｕ接合ワイヤー３１の線径φは、ＩＣ電極パッド１１及び個別電極７のピッチ間隔により規制されており、上記範囲を満たすことにより、ＩＣ電極パッド１１及び個別電極７からはみだすことなく、これら両方に対して良好にＡｕ接合ワイヤー３１を接合させることができる。ＩＣ電極パッド１１に接合されたＡｕ接合ワイヤー３１は、図５(ａ)（ｂ）に示すように、線径φよりも幅広の接合部（図５のハッチング領域）３１ａと、この接合部３１ａから所定角度起立させた起立部３１ｂとを有している。接合部３１ａは、ボンディング接続時にキャピラリ４０（図９）からの押圧と超音波振動を受けて形成されたもので、ＩＣ電極パッド１１を構成するＡｌの熱拡散によりＡｕ接合ワイヤー３１とＩＣ電極パッド１１の界面に生成された合金層（ＡｕとＡｌの共昌相）を介してＩＣ電極パッド１１に接合している。別言すれば、ボンディング接続時にＡｕ接合ワイヤー３１とＩＣ電極パッド１１の間で合金層の形成された領域が接合部３１ａとなり、接合部３１ａの表面積が大きくなるほどＡｕ接合ワイヤー３１の接合強度も大きくなる。起立部３１ｂは、ＩＣ電極パッド１１に接合されておらず、該ＩＣ電極パッド１１から微小距離ｔだけ浮上した状態を保っている。この起立部３１ｂの厚さ寸法、すなわち図５（ｂ）のＡ−Ａ線で切断したときの断面積が大きいほど、接合ワイヤー３１の引っ張り強度は増大する。
【００２６】
図６は、Ａｕ接合ワイヤー３１の接合寄与面積Ｓ（ｍｍ2）とボンディング成功率（％）との関係を示すグラフである。ここで、Ａｕ接合ワイヤー３１の接合寄与面積Ｓとは、Ａｕ接合ワイヤー３１の接合部３１の表面積である。図６を見ると、接合寄与面積Ｓが０．０００３ｍｍ2程度ではボンディング成功率が２０％と低く、接合寄与面積Ｓが０．００１ｍｍ2に近づくにつれて急激にボンディング成功率が上昇している。そして、接合寄与面積Ｓが０．００１５ｍｍ2を超えると、ボンディング成功率は１００％に達する。これにより、接合寄与面積Ｓが少なくとも０．００１５ｍｍ2以上であれば、Ａｕ接合ワイヤー３１を確実にボンディング接続でき、該ボンディング接続部の電気抵抗値も安定化することがわかる。
【００２７】
図７は、Ａｕ接合ワイヤー３１の破断部断面積Ｅ（ｍｍ2）とワイヤー強度（ｇ）の関係を示すグラフである。ここで、Ａｕ接合ワイヤー３１の破断部断面積とは、所定の引張力を加えてＡｕ接合ワイヤー３１を断線させたときに生じる破断部の断面積であり、実質的にはＡｕ接合ワイヤー３１の起立部３１ｂの断面積にほぼ同等である。現状のサーマルヘッドは４ｇ以上のワイヤー強度が要求されており、この下限値を図７では太線で示してある。図７を見ると、Ａｕ接合ワイヤー３１の破断部断面積Ｅとワイヤー強度は比例関係にあり、破断部断面積Ｅが大きくなればワイヤー強度も大きくなる。最低限必要なワイヤー強度４ｇに達するのは破断部断面積Ｅが約０．０００２５ｍｍ2のときである。よって、Ａｕ接合ワイヤー３１の起立部３１ｂの断面積が少なくとも０．０００２５ｍｍ2以上であれば、接合ワイヤー３１の引張強度及び信頼性を確保できることがわかる。
【００２８】
上述の図６及び図７から明らかなように、２３μｍ以下の線径φを有するＡｕ接合ワイヤー３１を確実にボンディング接続させるためには、次の条件を満たすことが必要である。
（条件１）Ｓ≧０．００１５ｍｍ2
（条件２）Ｅ≧０．０００２５ｍｍ2
このボンディング接続条件１及び２を満たしていれば、６０μｍ以下の狭ピッチ間隔でも個別電極とＩＣ電極パッドを確実にボンディング接続することができる。
【００２９】
図９は、ボンディング接続時に用いるキャピラリ４０を示している。キャピラリ４０は、Ａｕ接合ワイヤー３１を挿通する挿通支持孔４１と、この挿通支持孔４１に通したＡｕ接合ワイヤー３１を押圧する先端押圧面４２を有している。挿通支持孔４１は先端押圧面４２の中心部に位置しており、該挿通支持孔４１に挿通したＡｕ接合ワイヤー３１は先端押圧面４２の中心から突出する。先端押圧面４２は、個別電極７及びＩＣ電極パッド１１の配列方向の寸法（図示Ｙ方向）よりも同配列方向と直交する方向（図示Ｘ方向）の寸法が長い非円形状をなし、上記配列方向と直交する方向の両端部が湾曲している。この湾曲した先端押圧面４２の両端部は、所定の曲率ＯＲを有する曲面からなる。先端押圧面４２の両端部の曲率ＯＲが大きくなるほど、該両端部の湾曲は大きくなり、先端押圧面４２のうちＡｕ接合ワイヤー３１を実際に押圧する実効領域が減少する。このため、図８に示すように、接合部３１ａの表面積が減少する反面、起立部３１ｂの断面積（厚さ寸法）が増大する。このように先端押圧面４２の両端部の曲率ＯＲは、ボンディング接続されたＡｕ接合ワイヤー３１の接合部３１ａの表面積及び起立部３１ａの断面積（厚さ寸法）を規定するパラメータである。この曲率ＯＲは、上記ボンディング接続条件１及び２を満足させるように最適化されており、本実施形態では図８から明らかなように曲率ＯＲ≧０．０３ｍｍとしてある。曲率ＯＲは、より好ましくは０．０３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．０３ｍｍ以上０．０４ｍｍ以下であるとよい。この範囲内の曲率ＯＲであれば、接合部３１ａの表面積及び起立部３１ａの断面積の両方を最適化できる。なお、先端押圧面４２の平面形状は、略楕円形に限らず、矩形、斜方形、長円形であってもよい。
【００３０】
次に、上記ボンディング接続条件１及び２を満たすためのボンディング接続方法の第1実施形態について説明する。
【００３１】
先ず、２３μｍ以下の線径を有するＡｕ接合ワイヤー３１と、図９に示す挿通支持孔４１及び非円形状の先端押圧面４２を有するキャピラリ４０をそれぞれ準備する。次に、キャピラリ４０の挿通支持孔４１にＡｕ接合ワイヤー３１を通して先端押圧面４２の中心部から突出させ、この状態でＡｕ接合ワイヤー３１をキャピラリ４０で支持する。
【００３２】
続いて、図１０に示すように、Ａｕ接合ワイヤー３１を個別電極７又はＩＣ電極パッド１１の上に位置させ、該Ａｕ接合ワイヤー３１をその上方から先端押圧面４２で押圧し、この押圧状態でキャピラリ４０からＡｕ接合ワイヤー３１に超音波振動を与える。この超音波振動により、Ａｌにより形成された個別電極７又はＩＣ電極パッド１１の表面酸化膜が破られ、該個別電極７又はＩＣ電極パッド１１とＡｕ接合ワイヤー３１の界面にＡｕとＡｌの合金が形成される。すなわち、Ａｕ接合ワイヤー３１は個別電極７又はＩＣ電極パッド１１に接続され、キャピラリ４０の先端押圧面４２の平面形状及び該両端部の曲率ＯＲに依存する接合部３１ａ（図１０のハッチング部分）と起立部３１ｂが形成される。上述したようにキャピラリ４０の先端押圧面４２の平面形状及び該両端部の曲率ＯＲは、上記ボンディング接続条件１及び２を満足させるように最適化されているため、接合部３１ａの表面積及び起立部３１ｂの厚さ寸法（断面積）は十分に確保され、十分な接合強度が得られる。
【００３３】
図８には、図示矩形指標により、図１３に示すキャピラリ４０’を用いてＡｕ接合ワイヤー３１をボンディング接続する従来形態における接合寄与面積Ｓ’及び破断部断面積Ｅと、キャピラリ４０’の曲率ＯＲとの関係も示されている。破断部断面積Ｅを本実施形態と従来形態で同一にすると、従来形態による接合寄与面積Ｓ’は本実施形態による接合寄与面積Ｓよりも大幅に小さく、破断部断面積Ｅを０．０００２５ｍｍ2以上確保しようとすると、上記ボンディング接続条件１を満たすことができない。
【００３４】
以上の第1実施形態は、キャピラリ４０の先端押圧面４２の平面形状及びその両端部の曲率ＯＲに依存させてＡｕ接合ワイヤー３１の接合形状を形成している。次に、上記第１実施形態とは別の第２実施形態によるボンディング接続方法について説明する。
【００３５】
この第２実施形態では、キャピラリ４０の先端押圧面４２の平面形状及びその両端部の曲率ＯＲは問わない。そして、図１１に示すように、先端押圧面４２により押圧した接合ワイヤー３１に超音波振動を与えながらキャピラリ４０を図示矢印方向（個別電極７及びＩＣ電極パッドの配列方向に直交する方向）に移動させて、Ａｕ接合ワイヤー３１を接続させる。このようにキャピラリ４０を図示矢印方向に移動させれば、Ａｕ接合ワイヤー３１の接合部３１ａの表面積を図示矢印方向に直交する方向に延長させることができ、起立部３１ｂの断面積を確保しつつ、接合部３１ａの表面積を増大させることが可能である。
【００３６】
また更に別の実施形態としては、図１２に示すように、個別電極７及びＩＣ電極パッド１１の上に、上記ボンディング接続条件１を満足する表面積でＡｕパッド５１を予め形成しておき、このＡｕパッド５１上にＡｕ接合ワイヤー３１をボンディング接続する。この実施形態においてもキャピラリ４０の先端押圧面４２の平面形状及びその両端部の曲率ＯＲは問わない。この態様によれば、Ａｕパッド５１により接触面積が十分に確保されるので、Ａｕ接合ワイヤー３１の起立部３１ｂの断面積（厚さ寸法）が上記接続条件２を満足するようにＡｕ接合ワイヤー３１を接合すればよい。
【００３７】
以上の各実施形態では、個別電極７とコモン電極８が同一方向に配置されたコモン折り返し構造のサーマルヘッドに本発明を適用しているが、本発明は、個別電極７とコモン電極８が一直線状に配置された一般的なサーマルヘッドにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態によるサーマルヘッドを示す平面図ある。
【図２】同サーマルヘッドの個別電極側を示す断面図である。
【図３】同サーマルヘッドのコモン電極側を示す断面図である。
【図４】駆動ユニットの構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】本発明の方法によりボンディング接続されたＡｕ接合ワイヤーの接合形状を示す（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図６】Ａｕ接合ワイヤーの接合寄与面積Ｓ（ｍｍ2）とボンディング成功率（％）との関係を示すグラフである。
【図７】Ａｕ接合ワイヤーの破断部断面積Ｅ（ｍｍ2）とワイヤー強度（ｇ）の関係を示すグラフである。
【図８】Ａｕ接合ワイヤーの破断部断面積Ｅを本発明態様と従来態様で同一とし、この破断部断面積Ｅと、本発明による接合寄与面積Ｓと、従来態様による接合寄与面積Ｓ’と、キャピラリの先端押圧面の両端部の曲率ＯＲとの関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）キャピラリを示す側面図、（ｂ）キャピラリの先端押圧面を示す平面図、（ｃ）同先端押圧面近傍を示す断面図である。
【図１０】第１実施形態によるボンディング接続方法を説明する（ａ）透視断面図、（ｂ）断面図である。
【図１１】第２実施形態によるボンディング接続方法を説明する断面図である。
【図１２】第３実施形態によるボンディング接続方法を説明する断面図である。
【図１３】（ａ）従来構造のキャピラリを示す平面図、（ｂ）同キャピラリの先端押圧面を示す平面図、（ｃ）同先端押圧面近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１     サーマルヘッド
２     基板
３     蓄熱層
４’   抵抗層
４     発熱抵抗体
５     絶縁バリア層
６     導体
７     個別電極
８     コモン電極
９     コモンライン
１０   駆動ユニット
１１   電極パッド
１２   駆動ＩＣ
１４   外部接続端子
３１   Ａｕ接合ワイヤー
３１ａ 接合部
３１ｂ 起立部
４０   キャピラリ
４１   挿通支持孔
４２   先端押圧面
５１   Ａｕパッド
Ｄ     印刷ドット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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