(57)【要約】【課題】  発熱体が形成された支持基板を小さくでき、しかも大電流に対応する配線パターンを形成することができる。また発熱体の頂部をインクリボンなどに当接させやすいサーマルヘッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  配線基板２に形成された第１の収納空間１２内に支持基板２１が収納され、この支持基板２１に電極２３，２４および接続電極２５，２６が形成されている。配線基板２の一方の表面２ａに形成された導電体層１８，２８が収納空間１２内に突出して、接続電極２５，２６に接続されている。ＩＣ３１は第２の収納空間１３内に収納されており、配線基板２の一方の表面２ａに形成された導電体層２８，３８が収納空間１３の開口部内に突出して、ＩＣ３１に形成された接続電極３２，３３に接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、前記支持基板の表面に設けられた発熱体と、前記発熱体を駆動制御する電子素子と、前記支持基板および前記電子素子を搭載する配線基板とを有するサーマルヘッドにおいて、
前記配線基板の一方の表面側に貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成され、いずれかの収納空間の内部に前記支持基板が収納されて前記発熱体が前記配線基板の一方の表面から突出し、他の収納空間の内部に、前記電子素子が収納されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記電子素子は、前記配線基板の一方の面から突出していない、あるいは前記電子素子が前記一方の面から突出していたとしても、前記発熱体の頂部が、前記電子素子の突出側端部よりも、前記配線基板の一方の表面から離れた位置にある請求項１記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記支持基板の発熱体を有する表面には、前記発熱体に接続された複数の電極が設けられ、前記配線基板の一方の表面に設けられた導電体層が、前記支持基板の表面と重なる位置まで延びて、前記電極と前記導電体層とが接続されている請求項１または２記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
前記配線基板の一方の表面に設けられた前記導電体層が、前記電子素子の電極と対向する位置まで延びて、電子素子の電極と前記導電体層とが接続されている請求項３記載のサーマルヘッド。
【請求項５】
前記支持基板の表面には、前記発熱体の一方の側に接続された複数の第１の電極と、前記発熱体の他方の側に接続された複数の第２の電極とが形成されて、第１の電極と第２の電極との間に位置する発熱体が部分的に発熱可能とされており、
前記配線基板には、複数の前記第１の電極に個別に導通する複数の第１の導電体層と、複数の前記第２の電極が共通に導通されるコモン導電体層とが設けられて、前記第１の導電体層と前記コモン電極層を介して、前記第１の電極および第２の電極と前記電子素子とが接続されている請求項３または４記載のサーマルヘッド。
【請求項６】
前記第１の導電体層と前記コモン導電体層の双方が、前記配線基板の一方の表面に形成されている請求項５記載のサーマルヘッド。
【請求項７】
前記第１の導電体層と前記コモン導電体層の少なくとも一方が、前記配線基板の他方の表面または配線基板の内部を通過している請求項５記載のサーマルヘッド。
【請求項８】
前記第１の導電体層と前記コモン導電体層の一方が、前記配線基板の他方の表面または配線基板の内部で且つ前記支持基板と重なる領域を通過している請求項７記載のサーマルヘッド。
【請求項９】
前記配線基板の一方の表面には、前記導電体層を覆う絶縁層が設けられている請求項４ないし６のいずれかに記載のサーマルヘッド。
【請求項１０】
前記支持基板は、セラミック材料、ガラス材料または金属材料のいずれかで形成されている請求項１ないし９のいずれかに記載のサーマルヘッド。
【請求項１１】
（ａ）穴または凹部を有するダミー基板の表面に導電体層を形成する工程と、
（ｂ）表面に発熱体および前記発熱体に接続された電極が設けられた支持基板を、前記ダミー基板の表面に対向させ、前記発熱体を前記穴または凹部内に挿入して、前記電極と前記導電体層とを対向させて接続させる工程と、
（ｃ）前記（ｂ）の工程と同時にまたはその前後に、前記発熱体を駆動制御する電子素子を前記導電体層に接続する工程と、
（ｄ）貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成された配線基板を前記ダミー基板の表面に設置して、いずれかの収納空間に前記支持基板を収納し、他の収納空間に前記電子素子を収納するとともに、前記配線基板の表面に前記導電体層を固着する工程と、
（ｅ）前記ダミー基板を、前記配線基板に固着された前記導電体層から剥離する工程と、
を有することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記（ｄ）の工程の後に、
（ｆ）配線基板の表面に設けられた前記導電体層を絶縁層で覆う工程を有する請求項１１記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記配線基板がプリプレグ材であり、前記（ｄ）の工程で、配線基板を前記ダミー基板に熱圧着する請求項１１または１２記載のサーマルヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオプリンターやその他の熱転写プリンターなどに使用されるサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱転写プリンターなどに使用されるサーマルヘッドは、セラミックやガラスまたは金属で形成された支持基板の表面に、電気抵抗体から成る発熱体が焼成工程などで形成されている。また、サーマルヘッドには、発熱体を駆動制御するＩＣが実装されている。
【０００３】
以下の特許文献１に記載のサーマルヘッドは、支持基板の表面に発熱体が設けられているとともに、ＩＣが発熱体と同じ側に突出して設けられている。そのため、プリンターに設けられるインクリボンや印字用紙を、支持基板の表面と平行に対向させて発熱体に接触させようとすると、インクリボンなどがＩＣに当たるおそれがある。したがって、特許文献１に記載のサーマルヘッドを使用する場合には、支持基板をインクリボンなどの面に対して斜めに配置し、ＩＣをインクリボンから離れた位置に後退させる必要がある。
【０００４】
発熱体は、その頂部が最も発熱温度が高くなるが、前記のように支持基板をインクリボンなどに対して斜めに配置すると、発熱体の頂部以外の部分がインクリボンなどに当たることになり、発熱体の熱の利用効率が悪くなる。さらに、印字ヘッドに対して支持基板を斜めに取り付けることになるため、発熱体の位置決めや固定構造が複雑になる。
【０００５】
以下の特許文献２に記載のサーマルヘッドは、発熱体を有する支持基板に対して支持部材が斜めの角度で取り付けられて、斜めの支持部材の表面にＩＣが設けられている。このサーマルヘッドは、インクリボンなどの面に対して支持基板を平行に対向させて、発熱体の頂部をインクリボンなどに当接させることが可能である。しかし、サーマルヘッドの構造は、発熱体を有する支持基板に対して、ＩＣを有する支持部材が斜めに取り付けられた複雑な構造であるため、製造工程が複雑になる。また、このサーマルヘッドが搭載される印字ヘッドの構造も複雑になる。
【０００６】
以下の特許文献３に記載のサーマルヘッドは、セラミックやガラス材料で形成された支持基板の表面に発熱体が設けられているとともに、前記支持基板に穴が形成されて、ＩＣがこの穴に収められている。そして、発熱体とＩＣとを接続する配線パターンが、支持基板の表面に形成されている。このサーマルヘッドは、ＩＣが、支持基板の発熱体が設けられた面よりも後退しているため、支持基板の表面と平行に配置されたインクリボンなどに対して、発熱体の頂部を当接させやすくなっている。
【０００７】
しかしながら、発熱体への供給電力は大電流であるため、支持基板の表面に形成された配線パターンを広い面積で形成することが必要になる。そのために、支持基板を大きい面積に形成することが必要である。この場合に、高価な材料であるセラミックやガラス材料で形成された支持基板を広い面積で使用すると、一枚の基板材料から一度に製造できる支持基板の数に限界が生じ、サーマルヘッド全体のコストが高くなる。
【特許文献１】特開２００２−２６４３７７号公報
【特許文献２】特開平５−１１６３６１号公報
【特許文献３】特開平１０−１００４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、発熱体の頂部をインクリボンなどに当接させやすい構造であり、且つセラミックなどで形成される支持基板を小さくでき、しかも発熱体と電子素子との間の配線パターンを広い面積に形成することが可能なサーマルヘッドを提供することを目的としている。
【０００９】
また、本発明は、上記サーマルヘッドを、効率よく製造できるサーマルヘッドの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、支持基板と、前記支持基板の表面に設けられた発熱体と、前記発熱体を駆動制御する電子素子と、前記支持基板および前記電子素子を搭載する配線基板とを有するサーマルヘッドにおいて、
前記配線基板の一方の表面側に貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成され、いずれかの収納空間の内部に前記支持基板が収納されて前記発熱体が前記配線基板の一方の表面から突出し、他の収納空間の内部に、前記電子素子が収納されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記サーマルヘッドは、発熱体を有する支持基板が、配線基板とは別の部材として構成されて、この支持基板が配線基板の収納空間内に収められているため、発熱体を支持するセラミックなどで形成される支持基板を小さくできる。また、発熱体と電子素子とを接続する配線パターンを、配線基板に形成できるため、配線パターンの引き回しを自由に設計でき、また大電流に対応できる広い面積の配線パターンを形成できるようになる。さらに、配線基板は、その２つの表面に配線パターンを引き回すことができ、あるいは配線基板を多層配線構造にすることが可能であるため、配線基板を薄型で且つ小型にでき、その結果、この配線基板を含めたサーマルヘッドの全体を小型化しやすくなる。
【００１２】
本発明は、好ましくは、前記電子素子は、前記配線基板の一方の面から突出していない、あるいは前記電子素子が前記一方の面から突出していたとしても、前記発熱体の頂部が、前記電子素子の突出側端部よりも、前記配線基板の一方の表面から離れた位置にある。
【００１３】
発熱体の頂部が、電子素子よりも、配線基板の一方の表面から離れた位置にあると、配線基板をインクリボンなどに平行に対向させたときに、電子素子がインクリボンなどに干渉しなくなる。そのため、このサーマルヘッドを実装するときの固定構造を簡単にでき、また発熱体の位置決めも容易である。さらに発熱体の頂部をインクリボンなどに接触させることができるため、発熱体から発せられる熱の利用効率が向上する。さらに、電子素子が、配線基板の一方の表面から突出しない構造にすることにより、前記効果をいっそう向上させることができる。
【００１４】
本発明では、前記支持基板の発熱体を有する表面には、前記発熱体に接続された複数の電極が設けられ、前記配線基板の一方の表面に設けられた導電体層が、前記支持基板の表面と重なる位置まで延びて、前記電極と前記導電体層とが接続されているものとして構成できる。
【００１５】
配線基板に形成された配線パターンである導電体層が、支持基板と重なる位置に形成されているため、発熱体を有する支持基板が小さいものであっても、前記導電体層と、支持基板に設けられた電極とを確実に導通させることができる。また支持基板の面積が小さくても、配線基板の表面に広い面積の導電体層を形成することが可能であるため、発熱体へ大電流を通電することが可能である。
【００１６】
また、本発明は、前記配線基板の一方の表面に設けられた前記導電体層が、前記電子素子の電極と対向する位置まで延びて、電子素子の電極と前記導電体層とが接続されているものとして構成することが可能である。
【００１７】
上記構成では、配線基板の収納空間内に収められているＩＣなどの電子素子が配線基板の表面から突出することがなく、電子素子と、配線基板の表面の導電体層とを確実に導通させることができる。その結果、発熱体の頂部がインクリボンや印字用紙に当接した状態で、電子素子とインクリボンなどとの距離を十分に広げることが可能である。
【００１８】
例えば、本発明は、前記支持基板の表面には、前記発熱体の一方の側に接続された複数の第１の電極と、前記発熱体の他方の側に接続された複数の第２の電極とが形成されて、第１の電極と第２の電極との間に位置する発熱体が部分的に発熱可能とされており、
前記配線基板には、複数の前記第１の電極に個別に導通する複数の第１の導電体層と、複数の前記第２の電極が共通に導通されるコモン導電体層とが設けられて、前記第１の導電体層と前記コモン電極層を介して、前記第１の電極および第２の電極と前記電子素子とが接続されているものである。
【００１９】
この場合に、本発明は、前記第１の導電体層と前記コモン導電体層の双方が、前記配線基板の一方の表面に形成されているものにできる。あるいは、前記第１の導電体層と前記コモン導電体層の少なくとも一方が、前記配線基板の他方の表面または配線基板の内部を通過している構造にできる。また、前記第１の導電体層と前記コモン導電体層の一方が、前記配線基板の他方の表面または配線基板の内部で且つ前記支持基板と重なる領域を通過していることが好ましい。
【００２０】
上記構成において、コモン導電体層が配線基板の表面に形成されていると、このコモン導電体層の面積を十分に広くして、発熱体に大電流を供給することが可能である。また、コモン導電体層などを配線基板の他方の表面に形成し、あるいは多層構造の配線基板の内部に形成することにより、配線基板を小さい面積のものにでき、しかもコモン導電体層に大電流を供給することが可能である。
【００２１】
本発明では、前記配線基板の一方の表面には、前記導電体層を覆う絶縁層が設けられていることが好ましい。
【００２２】
上記構成では、導電体層が配線基板の一方の表面から露出しないため、導電体層が、使用環境における異物による影響や、湿度などによる影響を受けにくくすることができる。
【００２３】
また、前記支持基板は、セラミック材料、ガラス材料または金属材料のいずれかで形成されている。この構成により、十分な耐熱性を持ったサーマルヘッドを構成できる。
【００２４】
次に、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、
（ａ）穴または凹部を有するダミー基板の表面に導電体層を形成する工程と、
（ｂ）表面に発熱体および前記発熱体に接続された電極が設けられた支持基板を、前記ダミー基板の表面に対向させ、前記発熱体を前記穴または凹部内に挿入して、前記電極と前記導電体層とを対向させて接続させる工程と、
（ｃ）前記（ｂ）の工程と同時にまたはその前後に、前記発熱体を駆動制御する電子素子を前記導電体層に接続する工程と、
（ｄ）貫通穴または凹状の複数の収納空間が形成された配線基板を前記ダミー基板の表面に設置して、いずれかの収納空間に前記支持基板を収納し、他の収納空間に前記電子素子を収納するとともに、前記配線基板の表面に前記導電体層を固着する工程と、
（ｅ）前記ダミー基板を、前記配線基板に固着された前記導電体層から剥離する工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００２５】
上記サーマルヘッドの製造方法では、発熱体を有する支持基板と、ＩＣなどの電子素子とを、それぞれ配線基板に形成された収納空間内に収めることができ、しかも配線基板の表面に、支持基板や電子素子に接続される導電体層を形成することが可能となる。
【００２６】
また本発明のサーマルヘッドの製造方法は、
前記（ｄ）の工程の後に、
（ｆ）配線基板の表面に設けられた前記導電体層を絶縁層で覆う工程を有することが好ましい。
【００２７】
例えば、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、前記配線基板がプリプレグ材であり、前記（ｄ）の工程で、配線基板を前記ダミー基板に熱圧着するものである。
【００２８】
配線部材をプリプレグ材で形成し、熱圧着でダミー基板に圧着すると、ダミー基板の表面に形成された導電体層を、配線基板の表面に固着させることができ、しかもダミー基板を配線基板の表面から剥離しやすくなる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のサーマルヘッドは、発熱体を有する支持基板を小さくでき、しかも発熱体へ電流を供給する導電体層を、自由に引き回しでき、また大電流に対応できる導電体層を形成できる。また発熱体の頂部をインクリボンや印字用紙に当接させることも可能となる。
【００３０】
本発明のサーマルヘッドの製造方法では、前記構成のサーマルヘッドを容易に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は本発明の第１の実施の形態のサーマルヘッドを示す部分平面図、図２は第１の実施の形態のサーマルヘッドの縦断面図である。
【００３２】
図１と図２に示すように、サーマルヘッド１は、配線基板２を有している。配線基板２は電気的に絶縁な材料で形成された多層基板である。配線基板２は、芯材基板３と、この芯材基板３の一方の面に重ねられた圧着基板４と、芯材基板３の他方の面に重ねられた圧着基板５とを有している。芯材基板３はガラスエポキシなどで形成された硬質基板である。圧着基板４と圧着基板５は、ガラスエポキシなどのプリプレグ材で形成されている。プリプレグ材は、完全に硬化していないガラスエポキシ材料で形成されており、加熱下で加圧することで硬化させる。
【００３３】
芯材基板３の両面には配線パターン６と７が形成されている。一方の圧着基板４の表面が、配線基板２の対向側表面（一方の表面）２ａであり、この対向側表面２ａに配線パターンとなる導電体層８が形成されている。また他方の圧着基板５の表面が、配線基板２の他方の表面であり、この表面にも配線パターン９が形成されている。前記各配線パターン６，７，９および導電体層８は、銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどの少なくとも一層の導電性材料層で形成されている。配線基板２を厚み方向に貫通する複数の穴内のそれぞれに導電体１１が充填されており、この導電体１１によって、配線基板２の各層に設けられた、前記配線パターン６，７、配線パターン９および導電体層８が互いに導通されている。導電体１１は、熱硬化性樹脂のバインダーと、銀、金、カーボンなどの導電性フィラーとから成り、製造工程の熱処理で硬化している。
【００３４】
配線基板２には、厚み方向へ貫通する貫通穴で形成された第１の収納領域１２と、第２の収納領域１３が形成されている。この第１の収納領域１２と第２の収納領域１３は、貫通穴に限られず、対向側表面２ａに開口する有底の凹部であってもよい。図１に示すように、第１の収納空間１２は、平面で見たときに長方形状であり、第２の収納空間１３も長方形状である。
【００３５】
第１の収納空間１２内には、支持基板２１が収納されている。支持基板２１はアルミナなどのセラミック基板、ガラス、あるいはアルミ合金などの金属基板である。支持基板２１の表面２１ａに発熱体２２が設けられている。発熱体２２は電気抵抗材料であり、窒化タンタル（ＴａＮ）などで形成され、支持基板２１の表面２１ａに焼結させることで形成されている。図１に示すように、発熱体２２は、第１の収納空間１２の長方形状の長辺方向へ連続して延びる長尺形状である。また、図２に示すように、発熱体２２は、断面形状での縁形状が凸曲線状であり、その頂部２２ａが、発熱体２２の他の表面に比べて、前記配線基板２の対向側表面（一方の表面）２ａから最も離れた位置に突出している。
【００３６】
支持基板２１の表面２１ａには、発熱体２２の一方の長辺にそれぞれが接続された複数の第１の電極２３と、発熱体２２の他方の長辺にそれぞれが接続された複数の第２の電極２３とが形成されている。それぞれの電極２３と２４は、銀、金、銅、ニッケルなどの低抵抗材料でパターン形成されている。第１の電極２３と第２の電極２４および発熱体２２に電流が与えられると、第１の電極２３と第２の電極２４とが対向している箇所において、発熱体２２が部分的に発熱する。よって、発熱体２２は、第１の電極２３の数および第２の電極２４の数に応じた発熱ポイントを有している。発熱ポイントでは、発熱体２２の頂部２２ａが最も発熱温度が高くなる。また、インクリボンや印字用紙などに発熱体２２が接触したときに、頂部２２ａとインクリボンなどとの接触面積が小さくなり、頂部２２ａをインクリボンなどに接触させることで、印字に使用される熱効率が良好になる。
【００３７】
図２に示すように、支持基板２１の表面２１ａに形成された個々の第１の電極２３には、金バンプなどで形成された接続電極２５が突出形成されており、第２の電極２４にも、同様に金バンプなどで形成された接続電極２６が突出形成されている。
【００３８】
前記配線基板２の第１の収納空間１２内には、エポキシ樹脂などの熱硬化性の封止材２７が充填されており、前記収納空間１２内に収納されている支持基板２１は、封止材２７によって配線基板２に固定されている。
【００３９】
配線基板２の第２の収納空間１３内には、電子素子であるＩＣ３１が収納されている。このＩＣ３１は、ベアチップであり、あるいはベアチップがペッケージ内に収納されたＩＣパッケージである。ＩＣ３１の表面には、金バンプや金ボールで形成された接続電極３２と３３が形成されている。また、第２の収納空間１３内には、エポキシ樹脂などの熱硬化性の封止材３４が充填されており、前記ＩＣ３１は、封止材３４によって配線基板２に固定されている。前記接続電極３２と３３の材質は金に限定されるものではなく、ハンダや他の材料であっても使用可能である。
【００４０】
図１では、絶縁基板２の対向側表面２ａに形成されている前記導電体層８を、他の部分と識別しやすいようにハッチングを付して示している。対向側表面２ａに形成されている前記導電体層８の一部によって、第１の導電体層１８が構成されている。第１の導電体層１８は、所定幅で複数本形成され、それぞれが独立している。個々の第１の導電体層１８の一方の端部１８ａは、第１の収納空間１２の開口部内に突出し、収納空間１２内に位置する支持基板２１の表面２１ａに対向している。そして、個々の第１の導電体層１８の端部１８ａは、支持基板２１の表面２１ａに設けられた接続電極２５に、一対一の関係で、個別に接続されている。第１の導電体層１８の表面が金で形成されている場合には、この第１の導電体層１８と接続電極２５との接合部に超音波が印加されて、いわゆるフリップチップボンド工程で、第１の導電体層１８と接続電極２５とが接合される。さらに、第１の導電体層１８の端部１８ａと、支持基板２１の表面２１との間は、接着剤３５で固定されている。この接着剤３５は、ＮＣＦ（ノンコンタクトフィルム）を熱処理で溶融させ且つ硬化させたものである。
【００４１】
第１の導電体層１８の他方の端部１８ｂは、配線基板２に形成された第２の収納空間１３の開口部内に突出し、この端部１８ｂは、ＩＣ３１の表面に対向しており、前記端部１８ｂと接続電極３２とが一対一の関係で個別に接続されている。この接続は、フリップチップボンド工程で行われ、且つ第１の導電体層１８の端部１８ｂとＩＣ３１とが接着剤３６により固定されている。この接着剤３６は、ＮＣＰ（ノンコンタクトペースト）を熱処理で硬化させたものである。
【００４２】
さらに、図１に示すように、対向側表面２ａに形成されている前記導電体層８の一部によって、コモン導電体層２８が形成されている。このコモン導電体層２８からは複数の分岐導電体層２８ａが分岐形成されており、それぞれの分岐導電体層２８ａは、配線基板２の第１の収納空間１２の開口部内に延びており、それぞれの分岐導電体層２８ａは、支持基板２１の表面２１ａに対向している。そしてそれぞれの分岐導電体層２８ａと、支持基板２１に設けられた接続電極２６とが一対一の関係で個別に接続されている。この接続は、フリップチップボンド法で行われ、且つ分岐導電体２８ａと、支持基板２１がＮＣＦで形成された接着剤３７で固定されている。
【００４３】
図１に示すように、コモン導電体層２８の他方の端部２８ｂは、前記ＩＣ３１の接続電極３３のうちのいずれかひとつに接続されている。すなわち、コモン導電体層２８の他方の端部２８ｂも、第２の収納空間１３の内部に延びて、この端部２８ｂと、接続電極３３のうちのいずれかひとつとが対向しており、端部２８ｂと接続電極３３とがフリップチップボンド法で接続されている。
【００４４】
コモン導電体層２８は、支持基板２１に設けられた複数の第２の電極２４の全てに導通するものであるため、このコモン導電体層２８には大電流が与えられることがある。このサーマルヘッド１では、発熱体２２を有する支持基板２１の表面２１ａの面積が小さいが、配線基板２の対向側表面２ａが広い面積を有しているため、コモン導電体層２８を、大電流の通電に対応する広い面積に形成することが可能である。
【００４５】
図２に示すように、配線基板２の対向側表面２ａに形成された前記導電体層８の一部によって、複数の他の導電体層３８が形成されている。この他の導電体層３８は、図１での図示を省略している。この他の導電体層３８は、その一部が、第２の収納空間１３の開口部内に延び、ＩＣ３１の表面に設けられた接続電極３３と一対一の関係で個別に接続されている。この接続もフリップチップボンド法であり、さらに導電体層３８とＩＣ３１がＮＣＰで形成された接着剤３６によって接着されている。
【００４６】
図２に示すように、配線基板２の対向側表面２ａには、ソルダーレジストなどで絶縁層４１が形成され、この絶縁層４１によって、導電体層８、すなわち第１の導電体層１８とコモン電体層２８および他の導電体層３８が覆われている。また、配線基板２の他方の表面（図示下面）にも、ソルダーレジストなどで絶縁層４２が形成されて、配線パターン９がこの絶縁層４２で覆われている。そして、絶縁層４２の下部には、アルミニウムやアルミニウム合金などで形成された放熱部材４３が接合されており、発熱体２２で発生した熱が支持基板２１を介して放熱部材４３から放出される。
【００４７】
図２は、サーマルヘッド１が、インクリボン５１および印字用紙５２に対向した状態を示している。
【００４８】
このサーマルヘッド１は、支持基板２１とＩＣ３１が、配線基板２の第１の収納空間１２の内部に収納され、発熱体２２が、配線基板２の対向側表面２ａから突出している。一方、ＩＣ３１は、配線基板２の第２の収納空間１３の内部に収納されて、ＩＣ３１のどの部分も対向側表面２ａから突出しておらず、対向側表面２ａから突出しているのは発熱体２２のみである。そして、発熱体２２の頂部２２ａは、配線基板２の対向側表面２ａおよび絶縁層４１の表面から離れた位置に有り、ＩＣ３１からも離れた位置にある。
【００４９】
したがって、サーマルヘッド１を熱転写プリンターなどに搭載する際に、配線基板２の対向側表面２ａが、インクリボン５１の面と平行となるように配置しても、発熱体２２の頂部２２ａをインクリボン５１に接触させることができ、このときＩＣ３１などの他の部分がインクリボン５１に接触することはない。発熱体２２の頂部２２ａとインクリボン５１とを接触させることにより、発熱体２２とインクリボン５１との接触面積を最小にできる。また、頂部２２ａが最も高い温度に発熱するため、発熱体２２での発熱ポイントの熱をインクリボン５１に効率よく与えることができる。
【００５０】
ただし、ＩＣ３１の一部が前記対向側表面２ａから突出していたとしても、ＩＣ３１の突出側の端部よりも、発熱体２２の頂部２２ａの方が対向側表面２ａから離れた位置にあれば、前述のように、対向側表面２ａをインクリボン５１と平行に配置させたときに、発熱体２２の頂部２２ａがインクリボン５１に接触できるようになり、しかもＩＣ３１がインクリボン５１などに干渉しなくなる。
【００５１】
印字動作では、ＩＣ３１によって、複数の第１の導電体層１８のいずれかが選択されて電流が与えられ、この電流は、支持基板２１に形成された第１の電極２３から発熱体２２を経て、第２の電極２４からコモン導電体層２８に至る。そして、発熱体２２は、電流が与えられる第１の電極２３と対向している部分で発熱し、この部分が発熱ポイントとなる。この熱によりインクリボン５１のインクが溶融して、印字用紙５２に転写される。発熱体２２の発熱ポイントでの発熱数が多数となると、多数の第１の導電体層１８に与えられる電流が、単一のコモン導電体層２８にも流れる。よって、コモン導電体層２８に大電流が流れることになるが、コモン導電体層２８は、配線基板２の対向側２ａにおいて広い面積で形成できるため、大電流の供給に耐えることができる。
【００５２】
よって、発熱体２２を有する支持基板２１の表面２１ａは、発熱体２２と第１の電極２３および第２の電極２４を形成できる面積であればよく、大型のものを使用することが不要であり、セラミック材などの高価な材料で形成された支持基板２１を低価格で形成できる。
【００５３】
なお、サーマルヘッド１は、インクリボン５１に対向させるものに限られず、例えば印字用紙５２のそれ自体が熱によって発色できるものであれば、発熱体２２の頂部２２ａを印字用紙５２に、直接に接触させてもよい。
【００５４】
次に、前記第１の実施の形態のサーマルヘッド１の製造工程の一例を説明する。
図３に示す最初の工程では、ステンレス鋼板などの金属板で形成されたダミー基板１００に、その表面１００ａから窪む凹部１０１を形成する。さらに、前記表面１００ａに、メッキ工程によって、導電体層８を形成する。この導電体層８によって、第１の導電体層１８、コモン導電体層２８およびその他の導電体層３８を、図１に示すパターンとなるように形成する。導電体層８の製造工程では、ダミー基板１００の表面１００ａに、銅によるメッキ下地層を、スパッタリングまたは無電解メッキにより形成する。その上にニッケル層をメッキし、さらに表面に金をメッキする。
【００５５】
第１の導電体層１８、コモン導電体層２８およびその他の導電体層３８のパターンは、予めメッキ下地層を図１に示すパターンに形成してその上にメッキすることで実現できる。あるいは、ダミー基板１００の表面１００ａにレジスト層を形成し、このレジスト層を露光し現像して、図１に示す導電体層のパターンの部分でレジスト層を除去し、レジスト層が除去されている部分をメッキ処理してもよい。
【００５６】
図４に示す工程では、ダミー基板１００に支持基板２１を取り付ける。支持基板２１の表面２１ａには、発熱体２２が焼結されて形成され、且つ第１の電極２３と第２の電極２４が形成されている。また第１の電極２３の表面に接続電極２５が形成され、第２の電極２４の表面に接続電極２６が形成されている。支持基板２１は、その表面２１ａをダミー基板１００の表面１００ａに対向させ、発熱体２２の一部を凹部１０１内に収めるようにして取り付ける。そして、接続電極２５と第１の導電体層１８の一方の端部１８ａ、および接続電極２６とコモン導電体層２８の分岐電極層２８ａとを、超音波を与えるフリップチップボンド法により互いに接合させる。
【００５７】
支持基板２１を取り付けるのと同時に、またはその前後のいずれかに、ＩＣ３１をダミー基板１００上に実装する。このとき、ＩＣ３１に設けられた接続電極３２と第１の導電体層１８の他方の端部１８ｂ、および接続電極３３と他の導電体層３８とを、フリップチップボンド法で接合させる。
【００５８】
ダミー基板１００の表面１００ａと支持基板２１との間には、予めＮＣＦの接着剤３５，３７を介在させてあり、ダミー基板１００の表面１００ａとＩＣ３１との間には、ＮＣＰの接着剤３６を塗布しておく。そして、加熱処理により接着剤３５，３７および接着剤３６を溶融させ硬化させて、ダミー基板１００の表面１００ａに、支持基板２１およびＩＣ３１を固定する。
【００５９】
図５に示す工程では、前記ダミー基板１００に対向する他のダミー基板１０２を使用する。このダミー基板１０２は、ステンレス鋼板などの金属板で形成されており、その表面１０２ａには、メッキ工程によって、配線パターン９が形成されている。
【００６０】
図５に示す工程では、ダミー基板１００とダミー基板１０２との間に、配線基板２が挟まれる。この配線基板２は、両面に配線パターン６と配線パターン７が形成された芯材基板３の両面に、ガラスエポキシのプリプレグ材で形成されたフィルム状の軟質な圧着基板４と５が積層されたものである。また、配線基板２を貫通する穴内には、硬化前の導電性接着剤による導電体１１が充填されている。そして、配線基板２には、貫通する第１の収納領域１２と第２の収納領域１３が形成されている。
【００６１】
図６に示す工程では、前記配線基板２を、ダミー基板１００とダミー基板１０２との間に挟み、ダミー基板１００とダミー基板１０２を加熱しながら、両ダミー基板１００と１０２との間で、配線基板２を加圧する。このとき、支持基板２１を、配線基板２の第１の収納空間１２内に収め、ＩＣ３１を配線基板２の第２の収納空間１３内に収める。
【００６２】
前記加熱および加圧により、圧着基板４，５が硬化し、圧着基板４，５と芯材基板３とが強固に接合される。これとともに、ダミー基板１００の表面１００ａに形成されている導電体層８、すなわち第１の導電体層１８とコモン導電体層２８および他の導電体層３８が、圧着基板４の表面に固着される。また、ダミー基板１０２の表面１０２ａに形成されている配線パターン９が、圧着基板５の表面に固着される。また、配線基板２の貫通穴内に充填されている導電体１１が硬化し、この導電体１１が、前記第１の導電体層１８とコモン導電体層２８および他の導電体層３８に固着され、また導電体１１が配線パターン９に固着される。
【００６３】
図７の工程では、配線基板２からダミー基板１００およびダミー基板１０２を剥離する。その結果、第１の導電体層１８とコモン導電体層２８および他の導電体層３８は、圧着基板４および導電体１１に固着された状態で、ダミー基板１００から剥がれ、配線パターン９も、圧着基板５および導電体１１に固着された状態で、ダミー基板１０２から剥がれる。
【００６４】
また、図７の工程において、第１の収納空間１２内に封止材２７が充填されて、支持基板２１と配線基板２とが固定され、また第２の収納空間１３内に封止材３４が充填されて、ＩＣ３１と配線基板２とが固定される。
【００６５】
その後、図８に示す工程において、配線基板２の対向側表面２ａにソルダーレジストが塗布されて絶縁層４１が形成され、配線基板２の他方の表面にソルダーレジストが塗布されて絶縁層４２が形成される。その後、配線基板２が、放熱部材４３に固定される。
【００６６】
以上の製造工程では、メッキ工程や熱圧着工程によって、配線基板２の第１の収納空間１２内に支持基板２１を収め、第２の収納空間１３内にＩＣ３１を収めることができ、さらに、第１の導電体層１８の端部１８ａと、コモン導電体層２８の分岐導電体層２８ａとを、第１の収納空間１２の開口部内に形成することができ、第１の導電体層１８の端部１８ｂと、他の導電体層３８の端部３８ａを、第２の収納空間１３の開口部内に形成することが可能となる。
【００６７】
次に、図９は本発明の第２の実施の形態のサーマルヘッド２０１を示す断面図である。
図９に示すサーマルヘッド２０１は、配線基板２０２を有している。この配線基板２０２には、対向側表面（一方の表面）２０２ａから凹状に形成された有底の第１の収納空間２１２と、同じくの有底で凹形状の第２の収納空間２１３が形成されている。配線基板２０２は、ガラスエポキシのプリプレグ材で形成されている。あるいは、前記第１の実施の形態と同様に、配線基板２０２は、芯材基板３の両面に、ガラスエポキシのプリプレグ材で形成された圧着基板４，５が積層されて形成されている。
【００６８】
前記第１の収納空間２１２内には、発熱体２２を有する支持基板２１が収納されて、発熱体２２の頂部２２ａが、配線基板２０２の対向側表面２０２ａから離れる位置となるように、発熱体２２が、前記対向側表面２０２ａから突出している。また、前記第２の収納空間２１３内には、電子素子であるＩＣ３１が収納され、このＩＣ３１はそのいずれの部分も、対向側表面２０２ａから突出していない。
【００６９】
このサーマルヘッド２０１では、図１に示した第１の実施の形態と同様に、配線基板２０２の対向側表面２０２ａに、複数の第１の導電体層１８が形成されている。第１の導電体層１８の一方の端部１８ａは、第１の収納空間２１２の開口部内に延びて、支持基板２１の表面２１ａと対向し、支持基板２１ａに設けられた接続電極２５と端部１８ａとが一対一となるように個別に接続されている。また、第１の導電体層１８の他方の端部１８ｂは、第２の収納空間２１３の開口部内に延びて、ＩＣ３１に対向しており、それぞれの端部１８ｂと、ＩＣ３１に設けられた接続電極３２とが、一対一の関係で個別に接続されている。
【００７０】
配線基板２０２の図示左側部分の対向側表面２０２ａには、コモン導電体層２２８と、このコモン導電体層２２８から分岐された複数の分岐電極層２２８ａが形成されている。それぞれの分岐電極層２２８ａは、第１の収納空間２１２の開口部内に延びて、支持基板２１の表面２１ａに設けられた接続電極２６と一対一の関係で個別に接続されている。なお、第１の導電体層１８とコモン導電体層２２８は、絶縁層４１で覆われている。
【００７１】
配線基板２０２の裏面（他方の表面）には、コモン配線パターン３２８が設けられている。配線基板２０２の図示左側では、この配線基板２０２を貫通する穴内に導電体２１１が設けられており、この導電体２１１によって、コモン導電体層２２８とコモン配線パターン３２８とが導通されている。
【００７２】
配線基板２０２の図示右側では、対向側表面２０２ａに、基部側コモン導電体層４２８が形成され、この基部側コモン導電体層４２８の一部が、第２の収納空間２１３の開口部内に延び、基部側コモン導電体層４２８と、前記ＩＣ３１の接続電極３３のうちのいずれかひとつとが接続されている。配線基板２０２の図示右側には、貫通する穴内に充填された導電体３１１が設けられており、基部側コモン導電体層４２８と前記コモン配線パターン３２８とが、前記導電体３１１によって互いに接続されている。
【００７３】
前記コモン配線パターン３２８は、第１の収納空間２１２の下側を通過し、支持基板２１と重なる領域に形成されている。コモン配線パターン３２８は単一のパターンであるが、配線基板２０２の裏面において広い面積で形成することが可能である。よって、コモン配線パターン３２８に比較的大きな電流を与えることが可能である。なお、コモン配線パターン３２８は、第１の収納空間２１２の下側において、この第１の収納空間２１２よりも図９の紙面直交方向へはみ出すことのない領域に形成されている。このように形成しても、コモン配線パターン３２８を広い面積とすることができる。よって、図１に示すように、配線基板２の対向側表面２ａにおいて、第１の収納空間１２の側方にコモン導電体層２８を引き回す構成に比べて、配線基板２０２の面積を小さいものにできる。
【００７４】
なお、図９に示すように、配線基板２０２の裏面では、コモン配線パターン３２８が、絶縁層４２で覆われ、さらに配線基板２０２は放熱部材４３上に固定されている。
【００７５】
前記第２の実施の形態では、第１の導電体層１８が、配線基板２０２の対向側表面２０２ａに形成されているが、この第１の導電体層１８と導通する配線パターンが配線基板２０２の裏面に形成されて、支持基板２１の下側を通過していてもよい。あるいは、コモン配線パターン３２８と、第１の導電体層１８と導通する配線パターンの少なくとも一方が、配線基板２０２の厚みの内部に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態のサーマルヘッドを示す部分平面図、
【図２】サーマルヘッドの縦断面図、
【図３】前記サーマルヘッドの製造方法を示すものであり、ダミー基板に導電体層が形成された状態を示す断面図、
【図４】前記サーマルヘッドの製造方法を示すものであり、ダミー基板に支持基板とＩＣが実装された状態を示す断面図、
【図５】前記サーマルヘッドの製造方法を示すものであり、ダミー基板とダミー基板との間に配線基板が挟まれた状態を示す断面図、
【図６】前記サーマルヘッドの製造方法を示すものであり、ダミー基板とダミー基板との間で配線基板が圧着された状態を示す断面図、
【図７】前記サーマルヘッドの製造方法を示すものであり、配線基板からダミー基板を剥離した状態を示す断面図、
【図８】前記サーマルヘッドの製造方法を示すものであり、配線基板に絶縁層が形成された状態を示す断面図、
【図９】本発明の第２の実施の形態のサーマルヘッドを示す断面図、
【符号の説明】
【００７７】
１  サーマルヘッド
２  配線基板
２ａ  対向側表面（一方の表面）
３  芯材基板
４，５  圧着基板
６，７，９  配線パターン
８  導電体層（配線パターン）
１８  第１の導電体層
２８  コモン導電体層
３８  他の導電体層
１１  導電体
１２  第１の収納空間
１３  第２の収納空間
２１  支持基板
２２  発熱体
２２ａ  頂部
２３  第１の電極
２４  第２の電極
２５，２６  接続電極
２７  封止材
３１  ＩＣ（電子素子）
３２，３３  接続電極
３５  封止材
４１，４２  絶縁層
４３  放熱部材
５１  インクリボン
５２  印字用紙
１００，１０２  ダミー基板
２０１  サーマルヘッド
２１１，３１１  導電体
２２８  コモン導電体層
３２８  コモン配線パターン
４２８  基部側コモン導電体層
【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】
2007216403.tif 000008
【図７】
2007216403.tif 000009
【図８】
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【図９】
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