JPH0651407B2 - Thermal print head - Google Patents
Thermal print headInfo
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- JPH0651407B2 JPH0651407B2 JP60111165A JP11116585A JPH0651407B2 JP H0651407 B2 JPH0651407 B2 JP H0651407B2 JP 60111165 A JP60111165 A JP 60111165A JP 11116585 A JP11116585 A JP 11116585A JP H0651407 B2 JPH0651407 B2 JP H0651407B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- print head
- thermal print
- protective layer
- heating resistor
- epoxy resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ワードプロセッサー、ファクシミリ或は電子
タイプライターなどのプリンター機構に組み込まれ、ヘ
ッド基板上に制御用ICチップを直接搭載具備したサー
マルプリントヘッドの改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention is incorporated into a printer mechanism such as a word processor, a facsimile or an electronic typewriter, and has a thermal print head having a control IC chip directly mounted on a head substrate. Regarding the improvement of.
(従来の技術) 上記サーマルプリントヘッドの原理は、被写体から読み
取った電気信号を電圧に変換し、該電圧を電気抵抗材料
に印加してジュール発熱させ、このジュール発熱により
感熱記録紙或は感熱リボンを感応させて印字・印画させ
んとすることを要旨とするものである。(Prior Art) The principle of the thermal print head is that an electric signal read from a subject is converted into a voltage, the voltage is applied to an electric resistance material to cause Joule heat generation, and the Joule heat causes thermal recording paper or a thermal ribbon. The main idea is to print and print by inducing.
斯かるサーマルプリントヘッドの構成を略述すれば、ア
ルミナセラミックスなどのヘッド基板上に発熱抵抗体及
び該発熱邸抗体より導出されたリード線を被着形成し、
該ヘッド基板上には更にICチップが直接搭載され、該
ICチップと上記リード線及び外部入力線とがワイヤボ
ンディングにより電気結線され、被写体からの電気信号
が上記ICチップにより制御され発熱抵抗体の選択的ジ
ュール発熱をして上述のごとき印字・印画がなされるも
のである。そして該ICチップは、アルミニウム等の電
極材の湿気・水分による腐食防止の為、シリコーン樹脂
より成る保護層によって覆われているのが一般的であ
る。To briefly describe the structure of such a thermal print head, a heating resistor and a lead wire derived from the heating antibody are adhered and formed on a head substrate such as alumina ceramics,
An IC chip is further mounted directly on the head substrate, the IC chip and the lead wires and external input wires are electrically connected by wire bonding, and an electric signal from a subject is controlled by the IC chip to generate a heating resistor. The above-mentioned printing and printing are performed by selective Joule heat generation. The IC chip is generally covered with a protective layer made of a silicone resin in order to prevent corrosion of the electrode material such as aluminum due to moisture and water.
(発明が解決しようとする問題点) ところで上記のサーマルプリントヘッドにおいて、保護
層としてシリコーン樹脂を使用する理由は、発熱抵抗体
からの熱(約100℃)に耐えられ且つ硬化前の樹脂温度が
低いために他の部材に損傷を加えないことが挙げられ
る。然し乍ら、斯かるシリコーン樹脂は、弾性率が小さ
い(軟弾性である)為に、線径が20〜30μmと極めて細
いボンディングワイヤが、樹脂層を伝わった外部力によ
って簡単に切断されてサーマルプリントヘッドの正常な
機能が果たせなくなり、また保護層自体が傷つき本来の
保護機能が損われてしまうことも多々ある、と云った致
命的欠点を有していた。その為、従来は保護層の斯かる
機械的弱点をカバーするために更にこの上に金属製のカ
バー部材を装着させて居り、ヘッドの小型化或いは低コ
スト化にとって大きな障害ともなっていた。(Problems to be solved by the invention) By the way, in the above-mentioned thermal print head, the reason for using the silicone resin as the protective layer is that the resin temperature that can withstand the heat (about 100 ° C.) from the heating resistor and before curing is high. It is low so that it does not damage other members. However, since such a silicone resin has a small elastic modulus (soft elasticity), an extremely thin bonding wire with a wire diameter of 20 to 30 μm is easily cut by the external force transmitted through the resin layer, and the thermal print head However, it has a fatal defect that the normal protective function cannot be fulfilled, and the protective layer itself is often damaged to impair the original protective function. Therefore, conventionally, a metal cover member is further mounted on the protective layer in order to cover the mechanical weakness of the protective layer, which has been a great obstacle to downsizing or cost reduction of the head.
(発明の目的) 本発明は上記欠点を解消すべくなされたもので、保護層
の材質として、硬質で含有する不純イオンの少ない樹脂
を選択することにより、プリントヘッドの正常な機能と
保護層本来の機能を持続させ、もつて小型化及び低コス
ト化にも寄与せんとするものである。(Object of the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks. By selecting a hard resin containing a small amount of impurity ions as the material of the protective layer, the normal function of the print head and the original property of the protective layer are obtained. It is intended to maintain the function of and to contribute to downsizing and cost reduction.
(問題点を解決する為の手段) 上記目的を達成するための本考案の構成を添付の実施例
図に基づき説明するに、第1図は本発明サーマルプリン
トヘッドの一実施例を示す部分切欠平面図、第2図は第
1図のII線部拡大図、第3図は第2図のIII−III線拡大
縦断面図、第4図は第1図のIV−IV線拡大断面図であ
る。即ち、本発明サーマルプリントヘッドは、発熱抵抗
体11及び該発熱抵抗体11から導出されたリード線12…を
具備したヘッド基板1上に、上記リード線12…及び外部
入力線3…にボンディングワイヤ21…を介して結線さ
れ、上記発熱抵抗体11を選択発熱させるICチップ2…
を搭載して成るサーマルプリントヘッドにおいて、前記
ボンディングワイヤ21…を含むICチップ2…を、含有
するカチオン及びアニオンの量が10ppm以下で且つ弾性
率が108N/cm2以上であるエポキシ樹脂の保護層4にて被
装せしめたことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The structure of the present invention for achieving the above object will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a partial cutout showing an embodiment of the thermal print head of the present invention. A plan view, FIG. 2 is an enlarged view of a II portion of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a III-III line of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged sectional view of a IV-IV line of FIG. is there. That is, in the thermal print head of the present invention, bonding wires are provided on the lead wires 12 ... And the external input wires 3 ... on the head substrate 1 having the heating resistors 11 and the lead wires 12 led out from the heating resistors 11. An IC chip 2 which is connected through 21 ... and selectively heats the heating resistor 11.
In a thermal print head including the above-mentioned bonding wires, the IC chip 2 including the bonding wires 21 is made of an epoxy resin containing 10 ppm or less of cations and anions and 10 8 N / cm 2 or more of elastic modulus. It is characterized by being covered with a protective layer 4.
エポキシ樹脂は耐薬品性・耐水性に優れ且つ弾性率も大
(硬質である)きな樹脂であるが、本発明では弾性率が10
8N/cm2以上を必須とする。これより下回った場合、保護
層4とした時に外部力により凹みボンディングワイヤが
切断したり保護層4の表面が傷ついたりする。また、エ
ポキシ樹脂はその精製過程でカチオン(例えば、Na+)
やアニオン(例えば、Cl-)等の不純イオンが混入し易
く、これらの不純イオンは電極材を腐食させる原因とな
る為、本発明ではこれらの不純イオンの含有量が10ppm
以下(望ましくは5ppm以下)のエポキシ樹脂が用いられ
る。更にエポキシ樹脂とアルミナセラミックスとはその
熱膨張率に差がある為(因みに、前者は約3×10-5/de
g、一方後者は6〜7×10-6/deg)、エポキシ樹脂をそ
のままアルミナセラミックスのヘッド基板1上に保護層
4として用いると、保護層4のメクレやハガレが生じ
る。そこでエポキシ樹脂原料中にアルミナ(Al2O3)や
シリカ(SiO2)などのフィラーを加え、その熱膨張率
をアルミナセラミックスに出来るだけ近づけるようにな
すことが望ましい。但し、このフィラーの添加量が多過
ぎると硬化前の粘度が高くなって塗布作業がし難くなる
ため、上記粘度が斯かる作業に適正な80ポイズ〜400ポ
イズとなるよう添加量の調整がなされ、これにより硬化
後の熱膨張率は1〜2×10-5/degとなる。Epoxy resin has excellent chemical resistance and water resistance, and has a large elastic modulus.
Although it is a hard resin, it has an elastic modulus of 10 in the present invention.
8 N / cm 2 or more is required. When it is less than this, when the protective layer 4 is formed, the concave bonding wire is cut by the external force or the surface of the protective layer 4 is damaged. Epoxy resin also contains cations (eg Na + ) during its purification process.
And anions (e.g., Cl -) impurity ions easily mixed such, these impurity ions to become a cause of corrosion of the electrode material, 10 ppm content of these impurities ions in the present invention
The following (preferably 5 ppm or less) epoxy resin is used. Furthermore, there is a difference in the coefficient of thermal expansion between epoxy resin and alumina ceramics (by the way, the former is about 3 × 10 -5 / de
g, on the other hand, the latter is 6 to 7 × 10 −6 / deg), and if the epoxy resin is used as it is as the protective layer 4 on the head substrate 1 made of alumina ceramics, the protective layer 4 will be scratched or peeled. Therefore, it is desirable to add a filler such as alumina (Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) to the epoxy resin raw material so that the coefficient of thermal expansion thereof is close to that of alumina ceramics. However, if the addition amount of this filler is too large, the viscosity before curing becomes high and the coating work becomes difficult, so the addition amount is adjusted so that the viscosity is 80 poise to 400 poise suitable for such work. Therefore, the coefficient of thermal expansion after curing is 1 to 2 × 10 −5 / deg.
(作用) 上記サーマルプリントヘッドにおいては、ICチップ2
及びボンディングワイヤ21…を保護するために被装され
た保護層4が、硬質で且つ不純イオンの含有量が少ない
エポキシ樹脂により成るから、保護層4に外部力が加わ
ってもその外力はボンディングワイヤ21…等には伝わら
ず切断などのトラブルが惹起されないと共に、カチオン
やアニオン等の不純イオンの化学的作用による電極材、
即ちリード線12…、ボンディングワイヤ21…、外部入力
線3…等の腐食も生じることがない。また、エポキシ樹
脂は耐薬品性及び耐水性に優れているから、上記硬質な
特性とも相俟ってICチップ2及びボンディングワイヤ
21…の保護機能が充分に発揮される。更に、エポキシ樹
脂は熱軟化温度が高く(約180℃)、発熱抵抗体11から
の伝熱温度(約100℃)にも充分に耐えられる。(Operation) In the above thermal print head, the IC chip 2
Also, since the protective layer 4 coated to protect the bonding wires 21 is made of an epoxy resin that is hard and has a low content of impure ions, even if an external force is applied to the protective layer 4, the external force is the same as the bonding wire. 21 ..., etc., and troubles such as cutting are not caused, and electrode materials due to the chemical action of impure ions such as cations and anions,
That is, the lead wires 12, the bonding wires 21, the external input wires 3, etc. are not corroded. Since the epoxy resin has excellent chemical resistance and water resistance, the IC chip 2 and the bonding wire are combined with the above-mentioned hard characteristics.
The protection function of 21 ... is fully exerted. Further, the epoxy resin has a high thermal softening temperature (about 180 ° C.) and can sufficiently withstand the heat transfer temperature (about 100 ° C.) from the heating resistor 11.
(実施例) 次に、実施例について述べる。(Example) Next, an example will be described.
第1図乃至第4図はワードプロセッサーやファクシミリ
などのプリンター機構に用いられる所謂ライン型のサー
マルプリントヘッドを示すものであり、細長のヘッド基
板1上に上述の如く発熱抵抗体11及び多数のリード線12
…が被着形成され、更にこれに沿って多数のICチップ
2…が搭載されている。またヘッド基板1には被写体か
らの電気信号を伝達する為の外部入力線3…が導入さ
れ、この外部入力線3…及び上記リード線12…とICチ
ップ2…とはボンディングワイヤ21…によって電気結線
されている。そしてボンディングワイヤ21…を含む並列
状態の多数のICチップ2…は上述のエポキシ樹脂より
成る保護層4によって一蓮托生的に被装されている。図
中符号5はリード線11…、入力線3…等を互いに隔絶す
る為のポイミド樹脂から成る絶縁層である。また、110
はヘッド基板1上に被着された発熱抵抗材であり、リー
ド線12…の端子間に印加された電圧によりその少間隙部
分のの発熱抵抗材110がジュール発熱し発熱抵抗体11と
して印字・印画するべく機能するのである。1 to 4 show a so-called line-type thermal print head used in a printer mechanism such as a word processor or a facsimile, in which a heating resistor 11 and a large number of lead wires are provided on an elongated head substrate 1 as described above. 12
Are adhered and formed, and a large number of IC chips 2 are mounted along this. Further, an external input line 3 for transmitting an electric signal from a subject is introduced to the head substrate 1, and the external input line 3 and the lead wire 12 and the IC chip 2 are electrically connected by a bonding wire 21. It is connected. A large number of IC chips 2 in a parallel state including the bonding wires 21 are covered by the protective layer 4 made of the epoxy resin described above. Reference numeral 5 in the figure is an insulating layer made of a polyimide resin for isolating the lead wires 11, ..., The input wires 3 ,. Also, 110
Is a heating resistor material deposited on the head substrate 1. The voltage applied between the terminals of the lead wires 12 causes the heating resistor material 110 in the small gap portion to generate Joule heat, and is printed as the heating resistor 11. It functions to print.
尚、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、電
子タイプライターなどに適用される所謂シリアル型のサ
ーマルプリントヘッドであっても上記構成にすることに
より同様の効果が期待されることは自明であり、また本
発明を逸脱しない限りその他の変更も可能であることは
云うまでもない。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that the same effect can be expected by adopting the above-mentioned configuration even in a so-called serial type thermal print head applied to an electronic typewriter or the like. Needless to say, other modifications are possible without departing from the present invention.
(発明の効果) 叙述のごとく、本発明のサーマルプリントヘッドは、ボ
ンディングワイヤを含むICチップを硬質のエポキシ樹
脂の保護層にて被装したから、外部圧力によってボンデ
ィングワイヤが切断することがなく、且つ、保護層自体
が傷つくこともなく、従ってこ上に金属製の機械的保護
カバーを敢えて設ける必要がなくなるので、小型化或い
は低コスト化に大きく寄与する。また、エポキシ樹脂中
の上記不純イオンの量を10ppm以下としたから、斯かる
不純イオンによる化学的な作用を受けず、之が原因した
腐食も生じることがない。しかもエポキシ樹脂は耐薬品
性・耐水性に優れた樹脂であり、上記の傷つかないこと
とも相俟って保護機能が十二分に発揮される。更にエポ
キシ樹脂の耐熱特性はこの種サーマルプリントヘッドの
性能を維持する上で、或いは調製する上で頗る好適であ
り、加えてエポキシ樹脂に適宜フィラーを加えその熱膨
張率をヘッド基板に近似させることも可能で、これによ
り熱膨張差によるメクレやクラックなどの発生が未然に
防止される。(Effects of the Invention) As described above, in the thermal print head of the present invention, since the IC chip including the bonding wire is covered with the protective layer of the hard epoxy resin, the bonding wire is not cut by the external pressure, In addition, the protective layer itself is not damaged, and therefore it is not necessary to intentionally provide a mechanical protective cover made of metal on the protective layer, which greatly contributes to downsizing or cost reduction. In addition, since the amount of the above-mentioned impure ions in the epoxy resin is set to 10 ppm or less, the chemical action due to such impure ions does not occur, and the corrosion caused by the above does not occur. Moreover, the epoxy resin is a resin excellent in chemical resistance and water resistance, and in combination with the above-mentioned damage, the protective function is fully exerted. Furthermore, the heat resistance of the epoxy resin is very suitable for maintaining the performance of this type of thermal print head or for preparing it. In addition, add a filler to the epoxy resin to make its thermal expansion coefficient approximate to that of the head substrate. It is also possible to prevent the generation of cracks and cracks due to the difference in thermal expansion.
このように数多くの利点を有する本発明サーマルプリン
トヘッドは、その有用性極めて大である。The thermal print head of the present invention, which has many advantages as described above, is extremely useful.
第1図は本発明サーマルプリントヘッドの一実施例を示
す部分切欠平面図、第2図は第1図のII線部の拡大図、
第3図は第2図のIII−III線拡大縦断面図、第4図は第
1図のIV−IV線拡大縦断面図である。 (符号の説明) 1……ヘッド基板、11……発熱抵抗体、12……リード
線、2……ICチップ、21……ボンディングワイヤ、3
……外部入力線、4……保護層。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of the thermal print head of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a II line portion in FIG.
3 is an enlarged vertical sectional view taken along line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view taken along line IV-IV in FIG. (Description of symbols) 1 ... Head substrate, 11 ... Heating resistor, 12 ... Lead wire, 2 ... IC chip, 21 ... Bonding wire, 3
…… External input line, 4 …… Protective layer.
Claims (1)
たリード線を具備したヘッド基板上に、上記リード線及
び外部入力線にボンディングワイヤを介し結線され、上
記発熱抵抗体を選択発熱させるICチップを搭載して成
るサーマルプリントヘッドにおいて、前記ボンディング
ワイヤを含むICチップを、含有するカチオン及びアニ
オンの量が10ppm以下で且つ弾性率が108N/cm2以上であ
るエポキシ樹脂の保護層にて被装せしめたことを特徴と
するサーマルプリントヘッド。1. A head substrate having a heating resistor and a lead wire derived from the heating resistor is connected to the lead wire and an external input line via a bonding wire to selectively heat the heating resistor. In a thermal print head having an IC chip mounted thereon, a protective layer of an epoxy resin, wherein the amount of cations and anions contained in the IC chip including the bonding wire is 10 ppm or less and the elastic modulus is 10 8 N / cm 2 or more. A thermal print head characterized by being covered with.
Priority Applications (1)
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| JP60111165A JPH0651407B2 (en) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | Thermal print head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60111165A JPH0651407B2 (en) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | Thermal print head |
Publications (2)
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| JPS61268464A JPS61268464A (en) | 1986-11-27 |
| JPH0651407B2 true JPH0651407B2 (en) | 1994-07-06 |
Family
ID=14554123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60111165A Expired - Lifetime JPH0651407B2 (en) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | Thermal print head |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (4)
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-
1985
- 1985-05-23 JP JP60111165A patent/JPH0651407B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |