CN1676341A - 热敏头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的热敏头，头部基板具有通过通电发热的多个发热电阻、与这些多个发热电阻的一个端部共同连接的共用电极、以及分别与各发热电阻的另一端部相连接的多个单体电极，印制电路板具有对该头部基板的多个发热电阻进行通电控制的多个驱动元件，上述头部基板和上述印制电路板相接合并粘接固定在散热片上，上述多个单体电极和上述多个驱动元件跨越上述头部基板和上述印制电路板的接合面上所产生的间隙而被引线接合，该引线接合部由树脂材料密封，其特征在于，在上述印制电路板和散热片的粘接面上，以形成与外部相连通的开放空间、且使该开放空间与在上述头部基板和印制电路板的接合面上所产生的间隙相连通的方式，局部夹层设置了粘接剂层。

Description

热敏头及其制造方法
技术领域
本发明涉及例如安装在热转印打印机上的热敏头及其制造方法。
背景技术
热敏头具有通过通电而发热的多个发热电阻，通过将该多个发热电阻所产生的热能供给印刷介质，进行印刷动作。过去，上述热敏头具有：头部基板，包括上述多个发热电阻、共同连接在这些多个发热电阻的一个端部上的共用电极、和分别连接在各发热电阻的另一端部的多个单体电极；以及印制电路板，具有多个驱动元件，用于通过上述头部基板的多个单体电极来对多个发热电阻进行通电控制。在该头部基板和印制电路板的底面上粘接有散热用铝散热片。使头部基板和印制电路板的一个端面互相接合并一起配置在铝散热片上，头部基板的多个单体电极和印制电路板的多个驱动元件，分别越过头部基板和印制电路板之间被引线接合。引线接合部用树脂材料进行密封，为了将引线接合部不留间隙地进行填埋，作为密封树脂材料，例如采用了如环氧类树脂材料那样的通过加热粘度降低的树脂材料。
上述结构的热敏头，实际上很难将印制电路板与头部基板相接合的一侧的一个端面做成严密的平坦面，在头部基板和印制电路板之间产生微小的间隙。因此，会产生以下现象：加热时粘度降低的密封树脂材料侵入到头部基板和印制电路板之间的间隙，被该密封树脂材料封闭在该间隙内的空气膨胀，从而在该密封树脂材料中产生气泡。当产生气泡时，固化后的密封树脂材料上会产生残留凹凸或开孔等不良现象，所以，为了解决该问题，过去提出的方案，如专利文献1所示，在散热片的抵达头部基板和印制电路板之间间隙的密封部下部的部分设置沟槽，使空气从该沟槽向外逸出。
[专利文献1]：特开平7-323592号公报。
然而，已经判明：若在散热片上设置沟槽，则因加热而粘度降低的密封树脂材料，进一步从头部基板和印制电路板之间的间隙侵入到散热片的沟槽内，附着于对头部基板和散热片进行粘接的弹性粘接剂上。在该弹性粘接剂和密封树脂材料粘接的状态下，头部基板和散热片完全结合，头部基板和散热片之间的刚性提高(弹性消失)。因此，若在散热片因热膨胀而伸长的状态下使密封树脂材料固化，则弹性粘接剂不能吸收散热片的热膨胀，在头部基板的平面方向(上面、底面)上产生很大翘曲。为了提高合格率，头部基板最好尽量平整。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于获得一种防止密封部产生气泡并能够抑制热膨胀造成的基板翘曲的热敏头及其制造方法。
本发明着眼于：若局部设置对印制电路板和散热片进行粘接固定的粘接剂层，则能够在头部基板和印制电路板的接合面的下方位置，形成连通该接合面上所产生的间隙和头部外方的开放空间。
也就是说，本发明是一种热敏头，头部基板具有通过通电发热的多个发热电阻、与这些多个发热电阻的一个端部共同连接的共用电极、以及分别与各发热电阻的另一端部相连接的多个单体电极，印制电路板具有对该头部基板的多个发热电阻进行通电控制的多个驱动元件，头部基板和印制电路板相接合并粘接固定在散热片上，多个单体电极和多个驱动元件跨越头部基板和印制电路板的接合面上所产生的间隙而被引线接合，该引线接合部由树脂材料密封，其特征在于，在印制电路板和散热片的粘接面上，以形成与外部相连通的开放空间、且使该开放空间与在头部基板和印制电路板的接合面上所产生的间隙相连通的方式，局部夹层设置了粘接剂层。
开放空间最好形成在头部基板和印制电路板的接合面的下方位置，并且关于与该接合面相垂直的方向形成对称。若使开放空间形成对称，则在印制电路板和散热片之间局部地夹层设置的粘接剂层进行固化时，其收缩平衡性能够达到良好，在将印制电路板在散热片上粘接时，能够使水平方向上的平衡性良好。为了使开放空间这样形成对称，最好上述粘接剂层形成为：在与上述头部基板和上述印制电路板的接合面相平行方向的中心部，比同方向的两端部，在与该接合面相垂直的方向上的宽度更大。
散热片、头部基板和印制电路板的粘接面能够达到平整。
并且，根据本发明的热敏头的制造方法，所述热敏头中，头部基板具有通过通电发热的多个发热电阻、与这些多个发热电阻的一个端部共同连接的共用电极、以及分别与各发热电阻的另一端部相连接的多个单体电极，印制电路板具有对该头部基板的多个发热电阻进行通电控制的多个驱动元件，头部基板和印制电路板相接合并被粘接固定在散热片上，多个单体电极和多个驱动元件跨越头部基板和印制电路板的接合面上所产生的间隙而被引线接合，该引线接合部由树脂材料密封，其特征在于，在印制电路板和散热片的粘接面上，以形成与外部相连通的开放空间、且使该开放空间与在头部基板和印制电路板的接合面上所产生的间隙相连通的方式，局部夹层设置粘接剂层。
具体来说，最好具有以下工序。具有以下工序：把上述头部基板粘接固定到上述散热片上的工序；在粘接固定了上述头部基板的散热片上，与该头部基板的和印制电路板相接合的一侧的端面相平行地、以大致均匀的宽度尺寸涂敷第1粘接剂的工序；在该第1粘接剂的中央部之上涂敷第2粘接剂，大致形成球形状的工序；将上述第1粘接剂及第2粘接剂向上述头部基板一侧轧平，以形成粘接剂层的工序，该粘接剂层形成为：在与该头部基板的和印制电路板相接合一侧的端面相平行方向的中心部，比同方向的两端部，在与上述接合面相垂直的方向上的宽度更宽；以及将上述印制电路板在与上述头部基板相接合的状态下，利用该粘接剂层粘接固定到上述散热片上的工序。
上述制造方法最好在将上述头部基板和上述印制电路板接合并粘接固定在上述散热片上之后，对头部基板的多个单体电极和上述印制电路板的多个驱动元件的电极进行引线接合，并且密封该引线接合部。根据该方式，即使由于头部基板小型化而使头部基板的粘接面积减小，也由于预先粘接到固定在散热片上，所以，能够提高头部基板的抗弯强度，能够抑制热膨胀造成的头部基板的翘曲。
根据本发明，能够获得这样的热敏头及其制造方法，即能够防止密封部产生气泡，同时能够抑制热膨胀所造成的基板翘曲。
附图说明
图1是表示采用本发明的一实施方式的热敏头结构的剖面图。
图2是表示图1的热敏头部基板(耐磨保护层除外)的平面图。
图3是说明图1的粘接剂层23的平面图。
图4是表示图1的热敏头的制造方法的一工序的平面图。
具体实施方式
图1是表示采用本发明的一实施方式的热敏头结构的剖面图。热敏头H1具有：粘接固定在铝散热片1上的、图2所示的头部基板10和印制电路板30。使头部基板10和印制电路板30的相对的一端面10a、30a相接合，设置在铝散热片1的表面1a上。但严格地说，在头部基板10和印制电路板30的接合面上生成有间隙40。在图1中，为便于图示，夸张显示了间隙40，实际上是微小的间隙。
在头部基板10上，如图1和图2所示，在由氧化铝或陶瓷材料构成的基板11上，具有：瓷釉层12，具有形成在基板的一端侧上的凸形状部及从该凸形状部向基板另一端侧延伸的均匀膜厚的平整部；多个发热电阻13，形成在瓷釉层12的凸形状部上；绝缘阻挡层14，覆盖各发热电阻13的表面，用于规定各发热电阻13的平面大小(电阻长L、电阻宽W)；电极层15，用于和多个发热电阻13进行通电；耐磨保护层17，用于保护绝缘阻挡层14和电极层15，防止其与滚筒等相接触。多个发热电阻13是形成在瓷釉层12上的电阻层13′的一部分，在图示Y方向上按规定间隔排列。电极层15中，在电阻层13′和绝缘阻挡层14上全面成膜之后，为了使绝缘阻挡层14的表面露出而揭开制作了开放部15c。该电极层15通过开放部15c而分离成：与全发热电阻13的电阻长度方向的一端相连接的共用电极15a、以及与各发热电阻13的电阻长度方向的另一端相连接的多个单体电极15b。在各单体电极15b上分别形成有引线接合用电极接点16。本实施方式的电极层15和电极接点16由铝形成。该头部基板10通过粘接剂层23而粘接固定在铝散热片1上，该粘接剂层具有发挥对热应力吸收作用的弹性。
印制电路板30与上述头部基板10分开设置，具多个驱动元件31和外部连接用连接器32等，前者对多个发热电阻13的通电进行控制，后者用于连接电路***和外部，该电路***包括该驱动元件31。每个发热电阻13上配备有驱动元件31，排列在印制电路板30的与头部基板10相接合一侧的一个端部上。多个驱动元件31和头部基板10的多个单体电极15b的电极接点16跨越头部基板10和印制电路板30之间的间隙40，用Au接合线33进行接合。例如用环氧类树脂等构成的密封树脂34，对包括该单体电极15b、电极接点16、驱动元件31和Au连接线33的接合部进行密封。密封树脂34进入到头部基板10和印制电路板30之间的间隙40内，堵塞该间隙40的上部。并且，各驱动元件31的电极通过Au连接线33还与印制电路板30的电路***连接。
在上述印制电路板30和铝散热片1的粘接面上，形成与头外部相连通的开放空间α，而且使该开放空间α与头部基板10和印制电路板30之间的间隙40相连通的状态下，局部夹层设置粘接剂层20。印制电路板30和铝散热片1的粘接面是没有大的凹凸的平整面，由粘接剂层20的夹层设置区和厚度来规定开放空间α。具体来说，粘接剂层20的平面形状如图3所示，大致呈平面五角形状，在与头部基板10和印制电路板30的连接面10a、30a相平行的方向(图示的Y方向)的中心位置C，与同方向的两端部相比，在与该连接面10a、30a相垂直的方向(图示的X方向)上形成的宽度较大。该粘接剂层20以图示Y方向的中心位置C为基准形成对称。在印制电路板30和铝散热片1之间，而且没有该粘接剂层20的夹层区域形成开放空间α。开放空间α在头部基板10和印制电路板30的连接面10a、30a的下方位置，关于与该连接面10a、30a相垂直的方向形成对称，在图示Y方向的中心位置C最窄，离开该中心位置C向两端侧逐渐变宽。开放空间α在图示Y方向的两端部，与头外方相连通。由于具有该开放空间α，所以，头部基板10和印制电路板30之间的间隙40和头外方相连通，能确保空气排出用的通道。
以下说明上述热敏头H的制造方法的一实施方式。
首先，分别准备图1所示的头部基板10和印制电路板30以及铝散热片1。然后，在铝散热片1的表面1a上的头部基板粘接用区域内涂敷粘接剂层23，并通过该粘接剂层23来粘接固定头部基板10。这时，使头部基板10的配置有多个单体电极15b的一侧的端面10a，与铝散热片1的表面1a上的印制电路板粘接用区域相邻接。粘接剂层23采用具有能吸收铝散热片1的热膨胀的弹性的如硅树脂材料。
接着，如图4所示，在粘接固定了头部基板10的铝散热片1的表面1a上，在印制电路板粘接用区域，与头部基板10的与印制电路板30相连接的一侧的端面10a相平行(图示Y方向)地、以大致均匀的宽度尺寸涂敷第1粘接剂21。在涂敷第1粘接剂21之后，如同图4所示，在第1粘接剂21的中央部，涂敷第2粘接剂22，大致上形成球形状。然后，使该第1粘接剂21和第2粘接剂22面向头部基板10侧，即在图示X方向上轧平，形成图3所示的粘接剂层20。如上所述，在与头部基板10的端面l0a相平行的方向的中心位置C上形成的宽度(在图示X方向上为长度)比同方向的两端部大，在印制电路板30的与头部基板10相连接的一侧的端面30a所在的范围内，没有形成上述粘接剂层20。第1粘接剂21和第2粘接剂22采用例如硅类树脂材料。
在形成了粘接剂层20之后，利用粘接剂层20来使头部基板10的端面10a和印制电路板30的端面30a相接合的状态下，把印制电路板30粘接固定在铝散热片1上。这时，在印制电路板30的端面30a的下方位置上，不存在粘接剂层20，而是形成了与头部外方相连通的开放空间α。印制电路板30的端面30a，目前很难制成严格平整的面。在该印制电路板30和头部基板10的连接面10a、30a上产生微小的间隙40。开放空间α与印制电路板30和头部基板10之间的间隙40相连通。
在把头部基板10和印制电路板30粘接固定到铝散热片1上之后，将头部基板10的多个单体电极15b的电极接点16和印制电路板30的多个驱动元件31，越过头部基板10和印制电路板30的间隙40，用Au连接线33进行连接。具体来说，对各单体电极15b的电极接点16的表面施加超声波振动，破坏表面氧化膜，并在该电极接点16上形成Al和Au的合金层，这样连接电极接点16和Au连接线33。同样，对各驱动元件31的电极接点(无图示)和Au连接线33进行连接。
然后，对用Au连接线33连接的电极接点16、单体电极15b和驱动元件31等组成的引线接合部，例如利用具有加热时粘度降低的特性的环氧类树脂或硅类树脂等密封树脂34进行覆盖、密封。该密封树脂34，在因加热而粘度降低的状态下，将上述引线接合部无间隙地进行填埋，并且，还侵入到头部基板10和印制电路板30之间的间隙40内，对该间隙40的上部进行填埋。这时，被封入到头部基板10和印制电路板30之间的间隙40内的空气，被挤出到与该间隙40相连通的开放空间α内，从开放空间α排出到头部外方，所以，不会从头部基板10和印制电路板30之间的间隙40中向密封树脂34内产生气泡。因此，在密封树脂34内既不会有开孔，也不会产生凹凸，能够切实对引线接合部进行密封。
通过上述工序能够获得图1的热敏头H1。
在以上的本实施方式中，已侵入到头部基板10和印制电路板30之间的间隙40内的密封树脂34，有可能进一步侵入到间隙40深部，但因为该间隙40与未夹层设置粘接剂层20、30的开放空间α相连通，所以密封树脂34从该开放空间α到达粘接剂层20、30的可能性很小。因此，在铝散热片1和印制电路板30之间设置的粘接剂层20、和在铝散热片1和头部基板10之间设置的粘接剂层23能够保持对铝散热片1的热膨胀进行吸收的弹性，即使在铝散热片1受热膨胀而延伸的状态下使密封树脂34固化时，也能够利用粘接剂层20、23的弹性，来抑制头部基板10和印制电路板30的翘曲。
并且，在本实施方式中，因为预先对头部基板10和印制电路板30以及铝散热片1进行粘接后，再进行引线接合工序和密封工序，所以粘接剂层20、23不容易造成头部基板10和印制电路板30翘曲，即使在铝散热片1热膨胀的状态下密封树脂34固化的情况下，也能够很好地抑制头部基板10和印制电路板30的翘曲。随着头小型化，头部基板10的面积越小，头部基板10的耐弯性越小，所以，效果尤其显著。
在以上的本实施方式中，采用了实际边缘型头部基板10，但本发明也可以适用于采用局部瓷釉型或全面瓷釉型的头部基板，并且，也可以适用于采用硅头部基板的热敏头。

Claims (7)

1、一种热敏头，其中，头部基板具有通过通电发热的多个发热电阻、与这些多个发热电阻的一个端部共同连接的共用电极、以及分别与各发热电阻的另一端部相连接的多个单体电极，印制电路板具有对该头部基板的多个发热电阻进行通电控制的多个驱动元件，上述头部基板和上述印制电路板相接合并粘接固定在散热片上，上述多个单体电极和上述多个驱动元件跨越上述头部基板和上述印制电路板的接合面上所产生的间隙而被引线接合，该引线接合部由树脂材料密封，其特征在于，在上述印制电路板和散热片的粘接面上，以形成与外部相连通的开放空间、且使该开放空间与在上述头部基板和印制电路板的接合面上所产生的间隙相连通的方式，局部夹层设置了粘接剂层。
2、如权利要求1所述的热敏头，其特征在于，上述开放空间形成在上述头部基板和上述印制电路板的接合面的下方位置，并且关于与该接合面相垂直的方向形成对称。
3、如权利要求1所述的热敏头，其特征在于，上述粘接剂层形成为：在与上述头部基板和上述印制电路板的接合面相平行方向的中心部，比同方向的两端部，在与该接合面相垂直的方向上的宽度更大。
4、如权利要求1所述的热敏头，其特征在于，上述散热片、上述头部基板和上述印制电路板的粘接面是平整面。
5、一种热敏头的制造方法，所述热敏头中，头部基板具有通过通电发热的多个发热电阻、与这些多个发热电阻的一个端部共同连接的共用电极、以及分别与各发热电阻的另一端部相连接的多个单体电极，印制电路板具有对该头部基板的多个发热电阻进行通电控制的多个驱动元件，上述头部基板和上述印制电路板相接合并被粘接固定在散热片上，上述多个单体电极和上述多个驱动元件跨越上述头部基板和上述印制电路板的接合面上所产生的间隙而被引线接合，该引线接合部由树脂材料密封，其特征在于，在上述印制电路板和散热片的粘接面上，以形成与外部相连通的开放空间、且使该开放空间与在上述头部基板和印制电路板的接合面上所产生的间隙相连通的方式，局部夹层设置粘接剂层。
6、如权利要求5所述的热敏头的制造方法，其特征在于，具有以下工序：
把上述头部基板粘接固定到上述散热片上的工序；
在粘接固定了上述头部基板的散热片上，与该头部基板的和印制电路板相接合的一侧的端面相平行地、以大致均匀的宽度尺寸涂敷第1粘接剂的工序；
在该第1粘接剂的中央部之上涂敷第2粘接剂，该第2粘接剂大致形成球形状的工序；
将上述第1粘接剂及第2粘接剂向上述头部基板一侧轧平，以形成粘接剂层的工序，该粘接剂层形成为：在与该头部基板的和印制电路板相接合一侧的端面相平行方向的中心部，比同方向的两端部，在与上述接合面相垂直的方向上的宽度更宽；以及
将上述印制电路板在与上述头部基板相接合的状态下，利用该粘接剂层粘接固定到上述散热片上的工序。
7、如权利要求5所述的热敏头的制造方法，其特征在于，在将上述头部基板和上述印制电路板接合并粘接固定在上述散热片上之后，对头部基板的多个单体电极和上述印制电路板的多个驱动元件的电极进行引线接合，并且密封该引线接合部。
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