JP2002321399A - Thermal head and its production method - Google Patents
Thermal head and its production methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リライトカードへ
印字した情報の消去用発熱体等に用いられるサーマルヘ
ッド及びその製造法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head used as a heating element for erasing information printed on a rewritable card and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】絶縁基板を介して発熱部とサーミスタと
が一体化されたサーマルヘッドについては、特開平１１
−１３８８８１号公報にその開示がある。ここで、図６
を用いて説明すると、まず基板裏面２０の中央部に形成
した一対の電極２１に面実装型のチップサーミスタ２２
を実装（はんだにて固定）する。また電極２１と一体形
成されているランド２３と電気線２４とをはんだ２５に
て固定していた。このようにしてチップサーミスタ２２
の基板裏面２０への固定と、チップサーミスタ２２と電
気線２４との結線を実現していた。2. Description of the Related Art A thermal head in which a heat generating portion and a thermistor are integrated through an insulating substrate is disclosed in
Japanese Patent Publication No. 1388881 discloses such a disclosure. Here, FIG.
First, a surface mount type chip thermistor 22 is attached to a pair of electrodes 21 formed at the center of the back surface 20 of the substrate.
Is mounted (fixed with solder). In addition, the land 23 and the electric wire 24 formed integrally with the electrode 21 are fixed with the solder 25. Thus, the chip thermistor 22
To the substrate back surface 20 and the connection between the chip thermistor 22 and the electric wire 24.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】サーマルヘッドの用途
としては、いわゆるリライトカードへの情報入力又はリ
ライトカードの情報消去等がある。このような用途で
は、サーマルヘッドは通電により１００〜１７０℃程度
までの急激な加熱と、通電停止により常温までの自然冷
却を多数回繰り返す。ここでサーミスタは、サーマルヘ
ッドの発熱部の温度を感知するため当然に高温となる領
域へ配置されるのが常である。The thermal head is used for inputting information to a so-called rewritable card or erasing information from a rewritable card. In such an application, the thermal head repeatedly performs a rapid heating to about 100 to 170 ° C. by energization and a natural cooling to normal temperature by stopping the energization many times. Here, the thermistor is usually arranged in a region where the temperature becomes high to sense the temperature of the heat generating portion of the thermal head.
【０００４】このように、多数回に亘り急激に昇温・降
温を繰り返す使用形態でサーマルヘッドを長期間に亘り
使用し続けると、チップサーミスタ２２を固定するはん
だが変質する。例えばリライトカードの情報消去等に要
する１００〜１７０℃程度の温度と、常温とを多数回繰
り返す環境下に、融点が１８０〜２００℃程度のはんだ
を置くと、はんだの組織が肥大化し、被保持体（図６で
はチップサーミスタ２２、電極２１、ランド２３、電気
線２４）の保持力を高く維持できなくなり、機械的な衝
撃を受けたときにはチップサーミスタ２２が外れてしま
うおそれがある。As described above, when the thermal head is continuously used for a long period of time in such a manner that the temperature is rapidly increased and decreased a number of times, the solder for fixing the chip thermistor 22 is deteriorated. For example, when solder having a melting point of about 180 to 200 ° C. is placed in an environment where a temperature of about 100 to 170 ° C. required for erasing information of a rewritable card and a normal temperature are repeated many times, the structure of the solder is enlarged and the solder is retained. The holding force of the body (the chip thermistor 22, the electrode 21, the land 23, and the electric wire 24 in FIG. 6) cannot be maintained high, and the chip thermistor 22 may come off when receiving a mechanical shock.
【０００５】そこで本発明が解決しようとする課題は、
絶縁基板面を介して発熱部とサーミスタとが一体化され
たサーマルヘッドにおいて、サーミスタの絶縁基板への
固定を確実にすることである。[0005] Therefore, the problem to be solved by the present invention is:
In a thermal head in which a heating section and a thermistor are integrated via an insulating substrate surface, it is an object to ensure that the thermistor is fixed to the insulating substrate.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】そこで本発明のサーマル
ヘッドは、絶縁基板３を介して発熱部とサーミスタ１と
が一体化され、サーミス１タが絶縁基板３面に封止固定
されていることを特徴とする。前記発熱部は主に抵抗発
熱体からなる。図１に本発明のサーマルヘッドの構成の
概要の例を示す。Therefore, in the thermal head of the present invention, the heat generating portion and the thermistor 1 are integrated via the insulating substrate 3, and the thermistor 1 is sealed and fixed to the surface of the insulating substrate 3. It is characterized by. The heat generating section mainly includes a resistance heat generating element. FIG. 1 shows an example of the outline of the configuration of the thermal head of the present invention.
【０００７】封止に用いられる材料（以下「封止部材」
と記す。）は、当初ペースト状で、加熱等の工程を経る
ことで固化し、且つ接着性を有する物質等である。ペー
スト状であった封止部材４が被封止部へ配され、該ペー
ストの流動により被封止部が覆われる。その後封止部材
４が固化することで前記封止固定が為される。このよう
な封止固定の操作は、従来の溶接やはんだ付けによる固
定の操作に比べ、要する設備の数を低減でき、且つ要す
る設備が複雑なものとはならず、更には固定操作に要す
る工数及び時間をも飛躍的に低減することができ、サー
ミスタ１の絶縁基板３への固定操作を簡略化することが
できる。また通常使用する封止部材４は、従来のサーミ
スタ１固定部材であったはんだのように、組織が肥大化
し、被保持体の保持力を高く維持できなくなるようなこ
ともない。従って絶縁基板３面を介して発熱部とサーミ
スタとが一体化されたサーマルヘッドにおいて、サーミ
スタ１の絶縁基板３への固定を更に確実にすることがで
き、本発明の課題を解決することができる。Materials used for sealing (hereinafter referred to as "sealing members")
It is written. ) Is a substance or the like which is initially in a paste state, solidified through a process such as heating, and has an adhesive property. The sealing member 4 in the form of paste is arranged on the sealed portion, and the sealed portion is covered by the flow of the paste. Thereafter, the sealing member 4 is solidified to perform the sealing and fixing. Such an operation of sealing and fixing can reduce the number of required equipment, and does not complicate the required equipment, as compared with the conventional operation of fixing by welding or soldering. In addition, the time required for the thermistor 1 can be greatly reduced, and the operation of fixing the thermistor 1 to the insulating substrate 3 can be simplified. Further, unlike the solder used as the conventional thermistor 1 fixing member, the normally used sealing member 4 does not have an enlarged tissue and cannot maintain a high holding force of the object to be held. Therefore, in the thermal head in which the heat generating portion and the thermistor are integrated through the surface of the insulating substrate 3, the fixing of the thermistor 1 to the insulating substrate 3 can be further ensured, and the problem of the present invention can be solved. .
【０００８】ここで言う封止部材４の代表例は、樹脂を
必須成分とする接着剤等である。例えばエポキシ系樹
脂、アクリル系樹脂等、が好適に用いることができる。
これら材料は、従来のサーミスタ保持部材であるはんだ
に比して高い弾力性を有しているため、機械的な衝撃を
受けた場合であってもサーミスタ１が外れるおそれが殆
ど無い。A typical example of the sealing member 4 here is an adhesive containing a resin as an essential component. For example, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like can be suitably used.
Since these materials have higher elasticity than solder, which is a conventional thermistor holding member, there is almost no possibility that the thermistor 1 will come off even if it receives a mechanical shock.
【０００９】また本発明のサーマルヘッドは、上記した
特徴に加え、サーミスタ１素体が実質的に直接絶縁基板
３面に配されていることを特徴とする。サーミスタ１素
体が直接絶縁基板３面に接触する、あるいはそれに準ず
る状態にあれば、サーマルヘッドの急激な温度変化への
追随性を良好にすることができる利点がある。The thermal head of the present invention is characterized in that, in addition to the above-described features, the thermistor 1 is substantially directly disposed on the surface of the insulating substrate 3. If the thermistor 1 directly contacts the surface of the insulating substrate 3 or is in a state equivalent thereto, there is an advantage that the followability of the thermal head to a rapid temperature change can be improved.
【００１０】ここで、「サーミスタ１素体が実質的に直
接絶縁基板３面に配されている」状態とは、絶縁基板３
の急激な温度変化をサーミスタ１素体が感知する、温度
に対する感度を大きく損なわない程度に両者が配置され
ている状態をいう。例えばサーミスタ１素体と絶縁基板
３面との間に、熱伝導性の高い物質が介在している状態
や、熱伝導性が低くてもその存在が熱伝導の観点からは
無視できる程度の薄い物質がサーミスタ１素体と絶縁基
板３面との間に介在している状態である。前記熱伝導性
の高い物質は、例えば金属、メタルグレーズ、金属粉末
を含む導電性接着剤等である。Here, the state in which the thermistor 1 element is substantially directly disposed on the surface of the insulating substrate 3 means that the insulating substrate 3
A rapid change in temperature is sensed by the thermistor 1 body, and both are arranged to such an extent that the sensitivity to temperature is not significantly impaired. For example, a state in which a substance having high thermal conductivity is interposed between the thermistor 1 element body and the surface of the insulating substrate 3, or the presence of a substance having low thermal conductivity is negligible from the viewpoint of thermal conduction even if the thermal conductivity is low. In this state, the substance is interposed between the thermistor 1 body and the surface of the insulating substrate 3. The substance having a high thermal conductivity is, for example, a metal, a metal glaze, a conductive adhesive containing a metal powder, or the like.
【００１１】サーミスタ１素体は、例えばマンガン、コ
バルト、ニッケル、アルミニウム、銅等から選ばれる２
以上の金属を含む複合酸化物からなるものである。この
ような複合酸化物は、通常のサーマルヘッドの使用温度
である１００℃を越える環境下に曝されると、酸化度の
増減等に起因する組成変化によりサーミスタ１特性値が
変化し、サーマルヘッドの発熱温度を正確に把握できな
くなってしまう。そこでサーミスタ１素体を封止するこ
とにより、サーミスタ１素体と大気中の酸素との接触を
防ぐこととなり、サーミスタ１特性値変化を防止するこ
とともなる。[0011] The thermistor element body is selected from, for example, manganese, cobalt, nickel, aluminum, copper and the like.
It is made of a composite oxide containing the above metals. When such a composite oxide is exposed to an environment exceeding the normal operating temperature of a thermal head of 100 ° C., the characteristic value of the thermistor 1 changes due to a change in composition due to an increase or decrease in the degree of oxidation and the like. This makes it impossible to accurately determine the heat generation temperature of the device. Therefore, by sealing the thermistor 1 element, contact between the thermistor 1 element and oxygen in the atmosphere is prevented, and a change in the characteristic value of the thermistor 1 is also prevented.
【００１２】また本発明のサーマルヘッドは、上記した
全ての特徴に加え、サーミスタ１が配される側の絶縁基
板３面の複数箇所にランド６が形成され、ランド６を経
由してサーミスタ１端子が引き出されることを特徴とす
る。このとき封止部材４が、サーミスタ１と、サーミス
タ１から導出される端子と別のランド６との接続部とを
封止するよう配することが好ましい。これは図１におい
ては、ボンディングワイヤ１７及びその両端のランド６
との接続部を含めて封止するという意味である。ランド
６は通常サーミスタ１の端子数に相当する２つ形成され
る。In the thermal head of the present invention, in addition to all the features described above, lands 6 are formed at a plurality of locations on the surface of the insulating substrate 3 on the side where the thermistor 1 is disposed, and the terminals of the thermistor 1 are connected via the lands 6. Is drawn out. At this time, it is preferable that the sealing member 4 is arranged so as to seal the thermistor 1 and a connection between the terminal derived from the thermistor 1 and another land 6. This is shown in FIG. 1 by a bonding wire 17 and lands 6 at both ends thereof.
Means to seal including the connection portion with Usually, two lands 6 are formed corresponding to the number of terminals of the thermistor 1.
【００１３】サーミスタ１を封止固定する場合には、サ
ーミスタ１端子をどのように封止部材４の外に引き出す
かが問題となる場合がある。仮に使用するサーミスタ１
がリード付きサーミスタであれば、当該リード以外の部
分を封止固定すればよいので前記問題解決は容易であ
る。しかしリード付きサーミスタ以外のサーミスタ１、
例えばチップサーミスタ等の場合は、リード線をサーミ
スタ１自身に十分な強度を保ちつつ取付けることが困難
であるため、一旦サーミスタ１自身の端子をランド６に
接続し、更にランド６からの接続強度を高く維持できる
接続方法（例えば溶接手段）によって接続することで、
前記問題解決が可能となる。従ってここでいう、サーミ
スタ１が配される側の絶縁基板３面の複数箇所にランド
６が形成され、ランド６を経由してサーミスタ１端子が
引き出される、という特徴は、リード付きサーミスタ以
外のサーミスタ１を用いる場合を主に考慮したものであ
る。When the thermistor 1 is sealed and fixed, how to pull out the thermistor 1 terminal out of the sealing member 4 may be a problem. Temporarily used thermistor 1
If is a thermistor with a lead, it is only necessary to seal and fix a part other than the lead, so that the problem can be easily solved. However, thermistors 1 other than the thermistors with leads,
For example, in the case of a chip thermistor or the like, since it is difficult to attach a lead wire to the thermistor 1 itself while maintaining sufficient strength, the terminal of the thermistor 1 itself is once connected to the land 6 and the connection strength from the land 6 is further reduced. By connecting with a connection method that can be maintained high (for example, welding means),
The problem can be solved. Therefore, the feature that the lands 6 are formed at a plurality of places on the surface of the insulating substrate 3 on the side where the thermistor 1 is disposed, and the terminals of the thermistor 1 are drawn out via the lands 6 is characterized in that the thermistor other than the thermistor with a lead. 1 is mainly considered.
【００１４】また本発明の課題を解決できる、本発明の
サーマルヘッドの製造法は、絶縁基板３の一方の面に抵
抗発熱体を形成する第１の工程と、絶縁基板３の他方の
面の複数箇所にランド６を形成する第２の工程と、該他
方の面にサーミスタ１を載値する第３の工程と、サーミ
スタ１から導出される複数の端子を各々のランド６に接
続する第４の工程と、樹脂を主成分とするペーストを前
記サーミスタと、サーミスタから導出される端子とラン
ド６との接続部とを封止するよう配する第５の工程と、
該ペーストの流出を抑制する堰き止め部材１６を形成す
る第６の工程と、該ペーストを硬化させる第７の工程
と、前記各々のランド６と外部リード線とを接続する第
８の工程を有することを特徴とする。According to the method of manufacturing a thermal head of the present invention, which can solve the problems of the present invention, a first step of forming a resistance heating element on one surface of the insulating substrate 3 and a method of manufacturing the other surface of the insulating substrate 3 A second step of forming lands 6 at a plurality of locations, a third step of mounting the thermistor 1 on the other surface, and a fourth step of connecting a plurality of terminals derived from the thermistor 1 to each land 6. A fifth step of disposing a paste containing a resin as a main component so as to seal the thermistor and a connection between the land and the terminal 6 derived from the thermistor;
A sixth step of forming the damming member 16 for suppressing the outflow of the paste, a seventh step of curing the paste, and an eighth step of connecting each of the lands 6 to an external lead wire. It is characterized by the following.
【００１５】ここで第１の工程〜第７の工程の順番には
特に限定はない。後述するように、この製造法の利点の
一つは、第６の工程を設けたことである。過剰に樹脂を
主成分とするペーストが流出すると、後述する封止状態
のばらつきのような不都合を生じる。Here, the order of the first to seventh steps is not particularly limited. As described below, one of the advantages of this manufacturing method is that a sixth step is provided. If the paste containing the resin as a main component excessively flows out, inconveniences such as variations in the sealing state described later occur.
【００１６】また上記本発明のサーマルヘッドの製造法
において、第１の工程、第２の工程、及び第６の工程が
厚膜技術により為され、他の工程に先だって実施される
ことが好ましい。厚膜技術、特にスクリーン印刷技術に
よる絶縁基板３面への部材形成は、その製造コストを低
く抑えることができ、且つ大量生産が可能な利点を有す
る。また、スクリーン印刷技術のような厚膜技術は、被
印刷物形状が板状である場合に特に適用が容易となる。
従って板の上に突起物、例えばサーミスタ１等が載値さ
れた状態ではスクリーン印刷技術のような厚膜技術の適
用が困難になるため、第１の工程、第２の工程、及び第
６の工程が厚膜技術により為され、他の工程に先だって
実施されることが好ましい。In the method of manufacturing a thermal head according to the present invention, it is preferable that the first, second, and sixth steps are performed by a thick film technique, and are performed before other steps. Forming a member on the surface of the insulating substrate 3 by a thick film technique, particularly a screen printing technique, has the advantages that the manufacturing cost can be kept low and mass production is possible. In addition, a thick film technology such as a screen printing technology can be easily applied particularly when the shape of a printing material is a plate shape.
Therefore, it is difficult to apply a thick film technique such as a screen printing technique in a state in which a projection, for example, the thermistor 1 or the like, is placed on the plate, so that the first step, the second step, and the sixth step Preferably, the steps are performed by thick film technology and are performed prior to other steps.
【００１７】但し、前記突起物がスクリーン印刷の妨げ
にならない程度の高さである場合は、上記第５の工程に
ついてもスクリーン印刷技術を採用するのが好ましい。
樹脂ペーストを特定箇所に多数配する工法としては、ス
クリーン印刷が適しており、製造コスト低減の点で有利
だからである。またこの場合、用いるスクリーン印刷用
マスクは、ペースト通過箇所に紗が存在せず、前記突起
物を損傷させにくい、いわゆるメタルマスクが好まし
い。更に当該マスクの厚みを前記突起物高さよりも大き
い値に設定することで、前記突起物がスクリーン印刷の
妨げになりにくくなる。However, when the height of the projections does not hinder screen printing, it is preferable to employ a screen printing technique also in the fifth step.
Screen printing is suitable as a method of arranging a large number of resin pastes at specific locations, which is advantageous in reducing manufacturing costs. In this case, the screen printing mask to be used is preferably a so-called metal mask in which gauze does not exist at the paste passage portion and the projection is hardly damaged. Further, by setting the thickness of the mask to a value larger than the height of the projection, the projection is less likely to hinder screen printing.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を参照しながら説明する。図３に示すように、ま
ず縦横に多数の分割溝１５を有する厚み０．８ｍｍの絶
縁基板３としてのアルミナ板を用意する。その絶縁基板
３表面にＡｇ−Ｐｄ合金粉末とガラスフリットを含む導
電ペーストをアルミナ板スルーホール１４周縁付近にス
クリーン印刷・焼成し、電極５を形成する（膜厚１０〜
１２μｍ）。次いでアルミナ板裏面のスルーホール１４
裏側周縁付近及びそこからアルミナ板面中心方向に伸び
るよう前記導電ペーストをスクリーン印刷・焼成し、電
極５を形成する。これでアルミナ板表面に形成した電極
５とアルミナ板裏面に形成した電極５とがスルーホール
１４を介して繋がったことになる。また、後述するアル
ミナ板裏面に電極５と同時にランド６を形成する。この
形成が前述した第２の工程に相当する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, an alumina plate as a 0.8 mm-thick insulating substrate 3 having a large number of vertical and horizontal dividing grooves 15 is prepared. A conductive paste containing Ag-Pd alloy powder and glass frit is screen-printed and baked on the surface of the insulating substrate 3 near the periphery of the through hole 14 of the alumina plate to form the electrode 5 (film thickness 10 to 10).
12 μm). Next, the through hole 14 on the back side of the alumina plate
The conductive paste is screen-printed and fired so as to extend in the vicinity of the back side peripheral edge and in the direction of the center of the alumina plate surface to form the electrode 5. Thus, the electrode 5 formed on the front surface of the alumina plate and the electrode 5 formed on the back surface of the alumina plate are connected via the through hole 14. Also, lands 6 are formed simultaneously with the electrodes 5 on the back surface of the alumina plate described later. This formation corresponds to the second step described above.
【００１９】次いでＡｇ−Ｐｄ合金粉末を主成分とする
抵抗体ペーストをアルミナ板表面にスクリーン印刷・焼
成して形成する。このとき抵抗体７両端が、先に形成さ
れた電極５に一部重畳するよう抵抗体を形成する。この
抵抗体７が抵抗発熱部４となる。以上が前述した第１の
工程に相当する。Next, a resistor paste mainly composed of an Ag-Pd alloy powder is formed on the surface of the alumina plate by screen printing and firing. At this time, the resistor is formed such that both ends of the resistor 7 partially overlap the electrode 5 formed earlier. This resistor 7 becomes the resistance heating section 4. The above corresponds to the first step described above.
【００２０】その後ホウ珪酸鉛系ガラスを主成分とする
ペーストを抵抗体７全面、及び一部の電極５を残し、電
極５のほぼ全面にスクリーン印刷・焼成することで抵抗
体７膜及び電極５膜をガラス８膜で保護する。Thereafter, a paste containing lead borosilicate glass as a main component is screen-printed and fired on almost the entire surface of the resistor 5 while leaving the entire surface of the resistor 7 and a part of the electrode 5, thereby forming a film of the resistor 7 and the electrode 5. The membrane is protected with a glass 8 membrane.
【００２１】図２（ａ）は、ここまでの工程を経た絶縁
基板３裏面におけるランド６周辺を示している。同図
（ｂ）は、上記と同じホウ珪酸鉛系ガラスを主成分とす
るペーストを用い、ガラス膜８と同時にスクリーン印刷
・焼成することで環状の堰き止め部材１６を形成する。
この堰き止め部材１６の厚みは１５〜２０μｍ程度とす
る。この形成が前述した第６の工程に相当する。FIG. 2A shows the periphery of the land 6 on the back surface of the insulating substrate 3 after the steps up to here. In FIG. 2B, an annular damming member 16 is formed by using the same paste mainly composed of the same lead borosilicate glass as described above, and performing screen printing and baking simultaneously with the glass film 8.
The thickness of the damming member 16 is about 15 to 20 μm. This formation corresponds to the sixth step described above.
【００２２】次いで露出した素体両端に金電極が配され
たサーミスタ１（三菱マテリアル製ＦＨ１０−３Ｕ１０
４ＨＳ）の一方の電極面を、図２（ｃ）に示すようラン
ド６の一方に接触するよう載置し、図１に示すよう銀粉
末とエポキシ系樹脂ペーストからなる導電性接着剤２
（ダイボンディングペースト：九州松下電器製ＤＢＣ１
３０ＳＤ）で仮固定する。この仮固定の操作は、まず導
電性接着剤２を板上に一定厚み塗布し、導電性接着剤２
の湿潤状態を維持したままその板面と前記一方の電極面
とを接触させ、当該一方の電極面に導電性接着剤２を転
写・塗布し、その後当該一方の面を前記ランド６の一方
の面に押しつけ、導電性接着剤２を加熱硬化させて完了
する。この仮固定の状態は、前述した「サーミスタ素体
が実質的に直接絶縁基板３面に配されている」状態に該
当する。Next, a thermistor 1 (FH10-3U10 manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) having gold electrodes disposed at both ends of the exposed element body
4HS) is placed so as to be in contact with one of the lands 6 as shown in FIG. 2C, and a conductive adhesive 2 made of silver powder and an epoxy resin paste is used as shown in FIG.
(Die bonding paste: DBC1 manufactured by Kyushu Matsushita Electric)
30SD). In this temporary fixing operation, first, the conductive adhesive 2 is applied on the plate to a certain thickness, and the conductive adhesive 2 is applied.
The plate surface and the one electrode surface are brought into contact with each other while the wet state is maintained, and the conductive adhesive 2 is transferred and applied to the one electrode surface. Then, the conductive adhesive 2 is cured by heating. This temporarily fixed state corresponds to the above-described state where the thermistor body is substantially directly disposed on the surface of the insulating substrate 3.
【００２３】そしてこのサーミスタ１の素体の他方の電
極面へ３本の金線（図１におけるボンディングワイヤ１
７）のそれぞれの一端を金：錫＝８０：２０の合金（融
点：２８０℃）により固定し、更に当該金線の他端を他
方のランド６へ固定する一連の操作を、公知のワイヤボ
ンディング技術により実施する（図２（ｄ））。これで
一対のランド６それぞれが、サーミスタ１の端子とな
る。本例ではボンディングワイヤ１７を３本として、ラ
ンド６とサーミスタ１との電気接続との確実化を図っ
た。しかしこのボンディングワイヤ１７の本数に限定さ
れず、１本以上であればよいことはことは言うまでもな
い。Then, three gold wires (bonding wire 1 in FIG. 1) are connected to the other electrode surface of the body of thermistor 1.
A series of operations for fixing one end of each of the above 7) with an alloy of gold: tin = 80: 20 (melting point: 280 ° C.) and further fixing the other end of the gold wire to the other land 6 is performed by a known wire bonding. This is performed by technology (FIG. 2D). As a result, each of the pair of lands 6 becomes a terminal of the thermistor 1. In this example, three bonding wires 17 are used to ensure the electrical connection between the land 6 and the thermistor 1. However, it is needless to say that the number of bonding wires 17 is not limited to one and may be one or more.
【００２４】その後図２（ｅ）に示すようにエポキシ系
樹脂ペースト（松下電工製ＣＶ５４０１Ａ）を、シリン
ジにより堰き止め部材１６の内側に所定量供給する。ペ
ースト状態の樹脂は、堰き止め部材１６の存在により流
出が抑制され、過剰に絶縁基板３面を覆わない。樹脂が
過剰に絶縁基板３面を覆う場合の不都合な点は、サーマ
ルヘッドの電子機器等への装着の妨げとなる場合がある
ことが挙げられる。具体的には、図５に示す、絶縁基板
３を補強し、且つ電子機器へのサーマルヘッドの取付け
を容易にするためのサーマルヘッド用ホルダー３０が絶
縁基板３の発熱面とは逆の面に装着される形態のサーマ
ルヘッド（例えば特開平１１−１３８８８１号公報に示
されている。）にあっては、絶縁基板３端部が平滑であ
ることが前記装着を容易にするため好ましい。Thereafter, as shown in FIG. 2E, a predetermined amount of an epoxy resin paste (CV5401A, manufactured by Matsushita Electric Works) is supplied into the damming member 16 by a syringe. The resin in the paste state is prevented from flowing out due to the presence of the damming member 16 and does not excessively cover the surface of the insulating substrate 3. An inconvenience in the case where the resin excessively covers the surface of the insulating substrate 3 is that it may hinder mounting of the thermal head to an electronic device or the like. Specifically, as shown in FIG. 5, a thermal head holder 30 for reinforcing the insulating substrate 3 and facilitating attachment of the thermal head to the electronic device is provided on a surface opposite to the heat generating surface of the insulating substrate 3. In a thermal head to be mounted (for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-138881), it is preferable that the end of the insulating substrate 3 is smooth to facilitate the mounting.
【００２５】またそのような形態でないサーマルヘッド
にあっても、前記流出のし方が様々である結果、封止部
材４厚みがばらついていては、各種特性（例えばサーミ
スタ１固定強度等）に影響がある場合がある。従って本
例のように円環状の堰き止め部材１６を有していること
が好ましい。本例では堰き止め部材１６高さ（厚み）を
１５〜２０μｍに設定したが、この高さを下回る高さで
あっても、ペーストを堰き止める効果を有することは明
らかである。当該高さは使用するペースト（本例では樹
脂ペーストに相当）の性状により適した値が決定される
ため、最適値は一概に言えない。Even in a thermal head which does not have such a form, various characteristics (for example, the fixing strength of the thermistor 1 etc.) may be affected if the thickness of the sealing member 4 varies as a result of various ways of the outflow. There may be. Therefore, it is preferable to have the annular blocking member 16 as in this example. In the present embodiment, the height (thickness) of the damming member 16 is set to 15 to 20 μm, but it is clear that even if the height is less than this height, the paste has the effect of damping the paste. Since an appropriate value for the height is determined depending on the properties of the paste to be used (corresponding to a resin paste in this example), the optimum value cannot be determined unconditionally.
【００２６】また堰き止め部材１６は、厚膜形成する他
に、絶縁基板３面に凹部又は凸部を設けるなどして、予
め形成してもよい。この場合において当該凹部にサーミ
スタ１を配することにより、サーミスタ１の位置決めが
容易となる効果がある。The damming member 16 may be formed in advance by forming a concave portion or a convex portion on the surface of the insulating substrate 3 instead of forming a thick film. In this case, by disposing the thermistor 1 in the concave portion, there is an effect that the positioning of the thermistor 1 becomes easy.
【００２７】樹脂が供給された後、その樹脂を硬化させ
るため、１００℃で1時間、更に１５０℃で３時間加熱
処理を施す。この加熱工程が、前述した第７の工程に相
当する。本例で用いた樹脂は、ガラス転移温度が１６０
℃である。ガラス転移温度が封止状態や、長期間に亘る
樹脂の耐久性などに影響を与えるかどうかの詳細につい
ては不明である。本発明者が検討した範囲は、ガラス転
移温度が１４０℃〜１６５℃（公称値）であり、それら
は好適に用いることができた。After the resin is supplied, a heat treatment is performed at 100 ° C. for 1 hour and further at 150 ° C. for 3 hours to cure the resin. This heating step corresponds to the above-described seventh step. The resin used in this example has a glass transition temperature of 160.
° C. It is unclear whether the glass transition temperature affects the sealing state, the durability of the resin over a long period of time, or the like. The range examined by the inventor was a glass transition temperature of 140 ° C. to 165 ° C. (nominal value), and they could be suitably used.
【００２８】その後アルミナ板５に予め施されている分
割溝１５を開くように応力を付与してアルミナ板を各々
のサーマルヘッドとなる単位に分割する。Thereafter, a stress is applied to the alumina plate 5 so as to open a division groove 15 previously formed, and the alumina plate is divided into units each serving as a thermal head.
【００２９】次に図１におけるサーミスタ用リード線１
９とランド６、及び通電用リード線１８と電極５との接
続法について説明する。まず表面にはんだメッキを施し
た銅からなる厚み約０．１ｍｍのリボン状金属板９の一
端を、ランド６及び電極５にそれぞれ溶接する。溶接条
件は、５０ミリ秒の休止を挟み１５ミリ秒ずつ０．４５
ｋＷを２パルス印加する。溶接用電極による通電端子へ
の押圧力は、溶接後の溶接痕１０が深さ約０．１ｍｍと
なる程度とした。電極５の膜厚が１０〜１２μｍである
ことから、リボン状金属板９の平板部が局部的に薄くな
って、溶接後の溶接痕１０深さが約０．１ｍｍとなった
と考えられる。Next, the thermistor lead wire 1 shown in FIG.
The connection method between the electrode 9 and the land 6 and between the conducting wire 18 and the electrode 5 will be described. First, one end of a ribbon-shaped metal plate 9 made of copper having a surface plated with solder and having a thickness of about 0.1 mm is welded to the land 6 and the electrode 5, respectively. The welding conditions were 0.45 in 15 millisecond increments with a 50 millisecond pause.
Two pulses of kW are applied. The pressing force on the current-carrying terminal by the welding electrode was set so that the welding mark 10 after welding had a depth of about 0.1 mm. Since the film thickness of the electrode 5 is 10 to 12 μm, it is considered that the flat plate portion of the ribbon-shaped metal plate 9 is locally thinned, and the depth of the welding mark 10 after welding is about 0.1 mm.
【００３０】次いでリボン状金属板９の溶接をしなかっ
た他端と、サーミスタ用リード線１９、及び通電用リー
ド線１８となるビニール被覆リード線とを接続する。図
４に示すように、リボン状金属板９とを絶縁基板４から
裏面方向に２ｍｍ以上離れた位置ではんだ１１により結
線する。これに用いるはんだ１１は、錫−銀−銅系合金
で、その融点は約２３０℃である。これらサーミスタ用
リード線１９とランド６との接続が前述した第８の工程
に相当する。Next, the other end of the ribbon-shaped metal plate 9 that has not been welded is connected to a thermistor lead wire 19 and a vinyl-coated lead wire serving as a current-carrying lead wire 18. As shown in FIG. 4, the ribbon-shaped metal plate 9 is connected with the solder 11 at a position separated from the insulating substrate 4 by 2 mm or more in the back surface direction. The solder 11 used for this is a tin-silver-copper alloy having a melting point of about 230 ° C. The connection between the thermistor lead wire 19 and the land 6 corresponds to the above-described eighth step.
【００３１】ここで少なくともリボン状金属板９とそれ
ぞれのリード線との接続部は熱収縮チューブ１２等で被
覆し、絶縁・補強するのが好ましい（図４）。Here, it is preferable that at least the connection between the ribbon-shaped metal plate 9 and each lead wire is covered with a heat-shrinkable tube 12 or the like to be insulated and reinforced (FIG. 4).
【００３２】ここではんだ１１を電気接続手段として用
いている。従って前述したような組織の肥大化等が起こ
り、十分に安定した電気接続状態が得られないという懸
念があるかもしれない。しかしながら図６に示した従来
の、表面に抵抗発熱部を有する基板の裏面に配したラン
ド２３と電気線２４とをはんだ２５で接続する場合とは
異なり、図１に示すように、表面に抵抗発熱部を有する
絶縁基板３裏面に配したサーミスタ用リード線１９部
分、及び通電用リード線１８を接続、延長するのにはん
だ１１を使うのである。従って抵抗体７からなる発熱部
から十分に離れた位置に接続部、即ちはんだ１１を存在
させることができる。従って前記懸念は解消できる。Here, the solder 11 is used as an electric connection means. Therefore, there may be a concern that the tissue is enlarged as described above, and a sufficiently stable electrical connection state cannot be obtained. However, unlike the conventional case shown in FIG. 6 in which the land 23 arranged on the back surface of the substrate having a resistance heating portion on the front surface and the electric wires 24 are connected by solder 25, as shown in FIG. The solder 11 is used to connect and extend the thermistor lead wire 19 disposed on the back surface of the insulating substrate 3 having the heat generating portion and the conducting lead wire 18. Therefore, the connection portion, that is, the solder 11 can be provided at a position sufficiently distant from the heating portion formed by the resistor 7. Therefore, the above concerns can be resolved.
【００３３】この場合サーマルヘッドの機器への取付け
場所の換気環境等に左右されることが考えられるが、概
ね絶縁基板４から裏面方向に２ｍｍ以上離れた位置を接
続部とすべきであると考えられる。またここで用いるは
んだ１１の融点は概ね２１０℃以上であることが更に好
ましい。これらの理由は前述したようなはんだ１１組織
の肥大化を極力避けるためである。In this case, the connection may be affected by the ventilation environment of the place where the thermal head is attached to the device. Can be Further, the melting point of the solder 11 used here is more preferably about 210 ° C. or higher. These reasons are to minimize the enlargement of the structure of the solder 11 as described above.
【００３４】またここで用いるはんだ１１及び必要に応
じて用いる、図４に示すはんだ１１の好ましい合金は、
錫−銀−ビスマス系合金、錫−ビスマス−銀−銅系合
金、錫−銀−銅系合金、錫−銀−インジウム系合金、錫
−銀−銅−アンチモン系合金、錫−銀系合金、錫−銅系
合金、錫−アンチモン系合金等である。これらは鉛を含
まず、環境調和性に優れている。ここで、不純物程度に
混入する程度の鉛の存在は、環境調和性の観点からは無
視できるため、実質的に鉛を含まない範囲が好ましい合
金となる。またこれらはその融点が２１０℃以上である
合金組成の幅が広く、種々の合金を選択可能である利点
もある。このようにして本発明のサーマルヘッドを得る
ことができる。A preferred alloy of the solder 11 used here and the solder 11 shown in FIG.
Tin-silver-bismuth alloy, tin-bismuth-silver-copper alloy, tin-silver-copper alloy, tin-silver-indium alloy, tin-silver-copper-antimony alloy, tin-silver alloy, Tin-copper alloy, tin-antimony alloy and the like. These do not contain lead and are excellent in environmental harmony. Here, since the presence of lead that is mixed into impurities is negligible from the viewpoint of environmental harmony, a range that does not substantially contain lead is a preferable alloy. They also have the advantage that the range of alloy compositions having a melting point of 210 ° C. or higher is wide, and various alloys can be selected. Thus, the thermal head of the present invention can be obtained.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明により、絶縁基板面を介して発熱
部とサーミスタとが一体化されたサーマルヘッドにおい
て、サーミスタの絶縁基板への固定を確実にすることが
できた。According to the present invention, in a thermal head in which a heat generating portion and a thermistor are integrated via an insulating substrate surface, it is possible to reliably fix the thermistor to the insulating substrate.
【図１】本発明のサーマルヘッドの側面概要の一例を示
した図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic side view of a thermal head according to the present invention.
【図２】本発明にかかる封止部材が配される様子の一例
を示した図である。FIG. 2 is a view showing an example of a state in which a sealing member according to the present invention is arranged.
【図３】本発明のサーマルヘッドの製造の様子の一例を
示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a state of manufacturing a thermal head of the present invention.
【図４】本発明にかかるリード線接続状態を示した図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing a lead wire connection state according to the present invention.
【図５】本発明に使用できるサーマルヘッド用ホルダー
の概要図である。FIG. 5 is a schematic view of a thermal head holder that can be used in the present invention.
【図６】従来のサーマルヘッドの概要の一例を示した図
である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an outline of a conventional thermal head.
１．サーミスタ ２．導電性接着剤 ３．絶縁基板 ４．封止部材 ５．電極 ６．ランド ７．抵抗体 ８．ガラス ９．リボン状金属板 １１．はんだ １２．熱収縮チューブ １４．スルーホール １５．分割溝 １６．堰き止め部材 １７．ボンディングワイヤ １８．通電用リード線 １９．サーミスタ用リード線 ２０．基板裏面 ２１．電極 ２２．チップサーミスタ ２３．ランド ２４．電気線 ２５．はんだ ３０．サーマルヘッド用ホルダー 1. 1. Thermistor 2. conductive adhesive Insulating substrate 4. Sealing member 5. Electrode 6. Land 7. Resistor 8. Glass 9. Ribbon-shaped metal plate 11. Solder 12. Heat shrink tube 14. Through hole 15. Division groove 16. Dam member 17. Bonding wire 18. Conductive lead wire 19. Lead wire for thermistor 20. Back side of substrate 21. Electrode 22. Chip thermistor 23. Land 24. Electric wire 25. Solder 30. Thermal head holder
Claims (6)
一体化されたサーマルヘッドにおいて、 前記サーミスタが絶縁基板面に封止固定されていること
を特徴とするサーマルヘッド。1. A thermal head in which a heating section and a thermistor are integrated via an insulating substrate, wherein the thermistor is sealed and fixed to the surface of the insulating substrate.
に配されていることを特徴とする請求項１記載のサーマ
ルヘッド。2. The thermal head according to claim 1, wherein the thermistor element is disposed substantially directly on the surface of the insulating substrate.
とを特徴とする請求項１又は２記載のサーマルヘッド。3. The thermal head according to claim 1, wherein the sealing and fixing material contains a resin as an essential component.
数箇所にランドが形成され、当該ランドを経由してサー
ミスタ端子が引き出されることを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載のサーマルヘッド。4. A method according to claim 1, wherein lands are formed at a plurality of places on the surface of the insulating substrate on which the thermistor is disposed, and the thermistor terminals are drawn out through the lands.
3. The thermal head according to any one of 3.
る第１の工程と、該絶縁基板の他方の面の複数箇所にラ
ンドを形成する第２の工程と、該他方の面にサーミスタ
を載値する第３の工程と、該サーミスタから導出される
複数の端子を各々の前記ランドに接続する第４の工程
と、樹脂を主成分とするペーストを前記サーミスタと、
サーミスタから導出される端子とランドとの接続部とを
封止するよう配する第５の工程と、該ペーストの流出を
抑制する堰き止め部材を形成する第６の工程と、該ペー
ストを硬化させる第７の工程と、前記各々のランドと外
部リード線とを接続する第８の工程を有することを特徴
とするサーマルヘッドの製造法。5. A first step of forming a resistance heating element on one surface of an insulating substrate, a second step of forming lands at a plurality of locations on the other surface of the insulating substrate, and a step of forming lands on the other surface of the insulating substrate. A third step of mounting a thermistor, a fourth step of connecting a plurality of terminals derived from the thermistor to each of the lands, and applying a resin-based paste to the thermistor;
A fifth step of sealing the connection between the terminal and the land derived from the thermistor, a sixth step of forming a dam member for suppressing the outflow of the paste, and curing the paste A method for manufacturing a thermal head, comprising: a seventh step; and an eighth step of connecting each of the lands to an external lead wire.
が厚膜技術により為され、他の工程に先だって実施され
ることを特徴とする請求項５記載のサーマルヘッドの製
造法。6. The method of manufacturing a thermal head according to claim 5, wherein the first step, the second step, and the sixth step are performed by a thick film technique and are performed prior to the other steps. Law.
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