JP2019051628A - Thermal head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッドに関する。 The present invention relates to a thermal head.
従来、封止樹脂によりボンディングワイヤを封止したサーマルヘッドが知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a thermal head in which a bonding wire is sealed with a sealing resin is known (for example, Patent Document 1).
従来技術には、封止樹脂の密着強度が十分でない問題があった。 The prior art has a problem that the adhesion strength of the sealing resin is not sufficient.
本発明の第1の態様によると、サーマルヘッドは、絶縁基板上に形成され駆動電圧が印加される共通電極と、前記絶縁基板上に発熱体の微小領域ごとに形成され、前記微小領域ごとに前記駆動電圧を印加する複数の個別電極と、前記絶縁基板に接して回路基板上に設けられ、前記複数の個別電極の各々に流れる電流を制御する駆動ICと、前記共通電極と前記個別電極を含む保護領域を覆う保護膜と、前記駆動ICに結線されたワイヤおよび前記駆動ICを、前記絶縁基板および前記回路基板を跨いで覆う封止樹脂とを備え、前記複数の個別電極には、前記ワイヤにより前記駆動ICと接続される接続パッドが前記絶縁基板の縁に沿って設けられ、前記保護領域は、前記封止樹脂で覆われている領域のうち、前記共通電極の一端と前記共通電極の他端との間でかつ前記絶縁基板の前記縁の少なくとも一部に接する領域を含む。 According to the first aspect of the present invention, the thermal head is formed on the insulating substrate and applied to the common electrode to which the driving voltage is applied, and is formed on the insulating substrate for each minute region of the heating element. A plurality of individual electrodes for applying the driving voltage; a driving IC provided on the circuit board in contact with the insulating substrate; for controlling a current flowing through each of the plurality of individual electrodes; the common electrode and the individual electrodes; A protective film that covers the protective region, a wire that is connected to the drive IC, and a sealing resin that covers the drive IC across the insulating substrate and the circuit board, and the plurality of individual electrodes include A connection pad connected to the drive IC by a wire is provided along an edge of the insulating substrate, and the protective region is one of the common electrode and the common electrode in a region covered with the sealing resin. And between the other end of the at least partially in contact with the region of the edge of the insulating substrate.
本発明によれば、封止樹脂の密着強度を高めることができる。 According to the present invention, the adhesion strength of the sealing resin can be increased.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るサーマルヘッドの構成を示す平面図である。図2は、図1のI−I線断面を模式的に示す図である。サーマルヘッド100は、支持板5上に固定された絶縁基板4および回路基板9を備える。絶縁基板4および回路基板9は、粘着層11によって支持板5上に固定されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the thermal head according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section taken along line II of FIG. The
絶縁基板4は、セラミックなどの絶縁体によって形成される。本実施の形態では、絶縁基板4は、セラミック基板4aの上にアンダーグレーズ層4bを設けて構成されている。絶縁基板4上には、例えば金などの導体をフォトリソグラフィ法を用いて、不要な部分をエッチングにより除去することで、共通電極基部21および複数の個別電極3が形成されている。共通電極2および複数の個別電極3の上方(図1の紙面上方向)には、例えば厚膜印刷により、帯状の発熱体1が形成されている。絶縁基板4の全体のうちの一部の領域(後に詳述)は、図1および図2に斜線で示す保護膜12により被覆される。保護膜12は、例えばガラス等により構成される。
The
プリント配線板等である回路基板9には、ドライバIC6a、ドライバIC6b、および接続端子10が設けられている。ドライバIC6a、ドライバIC6bはそれぞれ、複数の個別電極3に接続されて各発熱体1に流れる電流の通電、非通電を制御する駆動ICである。以下の説明において、ドライバIC6aおよびドライバIC6bをドライバIC6と総称する。なお、ドライバIC6は、実際には接続端子10から信号を受け取ってドライバIC6を制御するための入力電極パッドがあるが、図上では省略して記載している。
A
接続端子10は、印字制御等を行う外部機器にサーマルヘッド100を接続するための接続部である。接続端子10は、回路基板9の図1における下部に、すなわち回路基板9の絶縁基板4側とは逆側の縁に、一列に並べて複数配置されている。各々の個別電極3の一端は、ドライバIC6にワイヤ7cで接続されている。ワイヤ7cは、個別電極3とドライバIC6とを電気的に接続する、金線等の金属線である。
The
共通電極2は、共通電極基部21および複数の共通電極延在部20を有する。共通電極基部21は、矩形の絶縁基板4が有する4辺のうち、回路基板9に面した1辺を除く3つの辺に沿って、発熱体1を取り囲むように形成されている。複数の共通電極延在部20は、図1において発熱体1と平行に延在する共通電極基部21の一領域から副走査方向42(図1の紙面上下方向)に沿って延在する。後述するように、発熱体1の延在方向は主走査方向である。
The
共通電極基部21の一方の端部21aは、複数のワイヤ7aにより、回路基板9に設けられた配線パターン13aと電気的に接続される。配線パターン13aは、接続端子10と電気的に接続されている。共通電極基部21の他方の端部21bは、複数のワイヤ7bにより、回路基板9に設けられた配線パターン13bと電気的に接続されている。配線パターン13bは、接続端子10の他方側と電気的に接続されている。
One
複数の個別電極3はそれぞれ、接続部32、個別電極延在部30、および接続パッド31を有する。個別電極延在部30は、共通電極2の一対の共通電極延在部20の間に位置し副走査方向42に沿って延在する。接続部32は、個別電極延在部30の端部から副走査方向42に延在する。
Each of the plurality of
接続パッド31は、接続部32の他端、すなわち個別電極延在部30とは反対側の接続部32の端部に設けられている。つまり、接続部32の一端には個別電極延在部30が設けられ、他端には接続パッド31が設けられている。換言すると、個別電極延在部30と接続パッド31は接続部32で接続されている。
The
複数の共通電極延在部20と複数の個別電極延在部30は、交互に対向してかみ合うように形成されている。発熱体1は、複数の共通電極延在部20と複数の個別電極延在部30に跨がって、言い換えると横断して形成され、共通電極延在部20と個別電極延在部30の配列方向である主走査方向41(図1の紙面左右方向)に延設されている。
The plurality of common
複数の接続パッド31は、絶縁基板4の回路基板9側の縁部4x(図1,図2)に沿って、すなわち主走査方向41に沿って、所定ピッチで一列に配列されている。ドライバIC6は、上面視が細長い矩形形状(全体として細長い四角柱)であり、長手方向を回路基板9側の縁部4xの延在方向に整列させて回路基板9にダイボンディングされている。ドライバIC6の上面には、絶縁基板4に対向する縁部に沿って、すなわち主走査方向41に沿って、複数のIC電極パッド60が形成されている。複数の接続パッド31は、複数のIC電極パッド60と同一のピッチで配列されている。1つのIC電極パッド60には、1つの接続パッド31が対応する。各々の接続パッド31は、ワイヤ7cによって、対応するIC電極パッド60と電気的に接続されている。
The plurality of
ドライバIC6は、共通電極2から発熱体1を介して各々の個別電極3に流れる電流を制御する。これにより、共通電極延在部20と個別電極延在部30とが交互に対向してかみ合う様に形成された部分の間にある発熱体1の微小領域に電流が流れ、その部分が発熱する。この熱を感熱紙などの印字媒体に与えることで印字が行われる。
The driver IC 6 controls the current flowing from the
なお、図1では、作図の都合上、個別電極3を実際よりも少なく簡略化して図示している。そのため、共通電極延在部20の個数、個別電極延在部30の個数、接続パッド31の個数、IC電極パッド60の個数なども、実際よりも少なく図示している。また、接続パッド31は、IC電極パッド60と同一のピッチであるが、必ずしも主走査方向41に沿って同列上に配置する必要はなく、2列や3列であってもよい。
In FIG. 1, for convenience of drawing, the
絶縁基板4の一部領域は、図1に斜線で示す保護膜12により被覆される。保護膜12により保護される領域には、発熱体1と、共通電極2の少なくとも共通電極延在部20を含む大部分と、個別電極3のうち接続パッド31を除く部分(すなわち個別電極延在部30および接続部32の大部分)と、が含まれる。換言すると、これらの部材が保護膜12で保護される。
A partial region of the
封止樹脂8は、エポキシ系の樹脂をキュアさせることで、ドライバIC6、ワイヤ7a、ワイヤ7b、ワイヤ7cを含む、絶縁基板4と回路基板9との境界の領域を平面的に絶縁基板4、回路基板9の、発熱体1と直角方向の両縁部までの範囲で封止する。封止樹脂8は、ワイヤ7a、ワイヤ7b、ワイヤ7cなどが、外部からの接触や衝撃により破断ないし剥離することを防止する。封止樹脂8には、絶縁基板4の表面や、絶縁基板4に形成された共通電極2および個別電極3の表面には固着しにくく、保護膜12の表面にはそれらよりも固着しやすい性質がある。構成材料の相性以外にも、絶縁基板4、共通電極2および個別電極3、保護膜12の各表面粗さ、Raが、概略、0.025μm、0.025μm、0.079μmであり、保護膜12の表面粗さ、Raが、絶縁基板4や共通電極2および個別電極3に比べて、3倍以上の値となっている。この結果、アンカー効果としても保護膜12の方が固着しやすくなることがわかる。
The
接続端子10には、例えばフレキシブルプリントケーブル(FPC)が半田等により接続される。接続端子10へのFPCへの接続は、例えばFPC上からヒーター等により熱を加えることで、半田等を溶融させることにより行う。その際、絶縁基板4や回路基板9、封止樹脂8等に熱が伝わり、これらの部分が膨張する。絶縁基板4や回路基板9、封止樹脂8等は、異なる熱膨張率を有しているので、熱によって、封止樹脂8が絶縁基板4および回路基板9から剥がれてしまう恐れがある。
本実施の形態では、発熱体1、共通電極2、および個別電極3を保護する保護膜12を、できるだけ絶縁基板4の回路基板9側の縁部4xまで延伸させている。具体的には下記(1)〜(3)の領域において、保護膜12を、図1の点線で示す線12P(従来の保護膜12の領域線)から縁部4xまで延伸されている。
(1)共通電極2の端部21aとドライバIC6aに対応する複数の接続パッド31との間の領域R1
(2)共通電極2の端部21bとドライバIC6bに対応する複数の接続パッド31との間の領域R2
(3)ドライバIC6aに対応する複数の接続パッド31とドライバIC6bに対応する複数の接続パッド31との間の領域R3
これらの領域R1〜R3は、いずれも、共通電極2の一方の端部21aと共通電極2の他方の端部21bの間に位置しており、かつ、絶縁基板4の縁部4xに接触している。
このように、保護膜12と封止樹脂8とが接する面積をできるだけ大きくしたので、封止樹脂8はより確実に固着し、熱によって剥がれてしまいにくくなる。
For example, a flexible printed cable (FPC) is connected to the
In the present embodiment, the
(1) Region R1 between the
(2) Region R2 between the
(3) Region R3 between the plurality of
All of these regions R1 to R3 are located between one
As described above, since the area where the
絶縁基板4と回路基板9との境界部からは、時間の経過と共に、空気中の水分が少しずつ侵入することがある。また、封止樹脂8と密着面との界面に異物が存在すると、異物が水分を吸収し膨潤することで、封止樹脂8の密着が阻害され、封止樹脂8が絶縁基板4および回路基板9から剥がれてしまう恐れがある。
本実施の形態では、上述したように、共通電極2の端部21a,21b、およびドライバIC6a,6bに対応する複数の接続パッド31との間の絶縁基板4の表面に区画した領域R1〜R3において、保護膜12が、縁部4xまで延伸されている。このように、保護膜12と封止樹脂8とが接する面積をできるだけ大きくしたので、封止樹脂8はより確実に固着し、吸湿によって剥がれてしまいにくくなる。
From the boundary between the insulating
In the present embodiment, as described above, the regions R1 to R3 partitioned on the surface of the insulating
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)封止樹脂8は、ドライバIC6に結線されたワイヤ7cおよびドライバIC6を、絶縁基板4および回路基板9を跨いで覆う。保護膜12は、共通電極2および個別電極3を覆うと共に、封止樹脂8で覆われている領域のうち、共通電極2の一方の端部21aと共通電極2の他方の端部21bとの間でかつ絶縁基板4の縁部4xの少なくとも一部に接する領域を覆う。このようにしたので、封止樹脂8の密着強度をより高めることができ、熱や吸湿によって封止樹脂8が剥がれる可能性を低減することができる。
(2)封止樹脂8で覆う範囲は平面的に絶縁基板4、回路基板9の、発熱体1と直角方向の両縁部までの範囲であり、支持板5まで延伸していないので、支持板5上で封止樹脂8の塗布領域が不要となり、サーマルヘッド100の主走査方向41の長さを短くでき小型化が可能となる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The sealing
(2) The range covered with the sealing
(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2の実施の形態に係るサーマルヘッドの構成を示す平面図である。図4は、図3のI−I線断面を模式的に示す図である。以下、本実施の形態に係るサーマルヘッド100の、第1の実施の形態に係るサーマルヘッド100との違いについて述べる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the thermal head according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section taken along line II of FIG. Hereinafter, differences between the
図3および図4に示す本実施の形態のサーマルヘッド100は、保護膜12が覆う領域を、第1の実施の形態よりも大きく拡げている。具体的には、絶縁基板4の回路基板9側の縁部4xを、保護膜12が覆っている。つまり、ワイヤ7a、7b、7cの下方の領域R4まで、保護膜12が覆っている。この領域R4は、共通電極2の一方の端部21aと共通電極2の他方の端部21bの間に位置しており、かつ、絶縁基板4の縁部4xに接触している。
In the
このように、本実施の形態に係るサーマルヘッド100では、保護膜12と封止樹脂8が接する範囲をより大きくしたので、封止樹脂8の密着強度が第1の実施の形態よりも更に高まる。
As described above, in the
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
(変形例1)
保護膜12が被覆する範囲は、上述した各実施の形態と異なっていてもよい。
図5は、一の変形例に係るサーマルヘッド100の構成を示す平面図である。図5に示すサーマルヘッド100は、図1に示した領域R1〜R3を覆っていないが、絶縁基板4の回路基板9側の縁部4x、すなわち図3に示す領域R4を覆っている。このように構成されたサーマルヘッド100も、従来よりも高い封止樹脂8の密着強度を有する。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.
(Modification 1)
The range covered by the
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a
図6は、一の変形例に係るサーマルヘッド100の構成を示す平面図である。図6に示すサーマルヘッド100は、IC電極パッド60の配列ピッチが上述した各実施の形態よりも広い。そのため、個別電極3の接続パッド31の配列ピッチも、上述した各実施の形態よりも広くなっている。この場合、図1に領域R1〜R3と示した面積が狭いので保護膜12を延伸するための十分なスペースが存在しない。
このような場合には、保護膜12が領域R1〜R3を覆うことは難しいが、絶縁基板4の回路基板9側の縁部4xの領域R4を覆うことは可能である。このように構成されたサーマルヘッド100も、従来よりも高い封止樹脂8の密着強度を有する。
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a
In such a case, it is difficult for the
その他、図1において、保護膜12が領域R1〜R3のいずれか1つだけを覆う構成や、領域R1〜R3のいずれか2つだけを覆う構成などについても、同様の効果を奏することができる。このように、従来よりも密着性が改善される種々の態様が本発明の範囲に含まれる。
In addition, in FIG. 1, the same effect can be achieved with a configuration in which the
(変形例2)
ドライバIC6の個数は2個でなくてもよい。例えば、ドライバIC6を1個だけにしてもよいし、ドライバIC6を3個以上用いてもよい。ドライバIC6が3個以上存在する場合、各ドライバIC6間の領域のうち、任意の領域を保護膜12により覆ってよい。このようにした場合であっても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
(Modification 2)
The number of driver ICs 6 need not be two. For example, only one driver IC 6 may be used, or three or more driver ICs 6 may be used. When there are three or more driver ICs 6, any region among the driver ICs 6 may be covered with the
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
100…サーマルヘッド、1…発熱体、2…共通電極、3…個別電極、4…絶縁基板、6、6a、6b…ドライバIC、7a、7b、7c…ワイヤ、8…封止樹脂、9…回路基板、12…保護膜
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記絶縁基板上に発熱体の微小領域ごとに形成され、前記微小領域ごとに前記駆動電圧を印加する複数の個別電極と、
前記絶縁基板に接して回路基板上に設けられ、前記複数の個別電極の各々に流れる電流を制御する駆動ICと、
前記共通電極と前記個別電極を含む保護領域を覆う保護膜と、
前記駆動ICに結線されたワイヤおよび前記駆動ICを、前記絶縁基板および前記回路基板を跨いで覆う封止樹脂とを備え、
前記複数の個別電極には、前記ワイヤにより前記駆動ICと接続される接続パッドが前記絶縁基板の縁に沿って設けられ、
前記保護領域は、前記封止樹脂で覆われている領域のうち、前記共通電極の一端と前記共通電極の他端との間でかつ前記絶縁基板の前記縁の少なくとも一部に接する領域を含むサーマルヘッド。 A common electrode formed on an insulating substrate and applied with a driving voltage;
A plurality of individual electrodes formed on the insulating substrate for each minute region of the heating element and applying the driving voltage to each minute region;
A driving IC provided on the circuit board in contact with the insulating substrate and controlling a current flowing through each of the plurality of individual electrodes;
A protective film covering a protective region including the common electrode and the individual electrodes;
A wire connected to the driving IC and a sealing resin that covers the driving IC across the insulating substrate and the circuit board;
The plurality of individual electrodes are provided with connection pads connected to the driving IC by the wires along the edge of the insulating substrate,
The protective region includes a region that is between one end of the common electrode and the other end of the common electrode and is in contact with at least a part of the edge of the insulating substrate among the regions covered with the sealing resin. Thermal head.
前記保護領域は、前記共通電極の一端と複数の前記接続パッドとの間に拡がる前記絶縁基板の領域を含むサーマルヘッド。 The thermal head according to claim 1,
The protective area includes a region of the insulating substrate that extends between one end of the common electrode and the plurality of connection pads.
前記保護領域は、複数の前記接続パッドの一部と複数の前記接続パッドの他の一部との間に拡がる前記絶縁基板の領域を含むサーマルヘッド。 The thermal head according to claim 1 or 2,
The protective region includes a region of the insulating substrate that extends between a part of the plurality of connection pads and another part of the plurality of connection pads.
前記保護領域は、前記共通電極の一端と前記縁との間に拡がる前記絶縁基板の領域を含むサーマルヘッド。 In the thermal head according to any one of claims 1 to 3,
The protective region includes a region of the insulating substrate that extends between one end of the common electrode and the edge.
前記保護領域は、複数の前記接続パッドと前記縁との間に拡がる前記絶縁基板の領域を含むサーマルヘッド。 In the thermal head according to any one of claims 1 to 4,
The protection area includes a region of the insulating substrate that extends between a plurality of the connection pads and the edge.
前記封止樹脂は、前記共通電極の両端と前記回路基板上に設けられた配線パターンとを電気的に接続するワイヤを更に封止するサーマルヘッド。 In the thermal head according to any one of claims 1 to 5,
The sealing resin is a thermal head for further sealing a wire for electrically connecting both ends of the common electrode and a wiring pattern provided on the circuit board.
前記封止樹脂は、前記保護膜の表面に対しては、前記絶縁基板の表面、前記共通電極の表面、および前記個別電極の表面に対してよりも固着しやすいサーマルヘッド。
In the thermal head according to any one of claims 1 to 6,
The sealing resin is a thermal head that is more easily fixed to the surface of the protective film than the surface of the insulating substrate, the surface of the common electrode, and the surface of the individual electrode.
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