JPH04173262A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ファクシミリ、プリンター装置等にお（」る
画像入出力部のザーマルヘットモジュールに関する。

〈従来技術〉 第５図（ａ）　（ｂ）は従来技術のサーマルヘッドの構
造を示す図である。

まず、第５図（ａ）においてサーマルヘッドの基板製造
方法を述べる。

サーマルヘッドは、基材となる耐熱樹脂基板２の片面に
金属層Ｉを、他面に熟成散層兼共通電極層３と半田バン
プ接続電極層４を形成した両面銅張積層樹脂基板である
。

該基板構造は、基板２の−Ｌ面に、第−層として、まず
熟成散層兼共通電極層３および半田バンプ接続電極層４
を形成する。この製造方法として、前処理工程後フオ）
・リソ工程を経て金属層（Ｃｕ）のエツチングを行ない
、熟成散層兼共通電極層３および半田バンプ接続電極層
４を配線形成する。また、半田付は性を向りさせるため
、画電極層３゜４に無電界によるニッケル系合金（Ｎｉ
−Ｐ）メツギ、金（ΔＵ）メツキを施し、さらに、これ
を裏面の金属層１にも形成引る。

第二層に、半田ダム層兼蓄熱層５を形成する。

この半田ダム層兼蓄熱層５はポリイミド系樹脂を成分と
し、前記基板全面にスピンナ法でコーティングし、フォ
トリソ工程、エツヂング工程を経てパターンニンク形成
する。膜厚は、例えば３μｍで、半１月ダム径φが１０
０μｍのサイズで円孔を形成仕上げしておく。

第三層目として、発熱抵抗体層６を、第四層目にり−１
・電極層７（Δｌ−Ｓ　ｉ）を、スパッタリング装置に
より順次成膜し、レジスト塗布」−程、フ才）・リソ工
程、エツヂンク工程を経て、発熱抵抗体層６、リード電
極層７（△ｌ−Ｓ　ｉ）を配線形成−４′ろ３、このと
き、リード電極層７（」半田バンプ接続電極層４と電気
的導通が図られる。

上述した基板作製工程におけるザーマルヘツトの半］１
１バンプ接続部構造は、半田ダノ、層兼蓄熱層５と金属
層１．３．４　（Ｃｕ／Ｎｉ　ｌ）／ΔＵ）の段差構造
で成りｑっており、この段差部の厚みは、前］ホしたよ
うに３Ｉｔ　ｍとなっている。

このようなザーマルヘッドの基板構造で、駆動素子１０
と基板のフェイスタウンポンディングを行なう場合、ま
ず、半田ダム層兼蓄熱層５を含む半１■１バンプ接続電
極部Δイ・１近の全面にフラックス活性剤Ｆを塗布する
。このフラックス塗布厚は５０〜８０Ｉ１ｍとし、転写
法により塗布する。そし−ζ、゛１′、田ハンプ９が形
成された駆動素子ＩＯをポンディング装置により前記基
板−１−に搭載し仮固定する。

このとき、半田バンプ９は、第５図（ａ）の如く、ポン
ディング装置の搭載精度のばらつきがあるために、半田
バンプ接続電極部Ａの内部あるいは半田ダト層兼蓄熱層
５の上面に位置゛４゛れして仮固定される。この状態で
仮固定された駆動素子１０と基板を、リフロー工程を通
し半田バンプ９を溶融して両者の電気的接続を行なって
いた。

なお、図中ＩＩは、保護膜としてスパッタ法にて成膜さ
れた耐摩耗層を示（２ている。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 しかしながら、第５図（ｂ）に示すように、フラックス
塗布工程において蓄熱槽兼半田ダム層５か３７１ｍの厚
みで段差のある凹構造となっているがために、フラック
スＦの塗布時に半田ハンプ接続電極部Ａの内部に気泡が
発生して均一に塗布されない場合が生じ、半田ハンプ９
が）１４田バンプ接続電極部Ａの内部の位置で仮固定さ
れていても、局部的にフラックス活性化が低−トし、リ
フロー工程後に一部の半１月バンプ９が溶融されず、半
田バンプ形状に支障を起たすことがある。

また、フラックスＦが均一・に塗布されている場合にお
いては、ボンティング装置の搭載精度ばらつきがあるた
め、半田バンプ９が半］１コダム層５の１−面に位置１
′れして仮固定される。

このとき、リフロー工程で半田が溶融される際、従来の
溶融面積で（」前記段差構造のため半田が−）１′ＦＢ
バンプ接続電極部△に溶（Ｊ込むことができないことが
ある。もしくは、半［Ｂ９の一部が溶Ｃ）込んだ場合で
も、半田９の表面張力による自己補正ができない。すな
わち、セルフアライメント効果の低１ζが生じろといっ
た問題点がある。

さらに、前述した基板作製且程において、半田ダム層５
を形成する際のエッチングエ稈の条件のばらつきから、
該電極部Δに半８］ダム層兼蓄熱層５のポリイミド樹脂
の残さが生じやすく、半田付（１件の低下を促してし２
まう。

以−１，のとおり、従来の製造工程による段差構造かた
めに゛１Ｎ１１バンプ接続後のバンプ形状が理想的な樽
（バレル）形状にならなく不定形となることがある。そ
うすると、半１１しくンプ９の接続強度が低下し、駆動
素子１０と基板との電気的接続に不具合が生じゃずいと
いう難点があった。

本発明は、」１記課題に鑑ゐ、セルフアライメント効果
を向」こさせ、リフロー時の平目」形状を理想的な樽形
状にして、駆動素子との電気的接続を確実に行ない得る
ザーマルヘッドの提供を１」的とする。

く　課題を解決するだめの手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１図（ａ）　（ｂ）な
いし第４図の如く、耐熱樹脂基板２の−上面に蓄熱層５
を積層し、該蓄熱層５の上面に、発熱抵抗体層６および
電極層７が形成され、前記電極層７の−１−面は露出さ
れ、該電極層７の−１−而に、駆動素子ＩＯの半田ハン
プ９と接続するための接続市極部Ａが突出形成されたも
のである。

〈作用〉 上記課題解決手段において、耐熱樹脂基板２の上面に蓄
熱層５を積層し、該蓄熱層５の１−面に、電極ＪＹＤ　
７、発熱抵抗体層６を形成する。

このとき、電極層７を露出しているので、電極層７の上
面に蓄Ｓ１層による段差を設（ｊなくても？ｌ′［月を
リフローすることかでき、製造上のポリイミド樹脂の残
さかなくなり、半田イマ］け性の向−１−が図られる。

また、電極層７の上面に接続電極部Δを突出形成してい
るので、フユ、イスダウンボンティング■「程において
は、ポンティング装置の搭載粘度のばらつきによって電
極層７の上面に位置ずれして仮固定されていても、リフ
ロー工程で、半１」１がその表面張力により溶融して平
目］バンブ接続電極部Δに引き込まれ、セルフアライメ
ント効果が向−１ニし、駆動素子とザーマル／＼ツドの
良好な電気的接続が得られろ。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１〜３図に基ついて説明す
る、。

第１図（ａＸｂ）は本発明による第一実施例のサーマル
ヘッドを示ず断面図てあり、同図（ａ）ｆＪ駆動素子実
装後、同図（ｂ）は駆動素子実装作業中の状態を夫々示
している。また、第２図は同じくサーマルヘッドの外観
斜視図、第３図は同じく保護膜形成前のサーマルヘッド
の一部拡大斜視図である。

なお、従来と同様の機能を有する部材については、同一
符号をイリしている。

第１〜３図の如く、本実施例のサーマルヘッドは、１）
Ｊ祠となる耐熱樹脂基板２と、該樹脂基板２の下面の金
属層１と、熟成散層兼共通電極層３を形成する銅（Ｃｕ
）製の金属層とから成る両面銅張積層樹脂基板を備え、
該基板」二にポリイミド樹脂を成分とした蓄熱層５を積
層し、該蓄熱層５の上面に、発熱抵抗体層６、共通電極
層３ａ、およびリート電極層７が順次積層されている。

リード電極層７および発熱抵抗体層６は、第２゜３図の
如く、アレイ状に多数個並設され、さらにその上面に耐
摩耗層１１が成膜されている。そして、第１図（ａＸｌ
））の如く、前記リード電極層７の上面の一部は露出さ
れ、該電極層７の上面に、駆動素子１０（ＩＣ）の半Ｉ
Ｆ’］バンプ９と接続するたｙ）の接続電極部Δが突出
した形で形成されている３、第１図（ａ）　（ｂ）に示
すように、サーマルヘッドは、第−層として、下面に銅
（Ｃ＋、＋）製の金属層１を固着（刀こ耐熱樹脂基板２
のに而に熟成散層兼共通電極層３が形成される。その製
造方法上して、；）η処理工程後、フオＩ・リソ工程を
経て金属層（Ｃｕ）Ｉのエツチングを行ない、熟成散層
兼共通電極層３のゐを形成する。この層−１−には、ｊ
ｆ、　ＩＴ（例！Ｊ性向−１゜のため、無電界ニッケル
系合金（Ｎｉ−Ｐ）メツキ。

金（ΔＵ）メツキ工程を行ない、熟成散層兼共通電極層
３（Ｃｕ／Ｎ１−Ｐ／ΔＵ）が形成される。

第二層は、前記第−層りにポリイミド樹脂層５が蓄熱層
として形成される。該蓄熱層５は、発熱抵抗体層６で発
生した熱の散逸を阻止して温度を上昇させるためのもの
で、まず、スピンナ法で基板全面にコーテイング後ベー
タキングし、その後、フォトリソ」−程、エツヂング工
程を経て形成される。この層においては、共通電極部の
導通を行なう領域のみのパターンニングでよい。

第三層には前記蓄熱層５の上面に発熱抵抗体層６がアレ
イ状に積層され、さらに第四層にはアルミニウム系合金
（ＡＩ−８ｉ）やチタン（ゴ１）製の半田ダム層兼リー
ト電極層７が絶縁部７ａを除く発熱抵抗体層６と蓄熱層
５の全面に順次積層される。

また、前記共通電極層３の上面には共通り一部３ａを形
成しておく。

そして、該半ＥＬ］ダム層兼り−ト電極層７の半［１１
バンプ接続電極部Δは、半１：Ｔ（９の表面張力を利用
してその形状を制限するため、小径の円板状に突出形成
されている。ここで、該半田バンプ接続電極部Ａの外径
はφ９５〜１００μｍ１突起厚は２゜５μｍとされてい
る。

該手口」バンプ接続電極部Ａの金属材料としては、銅（
Ｃｕ）またはニッケル（Ｎ　ｉ）が使用され、半（Ｊコ
ダム層兼リード電極層７と共に、スパッタリング法によ
り順次薄膜成膜しレジスト塗布、フォトリソ工程、エツ
ヂング工程を経て配線形成さイ１．る。また、該半［１
］バンプ接続電極部Ａの表面に（Ｊ、半］１１（＝Ｉけ
性を向」ニさせるため無電界メツキによる金（ΔＵ）メ
ツキ層が施されている。

ここで、本実施例のザーマルヘッドは、第５図（ａＸｂ
）に示す従来のザーマルヘッドと異なり、リード電極層
７の上面が蓄熱層に覆われずに露出している。これは、
リード電極層７の上面にポリイミド樹脂の残さが生じる
のを防止するためである。

なお、図中ＩＩは、発熱抵抗体層６を保護する保護膜と
してスパッタ法にて成膜された耐摩耗層を示している。

このような基板と、駆動素子ＩＯとのフェイスダウンポ
ンディング接続を行なう場合、第１図（ｂ）の如く、該
基板の半田バンプ接続電極部Ａの側近のみにフラックス
Ｆを塗布し、ホンディング装置で駆動素子１０を半１月
バンプ接続電極部△の径内あるい（」、半田ダム層兼リ
ード電極層７の接続部Ａ　（”Ｊ近の位置で仮固定し、
リフロー工程を通し半「ＩＥハンプ接続電極部△と半ｌ
′＋］ハンプ９とのフェイスダウン接続を行なう。

ところで、この際、ボンディング装置の搭載精度のばら
つき（例えば、搭載精度６０μｍ）から、同図（１））
のように平目］バンプ９が接続電極層から位置ずれして
仮固定されることがある。

しかし、このとき、半田バンプ接続電極部へを電極層７
の上面に突出して形成しており、第５図（ａ）　（ｂ）
に示す従来のザーマルヘッドのようにリード電極層７が
蓄熱層に覆われずに露出しているため、従来のようなポ
リイミド樹脂の残さかなく、リフロー工程において従来
の半田バンプの溶融面積による表面張力で半田バンプ接
続電極部Ａに吸収されやすくなる。すなわち、セルフア
ライメント効果が向上し、第１図（ａ）で示すように理
想的な樽状の半ＩＩ＋バンプ接続形状が形成される。

したがって、駆動素子１０と電極層７との電気的接続を
確実に行なうことができ、接続の高信頼性が得られる。

〔第二実施例〕

第４図は本発明による第二実施例のザーマルヘッドを示
す断面図である。

第４図に示す実施例も、ポリイミド樹脂を成分とした蓄
熱層５を形成し、該蓄熱層５の上面に発熱抵抗体層６を
全面に残存形成したまま半田ダノ・−、−１２− 層兼リート電極層７が形成されている。その他の構成は
第一実施例と同様である。

第４図の実施例において、ボンディング装置の搭載精度
のばらつきから、半田バンプ９が半ロ１ダム層兼リード
電極層７の上面に位置ずれして仮固定された場合て乙、
半１１１バンプ接続電極部Δか第一実施例と同様に突出
形成され、リード電極層７が従来の如く、蓄熱層に覆わ
れずに露出しているため、従来のポリイミド樹脂の残ざ
がなくなり、リフロー工程において従来の半１］］バン
プの溶融面積による表面張力で半ＩＩ＋バンプ接続電極
部Δに吸収されやすくなる。すなわち、セルフアライメ
ント効果が向」ニし、理想的な樽状の半［ηバンプ形状
が形成される。

したがって、駆動素子ＩＯと電極層７との電気的接続か
容易にてき高（３頼性が得られる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で−１−記実施例に多くの修正１５よ
び変更を加え得ることは勿論である。

〈発明の効果〉 以−ヒの説明から明らかな通り、本発明によると、電極
層の上面を露出させ、電極層の接続電極部を突出した構
造としているので、製造工程における半田ダム層形成プ
ロセスが不要になりポリイミド樹脂の残さかなくなり半
田付は性の向」二が図れる。

また、フェイスダウン接続工程においてはボンディング
装置の搭載精度のばらつきから、半田バンプが電極層ト
の位置で仮固定された場合でも、リフロー工程において
従来の半田バンプの溶融面積による表面張力で接続電極
部に吸収されやすくなる。すなわち、セルフアライメン
ト効果が向上し、理想的な樽状の半田バンプ接続形状が
形成される。したがって、駆動素子とザーマルヘッドと
の電気的接続を容易に行ない得、高信頼性が得られると
いった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）は本発明による第一実施例のザー
マルヘッドを示す断面図であり、同図（ａ）は駆動素子
実装後、同図（ｂ）は駆動素子実装作業中の状態を夫々
示している。また、第２図は同じくザーマルヘツトの外
観斜視図、第３図は同じく保護膜形成＋ｉｉｊのザーマ
ルヘッドの一部拡人斜視図である。 第４図（」本発明による第二実施例のザーマルヘットを
示す断面図である。 第５図（ａ）　、　（ｂ）は従来技術によるザーマルヘ
ツトの断面図であり、同図（ａ）は駆動素子実装イ′］
業中、同図（１））は駆動素子の実装後の状態を示して
いる３゜ １　金属層、２：耐熱樹脂基板、３　共通電極層、５、
蓄熱層、６・発熱抵抗体層、７．リード電極層、９：半
田バンブ、１０．駆動素子、１１．耐摩耗層、Ａ接続電
極部。 出　願　人　　ンヤーブ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐熱樹脂基板の上面に蓄熱層を積層し、該蓄熱層の上面
   に、発熱抵抗体層および電極層が形成され、該電極層の
   上面は露出され、該電極層の上面に、駆動素子の半田バ
   ンプと接続するための接続電極部が突出形成されたこと
   を特徴とするサーマルヘッド。