專利名稱：熱敏頭及其結(jié)合連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及搭載在例如熱轉(zhuǎn)印型打印機(jī)上的高性能(300dpi以上)的熱敏頭及其結(jié)合連接(焊接)方法。
背景技術(shù)：
熱敏頭具有頭基板和驅(qū)動(dòng)IC基板，所述頭基板具有由例如玻璃等高絕熱材料構(gòu)成的蓄熱層、由通電進(jìn)行發(fā)熱的多個(gè)發(fā)熱電阻器、個(gè)別地與各發(fā)熱電阻器導(dǎo)通連接的多個(gè)分立電極(單個(gè)電極)、和與全部發(fā)熱電阻器導(dǎo)通連接的公用電極，所述驅(qū)動(dòng)IC基板具有設(shè)置于各分立電極、分別控制向多個(gè)分立電極的通電/非通電的多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC、和用于使多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC與對應(yīng)的分立電極連接的多個(gè)IC電極焊片，通過使經(jīng)由公用電極和分立電極而使其發(fā)熱的發(fā)熱電阻器與墨帶和卷繞在壓紙輥上的狀態(tài)的被印刷物壓接來進(jìn)行印刷工作。
在上述熱敏頭中，能夠通過使用了接合線的引線接合來連接對應(yīng)的IC電極焊片和分立電極。由于按照比發(fā)熱電阻器的排列間隔窄的間距間隔來配置IC電極焊片，因此，作為接合線，使用線徑25μm左右的Au線。在進(jìn)行引線接合連接時(shí)，如圖13所示，一般使用熱敏頭接合用的毛細(xì)管(キヤピラリ)40’，其在尖端具有使接合線31’插通的插通支承孔41’和按壓插通在該插通支承孔41’中的接合線的圓形按壓面42’。具體地說，將毛細(xì)管的尖端圓形按壓面42’和突出于該尖端圓形按壓面42’的接合線31’一起接觸在IC電極焊片或分立電極上，通過在該狀態(tài)下施加超聲波振動(dòng)，使接合線31’與IC電極焊片或分立電極連接。
近年來一直謀求熱敏頭的進(jìn)一步高性能化(高記錄密度化)，一片頭基板的平面大小不變或變小，而使形成在該頭基板上的發(fā)熱電阻器的數(shù)量即印刷點(diǎn)數(shù)增加。隨之，由于分立電極和IC電極焊片的數(shù)量也增大，因此，將分立電極和IC電極焊片按多列配置成階梯狀(交錯(cuò)配置)。若在驅(qū)動(dòng)IC基板上進(jìn)行這樣的交錯(cuò)配置，則隨著印刷點(diǎn)數(shù)增大而基板的大小(寬度尺寸)也增大，能由單一薄板形成的驅(qū)動(dòng)IC基板的數(shù)量減少，因此成本增加了。為了使能由一片薄板形成的驅(qū)動(dòng)IC基板的數(shù)量增加來謀求低成本化，最好使IC電極焊片的間距間隔盡可能地窄，在與發(fā)熱電阻器的排列方向大致平行的方向上單列排列地配置多個(gè)IC電極焊片。同樣地，最好也使分立電極的間距間隔盡可能地窄。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開公報(bào)平8-90811號但是，若分立電極和IC電極焊片(パツド)的間距間隔窄，就限制了結(jié)合連接時(shí)使用的毛細(xì)管的線徑，由該毛細(xì)管，分立電極和IC電極焊片接合的接合線的接合面積就變小。由Al在硬質(zhì)的陶瓷基板和玻璃上形成分立電極和IC電極焊片，為了使Au接合線直接接合在該Al上，就需要破壞Al表面的氧化膜而后充分地生成Al和Au的合金(Al的熱擴(kuò)散的共晶相)。這樣，若不能確保與接合線的接合表面積在一定以上，就得不到充分的接合強(qiáng)度，由于接觸不穩(wěn)定而電阻率變得不穩(wěn)定，可靠性(有無斷線)就降低。要增大接合表面積，就可以增大對接合線的按壓力，增大生成Al和Au的合金所需的能量，但若對接合線的按壓力增大，接合線的上升部的厚度(截面積)就變薄，抗拉強(qiáng)度就降低。這樣，接合線的接合表面積的增大與接合線的上升部的厚度就成相反關(guān)系，特別是在窄間距間隔的分立電極和IC電極焊片中，很難同時(shí)滿足雙方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的，其目的在于即使用窄間距間隔也能夠準(zhǔn)確地結(jié)合連接分立電極和IC電極焊片，得到廉價(jià)且高性能的熱敏頭及其結(jié)合(ボンデイング)連接方法。
本發(fā)明以接合線與分立電極和IC電極焊片的接合形狀(引線楔子形狀)為著眼點(diǎn)，規(guī)定用于得到理想的接合狀態(tài)的引線楔子形狀的條件，由毛細(xì)管形成該引線楔子(リ一ドウエツジ)形狀。
即，本發(fā)明具有頭基板和驅(qū)動(dòng)IC基板，所述頭基板具有按一定間隔排列的多個(gè)發(fā)熱電阻器；與該多個(gè)發(fā)熱電阻器全部連接的公用電極；分別與多個(gè)發(fā)熱電阻器連接的多個(gè)分立電極，所述驅(qū)動(dòng)IC基板具有分別控制向多個(gè)分立電極通電/非通電的多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC；分別與多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC連接的多個(gè)IC電極焊片，其按照比該發(fā)熱電阻器的排列間隔窄的間距間隔排列在大致平行于發(fā)熱電阻器的排列方向的方向上，通過接合線結(jié)合連接了多個(gè)分立電極和多個(gè)IC電極焊片，在上述熱敏頭中，上述接合線的線徑在23μm以下，具有接合部和上升部，所述接合部的寬度比線徑寬，與分立電極或上述IC電極焊片接合，所述上升部分是從該接合部上升預(yù)定角度后從分立電極和IC電極焊片浮上來的狀態(tài)，IC電極焊片的間距間隔在60μm以下，接合線的接合部的表面積在0.0015mm2以上，并且，接合線的上升部的截面積在0.00025mm2以上。
實(shí)際上接合線由Au構(gòu)成，多個(gè)分立電極和多個(gè)IC電極焊片的至少一方由Al形成。
此外，根據(jù)本發(fā)明結(jié)合連接方法的方式，熱敏頭具有頭基板和驅(qū)動(dòng)IC基板，所述頭基板具有按一定間隔配置成列狀的多個(gè)發(fā)熱電阻器、與該多個(gè)發(fā)熱電阻器全部連接的公用電極、分別與多個(gè)發(fā)熱電阻器連接的多個(gè)分立電極，所述驅(qū)動(dòng)IC基板具有分別控制向多個(gè)分立電極通電/非通電的多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC、分別與多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC連接的多個(gè)IC電極焊片，其按照比該發(fā)熱電阻器的排列間隔窄的60μm以下的間距間隔排列在大致平行于發(fā)熱電阻器的排列方向的方向上，在上述熱敏頭中，準(zhǔn)備具有23μm以下的線徑的接合線，在通過該接合線結(jié)合連接分立電極和IC電極焊片時(shí)，使接合線與分立電極和IC電極焊片的接合部的表面積在0.0015mm2以上，并且，使從接合部上升的接合線的上升部的截面積在0.00025mm2以上。
在上述結(jié)合連接方法中，為了使接合線與分立電極和IC電極焊片的接合部的表面積在0.0015mm2以上，并且，使從接合部上升的接合線的上升部的截面積在0.00025mm2以上，有以下三種具體實(shí)施例。
作為第一實(shí)施例，其特征在于，具有下述工序準(zhǔn)備毛細(xì)管的工序，所述毛細(xì)管具有插通接合線的插通支承孔和按壓插通到該插通支承孔中的接合線的尖端按壓面，該尖端按壓面的平面形狀為非圓形狀，與分立電極或IC電極焊片的排列方向相正交的方向上的尺寸比該排列方向上的尺寸大；使插通到毛細(xì)管的插通支承孔中的接合線位于分立電極或IC電極焊片上，并通過尖端按壓面進(jìn)行按壓，對該按壓后的接合線給予超聲波振動(dòng)，使其與分立電極或IC電極焊片相接合的工序。最好在該實(shí)施例中，毛細(xì)管的尖端按壓面的與發(fā)熱電阻器的排列方向相正交的方向上的兩端部由曲率大于0.03mm小于0.05mm的曲面構(gòu)成。
作為第二實(shí)施例，具有下述工序準(zhǔn)備毛細(xì)管的工序，所述毛細(xì)管具有插通接合線的插通支承孔和按壓插通到該插通支承孔中的接合線的尖端按壓面；使插通到毛細(xì)管的插通支承孔中的接合線位于分立電極或IC電極焊片上，并通過尖端按壓面進(jìn)行按壓，一邊對該按壓的接合線給予超聲波振動(dòng)，一邊使毛細(xì)管在與分立電極或IC電極焊片的排列方向相正交的方向上移動(dòng)，使接合線與分立電極或IC電極焊片相接合的工序。
作為第三實(shí)施例，具有下述工序在分立電極和上述IC電極焊片的上面形成表面積在0.002mm2以上的Au焊片層的工序；在該Au焊片上連接Au接合線的一端的工序。
本發(fā)明具有如下的效果。
根據(jù)本發(fā)明，即使用窄間距間隔也能夠準(zhǔn)確地結(jié)合連接分立電極和IC電極焊片，能夠得到廉價(jià)且高性能的熱敏頭及其結(jié)合連接方法。


圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及的熱敏頭的平面圖。
圖2是示出該熱敏頭的分立電極側(cè)的剖面圖。
圖3是示出該熱敏頭的公用電極側(cè)的剖面圖。
圖4是概略地示出驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5(a)是示出通過本發(fā)明的方法結(jié)合連接的Au接合線的接合形狀的平面圖，(b)是其剖面圖。
圖6是示出Au接合線的接合有效面積S(mm2)與結(jié)合連接成功率(％)的關(guān)系的圖表。
圖7是示出Au接合線的斷裂部截面積E(mm2)與引線強(qiáng)度(g)的關(guān)系的圖表。
圖8是示出使Au接合線的斷裂部截面積E在本發(fā)明方式和現(xiàn)有方式中相同，該斷裂部截面積E、本發(fā)明涉及的接合有效面積S、現(xiàn)有方式涉及的接合有效面積S’、和毛細(xì)管的尖端按壓面的兩端部的曲率OR的關(guān)系的圖表。
圖9(a)是示出毛細(xì)管的側(cè)面圖，(b)是示出毛細(xì)管的尖端按壓面的平面圖，(c)是示出該尖端按壓面附近的剖面圖。
圖10(a)是說明第一實(shí)施例涉及的結(jié)合連接方法的透視剖面圖，(b)是其剖面圖。
圖11是說明第二實(shí)施例涉及的結(jié)合連接方法的剖面圖。
圖12是說明第三實(shí)施例涉及的結(jié)合連接方法的剖面圖。
圖13(a)是示出現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管的平面圖，(b)是示出該毛細(xì)管的尖端按壓面的平面圖，(c)是示出該尖端按壓面附近的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1～圖3示出適用了本發(fā)明的熱敏頭1。熱敏頭1在頭基板2上具有蓄熱層3，所述頭基板2由陶瓷材料或金屬材料構(gòu)成，散熱性優(yōu)良，所述蓄熱層3由例如玻璃等絕熱材料構(gòu)成，在該蓄熱層3的上面具有在圖1的左右方向上按一定間隔排列的多個(gè)發(fā)熱電阻器4。各發(fā)熱電阻器4是使用Ta2N或Ta-SiO2等金屬陶瓷材料形成在蓄熱層3上面的整個(gè)面上的電阻層4’的一部分，由絕緣勢壘(バリア)層5覆蓋著該表面。絕緣勢壘層5由例如SiO2、SiON、SiAlON等絕緣材料形成，規(guī)定著各發(fā)熱電阻器4的平面大小(長度尺寸L、寬度尺寸W)。在相鄰的發(fā)熱電阻器4之間存在著散熱性基板2露出的間隙區(qū)域α。在本實(shí)施例中，由相鄰的一對發(fā)熱電阻器4(4a、4b)形成一個(gè)印刷點(diǎn)部D，多個(gè)印刷點(diǎn)部D列狀地被配置在與發(fā)熱電阻器4的通電方向相正交的方向(圖1的左右方向)上。
由相互的電阻縱向的一端部為平面コ字形的導(dǎo)體6，連接著一對發(fā)熱電阻器4a、4b，如圖2所示，在一個(gè)發(fā)熱電阻器4a的電阻縱向的另一端部連接著分立電極7，如圖3所示，在另一個(gè)發(fā)熱電阻器4b的另一端部連接著公用電極8。該分立電極7和公用電極8對于印刷點(diǎn)部D按同一方向連接，在印刷點(diǎn)部D(發(fā)熱電阻器4)的排列方向上具有特定的規(guī)則性地整齊排列著。在各分立電極7與公用電極8之間存在間隙區(qū)域α，由該間隙區(qū)域，與發(fā)熱電阻器4的寬度尺寸W大致相同地規(guī)定著分立電極7和公用電極8的寬度尺寸。
在每個(gè)印刷點(diǎn)部D上設(shè)置著分立電極7，形成為向各發(fā)熱電阻器4a的電阻縱向延長。該分立電極7在與發(fā)熱電阻器4a相反的一側(cè)的端部，與驅(qū)動(dòng)單元10的IC電極焊片11引線接合。分立電極7由Al形成。
在每相鄰的兩個(gè)印刷點(diǎn)部D設(shè)置有公用電極8，分別配置在設(shè)置于該兩個(gè)印刷點(diǎn)部D上的分立電極7之間。該公用電極8構(gòu)成大致Y字形，具有與相鄰的兩個(gè)發(fā)熱電阻器4a相連接的コ字形部、和從該コ字形部向發(fā)熱電阻器4a的電阻縱向平行延長的直線部。各公用電極8在與發(fā)熱電阻器4b相反的一側(cè)的端部與公用線9連接。在多個(gè)印刷點(diǎn)部D(或多個(gè)發(fā)熱電阻器4)的排列方向上延伸形成著公用線9，從設(shè)置在縱向(圖1的左右方向)的兩端上的一對供電點(diǎn)9a供電。一對供電點(diǎn)9a分別與散熱性基板2外面的電源20相連接。將來自公用線9的電力，通過各公用電極8，供給到全部的印刷點(diǎn)部D上。本實(shí)施例的導(dǎo)體6、分立電極7和公用電極8的各發(fā)熱電阻器4側(cè)的端部，覆蓋在絕緣勢壘層5上。上述導(dǎo)體6、公用電極8和公用線9由例如Cr、Ti、Ni、W等導(dǎo)電材料形成。
無圖示，但在絕緣勢壘層5、導(dǎo)體6、分立電極7、公用電極8和公用線9的上面形成著耐磨保護(hù)層，保護(hù)與壓紙輥的接觸等。
驅(qū)動(dòng)IC基板10與上述頭基板2另外設(shè)置，如圖4所示，具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC12，分別控制與多個(gè)分立電極7的通電/非通電；多個(gè)IC電極焊片11，分別與多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC12相連接；多個(gè)外部連接端子14，與各驅(qū)動(dòng)IC12的接地端子相連接。多個(gè)外部連接端子14與同驅(qū)動(dòng)IC基板10和頭基板2不同的接地焊墊片15相連接，來自該接地焊墊片15的接地電壓，通過IC電極焊片11和分立電極7，被給予到各驅(qū)動(dòng)IC12中。多個(gè)外部連接端子14各自導(dǎo)通。
IC電極焊片11按照比該發(fā)熱電阻器4的排列間隔窄的間距間隔，排列在大致平行于發(fā)熱電阻器4的排列方向的方向(圖1的左右方向)上。為了實(shí)現(xiàn)300dpi以上的高性能，IC電極焊片11的間距間隔最好在60μm以下，本實(shí)施例的IC電極焊片11的間距間隔是58μm。圖1中為了方便而簡略且放大地示出，但實(shí)際上是按上述窄間距間隔配置的。各IC電極焊片11是由Au接合線31與對應(yīng)的分立電極7引線接合的。
上述結(jié)構(gòu)的熱敏頭在分立電極7與IC電極焊片11的引線接合中具有特征。以下參照圖5，關(guān)于Au接合線31的接合形狀(引線楔子形狀)進(jìn)行說明。再有，Au接合線31的接合形狀在與分立電極7接合的情況下和與IC電極焊片11接合的情況下相同，因此，就對與IC電極焊片11接合的情況進(jìn)行說明。
Au接合線31具有23μm以下的線徑φ。Au接合線31的線徑φ被IC電極焊片11和分立電極7的間距間隔限制，通過滿足上述范圍，就能夠不從IC電極焊片11和分立電極7露出，而能夠?qū)τ趦煞搅己玫嘏cAu接合線31相接合。與IC電極焊片11接合的Au接合線31如圖5(a)(b)所示，具有比線徑φ寬的接合部(圖5的陰影線區(qū)域)31a和從該接合部31a上升預(yù)定角度的上升部31b。接合部31a是在結(jié)合連接時(shí)接受來自毛細(xì)管40(圖9)的按壓和超聲波振動(dòng)而形成的，由構(gòu)成IC電極焊片11的Al的熱擴(kuò)散，通過在Au接合線31與IC電極焊片11的界面上生成的合金層(Au與Al的共晶相)，而與IC電極焊片11接合。換言之，在結(jié)合連接時(shí)、形成在Au接合線31與IC電極焊片11之間的合金層的區(qū)域，就成為接合部31a，接合部31a的表面積越大，Au接合線31的接合強(qiáng)度也越大。上升部31b不與IC電極焊片11接合，而保持從該IC電極焊片11浮上了微小距離t的狀態(tài)。該上升部31b的厚度尺寸、即圖5(b)的用A-A線切斷后的截面積越大，接合線31的抗拉強(qiáng)度就越大。
圖6是示出Au接合線31的接合有效面積S(mm2)與接合成功率(％)的關(guān)系的圖表。在此，所述Au接合線31的接合有效面積S是Au接合線31的接合部31的表面積。從圖6可知，接合有效面積S在0.0003mm2左右時(shí)接合成功率低到20％，隨著接合有效面積S接近0.001mm2，接合成功率急劇上升。然后，接合有效面積S超過0.0015mm2時(shí)，接合成功率就達(dá)到100％。這樣，若接合有效面積S至少在0.0015mm2以上，就能夠準(zhǔn)確地結(jié)合連接Au接合線31，該結(jié)合連接部的電阻值也穩(wěn)定。
圖7是示出Au接合線31的斷裂部截面積E(mm2)與引線強(qiáng)度(g)的關(guān)系的圖表。在此，所述Au接合線31的斷裂部截面積是施加預(yù)定的拉力后使Au接合線31斷線時(shí)所產(chǎn)生的斷裂部的截面積，實(shí)質(zhì)上與Au接合線31的上升部31b的截面積大致相等?，F(xiàn)狀的熱敏頭要求4g以上的引線強(qiáng)度，在圖7中用粗線示出該下限值。從圖7可知，Au接合線31的斷裂部截面積E與引線強(qiáng)度成比例關(guān)系，若斷裂部截面積E變大，則引線強(qiáng)度也變大。斷裂部截面積E大約在0.00025mm2時(shí)，到達(dá)最低限需要的引線強(qiáng)度4g。這樣，若Au接合線31的上升部31b的截面積至少在0.00025mm2以上，就能夠確保接合線31的抗拉強(qiáng)度和可靠性。
從上述圖6和圖7可知，為了使具有23μm以下的線徑φ的Au接合線31準(zhǔn)確地結(jié)合連接，需要滿足下面的條件。
(條件1)S≥0.0015mm2(條件2)E≥0.00025mm2若滿足該結(jié)合連接條件1和2，即使按60μm以下的窄間距間隔也能準(zhǔn)確地結(jié)合連接IC電極焊片。
圖9示出結(jié)合連接時(shí)使用的毛細(xì)管40。毛細(xì)管40具有插通Au接合線31的插通支承孔41、和按壓插通到該插通支承孔41中的Au接合線31的尖端按壓面42。插通支承孔41位于尖端按壓面42的中心部，插通到該插通支承孔41中的Au接合線31從尖端按壓面42的中心突出。尖端按壓面42構(gòu)成非圓形狀，與分立電極7和IC電極焊片11的排列方向相正交的方向上(圖示X方向)的尺寸比該排列方向上的尺寸(圖示Y方向)長，與上述排列方向相正交的方向上的兩端部彎曲。該彎曲的尖端按壓面42的兩端部構(gòu)成具有預(yù)定的曲率OR的曲面。尖端按壓面42的兩端部的曲率OR越大，該兩端部的彎曲就越大，實(shí)際按壓尖端按壓面42中的Au接合線31的有效區(qū)域就越少。因此，如圖8所示，隨著接合部31a的表面積減少，反之上升部31b的截面積(厚度尺寸)就增大。這樣，尖端按壓面42的兩端部的曲率OR就是規(guī)定結(jié)合連接后的Au接合線31的接合部31a的表面積和上升部31a的截面積(厚度尺寸)的參數(shù)。將該曲率OR最優(yōu)化成滿足上述結(jié)合連接條件1和2，在本實(shí)施例中，從圖8可知，設(shè)為曲率OR≥0.03mm。曲率OR最好大于0.03mm小于0.05mm，更好的是大于0.03mm小于0.04mm。若是該范圍內(nèi)的曲率OR，就能夠最優(yōu)化接合部31a的表面積和上升部31a的截面積雙方。再有，尖端按壓面42的平面形狀不限于略橢圓形，也可以是矩形、菱形、橢圓形。
下面，關(guān)于用于滿足上述結(jié)合連接條件1和2的結(jié)合連接方法的第一實(shí)施例進(jìn)行說明。
首先，分別準(zhǔn)備具有23μm以下的線徑的Au接合線31、和具有圖9中示出的插通支承孔41和非圓形狀的尖端按壓面42的毛細(xì)管40。接著，在毛細(xì)管40的插通支承孔41中插通Au接合線31后，使其從尖端按壓面42的中心部突出，在該狀態(tài)下用毛細(xì)管40支承Au接合線31。
接著，如圖10所示，使Au接合線31位于分立電極7和IC電極焊片11的上面，從其上方開始，用尖端按壓面42按壓該Au接合線31，在該按壓狀態(tài)下，從毛細(xì)管40向Au接合線31給予超聲波振動(dòng)。通過該超聲波振動(dòng)，由Al形成的分立電極7和IC電極焊片11的表面氧化膜被破壞，在該分立電極7或IC電極焊片11與Au接合線31的界面上形成Au或Al的合金。即，Au接合線31與分立電極7或IC電極焊片11相連接，形成依存于毛細(xì)管40的尖端按壓面42的平面形狀和該兩端部的曲率OR的接合部31a(圖10的陰影線部分)和上升部31b。由于最優(yōu)化成滿足上述結(jié)合連接條件1和2，因此，能充分確保接合部31a的表面積和上升部31b的厚度尺寸(截面積)，得到充分的接合強(qiáng)度。
圖8中示出了根據(jù)圖示矩形指標(biāo)、使用圖13中示出的毛細(xì)管40’結(jié)合連接Au接合線31的現(xiàn)有方式中的接合有效面積S’和斷裂部截面積E與毛細(xì)管40’的曲率OR的關(guān)系。若使斷裂部截面積E在本實(shí)施例和現(xiàn)有方式中相同，則現(xiàn)有方式涉及的接合有效面積S’就大幅度地小于本實(shí)施例涉及的接合有效面積S，若確保斷裂部截面積E在0.00025mm2以上，就不能滿足上述結(jié)合連接條件1。
以上的第一實(shí)施例依存于毛細(xì)管40的尖端按壓面42的平面形狀和其兩端部的曲率OR，形成為Au接合線31的接合形狀。下面，對于不同于上述第一實(shí)施例的第二實(shí)施例所涉及的結(jié)合連接方法進(jìn)行說明。
在該第二實(shí)施例中，與毛細(xì)管40的尖端按壓面42的平面形狀和其兩端部的曲率OR無關(guān)。然后，如圖11所示，一邊對由尖端按壓面42按壓的接合線31給予超聲波振動(dòng)，一邊使毛細(xì)管40在圖示箭頭方向(與分立電極7和IC電極焊片的排列方向相正交的方向)上移動(dòng)，使Au接合線31連接。這樣，若使毛細(xì)管40在圖示箭頭方向上移動(dòng)，就能夠使Au接合線31的接合部31a的表面積在與圖示箭頭方向相正交的方向上延長，既確保上升部31b的截面積，又能使接合部31a的表面積增大。
此外，作為其他實(shí)施例，如圖12所示，用滿足上述結(jié)合連接條件1的表面積，在分立電極7和IC電極焊片11的上面預(yù)先形成Au焊片51，在該Au焊片51上結(jié)合連接Au接合線31。該實(shí)施例中也與毛細(xì)管40的尖端按壓面42的平面形狀和其兩端部的曲率OR無關(guān)。根據(jù)該實(shí)施例，由于能通過Au焊片51充分確保接觸面積，因此，可以使Au接合線31的上升部31b的截面積(厚度尺寸)滿足上述連接條件2地接合Au接合線31。
在以上的各實(shí)施例中，本發(fā)明適用于分立電極7和公用電極8配置于同一方向上的公用折疊結(jié)構(gòu)的熱敏頭，但本發(fā)明也可以適用于分立電極7和公用電極8配置在一條直線上的一般的熱敏頭。
權(quán)利要求
1.一種熱敏頭，具有頭基板和驅(qū)動(dòng)IC基板，所述頭基板具有按一定間隔排列的多個(gè)發(fā)熱電阻器；與該多個(gè)發(fā)熱電阻器全部連接的公用電極；分別與上述多個(gè)發(fā)熱電阻器連接的多個(gè)分立電極，所述驅(qū)動(dòng)IC基板具有分別控制向上述多個(gè)分立電極通電/非通電的多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC；分別與上述多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC連接的多個(gè)IC電極焊片，其按照比該發(fā)熱電阻器的排列間隔窄的間距間隔排列在大致平行于上述發(fā)熱電阻器的排列方向的方向上，由接合線結(jié)合連接了上述多個(gè)分立電極和上述多個(gè)IC電極焊片，上述接合線的線徑在23μm以下，具有接合部和上升部，所述接合部的寬度比上述線徑寬，與上述分立電極或上述IC電極焊片接合，所述上升部分是從該接合部上升預(yù)定角度后從上述分立電極和上述IC電極焊片浮上來的狀態(tài)，上述IC電極焊片的間距間隔在60μm以下，上述接合線的接合部的表面積在0.0015mm2以上，并且，上述接合線的上升部的截面積在0.00025mm2以上。
2.如權(quán)利要求1所述的熱敏頭，其特征在于，上述接合線由Au構(gòu)成，上述多個(gè)分立電極和上述多個(gè)IC電極焊片的至少一方由Al形成。
3.一種熱敏頭的結(jié)合連接方法，所述熱敏頭具有頭基板和驅(qū)動(dòng)IC基板，所述頭基板具有按一定間隔配置成列狀的多個(gè)發(fā)熱電阻器、與該多個(gè)發(fā)熱電阻器全部連接的公用電極、分別與上述多個(gè)發(fā)熱電阻器連接的多個(gè)分立電極，所述驅(qū)動(dòng)IC基板具有分別控制向上述多個(gè)分立電極通電/非通電的多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC、分別與上述多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC連接的多個(gè)IC電極焊片，其按照比該發(fā)熱電阻器的排列間隔窄的60μm以下的間距間隔排列在大致平行于上述發(fā)熱電阻器的排列方向的方向上，準(zhǔn)備具有23μm以下的線徑的接合線，在通過該接合線結(jié)合連接上述分立電極和上述IC電極焊片時(shí)，使上述接合線與上述分立電極和上述IC電極焊片的接合部的表面積在0.0015mm2以上，并且，使從上述接合部上升的上述接合線的上升部的截面積在0.00025mm2以上。
4.如權(quán)利要求3所述的熱敏頭的結(jié)合連接方法，其特征在于，具有下述工序準(zhǔn)備毛細(xì)管的工序，所述毛細(xì)管具有插通上述接合線的插通支承孔和按壓插通到該插通支承孔中的接合線的尖端按壓面，該尖端按壓面的平面形狀為非圓形狀，與上述分立電極或上述IC電極焊片的排列方向相正交的方向上的尺寸比該排列方向上的尺寸大；使插通到上述毛細(xì)管的插通支承孔中的接合線位于上述分立電極或上述IC電極焊片上，并通過上述尖端按壓面進(jìn)行按壓，對該按壓的接合線給予超聲波振動(dòng)，使其與上述分立電極或上述IC電極焊片相接合的工序。
5.如權(quán)利要求4所述的熱敏頭的結(jié)合連接方法，其特征在于，上述毛細(xì)管的尖端按壓面的與上述發(fā)熱電阻器的排列方向相正交的方向上的兩端部，由曲率大于0.03mm小于0.05mm的曲面構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求3所述的熱敏頭的結(jié)合連接方法，其特征在于，具有下述工序準(zhǔn)備毛細(xì)管的工序，所述毛細(xì)管具有插通上述接合線的插通支承孔和按壓插通到該插通支承孔中的接合線的尖端按壓面；使插通到上述毛細(xì)管的插通支承孔中的接合線位于上述分立電極或上述IC電極焊片上，并通過上述尖端按壓面進(jìn)行按壓，一邊對該按壓的接合線給予超聲波振動(dòng)，一邊使上述毛細(xì)管在與上述分立電極或上述IC電極焊片的排列方向相正交的方向上移動(dòng)，使上述接合線與上述分立電極或上述IC電極焊片相接合的工序。
7.如權(quán)利要求3所述的熱敏頭的結(jié)合連接方法，其特征在于，具有下述工序在上述分立電極和上述IC電極焊片的上面形成表面積在0.002mm2以上的Au焊片層的工序；在該Au焊片上連接上述Au接合線的一端的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使以窄間距間隔也能準(zhǔn)確地結(jié)合連接分立電極和IC電極焊片，從而得到廉價(jià)且高性能的熱敏頭及其結(jié)合連接方法。所述熱敏頭具有頭基板和驅(qū)動(dòng)IC基板，所述頭基板具有多個(gè)發(fā)熱電阻器；公用電極；多個(gè)分立電極，所述驅(qū)動(dòng)IC基板具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC；多個(gè)IC電極焊片，通過接合線連接了對應(yīng)的分立電極和IC電極焊片，在上述熱敏頭中，接合線的線徑在23μm以下，具有接合部和上升部，所述接合部的寬度比線徑寬，與分立電極或上述IC電極焊片接合，所述上升部是從該接合部上升后從分立電極和IC電極焊片浮上來的狀態(tài)，IC電極焊片的間距間隔在60μm以下，接合線的接合部的表面積在0.0015mm
文檔編號B41J2/315GK1657298SQ200510009089
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月18日
發(fā)明者真島英臣, 諸江道明 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社