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JPH02196476A - Ledプリントヘッド - Google Patents

Ledプリントヘッド

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JPH02196476A
JPH02196476A JP1015815A JP1581589A JPH02196476A JP H02196476 A JPH02196476 A JP H02196476A JP 1015815 A JP1015815 A JP 1015815A JP 1581589 A JP1581589 A JP 1581589A JP H02196476 A JPH02196476 A JP H02196476A
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JP
Japan
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light emitting
led chip
substrate
led
board
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Shunpei Tamaoki
俊平 玉置
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
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  • Led Devices (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)

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) 本発明は静電記録に用いるLEDプリントヘッドに関す
るものである。
(従来の技術) LEDプリントヘッドでは、直線状に配列された複数の
発光素子を備えたLEDチップを、各LEDチップの発
光素子が一直線状に並ぶように基板上に配置されている
LEDチップは発光面に個別電極が設けられ、反対側に
ある裏面に共通電極が設けられた構造をしている。
第7図に示されるように、LEDチップ2はセラミック
やアルミニウムなどの不透明な基板4上に9発光面を基
板4と反対側に向けて、LEDチップ2の裏面にある共
通電極が導電性接着剤6によって基板4の共通電極8と
接続され、発光面の個別電極と基板4の個別引出し電極
10の間はワイヤ12によって接続が施される。
(発明が解決しようとする課題) LEDチップ2をワイヤボンディング法により基板4に
実装する場合、L E Dチップ2を基板41に取りつ
ける際の位置決め精度が低く、したがってLEDプリン
トヘッドとして書き込みむらが発生する。
ICチップを位置決め精度よく実装する方法として、フ
リップチップ法によるフェイスダウンボンディングのセ
ルフアライメント機能を利用する方法がある。LEDプ
リントヘッドにフリップチップ法を用いてLEDチップ
2を取りつけようとすると、フェイスダウン実装におい
ては、通常は全ての電極をチップ表面、LEDチップ2
では発光面、に集めることが必要である。もし1個別電
極のみならず共通電極も発光面に形成するとすれば、第
8図及び第9図に示されるように、LEDチップ14の
個別電極パッド16、共通電極パッド18が発売部20
のある発光面に形成されることになり、発光面での接続
パッド数が増えてチップサイズが大きくなる欠点がある
。なお、第8図はLEDチップ14の主要部の断面構造
を示しており、24はGaAs、26はGaAs、、、
Po、、。
28はZn拡散領域、30.32は絶縁層である。
本発明は、発光面には個別電極パッドをもち、共通電極
を反対側の裏面にもつLEDチップを、位置決め精度の
高いフリップチップ法によるフェイスダウンボンディン
グにより実装することによって、上記の課題を解決する
ことを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明では、基板として表面に配線が形成された透明基
板を用いる。LEDチップの発光面が基板表面と対向す
るように、LEDチップを半田バンプを用いたフリップ
チップ法によりフェイスダウン法で実装し、LEDチッ
プ裏面の共通電極には導電性接着剤により電気的に単一
の引出し電極部材を接続し、LEDチップ発光面からの
光出力を透明基板を通して取り出す。
(作用) LEDチップ発光面にある個別電極はフリップチップ法
によって透明基板表面の配線と接続され。
LEDチップ裏面の共通電極は引出し電極部材によって
透明基板表面の配線と接続される。LEDチップ発光面
が透明基板表面と対向するので、発光素子からの光は透
明基板を通して取り出される。
(実施例) 第1図は一実施例を発光素子配列方向と直交する方向に
切断した断面図、第2図は発光素子配列方向に沿って切
断した断面図、第3図は一実施例で用いられるLEDチ
ップの主要部の断面図、第4図は同LEDチップの発光
面を表わす平面図である。
40は透明基板であり、例えば硼珪酸ガラスを用いる。
基板40の表面には必要な配線電極パターン41が厚膜
金属層又は薄膜金属層を写真製版とエツチングによって
パターン化することにより形成されている。配線電極材
料としては、厚膜の場合は金電極がエツチング精度の点
から望ましく、簿膜の場合はAQ又はN i Cr /
 A uやCr/CUなどの積層構造のものが基板ガラ
スとの密着性の面から望ましい、配線電極パターン41
は、外部との電気接続を行なう部分、実装されるLED
チップ42やそれを駆動する駆動用ICチップ43のボ
ンディング接続を行なう電極パッド部分、LEDチップ
42の裏面の共通電極と接続される引出し電極部材60
と基板40との接続部分、及び出力された光が収束性ロ
ンドレンズ(セルフォックレンズ)45へ入射する経路
にあたる部分を除いて、絶縁膜49によって被覆されて
いる。絶縁膜49による被覆は、フェイスダウンボンデ
ィングに用いる半田バンプがリフロー接続時に基板パッ
ド部以外の電極部へ流出したり、短絡するのを防ぐため
と、電極材の腐食を防ぐためである。
また、絶縁膜49の開口部の電極41には半田バンプに
よる電極の溶食を防止するために、Ni。
Cuなどをメツキ法により形成し、ついでボンディング
時の半田濡れ性向上のためにAu、Ptなどがメツキ法
により形成されている。
42はLEDチップであり、LEDチップ42の発光面
には発光部44と個別電極パッド46が形成されており
、個別電極パッド46には半田バンプ47が形成される
。LEDチップ42は発光面が基板40側を向くように
配置され、フリップチップ法でフェイスダウンボンディ
ングされている。発光部44は第1図においては紙面垂
直方向の一直線上に配列され、第2図においては面内方
向の一直線上に配列されるように、LEDチップ42が
基板40上で位置決めされている。44はLEDチップ
42を坊区動するためのICチップであり、ICチップ
44もフリップチップ法によりフェイスダウンボンディ
ングされている。
LEDチップ42においては、その裏面、すなわち発光
面と反対側の面には共通電極52が形成されている。L
EDチップ42の断面構造は、例えば第3図に示される
ものである。48はGaA3層、50はG a A 5
0.& PG−4N、51はZn拡散領域であり1個別
電極46がZn拡散領域52と接続されている。、裏面
には共通電極52が形成されている。54.56は絶縁
層である。個別電極46としては例えばアルミニウム層
が用いられ。
共通電極52としては例えばAu−Ge−NiIgが用
いられる。
基板4o上に実装されたLEDチップ42の裏面には、
導電性接着剤58によって引出し電極部材60が全ての
LEDチップ42の共通電極と接続され、引出し電極部
材60はまた。基板40上の共通電極部分にも導電性接
着剤58によって接着されている。導電性接着剤58と
しては例えばAu系もしくはAg系のエポキシ樹脂を用
いることができる。導電性接着剤58と引出し電極部材
60によって、LEDチップ42は基板40の配線電極
41と電気的及び熱的に良好な接続がなされる。引出し
電極部材60は引出し共通電極であるとともに、放熱用
のヒートシンクともなっている。
LEDチップ42の発光部44から出力される光62は
、収束性ロッドレンズ45によって感光ドラム64の表
面に集光される。
LEDチップ42は、それ自身が動作中に発熱する。L
EDチップの発光効率は、第5図に示されるように、昇
温によって低下する。そのため。
LEDチップ42の昇温防止を目的として、従来のワイ
ヤボンディング法による実装法では、基板としてセラミ
ックやアルミニウムなどの熱伝導率の大きい、すなわち
放熱性のよい材料が用いられてきた。しかしながら、本
実施例では基板40として光学的に透明なガラス基板を
用いている。ガラスは比較的熱伝導性が悪く、基板以外
の放熱手段が必要である。上記の実施例では引出し電極
部材60がその放熱手段となっている。
実施例においては、LEDチップ42の裏面に板状の引
出し電極部材60を接着しているので、引出し電極部材
60と基板40との熱膨張係数の差が大きければプリン
トヘッド自体に反りが発生したり、LEDチップ42の
接続部又はLEDチップ42自体が応力によって破壊す
ることがある。
そこで、好ましくは、LEDチップ40と引出し電極部
材60の熱膨張係数を等しくすることである。そこで、
好ましい例としては、引出し電極部材60の材質として
ブラッド材を用いる。例えば、基板40として一般的な
透明がラスであるコーニング7059を用いるとすれば
、引出し電極部材6oとしてCu/インバース/ Cu
の積層ブラッド材で、厚さの比が2:15:2であるも
のを用いると、引出し電極部材60と基板40の熱膨張
係数がともに4.6 X 10−’/degとなり、好
都合である。このように、基板40と引出し電極部材6
0の熱膨張率の差がなくなれば、バイメタル効果による
反りやLEDチップ42の破壊を防ぐことができる。
第6図はLEDチップ42の放熱特性をさらに改良した
実施例を表わしている。
LEDチップ42の裏面に導電性接着剤58によって引
出しf!!極部材60が接着されており、さらに外枠6
6にヒートシンク材68を設け、引出し電極部材60と
ヒートシンク材68を密着させることにより、LEDチ
ップ42の放熱を一層効率良く行なうことができる。
(発明の効果) 本発明では、LEDチップを、半田バンプを用いたフリ
ップチップ法によりフェイスダウンホンディングするこ
とにより、位置決め制度がよくなって書き込みむらがな
くなる。
また、LEDチップの発光面と反対側の面に共通電極を
設けて引出し電極部材と接続することによって、発光面
に共通電極を設けなくてもすみ、その結果、チップサイ
ズが増大するのを防ぎ、コスト高になることを防ぐこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一実施例を発光素子配列方向と直交する方向に
切断した断面図、第2図は同実施例を発光素子配列方向
に沿って切断した断面図、第3図は一実施例で用いられ
るLEDチップの主要部を示す断面図、第4図は同LE
Dチップの発光面を示す平面図、第5図はLEDチップ
の発光出力と温度の関係を示す図、第6図は他の実施例
を発光素子配列方向と直交する方向で切断した断面図、
第7図は従来のワイヤボンディング法により実装された
LEDチップを示す断面図、第8図はフリップチップ実
装を想定した場合に考えられるLEDチップの主要部を
示す断面図、第9図は同LEDチップの発光面を示す平
面図である。 40・・・・・・透明ガラス基板、41・・・・・・配
線電極、42・・・・・・LEDチップ、43・・・・
・・駆動用ICチップ、44・・・・・・発光部、46
・・・・・・個別電極パッド、52・・・・・・共通電
極、58・・・・・・導電性接着剤、60・・・・・・
引出し電極部材、66・・・・・・外枠、68・・・・
・・ヒートシンク。 特許出瀕人 株式会社リコー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直線状に配列された複数の発光素子を備えたLE
    Dチップを、各LEDチップの発光素子が一直線状に並
    ぶように基板上に配置したLEDプリントヘッドにおい
    て、LEDチップは発光面に個別電極が設けられ、反対
    側にある裏面に共通電極が設けられた構造をしており、
    基板は透明基板であり、基板表面には配線が形成されて
    おり、LEDチップの発光面が基板表面と対向して半田
    バンプを用いたフリップチップ法によりフェイスダウン
    法で実装されており、LEDチップ裏面の共通電極には
    導電性接着剤により電気的に単一の引出し電極部材が接
    続されており、LEDチップ発光面からの光出力が前記
    基板を通過して取り出されることを特徴とするLEDプ
    リントヘッド。
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