CN101034706A - 半导体装置、墨盒及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体装置，其具备：具有形成有源元件的有源元件形成面的半导体基板；通过接液墨水而检测上述墨水残量的检测电极；发送接收信息的天线；存储上述墨水的信息的存储电路；和对上述检测电极、上述天线及上述存储电路进行控制的控制电路。

Description

半导体装置、墨盒及电子设备
技术领域
本发明涉及半导体装置、墨盒及电子设备。
背景技术
以往，公知有通过墨水进行记录的打印机等中墨盒的墨水消耗的管理方法。
该管理方法可列举出：通过软件累积记录头中的墨水液滴的喷出数和维修所吸引的墨水量来计算墨水消耗从而进行管理的方法。
但是，通过软件在计算墨水消耗的基础上进行管理的上述方法中，存在以下问题。
记录头中所喷出的液滴具有重量偏差。
该液滴的重量偏差虽然对像质没有赋予影响，但是偏差所产生的墨水消耗量的误差累积在墨盒内。
为此，存在以下问题：即计算上得到的墨水残量和实际的墨水残量不同，尽管墨水残留显示为零，但是实际上墨盒内还残余墨水。
因而，尽管墨水残余，但将使用完毕的墨盒和未使用的墨盒进行交换，还可产生残余墨水的浪费，由此有时使用者也对存在问题有所认识。
为了解决上述问题，特开2002-283586号公报公开了利用压电装置监视墨盒内的墨水的残量的技术。
根据该方法，利用基于压电装置的振荡部的残留振荡所产生的残留振荡信号的谐振频率变化，能够监视墨盒内的墨水残量。
但是，该特开2002-283586号公报中，由于传感器结构复杂并且伴随于此也使系统复杂化，从而增大制造成本。
另外，与压电装置连接的电极端子，在将墨盒设置在固定器(holder)内时，通过与设置在固定器内的接触端子接触而被电连接。
为此，担心墨盒与主体机器之间的电连接的可靠性，并且产生残余墨水的浪费，由此有时使用者也对存在问题有所认识。
另外，在现有技术中，大多是通过检测墨水信息的检测部和记录墨水信息的存储部分别独立的系统，并介由主体机器来在存储部中存储所检测的墨水信息的系统。
为此，综合双方的信息，即例如在未设置在主体机器内的状态下不能发挥功能等，就难于以简便方式进行详细的信息管理。
【专利文献1】特开2002-283586号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作成的，其目的在于提供以简易结构能够正确且可靠地检测出及管理墨盒内的墨水信息，并能够防止墨水的浪费且提高使用者的满意度的半导体装置、墨盒及电子设备。
本发明的半导体装置具备：具有形成有源元件的有源元件形成面的半导体基板；通过接液(接触)墨水来检测上述墨水的残量的检测电极；发送接收信息的天线；存储上述墨水信息的存储电路；和对上述检测电极、上述天线及上述存储电路进行控制的控制电路。
根据该构成，可提供综合检测电极、天线、控制电路及存储电路的一体型的半导体装置。
由此，在装入墨盒时不麻烦，可使制造容易并且削减制造成本。
另外，通过测量与墨水进行接液的检测电极间的阻抗/电流能够检测出收容部内的墨水的残量(实量)。
由此，能够可靠地把握墨盒内有无墨水。
因而，在收容部内不残留墨水并且墨水使用完毕的状态下，能够对墨盒进行交换。
为此，可以削减使用者花费在墨水上的成本，提高使用者的满意度。
这是与以下说明的所有的作用效果也共同的重要内容。
另外，对来自电子设备主体侧的墨水信息(例如、颜色、喷出液滴计数数等)和来自墨盒侧的检测电极的墨水信息(例如、残量、实量等)进行综合并使其存储在存储电路中，由此能够对墨水进行较宽的信息管理。
并且，通过利用天线可在电子设备主体和墨盒之间进行无线传送，即使墨盒没有安装在电子设备主体的状态下，也能够容易地以非接触方式参照存储电路的内容信息或写入存储电路等。
由此，不存在以往那样担心电子设备主体和墨盒之间的电接点(连接)之虞，从而提高可靠性。
这样，通过以非接触方式发送接收信息，能够削减信息管理成本。
另外，本发明的半导体装置中，优选将上述天线及上述检测电极按照在上述有源元件形成面之侧构成同层的方式形成。
根据该构成，由于在同一面上将天线和检测电极形成为同层，所以能够将双方同时形成。
由此，能够不仅削减制造工序并且削减制造成本。
另外，本发明的半导体装置中，优选上述检测电极及上述天线是在上述有源元件形成面上隔着钝化膜所形成的导电层。
根据该构成，通过由导电层形成检测电极及天线，能够在有源元件形成面上进行有效活用，从而能够提高安装效率。
另外，通过钝化膜能够保护有源元件，而使有源元件形成面上平滑化，从而易于形成导电层。
另外，本发明的半导体装置中，作为优选，还具备：以覆盖上述导电层的方式所形成的保护膜；和形成在保护膜上且使上述导电层的至少一部分露出的开口部，上述检测电极是从上述开口部露出的上述导电层的一部分。
根据该构成，由于从开口部露出的导电层的一部分为检测电极，所以能够在将与有源元件形成面上设置的集成电路的电极的物理的位置和检测电极的位置错开的状态下，配置检测电极，从而能够阻止集成电路受到墨水的影响。
另外，根据开口部的大小决定检测电极的面积的大小，从而能够将检测电极形成为期望的大小(范围)。
另外，本发明的半导体装置中，作为优选，还具备：以覆盖上述导电层的方式所形成的保护膜；形成在上述保护膜上且使上述导电层的至少一部分露出的开口部；和从上述开口部露出的上述导电层上形成的突起，上述检测电极是上述突起。
根据该构成，由于导电层上形成的突起为检测电极，所以能够将有源元件形成面和检测电极之间的距离增长。由此，能够防止墨水对有源元件形成面的影响。
另外，本发明的半导体装置中，优选上述检测电极的表面形成有镀覆层。
该结构中，将与墨水接触的检测电极例如通过耐药品性优异的金属进行镀覆处理来形成镀覆层。
由此，能够防止检测电极的腐蚀并且防止墨水侵入内部，从而能够防止墨水对有源元件的影响。
一般而言，由于墨水大多为具有强碱性的材料，所以通过对镀覆材料使用耐药品性的金属，从而能够可靠地阻止墨水的侵入。
另外，本发明的半导体装置中，优选在上述检测电极及上述天线的下层侧形成有电介质层。
根据该构成，通过在天线的下层侧形成电介质层，从而能够提高天线特性。
另外，通过在检测电极的下层侧形成电介质层，就能够将从有源元件形成面至检测电极为止的距离进一步增长，从而能够防止墨水对有源元件的化学损坏。
另外，本发明的半导体装置中，作为优选，利用与上述半导体基板上形成的上述有源元件所使用的导电材料相同的导电材料，将上述天线及上述检测电极直接形成在上述有源元件形成面上。
根据该构成，能够将由有源元件构成的集成电路、天线及检测电极一次性地形成，从而使得制造容易。
另外，本发明的半导体装置中，优选将上述检测电极形成为3个以上。
根据该构成，在假设即使两个检测电极间存在气泡或垃圾而使基于检测电极的检测精度降低的情况下，也能够通过除此之外的检测电极间补偿检测精度，从而能够获得正确的有无墨水的信息。
本发明的墨盒，使用在具备天线的电子设备主体上，其中具备：具有收容墨水的收容部的墨盒筐体；和具有对收容在上述收容部中的上述墨水的信息进行检测及管理的半导体装置的液体传感器，上述半导体装置具备：半导体基板；检测电极，在上述收容部内露出，埋设在上述墨盒筐体内，并通过接液上述墨水来检测上述墨水的残量；天线，在与上述电子设备主体的上述天线之间进行信息发送接收；存储电路，存储上述墨水信息；和控制电路，对上述检测电极、上述天线及上述存储电路进行控制。
根据该构成，由于将检测电极设置为在收容部内露出，而使其与墨水直接接触，从而能够可靠地检测出收容部内的墨水的残量(有无)。
另外，能够预先将包括例如有无墨水填充、墨水的填充日、墨水的结束日及墨水填充次数等的墨水信息存储在存储电路中，从而能够由存储电路对上述的墨水信息以及墨水相关的详细信息机械能统一管理。
由此，在收容部内不残留墨水并且墨水使用完毕的状态下，能够对墨盒进行交换。
这样，如果能够进行细微的信息管理，则能够组成将对使用者有益的信息以细微方式传送到使用者的系统。
另外，即使处于墨盒未安装在打印机主体的状态下，除能够进行参照存储电路的内容信息或写入存储电路等外，也能够不通过打印机主体而使来自检测电极的墨水信息存储在存储电路中，由此可以以墨盒单体对墨水信息进行检测及管理，从而提高墨盒7的通用性。
由此，能够使墨盒侧具有管理检测功能，从而能够减少电子设备主体中的布线数，可使结构简单化。
因而，可谋求实现电子设备主体的设计布局的自由度提高。
另外，由于将检测电极以外的半导体装置的其他部分埋设于墨盒内，所以可防止墨水侵入半导体基板，从而阻止墨水对其他部分形成的有源元件的化学损坏。
另外，由于埋设在墨盒筐体内，所以能够防止不慎的墨水液漏出，从而也使使用者满意度提高。
本发明的墨盒中，优选将上述半导体装置的上述检测电极沿上述收容部的深度方向设置多个，并且将上述检测电极配置得沿着上述收容部的底面。
根据该构成，随着墨水量的降低，能够从上方的检测电极顺次检测出检测电极间的无墨水的信息(液位)。
进一步，当由沿底面的检测电极检测出无墨水的信息时，能够从墨盒获得墨水完全用毕的信息。
为此，不仅是正确的有无墨水的信息并且逐渐减少的墨水量的信息也可经时地确实地获得。
关于墨盒内的墨水残量，如果墨水残量变少，则尤其使用者介意墨水残量的情况较多。
根据这样的构成，尤其在使用者注意到的墨盒内的墨水残量较少的区域，因为能够获得及时的墨水残量信息，所以可大幅度提高使用者满意度。
本发明的墨盒中，作为优选，将上述半导体装置沿上述收容部的深度方向设置多个，并且将上述多个半导体装置中的至少一个的上述半导体装置的上述检测电极配置得沿着上述收容部的底面。
根据该构成，通过沿收容部的深度方向设置多个半导体装置，能够检测出墨水的液位，从而就能够正确地把握墨水残量。
另外，通过将至少一个的半导体装置的检测电极配置得沿着上述收容部的底面，从而能够可靠地检测出收容部内有无墨水，由此能够在墨水不残留的状态下进行使用。
即使在这样的构成中，尤其在使用者介意的墨水残量较少的区域，因为能够获得及时的墨水残量信息，所以可大幅度提高使用者满意度。
本发明的电子设备，具备：本发明的墨盒；和具有天线的电子设备主体。
根据该构成，由于能够对上述的墨水信息进行可靠的检测及管理，从而能够例如决定墨盒适当的交换时间。
为此，能够在收容部内不残留墨水的状态下对墨盒进行交换，从而可以将墨盒的交换周期延长，并且实现花费在墨水上的成本降低。
这样，通过实现墨水的详细的信息管理，使有效的没有浪费的墨盒的重复使用成为可能。
另外，例如，根据墨水填充次数的信息能够决定墨盒的再循环次数，从而不仅可起到作为使用者服务所不可缺的功能，并且从推进再循环的环境侧方面而言也为有益的信息。
当然，也能够提供高可靠性、高品质的制品。
附图说明
图1是表示本发明的一例涉及的喷墨式打印机的概念的框图。
图2是表示本发明的第一实施方式涉及的半导体装置的概略结构的侧截面图。
图3是表示本发明的第一实施方式涉及的半导体装置的外观的俯视图。
图4是表示半导体装置的其他实施方式中的外观的俯视图。
图5是表示第二天线的概略结构的俯视图。
图6是表示第二天线的概念结构的侧截面图。
图7是表示本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的概略结构的侧截面图。
图8是用于说明本发明的墨盒的剖视图。
图9是表示将内部包藏着半导体装置的墨盒安装在打印机主体上的喷墨式打印机的主要结构的立体图。
图10是表示墨盒的一变形例的俯视图。
图11是表示喷墨式打印机的系统的流程图。
具体实施方式
以下，参照图1～图10对本发明的半导体装置、墨盒及电子设备的实施方式进行说明。
以下说明的半导体装置1、41被内部包藏(内藏)在后述的具有第一天线22的打印机主体23(电子设备主体)上安装的墨盒7内。
[半导体装置]
图1是表示本发明的电子设备的概念的框图。
图2是表示本发明的半导体装置的第一实施方式的截面图。
图3是表示本发明的半导体装置的第一实施方式的外观图。
这些图中符号1是晶片级CSP(W-CSP：Wafer level Chip ScalePackage)结构的半导体装置。
该半导体装置1具有设置在矩形状的半导体基板10上的接液电极9、9(检测电极)、第二天线3、EEPROM4(存储电路)、和控制器5(控制电路)。
接液电极9、9检测出墨水的残量。
第二天线3在与打印机主体23的第一天线22之间进行信息的发送接收。
EEPROM4存储墨水信息。
控制器5统一控制这些接液电极9、第二天线3、及EEPROM4。
半导体基板10以硅为材料进行构成(由硅材料构成)。
半导体基板10的有源元件形成面10a上形成有集成电路(未图示)，该集成电路具有有晶体管等有源元件构成的上述控制器5及EEPROM4。
集成电路至少形成有布线图案，并且由将EEPROM4和控制器5、其他的有源元件相互连接的布线等构成。
本实施方式中，存储电路使用可读出写入的存储介质即EEPROM(非易失性存储器)4。
控制器5基于墨盒7内残余的墨水信息来更新EEPROM4所存储的墨水信息等。
还有，半导体基板10也可以除硅外由玻璃、石英、水晶等材料构成。
另一方面，在半导体基板10的有源元件形成面10a的周缘部形成有用于导通集成电路的一对元件电极11。
元件电极11以与半导体基板10的上述集成电路直接导通的方式形成，设置得排列在矩形状的半导体基板10的周缘部。
元件电极11的材料可以采用钛(Ti)、氮化钛(TiN)、铝(Al)、铜(Cu)或包含这些的合金等。
本实施方式中，元件电极11的材料采用铝(Al)。
这些集成电路及元件电极11由上述有源元件形成面10a上形成的钝化膜14覆盖而被保护。
该钝化膜14的材料可采用电绝缘性材料例如聚酰亚胺树脂、硅变性聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅变性环氧树脂、丙烯酸树脂、苯酚树脂、BCB(benzocyclobutene：苯环丁烯)及PBO(polybenzoxazole：聚苯并噁唑)等。
另外，也可以采用氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)等无机绝缘性材料。
本实施方式中，钝化膜14的材料采用聚酰亚胺树脂。
在这种钝化膜14上在上述元件电极11上形成有开口部14a。
通过这样的结构，元件电极11在上述开口部14a内露出外侧。
钝化膜14上，在避开上述元件电极11的位置即本实施方式中半导体基板10的中央部形成有由绝缘树脂构成的电介质层15。
该电介质层15由感光性聚酰亚胺树脂、硅变性聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅变性环氧树脂等构成。
另外，上述元件电极11在上述钝化膜14的开口部14a内与再配置布线16(导电层)电连接。
该再配置布线16用来对上述集成电路的元件电极11进行再配置，由此形成得从半导体基板10的周边部所配置的元件电极11延伸至半导体基板10的中央部侧，并且形成得搁置在电介质层15上。
该再配置布线16在半导体基板10的元件电极11和后述的接液电极9之间进行布线，由此一般称为再配置布线。
该再配置布线是用于使细微设计较多的半导体基板10的元件电极11的位置与具有起伏间距的接液电极9、9之间的物理位置错开所配置的重要机构。
另外，在半导体基板10上形成的集成电路上，除元件电极11外，如图5所示那样形成有利用与元件电极11相同的材料所形成的电极20a、20b。
因而，与元件电极11的状态相同，该电极20a、20b与再配置布线19(导电层)连接。
将该再配置布线19形成得从电极20a、20b延伸至中央部，并且形成得搁置在电介质层15上。
以搁置在电介质层15上的方式所形成的再配置布线19配置在与上述再配置布线16(参照图2)不干扰的位置，并且是与上述打印机主体23的第一天线22进行通信的第二天线3。
另外，接液电极9、9中，通过测量接液电极9、9之间的阻抗或电流，能够检测出有无墨水。
另外，在一个接液电极9与集成电路的晶体管栅极连接并且另一个接液电极9与电源连接的情况下，在有墨水时处于ON状态的晶体管，当无墨水时处于OFF状态。
根据对此进行检测，能够检测出有无墨水。
为了防止墨水组成物的电解所引起的劣化，优选在接液电极9、9之间流动的电流尽可能少，并且为脉冲状。
如上述，该第二天线3位于半导体基板10的大致中央部，由平面型电感元件(螺旋电感元件)构成。
如图6所示，电介质层15的表面所形成的再配置布线19在截面视中形成在同一平面上，在图5所示的俯视图中形成为螺旋状(螺旋状)。
第二天线3由从半导体基板10的电极20a至电极20b所配设的再配置布线19形成，如图6所示，具有在电介质层15的下侧配设的下层布线25和电介质层15的上侧配设的上层布线26。
这些下层布线25和上层布线26介由在电介质层15中形成的孔15a内埋设Cu所形成的连接部27而连接。
由此，将上层布线26配置得与钝化膜14上形成的下层布线25不短路。
另外，由下层布线25及上层布线26中的从半导体基板10相对隔开的上层布线26形成图5所示的螺旋部28。
为此，螺旋部28与半导体基板10之间存在电介质层15，从而能够使螺旋部28和半导体基板10更加隔开。
由此，可将第二天线3的特性提高。
介由再配置布线19的下层布线25，将该第二天线3的内侧端部与电极20a连结。
另一方面，介由上层布线26将其外侧端部与电极20b连结。
还有，如图6所示，在第二天线3的下侧存在由Cu构成的溅射膜层21，在形成第二天线3时使用该溅射膜层21。
这样，通过在电介质层15上形成第二天线3，可取得与电磁波吸收体即半导体基板10之间的间隙，而使来自第二天线3的漏电流减少，提高传送效率。
另外，如果提高电介质层15的介电常数，则能够形成窄面积短长度的第二天线3，由此除能够促进半导体装置1的小型化外，还可削减制造成本。
另外，为了在同一工序中形成这些再配置布线16及再配置布线19，相互使用相同材料。
再配置布线16及再配置布线19的材料可以使用金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)、钛(Ti)、钨(W)、钨化钛(TiW)、氮化钛(TiN)、镍(Ni)、钒化镍(NiV)，铬(Cr)、铝(Al)、钯(Pd)等单层膜或多层膜及其合金膜，在本实施方式中由Cu镀覆膜形成。
由此，通过同时形成再配置布线16及再配置布线19，能够将双方在同一面(有源元件形成面10a)上形成为同层，由此能够削减制造工序并且削减制造成本。
因而，在半导体基板10的有源元件形成面10a侧形成有保护层17(保护膜)以覆盖再配置布线16和第二天线3、电介质层15、钝化膜14。
在此，保护层17由焊料抗蚀剂(solder resist)所构成的耐热性的材料形成。
用于形成该保护层17的树脂例如具有耐碱性的树脂可使用聚酰亚胺树脂、PPS、PE等。
或者，也可以使用SiN、SiO2、SiON等作为无机膜。
为了防止在墨水槽(ink tank)内的墨水减少时保护层17的表面残留墨水而使接液电极9、9间的阻抗值下降(即为了使接液传感器的S/N比提高)，优选保护层17采用对墨水具有疏液性的材料。
本实施方式中，使用聚酰亚胺树脂。
在这样的保护层17上在上述电介质层15的各再配置布线16上分别形成开口部17a。
根据这样的结构，在上述开口部17a内再配置布线16外侧露出一部分。
另外，也可以保护层17的表面施行氟化处理或硅化处理等疏液加工。由此，也可以保护层17全体对墨水不具有疏液性，从而树脂材料的选择幅度增宽。
另外，也可以保护层17覆盖半导体装置1的侧面、背面。
由此，完全没有半导体装置1因墨水受到损坏。
因而，如图2所示，在从各自的开口部17a露出的再配置布线16上形成突起(bump)。
通过在由可高速镀覆的Cu形成的核(core)的表面成膜镀金膜18(镀覆层)来形成该突起。
该突起通过接液墨水，从而作为检测墨水信息的接液电极9、9发挥功能。
在Cu核表面形成镀金膜18，由此能够可靠地阻止墨水浸入半导体基板10。
作为镀覆膜优选采用不受强碱性墨水成分所产生的影响的耐药品性优异的金属，除上述的镀金膜外，也可以使用例如Pt镀覆膜、Ni-p镀覆膜、或Ni-p+Au镀覆膜等。
另外，因为这些接液电极9、9的下方已经存在电介质层15，所以能够增长从有源元件形成面10a至接液电极9、9为止的距离，由此能够进一步防止墨水对有源元件的影响。
在这样构成的半导体装置1中，通过EEPROM4可进行针对墨水的宽幅的信息管理，该信息总括有介由第一天线22从后述的打印机主体23取得的信息、和有接液电极9、9检测出的墨水信息。
来自打印机主体23的墨水信息可列举出例如喷出液滴计数数或墨盒7可否使用等，来自接液电极9的墨水信息可列举出墨水残量(有无墨水)等。
还有，EEPROM4中优选在工厂出荷时预先写入以下墨水信息，即该墨水信息包括墨水的种类(颜色)、墨水的使用期许、墨水的填充日、墨水的填充次数(简历信息)等。
另外，虽然本实施方式中存储电路示例了使用EEPROM4的例子，但是也可以使用FlushMEMORY等其他的存储元件。
这样，将接液电极9、9、第二天线3、控制器5及EEPROM4进行综合来构成一体型的半导体装置1，由此，在装入墨盒7时也不麻烦不仅制造容易并且能够削减制造成本。
另外，通过与墨水进行接液的接液电极9、9能够检测出墨水槽(6)(收容部)内的墨水残量(实量)，由此能够可靠地把握住墨盒7内有无墨水。
由此，可在墨水槽6没有残留墨水的状态下交换墨盒7，从而能够削减使用者花费在墨水上的成本。
还有，本发明中，第二天线3与接液电极9、9的位置不相互干扰，从而只要是不损坏设计自由度的位置，就可以配置得从电极20a、20b由再配置布线延伸至任意的位置。
另外，除再配置布线19或电极20a、20b外，也可以由焊盘等形成第二天线3。
另外，也可以不由再配置布线19形成第二天线3，而由集成电路形成时所使用的布线(Al、Cu)等来形成第二天线3。
这也可对再配置布线16进行表述。
图3表示图2的剖视图所表示的本发明的半导体装置1的外观图的一例。
该示例中，检测电极由一组2个接液电极9、9构成，由此通过测量其间的阻抗或电流而能够检测出有无墨水。
另外，图4表示图2的剖视图所表示的本发明的半导体装置1的外观图的另一示例。
该示例中接液电极9形成为6个。
由此，假设即使一组接液电极9、9间存在气泡或垃圾而使基于接液电极9、9的检测精度降低，也能够通过除此之外的组的接液电极9、9间补偿检测精度，从而能够获得正确的墨水有无信息。
这时，通过一组以上的接液电极9、9能够防止精度降低，并且接液电极9越多就越能提高检测精度。
接着，参照图7对第二实施方式进行说明。
符号41表示本实施方式的半导体装置。
本实施方式与上述第一实施方式的不同点在于：将从设置在保护层17的开口部17a露出的再配置布线16的一部分作为接液电极12(检测电极)。
本实施方式是通过侵入开口部17a内的墨水接液再配置布线16来检测墨水信息。
为此，在从开口部17a露出的再配置布线16上，与上述同样地由耐药品性优异的金属施加镀金膜(未图示)。
通过预先形成该镀金膜，可防止墨水从开口部17a侵入半导体装置41内。
由此，能够阻止墨水影响半导体装置41的有源元件形成面10a上的元件元件(集成电路)。
这样，将再配置布线16的一部分作为接液电极12，由此能够以简易的结构起到与第一实施方式相同的效果。
还有，在上述实施方式中，对第二天线3和接液电极9、9形成在半导体基板10上的半导体装置1进行了说明。例如，当要使第二天线单体的性能提高时，可以为半导体装置1安装在高性能的分体的天线上的一体型模块结构的半导体装置。另外，也可以为与实况转播用的天线一体化构成的一体型模块结构的半导体装置。
[墨盒]
图1及图8中符号7是内藏上述半导体装置1并且安装在具有后述的第一天线22的打印机主体23(电子设备主体)的墨盒。
该半导体装置1具有作为管理及检测墨盒7内的墨水信息的液体传感器的功能。
如图8所示，墨盒7按照在具备收容墨水的墨水槽6的墨盒筐体8内内藏上述半导体装置1的方式，例如通过树脂注射模塑成形形成为一体。
半导体装置1使一对接液电极9、9在收容墨水的墨水槽6内露出。
另外，接液电极9、9以外的半导体装置1的其他部分被埋设在墨盒筐体8内。
另外，将半导体装置1设置在墨盒筐体8的壁部下方以使一对接液电极9、9沿着墨水槽6的底面。
在该墨盒7的墨水槽6内分别收容有规定种类的墨水，由此从个墨盒7的规定位置导出墨水。
这样，将接液电极9、9设置得在墨水槽6内露出，由此接液电极9、9接液墨水，从而能够可靠地检测出墨水槽6内的墨水的信息(残量等)。
另外，将接液电极9、9以外的半导体装置1的其他部分埋设在墨盒7内，由此能够阻止墨水对形成在其他部分的控制器5及EEPROM4的产生的损坏，从而提高这些控制器5及EEPROM4的可靠性。
并且，在例如通过注射模塑成形在墨盒7内将半导体装置1以一体化方式装入时，可确保收容在墨水槽6的墨水与墨盒7的外部的气密性。
由此，没有从埋入半导体装置1的部分漏出墨水，从而可避免来自墨盒7的墨水漏出。
另外，通过埋设可使接液电极9、9间由树脂覆盖，从而能够防止墨水残量减少时的误判断。
还有，也可以在墨盒7形成后将半导体装置1粘接在墨盒7内。
另外，可以将墨盒7构成为内藏多个半导体装置1，此时，例如可在墨盒筐体8的壁部沿墨水槽6的深度方向隔开规定间隔在接液电极9、9并列的状态下进行连设(接连设置)。
由此，能够检测出墨水的液位(液体位置)，从而能够正确地把握墨水残量和消耗经过。
另外，此时，沿墨水槽6的底面设置至少一个半导体装置1的接液电极9、9，从而可靠地检测有无墨水。
本实施方式中，虽然对第二天线3和接液电极9、9以一体化方式形成在半导体基板10上的结构进行了说明，但是例如在进一步提高第二天线单体的性能时，也可以进一步配设实况转播用天线，构成一体型模块结构的系统。
图10表示本发明的另外的墨盒7的实施方式。
在此所使用的半导体装置1，如图4所示那样将一对接液电极9、9设置为3组。
在墨盒筐体8的内壁部的底部附近沿墨水槽6的深度方向配置有半导体装置1。
接液电极9、9为3组(此时为6个)，只要测量墨水与何组的接液电极9、9进行接触(接液)，就可以检测出墨水的液位，从而正确地把握墨水的残量和消耗经过。
另外，此时通过将至少一组接液电极9、9沿墨水槽6的底面进行设置，从而能够可靠地检测有无墨水。
由此，通过一个半导体装置1能够检测出上述信息，从而能够以简易的结构进行高性能的检测。
还有，也可以将接液电极9、9设置为3组以上，由此能够获得详细的墨水信息。
接着，参照图1、图8及图9对打印机主体进行说明。
图8是图9的A-A截面图。
如图9所示，打印机主体23以可装卸方式具备多个上述墨盒7。
打印机主体23具备记录头和送纸机构。
向记录头供给来自各墨盒7的墨水。
相当于记录头，送纸机构将记录用纸13相对移送。
在这种打印机主体23中，基于印刷数据一边移动记录头一边向记录用纸13喷出墨水，由此在记录用纸13上进行记录。
并且，如图8所示，在打印机主体23中配置第一天线22。
第一天线22用来进行与设置在各墨盒7的第二天线3之间的通信。
将第一天线22配置得与第二天线3对向。
另外，打印机主体23还具备对墨盒7所喷出的墨水液滴数进行计数的喷出液滴计数部(未图示)，由此计算出墨水槽6内的墨水残量。
如图9所示，在这样的结构的打印机主体23中安装多个墨盒7。
将多个墨盒7按照由各墨盒7收容的墨水的种类所预先决定的排列安装呈并列状态。
因而，通过第一天线22和第二天线3之间的无线通信来进行打印机主体23和墨盒7间的墨水信息的发送接收。
另外，通过利用天线3、22，可在墨盒7和打印机主体23之间进行非接触式信息的发送接收。
由此，不存在以往那样担心电子设备主体和墨盒7之间的电连接之虞，从而提高可靠性。
由此，可以削减信息管理成本。
本实施方式的墨盒7中，当墨盒7安装在打印机主体23时，优选从作为由第一天线22输出的墨水信息的传送波所利用的电磁波取出必要的功率，并且将该功率作为半导体装置1的驱动电源进行利用。
由此，第二天线3能够兼顾信息收发功能和功率接收功能。
另外，通过利用第一天线22和第二天线3之间的通信，能够判断墨盒7是否正确地安装在打印机主体23上。
此时，例如在墨盒未正确地安装在打印机主体23上时，可将其内容显示在显示部或计算机的显示器。
并且，通过设置上述半导体装置1，能够使墨盒7具有管理检测功能，从而能够减少打印机主体23中的布线数，可实现结构的简单化。
由此，能够实现打印机主体23的设计布局的自由度提高。
根据上述结构的墨盒，即使在墨盒未安装在打印机主体23的状态下，除能够进行参照EEPROM4的内容信息或写入EEPROM4等外，也能够不通过打印机主体23而将来自接液电极9、9的墨水信息存储在EEPROM4中。
例如，能够在墨盒7的制造时、或按每墨盒7的一捆包单位统一进行墨水制造信息等的发送接收。
另外，即使断开打印机23的电源或从打印机主体23取出墨盒7，也可对墨盒7的EEPROM4所存储的墨水信息进行保持，由此可以以墨盒单体对墨水信息进行检测及管理，从而提高墨盒7的通用性。
还有，也可以在墨盒7上设置显示部，从而使EEPROM4所存储的墨水信息反映在显示部。
另外，在使用以每个颜色等独立的墨盒7时，优选将半导体装置1装入每个墨盒7，以交换独立的每个墨盒7的信息。
打印机主体23的第一天线22可以按每个墨盒7的个数进行配设。
为了减少打印机主体23的第一天线22的数量，也可以配设一个以上的天线，如后述那样在每次移动载架31时进行各自的墨盒7的信息收发。
根据这样的结构，能够将来自接液电极的模拟接液信号介由控制器从天线直接输出为数字信号。
另外，减少机械的连接接点，并且能够由稳定的数字信号进行输出，而非易于加载噪音的不稳定的模拟信号。
[电子设备]
接着，基于图9所示的实施方式，对本发明涉及的喷墨式打印机30(电子设备)的主要结构进行说明。
该喷墨式打印机30在打印机主体23上以可装卸方式具备多个墨盒7。
图9中符号31是载架，介由载架电动机32所驱动的定时带(timingbelt)33，将该载架31由导引杆(rod)导引并沿滚筒(platen)35的轴方向往返移动。
在上述载架31进行扫描的扫描区域配置记录用纸13，并将该记录用纸13按照与载架31的扫描方向正交的方式进行搬送。
因而，在载架31的与上述记录用纸13对向的面上设置有记录头。
另外，在记录头的上部以可装卸方式安装有向上述记录头供给墨水的分别贮存黑、黄、青、洋红的各墨水的墨盒7B、7Y、7C、7M。
另外，非印字区域外即原位置(home position)上配置有压盖(capping)机构36。
该压盖机构36，在载架31移动到原位置时，伴随载架31的移动而密封载架31所搭载的记录头的喷嘴形成面。
在此，原位置上，如图8所示，将墨盒7的各个第二天线3和第一天线22(打印机主体对向部上所配置的第一天线22)配置得相互对置。
由此，在每次墨盒7返回原位置时，能够在第二天线3和第一天线22之间发送接收墨水信息。
另外，在本实施方式中，因为通信方法为无线通信，所以并非需要上述的结构，也可以在不对应各个第二天线3上的位置配置第一天线22，由此也能够提高主体设计的自由度。
另外，压盖机构36随着上述载架31向印字区域侧移动而下降，从而能够解除记录头的密封状态。
因而，在上述压盖机构36的下方配置有用于对压盖机构36的内部空间赋予负压的吸引泵37。
压盖机构36作为喷墨式打印机30停止期间中防止记录体的喷嘴开口干燥的盖体起作用。
另外，压盖机构36也作为对记录头施加与印刷无关的驱动信号而使墨水液滴喷出的冲洗(flushing)动作时的墨水接受体起作用。
进一步，压盖机构36也兼并具备作为将来自上述吸引泵37的负压作用于记录头、并通过记录头吸引排出墨水的清洗(cleaning)机构的功能。
因而，与压盖机构36的印字区域侧邻接配置有由橡胶等弹性板构成的擦拭部件38。
擦拭部件38，在载架31往返移动到压盖机构36侧时，根据需要对记录头的喷嘴形成面进行擦拭从而进行清扫的擦拭动作。
喷墨式打印机30，相对接受来自各墨盒7的墨水供给的喷墨式记录头，使记录用纸13相对移送。
基于印刷数据，使记录头移动，同时向记录用纸13喷出墨水液滴来进行记录。
接着，参照图11，对上述喷墨式打印机30的系统进行说明。
首先，将墨盒7安装在打印机主体23。
接着，在步骤S1中，对安装在打印机主体23的墨盒7是否可使用进行检测。此时，在第一天线22及第二天线3之间进行信号的发送接收。
然后，通过从第一天线22发送信号，从打印机主体23侧对第二天线3供给电力，并且起动半导体装置1的IC，向接液电极9、9施加规定的电压。
由此，在墨水槽6内收容有墨水时，通过与接液电极9、9接触的墨水而使电流在接液电极9、9间流动。
将由这样的接液电极9、9检测出的信号向控制器5输出。
在控制器5中，当所检测的信号为在接液电极9、9间通电时，进行有墨水这样的判断，并将基于该判断结果的墨水信息(有无墨水)存储在EEPROM4中。
于是，在判明可使用墨盒7的情况下，将该信息发送到打印机主体23，而使打印机主体23进入印字待机状态，然后，如步骤S2所示，随着接受到印字信号而进行印字数据的记录。
另一方面，当所检测的信号为在接液电极9、9间未通电这样的信号时，控制器5判断为无墨水(墨水用毕状态)。
然后，将基于该判断结果的墨水信息(有无墨水)存储在EEPROM4中，并向步骤S5移动，且将敦促交换墨盒7的信号向打印机主体23输出。
这样，通过检测接液电极9、9间的通电状态，可确认墨水槽6内有无墨水，从而可判断墨盒7可否使用。
如步骤S2所示，当驱动打印机主体23进行印字时，墨盒7如步骤S3所示那样按每规定时间检测出这些接液电极9、9间的通电状态。
将由接液电极9、9检测出的检测信号(电流值)输出到控制器5。
对该墨水信息的检测周期进行适当的设定。
控制器5基于该判断结果随时更新EEPROM4的墨水信息。
这样，进行墨水残量(有无墨水)的管理。
因而，介由第二天线3通过控制器5将存储在EEPROM4的墨水信息向打印机主体23侧输出，并通过显示部或计算机的显示器提供给使用者。
另一方面，如步骤S3所示，在打印机主体23侧通过软件累积墨水液滴的喷出液滴计数数和维修所使用的墨水量，从而计算墨水的消耗量。
介由第一天线22，将该结果按每规定时间向墨盒7的EEPROM4传送，从而由EEPROM4进行墨水残量(消耗量)的管理。
这样，基于打印机主体23的第一天线22所输出的输出信号，随时更新EEPROM4的墨水相关的信息。
因而，介由第二天线3，将存储在EEPROM4的墨水信息从EEPROM4向打印机主体23侧的显示部或计算机的显示器输出，从而提供给使用者。
由此，使用者能够一边监视墨水的消耗经过，一边确认墨水残量等。
开始印字片刻后，例如从打印机主体23侧向控制器5发送墨水残量为零的计算结果。
但是，如步骤S4所示，当接液电极9、9所检测的检测信号为有墨水的信号即接液电极9、9间处于通电状态时，可知墨水槽6内残留墨水，从而不会判断此时墨水槽6内没有墨水，而返回步骤S2继续印字数据的记录。
其后，如步骤S4所示，如果检测出墨盒7侧中接液电极9、9间没有处于通电状态这样的信号，则控制器5基于该信号此次进行墨水用毕的判断，并且更新EEPROM4的墨水信息。
因为将一对接液电极9、9分别沿墨水槽6的底面进行设置，所以在接液电极9、9间没有通电就意味着墨水槽6内没有墨水。
由于这种判断比由喷出液滴计数部通过计算所计算出的墨水残量更加确切，所以控制器5中始终优先控制来自接液墨水的接液电极9、9的信号。
喷出液滴计数部所获得的墨水残量和实际在墨水槽6中所存在的墨水实量之间产生的差，是墨水液滴的重量离散偏差或制造时的墨水注入量的离散偏差所引起的，是会经常产生的现象。
优先控制来自接液电极9、9的信号，是为了避免以下问题：即在喷出液滴计数部所得到的墨水残量为零的时刻将墨盒7判断为墨水用毕状态的情况下，尽管实际上墨水槽6内累积有墨水，也会指示交换墨盒7。
在步骤S5中，基于接液电极9、9的信号对墨水用毕进行判断的控制器5，介由第二天线3将敦促交换墨盒7的信号向打印机主体23侧输出，并且通过打印机主体23的显示部(未图示)或计算机向使用者进行报警。
由此，使用者可以知道交换墨盒7的时间。
然后，如步骤S6所示，将墨水用毕的墨盒7从打印机主体23取出，并且交换为新墨盒7。
在此，例如，尽管由墨盒7的接液电极9、9判明墨水槽6内为墨水用毕状态，如果由打印机主体23侧的喷出液滴计数部计算出的墨水残量为有墨水，也会认为是打印机主体23侧异常，从而在打印机主体23的显示部或计算机上显示表示异常内容的误差信息。
另外，在当打印机主体23侧计算出墨水残量为零的时刻，墨盒7内残留的墨水量被判断为比由墨水液滴的重量偏差产生的墨水残量多得多的情况下，可认为按比通常喷出的墨水液滴的量少的量进行喷出。
此时，例如可使敦促清洗墨水喷出头的信息在显示部或计算机上输出。
这样，由EEPROM4对打印机主体23侧的墨水信息和墨盒7的接液电极9、9所检测的墨水信息进行综合管理，从而通过比较双方来检测出打印机主体23及墨盒7中的异常。
根据本实施方式的喷墨式打印机30，由于能够以简单的结构检测及管理墨水的信息，从而能够例如决定墨盒7的适当的交换时间。
为此，能够在不残余墨水的状态下交换墨盒7，从而可延长墨盒7的交换周期，并且能够实现使用者花费在墨水上的成本降低。
这样，通过实现墨水的详细信息管理，而使有效地没有浪费的墨盒7的再循环(recycle)成为可能。
另外，例如，根据墨水填充次数的信息能够决定墨盒7的重复使用次数等，不仅对使用者并且对再循环工作者(制造者)侧也为有益的信息。
综上所述，能够以简单结构对墨盒7内的墨水信息进行正确且可靠的检测及管理，从而能够提供高可靠性、高品质的制品。

Claims (13)

1、一种半导体装置，具备：
半导体基板，具有形成有源元件的有源元件形成面；
检测电极，通过与墨水接触来检测上述墨水的残量；
天线，发送接收信息；
存储电路，存储上述墨水的信息；和
控制电路，对上述检测电极、上述天线及上述存储电路进行控制。
2、根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
在上述有源元件形成面一侧上，上述天线及上述检测电极形成在同一个层。
3、根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
上述检测电极及上述天线是在上述有源元件形成面上经由钝化膜所形成的导电层。
4、根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
还具备：
保护膜，以覆盖上述导电层的方式形成；和
开口部，形成在保护膜上且使上述导电层的至少一部分露出，
上述检测电极是从上述开口部露出的上述导电层的一部分。
5、根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
还具备：
保护膜，以覆盖上述导电层的方式形成；
开口部，形成在上述保护膜上且使上述导电层的至少一部分露出；和
突起，从上述开口部所露出的上述导电层上形成；
上述检测电极是上述突起。
6、根据权利要求1～5的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
在上述检测电极的表面形成有镀覆层。
7、根据权利要求1～6的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
在上述检测电极及上述天线的下层侧形成有电介质层。
8、根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
利用与上述半导体基板上形成的上述有源元件所使用的导电材料相同的导电材料，将上述天线及上述检测电极直接形成在上述有源元件形成面上。
9、根据权利要求1～8的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
上述检测电极形成为3个以上。
10、一种墨盒，在具备天线的电子设备主体中使用，
具备：
墨盒筐体，具有收容墨水的收容部；和
液体传感器，具有对收容在上述收容部中的上述墨水的信息进行检测及管理的半导体装置；
上述半导体装置具备：
半导体基板；
检测电极，在上述收容部内露出，在上述墨盒筐体内埋设，通过与上述墨水接触，而检测上述墨水的残量；
天线，在与上述电子设备主体的上述天线之间进行信息的发送接收；
存储电路，存储上述墨水信息；和
控制电路，对上述检测电极、上述天线及上述存储电路进行控制。
11、根据权利要求10所述的墨盒，其特征在于，
上述半导体装置的上述检测电极沿着上述收容部的深度方向设置多个，且上述检测电极以沿着上述收容部的底面的方式被配置。
12、根据权利要求11所述的墨盒，其特征在于，
上述半导体装置沿着上述收容部的深度方向设置多个，且上述多个半导体装置中的至少一个的上述半导体装置的上述检测电极以沿着上述收容部的底面的方式被配置。
13、一种电子设备，
具备：
权利要求10～12的任一项所述的墨盒；和
具有天线的电子设备主体。
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