CN108859415A - 打印头基板和半导体基板及其制造方法以及喷墨打印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供打印头基板和半导体基板及其制造方法以及喷墨打印设备。该打印头基板包括：基板面，其包括多个打印元件和沿第一边配置且电气连接至所述打印元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及测试元件组(TEG)区域，其包括没有电气连接至所述打印元件的TEG，其中所述TEG区域的至少一部分位于所述第二边和所述焊盘中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘之间。

Description

打印头基板和半导体基板及其制造方法以及喷墨打印设备
技术领域
本发明涉及打印头基板及其制造方法、半导体基板及其制造方法和喷墨打印设备。
背景技术
一些喷墨打印设备包括具有与打印介质的宽度相对应的长度的打印头，并且被称为全幅(full line)打印头。在一些全幅打印头中，使用多个打印头基板来形成一个长尺寸的打印头。日本特开2016-124234(以下称为专利文献1)公开了用于通过将各自是半导体芯片并且具有平行四边形或梯形形状的打印头基板排列成行来形成全幅打印头的技术。
如专利文献1中所公开的具有平行四边形或梯形形状的打印头基板具有锐角部。该锐角部的机械强度低。与通常的IC不同，喷墨打印设备的打印头基板有时会与正输送的薄片相接触。另外，在擦拭附着于打印头的墨的操作中，擦拭器可能对基板产生压力。由于这个原因，锐角部的电气可靠性可能由于强度低而降低。
另外，与基板内部相比，锐角部的应力分布和热分布更差。因而，锐角部不适合作为用于配置对晶体管的特性的变化敏感的电路(诸如高速驱动电路或模拟电路等)的位置。此外，锐角部的形状自身不适合电路块，并且难以设计电路块的布局，以将其与锐角部的形状配合。对电路布局的这种限制有时会增大基板的面积。
发明内容
根据本发明的方面的一种打印头基板，包括：基板面，其包括多个打印元件和沿第一边配置的电气连接至所述打印元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述打印元件的TEG，其中所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间。
根据本发明的方面的一种喷墨打印设备，包括：打印头，其排列有多个打印头基板，其中，各个所述打印头基板包括：基板面，其包括多个打印元件和沿第一边配置的电气连接至所述打印元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述打印元件的TEG，其中所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间。
根据本发明的方面的一种打印头基板的制造方法，其中，所述打印头基板包括：基板面，其包括多个打印元件和沿第一边配置的电气连接至所述打印元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述打印元件的TEG，其中所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间，所述制造方法包括：在晶圆基板内部形成变质层的图案；以及通过沿所形成的图案割裂所述晶圆基板来切出具有所述锐角部的所述打印头基板。
根据本发明的方面的一种半导体基板，包括：基板面，其包括多个元件和沿第一边配置的电气连接至所述元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述元件的TEG，其中，所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间。
根据本发明的方面的一种半导体基板的制造方法，其中，所述半导体基板包括：基板面，其包括多个元件和沿第一边配置的电气连接至所述元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述元件的TEG，其中，所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间，所述制造方法包括：在晶圆基板内部形成变质层的图案；以及通过沿所形成的图案割裂所述晶圆基板来切出具有所述锐角部的所述半导体基板。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出打印头基板的布局的图；
图2是示出打印头基板的详情的图；
图3是示出打印头基板的详情的图；
图4是示出加热器的连接电路的图；
图5是示出打印头基板的布局的图；
图6是示出防潮环的布局的图；
图7是防潮环的截面图；
图8是示出防潮环的布局的图；
图9A是示出打印设备的结构示例的图；以及
图9B是示出打印头的结构示例的图。
具体实施方式
以下，将参考附图来说明本发明的实施例。注意，以下实施例并非用于限制本发明，并且这些实施例中所述的全部组合特征并非本发明的解决方案所必需的。注意，在说明中将通过同样的附图标记来表示同样的构件。另外，这些实施例中所述的构件的相对配置和形状等仅是示例，并且不意味着将本发明的范围仅局限于此。
实施例1
图1是示出本实施例的打印头基板101的图。排列多个打印头基板101，以构成长尺寸打印头(图9B)。打印头基板101具有平行四边形形状。打印头基板101是半导体芯片。通过利用聚焦于晶圆基板内部的激光形成局部加工变质层的图案并且沿着所形成的图案割裂基板来获得以如图1所示的形状切出的打印头基板101。这样，通过被称为隐形切割的切割来形成打印头基板101的形状。在图1的打印头基板101中，图1中的右下角和左上角这两个角是锐角部。
在打印头基板101上，加热器103以阵列形状并排配置成多行。加热器103是用于喷墨以进行打印的打印元件。换句话说，加热器103是用于产生气泡以喷出液体的加热元件。注意，在采用压电方法或其它液体喷出方法的情况下，使用适合这些方法的打印元件。加热器103的行被配置成在这些行之间具有相同的间隔。
在打印头基板101上，电极焊盘(electrode pad，以下称为“PAD”)104沿打印头基板101的长边并排配置。PAD 104是用于驱动加热器103的电极焊盘。换句话说，PAD 104是驱动用于打印头基板101的主要用途的特定元件(加热器103)的电极焊盘。打印头基板的主要用途意味着打印。PAD 104连接至打印头基板101的内部电路。换句话说，PAD 104是电气连接至加热器103的电极焊盘。
在本实施例的打印头基板101中，在打印头基板101的锐角部和最接近该锐角部的PAD 104之间配置有TEG区域105。TEG区域是包括被称为测试元件组(TEG)的、评价用的元件和电路的区域。例如，TEG区域包括晶体管、布线、阻抗元件、打印元件和插头其中至少之一的TEG。这些TEG并非用于打印头基板101的主要用途(本实施例中为打印)。换句话说，TEG包括没有电气连接至加热器103的元件。例如，TEG是用于工艺监视，以管理晶圆制造工艺。可选地，TEG用于获得打印元件的器件特性。
将打印头基板101的长边定义为形成打印头基板101的锐角部的两边中的第一边，并且PAD 104沿第一边并排配置。然后，在形成打印头基板101的锐角部的两边中的第二边和在并排配置的多个PAD中的最接近第二边的PAD 104之间配置TEG区域105。换句话说，TEG区域105被配置成使得TEG区域105的至少一部分位于第二边和最接近锐角部的顶点的PAD104之间。另外，配置TEG区域105的位置与配置加热器103的区域不重叠。
在本实施例的打印头基板101中，图1中的上侧的电路和下侧的电路电气分离。具体地，打印头基板101的电路在与打印头基板101的两个长边平行并且穿过打印头基板101的中心的芯片分界线102处被分离。对于加热器103的配置和电路布局以及PAD 104的配置，上部和下部是点对称的。在本实施例中，TEG区域105配置在图1的右下部和左上部总共两部分处。TEG可以用于各种评价。TEG的数量越大，则评价的精度越高。由于这个原因，在本实施例中，TEG区域105配置在打印头基板101的两个锐角部这两者处。然而，本发明不限于该示例，而可以适用于将TEG区域105配置在与打印头基板101中所包括的锐角部至少之一相对应的位置处的情况。
图2是示出图1所示的打印头基板101的详情的图。假定本实施例的打印头基板101通过四层布线工艺而形成。图2示出图1的打印头基板101的加热器层和布线层(第四层)的图案布局。这里，在这些布线层中，将在层的排列打印头基板101的加热器103的一侧的层称为上层。加热器103是用于产生气泡并喷出墨的加热元件。独立供给口202是用于供给要利用气泡喷出的墨的供给口。在打印头基板101中形成有多个独立供给口202。布线203是具有实心线路(solid trace)的布线。布线203的线路包括穿过独立供给口202之间的梁状的线路。布线203的线路与TEG区域105不重叠。
图3是示出布线层(第三层)和打印头基板101的插头的图案布局的图。插头301是连接至图2的布线203(第四层)的插头。除了插头301以外，还存在连接至下层(第二层)中的布线的其它插头，这里省略了其图示。布线303是具有实心线路的布线。布线303的线路与TEG区域105不重叠。
图4是示出加热器103的连接电路图的图。将使用图2至4来说明加热器103的连接结构。如图4所示，各加热器103和各驱动晶体管403连接至共通的加热器电源401和共通的加热器GND 402。加热器GND 402具有图2所示的布线203的线路。具有在加热器的行上延伸的实心线路的该布线203的线路连接至多行的驱动晶体管403。加热器电源401具有图3所示的布线303的线路。也具有与布线203同样的实心线路的布线303经由插头301而连接至各行中的多个加热器103。这样，图4中的加热器电源401和加热器GND 402是由具有如图2和3所示的彼此重叠的宽实心形状的电源布线线路的上层和下层这两层形成的。
图3中的线路3b是连接加热器103和驱动晶体管403的布线线路。实心线路中的切出部中所形成的图3的线路3c是连接驱动晶体管403和加热器GND402的线路。这样，利用图2和3所示的布线线路，将图4中的加热器电源401和加热器GND 402连接至加热器103和驱动晶体管403。
返回至图1，将说明加热器103的电压损耗。在具有上述的布线线路的打印头基板101中，在距离PAD 104最远的加热器103a处，由寄生布线阻抗引起的电压损耗最大。换句话说，加热器103和PAD 104之间的距离越远，则对电压损耗的影响越大。如果电压耗损大，则需要增大加热脉冲。因此，被施加相同脉冲的其它加热器接收到过大的能量，这可能缩短加热器103的寿命。这里，在本实施例中，在打印头基板101的锐角部和最接近锐角部的PAD104之间配置TEG区域。在这种位置处所配置的TEG区域105将不会影响加热器103a的电压损耗。具体地，位于距离加热器103远的位置的TEG PAD 204(第二板)(参见图2和3)不用于加热器103，而用于TEG 205(参见图2和3)。因而，通过在打印头基板101的锐角部和最接近锐角部的PAD 104之间配置TEG区域，可以有效利用锐角部附近的区域。换句话说，在具有图1所述的平行四边形的打印头基板101中，配置在锐角部的附近的区域中的TEG 205将不会损害打印头基板101的电气特性。
另外，在本实施例的打印头基板101中，使PAD 104偏移至钝角部侧，以降低加热器103a处的电压损耗。因此，在锐角部的端部，仍然有宽的空白区域。换句话说，与同第二边相对的第三边和多个PAD 104中的最接近钝角部的顶点的PAD 104之间的距离相比，第二边和多个PAD 104中的最接近锐角部的顶点的PAD 104之间的距离较大。在锐角部，基板强度低。此外，从应力分布和热分布以及布局效率的观点，锐角部不适合电路的配置。因此，锐角部的端部的空白区域将不会产生任何问题。另一方面，在基板被切出之后的状态下基本不使用TEG。因而，如果使用锐角部附近的区域作为TEG区域，则可以有效利用打印头基板101的区域。同样，还可以将沿与第一边相对的边排列的多个PAD 104向钝角部侧偏移。
这样，通过在具有平行四边形的打印头基板101中的锐角部附近配置TEG区域105，使得可以在不会损害打印头基板101的电气特性和电气可靠性的情况下配置TEG。此外，对于本实施例的打印头基板101，可以针对每个芯片配置TEG。因此，在这种情况下，可以针对晶圆表面进行详细的工艺管理，并且可以提高成品率。
注意，如上所述，沿锐角部形状配置电路块在布局方面受到限制并且是困难的。然而，由于TEG是由元件构成的并且单位块小，因此即使在锐角部处也可以有效配置TEG。另外，与将TEG配置在要切割出的区域中或者使用TEG的芯片的情况相比，如晶圆表面的传统工艺管理中所使用的方法那样，可以提高针对每个晶圆的芯片成品率。因而，可以实现成本降低。
注意，如图2和3所示，在本实施例中，设置标记附件区域201。标记附件区域201是在工艺中针对晶圆的定位形成标记或附件图案的区域。标记附件区域201可以位于其它区域，并且可以使用区域201作为铝(Al)布线区域。
尽管在图1的打印头基板101中，作为示例，排列加热器103的基板面的形状是平行四边形，但是本发明不限于该示例。上侧和下侧不必平行。左右斜边不必平行。该形状仅需具有锐角部。
另外，TEG区域105中所配置的TEG不必是用于半导体工艺管理的TEG。例如，可以从TEG获得加热器的特性或者驱动晶体管的特性。然后，可以设置适合各打印头基板101的驱动脉冲。换句话说，TEG可以用于获得打印元件的器件特性。
在本实施例中，在具有如平行四边形的锐角部的打印头基板101中，如上所述，TEG区域105配置在打印头基板101的锐角部附近的区域处。这使得可以有效使用曾经难以使用的锐角部附近的区域。这还使得可以在不会损害电气特性的情况下减小基板面积，因而实现成本降低。
即使具有低强度的锐角部受到例如来自擦拭压力或与输送纸张的接触的损害，也可以正常驱动打印头。因而，在本实施例的打印头基板101中，在打印头或主体的电气系统处将不会引起损害，因而可以保持高的电气可靠性。此外，由于在每个打印头基板101上配置TEG，因此可以针对每个基板进行半导体工艺中的器件特性管理，这使得可以提高成品率。另外，通过进行适合每个打印头基板的特性的控制，使得可以实现高功能性。
实施例2
针对实施例1，使用打印头基板的形状是平行四边形的情况作为示例提供了说明。在本实施例中，将使用打印头基板的形状是梯形的情况作为示例来提供说明。
图5示出本实施例中的梯形的打印头基板501。在打印头基板501上，沿最长边并排配置PAD 104。该最长边形成锐角部。TEG区域105被配置在打印头基板501的两个锐角部侧。打印头基板501不具有如图1那样的芯片分界线102，并且具有沿基板的一边排列的PAD104。PAD 104和加热器103以对称方式配置。尽管未示出，但是利用与实施例1的图2和3相同的Al布线线路来向各行中的加热器103供给电力。在如此的基板形状和加热器配置中，电压降最大的加热器103是加热器103b。TEG区域105被配置在TEG区域105不会干扰从PAD 104至加热器103b的加热器电流路径的位置处。注意，尽管图5示出了对称布局的示例，但是该布局可以是非对称的。另外，尽管示出了梯形形状的示例，但是上部基底和下部基底不必平行。左锐角部和右锐角部的角度可以不同。
如上所述，即使在打印头基板的形状不是平行四边形的情况下，也可以通过在锐角部附近配置TEG区域来获得与实施例1的效果相同的效果。
实施例3
在实施例3中，将针对形成防潮环的打印头基板来提供说明。防潮环是在使用诸如化学机械抛光(CMP)等的平坦化工艺的半导体基板中共通使用的构件。防潮环用作用于相对于来自芯片切割壁面的水分来保护芯片中的器件的壁。
图6示出本实施例中的防潮环602的图案。假定：除了在打印头基板601中形成防潮环602以外，打印头基板601具有与实施例1中所述的打印头基板101的结构相同的结构。如图6所述，本实施例的打印头基板601具有通过防潮环602来分离TEG区域105和包括PAD 104和布线线路的驱动电路区域的结构。具体地，在打印头基板601中，形成防潮环602的形状，以将TEG区域105从防潮环602所保护的区域排除。
图7是示出防潮环602的截面结构的示例。在Si基板703上，形成氧化膜701和钝化膜702。如图7所示，防潮环602通常通过以狭缝形状配置插头706和布线705并且在没有留空隙的情况下包围Si基板703的最外周来形成防潮环602。
由于将TEG区域105从防潮环602所保护的区域排除，因此即使对锐角部引起了损害并产生裂缝，在损害的位置位于防潮环602的外部(换句话说，在芯片端704侧)的情况下，内部电路也将不会受到电气损害。另外，由于锐角部受到大的应力，因此存在喷嘴材料剥落、墨渗入内部并且水分经由TEG PAD 204进入打印头基板601内的氧化膜701的担忧。然而，在本实施例中，通过防潮环602来保护内部电路。因而，内部电路将不会受到损害。此外，TEG区域105中的TEG 205主要在制造工艺中使用。因而，即使TEG 205的器件特性在安装有打印头基板601的打印设备的打印操作期间发生改变，其也将不会引起特别的问题。
注意，在本实施例中，针对TEG区域105配置在防潮环602的外部的结构提供了说明。然而，本发明不限于该结构。防潮环的壁仅需要形成在加热器驱动电路和TEG区域105之间。如图8所示，防潮环可以具有双重结构，并且TEG区域105可以配置在第二防潮环802的内部。
在上述实施例中，针对打印头基板具有包括锐角部的形状(诸如平行四边形或梯形作为典型示例)的结构提供了说明。在切割具有这种形状的基板的情况下，由于与刀片切割相比隐形切割在用于切割的形状方面具有更高的灵活性，因此隐形切割是有利的。另一方面，由于在刀片切割中通过利用刀片切割基板来分割基板，因此从晶圆基板切割出与刀片的宽度相对应的划片区域(scribe area)。由于TEG在晶圆制造工艺之后通常是不必要的，因此在使用刀片切割的情况下，将TEG配置在该划片区域中，以有效利用晶圆基板面积。另一方面。由于隐形切割通过割裂来对基板进行分割，因此切割宽度为0。因此，即使以与刀片切割相同的方式来将TEG配置在划片区域中，TEG也将在隐形切割之后保留在基板的边的附近。由于这个原因，在安装电气部(诸如基板的边的附近配置的电极焊盘的布线接合等)的情况下，该TEG可以是障碍。然而，在这些实施例中，将TEG配置区域配置在基板的难以配置电路的锐角部附近，这减少了TEG妨碍电气部的安装操作的风险，从而使得可以更有效地利用基板区域。
记录头和打印设备
将针对安装根据上述实施例的打印元件基板的喷墨打印头并且包括该喷墨打印头的打印设备的示例来提供说明。
图9A是用于说明包括喷墨打印头120的喷墨打印设备1的结构示例的示意性立体图。该示例中的打印设备1是被称为全幅的系统，并且包括在打印介质P的宽度方向的整个区域上延伸的长尺寸打印头120。通过包括输送带和其它部件的输送机构130来沿箭头A方向连续输送打印介质P。在正沿箭头A方向输送打印介质P期间，从打印头120喷出墨(液体)，以将图像打印在打印介质P上。在本实施例中，使用分别喷出青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)的墨的打印头120C、120M、120Y和120Bk作为打印头120，以打印彩色图像。
图9B是打印头120的立体图。本实施例的打印头120是沿与打印介质P的输送方向交叉(在本实施例中为正交)的方向(箭头A方向)配置多个打印头基板101的全幅头。由于本实施例的打印头基板101在基板面上具有锐角部，因此可以直线状地并排配置多个打印头基板101，并且将邻接的打印头基板101彼此连接，以构成打印头120。这减小了打印头120在打印介质P的输送方向上的长度(宽度)。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (22)

1.一种打印头基板，包括：
基板面，其包括多个打印元件和沿第一边配置的电气连接至所述打印元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及
测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述打印元件的TEG，其中所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间。
2.根据权利要求1所述的打印头基板，其中，
所述TEG区域与配置所述打印元件的区域不重叠。
3.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述基板面具有多个所述锐角部，以及
所述TEG区域被配置在与所述锐角部的其中至少一个顶点相对应的位置处。
4.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述基板面的形状是平行四边形。
5.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述基板面的形状是梯形。
6.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述TEG包括晶体管、布线、阻抗元件、打印元件和插头其中至少之一，以及
在所述TEG区域中配置所述TEG和连接至所述TEG的第二焊盘。
7.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述TEG用于管理晶圆制造工艺的工艺监视。
8.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述TEG用于获得所述打印元件的器件特性。
9.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述打印元件中的至少两个打印元件共通地连接至从所述焊盘伸出的布线线路。
10.根据权利要求9所述的打印头基板，其中，
所述布线线路与所述TEG区域不重叠。
11.根据权利要求9所述的打印头基板，其中，
利用防潮环将包括所述焊盘、所述布线线路和所述打印元件的区域与所述TEG区域分离。
12.根据权利要求11所述的打印头基板，其中，
所述防潮环包围包括所述焊盘、所述布线线路和所述打印元件的区域，以及
所述TEG区域被配置在所述防潮环的外部。
13.根据权利要求11所述的打印头基板，其中，
所述打印头基板包括包围所述TEG区域的第二防潮环。
14.根据权利要求1或2所述的打印头基板，其中，
所述基板面具有由所述第一边和与所述第二边相对的第三边形成的钝角部，以及
与所述焊盘之中的最接近所述钝角部的顶点的焊盘和所述第三边之间的距离相比，所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间的距离较大。
15.一种喷墨打印设备，包括：
打印头，其排列有多个打印头基板，
其中，各个所述打印头基板包括：
基板面，其包括多个打印元件和沿第一边配置的电气连接至所述打印元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及
测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述打印元件的TEG，其中所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间。
16.一种打印头基板的制造方法，
其中，所述打印头基板包括：
基板面，其包括多个打印元件和沿第一边配置的电气连接至所述打印元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及
测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述打印元件的TEG，其中所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间，
所述制造方法包括：
在晶圆基板内部形成变质层的图案；以及
通过沿所形成的图案割裂所述晶圆基板来切出具有所述锐角部的所述打印头基板。
17.一种半导体基板，包括：
基板面，其包括多个元件和沿第一边配置的电气连接至所述元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及
测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述元件的TEG，其中，所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间。
18.根据权利要求17所述的半导体基板，其中，
所述TEG区域与配置所述元件的区域不重叠。
19.根据权利要求17或18所述的半导体基板，其中，
所述基板面的形状是平行四边形。
20.根据权利要求17或18所述的半导体基板，其中，
所述元件中的至少两个元件共通地连接至从焊盘伸出的布线线路。
21.根据权利要求20所述的半导体基板，其中，
所述布线线路与TEG区域不重叠。
22.一种半导体基板的制造方法，
其中，所述半导体基板包括：
基板面，其包括多个元件和沿第一边配置的电气连接至所述元件的多个焊盘，其中所述基板面具有由所述第一边和第二边形成的锐角部；以及
测试元件组区域、即TEG区域，其包括没有电气连接至所述元件的TEG，其中，所述TEG区域的至少一部分位于所述焊盘之中的最接近所述锐角部的顶点的焊盘和所述第二边之间，
所述制造方法包括：
在晶圆基板内部形成变质层的图案；以及
通过沿所形成的图案割裂所述晶圆基板来切出具有所述锐角部的所述半导体基板。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6821331B2 (ja) * 2016-05-30 2021-01-27 キヤノン株式会社 記録素子基板、液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置
AU2019428015B2 (en) 2019-02-06 2023-05-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead
CN113543978B (zh) * 2019-02-06 2023-06-30 惠普发展公司，有限责任合伙企业 打印头的管芯、打印头和形成打印头的管芯的方法
US11345145B2 (en) 2019-02-06 2022-05-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Die for a printhead

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1117437A (zh) * 1994-03-04 1996-02-28 佳能株式会社 打印头，采用其的打印方法和设备，以及校正所述打印头的设备和方法
CN1426896A (zh) * 2001-11-30 2003-07-02 兄弟工业株式会社 喷墨打印机的喷墨头
CN1442300A (zh) * 2002-02-19 2003-09-17 兄弟工业株式会社 喷墨打印头和具有该喷墨打印头的喷墨打印机
CN1442299A (zh) * 2002-02-18 2003-09-17 兄弟工业株式会社 喷墨打印头及具有喷墨打印头的喷墨打印机
CN1442302A (zh) * 2002-02-20 2003-09-17 兄弟工业株式会社 喷墨头以及具有喷墨头的喷墨打印机
CN1496828A (zh) * 2002-09-26 2004-05-19 �ֵܹ�ҵ��ʽ���� 喷墨头
US6779871B1 (en) * 2003-03-24 2004-08-24 Fuji Xerox Co., Ltd. Inkjet recording head and inkjet recording device
CN1576001A (zh) * 2003-06-30 2005-02-09 兄弟工业株式会社 喷墨打印头
CN1579773A (zh) * 2003-08-11 2005-02-16 兄弟工业株式会社 喷墨头
CN1647928A (zh) * 2004-01-29 2005-08-03 兄弟工业株式会社 喷墨头
CN1721183A (zh) * 2004-07-16 2006-01-18 兄弟工业株式会社 喷墨头单元
CN2782385Y (zh) * 2002-02-20 2006-05-24 兄弟工业株式会社 喷墨头以及具有喷墨头的喷墨打印机
CN1853934A (zh) * 2005-04-28 2006-11-01 佳能株式会社 喷墨打印头基板和制造方法、喷墨打印头、喷墨打印设备
CN1960876A (zh) * 2004-06-02 2007-05-09 佳能株式会社 头基板、记录头、头盒、记录装置以及信息输入输出方法
US20120064644A1 (en) * 2008-09-24 2012-03-15 Leigh Stan E Fluid Ejection Device and Method
CN102529382A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 佳能株式会社 打印元件基板、打印头和打印头制造方法
CN102632715A (zh) * 2011-02-10 2012-08-15 佳能株式会社 喷墨打印头的制造方法、打印元件基板和喷墨打印头
CN103561956A (zh) * 2011-06-29 2014-02-05 京瓷株式会社 液体喷出头以及使用该液体喷出头的记录装置
CN105307867A (zh) * 2013-06-21 2016-02-03 京瓷株式会社 液体喷出头以及记录装置
JP2016124234A (ja) * 2015-01-06 2016-07-11 キヤノン株式会社 素子基板、液体吐出ヘッド及び記録装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4137088B2 (ja) 2004-06-02 2008-08-20 キヤノン株式会社 ヘッド基板、記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、記録装置、及び情報入出力方法
US9597893B2 (en) 2015-01-06 2017-03-21 Canon Kabushiki Kaisha Element substrate and liquid discharge head

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1117437A (zh) * 1994-03-04 1996-02-28 佳能株式会社 打印头，采用其的打印方法和设备，以及校正所述打印头的设备和方法
CN1426896A (zh) * 2001-11-30 2003-07-02 兄弟工业株式会社 喷墨打印机的喷墨头
CN1442299A (zh) * 2002-02-18 2003-09-17 兄弟工业株式会社 喷墨打印头及具有喷墨打印头的喷墨打印机
CN1442300A (zh) * 2002-02-19 2003-09-17 兄弟工业株式会社 喷墨打印头和具有该喷墨打印头的喷墨打印机
CN1442302A (zh) * 2002-02-20 2003-09-17 兄弟工业株式会社 喷墨头以及具有喷墨头的喷墨打印机
CN2782385Y (zh) * 2002-02-20 2006-05-24 兄弟工业株式会社 喷墨头以及具有喷墨头的喷墨打印机
CN1496828A (zh) * 2002-09-26 2004-05-19 �ֵܹ�ҵ��ʽ���� 喷墨头
US6779871B1 (en) * 2003-03-24 2004-08-24 Fuji Xerox Co., Ltd. Inkjet recording head and inkjet recording device
CN1576001A (zh) * 2003-06-30 2005-02-09 兄弟工业株式会社 喷墨打印头
CN1579773A (zh) * 2003-08-11 2005-02-16 兄弟工业株式会社 喷墨头
CN1647928A (zh) * 2004-01-29 2005-08-03 兄弟工业株式会社 喷墨头
CN1960876A (zh) * 2004-06-02 2007-05-09 佳能株式会社 头基板、记录头、头盒、记录装置以及信息输入输出方法
CN1721183A (zh) * 2004-07-16 2006-01-18 兄弟工业株式会社 喷墨头单元
CN1853934A (zh) * 2005-04-28 2006-11-01 佳能株式会社 喷墨打印头基板和制造方法、喷墨打印头、喷墨打印设备
US20120064644A1 (en) * 2008-09-24 2012-03-15 Leigh Stan E Fluid Ejection Device and Method
CN102529382A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 佳能株式会社 打印元件基板、打印头和打印头制造方法
CN102632715A (zh) * 2011-02-10 2012-08-15 佳能株式会社 喷墨打印头的制造方法、打印元件基板和喷墨打印头
CN102632715B (zh) * 2011-02-10 2015-04-22 佳能株式会社 喷墨打印头的制造方法
CN103561956A (zh) * 2011-06-29 2014-02-05 京瓷株式会社 液体喷出头以及使用该液体喷出头的记录装置
CN105307867A (zh) * 2013-06-21 2016-02-03 京瓷株式会社 液体喷出头以及记录装置
JP2016124234A (ja) * 2015-01-06 2016-07-11 キヤノン株式会社 素子基板、液体吐出ヘッド及び記録装置

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