JP2000103111A - ドライバic - Google Patents
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Abstract
チップの長辺方向に配列してなる駆動トランジスタ群2
05と、駆動トランジスタ群205に沿ってチップの両
短辺側端部まで延び、駆動トランジスタTr1〜Tr1
92にそれぞれ電源を供給する電源電極230と、外部
から前記電源を供給するために電源電極230上に設け
られた2個の電源電極パッド231と、駆動トランジス
タTr1〜Tr192を被駆動ICの被駆動素子にそれ
ぞれ接続するための駆動電極パッドDO1〜DO192
を配列した駆動電極パッド群220と、外部から信号を
入力するための複数の入力電極パッドを配列した入力電
極パッド群210とを備え、チップの全長を1/4:1
/4:1/2に区分する位置に電源電極パッド231を
配置した。
Description
る発光素子群、サーマルプリンタにおける発熱抵抗体
群、表示装置における表示素子群のような被駆動素子群
を個別に駆動するための駆動素子群を備えたドライバI
Cに関する。
であるLEDアレイに配列された複数のLEDを個別に
駆動するドライバIC(以下、LEDドライバICとも
称する)について以下に説明する。LEDドライバIC
は、例えば電子写真プリンタに用いられ、LEDアレイ
とともに電子写真プリンタのLEDヘッドを構成する。
図である。図19のドライバICは、例えば特開平6−
297765号公報に開示された技術を用いて作製され
たものである。また、図19には、LEDアレイ100
のレイアウト図も示してある。ドライバIC400のレ
イアウトは対面図であり、LEDアレイ100のレイア
ウトは裏面(コモンカソード電極側)からの透視図であ
る。LEDアレイ100は、192個のLEDを配列し
たものである、また、ドライバIC400は、1チップ
当たり192個のLEDを駆動するものである。
回路FF1〜FF192により構成されるシフトレジス
タ回路201と、ラッチ回路LT1〜LT192からな
るラッチ回路群202と、プリバッファ回路G1〜G1
92からなるプリバッファ回路群204と、駆動トラン
ジスタTr1〜Tr192からなる駆動トランジスタ群
205と、入力電極パッド群210と、駆動電極パッド
DO1〜DO192からなる駆動電極パッド群220
と、電源電極230と、電源電極パッド431とを備え
ている。なお、図19に示す寸法Aは、偶数番号の駆動
電極パッド(DO2,DO4,…,DO192)の縁か
ら電源電極230の縁までの距離である。
100の192個のLEDをそれぞれ駆動するための駆
動電極パッドDO1〜DO192を、長方形のドライバ
IC400の一方の長辺に沿って二列に千鳥配置したも
のである。また、入力電極パッド群210は、外部から
それぞれ信号が入力される複数の入力電極パッドを、ド
ライバIC400の他方の長辺に沿って配置したもので
ある。
202、プリバッファ回路群204、および駆動トラン
ジスタ群205は、それぞれドライバIC400の長辺
方向に駆動電極パッド群220の配列ピッチとほぼ等し
いピッチで配列されており、また入力電極パッド群21
0側から駆動電極パッド群220側に上記の順で配置さ
れている。
05とプリバッファ回路群204の間に設けられた幅W
なるアルミニウム(Al)電極であり、駆動トランジス
タ群205(駆動トランジスタTr1〜Tr192の
列)に沿ってドライバIC400の両短辺側端部まで延
びている。
源VDDHを供給するための電源電極パッド431が複
数個(図19では2個)設けられている。駆動トランジ
スタ群205の駆動トランジスタTr1〜Tr192の
ソース端子は、近傍の電源電極230にそれぞれ個別に
接続されている。
ンジスタTr64,Tr132(駆動電極パッドDO6
4,DO132)に対応する位置にそれぞれ設けられて
いる。
ドLI1〜LI192からなるアノード電極パッド群1
20を表面に備えている。
IC400の駆動電極パッドDO1〜DO192にそれ
ぞれ接続するためのアノード電極パッドLI1〜LI1
92を、長方形のLEDアレイ100の一方の長辺に沿
って二列に千鳥配置したものである。アノード電極パッ
ドLIi(iは1から192までの任意の整数)は、駆
動電極パッドDOiに対応する位置に設けられている。
イバIC400からなるチップモジュールの断面構造図
であり、図19におけるC−C’間に対応する断面図で
ある。図20において、LEDアレイ100の表面に
は、発光部101と、個別アノード電極(Al電極)1
02と、アノード電極パッド(Al電極パッド)103
とが、配列された複数のLEDに個別に対応して設けら
れている。アノード電極パッド103は、図19のアノ
ード電極パッドLIiに相当するものである。また、L
EDアレイ100の裏面には、コモンカソード電極10
4が設けられている。
は、発光部101のpn接合面に平行な方向に光を放射
する端面発光形LEDである。アノード電極パッド10
3は、ドライバIC400の対応する駆動電極パッド2
21に接続するためのものであり、個別アノード電極1
02の一端に一体形成されている。個別アノード電極1
02の他端は、発光部101のp型領域に接続してい
る。また、コモンカソード電極104は、全ての発光部
101のn型領域(LEDアレイ100のn型半導体基
板)に接続している。
0は、入力電極パッド群210(図19参照)を構成す
る入力電極パッド211と、駆動電極パッド群220
(図19参照)を構成する駆動電極パッド221と、電
源電極パッド431とを備えている。
211aと、この上に設けられたAu(金)バンプ21
1bからなる。また、駆動電極パッド221は、図19
の駆動電極パッドDOiに相当するものであり、Al電
極パッド221aと、この上に設けられたAuバンプ2
21bからなる。
電極)230における駆動トランジスタTr64および
Tr132(駆動電極パッドDO64およびDO13
2)の近傍領域であるAl電極パッド431aと、この
上に設けられたAuバンプ431bからなる。
220を配置したアレイ搭載領域にLEDアレイ100
がACF(Anisotropic Conductive Film :異方導電性
フィルム)接続され、LEDアレイ100とともにチッ
プモジュールを構成する。ACF303は、加熱硬化性
のACF樹脂303aにAuメッキコートされた導電性
粒子303bを分散させたものである。
とを接続するACF接続工程は、LEDアレイ100の
アノード電極パッド103をドライバIC400のAu
バンプ211bを設けた駆動電極パッド221に対向さ
せ、これらの間にACF303を挟み込んでLEDアレ
イ100をドライバIC400上に載置し、加熱するこ
とによりACF樹脂303aを軟化させるとともに、L
EDアレイ100を加圧し、さらに高温に加熱した後、
冷却することによりACF樹脂303aを硬化させもの
である。ACF樹脂303aを熱硬化させることによ
り、両チップを機械的に接着するとともに両チップ間を
封止する。また、アノード電極パッド103とAuバン
プ221bの間に導電性粒子303bを挟み込むことに
より、対応するアノード電極パッド103と駆動電極パ
ッド221とをワイヤーを用いずにダイレクトに接続す
る。
み)は約15[μm]であり、ACF樹脂303a中に
分散された導電性粒子303bの直径は約5[μm]で
ある。Auバンプ221bを導電性粒子303bの直径
よりも厚い(高い)寸法に形成したことにより、LED
アレイ100のアノード電極パッド103と、ドライバ
IC400のAuバンプ221bの間に挟み込まれた導
電性粒子303bのみが電気的接続に寄与し、その他の
方向への意図しない導通を避けることができる。
プリント配線板にダイボンドした場合には、ドライバI
C400の入力電極パッド211および電源電極パッド
431はボンディングワイヤー(Auワイヤー)302
aおよび302bによりそれぞれプリント配線板の信号
出力電極パッドおよび電源供給電極パッドに接続され
る。また、LEDアレイ100のコモンカソード電極1
04は、後述する図8のボンディングワイヤー302c
によりプリント配線板の接地電極パッドに接続される。
る電源電極パッド431および電源電極230の等価回
路図である。図21において、抵抗R201,R202
は、駆動用電源VDDHを外部から供給するために電源
電極パッド431にボンディングされたAuワイヤー3
02b(図20参照)の抵抗をモデル化したものであ
る。また、S1〜S192は、電源電極230における
駆動トランジスタTr1〜Tr192のソース端子の接
続位置を示すノード番号である。また、抵抗R1〜R1
91は、電源電極230における隣り合う駆動トランジ
スタのソース端子間(隣り合うノード間)の抵抗をモデ
ル化したものである。
タ)Tri(iは1から192までの任意の整数)のゲ
ート端子は、プリバッファ回路Gi(図19参照)に接
続されている。また、駆動トランジスタTriのドレイ
ン端子は、ACF接続された駆動電極パッド221(図
20参照)およびアノード電極パッド103(図20参
照)を介し、LED LDiの個別アノード電極102
(図20参照)に接続されている。駆動トランジスタT
riは、プリバッファ回路Giからゲート端子に制御電
圧が供給されると、この制御電圧およびソース端子(ノ
ードSi)の電位に応じた駆動電流IdrvをLED
LDiに供給する。
431は、駆動トランジスタTr64およびTr132
(駆動電極パッドDO64およびDO132)の近傍に
配置されているので、ワイヤーのモデル抵抗R201,
R202は、それぞれノードS64およびS132(駆
動トランジスタTr64およびTr132のソース端子
の接続ノード)に接続している。
ライバIC400においては、LEDアレイ100の全
LEDを同時に駆動する場合には、駆動トランジスタT
r1〜Tr192からLED LD1〜LD192にそ
れぞれ供給される駆動電流がLEDごとに(ドットごと
に)ばらついてしまうという問題があった。この駆動電
流のばらつきの第1の原因は、電源電極230の電位分
布が場所により変動していることである。また、第2の
原因は、ドライバIC400の駆動電極パッド221と
LEDアレイ100のアノード電極パッド103との接
続抵抗の増大によるものである。
100の全LED(全ドット)を同時に駆動する場合に
は、駆動電流は抵抗R201およびR202からノード
S64およびS132を介して駆動トランジスタTr1
〜Tr192に供給され、駆動トランジスタTriから
LED LDiに供給される。全LEDを同時に駆動す
る場合には、ボンディングワイヤー302b(図20参
照)のモデル抵抗R201およびR202での電圧降下
もさることながら、電源電極230における隣り合うノ
ード間のモデル抵抗R1〜R191での電圧降下の影響
が問題となる。この電源電極230における隣り合うノ
ード間の電圧降下による駆動電流のばらつきは、同時に
駆動させるLEDの個数が多いほど、つまり同時に発光
させるLEDの個数が多いほど大きくなる。
イ100からなるチップモジュールにおいて全LEDを
同時に発光させたときの電源電極230の電位分布を示
す図である。また、図23はドライバIC400とLE
Dアレイ100からなるチップモジュールにおいて全L
EDを同時に発光させたときのそれぞれのLEDの駆動
電流を示す図である。図22の電位分布および図23の
駆動電流は、図21の等価回路に基づいて計算したもの
である。図22において、横軸は電源電極230おける
ノードSの番号(対応するドット番号)であり、縦軸の
電位分布は任意スケールで示してある。また、図23に
おいて、横軸はLEDの番号(ドット番号)であり、縦
軸の駆動電流値は任意スケールで示してある。
電源VDDHを供給するための電源電極パッド431
(図19参照)は、ノードS64およびS132に設け
られているため、抵抗R1〜R192により、図22に
示すように、ノードS64およびS132の電位が最も
高くなり、ノードS64およびS132から離れるに従
って電位が低くなる。また、ノードS64およびS13
2の近傍での電流密度および電圧降下が最も大きくな
り、ノードS64およびS132から離れるに従って電
流密度および電圧降下が小さくなる。また、電源電極2
30の両端のノードS1およびS192の電位が最も低
くなる。
64およびS132(駆動トランジスタTr64および
Tr132、駆動電極パッドDO64およびDO13
2)に対応するLED LD64およびLD132の駆
動電流が最も大きくなり、LED LD64およびLD
132から離れるに従って駆動電流が小さくなる。ま
た、LEDアレイ100の両端のLED LD1および
LD192の駆動電流が最も小さくなる。
る電位分布、従って図23に示す駆動電流のドット間ば
らつきは、電源電極230におけるノード間の抵抗R1
〜R191に起因するものなので、これらの抵抗値を小
さくすれば、駆動電流のドット間ばらつきを解消するこ
とができる。しかし、抵抗R1〜R191を小さくする
のために電源電極230の幅W(図19参照)を広くす
ると、ドライバICのチップサイズが大きくなってしま
う。
のドライバIC400とをACF接続した場合のドライ
バIC400上でのACF303の広がり具合を示す図
である。図24はLEDアレイ100とドライバIC4
00をACF接続したあとにLEDアレイ100を取り
外し、ドライバIC400上に残存しているACF30
3を観察した図と考えて良い。
示すように、ACF303が駆動電極パッド群220の
両端部に位置する駆動電極パッドDO1,DO2,DO
191,DO192を完全に被覆していないことがあ
り、この場合には、駆動電極パッド群220の両端部の
Auバンプ221bとLEDアレイ100の対応するア
ノード電極パッド103の間に挟み込まれる導電性粒子
303b(図20参照)の個数が少なくなり、駆動電極
パッド群220の両端部の駆動電極パッドDO1,DO
2,DO191,DO192と対応するアノード電極パ
ッド103とのACF接続部の抵抗が増大する。ACF
接続抵抗が増大すると、LEDアレイ100の両端部の
LED LD1,LD2,LD191,LD192に供
給される駆動電流が小さくなるので、駆動電流のドット
間ばらつきが大きくなる。
レイ100の加圧が不完全である場合等にも、駆動電極
パッドDO1〜DO192のACF接続抵抗が増大し、
駆動電流のドット間ばらつきが大きくなる。
変動あるいは駆動電極パッドDO1〜DO192の接続
抵抗の増大による駆動電流のドット間ばらつきは、電子
写真プリンタの印刷品位を低下させる原因になる。
は、上記の駆動電極パッドDO1〜DO192の接続異
常が、オープン不良になってしまうこともあり、ドライ
バIC400とLEDアレイ100からなるチップモジ
ュールの製造歩留まりを低下させるという問題があっ
た。
は、駆動電極パッド群220と電源電極230(駆動ト
ランジスタ群205)の間に、回路素子を配置しないむ
だな領域を設ける必要があり、これによりドライバIC
のチップサイズが大きくなってしまうという問題があっ
た。
ッド群220(駆動電極パッド221)と、電源電極パ
ッド431の間の寸法Aの領域には、駆動トランジスタ
群205のみが設けられており、駆動電極パッド群22
0と駆動トランジスタ群205の間の領域は、回路素子
を配置しないむだな領域になっている。従来のドライバ
IC400において上記寸法Aの領域を設けるのは、下
記の理由による。
て、軟化したACF303がアレイ搭載領域から電源電
極パッド431の方向に滲み出す。滲み出してくるAC
F303の量は、加熱前のACF303の厚みなどによ
り決まるものであるが、LEDアレイ100のアノード
電極パッド103とドライバIC400のAuバンプ2
21bとの間に十分な個数の導電性粒子303bを介在
させ、良好に接続させるためには、加熱前のACF30
3にある程度の厚さが必要である。このため、電源電極
パッド431の方向にACF303が滲み出すことは避
けられない。
したACF303が電源電極パッド431のAuバンプ
431b上に覆い被さり、このACF303が邪魔にな
り、このあとの工程でAuバンプ431にワイヤーをボ
ンディングすることができなくなることがある。そこ
で、従来のドライバIC400では、このようなACF
の滲み出しを考慮して上記寸法Aの領域を設けているの
である。
するためになされたものであり、被駆動素子群に供給す
る駆動電流のドット間ばらつきを小さくすることができ
るドライバICを提供することを目的とするものであ
る。さらに、チップサイズを小さくすることができるド
ライバICおよび被駆動ICとの接続不良を低減するこ
とができるドライバICを提供することを目的とするも
のである。
めに本発明のドライバICは、前記複数の駆動素子をチ
ップの長辺方向に配列してなる駆動素子群と、前記駆動
素子群に沿ってチップの両短辺側端部まで延び、前記複
数の駆動素子にそれぞれ電源を供給する電源電極と、外
部から前記電源を供給するために前記電源電極上に設け
られたN(Nは2以上の整数)個の電源電極パッドとを
備え、チップの長辺の長さを1とするとき、第n(nは
1からNまでの任意の整数)の電源電極パッドを、チッ
プの一方の短辺からおよそ(2n−1)/(2N)の位
置に配置したことを特徴とするものである。
の被駆動素子をそれぞれ個別に駆動するための複数の駆
動素子をチップ化したドライバICにおいて、前記複数
の駆動素子をチップの長辺方向に配列してなる駆動素子
群と、前記駆動素子群に沿ってチップの両短辺側端部ま
で延び、前記複数の駆動素子にそれぞれ電源を供給する
電源電極と、外部から前記電源を供給するために前記電
源電極上に設けられた電源電極パッドと、前記駆動素子
を対応する前記被駆動素子にそれぞれ接続するための複
数の駆動電極パッドを、チップの一方の長辺に沿って配
列した駆動電極パッド群とを備え、前記電源電極が、チ
ップの両短辺側端部まで延びたAu(金)電極層を有す
ることを特徴とするものである。
の被駆動素子をそれぞれ個別に駆動するための複数の駆
動素子を半導体チップに形成したドライバICにおい
て、前記複数の駆動素子からなる駆動素子群と、前記駆
動素子を対応する前記被駆動素子にそれぞれ接続するた
めの複数の駆動電極パッドを、チップの一方の長辺に沿
って配列した駆動電極パッド群と、前記駆動電極パッド
群の両端部の外側に前記駆動電極パッド群と同じピッチ
でそれぞれ少なくとも1個ずつ配置された、前記駆動電
極パッドと同じサイズおよび構造のダミー電極パッドと
を備えたことを特徴とするものである。
動ICに配列された複数の被駆動素子をそれぞれ個別に
駆動するための複数の駆動素子をチップ化し、このチッ
プに前記被駆動ICがACF接続されるドライバICに
おいて、前記複数の駆動素子からなる駆動素子群と、前
記駆動素子を対応する前記被駆動素子にそれぞれ接続す
るための複数の駆動電極パッドを、チップの一方の長辺
に沿って配列した駆動電極パッド群と、前記駆動電極パ
ッド群の両端部の外側に前記駆動電極パッド群と同じピ
ッチでそれぞれ複数個ずつ配置された、前記駆動電極パ
ッドと同じサイズおよび構造のダミー電極パッドと、チ
ップの被駆動IC搭載領域外に配置され、前記駆動電極
パッド群の一方の端部の外側に配置された第1のダミー
電極パッドに接続された第1の検査用パッドと、チップ
の被駆動IC搭載領域外に配置され、前記駆動電極パッ
ド群の一方の端部の外側に配置された第2のダミー電極
パッドに接続された第2の検査用パッドと、チップの被
駆動IC搭載領域外に配置され、前記駆動電極パッド群
の他方の端部の外側に配置された第3のダミー電極パッ
ドに接続された第3の検査用パッドと、チップの被駆動
IC搭載領域外に配置され、前記駆動電極パッド群の他
方の端部の外側に配置された第4のダミー電極パッドに
接続された第4の検査用パッドとを備え、前記複数の駆
動電極パッドに対応する位置に前記複数の駆動素子をそ
れぞれ前記被駆動素子に接続するための複数の被駆動電
極パッドを設け、前記第1ないし第4のダミー電極パッ
ドに対応する位置にそれぞれ第1ないし第4の被駆動側
ダミー電極パッドを設け、前記第1の被駆動側ダミー電
極パッドと前記第2の被駆動側ダミー電極パッドの間お
よび前記第3の被駆動側ダミー電極パッドと前記第4の
被駆動側ダミー電極パッドの間をそれぞれ接続した被駆
動ICが、チップの前記駆動電極パッド群側の長辺に沿
った被駆動IC搭載領域にACF接続されたときに、前
記第1の検査用パッドと前記第2の検査用パッドの間お
よび前記第3の検査用パッドと前記第4の検査用パッド
の間が、それぞれACF接続部を介して接続されるよう
にしたことを特徴とするものである。
IC(以下、LEDドライバICとも称する)に本発明
のドライバICを適用した場合について以下に説明す
る。LEDドライバICには、被駆動ICとなるLED
アレイチップがACF(Anisotropic Conductive Film
:異方導電性フィルム)接続され、このLEDアレイ
とLEDドライバICからなるチップモジュールは、電
子写真プリンタのLEDヘッドを構成する。電子写真プ
リンタは、帯電した感光体ドラムにLEDヘッドから印
刷データに応じて選択的に光を照射することにより静電
潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させ、現像
して感光体ドラムにトナー像を形成し、このトナー像を
用紙に転写し、定着させるプリンタである。
する前に、まず電子写真プリンタについて簡単に説明す
る。図12は電子写真プリンタのブロック構成図であ
る。また、図13は電子写真プリンタの駆動タイミング
図である。
1と、モータドライバ2および4と現像転写プロセス用
モータ3と、用紙送りモータ5と、用紙吸入口センサ6
と、用紙排出口センサ7と、用紙残量センサ8と、用紙
サイズセンサ9と、LEDヘッド19と、定着器22
と、定着器温度センサ23と、帯電用高圧電源25と、
転写用高圧電源26と、現像器27と、転写器28とを
備えている。
OM、RAM、入出力ポート、タイマ等によって構成さ
れ、図示しない上位コントローラに従ってプリンタ全体
をシーケンス制御し、プリンタの印刷動作を制御する。
また、LEDヘッド19は、それぞれ1ドット(ピクセ
ル)の印刷のために設けられたLEDを複数個線上に配
列したものであり、LEDアレイチップおよびLEDド
ライバIC等により構成されている。
から印刷指示信号SG1を受信すると、まず定着器温度
センサ23によってヒータ22aを内蔵した定着器22
が使用可能な温度範囲にあるか否かを検出し、使用可能
な温度範囲になければヒータ22aに通電し、使用可能
な温度まで定着器22を加熱する。
用モータ(PM)3をモータドライバ2を介して回転さ
せ、図示しない感光体ドラムを回転させる。同時に、印
刷制御部1は、チャージ信号SGCによって帯電用電圧
電源25をオンさせ、現像器27をマイナス電位に帯電
させる。そして、セットされている図示しない用紙の有
無および種類が用紙残量センサ8、用紙サイズセンサ9
によって検出し、用紙送りモータ(PM)5をモータド
ライバ4を介して回転させ、用紙に合った用紙送りを開
始させる。ここで、用紙送りモータ5はモータドライバ
4を介して双方向に回転することが可能であり、印刷制
御部1は、最初に用紙送りモータ5を逆転させてセット
された用紙を用紙吸入ロセンサ6が検知するまで搬送さ
せる。続いて、用紙送りモータ5を正回転させて用紙を
プリンタ内部に搬送させる。
位置まで到達すると、上位コントローラに対してタイミ
ング信号SG3(主走査同期信号、副走査同期信号を含
む)を送信し、上位コントローラにおいてページごとに
編集されたビデオ信号SG2を受信する。
9にクロック信号HD−CLKを送信し、受信したビデ
オ信号SG2を印刷データ信号HD−DATAとして順
次LEDヘッド19内に転送し、1ライン分のビデオ信
号SG2を受信すると、LEDヘッド19にラッチ信号
HD−LOADを送信し、印刷データ信号HD−DAT
AをLEDヘッド19内に保持させる。なお、印刷制御
部1は、ビデオ信号SG2を印刷ラインごとに受信す
る。また、印刷制御部1は、上位コントローラから次の
ラインのビデオ信号SG2を受信している最中において
も、LEDヘッド19に保持した印刷データ信号HD−
DATAについて印刷できる。
にストローブ信号HD−STB−Nを送信し、LEDヘ
ッド19により、マイナス電位に帯電した感光体ドラム
上に印刷データ信号HD−DATAに応じた光を選択的
に照射させ、上記の感光体ドラム上に電位の上昇したド
ットからなる静電潜像を形成させ、現像部27におい
て、マイナス電位に帯電した画像形成用のトナーを上記
電位の上昇した各ドットに吸引させて感光体ドラム上に
トナー像を形成させ、さらに転写信号SG4によって転
写用高圧電源26をオンさせて転写器28をプラス電位
に帯電させ、感光体ドラムと転写器28の間を通過する
用紙上にトナー像を転写させる。
により、上記転写されたトナー像を有する用紙を、ヒー
タ22aを内蔵する定着器22に搬送してこれに当接さ
せ、定着器22が発生する熱によりトナー像を用紙に定
着させ、この定着させた画像を有する用紙をさらに搬送
させ、用紙排出口センサ7を通過させてプリンタ外部に
排出させる。以後、上記の動作を繰り返す。なお、印刷
制御部1は、用紙サイズセンサ9、用紙吸入ロセンサ6
の検知に対応して、用紙が転写器28を通過している間
だけ転写用高圧電源26からの電圧を転写器28に印加
する。そして、印刷が終了し、用紙が用紙排出口センサ
7を通過すると、帯電用高圧電源25による現像器27
への電圧印加を終了し、同時に現像転写プロセス用モー
タ3の回転を停止させる。
LEDヘッド19の構成について簡単に説明する。図1
4はLEDヘッド19の回路構成図である。なお、例え
ば、A4サイズの用紙に1インチ当たり600ドットの
解像度で印刷可能なプリンタでは、1ラインは4992
ドットからなる。図14には、1ラインに4992ドッ
トを印字する場合の回路構成を示してある。
は、フリップフロップ回路FF1〜FF4992と、ラ
ッチ回路LT1〜LT4992と、プリバッファ回路G
1〜G4992と、駆動トランジスタ(PMOSトラン
ジスタ)Tr1〜Tr4992と、LED LD1〜L
D4992と、インバータ回路IV1〜IV26(IV
2〜IV26は図示省略)と、制御電圧発生回路CV1
〜CV26(CV2〜CV26は図示省略)とを備えて
いる。また、LEDヘッド19には、印刷制御部1(図
12参照)から印刷データ信号HD−DATA、クロッ
ク信号HD−CLK、ラッチ信号HD−LOAD、およ
びストローブ信号HD−STB−N(それぞれ図13参
照)が入力される。また、LEDヘッド19には、駆動
用電源VDDHが供給される。インバータ回路IV1〜
IV26は、負論理信号であるストローブ信号HD−S
TB−Nを論理反転させる。
2は、隣り合うフリップフロップ回路のデータ入力端子
Dと非反転データ出力端子Qとを相互に接続することに
より縦続接続されており、4992段のシフトレジスタ
回路を構成している。初段のフリップフロップ回路FF
1のデータ入力端子Dには、印刷データ信号HD−DA
TAが入力される。また、フリップフロップ回路FF1
〜FF4992のクロック入力端子には、クロック信号
HD−CLKが入力される。このシフトレジスタ回路
は、初段のフリップフロップ回路FF1に入力される印
刷データ信号HD−DATAのビットデータをクロック
信号HD−CLKに同期して次段のフリップフロップ回
路に順次シフトさせ、1ライン分の印刷データ信号HD
−DATAに相当する4992ドット分のビットデータ
をフリップフロップ回路FF1〜FF4992にそれぞ
れ格納する。
での任意の整数)のデータ入力端子Dは、フリップフロ
ップ回路FFkの非反転データ出力端子Qに接続されて
いる。また、ラッチ回路LT1〜LT4992のラッチ
入力端子Gには、ラッチ信号HD−LOADが入力され
る。このラッチ回路LTkは、ラッチ信号HD−LOA
Dが入力されると、フリップフロップ回路FFkに格納
されたビットデータをラッチする。
は、ラッチ回路LTkの非反転データ出力端子Qに接続
されている。また、プリバッファ回路G1〜G4992
の第2の入力端子には、ストローブ信号HD−STB−
Nの反転信号が入力される。また、プリバッファ回路G
kの出力端子は、駆動トランジスタTrkのゲート端子
に接続されている。このプリバッファ回路Gkは、ラッ
チ回路LTkから出力される1ライン分の印刷データ信
号HD−DATAの第kドットのビットデータと、スト
ローブ信号HD−STB−Nの反転信号との論理積を生
成し、この論理積に従い、対応する駆動トランジスタT
rkをオンさせる。
は、LED LDkのアノード端子に接続されている。
また、駆動トランジスタTr1〜Tr4992のソース
端子には、電源VDDHが供給される。また、LED
LDkのカソード端子は接地されている。駆動トランジ
スタTrkがオンすると、対応するLED LDkに駆
動電流が供給される。これにより、ストローブ信号HD
−STB−Nが入力されている期間において、LED
LD1〜LD4992が上記1ライン分のビットデータ
に従って発光する。
図である。図15において、LEDヘッド19は、26
個のLEDアレイ100(CHP1〜CHP26)と、
26個のドライバIC200(DRV1〜DRV26)
と、基準電圧発生回路300とを備えている。なお、図
14では基準電圧発生回路300の図示を省略してあっ
た。
を配列したものである。ここで、例えば、LEDアレイ
CHP1の192個のLEDは、図14のLED LD
1〜LD192に相当し、LEDアレイCHP26の1
92個のLEDは、図14のLED LD4801〜L
D4992に相当する。
路201と、ラッチ回路群202と、インバータ回路2
03と、プリバッファ回路群204と、駆動トランジス
タ群205と、制御電圧発生回路206とを備えてい
る。
においては、シフトレジスタ回路201は図14のフリ
ップフロップ回路FF1〜FF192に相当し、ラッチ
回路群202は図14のラッチ回路LT1〜LT192
に相当し、インバータ回路203は図14のインバータ
回路IV1に相当し、プリバッファ回路群204は図1
4のプリバッファ回路G1〜G192に相当し、駆動ト
ランジスタ群205は図14の駆動トランジスタTr1
〜Tr192に相当し、制御電圧発生回路206は図1
4の制御電圧発生回路CV1に相当する。同様に、ドラ
イバIC DRV26においては、シフトレジスタ回路
201は、図14のフリップフロップ回路FF4801
〜FF4992に相当し、ラッチ回路群201は図14
のラッチ回路LT4801〜LT4992に相当し、イ
ンバータ回路203は図14のインバータ回路IV26
に相当し、プリバッファ回路群204は図14のプリバ
ッファ回路G4801〜G4992に相当し、駆動トラ
ンジスタ群205は図14の駆動トランジスタTr48
01〜Tr4992に相当し、制御電圧発生回路206
は図14の制御電圧発生回路CV26に相当する。
フリップフロップ回路を縦続接続したものである。ま
た、ドライバIC DRV1〜DRV26のシフトレジ
スタ回路201は縦続接続されている。また、ラッチ回
路群202は、192個のラッチ回路から構成され、ラ
ッチ信号HD−LOADが入力されると、シフトレジス
タ回路201に格納された印刷データ信号HD−DAT
Aの192ドット分のビットデータをラッチする。ま
た、インバータ回路203は、負論理信号であるストロ
ーブ信号HD−STB−N(図13参照)を論理反転さ
せる。また、プリバッファ回路群204は192個のプ
リバッファ回路から構成され、駆動トランジスタ群20
5は192個の駆動トランジスタ(PMOSトランジス
タ)から構成される。
EFを生成し、この基準電圧VREFをドライバIC
DRV1〜DRV26の制御電圧発生回路206に供給
する。また、制御電圧発生回路206は、駆動トランジ
スタ群205がLEDアレイ100に供給する駆動電流
の値を制御するための制御電圧を生成し、この制御電圧
をプリバッファ回路群204に供給する。
ら4992までの任意の整数)および制御電圧発生回路
206の内部構成回路図である。図16において、プリ
バッファ回路Gkは、AND回路ADkと、PMOSト
ランジスタTPkと、NMOSトランジスタTNkとを
有する。また、制御電圧発生回路206は、演算増幅器
206aと、PMOSトランジスタ206bと、抵抗R
refとを有する。
幅器206aの反転入力端子には、基準電圧回路300
による基準電圧VREFが入力される。また、演算増幅
器206aの非反転入力端子は、PMOSトランジスタ
206bのドレイン端子に接続されるとともに、抵抗R
refを介して接地されている。また、制御電圧Vco
ntrolの出力端子である演算増幅器206aの出力
端子は、PMOSトランジスタ206bのゲート端子に
接続されている。PMOSトランジスタ206bのソー
ス端子には電源VDDが供給される。PMOSトランジ
スタ206bは、ゲート長が駆動トランジスタ(PMO
Sトランジスタ)Trkと相等しいサイズとなるように
形成されている。
器206aと、PMOSトランジスタ206bと、抵抗
Rrefとによりフィードバック制御回路を構成してお
り、抵抗RrefおよびPMOSトランジスタ206b
に流れる電流Irefは、電源VDDの電圧によらず基
準電圧VREFと抵抗Rrefの値のみにより決定され
る。
路ADkには、ラッチ回路LTkの出力信号(印刷デー
タ信号HD−DATAのビットデータ)と、インバータ
回路203の出力信号(ストローブ信号HD−STB−
Nの反転信号)とが入力される。AND回路ADkの出
力端子は、PMOSトランジスタTPkのゲート端子お
よびNMOSトランジスタTNkのゲート端子に接続さ
れている。PMOSトランジスタTPkのソース端子に
は駆動用電源VDDHが供給され、NMOSトランジス
タTNkのソース端子には制御電圧Vcontrolが
供給される。PMOSトランジスタTPkのドレイン端
子およびNMOSトランジスタTNkのドレイン端子
は、駆動トランジスタTrkのゲート端子に接続されて
いる。
信号HD−DATAのビットデータおよびストローブ信
号HD−STB−Nの反転信号がともにハイレベルのと
き、駆動トランジスタTrkのゲート端子に制御電圧V
controlを供給し、駆動トランジスタTrkをオ
ンさせ、駆動トランジスタTrkからLED LDkに
電流Irefに応じた値の駆動電流を供給する。
タにおいては、LEDヘッド19の全LED LD1〜
LD4992がストローブ信号HD−STB−Nにより
同時に駆動されるので、LED LD1〜LED499
2およびこれらのLEDをそれぞれ駆動する駆動トラン
ジスタTr1〜Tr4992の特性にばらつきがある
と、LED LD1〜LED4992の発光強度がばら
つき、これにより感光体ドラム上に形成される静電潜像
の各ドットの大きさがばらつき、印刷ドットの大きさに
ばらつきを生じてしまう。写真等の画像を印刷する場合
には、印刷ドットの大きさにばらつきがあると、印刷濃
度にばらつきを生じ、印刷品位を低下させる原因となる
ので望ましくない。
れのLED(ドット)の発光強度の一例を示す図であ
る。図17において、SC1〜SC26はそれぞれのチ
ップモジュール内におけるドット間の発光強度ばらつき
の範囲であり、SCAは、LEDヘッド19におけるチ
ップモジュール間の発光強度ばらつき(それぞれのチッ
プモジュールの平均発光強度のばらつき)の範囲であ
る。
視図である。図18のLEDヘッド19は、例えば、電
子情報通信学会技術研究報告ICD97−175(19
97−12)および特開平8−230229号公報に開
示された構造であり、LEDアレイ100とLEDドラ
イバIC200からなるチップモジュールをプリント配
線板301上に一列に配置してダイボンディングし、さ
らにLEDドライバIC200の入力電極パッドおよび
電源電極パッドと、プリント配線板301に設けられた
信号出力電極パッドおよび電源供給電極パッドとを金ワ
イヤー302でボンディング接続したものである。
発光形LEDを配列したものである。また、上記のチッ
プモジュールは、LEDアレイチップ100のアノード
電極パッド面とドライバIC200のAuバンプを設け
た駆動電極パッド面とをACF303によりダイレクト
に接続したものである。
ライバICに適用した場合の実施の形態について説明す
る。
のレイアウト図である。なお、図1において、従来のド
ライバIC400のレイアウトを示す図19と同じもに
は同じ符号を付してある。
15のLEDドライバIC200と同様に1チップ当た
り192個のLEDを駆動するものであり、フリップフ
ロップ回路FF1〜FF192により構成されるシフト
レジスタ回路201と、ラッチ回路LT1〜LT192
からなるラッチ回路群202と、プリバッファ回路G1
〜G192からなるプリバッファ回路群204と、駆動
トランジスタTr1〜Tr192からなる駆動トランジ
スタ群205と、入力電極パッド群210と、駆動電極
パッド群220と、電源電極230と、電源電極パッド
231とをチップ化したものである。また、図1には図
示していないが、インバータ回路203および制御電圧
発生回路206(それぞれ図15参照)を備えている。
100のLED LD1〜LD192(図14参照)を
それぞれ駆動するための駆動電極パッドDO1〜DO1
92からなる。駆動電極パッドDOi(iは1から19
2までの任意の整数)は、駆動トランジスタ群205の
駆動トランジスタ(PMOSトランジスタ)Triのド
レイン端子に接続されている。この駆動電極パッド群2
20は、LEDドライバIC200Aの他方(入力端子
電極群210と反対側)の長辺側端部に沿って二列に千
鳥配置されている。
号HD−DATAの入力電極パッド、クロック信号HD
−CLKの入力電極パッド、ラッチ信号HD−LOAD
の入力電極パッド、ストローブ信号HD−STB−Nの
入力電極パッド等からなる。この入力電極パッド群21
0は、長方形のLEDドライバIC200Aの他方の長
辺に沿って配置されている。
202、プリバッファ回路群204、および駆動トラン
ジスタ群205は、それぞれLEDドライバIC200
Aの長辺方向に駆動電極パッド群220の配列ピッチと
ほぼ等しいピッチで配列されており、図14および図1
5のように接続されている。また、シフトレジスタ回路
201、ラッチ回路群202、プリバッファ回路群20
4、駆動トランジスタ群205は、入力電極パッド群2
10側から駆動電極パッド群220側に上記の順で配置
されている。
05とプリバッファ回路群204の間の領域に設けられ
た幅Wなるアルミニウム(Al)電極であり、駆動トラ
ンジスタ群205(駆動トランジスタTr1〜Tr19
2の列)に沿ってドライバIC200Aの両短辺側端部
まで延びている。
源VDDHを供給するための電源電極パッド231が複
数個(図1では2個)設けられている。駆動トランジス
タ群205の駆動トランジスタTr1〜Tr192のソ
ース端子は、近傍の電源電極230にそれぞれ個別に接
続されている。
ンジスタTr48,Tr144(駆動電極パッドDO4
8とDO144)に対応する位置にそれぞれ設けられて
いる。この電源電極パッド231の位置は、ドライバI
C200Aの長辺の長さを1とするとき、ドライバIC
200Aの全長を1/4:1/2:1/4に区分する位
置である。
00Aは、その長辺の長さを1とするとき、全長を1/
4:1/2:1/4に区分する位置に電源電極パッド2
31を配置したことを特徴とするものである。
電極パッド231および電源電極230の等価回路図で
ある。図2において、従来のドライバIC400におけ
る等価回路を示す図21と同じものには同じ符号を付し
てある。
は、駆動用電源VDDHを外部から供給するために電源
電極パッド231にボンディングされたAuワイヤーの
抵抗をモデル化したものである。また、S1〜S192
は、電源電極230における駆動トランジスタTr1〜
Tr192のソース端子の接続位置を示すノード番号で
ある。
おける隣り合う駆動トランジスタのソース端子間(隣り
合うノード間)の抵抗をモデル化したものである。抵抗
Ri(iは1から192までの任意の整数)の値を以下
に試算する。
のシート抵抗R□ を30×10-3[Ω]、LEDの配
列密度を600[dpi(dot per inch)]とすると
き、駆動トランジスタTr1〜Tr192の配列密度も
600[dpi]であるので、その配列ピッチLは、 L=25.4[mm]/600=42.3[μm] となる。これより、モデル抵抗Riの抵抗値は、 R□ ×(L/W)=30×(42.3/200)=
6.4[mΩ] として計算される。
タ)Tri(iは1から192までの任意の整数)のゲ
ート端子は、プリバッファ回路Gi(図1および図16
参照)に接続されている。また、駆動トランジスタTr
iのドレイン端子は、駆動電極パッドDOiとLEDア
レイ100のアノード電極パッドとのACF接続部を介
し、LED LDiの個別アノード電極に接続されてい
る。駆動トランジスタTriは、プリバッファ回路Gi
からゲート端子に制御電圧Vcontrolが供給され
ると、この制御電圧Vcontrolおよびソース端子
(ノードSi)の電位に応じた駆動電流IdrvをLE
D LDiに供給する。
極パッド231は、駆動トランジスタTr48およびT
r144(駆動電極パッドDO48およびDO144)
の近傍に配置されているので、ワイヤーのモデル抵抗R
201,R202は、それぞれノードS48およびS1
44(駆動トランジスタTr48およびTr144のソ
ース端子の接続ノード)に接続している。
00の全LED(全ドット)を同時に駆動する場合に
は、駆動電流は抵抗R201およびR202からノード
S48およびS144を介して駆動トランジスタTr1
〜Tr192に供給され、駆動トランジスタTriから
LED LDiに供給される。
イ100からなるチップモジュールにおいて全LEDを
同時に発光させたときの電源電極230の電位分布を示
す図である。また、図4はドライバIC200AとLE
Dアレイ100からなるチップモジュールにおいて全L
EDを同時に発光させたときのそれぞれのLEDの駆動
電流を示す図である。図3および図4には、従来のドラ
イバIC400とLEDアレイ100からなるチップモ
ジュールにおける電位分布(図22参照)および駆動電
流(図23参照)も併せて示してある。図3において、
DV1は第1の実施形態のドライバIC200Aによる
電源電極の電位分布であり、DV2は従来のドライバI
C400による電源電極の電位分布である。また、図4
において、DI1はドライバIC200Aによる駆動電
流であり、DI2は従来のドライバIC400による駆
動電流である。DV1およびDI1は図2の等価回路に
基づいて計算したものであり、DV2およびDI2は図
21の等価回路に基づいて計算したものである。
用電源VDDHを供給するための電源電極パッド231
(図1参照)は、ノードS48およびS144に設けら
れているため、抵抗R1〜R192により、図3に示す
ように、ノードS48およびS144の電位が最も高く
なり、ノードS48およびS144から離れるに従って
電位が低くなる。また、ノードS48およびS144の
近傍での電流密度および電圧降下率が最も大きくなり、
ノードS48およびS144から離れるに従って電流密
度および電圧降下率が小さくなる。
8およびS144(駆動トランジスタTr48およびT
r144、駆動電極パッドDO48およびDO144)
に対応するLED LD48およびLD144の駆動電
流が最も大きくなり、LEDLD48およびLD144
から離れるに従って駆動電流が小さくなる。
イバIC200Aの全長を1/4:1/2:1/4に区
分する位置に電源電極パッド231を配置しているた
め、従来のドライバIC400とは異なり、図3に示す
ように、電源電極230の両端のノードS1およびS1
92の電位と、電位分布の極小値となる電源電極230
の中央のノードS96の電位とがほぼ等しくなる。これ
により、図4に示すように、両端の駆動電極パッドDO
1およびDO192からの駆動電流と、駆動電流分布の
極小値となる中央の駆動電極パッドDO96からの駆動
電流とがほぼ等しくなる。
けた最も電位が高いノードと、最も電位が低いノードと
の間隔が大きくなるほど、両ノード間の電位差である電
源電極230の電位分布の変動が大きくなる。これに従
い、電源電極パッドを設けたノードに対応する最も駆動
電流が大きい駆動電極パッドと、最も駆動電流が小さい
駆動電極パッドとの間隔が大きくなるほど、両駆動電極
パッドからの駆動電流の差である駆動電流のドット間ば
らつきが大きくなる。上記電位分布の変動および上記駆
動電流のドット間ばらつきが最小となるのは、電源電極
230の両端のノードの電位と、電位分布の極小値とな
るノードの電位とが等しくなる場合である。
ドライバICの全長を1/4:1/2:1/4に区分す
る位置にそれぞれ電源電極パッドを設けることにより、
電源電極パッドを設けた最も電位が高いノード(ノード
S48およびS144)と、最も電位が低いノード(ノ
ードS1,S96,S192)との電位差を最小にする
ことができ、従って電源電極230の電位分布の変動お
よび駆動電極パッド群220からLEDアレイ100に
供給する駆動電流のドット間ばらつきを最小にすること
ができる。
電源電極230上に電源電極パッド231を3個設ける
場合には、ドライバIC200Aの長辺の長さを1とす
るとき、ドライバIC200Aの全長を1/6:2/
6:2/6:1/6に区分する位置にそれぞれ電源電極
パッド231を配置する。つまり、図2の等価回路にお
いて、ノードS32,S96,S160の位置に、電源
電極パッド231を配置する(ワイヤーのモデル抵抗R
201およびR202をそれぞれ接続する)。
ドライバIC200AとLEDアレイ100からなるチ
ップモジュールにおいて全LEDを同時に発光させたと
きの電源電極230の電位分布を示す図である。また、
図6は電源電極パッド231を3個設けたドライバIC
200AとLEDアレイ100からなるチップモジュー
ルにおいて全LEDを同時に発光させたときのそれぞれ
のLEDの駆動電流を示す図である。
は、ドライバIC200Aの全長を1/6:2/6:2
/6:1/6に区分する位置に電源電極パッド231を
配置することにより、図5に示すように、電源電極23
0の両端のノードS1およびS192の電位と、電位分
布の極小値となるノードS64およびS132の電位と
がほぼ等しい値となる。また、図6に示すように、両端
の駆動電極パッドDO1およびDO192からの駆動電
流と、駆動電流分布の極小値となる駆動電極パッドDO
64およびDO132からの駆動電流とがほぼ等しい値
となる。これにより、電源電極230の電位分布変動お
よび駆動電極パッド群220から供給する駆動電流のド
ット間ばらつきを最小にすることができる。
れぞれ比較すれば明らかなように、電源電極パッドが2
個の場合よりも3個の場合のほうが電位分布変動および
駆動電流のドット間ばらつきを小さくすることができ
る。つまり、電源電極パッド数を多くするほど、電位分
布変動および駆動電流のドット間ばらつきを小さくする
ことができる。
230上にN(Nは2以上の整数)個の電源電極パッド
231を設ける場合には、ドライバIC200Aのチッ
プの長辺の長さを1とするとき、第n(nは1からNま
での任意の整数)の電源電極パッドを、チップの一方の
短辺から(2n−1)/(2N)の位置に配置する。
電極230上にN個の電源電極パッド231を設ける場
合に、チップの長辺の長さを1とするとき、第nの電源
電極パッドを、チップの一方の短辺から(2n−1)/
(2N)の位置に配置することにより、駆動電流のドッ
ト間ばらつきを最小にすることができる。
のレイアウト図である。なお、図7において、上記第1
の実施形態のドライバIC200Aのレイアウトを示す
図1、および従来のドライバIC400のレイアウトを
示す図19と同じもには同じ符号を付してある。
は図19のドライバICにおいて、電源電極230を電
源電極230Bとし、電源電極パッド231または43
1を電源電極パッド231Bとし、駆動電極パッド群2
20と駆動トランジスタ群205の間に回路素子を配置
しない領域を設けないようにしたものである。
C400の一方の長辺に沿って配置された駆動電極パッ
ド群220に沿って配置されている。また、電源電極2
30Bは、駆動トランジスタ群205に沿って配置され
ている。図7に示す寸法Bは、偶数番号の駆動電極パッ
ド(DO2,DO4,…,DO192)の縁から電源電
極230Bの縁までの距離であり、図19の寸法Aに対
応するものである。上記の寸法Bの領域には、回路素子
を配置しない領域を設けないので、B<Aである。
u電極層を設けた構造の電極であり、駆動トランジスタ
群205に沿ってドライバIC200Bの両短辺側端部
まで延び、さらにそこからドライバIC200Bの両短
辺に沿って入力電極パッド群210側の長辺側端部まで
(入力電極パッド群210の両側まで)延びている。つ
まり、電源電極230Bは、駆動トランジスタ群205
に沿った電源供給部232と、ドライバIC200Bの
両短辺に沿ったパッド配置部233からなるコの字型の
電極である。
るパッド配置部233の入力電極パッド群210側の両
端部には、外部から駆動用電源VDDHを供給するため
の電源電極パッド231Bがそれぞれ設けられている。
電源電極パッド231Bは、ワイヤーのボンディングを
可能にするためにパッド配置部230bの両端部を幅太
にしたものであり、Al電極層の上にAu電極層を設け
た構造である。
る。この幅Xは、図19の電源電極230の幅Wに対応
するものである。電源供給部232上には、電源電極パ
ッドを設けないので、X<Wである。
バIC200BとをACF接続してなるチップモジュー
ルの断面構造図であり、図7におけるD−D’間に対応
する断面図である。なお、図8において、図20と同じ
ものには同じ符号を付してある。
20の従来のドライバIC400において、電源電極2
30を電源電極230Bとし、電源電極パッド431を
電源電極パッド231Bとし、駆動電極パッド221と
電源電極230の間に回路素子を配置しない領域を設け
ないようにした(寸法Aの領域を狭くして寸法Bの領域
とした)ものである。
り(図7参照)、Al電極層230Baの上にAu電極
層230Bbを設けた構造である。Al電極層230B
aは、例えば図20の電源電極230と同じ工程で形成
する。また、Au電極層230Bbは、入力電極パッド
211および駆動電極パッド221にAuバンプ211
bおよび221bを設ける工程において、Auバンプの
高さと同じ厚さに形成する。Al電極層230BaとA
u電極層230Bbとは、接触面積が最大となり、接触
抵抗が最小となるように、連続的に接続(積層)されて
いる。あるいは、多数個所において接続されている。
ド群210の両側に延びた、コの字型の電源電極230
Bの両端部に設けられたものである(図7参照)。この
電源電極パッド231Bは、電源電極230Bの一部で
あり、従って電源電極230Bと同じ構造(Al電極層
上にAu電極層を設けた構造)である。
とは、加熱硬化性のACF樹脂303aに導電性粒子3
03bを分散させたACF303を用い、図20で説明
したようにしてACF接続され、図8のチップモジュー
ルを構成する。
301(図18参照)にダイボンドし、LEDヘッド1
9を構成する場合には、LEDドライバIC200Bの
電源電極パッド231Bは、ボンディングワイヤー(金
ワイヤー)302bによりプリント配線板301の電源
供給電極パッドに接続される。
ド221のAuバンプ221bの間に挟み込まれた直径
が約5[μm]の導電性粒子303bのみを電気的接続
に寄与させるために、Auバンプ211bの高さを約1
5[μm]としている。従って、電源電極230BのA
u電極層230Bbの厚さは、約15[μm]である。
は、電源電極230BにAu電極層230Bbを設けた
ことを特徴とするものである。図19の従来のドライバ
IC400の電源電極230は、Al電極である。Al
電極のシート抵抗は約30[mΩ]なので、電源電極2
30では、図21の等価回路に示す抵抗R1〜R192
を低減するために、幅Wを約200[μm]としてい
た。これに対し、Au電極層230Bbは、抵抗率がA
I電極よりも小さく、またAuバンプと同じ工程で形成
することによりAl電極よりも厚くすることができる。
従って、電源電極230BにAu電極層230Bbを設
けたことにより、電源電極230Bのシート抵抗を従来
のAl電極からなる電源電極230よりも小さくするこ
とができる。
に試算する。Auの体積抵抗率ρは、 ρ=2.26×10-8[Ωm] であるので、厚さ15[μm]のAu電極層230Bb
のシート抵抗R口 は、 R口 =2.26×10-8/15×10-6=1.51×
10-3[Ω/口] となり、Al電極の約1/20になる。
0Bのシート抵抗が従来よりも小さいので、電源電極の
電位分布の変動が従来よりも低減され、従って駆動電流
のドット間ばらつきを低減することができる。
来よりも小さいので、電源電極パッド231Bを、駆動
トランジスタ群205に沿った電源供給部232ではな
く、ドライバIC200Bの両短辺に沿ったパッド配置
部233に配置することができる。従って、電源供給部
232に電源電極パッドが配置されないことと、電源供
給部232のシート抵抗が従来よりも小さいことによ
り、電源供給部232の幅Xを従来の電源電極230の
幅Wよりも狭くすることができるので(同じ抵抗の場合
は幅Xを幅Wの1/20にできる)、チップサイズを小
さくすることができる。
ンジスタ群205に沿った電源供給部232に配置しな
いので、LEDアレイ100とACF接続されたとき
に、アレイ搭載領域から滲み出してくるACF樹脂が電
源供給部232に覆い被さっても、従来のようなワイヤ
ーボンディングの不具合は発生しない。従って、駆動電
極パッド群220と駆動トランジスタ群205の間に回
路素子を形成しない領域を設ける必要がなく、駆動電極
パッド群220から電源電極230Bまでの寸法Bを従
来の寸法Aよりも小さくすることができるので、チップ
サイズを小さくすることができる。
レイ搭載領域から滲み出してくるACF303をせき止
めるダム(堰堤)の働きをするので、アレイ搭載領域か
ら過剰にACF303が滲み出し、LEDアレイ100
のアノード電極103と駆動電極パッドのAuバンプ2
21bとの間に挟まれる導電性粒子303bの個数が減
少してしまい、アノード電極103とAuバンプ221
bとのACF接続部の抵抗が異常に大きくなってしまう
のを防止することができる。
供給部232とパッド配置部233からなるコの字型の
電源電極230Bに、Auバンプと同じ厚さのAu電極
層230Bbを設けたことにより、電源電極のシート抵
抗を低減することがでるので、駆動電流のドット間ばら
つきを低減することができる。
ことにより、電源供給部232の幅、および駆動電極パ
ッド群220から電源供給部232までの寸法を狭くす
ることができるので、チップサイズを小さくすることが
できる。
り、アレイ搭載領域から滲み出すACF303をせき止
めることができるので、ACF接続部の抵抗異常を防止
することができる。
電極230Bは、電源供給部232のみからなり、パッ
ド配置部233を設けないものであっても良い。つま
り、駆動トランジスタ群205に沿ってチップの両短辺
側端部まで延びたAI電極層上にAu電極層を設けた構
造のものであっても良い。ただし、この場合には、電源
供給部232に電源電極パッドが設けられるので、図7
の幅Xを幅Wとし、寸法Bを寸法Aにする必要がある。
のレイアウト図である。また、図9には、ドライバIC
200CにACF接続されるLEDアレイ100Cのレ
イアウト図も示してある。ドライバIC200Cのレイ
アウトは対面図であり、LEDアレイ100Cのレイア
ウトは裏面(コモンカソード電極側)からの透視図であ
る。なお、図9において、上記第2の実施形態のドライ
バIC200Bのレイアウトを示す図7と同じもには同
じ符号を付してある。
00Cは、図7のドライバIC200Bにおいて、駆動
電極パッド群220の両端部の駆動電極パッドDO1,
DO2,DO191,DO192の外側に、ダミー電極
パッドDUMMY1,DUMMY2,DUMMY3,D
UMMY4を設けたことを特徴とするものである。
Y4は、駆動電極パッドDO1〜DO192と同じサイ
ズおよび構造(図8の駆動電極パッド221と同じAl
電極パッド上にAuバンプを設けた構造)であり、駆動
電極パッド群220の両端部の外側に、駆動電極パッド
DOi(iは1から192までの任意の整数)と同じピ
ッチで配置されている。つまり、ダミー電極DUMMY
1〜DUMMY4は、駆動電極パッドDO1〜DO19
2との間に電極配置の周期性を保つことができるように
構成されている。
アレイ100において、アノード電極パッド群120の
両端部のアノード電極パッドLI1,LI2,LI19
1,LI192の外側に、被駆動側ダミー電極パッドL
DUMMY1,LDUMMY2,LDUMMY3,LD
UMMY4を設けたものである。
LDUMMY4は、アノード電極パッドLI1〜LI1
92と同じサイズおよび構造(図8のアノード電極パッ
ド103と同じAl電極パッドからなる構造)であり、
アノード電極パッド群120の両端部の外側に、アノー
ド電極パッドLIiと同じピッチで配置されている。つ
まり、ダミー電極DUMMY1〜DUMMY4は、アノ
ード電極パッドLI1〜LI192との間に電極配置の
周期性を保つことができるように構成されている。ま
た、被駆動側ダミー電極LDUMMY1〜LDUMMY
4は、それぞれダミー電極パッドDUMMY1〜DUM
MY4に対応する位置に設けられている。
IC200CとをACF接続した場合のドライバIC2
00C上でのACF303の広がり具合を示す図であ
る。図10はLEDアレイ100CとドライバIC20
0CをACF接続したあとにLEDアレイ100Cを取
り外し、ドライバIC200C上に残存しているACF
303を観察した図と考えて良い。また、図10は従来
のドライバIC400上でのACF303の広がり具合
を示す図24に対応するものである。
Cでは、ダミー電極パッドDUMMY1〜DUMMY4
を設けたことにより、ACF303は、駆動電極パッド
群DO1〜DO192からなる駆動電極パッド群220
を完全に被覆しており、駆動電極パッド群220の両端
部に位置する駆動電極パッドDO1,DO2,DO19
1,DO192においても十分に広がっている。
ッドDUMMY1〜DUMMY4は、駆動電極パッドD
O1〜DO192との間に電極配置の周期性を保つこと
ができるように構成されているため、両端部の駆動電極
パッドDO1,DO2,DO191,DO192の位置
と、その他の駆動電極パッドDO3〜DO190の位置
において、加熱により軟化したACF303の流動抵抗
の本質的な相違をなくすことができるので、駆動電極パ
ッド群220の全域にACF303を広げることができ
る。これにより、駆動電極パッド群220の両端部に位
置する駆動電極パッドDO1,DO2,DO191,D
O192とLEDアレイ100の対応するアノード電極
パッドとを正常にACF接続させることができるので、
両端部の駆動電極パッドDO1,DO2,DO191,
DO192のACF接続部における抵抗の増大をなくす
ことができ、従って駆動電流のドット間ばらつきを小さ
くすることができる。また、両端部の駆動電極パッドD
O1,DO2,DO191,DO192のACF接続部
におけるオープン不良の発生を低減することができるの
で、ドライバIC200CとLEDアレイ100からな
るチップモジュールの製造歩留まりを向上させることで
きる。
電極パッド群220の両端部の駆動電極パッドDO1,
DO2,DO191,D0192の外側に駆動電極パッ
ドDOiと同じサイズおよび構造のダミー電極パッドD
UMMY1〜DUMMY4を駆動電極パッド群220と
同じピッチで設けたことにより、駆動電流のドット間ば
らつきを小さくすることができる。また、ドライバIC
200CとLEDアレイからなるチップモジュールの製
造歩留まりを向上させることできる。
イバIC200CにACF接続されるLEDアレイは、
被駆動側ダミー電極パッドを設けていないLEDアレイ
100(図19参照)であっても良い。
Dのレイアウト図である。なお、図11において、上記
第3の実施形態のドライバIC200Cのレイアウトを
示す図9と同じもには同じ符号を付してある。また、図
11には、ドライバIC200DにACF接続されるL
EDアレイ100Dのレイアウト図も示してある。ドラ
イバIC200Dのレイアウトは対面図であり、LED
アレイ100Dのレイアウトは裏面(コモンカソード電
極側)からの透視図である。
00Cにおいて、検査用パッドEM1,EM2(電源電
極パッド231B),EM3,EM4(電源電極パッド
231B)を設け、ダミー電極パッドDUMMY1を検
査用パッドEM1に接続し、ダミー電極パッドDUMM
Y2を検査用パッドEM2(電源電極230B)に接続
し、ダミー電極パッドDUMMY3を検査用パッドEM
3に接続し、ダミー電極パッドDUMMY4を検査用パ
ッドEM4(電源電極230B)に接続したものであ
る。
パッド群210の両外側に配置されている。なお、ここ
では、検査用パッドEM2およびEM4としてそれぞれ
電源電極パッド231Bを用いるが、検査用パッドEM
2およびEM4を、電源電極パッド231Bとは別に設
けても良い。この場合には、ダミー電極パッドDUMM
Y2およびDUMMY4は、別に設けた検査用パッドE
M2およびEM4にそれぞれ接続される。
00Cにおいて、ドライバIC200Dのダミー電極パ
ッドDUMMY1およびDUMMY2に対応する被駆動
側ダミー電極パッドLDUMMY1とLDUMMY2を
接続し、またドライバIC200Dのダミー電極パッド
DUMMY3およびDUMMY4に対応する被駆動側ダ
ミー電極パッドLDUMMY3とLDUMMY4を接続
したものである。
0DとをACF接続したチップモジュール(断面図は図
8参照)において、検査用パッドEM1はダミー電極パ
ッドDUMMY1に接続されており、ダミー電極パッド
DUMMY1はACF接続部を介して被駆動側ダミー電
極パッドLDUMMY1に接続され、被駆動側ダミー電
極パッドLDUMMY1は被駆動側ダミー電極パッドL
DUMMY2に接続されており、被駆動側ダミー電極パ
ッドLDUMMY2はACF接続部を介してダミー電極
パッドDUMMY2に接続され、ダミー電極パッドDU
MMY2は検査用パッドEM2(電源電極パッド231
B)に接続されている。従って、検査用パッドEM1
は、検査用パッドEM2(電源電極パッド231B)に
接続されることになる。
極パッドDUMMY3と被駆動側ダミー電極パッドLD
UMMY3のACF接続部およびダミー電極パッドDU
MMY4と被駆動側ダミー電極パッドLDUMMY4の
ACF接続部を介し、検査用パッドEM4(電源電極パ
ッド230B)に接続されることになる。
400とをACF接続したチップモジュール(図20等
参照)は、製造されたあとに、以下に説明するように単
品検査されていた。
ドにプロービングして、LEDアレイ100のそれぞれ
のドット(LED)を個別に駆動するのに必要な信号を
入力し、それぞれのドットを個別に発光させ、その発光
パワーを光パワーメータにて測定する。そして、光パワ
ーのドット間ばらつきが許容範囲外にあるものを不良品
としてリジェクトする。この単品検査により、チップモ
ジュールをLEDヘッドのプリント配線板に搭載する前
に、不良品モジュールをリジェクトすることができるの
で、1個の不良モジュールをプリント配線板に搭載した
ことにより、複数のチップモジュールを搭載したプリン
ト配線板全体が不良となる恐れがなくなる。
光パワーを計算し、複数のグループにランク分けする。
そして、同一ランクに属するチップモジュールのみをプ
リント配線板に搭載するようにする。これにより、LE
Dヘッドにおいて、隣接するチップモジュールの発光パ
ワーの相違による印刷品位の低下を防止している。
の発光パワーの測定結果に基づいて良否を判別するた
め、リジェクトされた不良モジュールが、LEDアレイ
100単品での製造ばらつきによる発光パワー変動によ
るものか、ドライバIC400単品の製造ばらつきによ
る駆動電流のばらつきによるものか、チップモジュール
製造時のACF接続抵抗の増大(LEDアレイ100の
アノード電極パッドLIiとドライバIC400の駆動
電極パッドDOiの間のACF接続部の抵抗の増大)に
よる駆動電流のばらつきによるものか、判別することが
困難なものであった。
る場合には、従来技術による外部から直接にACF接続
抵抗を測定することは困難であり、チップモジュールか
らLEDアレイ100を取り外し、ドライバIC400
上に残存するACFを外観検査し、ドライバIC400
の駆動電極パッドのAuバンプ上に載った導電性粒子の
個数を計数して、間接的にACF接続抵抗値を推定する
という破壊検査をするしかなかった。
0Dからなるチップモジュールでは、ドライバIC20
0Dのアレイ搭載領域外のプロービング可能な位置に設
けた検査用パッドEM1とEM2および検査用パッドE
M3とEM4が、それぞれ2個所のACF接続部(ダミ
ー電極パッドDUMMY1〜DUMMY4と被駆動側ダ
ミー電極パッドLDUMMY1〜LDUMMY4とのA
CF接続部)を介して接続されることになるので、検査
用パッドEM1とEM2の間および検査用パッドEM3
とEM4の間の抵抗を測定することにより、駆動電極パ
ッドDOiとアノード電極パッドLIiとのACF接続
部の良否を非破壊検査で判別することができる。
ー電極パッドDUMMY1〜DUMMY4を設けたこと
により、駆動電流のドット間ばらつきを小さくすること
ができ、チップモジュールの製造歩留まりを向上させる
ことできるとともに、検査用パッドEM1〜EM4を設
け、チップモジュールを構成したときに検査用パッドE
M1とEM2の間および検査用パッドEM3とEM4の
間がACF接続部を介してそれぞれ接続するように、ド
ライバIC200Dのダミー電極パッドDUMMY1〜
DUMMY4およびLEDアレイ100Dに設けた被駆
動側ダミー電極パッドLDUMMY1〜LDUMMY4
を接続したことにより、駆動電極パッドDOiとアノー
ド電極パッドLIiとのACF接続部の良否を非破壊検
査で判別することができる。
は、LEDドライバICに本発明のドライバICを適用
した場合について説明したが、本発明のドライバIC
は、サーマルプリンタにおける発熱抵抗体群を駆動する
ドライバIC、表示装置における表示素子群を駆動する
ドライバICにも適用することができる。
Cによれば、電源電極上にN個の電源電極パッドを設け
る場合に、チップの長辺の長さを1とするとき、第nの
電源電極パッドを、チップの一方の短辺から(2n−
1)/(2N)の位置に配置することにより、駆動電流
のドット間ばらつきを最小にすることができるという効
果がある。
ば、電源電極にAu電極層を設けたことにより、電源電
極のシート抵抗を低減することがでるので、駆動電流の
ドット間ばらつきを低減することができるという効果が
ある。
ば、駆動電極パッド群220の両端部の外側に駆動電極
パッドと同じサイズおよび構造のダミー電極パッドを電
極パッド群と同じピッチで設けたことにより、駆動電流
のドット間ばらつきを小さくすることができるという効
果がある。また、ドライバICとLEDアレイからなる
チップモジュールの製造歩留まりを向上させることでき
るという効果がある。
ば、ダミー電極パッドを設けたことにより、駆動電流の
ドット間ばらつきを小さくすることができ、チップモジ
ュールの製造歩留まりを向上させることできるととも
に、第1ないし第4の検査用パッドを設け、チップモジ
ュールを構成したときに第1の検査用パッドと第2の検
査用パッドの間および第3の検査用パッドと第4の検査
用パッドの間がACF接続部を介してそれぞれ接続する
ように、ドライバICのダミー電極パッドおよびLED
アレイに設けた被駆動側ダミー電極パッドを接続したこ
とにより、駆動電極パッドとアノード電極パッドとのA
CF接続部の良否を非破壊検査で判別することができる
という効果がある。
アウト図である。
る電源電極パッドおよび電源電極の等価回路図である。
Dアレイからなるチップモジュールにおいて全LEDを
同時に発光させたときの電源電極における電位分布を示
す図である(電源電極パッドを2個設けた場合)。
Dアレイからなるチップモジュールにおいて全LEDを
同時に発光させたときのそれぞれのLEDの駆動電流を
示す図である(電源電極パッドを2個設けた場合)。
Dアレイからなるチップモジュールにおいて全LEDを
同時に発光させたときの電源電極における電位分布を示
す図である(電源電極パッドを3個設けた場合)。
Dアレイからなるチップモジュールにおいて全LEDを
同時に発光させたときのそれぞれのLEDの駆動電流を
示す図である(電源電極パッドを3個設けた場合)。
アウト図である。
構造図である。
アウト図である。
のACFの広がり具合を示す図である。
イアウト図である。
である。
路構成図である。
ロック構成図である。
び制御電圧発生回路の内部構成回路図である。
光強度の一例を示す図である。
F接続してなるモジュールの断面構造図である。
および電源電極およびの等価回路図である。
チップモジュールにおいて全LEDを同時に発光させた
ときの電源電極にける電位分布を示す図である。
チップモジュールにおいて全LEDを同時に発光させた
ときのそれぞれのLEDの駆動電流を示す図である。
がり具合を示す図である。
3,LI1〜LI192アノード電極パッド、 120
アノード電極パッド群、 200,200A,200
B,200C,200D ドライバIC、 205 駆
動トランジスタ群、 220 駆動電極パッド群、 2
21,DO1〜DO192 駆動電極パッド、 221
b Auバンプ、 230,230B 電源電極、 2
30BbAu電極層、 231,231B 電源電極パ
ッド、 303 ACF、 DUMMY1〜DUMMY
4 ダミー電極パッド、 EM1〜EM4 検査用パッ
ド、 LD1〜LD4992 LED、 DUMMY1
〜DUMMY4 被駆動側ダミー電極パッド。
Claims (9)
- 【請求項1】 複数の駆動素子をチップ化したドライバ
ICにおいて、 前記複数の駆動素子をチップの長辺方向に配列してなる
駆動素子群と、 前記駆動素子群に沿ってチップの両短辺側端部まで延
び、前記複数の駆動素子にそれぞれ電源を供給する電源
電極と、 外部から前記電源を供給するために前記電源電極上に設
けられたN(Nは2以上の整数)個の電源電極パッドと
を備え、 チップの長辺の長さを1とするとき、第n(nは1から
Nまでの任意の整数)の電源電極パッドを、チップの一
方の短辺からおよそ(2n−1)/(2N)の位置に配
置したことを特徴とするドライバIC。 - 【請求項2】 複数の被駆動素子をそれぞれ個別に駆動
するための複数の駆動素子をチップ化したドライバIC
において、 前記複数の駆動素子をチップの長辺方向に配列してなる
駆動素子群と、 前記駆動素子群に沿ってチップの両短辺側端部まで延
び、前記複数の駆動素子にそれぞれ電源を供給する電源
電極と、 外部から前記電源を供給するために前記電源電極上に設
けられた電源電極パッドと、 前記駆動素子を対応する前記被駆動素子にそれぞれ接続
するための複数の駆動電極パッドを、チップの一方の長
辺に沿って配列した駆動電極パッド群とを備え、 前記電源電極が、チップの両短辺側端部まで延びたAu
(金)電極層を有することを特徴とするドライバIC。 - 【請求項3】 前記駆動素子群が、前記駆動電極パッド
群に沿って配置され、 前記電源電極が、前記駆動素子群に沿ってチップの両短
辺側端部まで延び、さらにそこからチップの両短辺に沿
って他方の長辺側端部まで延びたAu電極層を有し、 前記電源電極パッドが、前記Au電極層の前記長辺側端
部まで延びた両端部に設けられていることを特徴とする
請求項2記載のドライバIC。 - 【請求項4】 前記駆動電極パッドが、Auバンプを設
けたものであり、 前記Au電極層が、前記Auバンプを設ける工程におい
て、前記Auバンプの高さと同じ厚さに形成されたもの
であることを特徴とする請求項2または3に記載のドラ
イバIC。 - 【請求項5】 複数の被駆動素子をそれぞれ個別に駆動
するための複数の駆動素子を半導体チップに形成したド
ライバICにおいて、 前記複数の駆動素子からなる駆動素子群と、 前記駆動素子を対応する前記被駆動素子にそれぞれ接続
するための複数の駆動電極パッドを、チップの一方の長
辺に沿って配列した駆動電極パッド群と、 前記駆動電極パッド群の両端部の外側に前記駆動電極パ
ッド群と同じピッチでそれぞれ少なくとも1個ずつ配置
された、前記駆動電極パッドと同じサイズおよび構造の
ダミー電極パッドとを備えたことを特徴とするドライバ
IC。 - 【請求項6】 前記複数の被駆動素子をチップ化した被
駆動ICが、チップの前記駆動電極パッド群側の長辺に
沿った被駆動IC搭載領域にACF(異方導電性フィル
ム)接続されることを特徴とする請求項2ないし5のい
ずれかに記載のドライバIC。 - 【請求項7】 被駆動ICに配列された複数の被駆動素
子をそれぞれ個別に駆動するための複数の駆動素子をチ
ップ化し、このチップに前記被駆動ICがACF接続さ
れるドライバICにおいて、 前記複数の駆動素子からなる駆動素子群と、 前記駆動素子を対応する前記被駆動素子にそれぞれ接続
するための複数の駆動電極パッドを、チップの一方の長
辺に沿って配列した駆動電極パッド群と、 前記駆動電極パッド群の両端部の外側に前記駆動電極パ
ッド群と同じピッチでそれぞれ複数個ずつ配置された、
前記駆動電極パッドと同じサイズおよび構造のダミー電
極パッドと、 チップの被駆動IC搭載領域外に配置され、前記駆動電
極パッド群の一方の端部の外側に配置された第1のダミ
ー電極パッドに接続された第1の検査用パッドと、 チップの被駆動IC搭載領域外に配置され、前記駆動電
極パッド群の一方の端部の外側に配置された第2のダミ
ー電極パッドに接続された第2の検査用パッドと、 チップの被駆動IC搭載領域外に配置され、前記駆動電
極パッド群の他方の端部の外側に配置された第3のダミ
ー電極パッドに接続された第3の検査用パッドと、 チップの被駆動IC搭載領域外に配置され、前記駆動電
極パッド群の他方の端部の外側に配置された第4のダミ
ー電極パッドに接続された第4の検査用パッドとを備
え、 前記複数の駆動電極パッドに対応する位置に前記複数の
駆動素子をそれぞれ前記被駆動素子に接続するための複
数の被駆動電極パッドを設け、前記第1ないし第4のダ
ミー電極パッドに対応する位置にそれぞれ第1ないし第
4の被駆動側ダミー電極パッドを設け、前記第1の被駆
動側ダミー電極パッドと前記第2の被駆動側ダミー電極
パッドの間および前記第3の被駆動側ダミー電極パッド
と前記第4の被駆動側ダミー電極パッドの間をそれぞれ
接続した被駆動ICが、チップの前記駆動電極パッド群
側の長辺に沿った被駆動IC搭載領域にACF接続され
たときに、前記第1の検査用パッドと前記第2の検査用
パッドの間および前記第3の検査用パッドと前記第4の
検査用パッドの間が、それぞれACF接続部を介して接
続されるようにしたことを特徴とするドライバIC。 - 【請求項8】 前記駆動素子群に沿ってチップの両短辺
側端部まで延び、前記複数の駆動素子にそれぞれ電源を
供給する電源電極をさらに備え、 前記第2および第4のダミー電極パッドならびに前記第
2および第4の検査用パッドが、前記電源電極に接続さ
れていることを特徴とする請求項7記載のドライバI
C。 - 【請求項9】 前記被駆動素子が、LEDであることを
特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のドライ
バIC。
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