JP2006279016A - デバイス実装構造とデバイス実装方法、液滴吐出ヘッド及びコネクタ並びに半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のデバイス実装構造は、基体上にデバイスを配置し、段差により隔てられたデバイスの接続端子と基体の導電接続部とを電気的に接続してなる実装構造である。同デバイス実装構造を具備した半導体装置1000は、ベース基板1010(基体)上に配されたICチップ(デバイス)1030,1040の接続端子と貫通電極(導電接続部)1011とが、両者を隔てる段差と略同一の高さを有するコネクタ1060,1070,1080により電気的に接続されている。
【選択図】図9
Description
近年ICチップ等の高集積化に伴いICチップ等の外部接続端子が狭小化、狭ピッチ化される傾向にあり、それに伴い回路基板上に形成される配線パターンも狭ピッチ化される傾向にある。そのため、上記ワイヤボンディングを用いた接続方法の適用が困難になってきている。
このデバイス実装構造によれば、半導体素子等の各種デバイスを基体上に実装するに際して、デバイスの接続端子と、基体の導電接続部とが段差を介して離間されている場合に、かかる段差と略同一の高さを有するコネクタを用いるので、極めて簡便な構成で前記段差を解消することがでる。したがって本発明のデバイス実装構造では、効率よく確実に、また低コストにデバイスを実装することができる。
このデバイス実装方法によれば、前記段差と略同一の高さを有するコネクタを基体上に配設し、前記導電接続部と前記接続端子とを電気的に接続するので、簡便な工程で容易かつ確実にデバイスと基体との電気的接続を形成することができる。また、前記接続端子と前記導電接続部とがそれぞれ複数ある場合であっても、前記コネクタにより一括に電気的に接続することが可能であり、迅速に効率よくデバイスを実装することができる。
このデバイス実装方法によれば、前記段差より大きい高さを有するコネクタを基体上に配設し、前記導電接続部と前記接続端子とを電気的に接続するので、簡便な工程で容易かつ確実にデバイスと基体との電気的接続を形成することができる。特に、基体上に前記コネクタを配置したときに、その一部が前記段差から突出するので、前記コネクタに対する前記デバイスの実装をより容易かつ確実に行うことができるという利点がある。また、前記接続端子と前記導電接続部とがそれぞれ複数ある場合であっても、前記コネクタにより一括に電気的に接続することが可能であり、迅速に効率よくデバイスを実装することができる。
上記フリップチップ実装を採用することで、デバイスを薄型に実装することができ、電子機器の小型化、薄型化に有効なデバイス実装体を得ることができる。
この構成によれば、前記保護基板を挟んで両側に配置された駆動回路部と前記駆動素子とが、前記コネクタにより接続されているので、ノズル開口の狭小化により駆動素子が狭小化され、ワイヤボンディングでは接続が極めて困難になった場合にも、前記接続孔の狭小化を容易に行うことができ、駆動素子と駆動回路部とを高い接続信頼性をもって容易に接続することができるため、高精細の液滴吐出ヘッドを提供することができる。
また、ワイヤボンディングにより両者を接続する構造では必須のワイヤを引き回すための空間が不要であり、液滴吐出ヘッドを薄型化することができる。さらに、駆動回路部が保護基板上に実装されている構造を採ることができるため、駆動回路部を含めた液滴吐出ヘッド全体の薄型化、コンパクト化に有利な構成となっている。
これにより、本発明では、接続配線を介して接続された第1端子電極、第2端子電極により、第1導電接続部とデバイスの接続端子とが接続される。
これにより本発明では、第1端子電極が形成される面と第2端子電極が形成される面とに対して傾斜面が鈍角で交差することになるため、接続配線に加わる応力集中を緩和することができ、断線等等の不具合を回避することが可能になる。また、例えば液滴吐出方式で接続配線を製膜する際にも、互いに直交する面に製膜する場合と比べて容易に製膜することが可能になる。
この構成では、コネクタを基体に実装する際の、コネクタの高さばらつきを吸収することができるとともに、バンプを基体に形成する場合と比較して、第1端子電極や第2端子電極、接続配線を形成する際にバンプを形成できるので、製造が容易になる。
従って、本発明では、基体及びコネクタに温度変動が生じた場合でも、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できる。
これにより本発明では、デバイス及びコネクタを同一の装置(実装装置)により実装することが可能になり生産効率の向上に寄与できる。
これにより、コネクタを基体に実装する際にマークを検出することにより、コネクタの位置を検出して基体に対する位置決めを実施することが可能になる。
また、ワイヤボンディングにより両者を接続する構造では必須のワイヤを引き回すための空間が不要であり、液滴吐出ヘッドを薄型化することができる。さらに、駆動回路部が保護基板上に実装されている構造を採ることができるため、駆動回路部を含めた液滴吐出ヘッド全体の薄型化、コンパクト化に有利な構成となっている。
従って、本発明では電気的信頼性に優れた実装構造を具備した高信頼性の半導体装置を提供することができる。
従って、本発明では、半導体素子等の各種デバイスを基体上に実装するに際して、デバイスの接続端子と、基体の第1導電接続部とが段差を介して離間されている場合に、少なくとも係る段差を、極めて簡便な構成で解消することがでる。したがって本発明では、効率よく確実に、また低コストにデバイスを実装することが可能になる。
これにより本発明では、第1端子電極が形成される面と第2端子電極が形成される面とに対して傾斜面が鈍角で交差することになるため、接続配線に加わる応力集中を緩和することができ、断線等等の不具合を回避することが可能になる。また、例えば液滴吐出方式で接続配線を製膜する際にも、互いに直交する面に製膜する場合と比べて容易に製膜することが可能になる。
この構成では、コネクタを基体に実装する際の、コネクタの高さばらつきを吸収することができるとともに、バンプを基体に形成する場合と比較して、第1端子電極や第2端子電極、接続配線を形成する際にバンプを形成できるので、製造が容易になる。
これにより、コネクタを基体に実装する際にマークを検出することにより、コネクタの位置を検出して基体に対する位置決めを実施することが可能になる。
これにより本発明では、デバイス及びコネクタを同一の装置(実装装置)により実装することが可能になり生産効率の向上に寄与できる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で参照する各図面においては、図面を見易くするために各構成部材の寸法を変更したり、一部を省略して表示している。
まず、本発明の一実施の形態として、本発明にデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドについて図1から図4を参照して説明する。図1は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図2は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図の一部破断図、図3は図1のA−A線に沿う断面構成図である。
なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。
なお、図2では各ノズル開口群15A〜15Dのそれぞれは6個のノズル開口15によって構成されているように示されているが、実際には、各ノズル開口群は例えば720個程度の多数のノズル開口15によって構成される。
第1圧力発生室群12Aと第2圧力発生室群12BとはX軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁10Kが形成されている。同様に、第3圧力発生室群12Cと第4圧力発生室群12Dとの間にも隔壁10Kが形成されており、それらはX軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
なお、圧電素子300の概念としては、圧電体膜70及び上電極膜80に加えて、下電極膜60を含むものであってもよい。下電極膜60は圧電素子300として機能する一方、振動板400としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜50及び下電極膜60が振動板400として機能する構成を採用しているが、弾性膜50を省略して下電極膜60が弾性膜(50)を兼ねる構成とすることもできる。
この固定板32には、リザーバ100に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部33が形成されており、この構成によりリザーバ100の上部は、可撓性を有する封止膜31のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部22となっている。
そして、駆動回路部200A、200Cがリザーバ形成基板20上でY軸方向に沿って長手に配置され、駆動回路部200B、200Dはそれぞれ駆動回路部200A、200Cと略平行にY軸方向に長手に配置されている。各駆動回路部200A〜200Dと電気的に接続されている配線パターン34は、いずれも駆動回路部200A〜200Dの外側の端部からX軸方向に延びており、その先端部は外部コントローラとの接続端子として利用可能である。
なお、本実施形態の場合、上記第1〜第4封止部にそれぞれ設けられている圧電素子保持部(24)は、各圧電素子群に含まれる圧電素子300の全体を封止できる寸法とされ、図3の紙面垂直方向に延びる平面視略矩形状の凹部を成している。上記圧電素子保持部は、各圧電素子300毎に区画されていてもよい。
なお、上電極膜80と電気的に接続された電極配線を流路形成基板10上に形成し、この電極配線を圧電素子保持部24の外側に引き出して前記コネクタ積層体350と電気的に接続することもできる。この場合は、上電極膜80と電気的に接続された電極配線が圧電素子300の回路接続部を構成する。
これにより、本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、ワイヤボンディングにより駆動回路部と圧電素子とを接続する構造のようなワイヤを引き回す空間が不要となり、液滴吐出ヘッド1の薄型化を実現できるものとなっている。また、コネクタ積層体350によって溝部700が埋められているため、液滴吐出ヘッド1自体の剛性を高めることができ、反り等による吐出精度の低下を効果的に防止できるものとなっている。
すると、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧が印加される結果、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体膜70に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室12の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口15より液滴が吐出される。
次に、液滴吐出ヘッド1の製造方法について図5の断面工程図を参照して説明する。
以下では、駆動回路部200と圧電素子300との電気的接続に用いるコネクタ積層体350の製造方法と、コネクタ積層体350を用いた接続手順について主に説明し、液滴吐出ヘッド1のうち、ノズル基板16、流路形成基板10、リザーバ形成基板20、圧電素子300等の製造及び接続・配置作業は既に完了しているものとする。
まず、図5を参照してコネクタ積層体350の作製工程について説明する。図5(a)に示すように、例えば厚さ500μm程度のコネクタ用シリコン基板351Aを用意し、その表面全体に熱酸化等の方法で絶縁層353を形成する。本実施形態の場合、絶縁層353は酸化シリコン膜である。
上記工程によりコネクタ積層体350を作製したならば、次に、コネクタ積層体350を用いて駆動回路部200A〜200Dの実装を行う。
まず、図3に示すように、リザーバ形成基板20の溝部700内に、上記工程で作製したコネクタ積層体350を配置し、コネクタ積層体350の下面側(溝部700底面側)に露出している端子電極352と、溝部700内に延出されている圧電素子の上電極膜80とを電気的に接続する。この端子電極352と上電極膜80との電気的接続は、無鉛はんだ等のろう材や、ACP、ACF等の異方性導電材料を用いて行う。具体的には、コネクタ積層体350を溝部700内に配置する以前に、前記上電極膜80上、又は上電極膜80と接続される端子電極352の露出面355aにろう材や異方性導電材料を設けておき、コネクタ積層体350を溝部700内に位置合わせして配置した後で、加熱や加圧により上電極膜80と端子電極352とを電気的に接続する。
コネクタ積層体350の高さは、コネクタ35の積層数を変えることで容易に調整することができる。あるいは、コネクタ35を作製する際に、端子電極352の接合材356の高さ(厚さ)や金属端子355の高さを調整してもよい。
次に、図6を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。図6(a)は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面構成図であって、先の実施形態における図3に相当する図面である。図6(b)は、図6(a)に示すコネクタ360の斜視構成図である。
コネクタ360の延在方向に配列された複数の前記コネクタ端子のうち、互いに近接して配置された一群のコネクタ端子が、図6(b)に示す第1コネクタ端子群36A〜第4コネクタ端子群36Dを形成している。第1コネクタ端子群36Aと第2コネクタ端子群36Bとは、コネクタ基材36aの上面(及び下面)でX軸方向に関し互いに対向して配置されており、第3コネクタ端子群36Cと第4コネクタ端子群36Dも、コネクタ基材36aの上面(及び下面)でX軸方向に関し互いに対向して配置されている。
一方、ガラスエポキシやセラミックス等の成形体を用いると、シリコン基体を用いた場合に比して優れた耐衝撃性等を得られる。
フリップチップ実装の形態としては、先の実施形態のコネクタ積層体350と同様、ろう材による実装や、ACF、ACPを用いた実装、NCF、NCPを用いた実装等、種々の実装形態が採用できる。
特に、コネクタ基材36aとしてシリコン基体表面に絶縁膜を形成したものを用いるならば、同じくシリコン基板を用いて形成されている流路形成基板10やリザーバ形成基板20と熱膨張率を揃えることができ、温度変化に起因する体積変化によって電気的接続の信頼性が損なわれるのを効果的に防止することができる。
本実施形態の液滴吐出ヘッドに用いられているコネクタ360は、セラミックスやガラスエポキシ等の絶縁性の基材を用いる場合には、所定の四角柱状に形成したコネクタ基材36aの表面に、コネクタ端子(端子電極36b、36c、接続配線36d)をパターン形成することで作製することができる。また、シリコン基体のように導電性を有する基体を用いる場合には、所定の四角形状に形成したシリコン基体の表面に熱酸化等により酸化シリコン膜を形成して得られたコネクタ基材、あるいはシリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成することで得られたコネクタ基材の表面に、前記コネクタ端子をパターン形成することで作製することができる。
なお、液滴吐出装置IJの構成については後段の(液滴吐出装置)の項で説明している。
液滴吐出装置IJを用いてコネクタ端子を形成する場合、液滴吐出ヘッドから吐出するインク(機能液)は、導電性微粒子(パターン形成成分)を含有する液状体である。導電性微粒子を含有する液状体としては、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液を用いる。ここで用いられる導電性微粒子は、Au、Ag、Cu、Pd、Ni等を含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などを用いることもできる。
また、分散媒の蒸気圧は、0.001mmHg以上、50mmHg以下(約0.133Pa以上、6650Pa以下)であることがより好ましい。蒸気圧が50mmHgより高い場合には、液滴吐出法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるためである。一方、室温での蒸気圧が0.001mmHgより低い分散媒の場合、乾燥が遅くなり膜中に分散媒が残留しやすくなり、後工程の熱及び/又は光処理後に良質の導電膜が得られにくい。
液滴吐出法にて吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合には、ノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また、粘度が50mPa・sより大きい場合は、ノズルでの目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。
上述したインクを用意したならば、図8に示す液滴吐出ヘッド101からインクの液滴を吐出してコネクタ基材36a上に配置する工程を行う。
ここで、上記液滴吐出工程に先立って、コネクタ基材36aに対する表面処理を行ってもよい。すなわち、コネクタ基材36aのインク塗布面について、インクの塗布に先立って撥インク処理(撥液処理)を施しておいてもよい。このような撥インク処理を施しておくことにより、コネクタ基材36a上に吐出配置(塗布)されるインクの位置をより高精度に制御することができる。
この処理により、コネクタ基材36a表面の撥インク性を低下させることができる。
また、上述した撥インク処理の代わりに、コネクタ基材36a上に受容層を形成してもよい。すなわち、例えば多孔性シリカ粒子、アルミナ、アルミナ水和物等とバインダーとを有した多孔質層や親水性のポリマーによりインクを膨潤させて吸収させるものを受容層として形成してもよい。
このとき、液滴を連続的に吐出してパターン形成を行う場合には、液だまり(バルジ)が生じないよう、液滴同士の重なりの程度を制御することが好ましい。この場合において、1回目の吐出では複数の液滴を互いに接しないように離間して吐出配置し、2回目以降の吐出によって、その間を埋めていくような吐出配置方法を採用すると、良好にバルジを防止できる。
焼成処理は、熱処理又は光処理、あるいはこれらを組み合わせた処理により行われる。
焼成処理は、通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約300℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上100℃以下で行なうことが好ましい。
なお、コネクタ基材36aの各側面について液滴吐出工程と乾燥工程とを行うことでコネクタ基材36aの各側面に所定パターンの乾燥膜を形成しておき、最後に一括して焼成工程を行うことで乾燥膜から導電膜への変換を行ってもよい。乾燥膜はそれを構成する導電性微粒子の間に多くの隙間を有しているため、その上にインクを配置した場合に良好にインクを保持することができる。したがって、コネクタ基材36aの側面に乾燥膜を形成した状態で他の側面について液滴吐出工程を行うことで、各側面に形成されている乾燥膜の接続性を向上させることができる。すなわち、端子電極36bと接続配線36dとの接続部位、及び端子電極36cと接続配線36dとの接続部位における接続性を向上させることができ、より信頼性に優れたコネクタ端子を形成することができる。
次に、図7を参照して本発明の第3の実施形態について説明する。図7(a)は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面構成図であって、先の実施形態における図3に相当する図面である。図7(b)は、図7(a)に示すフレキシブル基板501の平面構成図である。
そして、図7(b)に示す第1フレキシブル基板501、及びこれと同等の構成を具備した第2〜第4フレキシブル基板が、リザーバ形成基板20の図示中央部に形成されている溝部700内に配置されているコネクタ360の上面の端子電極36bに対し電気的に接続されて、本実施形態の液滴吐出ヘッドが構成されている。第1〜第4フレキシブル基板と端子電極36bとの電気的接続は、ろう材、ACF、ACP、NCF、NCP等の種々の接合材を用いた接合により行うことができる。
本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、溝部700内に配置されるコネクタ360の厚さ(高さ)は、リザーバ形成基板20の厚さより大きくすることが好ましい。各フレキシブル基板を容易に接続することができるからであ。
また、駆動回路部200A〜200Dの実装形態の自由度が大きくなるため、駆動回路部の変更に伴う配線の引き回し形態の変更も容易になる。
次に、先の実施形態の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の一例について図7を参照しながら説明する。図8は、前記各実施形態の液滴吐出ヘッドを具備した液滴吐出装置IJの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置IJは、本発明に係る液滴吐出ヘッド101と、X軸方向駆動軸4と、Y軸方向ガイド軸5と、制御装置CONTと、ステージ7と、クリーニング機構8と、基台9と、ヒータ15とを備えている。ステージ7は、この液滴吐出装置IJによりインク(液体材料)を設けられる基板Pを支持するものであって、基板Pを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
Y軸方向ガイド軸5は、基台9に対して動かないように固定されている。ステージ7は、Y軸方向駆動モータ3を備えている。Y軸方向駆動モータ3はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をY軸方向に移動する。
クリーニング機構8は、液滴吐出ヘッド101をクリーニングするものである。クリーニング機構8には、図示しないY軸方向の駆動モータが備えられている。このY軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Y軸方向ガイド軸5に沿って移動する。
クリーニング機構8の移動も制御装置CONTにより制御される。
ヒータ15は、ここではランプアニールにより基板Pを熱処理する手段であり、基板P上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ15の電源の投入及び遮断も制御装置CONTにより制御される。
なお、図8では、液滴吐出ヘッド101は、基板Pの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド101の角度を調整し、基板Pの進行方向に対して交差させる向きにノズルが配列される配置としてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド101の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Pとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。
上記実施の形態では、本発明に係るデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドとその製造方法について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、三次元的に複数のICチップを積層した構造を有する半導体装置の実装構造にも適用することができる。
ICチップ1020は、その図示上面側にも接続端子を具備した両面実装型のICチップである。またコネクタ1060,1070,1080は、シリコン基板等を基材としてなり、この基材を貫通する貫通電極(端子電極)1061,1071,1081を有している。これらのコネクタ1060,1070,1080には、第1実施形態に係るコネクタ35と同様の構成が適用でき、コネクタ35と同様の方法を用いて作製することができる。
<液滴吐出ヘッド>
続いて、本発明の第4の実施形態として、本発明にデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドについて図10から図11を参照して説明する。図10は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図11は図10のA−A線に沿う断面構成図である。
なお、これらの図において、図1乃至図9に示す第1〜第3の実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
なお、圧電素子300の概念としては、圧電体膜70及び上電極膜80に加えて、下電極膜60を含むものであってもよい。下電極膜60は圧電素子300として機能する一方、振動板400としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜50及び下電極膜60が振動板400として機能する構成を採用しているが、弾性膜50を省略して下電極膜60が弾性膜(50)を兼ねる構成とすることもできる。
コネクタ360の延在方向に配列された複数の前記コネクタ端子のうち、互いに近接して配置された一群のコネクタ端子が、図12に示す第1コネクタ端子群36A〜第4コネクタ端子群36Dを形成している。第1コネクタ端子群36Aと第2コネクタ端子群36Bとは、コネクタ基材36aの上面でX軸方向に関し互いに対向して配置されており、第3コネクタ端子群36Cと第4コネクタ端子群36Dも、コネクタ基材36aの上面でX軸方向に関し互いに対向して配置されている。
一方、コネクタ基材36aとしてガラスエポキシやセラミックス等の成形体を用いると、シリコン基体を用いた場合に比して優れた耐衝撃性等を得られる。
また、配線パターン34に対する駆動回路部200A〜200Dのフリップチップ実装に際しても、上記ろう材、又は異方性導電膜や異方性導電ペーストを含む異方性導電材料、非導電性膜や非導電性ペーストを含む絶縁樹脂材料を用いた導電接続構造が採用できる。
すると、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧が印加される結果、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体膜70に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室12の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口15より液滴が吐出される。
本実施形態の液滴吐出ヘッドに用いられているコネクタ360は、セラミックスやガラスエポキシ等の絶縁性の基材が用いられる場合には、研削等の機械加工を施して、図12に示す断面視凸状に形成したコネクタ基材36aの表面に、コネクタ端子(端子電極36b、36c、接続配線36d、バンプ36e、36f)をパターン形成することで作製することができる。また、シリコン基体のように導電性を有する基体を用いる場合には、異方性エッチング等により部分的に除去して断面視凸状に形成したシリコン基体の表面に熱酸化等により酸化シリコン膜を形成して得られたコネクタ基材、あるいはシリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成することで得られたコネクタ基材の表面に、前記コネクタ端子をパターン形成することで作製することができる。
上述したインクを用意したならば、液滴吐出ヘッド1からインクの液滴を吐出してコネクタ基材36a上に配置する工程を行う。
ここで、上記液滴吐出工程に先立って、コネクタ基材36aに対する表面処理を行ってもよい。すなわち、コネクタ基材36aのインク塗布面について、インクの塗布に先立って撥インク処理(撥液処理)を施しておいてもよい。このような撥インク処理を施しておくことにより、コネクタ基材36a上に吐出配置(塗布)されるインクの位置をより高精度に制御することができる。
このとき、液滴を連続的に吐出してパターン形成を行う場合には、液だまり(バルジ)が生じないよう、液滴同士の重なりの程度を制御することが好ましい。この場合において、1回目の吐出では複数の液滴を互いに接しないように離間して吐出配置し、2回目以降の吐出によって、その間を埋めていくような吐出配置方法を採用すると、良好にバルジを防止できる。
焼成処理は、熱処理又は光処理、あるいはこれらを組み合わせた処理により行われる。
焼成処理は、通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約300℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上100℃以下で行なうことが好ましい。
その後、以上の液滴吐出工程と、乾燥工程と、焼成工程とを、コネクタ基材36aの各側面について行うことで、コネクタ基材36a上に複数のコネクタ端子が形成されたコネクタ360を製造することができる。
次に、液滴吐出ヘッド1の製造方法について、図13のフローチャートを参照して説明する。
液滴吐出ヘッド1を製造するには、例えばシリコン単結晶基板に異方性エッチングを施すことで、図11に示す圧力発生室12や供給路14、連通部13等を形成して流路形成基板10を作製する(ステップSA1)。その後、流路形成基板10上に、弾性膜50と下電極膜60とを積層形成し、次いで下電極膜60上に圧電体膜70及び上電極膜80をパターン形成することで圧電素子300を形成する(ステップSA2)。
次に、リザーバ形成基板20上の配線パターン34に対して駆動回路部200A〜200Dをフリップチップ実装する(ステップSA7)。
なお、ステップSA6とステップSA7とは、順序が逆であってもよい。
以上の工程により、液滴吐出ヘッド1を製造することができる。
さらに、本実施の形態では、駆動回路部200A〜200Dの接続端子200aに接続された配線パターン34に対して導通確認を行うことにより、コネクタ360を実装する前に駆動回路部200A〜200Dの導通チェックを実施することが可能になる。
次に、上述した液滴吐出ヘッド1を備えた液滴吐出装置の一例について図14を参照しながら説明する。本例では、その一例として、前述の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット式記録装置について説明する。
Claims (33)
- 導電接続部を有する基体上に配されたデバイスの接続端子と前記導電接続部とを、段差を介して電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、
前記デバイスの接続端子と前記導電接続部とが、前記段差の高さと略同一の高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造。 - 導電接続部を有する基体上に配されたデバイスの接続端子と、前記導電接続部とを、段差を介して電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、
前記デバイスの接続端子と前記導電接続部とが、前記段差の高さより大きい高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造。 - 前記コネクタが、基材と、該基材を貫通して設けられた端子電極とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のデバイス実装構造。
- 前記デバイスの接続端子と前記基体の導電接続部との間に、複数の前記コネクタが積層配置されていることを特徴とする請求項3に記載のデバイス実装構造。
- 前記コネクタが、基材と、該基材の対向する2面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のデバイス実装構造。
- 前記コネクタの基材が、ガラスエポキシ、Si、セラミック、又はガラスであることを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載のデバイス実装構造。
- 前記端子電極の構成材料が、Cu,Ni,Au,Agからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかであることを特徴とする請求項3から6のいずれか1項に記載のデバイス実装構造。
- 前記基体の一面又は内面に前記導電接続部が形成されるとともに、該基体を貫通して前記導電接続部に達する貫通孔が形成されており、
前記デバイスが、前記貫通孔内に配設された前記コネクタにより前記導電接続部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のデバイス実装構造。 - 接続端子を有するデバイスを、導電接続部を有する基体上に配置するとともに、前記接続端子と前記導電接続部とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、
前記基体上に前記デバイスを配置したときに前記デバイスの接続端子と前記導電接続部との間に形成される段差と略同一の高さを有するコネクタを、前記基体上に配置するとともに前記導電接続部と電気的に接続する工程と、
前記コネクタに前記デバイスの接続端子を電気的に接続する工程と
を含むことを特徴とするデバイス実装方法。 - 接続端子を有するデバイスを、導電接続部を有する基体上に配置するとともに、前記接続端子と前記導電接続部とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、
前記基体上に前記デバイスを配置したときに前記デバイスの接続端子と前記導電接続部との間に形成される段差より大きい高さを有するコネクタを、前記基体上に配置するとともに前記導電接続部に電気的に接続する工程と、
前記コネクタに前記デバイスの接続端子を電気的に接続する工程と
を含むことを特徴とするデバイス実装方法。 - 前記コネクタを、前記導電接続部に対しフリップチップ実装することを特徴とする請求項9又は10に記載のデバイス実装方法。
- 前記デバイスを、前記コネクタに対しフリップチップ実装することを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載のデバイス実装方法。
- 基材と、該基材を貫通する端子電極とを具備したコネクタを用い、前記基体の導電接続部と前記デバイスの接続端子とを前記端子電極により電気的に接続することを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載のデバイス実装方法。
- 複数の前記コネクタを積層するとともに、隣接する前記コネクタの端子電極同士を電気的に接続してなるコネクタ積層体を用い、前記基体の導電接続部と前記デバイスの接続端子とを前記端子電極により電気的に接続することを特徴とする請求項13に記載のデバイス実装方法。
- 基材と、該基材の対向する2面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを具備したコネクタを用い、
前記基材の一の面に設けられた前記端子電極を前記基体の導電接続部と電気的に接続し、前記基材の他の面に設けられた前記端子電極を前記デバイスの接続端子と電気的に接続することにより、前記導電接続部と前記接続端子とを電気的に接続することを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載のデバイス実装方法。 - 基体と、請求項1から8のいずれか1項に記載のデバイス実装構造を用いて前記基体上に実装された電子デバイスとを備えたことを特徴とする半導体装置。
- 基体の第1面に形成された第1導電接続部と、前記第1面とは段差をもって配された第2面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、
前記第2面には、前記接続端子と接続される第2導電接続部が形成され、
前記第1導電接続部と前記第2導電接続部とが、少なくとも前記段差の高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項17記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタは、前記第1導電接続部に接続される第1端子電極と、前記第2導電接続部に接続される第2端子電極と、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間を電気的に接続する接続配線とを備えていることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項18記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタは、前記第1端子電極が形成される面と前記第2端子電極が形成される面との間に位置する傾斜面を有し、
前記傾斜面には、前記接続配線が形成されていることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項18または19記載のデバイス実装構造において、
前記第1端子電極及び前記第2端子電極には、それぞれバンプが形成されていることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項18から20のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記第1端子電極と前記第2端子電極との少なくとも一方の構成材料が、Cu,Ni,Au,Agからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかであることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項17から21のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記基体の線膨張係数と前記コネクタの線膨張係数とが略同一であることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項17から22のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記デバイス及び前記コネクタは、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装されることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項17から23のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタの基材が、ガラスエポキシ、Si、セラミック、又はガラスであることを特徴とするデバイス実装構造。 - 請求項17から24のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタは、位置検出用のマークを有することを特徴とするデバイス実装構造。 - 液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられた液滴吐出ヘッドであって、
前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とが、請求項17から25のいずれかに記載のデバイス実装構造により電気的に接続されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 基体と、請求項17から25のいずれかに記載のデバイス実装構造を用いて前記基体上に実装された電子デバイスとを備えたことを特徴とする半導体装置。
- 第1端子電極と、該第1端子電極とは段差をもって配された第2端子電極と、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間を前記段差に跨って電気的に接続する接続配線とを備えることを特徴とするコネクタ。
- 請求項28記載のコネクタにおいて、
前記第1端子電極が形成される面と前記第2端子電極が形成される面との間に位置する傾斜面を有し、
前記傾斜面には、前記接続配線が形成されていることを特徴とするコネクタ。 - 請求項28または29記載のコネクタにおいて、
前記第1端子電極及び前記第2端子電極には、それぞれバンプが形成されていることを特徴とするコネクタ。 - 請求項28から30のいずれかに記載のコネクタにおいて、
位置検出用のマークを有することを特徴とするコネクタ。 - 基体の第1面に形成された第1導電接続部と、前記第1面とは段差をもって配された第2面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、
前記第2面に、前記接続端子と接続される第2導電接続部を形成する工程と、
前記第1導電接続部と前記第2導電接続部とを、少なくとも前記段差の高さを有するコネクタを介して電気的に接続する工程とを有することを特徴とするデバイス実装方法。 - 請求項32記載のデバイス実装方法において、
前記デバイス及び前記コネクタを、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装する工程を有することを特徴とするデバイス実装方法。
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