JP2009246359A - 集積回路装置、多出力駆動ic及びそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 バンプの形状を改良することで回路レイアウトの自由度を拡大できる集積回路装置、多出力駆動IC及び電子機器を提供すること。
【解決手段】 第1の方向Xに沿って第1の距離A1を隔てて配列された複数のバンプ1,2と、複数のバンプ1,2にそれぞれ接続される複数の配線層5と有する集積回路装置である。この集積回路装置では、複数のバンプ1,2の各々は、第1の方向Xと該第1の方向と直交する第2の方向Yの各隣接間で第1の距離A1よりも短い第2の距離A2を隔てて分割された複数のサブバンプ3を含み、複数のサブバンプ3は、下層の配線層5により共通接続されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 第1の方向Xに沿って第1の距離A1を隔てて配列された複数のバンプ1,2と、複数のバンプ1,2にそれぞれ接続される複数の配線層5と有する集積回路装置である。この集積回路装置では、複数のバンプ1,2の各々は、第1の方向Xと該第1の方向と直交する第2の方向Yの各隣接間で第1の距離A1よりも短い第2の距離A2を隔てて分割された複数のサブバンプ3を含み、複数のサブバンプ3は、下層の配線層5により共通接続されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、集積回路装置、サーマルプリンター駆動IC等に好適な多出力駆動IC及びそれを用いた電子機器等に関する。
従来、多出力駆動IC、例えばサーマルプリンター駆動ICは、発熱抵抗体が形成されたプリンターヘッド基板に搭載され、ワイヤボンディングにより電気的に接続されている。この多出力駆動ICは長手辺及び短手辺を有する矩形に形成される。長手辺の長さは発熱抵抗体の形成領域に応じて確保できるが、プリンターヘッドの小型化のために、短手辺の長さを極力小さくすることが要求されている。
このことから、特許文献1〜6のように、プリンターヘッド基板のパターンにワイヤボンディングされる出力パッドを複数列(千鳥配列)に配列するものよりも、むしろ特許文献7〜9に示すように、サーマルプリンター駆動ICの一辺に沿って出力パッドを一列に配列した方が良い。
ただし、特許文献7の技術は、その主題として、実装の容易性の観点から駆動用出力パッドをICチップの一辺に沿って連続して配列することにあるが、特許文献8と同じく出力パッドの数が32個程度と少なく、IC外形も正方形に近い形で形成されているので、短辺の短縮という課題は全く存在しない。
また、特許文献9の技術は、チップ面積を縮小するために、チップ長手辺に沿って配列されていた出力パッドの一部を、チップの短手辺の沿った領域(デッドスペース領域であった領域)に配列したものである。
特許文献4の段落0003には、チップサイズに関して次のように記載されている。電極(出力パッド)数を増やしていくと、必然的に電極のピッチが狭くなり、ボンディングが困難になる、したがってICの電極ピッチを小さくするには限界がある。現状では70umピッチが限界である。しかし出力の電極を一辺に並べてしまうと出力数と電極ピッチでチップ形状が決定してしまう。従来ICの横方向(長手辺)寸法は電極数と電極のピッチで決まるが、縦方向(短手辺)の寸法を決定付ける主な要因としては次の様なものがある。1.シフトレジスタ及びラッチ回路及びストローブ回路ブロックの縦方向寸法、2.ドライバピッチと出力端子ピッチが異なる場合の引き回し配線領域部(これはエレクトロルミネッセンス用ドライバの例として非特許文献1をみるとよくわかる)、3.入出力信号端子及び制御信号発生回路、4.ドライバトランジスターである。
なお、出力パッドを3列に配置することでパッド配列ピッチが大きくなるので、隣接するパッド間の空きスペースにトランジスターを配置することは、特許文献1の図3に開示されている。また、入力ロジック回路部をチップ長手辺の両端側でなくチップ長手辺の中央領域に配置するものは、特許文献4に開示されている。
また、特許文献10は、最上層の金属層(下地層)に2つの開口を形成し、各開口にバンプを形成して、四端子法に適したバンプ構造を開示している。
1981 IEEE International Solid-State Circuits Conference (第47ページ、図6)
本発明の幾つかの態様は、バンプの形状を改良することで回路レイアウトの自由度を拡大できる集積回路装置、多出力駆動IC及び電子機器を提供することにある。
本発明の他の幾つかの態様は、四端子法によるプローブ検査に適したバンプ構造を備えた集積回路装置、多出力駆動ICを提供することにある。
本発明のさらに他の幾つかの態様は、異方向導電性フィルムACF(Anisotropic Conductive Film)、異方向導電性ペーストACP(Anisotropic Conductive Paste)、非導電性フィルムNCF(None Conductive Film)あるいは非導電性ペーストNCP(None Conductive Paste)等の実装技術を用いることで、ワイヤボンディングされていた出力パッドをバンプに変更し、かつ、バンプの形状と配置との関係で回路レイアウトを適正化することで、特に矩形状ICチップの短手辺の長さを短縮してICチップサイズをさらに小型化することができる多出力駆動IC及びそれを用いた電子機器を提供することにある。
本発明の一態様に係る集積回路装置は、第1の方向に沿って第1の距離を隔てて配列された複数のバンプと、前記複数のバンプにそれぞれ接続される複数の配線層と、を有し、前記複数のバンプの各々は、前記第1の方向と該第1の方向と直交する第2の方向の各隣接間で前記第1の距離よりも短い第2の距離を隔てて分割された複数のサブバンプを含み、前記複数のサブバンプが前記複数の配線層の一つと共通接続されていることを特徴とする。
このように、本発明の一態様では、隣り合う複数のバンプの各々を複数のサブバンプに分割したので、複数のサブバンプの間には空きスペースが生まれる。その空きスペースに能動素子等を配置することができる。このため、従来、樹脂コアバンプ等の能動面バンプを使用しない限り、バンプ配設領域にはトランジスターなどの能動素子を配置できなかったが、本実施形態により能動素子の配設領域が拡大される。もちろん、サブバンプを樹脂コアバンプ等の能動面バンプとしても良いが、本発明の一態様では能動面バンプとしなくても能動素子の配設領域を拡大できる利点がある。
本発明の一態様では、前記複数のバンプの直下にそれぞれ配置される前記複数の下地層を含み、前記複数の下地層の各々は、前記複数のサブバンプに対応させて分割された互いに絶縁された複数のサブ下地層を含むことができる。前記複数のサブ下地層を、前記複数の配線層の一つにより共通接続することができる。これに代えて、複数のサブ下地層がお互い共通接続されていてもよい。こうすると、サブ下地層自体が配線層となり、その下層の配線層が不要となる。あるいは、出力バンプに関係ない位置に別の配線層を設けても良い。
本発明の一態様では、複数のサブバンプのうち互いに隣接するサブバンプ間には、能動素子としてトランジスターを配置できる。これにより、バンプに接続される回路素子のレイアウトの自由度が高まる。
なお、本発明の一態様では、ACF、ACP,NCFまたはNCPによりバンプを他の基板等の電極に接続することが可能である。なお、ACF、ACPの場合には異方向導電性粒子がバンプと電極間で押しつぶされて導通が確保され、NCF、NCPの場合にはバンプと電極とが共晶接合される。
本発明の一態様では、前記複数のバンプの各一つに対応させて、前記能動素子である出力トランジスターが複数設けられ、前記複数の出力トランジスターのソースまたはドレインを前記複数の配線層一つに共通接続することができる。こうすると、複数の出力トランジスターのソースまたはドレインが、一つの配線層を介して複数のサブバンプと接続され、複数のサブバンプを一つのバンプとみなすことができる。
本発明の一態様では、前記複数のサブバンプの少なくとも一部には、プローブ検査時に第1のプローブ針をコンタクトさせることができる。複数のサブバンプの一つのみに第1のプローブ針をコンタクトさせることは困難であるが、一つのバンプを構成する複数のサブバンプに第1のプローブ針をコンタクトさせることで、プローブ検査を行うことができる。また、このとき、第1のプローブ針がコンタクトされたバンプと抵抗素子を介して導通している他のバンプにも同様にして他のプローブ針をコンタクトさせれば、いわゆる二端子法による測定が可能である。
本発明の一態様では、一つのバンプを構成する複数のサブバンプの少なくとも一部に第1のプローブ針をコンタクトさせると同時に、その複数のサブバンプの他の少なくとも一部に第2のプローブ針をコンタクトさせても良い。第1,第2のプローブ針がコンタクトされたバンプと抵抗素子を介して導通している他のバンプにも同様にして第3,第4のプローブ針をコンタクトさせれば、いわゆる四端子法による測定が可能である。これにより、二端子法で生じる接触抵抗やリード線の残留抵抗で生じる誤差を除くことができ、より高精度の測定が可能となる。
本発明の他の態様に係る多出力駆動ICは、長手辺及び短手辺を含む矩形状ICの前記長手辺と平行な第1の方向に沿って第1の距離を隔てて配列された複数の出力バンプと、前記複数の出力バンプにそれぞれ接続される複数の出力バンプ配線層と、前記複数の出力バンプの各々に前記複数の出力バンプ配線層の各一つを介して接続され、各々が前記複数の出力バンプの一つに接続される複数の単位回路と、を有し、前記複数の出力バンプの各々は、前記第1の方向と該第1の方向と直交する第2の方向の各隣接間で前記第1の距離よりも短い第2の距離を隔てて分割された複数のサブ出力バンプを含むことを特徴とする。
本発明の他の態様でも、上述した本発明の一態様の作用効果を、多出力駆動ICにて奏することができる。つまり、隣り合う複数のバンプの各々を複数のサブバンプに分割したので、複数のサブバンプの間には空きスペースが生まれる。よって、複数の出力バンプに接続される単位回路のレイアウトの自由度が増大する。
本発明の他の態様でも、前記複数の出力バンプの直下にそれぞれ配置される複数のサブ出力バンプ下地層が設けられ、前記複数の出力バンプ下地層の各々は、前記複数のサブ出力バンプに対応させて分割された互いに絶縁された複数のサブ出力バンプ下地層を含み、前記複数のサブ出力バンプ下地層を、前記複数の出力バンプ配線層の一つにより共通接続することができる。ただし、複数のサブ出力バンプ同士の接続については、上述の通りに変形実施できる。
本発明の他の態様では、前記複数の単位回路の各々の最終段には出力トランジスター部が設けられ、前記出力トランジスター部は前記複数の出力バンプの一つに共通接続される複数の単位トランジスターを含み、前記複数の単位トランジスターの少なくとも一部を前記複数のサブ出力バンプ間に配置することでできる。駆動能力を高めるためには多数の単位トランジスターが必要となるが、その単位トランジスターのレイアウトの自由度が高まる。
特に、本発明の他の態様によれば、単位トランジスターを第1の方向で隣り合う2つの出力バンプの輪郭領域内に配置することで、(出力バンプ+単位トランジスター)の配置領域のうち、第1の方向と直交する第2の方向の長さを圧縮することができる。こうして、多出力駆動ICの短手辺の長さを圧縮することで、多出力駆動ICをより極細形状にして小型化を実現できる。
また、出力バンプをACF,ACPにて実装する場合には、ACF,ACP中の導電粒子径はバンプ−バンプ間の寸法で決められている。本発明の他の態様では、バンプ−バンプ間に単位トランジスターを配置できるほどバンプ−バンプ間は広げられる。よって粒径が大きく安価な導電粒子を用いることが可能となる。
本発明の他の態様では、前記複数の出力バンプの各々の輪郭形状は、前記第1の方向と平行な短辺と、前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な長辺とを有する矩形状バンプとすることができる。
出力バンプの形状は丸形状や四角形とすることができるが、出力バンプをその配列方向(第1の方向)に平行な短辺とする矩形状に形成しているので、配列ピッチPに対して出力バンプの占める長さを短くできる。よって、第1の方向で隣り合う2つの出力バンプ間のスペースを拡大では、単位トランジスターをより配置しやすくなる。なお、出力バンプの長辺は比較的長くなるとはいえ、単位トランジスターを出力バンプの輪郭領域内に配置することで、(出力バンプ+単位トランジスター)の配置領域における第2の方向長さを圧縮することができる。
本発明の他の態様では、前記複数の出力バンプの配列ピッチPと前記短辺の長さHL1とは、P>2×HL1を満たす寸法とすることができる。
こうすると、例えばサーマルヘッドドライバICとして用いる場合の出力バンプピッチ(例えば60〜70μm)を確保しながら、第1の方向で隣り合う2つの出力バンプ間に、単位トランジスターを配列できるスペースを充分に確保できる。
本発明の一態様では、前記複数の単位トランジスターの各々は、平面視において、リング形状のゲートと、前記ゲートの内外にて配置されたソース・ドレインとを含むリングゲート型トランジスターとすることができる。これに限らず、バーゲート型の単位トランジスターであってもよい。
本発明の他の態様では、前記ICは、第1の長手辺と第2の長手辺とを含み、前記複数の出力バンプは前記第1の長手辺に沿って配列され、前記第2の長手辺に沿って配列された複数の共通電源バンプがさらに設けられ、前記複数の共通電源バンプの各々は、前記第1の方向を長辺とする矩形に形成され、かつ、下層の電源配線層に共通接続することができる。
こうすると、出力バンプの列と共通電源バンプの列とで計2列となり、多出力駆動ICを載置した時に座りがよくなる。このため、ACF,ACP,NCF,NCP接着時にICの安定性を確保できる。さらに、出力バンプが一列配置であり、しかも共通電源バンプは横長形状であるので、多出力駆動ICの短手辺の寸法を圧縮でき、多出力駆動ICの小型化を実現できる。
本発明の他の態様では、前記複数の共通電源バンプは、前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な長辺を有するプロービング用電源バンプを含むことができる。
共通電源バンプは検査時にプローブ針の延びる方向に対して奥行きがなく、バンプ表面を剥ぎ取ってコンタクトさせるにはスペースが足りない。プローブ針の延びる方向を長辺とするプロービング用電源バンプを設けることで、プローブ検査を可能とした。この際、前記プロービング用電源バンプは、前記複数の共通電源バンプの配列領域において、前記第1の方向の両端部及び/または前記両端部の間の各領域に複数個に配置することが好ましい。
なお、前記複数の共通電源バンプの配列密度は、前記ICの前記第1の方向での中央領域で疎であり、両端領域で密とすることができる。こうすると、例えばACF,NCF実装では押圧力は中央領域で高く両端領域で低くなる傾向があっても、全域で確実に電気的接触を確保しやすくなる。あるいは、複数の接地電源バンプの配列密度は、ICの第1の方向での中央領域で密であり、両端領域で疎としても良い。例えばACP,NCP実装では、ペースト材の充填圧力は両端で弱くなる傾向があるが、その場合でも全域で確実に電気的接触を確保しやすくなる。
本発明の他の態様に係る多出力駆動ICは、N個の出力バンプに対して、n(n<Nで、n×m=N)個またはn+1個の共通電源バンプが設けられ、前記n個またはn+1個の共通電源バンプの各々は、前記第2の方向を長辺とする矩形に形成され、前記N個の出力バンプと、前記n個またはn+1個の共通電源バンプとが、長手辺及び短手辺を含む矩形状ICの前記長手辺と平行な第1の方向に沿った一直線上に配置され、かつ、m個の出力バンプが前記第1の方向に沿った前記一直線上に配置されて一つのバンプブロックが形成され、n個のバンプブロックが前記第1の方向に沿った前記一直線上に配列され、前記バンプブロック内または前記バンプブロック間に配置された前記共通電源バンプをプロービング用電源バンプとして兼用することができる。
本発明の他の態様によれば、能動面にバンプを一列のみで形成しているので、多出力駆動ICの短手辺の長さをより圧縮して、多出力駆動ICの小型化を実現できる。また、バンプブロック内またはバンプブロック間には一つの共通電源バンプが配置されているので、一つの共通電源バンプを介して流れる電流を少なくできる。さらに、共通電源バンプが第2の方向を長辺とする矩形に形成されているので、これらをプロービング用電源バンプとして兼用することができる。
本発明の他の態様では、前記N個の出力バンプと前記n個の共通電源バンプの各々は、前記第1の方向と平行な短辺と、前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な長辺とを有する矩形バンプとすることができる。こうすると、バンプの一列配置であっても配列方向と直交してバンプの長辺が延びるので、安定性の悪化を防止できる。
本発明の他の態様では、前記プロービング用電源バンプは、複数に分割されたプロービング用サブ電源バンプを含むことができる。こうすると、サブ出力バンプの場合と同様に回路レイアウトの自由度が増大される。
本発明の対態様では、プローブ検査時に、前記複数のサブ出力バンプの少なくとも一部には第1のプローブ針がコンタクトされ、前記複数のサブ出力バンプの他の少なくとも一部には第2のプローブ針がコンタクトされ、前記複数のプロービング用サブ電源バンプの少なくとも一部には第3のブローブ針がコンタクトされ、前記複数のプロービング用サブ電源バンプの他の少なくとも一部には第4ブローブ針をコンタクトすることができる。こうして、四端子法により精度の良い測定が可能となる。
本発明のさらに他の態様は、上述した集積回路装置または多出力駆動ICを有する電子機器を定義している。この電子機器では、集積回路装置または多出力駆動ICが搭載される基板サイズを縮小できるので、機器の小型化に寄与できる。また、電子機器へ集積回路装置または多出力駆動ICを実装する再には、複数のバンプは異方性導電粒子を用いて接合され、前記異方性導電粒子の粒子径は、前記第1の距離よりも小さく、かつ、前記第2の距離よりも大きければよい。こうして、バンプ間または出力バンプ間のショートを防止しながら、比較的粒径が大きく安価な導電性粒子を採用することが可能となる。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
1.集積回路装置のバンプ構造
図1は、集積回路装置のバンプ面を示し、下層のトランジスター層を透視した図である。図1において、第1の方向Xに沿って複数のバンプが配列され、図1では第1の方向Xで第1の距離A1を隔てて隣接する2つのバンプ1,2を示している。バンプ1,2の各々は、第1の方向X及び第2の方向Yの隣接間で第1の距離A1よりも短い第2の距離A2を隔てて分割された複数のサブバンプ3を含んで構成されている。
図1は、集積回路装置のバンプ面を示し、下層のトランジスター層を透視した図である。図1において、第1の方向Xに沿って複数のバンプが配列され、図1では第1の方向Xで第1の距離A1を隔てて隣接する2つのバンプ1,2を示している。バンプ1,2の各々は、第1の方向X及び第2の方向Yの隣接間で第1の距離A1よりも短い第2の距離A2を隔てて分割された複数のサブバンプ3を含んで構成されている。
図2は、最短距離で隣接する複数のサブバンプ3の断面構造の一例を示している。2つのバンプ1,2の直下にそれぞれ配置される下地層の各々は、例えば図2に示すように、複数のサブバンプ3に対応させて分割された互いに絶縁された複数のサブ下地層4を有する。この下地層よりも下層の配線層は、バンプ1を構成する複数のサブバンプ3と電気的に導通するように、複数のサブ下地層4に複数のビア4aを介して共通接続されている。バンプ2についても、複数のサブバンプ3が複数のサブ下地層4及び複数のビア4aを介して、下層配線層5に共通接続されている。ただし、バンプ1,2にそれぞれ接続される下層配線層5は非導通である。なお、複数のサブバンプ3間の接続については、図2のように下層配線層5で接続するものに限定されない。例えば、複数のサブ下地層4同士を接続しても良い。この配線例については、図16〜図21を参照して後述する。
このように、本実施形態ではバンプ1,2の各々を複数のサブバンプ3に分割したので、複数のサブバンプ3の間には空きスペースが生まれる。そして、本実施形態では、その空きスペースに能動素子として例えばトランジスター6を配置している。このため、従来、樹脂コアバンプ等の能動面バンプを使用しない限り、バンプ配設領域にはトランジスターなどの能動素子を配置できなかったが、本実施形態により能動素子の配設領域が拡大される。もちろん、サブバンプ3を樹脂コアバンプ等の能動面バンプとしても良いが、本実施形態では能動面バンプとしなくても能動素子の配設領域を拡大できる利点がある。また、複数のサブバンプ3のうち互いに隣接するサブバンプ3間に、能動素子としてトランジスター5を配置できるので、バンプ1,2にそれぞれ接続される回路素子のレイアウトの自由度が高まる。
トランジスター5の形状は問わないが、図2では、トランジスター6は、ポリシリコン層にて形成されるゲートGは、平面視において、リング形状(例えば八角形)に形成されている。リング状ゲートGの内側が例えばドレインDであり、外側がソースSである。
図3及び図4は、バンプ1にプローブ針をコンタクトして行うローブ検査工程を示している。図3では、バンプ1を構成する複数のサブバンプ3の少なくとも一部に、プローブプローブ針7がコンタクトされている状態を示している。サブバンプ3の一つにブロー部針(第1のプローブ針)7をコンタクトさせることは困難であるが、バンプ1を構成する複数のサブバンプ3にプローブ針7をコンタクトさせることで、プローブ検査を行うことができる。また、図3によれば、バンプ1と抵抗素子を介して導通している他のバンプにも同様に他のプローブ針をコンタクトさせれば、いわゆる二端子法による測定が可能である。
図4では、バンプ1を構成する複数のサブバンプ3の少なくとも一部に第1のプローブプローブ針7Aがコンタクトされ、同時に、バンプ1を構成する複数のサブバンプ3の他の少なくとも一部に第2のプローブ針7Bがコンタクトされる状態を示している。図4によれば、バンプ1と抵抗素子を介して導通している他のバンプにも同様にして第3,第4のプローブ針をコンタクトさせれば、いわゆる四端子法による測定が可能である。これにより、二端子法で生じる接触抵抗やリード線の残留抵抗で生じる誤差を除くことができ、より高精度の測定が可能となる。
2. サーマルヘッド
図5に、図1〜図4にて説明した集積回路装置を用いたサーマルヘッドの構成例を示す。本実施形態におけるサーマルヘッド10は、セラミック基板(ヘッド基板ともいう)20の上に、複数のサーマル抵抗素子(広義には発熱素子、発熱抵抗体)が形成されている。図1では、セラミック基板20の長辺と平行な第1の方向Xでの1つの縁部に、画素の間隔に合わせて複数のサーマル抵抗素子Rが配列されている。複数のサーマル抵抗素子の一端には、電源電圧VHが供給されている。この電源電圧は、サーマルヘッド10(セラミック基板20)の外部から供給される、例えば24Vや18Vといった高電圧である。また、サーマルヘッド10は、カスケード接続される第1〜第M(Mは2以上の整数)のサーマルヘッドドライバIC(広義には集積回路装置または多出力駆動IC)30(301〜30M)を含む。複数のサーマル抵抗素子Rの他端には、第1〜第MのサーマルヘッドドライバIC301〜30Mの出力が電気的に接続される。
図5に、図1〜図4にて説明した集積回路装置を用いたサーマルヘッドの構成例を示す。本実施形態におけるサーマルヘッド10は、セラミック基板(ヘッド基板ともいう)20の上に、複数のサーマル抵抗素子(広義には発熱素子、発熱抵抗体)が形成されている。図1では、セラミック基板20の長辺と平行な第1の方向Xでの1つの縁部に、画素の間隔に合わせて複数のサーマル抵抗素子Rが配列されている。複数のサーマル抵抗素子の一端には、電源電圧VHが供給されている。この電源電圧は、サーマルヘッド10(セラミック基板20)の外部から供給される、例えば24Vや18Vといった高電圧である。また、サーマルヘッド10は、カスケード接続される第1〜第M(Mは2以上の整数)のサーマルヘッドドライバIC(広義には集積回路装置または多出力駆動IC)30(301〜30M)を含む。複数のサーマル抵抗素子Rの他端には、第1〜第MのサーマルヘッドドライバIC301〜30Mの出力が電気的に接続される。
第1〜第MのサーマルヘッドドライバIC301〜30Mの各々は、サーマル抵抗素子Rに配線21を介して接続される出力ドライバの出力を例えば接地電源電圧に設定することで、該サーマル抵抗素子に電流を流す(駆動する)ことができる。
3. サーマルヘッドドライバIC(集積回路装置または多出力駆動IC)
図6は、図5に示されるサーマルヘッドドライバIC30の具体例を示す。サーマルヘッドドライバIC30は、複数の単位回路401〜40N(Nは2以上の整数)を含む。単位回路40j(1≦j≦N、jは整数)は、出力ドライバODjと、ラッチ素子LTjと、フリップフロップDFFjとを含むことができる。
図6は、図5に示されるサーマルヘッドドライバIC30の具体例を示す。サーマルヘッドドライバIC30は、複数の単位回路401〜40N(Nは2以上の整数)を含む。単位回路40j(1≦j≦N、jは整数)は、出力ドライバODjと、ラッチ素子LTjと、フリップフロップDFFjとを含むことができる。
サーマルヘッドドライバIC30には、クロック信号CLK、シリアルインデータSI、ラッチ信号LATおよびストローブ信号STBが入力される。画素データは、シリアルインデータSIとして、クロック信号CLKに同期してシリアルに入力される。ラッチ信号LATは、ラッチ素子LT1〜LTNに1ライン分の画素データを取り込むための信号である。ストローブ信号STBは、単位回路401〜40Nに供給される。
単位回路401〜40NのフリップフロップDFF1〜DFFNは、シリアルインデータSIとして入力される画素データがシフト方向SDRにシフトされるシフトレジスタを構成する。シフトレジスタを構成する各フリップフロップDFF1〜DFFNは、クロック信号CLKの変化タイミングに同期して、前段のフリップフロップの出力を取り込むと共に、フリップフロップDFF1〜DFFNに取り込んだデータを出力する。最終段のフリップフロップDFFNの出力は、シリアルアウトデータSOとして出力され、次段のサーマルヘッドドライバIC30のシリアルインデータSIとなる。ただし、カスケード接続されないタイプ(例えば多階調駆動の場合)では、シリアルアウトは不要である。
ラッチ素子LTjは、ラッチ信号LATが例えばHレベルのとき、フリップフロップDFFjに取り込んだデータをラッチ(保持)する。ラッチ素子LTjにラッチされたデータは、出力制御回路OCjに入力される。出力制御回路OCjは、出力ドライバOD1の出力制御を行う出力制御信号cnt1を生成する。
出力ドライバ部ODjは、N型金属酸化膜半導体(Metal Oxide Semiconductor:MOS)トランジスター(以下、単にMOSトランジスターと略す)により構成される。このMOSトランジスターのドレインが、ドライバ出力DOjとなる。単位回路401〜40Nの出力ドライバ部OD1〜ODNを構成するMOSトランジスターのソースには、接地電源電圧GNDが供給される。出力ドライバ部ODjを構成するMOSトランジスターのゲートには、出力制御回路OCjからの出力制御信号cntjが供給される。図6では、出力制御信号cntjにより、出力ドライバ部ODjを構成するMOSトランジスターのソース・ドレイン間が電気的に導通することで、ドライバ出力DOjが接地電源電圧GNDに設定される。
図6において、単位回路401〜40N内の出力ドライバ部ODjは、1つの出力トランジスターで表されているが、本実施形態では後述するように複数の出力トランジスターにて構成されている。
出力制御回路OCjは、ストローブ信号STBと、単位回路40jに対応した画素データ(ラッチ素子LTjにラッチされた画素データ)とに基づいて、出力制御信号cntjを生成する。出力制御回路OCjは、AND回路で表されているが、たとえば、NAND回路およびインバータ回路など、信号論理上で論理積回路を構成するものであれば良い。
なお、図6では入力または出力端子32,42,44,46はそれぞれバンプである。バンプ32はN個の出力バンプであり、バンプ42は接地電源バンプであり、バンプ44は入力信号バンプであり、バンプ46は出力信号バンプである。また、入力信号バンプ44にはインバータまたはバッファ等の入力回路48が接続され、出力信号バンプ46にも同様に出力回路49が接続されている。これら入力・出力回路48,49には、静電気保護回路を含めることができる。
4. サーマルヘッドドライバIC(多出力駆動IC)のバンプ配列の概要
図7に示すように、サーマルヘッドドライバIC30は、第1の長手辺34a、第2の長手辺34b、第1の短手辺36a及び第2の短辺36bを有する矩形状である。このIC30は、長辺34a,34bの寸法L1と短手辺36a,36bの寸法L2との比率L1/L2が40倍ほどの極細形状であり、このために図5に示すヘッド基板20の短手辺をより圧縮できる寸法となっている。例えばL1=9.8mmに対して、L2=0.25mm程度である。
図7に示すように、サーマルヘッドドライバIC30は、第1の長手辺34a、第2の長手辺34b、第1の短手辺36a及び第2の短辺36bを有する矩形状である。このIC30は、長辺34a,34bの寸法L1と短手辺36a,36bの寸法L2との比率L1/L2が40倍ほどの極細形状であり、このために図5に示すヘッド基板20の短手辺をより圧縮できる寸法となっている。例えばL1=9.8mmに対して、L2=0.25mm程度である。
IC30には、第1の長手辺34aと平行な第1の方向Xに沿って、一直線上にN個の出力バンプ32が配列されている。第1の方向Xの両端部には、入力信号バンプ44または出力信号バンプ46が配置されている。
さらにIC30には、第2の長手辺34bに沿って、一直線上に複数の接地電源バンプ42が配列されている。複数個の接地電源バンプ42は、配列方向Xを長辺とする矩形形状であるが、配列方向Xの両端部、さらには中央領域には、配列方向Xと直交するY方向を長辺とするプロービング用接地電源パッド42aが設けられている。
以上のように、本実施形態のIC30は、入力信号バンプ44または出力信号バンプ46を除くと、N個の出力バンプ32の列と、複数個の接地電源バンプ42の列との計2列のバンプ列にて形成されている。従って、バンプ列が2列となるので、IC30を載置した時に座りがよくなる。このため、ACF,ACP,NCF,NCP接着時にIC30の安定性を確保できる。さらに、出力バンプ32が一列であり、接地電源バンプ42は横長形状であるので、IC30の短手辺36a,36bの寸法L2を圧縮できる。
5. レイアウト
5.1 N個の出力バンプと単位回路との関係の比較例
図8は、IC30の部分拡大図であり、出力バンプ32jと単位回路40jとの関係を示す比較例である。単位回路40jのうち、出力トランジスター部ODjの配置領域100は、X方向で隣接する出力バンプ32の間の領域100Aと、出力バンプ32の配列領域とY方向で隣接する領域100Bである。なお、領域100Bの上層には出力トランジスター部ODjのソースに接続される接地電源配線層が上層(例えばアルミ第二層ALB)に形成されている。
5.1 N個の出力バンプと単位回路との関係の比較例
図8は、IC30の部分拡大図であり、出力バンプ32jと単位回路40jとの関係を示す比較例である。単位回路40jのうち、出力トランジスター部ODjの配置領域100は、X方向で隣接する出力バンプ32の間の領域100Aと、出力バンプ32の配列領域とY方向で隣接する領域100Bである。なお、領域100Bの上層には出力トランジスター部ODjのソースに接続される接地電源配線層が上層(例えばアルミ第二層ALB)に形成されている。
このトランジスター領域100と隣接する配線領域102は、複数の単位回路で共有される領域である。出力バンプ32jと単位回路40jとはY方向で必ずしも一致しない。このため、制御回路OCjの出力信号を出力バンプ32jの近傍には配設された出力トランジスター部ODjまで配線contjを引き回す必要があり、それが配線領域102である。
ビア領域104は、単位回路40jを、最上層の配線層である例えばALB層にあるロジック用のVSS電源層と接続するための多数のビアを配置する領域である。
N型不純物領域106とP型不純物領域108には、単位回路40jを形成するためのトランジスターが配置される。このN型不純物領域106とP型不純物領域108は、X方向にて4分割されてY方向にて延びる4つの領域が、フリップフロップDFFjと、ラッチ素子LTjと、制御回路OCjを構成するナンドゲート回路OCj−1及びインバータ回路OCj−2に割り当てられている。なお、P型不純物領域108の近傍には、上層ALBのVDD電源層と接続するためのビア領域が設けられている。
接地電源配線領域110には、上述した領域100Bの接地電源配線層と接続される他の接地電源配線層が配置される。上述した複数の接地電源バンプ42は、この領域にてX方向に沿って延びる接地電源配線層とビアを介して共通接続されている。
5.2 出力バンプと出力トランジスターの関係の比較例
図8に示す比較例では、出力バンプ32は、図9に示すように、IC30の長手辺34aと平行であるX方向に沿った短辺と、短辺と直交する長辺とを有する矩形バンプである。複数の出力バンプ32の配列ピッチPと短辺の長さHL1とは、好ましくはP>2×HL1を満たしている。本実施形態では、ピッチP=61μmとしたとき、短辺の長さHL1が、23〜30μmの範囲の中から選ばれた寸法であり、例えばHL1=30μmである。
図8に示す比較例では、出力バンプ32は、図9に示すように、IC30の長手辺34aと平行であるX方向に沿った短辺と、短辺と直交する長辺とを有する矩形バンプである。複数の出力バンプ32の配列ピッチPと短辺の長さHL1とは、好ましくはP>2×HL1を満たしている。本実施形態では、ピッチP=61μmとしたとき、短辺の長さHL1が、23〜30μmの範囲の中から選ばれた寸法であり、例えばHL1=30μmである。
また、複数の出力バンプ32の各々は、短辺の長さHL1に対する長辺の長さVL1の倍率αは、短辺の長さHL1が短いほど大きく長いほど小さくなる関係の下で、2.8≦α≦5を満たし、本実施形態では長辺の長さVL1=85μmである。このようにすると、出力バンプ32の面積は2520〜2650μm2となり、ACF、ACP,NCFまたはNCPによりバンプ32をヘッド基板20の電極に接続することが可能である。
出力バンプ32は例えば金バンプであり、その下層のアルミ層(最上層の例えばALB層)33は、例えば、その短辺の長さHL2=HL1+8μm、長辺の長さVL2=VL1+8μm程度とすれば良い。
また、本実施形態では、2つの出力バンプ32間にトランジスターを配置するために、不純物領域の最小幅HL3=17μmとしている。
図9において、出力トランジスター部ODjは、複数例えば14個の単位トランジスター120にて構成されている。14個の単位トランジスター120の各々は、制御回路OCjの出力contjが並列及び/または直列に入力されるゲートGをそれぞれ有する。このゲートGは、ポリシリコン層にて形成され、平面視において、リング形状(例えば八角形)に形成されている。リング状ゲートGの内側が例えばドレインDであり、外側がソースSである。ソースSは接地電源に共通接続される。ドレインDは、中央のビア122や配線層等を介して出力バンプ32jに共通接続される。なお、X方向で隣り合う出力バンプ32,32の対向する長辺の間の狭い領域に、リング状ゲートSを有する複数例えば6個の単位トランジスター120が一列で並んで配置されている。
本実施例では、縦横比が40倍近くになるIC30を形成するために、出力バンプ32をその配列方向Xに平行な短辺とする矩形状に形成しているので、配列ピッチPに対して、短辺の長さHL1をHL1<P/2を満たすように形成することができる。配列ピッチPは図5に示すサーマル抵抗素子Rの配列ピッチに対応させれば良いので、出力バンプ32の短辺の長さHL1を短縮したことで、HL1<P/2が実現できる。このため、X方向で隣り合う2つの出力バンプ32間に、単位トランジスター120を配列できるスペースが確保できる。
このため、出力バンプ32の長辺VL1は比較的長くなるとはいえ、単位トランジスター120をX方向で隣り合う2つの出力バンプ32間に配置することで、図8に示す出力バンプ32+単位トランジスター120の配置領域100のY方向長さを圧縮することができる。こうして、図7に示すIC30の短手辺L2の長さを圧縮することで、IC30の小型化を実現できる。
ここで、例えば出力バンプ32をACF,ACPにて実装する場合には、ACF,ACP中の導電粒子径はバンプ−バンプ間の寸法で決まる。つまり、隣接するバンプ間をショートさせない導電粒子径とする必要があるからである。本実施形態では、配列ピッチPに対して、出力バンプ32の短辺の長さHL1がHL1<P/2を満たすことから、バンプ−バンプ間が広がる。よって粒径が大きく安価な導電粒子を用いることが可能となる。なお、一般には挟ピッチのためにバンプを細くするが、本実施形態では印字ヘッドのピッチ(つまりサーマル抵抗素子Rのピッチ)でバンプピッチPが決められ、ピッチPは狭くする必要がない分、出力バンプ32間に比較的大きなクリアランスが得られる。そのクリアランス領域を単位トランジスター120の配置領域に利用することができる。
5.3 本実施例のレイアウト
図10は、出力トランジスター部COjとその領域内に配置される出力バンプ32jにも図1に示すサブ出力バンプ3の構造を採用したものを示している。図8の比較例と対比すると、出力バンプ32j内の領域であってサブ出力バンプ3が配置されない領域に単位トランジスター120を配置できるため、出力トランジスター部COjの領域は実質的に拡大する。従って、出力トランジスター部COjのレイアウトの自由度が高まる。
図10は、出力トランジスター部COjとその領域内に配置される出力バンプ32jにも図1に示すサブ出力バンプ3の構造を採用したものを示している。図8の比較例と対比すると、出力バンプ32j内の領域であってサブ出力バンプ3が配置されない領域に単位トランジスター120を配置できるため、出力トランジスター部COjの領域は実質的に拡大する。従って、出力トランジスター部COjのレイアウトの自由度が高まる。
さらに、図10の実施形態を図8と対比すると、出力バンプ32jの輪郭領域を、第1及び第2の方向X,Yでそれぞれ拡大することもできる。この拡大された出力バンプ32jの輪郭領域内には単位トランジスター120が配置されるため、複数のサブ出力バンプ32jの有効面積は変わらなくても、輪郭領域は拡大する。よって、プローブ針アライメント等に有利である。
5.4 接地電源バンプ(共通電源バンプ)
図11に示すように、IC30は、第1の長手辺34aと第2の長手辺34bとを含み、N個の出力バンプ32は第1の長手辺34aに沿って配列され、接地電源バンプ42は第2の長手辺34bに沿って配列されている。複数の接地電源バンプ42の各々は、第1の方向Xを長辺とする矩形に形成され、かつ、下層の接地電源配線層に共通接続されている。つまり、接地電源バンプ42の長辺と出力バンプ32の長辺は直交関係にある。こうして接地電源バンプ42を配列することで、図7に示すIC30の短手辺L2の長さを圧縮して、IC30の小型化を実現できる。なお、接地電源バンプ42の個数は出力バンプ32の個数Nと同数とすることが、各接地電源バンプ42を流れる電流を最小とできる点で理想ではある。ただし、接地電源バンプ42は共通の接地電源層に接続されるのであるから、N個未満であっても構わない。本実施形態では、接地電源バンプ42の数をN未満とし、それにより接地電源バンプ42の長辺を長く確保した。これにより、ACF,ACP,NCF,NCP等でヘッド基板20上に実装しても接触抵抗を少なくすることができる。
図11に示すように、IC30は、第1の長手辺34aと第2の長手辺34bとを含み、N個の出力バンプ32は第1の長手辺34aに沿って配列され、接地電源バンプ42は第2の長手辺34bに沿って配列されている。複数の接地電源バンプ42の各々は、第1の方向Xを長辺とする矩形に形成され、かつ、下層の接地電源配線層に共通接続されている。つまり、接地電源バンプ42の長辺と出力バンプ32の長辺は直交関係にある。こうして接地電源バンプ42を配列することで、図7に示すIC30の短手辺L2の長さを圧縮して、IC30の小型化を実現できる。なお、接地電源バンプ42の個数は出力バンプ32の個数Nと同数とすることが、各接地電源バンプ42を流れる電流を最小とできる点で理想ではある。ただし、接地電源バンプ42は共通の接地電源層に接続されるのであるから、N個未満であっても構わない。本実施形態では、接地電源バンプ42の数をN未満とし、それにより接地電源バンプ42の長辺を長く確保した。これにより、ACF,ACP,NCF,NCP等でヘッド基板20上に実装しても接触抵抗を少なくすることができる。
複数の接地電源バンプ42は、第2の方向Yと平行な短辺を有するプロービング用電源バンプ42aを含んでいる。このプロービング用電源バンプ42aもヘッド基板20との接続に使用しても構わないが、主たる目的は、図11に示すようにプローブ針130と接触させるために用いられる。接地電源バンプ42はプローブ針130の延びる方向に対して奥行きがなく、バンプ表面を剥ぎ取ってコンタクトさせるにはスペースが足りない。そこで、プローブ針130の延びる方向を長辺とするプロービング用電源バンプ42aを設け、プローブ検査を可能とした。接地電源バンプ42とプロービング用電源バンプ42aとは導通しているので、接地電源バンプ42に直接にプローブ針130をコンタクトさせなくてもプローブ検査は可能である。
プロービング用電源バンプ42aは、図7に示すように、複数の接地電源バンプ42の配列領域において、第1の方向Xの両端部及び/またはその両端部の間の各領域に複数個配置されていることが好ましい。
ここで、複数の接地電源バンプ42は、N個の出力バンプ32のように位置に制約があるものではなく、その数、配列ピッチ、配列密度は自由に設定できる。複数の接地電源バンプ42の配列密度として、IC30の第1の方向Xでの中央領域で疎であり、両端領域で密にすることができる。こうすると、例えばACF,NCF実装では押圧力は中央領域で高く両端領域で低くなる傾向があっても、全域で確実に電気的接触を確保しやすくなる。あるいは、複数の接地電源バンプ42の配列密度は、IC30の第1の方向Xでの中央領域で密であり、両端領域で疎としても良い。例えばACP,NCP実装では、ペースト材の充填圧力は両端で弱くなる傾向があるが、その場合でも全域で確実に電気的接触を確保しやすくなる。
6. 電子機器
図12は、図5に示されるサーマルヘッド10を備えるサーマルプリンターの具体例の主要部分のみの縦断面図を示す。
図12は、図5に示されるサーマルヘッド10を備えるサーマルプリンターの具体例の主要部分のみの縦断面図を示す。
プリンター装置170内には、感熱紙がロール紙172としてセットされる様に構成されている。ロール紙172の印刷対象部分は、所与の紙送り機構(紙送り手段)により1ラインずつ紙送り方向173の方向に送り出される。そして、この印刷対象部分は、ハウジング174内で印刷ヘッド175の方に導かれる。印刷ヘッド175は、図5のサーマルヘッド10を搭載する。ロール紙172の印刷対象部分が、印刷ヘッド175およびプラテン176の間を通過する際に、印刷ヘッド175により該印刷対象部分に所定の印刷が行われる。
紙送り機構は、印刷対象部分を更に紙送り方向173に送り出し、カッター177によりロール紙172が切断されて、切断後の用紙がレシート178として取り出し可能となる。
またハウジング174内には、印刷ヘッド175の前段に、用紙エンドセンサ179が設けられており、ロール紙172が紙送り方向173に送られる際にロール紙172の端を検知できる。
図13は、図5に示されるサーマルヘッド10を含む印刷システムの具体例を示す。図13に示される印刷システム180は、ホストコンピューター182(広義には制御部)と、レシート178等を発行するプリンター装置184とを含む。ホストコンピューター182は、本体185と、表示装置186と、キーボード187と、ポインティングデバイスとしてのマウス188とを含む。プリンター装置184は、たとえば、図12に示されるプリンター装置170で構成される。
図14は、図13に示されるホストコンピューター182の概略ブロック図を示す。ホストコンピューター182では、CPU(Central Processing Unit)191に、バスライン192を介して、プログラムデータ等が格納されたROM(Read Only Memory)193、データ処理の作業エリアや印刷データがバッファリングされるRAM(Random Access Memory)194、プリンター装置184に印刷データや印刷コマンド等を送信する通信インタフェース195、表示装置186を駆動制御して表示データに対応する文字等を表示させるディスプレイコントローラ196、キーボード187から入力キーに対応するキー信号を取り込むキーボードコントローラ197、マウス188とのデータ等のやり取りを制御するマウスコントローラ198が接続されている。また、プリンター装置184は、通信インタフェース195からの印刷データ等を受信する通信インタフェース199を含む。
CPU191は、ROM193又はRAM194に格納されたプログラムに従って所定の印刷処理を実行し、印刷データをRAM194に展開したり、RAM194の印刷データを、通信インタフェース195を介してプリンター装置184に転送したりすることができる。
7.変形例
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
例えば、本発明は必ずしもサーマルヘッドプリンターに使用されるサーマルヘッドドライバIC30に適用されるものに限らず、LED駆動ICなど、小型化が求められる多出力のドライバICに好適である。
7.1 出力バンプ及び接地電源バンプの一列配置
図15に示すように、N個の出力バンプ32とn(n<Nで、n×m=N)個の接地電源バンプ42とを一列に配置することができる。バンプ32,42を一列で配置するには、第2の方向YにてIC30の中心に置かざるを得ないが、最上層の金属配線層ALBと干渉しない限り、レイアウトは可能である。
図15に示すように、N個の出力バンプ32とn(n<Nで、n×m=N)個の接地電源バンプ42とを一列に配置することができる。バンプ32,42を一列で配置するには、第2の方向YにてIC30の中心に置かざるを得ないが、最上層の金属配線層ALBと干渉しない限り、レイアウトは可能である。
図15ではm(図15では例えばm=5)個の出力バンプ32と1個の接地電源バンプ32とが第1の方向Xに沿った一直線上に配置されて一つのバンプブロックが形成され、n個のバンプブロック200−1〜200−nが第1の方向Xに沿った一直線上に配列されている。
こうすると、バンプ32,42を一列のみで形成しているので、IC30の短手辺L2の長さをより圧縮して、IC30の小型化を実現できる。また、バンプブロック200−1〜200−nの各々には一つの接地電源バンプ42が少なくとも一つ含まれているので、m個の単位回路40毎に接地電源バンプ42が一つ割り当てられ、一つの接地電源バンプ42を介して流れる電流を少なくできる。
図15の例は、図7の例と比較すると、一列バンプであるのでIC30の載置時の安定性は劣るかもしれないが、バンプ32,42のY方向と平行な長辺を長くすることで、安定性も確保することは可能である。
なお、図15のように、n個のバンプブロック200−1〜200−nの各々を、m個の出力バンプ321〜32mによって形成し、これらを2つの接地電源バンプ42の間に配置しても良い。この場合、接地電源バンプ42の総数はn+1個となる。
ここで、本実施形態においても、図10のように出力バンプ32の領域内や、接地電源バンプ42の領域内に単位トランジスター120を配置することができる。つまり、出力バンプ32及び接地電源バンプ42を、図1のように複数のサブバンプ3により構成できるからである。これにより、IC30の短手辺L2の長さをさらに圧縮して、IC30の小型化を実現できる。また、一列に配置されたN個の出力バンプ32とn個の共通電源バンプ42の配列密度は、上述と同じ理由で、IC30の第1の方向Xでの中央領域で疎とし両端領域で密とするか、あるいは逆に、中央領域で密とし両端領域で疎としてもよい。
そして、図15の実施形態では、次のような四端子法による測定が可能となる。つまり、プローブ検査時に、一つの出力バンプ32を形成する複数のサブ出力バンプ3の少なくとも一部には、図15の例えば上側から第1のプローブ針がコンタクトされ、それと同一の複数のサブ出力バンプ3の他の少なくとも一部には、図15の例えば下側から第2のプローブ針がコンタクトされる。また、一つの接地電源バンプ42を形成する複数のプロービング用サブ電源バンプ3の少なくとも一部には、図15の例えば上側から第3のブローブ針がコンタクトされ、それと同一の複数のプロービング用サブ電源バンプ3の他の少なくとも一部には、図15の例えば下側から第4ブローブ針がコンタクトされる。これにより、二端子法で生じる接触抵抗やリード線の残留抵抗で生じる誤差を除くことができ、より高精度の測定が可能となる。
7.2 複数のサブバンプと複数の出力トランジスターとの配線
図16は、複数のサブバンプ3と複数の出力トランジスター120を構成する各層を透視した平面図である。図17は、図16のA−A断面図である。図17に示すように、半導体基板300には一つのドレイン302を囲んでソース304が形成されている。ドレイン302及びソース304の境界上にはリング状にゲート酸化膜306が形成され、そのゲート酸化膜306上にゲート配線層である例えばポリシリコン層(POLY)から成るゲート電極が形成されている。これにより、図6に示すトランジスター6または図9に示す単位トランジスター120が構成される。
図16は、複数のサブバンプ3と複数の出力トランジスター120を構成する各層を透視した平面図である。図17は、図16のA−A断面図である。図17に示すように、半導体基板300には一つのドレイン302を囲んでソース304が形成されている。ドレイン302及びソース304の境界上にはリング状にゲート酸化膜306が形成され、そのゲート酸化膜306上にゲート配線層である例えばポリシリコン層(POLY)から成るゲート電極が形成されている。これにより、図6に示すトランジスター6または図9に示す単位トランジスター120が構成される。
ドレイン302及びソース304は、第一金属層(ALA)に接続されている。ドレイン302に接続された第一金属層(ALA)は第二金属層(ALB)を介して、複数のサブバンプ3に接続されている。図16に示す例えば5つの単位トランジスター120は、そのソース304が、第一金属層(ALA)により共通接続されている。
一方、図16に示す5つの単位トランジスター120のドレイン302は、図17に示すように第二金属層(ALB)により、図1のバンプ1またはバンプ2を形成するために配置された図16に示す例えば4つのサブバンプ3に共通接続されている。図2との関係で言えば、個々のサブ下地層4が個々のサブバンク3の一部に相当すると考えれば、図2の配線層5が図17の第二金属層(ALB)に一致する。また、図示してはいないが、図16に示す5つの単位トランジスター120のゲートは、ポリシリコン層(POLY)により共通接続されている。
図18は、複数のサブバンプと複数の出力トランジスターを構成する各層を透視した他の例を示す平面図である。図16では平面視にて一つのサブバンク3が4つの単位トランジスター120により囲まれる形態を示したが、図19では単位トランジスター120が数が4つから8つに増えている例を示している。図19は図18のB−B断面図であり、その断面構造は図17と同一である。
図20は、複数のサブバンプ3と複数の出力トランジスター120を構成する各層を透視したさらに他の例を示す平面図である。図20では、サブバンク3が長手状に形成されており、隣り合う2つのサブバンク3,3の間に複数例えば3つの単位トランジスター120が配置されている。図21は図20のC−C断面図であり、その断面構造は図17及び図19と同一である。
1,2 バンプ、3 サブバンプ、4 サブ下地層、5 配線層、6 能動素子(トランジスター)、7,7A 第1のプローブ、 10 サーマルヘッド、20 ヘッド基板、30 多出力駆動IC(サーマルヘッドドライバIC)、32 出力バンプ、34a 第1の長手辺、34b 第2の長手辺、401〜40N 単位回路、42 共通電源バンプ、44入力信号バンプ、46 出力信号バンプ、48 入力回路、49 出力回路、120 単位トランジスター、300 半導体基板、302 ドレイン、304 ソース、ALA 第一金属層、ALB 第二金属層、 R サーマル抵抗素子、X 第1の方向、Y 第2の方向
Claims (20)
- 第1の方向に沿って第1の距離を隔てて配列された複数のバンプと、
前記複数のバンプにそれぞれ接続される複数の配線層と、
を有し、
前記複数のバンプの各々は、前記第1の方向と該第1の方向と直交する第2の方向の各隣接間で前記第1の距離よりも短い第2の距離を隔てて分割された複数のサブバンプを含み、前記複数のサブバンプが前記複数の配線層の一つと共通接続されていることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項1において、
前記複数のサブバンプのうち互いに隣接するサブバンプ間には、能動素子が配置されていることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項2において、
前記複数のバンプの各一つに対応させて、前記能動素子である出力トランジスターが複数設けられ、前記複数の出力トランジスターのソースまたはドレインが前記複数の配線層一つに共通接続されていることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記複数のサブバンプの少なくとも一部には、プローブ検査時に第1のプローブ針がコンタクトされることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項4において、
前記複数のサブバンプの他の少なくとも一部には、前記プローブ検査時に第2のプローブ針がコンタクトされることを特徴とする集積回路装置。 - 長手辺及び短手辺を含む矩形状ICの前記長手辺と平行な第1の方向に沿って第1の距離を隔てて配列された複数の出力バンプと、
前記複数の出力バンプにそれぞれ接続される複数の出力バンプ配線層と、
前記複数の出力バンプの各々に前記複数の出力バンプ配線層の各一つを介して接続され、各々が前記複数の出力バンプの一つに接続される複数の単位回路と、
を有し、
前記複数の出力バンプの各々は、前記第1の方向と該第1の方向と直交する第2の方向の各隣接間で前記第1の距離よりも短い第2の距離を隔てて分割された複数のサブ出力バンプを含むことを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項6において、
前記複数の単位回路の各々の最終段には出力トランジスター部が設けられ、前記出力トランジスター部は前記複数の出力バンプの一つに共通接続される複数の単位トランジスターを含み、
前記複数の単位トランジスターの少なくとも一部は、前記複数のサブ出力バンプ間に配置されていることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項7において、
前記複数の出力バンプの各々の輪郭形状は、前記第1の方向と平行な短辺と、前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な長辺とを有する矩形状バンプであることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項8において、
前記複数の出力バンプの配列ピッチPと前記短辺の長さHL1とは、P>2×HL1を満たす寸法であることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項7乃至9のいずれかにおいて、
前記複数の単位トランジスターの各々は、平面視において、リング形状のゲートと、前記ゲートの内外にて配置されたソース・ドレインとを含むことを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項7乃至10のいずれかにおいて、
前記ICは、第1の長手辺と第2の長手辺とを含み、
前記複数の出力バンプは前記第1の長手辺に沿って配列され、
前記第2の長手辺に沿って配列された複数の共通電源バンプがさらに設けられ、
前記複数の共通電源バンプの各々は、前記第1の方向を長辺とする矩形に形成されていることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項11において、
前記複数の共通電源バンプは、前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な長辺を有するプロービング用電源バンプを含んでいることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項12において、
前記プロービング用電源バンプは、前記複数の共通電源バンプの配列領域において、前記第1の方向の両端部及び/または前記両端部の間の各領域に複数個に配置されていることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項8または9において、
N個の出力バンプに対して、n(n<Nで、n×m=N)個またはn+1個の共通電源バンプが設けられ、
前記n個またはn+1個の共通電源バンプの各々は、前記第2の方向を長辺とする矩形に形成され、
前記N個の出力バンプと、前記n個またはn+1個の共通電源バンプとが、長手辺及び短手辺を含む矩形状ICの前記長手辺と平行な第1の方向に沿った一直線上に配置され、
かつ、m個の出力バンプが前記第1の方向に沿った前記一直線上に配置されて一つのバンプブロックが形成され、n個のバンプブロックが前記第1の方向に沿った前記一直線上に配列され、
前記バンプブロック内または前記バンプブロック間に配置された前記共通電源バンプがプロービング用電源バンプとして兼用されることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項12乃至14のいずれかにおいて、
前記プロービング用電源バンプは、複数に分割されたプロービング用サブ電源バンプを含むことを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項15において、
プローブ検査時に、前記複数のサブ出力バンプの少なくとも一部には第1のプローブ針がコンタクトされ、前記複数のサブ出力バンプの他の少なくとも一部には第2のプローブ針がコンタクトされ、前記複数のプロービング用サブ電源バンプの少なくとも一部には第3のブローブ針がコンタクトされ、前記複数のプロービング用サブ電源バンプの他の少なくとも一部には第4ブローブ針がコンタクトされることを特徴とする多出力駆動IC。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の集積回路装置を有することを特徴とする電子機器。
- 請求項17において、
前記複数の出力バンプは異方性導電粒子を用いて接合され、前記異方性導電粒子の粒子径は、前記第1の距離よりも小さく、かつ、前記第2の距離よりも大きいことを特徴とする電子機器。 - 請求項6乃至18のいずれかに記載の多出力駆動ICを有することを特徴とする電子機器。
- 請求項19において、
前記複数の出力バンプは異方性導電粒子を用いて接合され、前記異方性導電粒子の粒子径は、前記第1の距離よりも小さく、かつ、前記第2の距離よりも大きいことを特徴とする電子機器。
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JP2009059151A JP2009246359A (ja) | 2008-03-12 | 2009-03-12 | 集積回路装置、多出力駆動ic及びそれを用いた電子機器 |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2008063295 | 2008-03-12 | ||
JP2009059151A JP2009246359A (ja) | 2008-03-12 | 2009-03-12 | 集積回路装置、多出力駆動ic及びそれを用いた電子機器 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019038213A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置 |
-
2009
- 2009-03-12 JP JP2009059151A patent/JP2009246359A/ja active Pending
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