JP2010228249A - 半導体装置の実装構造及び半導体装置の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続信頼性に優れた半導体装置の実装構造及び半導体装置の実装方法を提供すること。
【解決手段】所定方向に沿って複数の第１端子が配列され、前記第１端子間に形成された撥液部を有する第１基板と、前記第１基板に対向して設けられ、前記第１端子に対応する複数の第２端子が配列され、前記第２端子に接続される半導体装置を有する第２基板と、前記第１端子と前記第２端子とで挟持され、前記撥液部に対して疎性を有する材料を含み、前記第１端子及び前記第２端子を電気的に接続する異方導電性接着材とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体装置の実装構造及び半導体装置の実装方法に関する。

マイクロデバイスを製造する方法の一つとして液滴吐出法（インクジェット法）が提案されている。この液滴吐出法は、デバイスを形成するための材料を含む機能液を液滴状にして、液滴吐出ヘッドより吐出する方法である。特許文献１には、液滴吐出ヘッドに関する技術の一例が開示されており、ワイヤボンディングを用いて半導体チップの上面に設けられた端子と回路基板上の端子とを電気的に配線接続する技術が記載されている。また、特許文献２には、駆動素子（圧電素子）が、駆動デバイス（ドライバＩＣ）にワイヤボンディングで接続された液滴吐出ヘッドが記載されている。

特に近年では、液滴吐出法に基づいてマイクロデバイスを製造する際、マイクロデバイスの更なる微細化の要求に応えるために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部同士の間の距離（ノズルピッチ）をできるだけ小さく（狭く）することが望まれている。駆動素子はノズル開口部に対応して複数設けられるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに対応して駆動素子同士の間の距離も小さく（短く）する必要がある。

しかしながら、駆動素子同士の間隔を狭くすると、これら複数の駆動素子のそれぞれと駆動デバイスとをワイヤボンディングによって接続する際に、ワイヤの本数が大量であるため、隣接するワイヤ（配線）間で短絡が生じ易くなることからワイヤボンディングを行うためには配線（実装）が非常に難しくなり、作業性が著しく低下してしまう。また、このようなワイヤボンディング実装では接続部の強度が弱く、歩留まりが向上しないという問題がある。また、ワイヤの本数が大量であるため、ワイヤボンディング実装に長時間を要することになる。

そこで、このようなワイヤボンディングによる接続に起因する問題を解消するため、アウターリードとして機能する配線パターンを予め形成したフレキシブル基板を用いて、アウターリードボンディング（ＯＬＢ：Outer Lead Bonding）接続を行うことで、ワイヤ同士の短絡等の不都合を生じさせることなく、駆動素子と駆動デバイスとの間の電気的接続を行うことが考えられている（特許文献３参照）。

一般に、ＯＬＢ接続においては、異方導電性フィルム（ACF: Anisotropic Conductive Film）や異方導電性接着材（ACP: Anisotropic Conductive Paste）のような異方導電性材料を利用してフレキシブル基板を被接続基板に実装する方法が好適に採用されている。以下、この方法について、駆動素子と電気的に接続された複数の端子部が一定方向に互いに間隔をあけて配列された被接続基板を用いる場合を例として説明する。

この方法では、まず、被接続基板の複数の端子部上に異方導電性材料を配置する。また、フレキシブル基板をボンディング工具で吸着する。次いで、塗布された異方導電性材料を間に挟んで、被接続基板の複数の端子部と、これらの端子部に対応して形成されると共にフレキシブル基板において駆動デバイスに電気的に接続された複数の端子部と、が対向するように、フレキシブル基板が吸着されたボンディング工具を被接続基板上に位置させる。そして、異方導電性材料を加熱すると共にボンディング工具によりフレキシブル基板を被接続基板に加圧しながら押し付けることで、フレキシブル基板と被接続基板との間に異方導電性材料が充填されて硬化する。これにより、フレキシブル基板の端子部と被接続基板の端子部とを電気的に接続させ、フレキシブル基板を被接続基板に実装することができる。

特開２００２−９２３５号公報 特開２００３−１５９８００号公報 特開２０００−６８９８９号公報

しかしながら、前述したような異方導電性材料を用いたＯＬＢ接続において異方導電性接着材を用いる場合、被接続基板の端子部間に異方導電性接着材が入り込んでしまい、端子部同士で電気的短絡を引き起こしてしまう虞がある。

以上のような事情に鑑み、本発明は、接続信頼性に優れた半導体装置の実装構造及び半導体装置の実装方法を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体装置の実装構造は、所定方向に沿って複数の第１端子が配列され、前記第１端子間に形成された撥液部を有する第１基板と、前記第１基板に対向して設けられ、前記第１端子に対応する複数の第２端子が配列され、前記第２端子に接続される半導体装置を有する第２基板と、前記第１端子と前記第２端子とで挟持され、前記撥液部に対して疎性を有する材料を含み、前記第１端子及び前記第２端子を電気的に接続する異方導電性接着材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１端子間に撥液部が形成されると共に、第１端子及び第２端子を電気的に接続する異方導電性接着材が撥液部に対して疎性を有する材料を含んでいるので、異方導電性接着材が撥液部上を空けるように配置されることになる。これにより、異方導電性接着材による第１端子間の電気的短絡を防ぐことができ、接続信頼性に優れた実装構造が得られる。

上記の半導体装置の実装構造は、前記撥液部は、前記第１端子に対して前記所定方向の直交方向にはみ出して形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、撥液部が第１端子に対して所定方向の直交方向にはみ出して形成されているので、異方導電性接着材が第１端子をはみ出して第１基板に付着する場合であっても、第１端子間を空けるように配置されることになる。これにより、異方導電性接着材による第１端子間の電気的短絡をより確実に防ぐことができる。

上記の半導体装置の実装構造は、前記異方導電性接着材は、前記撥液部に重なる領域を空けるように形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、異方導電性接着材が撥液部に重なる領域を空けるように形成されていることとしたので、第１端子間の電気的短絡をより確実に防ぐことができる。

本発明に係る半導体装置の実装方法は、所定方向に沿って複数の第１端子が配列された第１基板のうち前記第１端子間に撥液部を形成する第１ステップと、前記第１端子に対応する複数の第２端子が配列され前記第２端子に接続される半導体装置を有する第２基板を、前記第１基板に対向して配置する第２ステップと、前記撥液部に対して疎性を有する材料を含み前記第１端子及び前記第２端子を電気的に接続する異方導電性接着材を、前記第１端子と前記第２端子とで挟持させる第３ステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、第１端子間に撥液部を形成し、撥液部に対して疎性を有する材料を含んでいる異方導電性接着材を用いて第１端子及び第２端子を電気的に接続するので、第１端子と第２端子とで異方導電性接着材を挟持させる際において異方導電性接着材が撥液部側にはみ出すのを抑制することができる。これにより、第１端子間に異方導電性接着材が配置されるのを防ぐことができるため、異方導電性接着材による第１端子間の電気的短絡を防ぐことができ、接続信頼性に優れた実装構造が得られる。

本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視図。 図１に示す液滴吐出ヘッドの分解斜視図。 図１に示す液滴吐出ヘッドをノズル基板側から見た斜視図。 図１に示す断面矢視Ａ−Ａ図。 図４に示す断面矢視図における基体の凹部近傍の部分拡大図る。 実装構造の構成を示す図。 図１に示す液滴吐出ヘッドに備えられたフレキシブル基板の展開図。 実装方法を示す工程図。 同、工程図。 同、工程図。 図１に示す液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置の斜視図。 本発明の半導体装置の実装構造の他の形態を示す図。 本発明の半導体装置の実装構造の他の形態を示す図。

［実装構造及び実装方法］
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。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。液滴吐出ヘッドの短手方向（ノズルの配列方向）をＸ軸方向、液滴吐出ヘッドの長手方向（Ｘ軸方向と直交する方向）をＹ軸方向、液滴吐出ヘッドの厚さ方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向）をＺ軸方向とする。

図１〜図４に示すように、液滴吐出ヘッド１は、ドライバＩＣ（駆動デバイス）２６が実装されたフレキシブル基板（デバイス基板）２７と、圧電素子（駆動素子）２３が実装され当該圧電素子２３の作動時に変位する振動板（被接続基板）２４と、振動板２４の上面に接合されたリザーバ形成基板２５と、リザーバ形成基板２５の上面に接合されたケース部材１０１と、振動板２４の下面側に配設され液滴を吐出するノズル開口部３１が形成されたノズル基板２１と、ノズル基板２１と振動板２４との間に挟まれた状態で接合された流路形成基板２２とを備えたヘッド本体１Ａを有している。

本実施形態においては、一つのヘッド本体１Ａにより液滴吐出ヘッド１を構成しているが、複数のヘッド本体１Ａをユニット化することで液滴吐出ヘッド１を構成するようにしてもよい。

図３に示すように、ノズル基板２１は、例えばステンレスやガラスセラミックスによって構成されている。ノズル基板２１には、当該ノズル基板２１を貫通する貫通孔であって機能液の液滴を吐出するノズル開口部３１が複数形成されている。Ｙ軸方向に複数並んで形成されたノズル開口部３１により、第１ノズル開口群３１Ａ〜第４ノズル開口群３１Ｄが構成されている。

第１ノズル開口群３１Ａと第２ノズル開口群３１ＢとはＸ軸方向に関して対向配置されている。第３ノズル開口群３１Ｃと第４ノズル開口群３１ＤとはＸ軸方向に関して対向配置されている。第３ノズル開口群３１Ｃは第１ノズル開口群３１Ａに対してＹ軸方向で隣り合うように形成されている。第４ノズル開口群３１Ｄは第２ノズル開口群３１Ｂに対してＹ軸方向で隣り合うように形成されている。

図３では、第１ノズル開口群３１Ａ〜第４ノズル開口群３１Ｄがそれぞれ６個のノズル開口部３１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、例えば７２０個程度のノズル開口部３１が形成されている。

流路形成基板２２は、例えば剛体であるシリコン単結晶によって形成されている。流路形成基板２２には、複数の隔壁３５が形成されている。複数の隔壁３５は、流路形成基板２２の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることで形成されている。

流路形成基板２２の下面には例えば接着剤や熱溶着フィルムなどを介して前記ノズル基板２１が固定されている。流路形成基板２２の上面には前記振動板２４が設けられている。

図３及び図４に示すように、複数の隔壁３５を有する流路形成基板２２と、ノズル基板２１と、振動板２４とで囲まれた空間によって、ノズル開口部３１より吐出される機能液が配置される圧力発生室３６が形成されている。図３に示すように、この圧力発生室３６は、第１から第４ノズル開口群３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル開口部３１に対応するようにして、Ｙ軸方向に複数並んで形成されている。

第１ノズル開口群３１Ａに対応して形成された複数の圧力発生室３６によって第１圧力発生室群３６Ａが構成される。第２ノズル開口群３１Ｂに対応する複数の圧力発生室３６によって第２圧力発生室群３６Ｂが構成される。第３ノズル開口群３１Ｃに対応する複数の圧力発生室３６によって第３圧力発生室群３６Ｃが構成される。第４ノズル開口群３１Ｄに対応する複数の圧力発生室３６によって第４圧力発生室群３６Ｄが構成される。

第１圧力発生室群３６Ａと第２圧力発生室群３６Ｂ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いる。第３圧力発生室群３６Ｃと第４圧力発生室群３６Ｄ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いる。

各圧力発生室群３６Ａ〜３６Ｄに対してＸ軸方向の外側には、各圧力発生室群３６Ａ〜３６Ｄに対応して設けられた連通部３９が形成されている。連通部３９は、流路形成基板２２、振動板２４及びリザーバ形成基板２５を貫通するように形成されている。図４に示すように、第１圧力発生室群３６Ａを構成する複数の圧力発生室３６の一方の端部は、供給路３８を介して連通部３９に連通されている。したがって、第１圧力発生室群３６Ａを構成する複数の圧力発生室３６は、互いに連通されていることになる。同様に、第２から第４圧力発生室群３６Ｂ〜３６Ｄを構成する圧力発生室３６についても、それぞれ供給路３８及び連通部３９を介して互いに連通されていることになる。

振動板２４は、流路形成基板２２の上面を覆うように設けられた弾性膜４１と、弾性膜４１の上面に設けられた下電極膜４２と、を備えている。弾性膜４１は、例えば厚さ１〜２μｍ程度の二酸化シリコンによって形成されている。下電極膜４２は、例えば厚さ０．２μｍ程度の白金などによって形成されている。本実施形態において、下電極膜４２は、複数の圧電素子２３に共通する電極となっている。

図４及び図５に示すように、振動板２４（下電極膜４２）の上面には、リード電極（第１端子）４７が形成されている。このリード電極４７は、圧電素子２３に対して電気的に接続されている電極である。リード電極４７は、異方導電性接着材７９を介してフレキシブル基板２７の配線パターン（第２端子）７０に電気的に接続されている。本実施形態では、リード電極４７が圧電素子２３を構成する電極を兼ねている。

振動板２４を変位させるための圧電素子２３は、下電極膜４２の上面に設けられた圧電体膜４５と、圧電体膜４５の上面に設けられた上電極膜４６と、上電極膜４６の引出配線である前記リード電極４７と、を備えている。

圧電体膜４５は、例えば厚さ１μｍ程度の金属酸化物によって構成されている。上電極膜４６は、例えば厚さ０．１μｍ程度の白金などによって構成されている。リード電極４７は、例えば厚さ０．１μｍ程度の金などによって構成されている。リード電極４７と下電極膜４２との間には、絶縁膜（図示略）が設けられている。

圧電素子２３は、複数のノズル開口部３１及び圧力発生室３６のそれぞれに対応するように複数設けられている。このため、圧電素子２３は、ノズル開口部３１ごと（圧力発生室３６ごと）に設けられていることになる。上述のように、下電極膜４２が複数の圧電素子２３の共通電極として機能し、上電極膜４６及びリード電極４７が複数の圧電素子２３の個別電極として機能する。

図４に示すように、第１ノズル開口群３１Ａを構成する各ノズル開口部３１と対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子２３により、第１圧電素子群２３Ａが形成される。同様に、第２ノズル開口群３１Ｂと対応する第２圧電素子群２３Ｂが形成され、第３ノズル開口群３１Ｃと対応する第３圧電素子群（図示略）が形成され、第４ノズル開口群３１Ｄと対応する第４圧電素子群（図示略）が形成されている。これら第１圧電素子群２３Ａと第２圧電素子群２３Ｂとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。また、第３圧電素子群と第４圧電素子群とは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。

圧電素子２３は、圧電体膜４５、上電極膜４６及びリード電極４７に加えて下電極膜４２を含むものであってもよい。即ち、下電極膜４２は、圧電素子２３としての機能と振動板２４としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜４１及び下電極膜４２によって振動板２４が構成されているが、弾性膜４１を省略して下電極膜４２が弾性膜４１の機能を兼ね備える構成としてもよい。

リザーバ形成基板２５は、例えば流路形成基板２２と同一材料であるシリコン単結晶をエッチングすることで形成されている。また、リザーバ形成基板２５は、例えば熱酸化により表面に絶縁膜が形成された状態となっている。なお、リザーバ形成基板２５としては、流路形成基板２２の熱膨張率とほぼ同一の熱膨張率を有する材料によって形成されていることが好ましく、例えばガラスやセラミックス材料などを用いてもよい。

リザーバ形成基板２５には、連通部３９のそれぞれと対応するリザーバ部５１がＹ軸方向に延びるように形成されている。リザーバ部５１と、連通部３９と、によってリザーバ３７が構成される。

リザーバ形成基板２５には、各連通部３９の側壁に接続されて各連通部３９に機能液を導入する導入路５２が形成されている。

リザーバ形成基板２５の上面には、コンプライアンス基板５３が接合されている。このコンプライアンス基板５３は、封止膜５４及び固定板５５を有する。

封止膜５４は、例えば厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されている。そして、封止膜５４によってリザーバ部５１の上部が封止されている。

固定板５５は、例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板５５のうち、リザーバ部５１に対応する領域は、Ｚ軸方向に完全に除去された開口部５６となっている。従って、リザーバ部５１の上部は、可撓性を有する封止膜５４のみによって封止されており、これにより、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部５７となっている。また、コンプライアンス基板５３上には、前記ケース部材１０１が設けられている。

ケース部材１０１は、ステンレスによって構成されている。このケース部材１０１は、液滴吐出ヘッド１を後述するような液滴吐出装置ＩＪに搭載する際の取付け部材として利用されるものである。

コンプライアンス基板５３及びケース部材１０１においてリザーバ部５１よりもＸ軸方向の外側に位置する部分には、導入路５２に連通してリザーバ部５１に機能液を供給するための機能液導入口５８が形成されている。通常、機能液導入口５８からリザーバ部５１に機能液が供給されると、例えば圧電素子２３の駆動時の機能液の流れや周囲の熱などによってリザーバ部５１内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ部５１の上部が封止膜５４のみによって封止された可撓部５７となっているので、この可撓部５７が撓み変形してその圧力変化を吸収する。従って、リザーバ部５１内は一定の圧力に保持される。なお、封止膜５４の他の部分（可撓部５７を除く部分）は固定板５５によって十分な強度に保持されている。また、ケース部材１０１は、可撓部５７の変形状態を損なわないように可撓部５７に非接触状態で設けられている。

図２に示すように、リザーバ形成基板２５のＸ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に延びる開口部６０が２つ形成されている。図４に示すように、リザーバ形成基板２５において開口部６０のＸ軸方向外側に位置する領域には、第１圧電素子群２３Ａから第４圧電素子群を振動板２４との間で封止する第１および第２封止部６１Ａ，６１Ｂと、第３および第４封止部（図示略）とが形成されている。より詳しくは、第１封止部６１Ａは、第１圧力発生室群３６Ａに対応する第１圧電素子群２３Ａを振動板２４との間で封止し、第２封止部６１Ｂは第２圧電素子群２３Ｂを封止している。第３封止部および第４封止部は、第３および第４圧電素子群を封止している。

リザーバ形成基板２５のうち、圧電素子２３と対向する領域には、圧電素子２３の運動を阻害しない程度の空間が確保されており、この空間を密封可能な圧電素子保持部６２が形成されている。圧電素子保持部６２は、第１および第２封止部６１Ａ，６１Ｂと、第３および第４封止部のそれぞれに形成されており、第１圧電素子群２３Ａから第４圧電素子群を覆う大きさで形成されている。また、圧電素子２３のうち、少なくとも圧電体膜４５は、この圧電素子保持部６２内に密封されている。

このように、リザーバ形成基板２５は、圧電素子２３を外部環境から遮断し、圧電素子２３を封止するための封止部材としての機能を有している。リザーバ形成基板２５で圧電素子２３を封止することにより、水分などの外部環境による圧電素子２３の破壊を防止することができる。なお、本実施形態では、圧電素子保持部６２の内部を密封した状態としただけであるが、例えば圧電素子保持部６２内の空間を真空や、窒素またはアルゴン雰囲気などとすることで圧電素子保持部６２内を低湿度に保持することができ、圧電素子２３の破壊をより確実に防止することができる。

第１封止部６１Ａの圧電素子保持部６２によって封止されている圧電素子２３のうち、リード電極４７の一方の端部は、第１封止部６１Ａの外側まで延びており、開口部６０において露出した振動板２４上に配置されている。

同様に、第２封止部６１Ｂの圧電素子保持部６２によって封止される圧電素子２３のうち、リード電極４７の他方の端部は、第２封止部６１Ｂの外側まで延びており、開口部６０において露出した振動板２４上に配置されている。また、第３及び第４封止部の圧電素子保持部６２によって封止される圧電素子２３のうち、リード電極４７の一部が、第３及び第４封止部の外側まで延びており、第３及び第４封止部同士の間に設けられた開口部６０において露出した振動板２４上に配置されている。

図５に示すように、以上のように形成された振動板２４及びリザーバ形成基板２５は、凹部８１が形成された基体８０を構成している。即ち、この基体８０において凹部８１は、リザーバ形成基板２５の開口部６０を画成する部分を側壁８２とし、振動板２４においてこの開口部６０に露出する部分を底面８３として構成される。また、各封止部６１Ａ、６１Ｂに封止されている圧電素子２３のリード電極４７において、前記底面８３上に配置されている部分が、このリード電極４７の端子部４７ａとして機能する。

図１及び図２に示すように、ケース部材１０１のＸ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に沿って形成される開口部１０２が形成されている。この開口部１０２は、少なくとも前記リザーバ形成基板２５に形成された前記開口部６０の開口領域を含む大きさとされており、開口部１０２には、ドライバＩＣ２６の保持領域１０３が切欠状に形成されている。

ドライバＩＣ２６は、例えば回路基板や駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を有するドライバＩＣであり、第１から第４ノズル開口群３１Ａ〜３１Ｄに応じて４つ設けられている。各ドライバＩＣ２６（第１から第４ドライバＩＣ２６Ａ〜２６Ｄ）は、４つのフレキシブル基板２７Ａ〜２７Ｄの一方側の面である表面２７ａの実装領域（所定領域）にそれぞれフリップチップ実装されている。また、図５に示すように、ドライバＩＣ２６とフレキシブル基板２７との間には、接続強度を高めるための樹脂（接着剤）７８が設けられている。

ドライバＩＣ２６は、ケース部材１０１に形成された開口部１０２の保持領域１０３の側壁面１０２ａに放熱性樹脂６５によってモールドされている。これにより、ドライバＩＣ２６は、ケース部材１０１の保持領域１０３の側壁面１０２ａにリザーバ形成基板２５の面方向（ＸＹ平面）に対して垂直状態で保持されている。

図７に示すように、各フレキシブル基板２７Ａ〜２７Ｄは、可撓性を有したフレキシブル回路基板からなるもので、フィルム基材７１と、フィルム基材７１の表面２７ａに実装された前記ドライバＩＣ２６と、フィルム基材７１の表面２７ａに形成され振動板２４のリード電極４７と対応する前記配線パターン７０と、を備えている。

各フレキシブル基板２７Ａ〜２７Ｄは、平面視略Ｌ字状に形成されており、一端側の端部が一点鎖線Ｏにて略９０度屈曲された接続部２７ｂとなっている。そして、各フレキシブル基板２７Ａ〜２７Ｄは、この接続部２７ｂを介してリード電極４７の端子部４７ａに接続されるようになっている。

なお、図７においてはフレキシブル基板２７Ａ，２７Ｄを図示しているが、フレキシブル基板２７Ｂ，２７Ｃについては外部信号入力部７７の延在方向が反対となる以外の構成については同様である。

フィルム基材７１は、例えば厚さ２５μｍ程度のポリイミドからなる絶縁性のフィルムである。配線パターン７０は、銅などの導電性材料からなり、プリント方式により電解メッキやエッチングなどの手法によって形成されている。この配線パターン７０は、実装されたドライバＩＣ２６にそれぞれ電気的に接続される第１配線パターン７２、第２配線パターン７４、およびグランド配線７６を備えている。

第１配線パターン７２は、ドライバＩＣ２６から接続部２７ｂに向かって延在するパターンであり、接続部２７ｂにおける一端側が、リード電極４７の端子部４７ａに電気的に接続される配線パターン７０の端子部７３として機能する。この端子部７３は、フィルム基材７１の幅方向に互いに間隔をあけて配列されている。

一方、第２配線パターン７４とグランド配線７６は、外部コントローラＣＴと電気的に接続される外部信号入力部７７として機能する。外部信号入力部７７から入力された外部信号は、第２配線パターン７４を介してドライバＩＣ２６へと入力される。

フィルム基材７１の接続部２７ｂにおいて前記端子部７３が形成されている側の面、つまりフィルム基材７１の接続部２７ｂの表面２７ａである端子面７５は、基体８０の底面８３の面積よりも小さくなっている。また、図７では、図面の見易さのため、第１配線パターン７２を実際の数より少なく図示している。

図５及び図７に示すように、液滴吐出ヘッド１には、凹部８１の底面８３と前記端子面７５との間に介在し底面８３と端子面７５とを接着すると共に配線パターン７０の端子部７３とリード電極の端子部４７ａとを電気的に接続する異方導電性接着材７９が備えられている。

異方導電性接着材７９は、例えば熱硬化性樹脂と、この熱硬化性樹脂の粘度の調整や熱硬化性樹脂の補強を行うフィラーと、が混合されて構成されている。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ等を採用することができる。この異方導電性接着材７９は、後述するボンディング工程における加圧による圧縮応力が歪みとして蓄積されていると共に、後述するボンディング工程における加熱により硬化収縮されている。そして、異方導電性接着材７９では、これらの歪み及び硬化収縮が、端子面７５と前記底面８３とを強固に接着する接着力として作用している。

異方導電性接着材７９には、導電性粒子が含まれており、この導電性粒子により、リード電極４７の端子部４７ａと第１配線パターン７０の端子部７３とを電気的に接続している。

図６は、フレキシブル基板２７と振動板２４との間の実装構造８５の構成を示す図である。図６（ａ）は、実装構造８５の断面構成を示す図である。図６（ｂ）は、実装構造８５の平面構成を示す図である。図６においては、振動板２４を構成する弾性膜４１及び下電極膜４２をまとめて振動板２４として示している。

図６（ａ）及び図（ｂ）に示すように、振動板２４上には、Ｙ軸方向（所定方向）に間隔を空けるように複数の端子部４７ａが配列されている。各端子部４７ａは、Ｘ軸方向に長手方向を有している。各端子部４７ａの長手方向の寸法は、均一になっている。端子部４７ａは、Ｙ軸方向に等しいピッチで配列されている。振動板２４上のうち端子部４７ａの間には、撥液膜２が形成されている。

撥液膜２は、例えばフッ素系樹脂などの材料を用いて形成されている。撥液膜２は、図６（ａ）に示すように、例えば端子部４７ａの厚さ（Ｚ軸方向の寸法）よりも薄く形成されている。各撥液膜２は、それぞれ均一な厚さに形成されている。撥液膜２は、図６（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向の寸法が各端子部４７ａと同一となるように形成されている。撥液膜２は、振動板２４上のうち端子部４７ａの間の領域を隙間なく埋めるように形成されている。

フレキシブル基板２７は、端子部４７ａに対応する端子部７３を有している。端子部７３と端子部４７ａとは同数設けられている。端子部７３は、端子部４７ａに平面視で重なる位置に配置されている。端子部７３は、異方導電性接着材７９を介して接続されている。端子部７３は、異方導電性接着材７９の接着部材７９ａによって端子部４７ａに固定されている。接着部材７９ａ内には、撥液膜２に対して疎性を有する材料が含まれている。端子部７３は、端子部４７ａとの間で導電粒子７９ｂを挟持した状態になっている。端子部７３は、導電粒子７９ｂを介して端子部４７ａに電気的に接続されている。図６（ｂ）に示すように、隣接する端子部４７ａ上に配置されている異方導電性接着材７９は、互いに間隔を空けて配置された状態になっている。

次に、上述した構成の液滴吐出ヘッド１の製造方法について説明する。なお、以下の説明において、フレキシブル基板２７を振動板２４に対して実装する実装方法を中心に説明する。ここでは、液滴吐出ヘッド１のうち、ノズル基板２１、流路形成基板２２、リザーバ形成基板２５、ケース部材１０１、圧電素子２３などの製造及び接続、配置作業はすでに完了しているものとする。

はじめに、フレキシブル基板２７を準備する準備工程を行う。
図７に示すように、フィルム基材７１の表面２７ａに、端子部７３を含む第１配線パターン７２、第２配線パターン７４、グランド配線７６等の配線パターン７０を形成する。これらは、フィルム基材７１上に、プリント方式を用いた電解メッキやエッチングなどの手法を用いて形成する。ここで、配線パターン７０における複数の端子部７３は、ノズル開口部３１同士の間隔（ノズルピッチ）、即ち圧電素子２３同士の間隔に応じてフィルム基材７１の幅方向に間隔をあけて精度よく形成される。

次に、第１から第４フレキシブル基板２７Ａ〜２７Ｄに、第１から第４ドライバＩＣ２６Ａ〜２６Ｄをそれぞれ実装する。この際、第１から第４ドライバＩＣ２６Ａ〜２６Ｄを、第１から第４フレキシブル基板２７Ａ〜２７Ｄのフィルム基材７１の表面２７ａの前記実装領域にそれぞれフリップチップ実装すると共に、樹脂７８によって第１から第４フレキシブル基板２７Ａ〜２７Ｄと第１から第４ドライバＩＣ２６Ａ〜２６Ｄとをそれぞれ固定する。そして、各フレキシブル基板２７を一点鎖線Ｏにて折り曲げ加工（例えば、プレス加工）を施す。
以上で準備工程が終了する。

次に、図８に示すように、振動板２４の端子部４７ａ間に撥液膜２を形成する（第１ステップ）。撥液膜２は、上記のフッ素系樹脂を含んだ材料を、例えばディスペンス法（インクジェット法を含む）、フォトリソグラフィ法などによって端子部４７ａ間に供給して形成する。

次に、図９に示すように、撥液膜２が形成された振動板２４の端子部４７ａ上に異方導電性接着材７９を塗布する（第２ステップ）。例えば、異方導電性接着材７９を複数の端子部４７ａに跨るように形成する。この場合、異方導電性接着材７９は、撥液膜２上にも配置されることになる。

本実施形態では、異方導電性接着材７９を構成する接着部材には、撥液膜２に対して疎性を有する材料が含まれているため、図１０に示すように、接着部材７９ａが撥液膜２を避けるように端子部４７ａへ移動する。この結果、接着部材７９ａに引っ張られるように導電粒子７９ｂも端子部４７ａ上に配置されることになる。

次に、フレキシブル基板２７のうち端子部７３が形成された面を異方導電性接着材７９側に向けると共に、端子部７３と端子部４７ａとが平面視で重なるように位置合わせを行う。位置合わせの後、異方導電性接着材７９を加熱し、不図示のボンディング工具などを用いてフレキシブル基板２７を振動板２４側へ押し付ける（第３ステップ）。

フレキシブル基板２７の押し付けにより、異方導電性接着材７９が押し潰される。端子部４７ａの間に撥液膜２が形成されているため、異方導電性接着材７９は撥液膜２を避けるように端子部４７ａ上で広がり、その後硬化する。フレキシブル基板２７を押し付けることで端子部４７ａと端子部７３との間で導電粒子７９ｂが挟持され、当該端子部４７ａと端子部７３とが電気的に接続される。これにより、リード電極４７と配線パターン７０とが導通される。

以上のように、本実施形態によれば、端子部４７ａ間に撥液膜２が形成されると共に、端子部４７ａ及び端子部７３を電気的に接続する異方導電性接着材７９の接着部材７９ａが撥液膜２に対して疎性を有する材料を含んでいるので、フレキシブル基板２７の実装時には異方導電性接着材７９が撥液膜２上を避けるように移動する。このため、撥液膜２上を空けるように異方導電性接着材７９が配置されることになる。これにより、異方導電性接着材７９による端子部４７ａ間の電気的短絡を防ぐことができ、接続信頼性に優れた実装構造８５が得られる。

［液滴吐出装置］
次に、上述した液滴吐出ヘッド１を備えた本発明の液滴吐出装置ＩＪの一例について、図１１を参照しながら説明する。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、駆動軸４と、ガイド軸５と、外部コントローラＣＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ６とを備えている。なお、液滴吐出ヘッド１は、不図示のキャッリッジにケース部材１０１が固定されることで液滴吐出装置ＩＪに取付けられている。ステージ７は、液滴吐出ヘッド１によって機能液が吐出される基板Ｐを支持するもので、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えたものである。液滴吐出ヘッド１のノズル開口部３１からは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対し、機能液が吐出されるようになっている。

駆動軸４には駆動モータ２が接続されている。駆動モータ２はステッピングモータ等からなるもので、外部コントローラＣＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、駆動軸４を回転させるようになっている。駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＹ軸方向に移動する。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、駆動モータ３を備えている。駆動モータ３はステッピングモータ等からなるもので、外部コントローラＣＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＸ軸方向に移動するようになっている。

外部コントローラＣＴは、液滴吐出ヘッド１に対して液滴吐出を制御するための電圧を供給する。さらに、外部コントローラＣＴは、駆動モータ２に対して液滴吐出ヘッド１のＹ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給するとともに、駆動モータ３に対してステージ７のＸ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給する。

クリーニング機構８は液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものであって、図示しない駆動モータを備えている。この駆動モータの駆動により、クリーニング機構８はガイド軸５に沿ってＸ軸方向に移動する。クリーニング機構８の移動も外部コントローラＣＴにより制御される。ヒータ６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上に塗布された機能液に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行うようになっている。このヒータ６の電源の投入及び遮断も、外部コントローラＣＴによって制御されるようになっている。液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。

以上に示した液滴吐出装置ＩＪによれば、作動の信頼性が高く高品質な液滴吐出ヘッド１を備えているので、同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。なお、本実施形態において、液滴吐出ヘッド１より吐出される機能液としては、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものとする。これにより、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出法に基づいて吐出した機能液によって、前記各デバイスを製造することができる。

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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、撥液膜２のＹ方向の寸法を端子部４７ａのＹ方向の寸法と同一としたが、これに限られることは無い。例えば図１２に示すように、撥液膜２のＹ方向の寸法を端子部４７ａのＹ方向の寸法よりも大きくする構成、すなわち、撥液膜２が端子部４７ａの配列方向の直交方向にはみ出すように形成されている構成としても構わない。

この場合、例えば図１３に示すように、フレキシブル基板２７の実装時に端子部４７ａ上から異方導電性接着材７９が振動板２４上にあふれ出した場合であっても、当該あふれ出した異方導電性接着材７９が端子部４７ａ間に入り込むのを防ぐことができる。このため、一層確実に端子部４７ａ間の電気的短絡を防ぐことができる。

また、液滴吐出ヘッド１および液滴吐出装置ＩＪは、前記実施形態で示したデバイス実装方法で実装されたフレキシブル基板及び振動板を備えていれば、前記実施形態に示すものに限られるものではない。

また、上記実施形態では、本発明に係るデバイス実装方法を、基体８０の凹部８１の底面８３にフレキシブル基板２７を実装させる場合に採用するものとしたが、これに限られるものではなく、例えば凹部のない被接続基板（基体）上にデバイス基板（フレキシブル基板）を実装させる際に前記実施形態に係るデバイス実装方法を採用することも可能である。また、端子が形成された電子部品を基板上に実装する場合であっても、本発明の実装構造及び実装方法を適用することは可能である。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 液滴吐出ヘッド
２ 撥液膜
２１ ノズル基板
２２ 流路形成基板
２４ 振動板（第１基板）
２６、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ ドライバＩＣ（半導体装置）
２７、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ フレキシブル基板（第２基板）
４７ａ 端子部（第１端子）
７３ 端子部（第２端子）
７９ 異方導電性ペースト
ＩＪ 液滴吐出装置

Claims (4)

1. 所定方向に沿って複数の第１端子が配列され、前記第１端子間に形成された撥液部を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して設けられ、前記第１端子に対応する複数の第２端子が配列され、前記第２端子に接続される半導体装置を有する第２基板と、
   前記第１端子と前記第２端子とで挟持され、前記撥液部に対して疎性を有する材料を含み、前記第１端子及び前記第２端子を電気的に接続する異方導電性接着材と
   を備えることを特徴とする半導体装置の実装構造。
2. 前記撥液部は、前記第１端子に対して前記所定方向の直交方向にはみ出して形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の実装構造。
3. 前記異方導電性接着材は、前記撥液部に重なる領域を空けるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の実装構造。
4. 所定方向に沿って複数の第１端子が配列された第１基板のうち前記第１端子間に撥液部を形成する第１ステップと、
   前記第１端子に対応する複数の第２端子が配列され前記第２端子に接続される半導体装置を有する第２基板を、前記第１基板に対向して配置する第２ステップと、
   前記撥液部に対して疎性を有する材料を含み前記第１端子及び前記第２端子を電気的に接続する異方導電性接着材を、前記第１端子と前記第２端子とで挟持させる第３ステップと
   を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。

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