JP2011156864A - シリコンベースモジュールアレイ及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース且つ高精細なシリコンベースモジュール及びその形成方法を提供する。
【解決手段】基板１０６にチップアセンブリ１０２及び１０４を固定する。アセンブリ１０２上にはシリコンチップ１０８と電気回路付のドライバダイ１１０とを設け、アセンブリ１０４にはシリコンチップ１１２と電気回路付のドライバダイ１１４とを設ける。更に、これらのアセンブリ１０２及び１０４の相応する構成部分同士を基板長手方向Ｌに沿い且つその方向Ｌに対し直交する基板幅方向Ｐに沿い整列させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコンベースモジュールアレイ及びその形成方法、特に複数個のシリコンベースモジュールが連なるアレイに関する。

図７に、複数個のチップ３０２を単一の基板３０４上に連ねた従来型マルチチップアレイ３００の構成を示す。この構成では、チップ３０２同士の境目に生じる不要な隙間がチップ３０２の動作に悪影響が及ぶことがある。例えば、インク吐出器に係るチップならチップ３０２同士の境目でジェット補間が必要になるし、感光チップならチップ３０２同士の境目で像が乱れることがある。更に、このマルチチップ（シリコンベース）アレイ３００を長尺にするには、精度問題を抑えるため高コストな装置・処理を使用することが必要となる。加えて、個々のチップ３０２が期待通りに動作するかどうかが、チップ３０２を並べてアレイ３００を作成しそれを検査するまでは判然としない。そして、この種のアレイ３００では、問題のあるチップ３０２を簡単に補修することができない。補修するとその隣のチップ３０２が損傷することもしばしばである。

図８に、複数個のプリントヘッドモジュール４０２が（一行横並びにではなく）複数行に亘り互い違いに並ぶ従来型配列４００、特にイエロー用、シアン用、マゼンタ用及びブラック用を併せ都合四組のモジュール４０２を有するものの構成を示す。この互い違い配列４００では、プロセス方向Ｐ沿いに見てモジュール４０２同士が部分的に重なり合っているため、モジュール４０２同士の境目で不要な間隔が生じることがない。

米国特許第４８６００７５号明細書 米国特許第５７５３９５９号明細書

しかしながら、図８に示した構成には、プリントヘッドモジュール４０２を複数行に亘り設けるのに大きなプロセス方向Ｐ沿いスペースが要る、という問題がある。例えば、解像度＝６００ｓｐｉ（スポット／インチ）のプリントヘッドであれば、その幅４０４が３インチ程あるのが普通である（１インチ＝約２．５×１０^-2ｍ）。図示例では、そうしたプリントヘッドをモジュール４０２として使用し、方向Ｐに沿った間隔を１インチ程とっている。フルカラーにするには、モジュール４０２の互い違い配列を図示の通り四組設ける必要があるので、フルカラー解像度＝６００ｓｐｉの装置を実現するには方向Ｐ沿いに約３１インチ（約７８７ｍｍ）以上のスペースが必要になる。

ここに、本発明の一実施形態に係るシリコンベースモジュール形成方法は、第１シリコンチップ及び電気回路付第１ドライバダイを併有する第１チップアセンブリを基板上に配置するステップと、第２シリコンチップ及び電気回路付第２ドライバダイを併有する第２チップアセンブリを同じ基板上に配置するステップと、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士を基板長手方向に沿い整列させるステップと、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士を基板長手方向に対し直交する基板幅方向に沿い整列させるステップと、を有する。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイ形成方法は、第１シリコンチップ及び電気回路付第１ドライバダイを併有する第１チップアセンブリを第１基板上に配置するステップと、第２シリコンチップ及び電気回路付第２ドライバダイを併有する第２チップアセンブリを第１基板上に配置するステップと、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士を第１基板長手方向に沿い整列させるステップと、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士を第１基板長手方向に対し直交する第１基板幅方向に沿い整列させるステップと、第１基板をベースに固定することで本アレイの第１部分を形成するステップと、を有する。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイ形成方法は、第１チップを第１基板上に配置するステップと、第２チップを第１基板上に配置するステップと、第１及び第２チップの相応する構成部分同士を第１基板幅方向に沿い整列させるステップと、第３チップを第２基板上に配置するステップと、第４チップを第２基板上に配置するステップと、第３及び第４チップの相応する構成部分同士を第２基板幅方向に沿い整列させるステップと、第１及び第３チップの相応する構成部分同士を第１及び第２基板幅方向に対し直交する長手方向に沿い整列させるステップと、第２及び第３チップの相応する構成部分同士を第１及び第２基板幅方向に沿い整列させるステップと、第１及び第２基板を本アレイ用のベースに固定するステップと、を有する。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールは、基板と、その基板に固定されており第１シリコンチップ及び電気回路付第１ドライバダイを有する第１チップアセンブリと、同じ基板に固定されており第２シリコンチップ及び電気回路付第２ドライバダイを有する第２チップアセンブリと、を備え、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士が基板長手方向に沿い整列する一方、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士が基板長手方向に対し直交する基板幅方向に沿い整列しているものである。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイは、本アレイ用のベースに固定された第１基板上にあり第１シリコンチップ及び電気回路付第１ドライバダイを有する第１チップアセンブリと、その第１基板上にあり第２シリコンチップ及び電気回路付第２ドライバダイを有する第２チップアセンブリと、を備え、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士がアレイ長手方向に沿い整列する一方、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士がアレイ長手方向に対し直交するアレイ幅方向に沿い整列しているものである。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイは、第１基板上にあり相応する構成部分同士がアレイ幅方向に沿い整列している第１及び第２シリコンチップと、第２基板上にあり相応する構成部分同士がアレイ幅方向に沿い整列している第３及び第４シリコンチップと、を備え、第１及び第２シリコンチップの相応する構成部分同士がアレイ幅方向に対し直交するアレイ長手方向に沿い整列する一方、第２及び第３シリコンチップの相応する構成部分同士がアレイ幅方向に沿い整列しているものである。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイ形成方法は、第１シリコンチップが第１基板の一端に面することとなるよう第１及び第２シリコンチップを少なくとも１個ずつ第１基板上に交互配置するステップと、第３シリコンチップが第２基板の一端に面することとなるよう第３及び第４シリコンチップを少なくとも１個ずつ第２基板上に交互配置するステップと、第１及び第２基板の相応する構成部分同士をアレイ長手方向に沿い整列させるステップと、第１基板の一端に面する第１シリコンチップ及び第２基板の一端に面する第３シリコンチップの相応する構成部分同士をアレイ長手方向に対し直交するアレイ幅方向に沿い整列させるステップと、第１及び第２基板を本アレイ用のベースに固定するステップと、を有する。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイは、本アレイ用のベースに固定された第１基板上に、第１シリコンチップが第１基板の一端に面することとなるよう少なくとも１個ずつ交互配置された第１及び第２シリコンチップと、本アレイ用のベースに固定された第２基板上に、第３シリコンチップが第２基板の一端に面することとなるよう少なくとも１個ずつ交互配置された第３及び第４シリコンチップと、を備え、第１及び第２基板の相応する構成部分同士をアレイ長手方向に沿い整列させる一方、第１基板の一端に面する第１シリコンチップ及び第２基板の一端に面する第３シリコンチップの相応する構成部分同士をアレイ長手方向に対し直交するアレイ幅方向に沿い整列させたものである。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールは、基板と、第１基板上にある第１及び第２シリコンチップと、第１シリコンチップに付随する第１シリコンベース反復構造と、第２シリコンチップに付随する第２シリコンベース反復構造と、を備え、第１シリコンベース反復構造が、相応する構成部分同士がモジュール長手方向に沿い並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、第２シリコンベース反復構造が、相応する構成部分同士がモジュール長手方向に沿い並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、第１シリコンベース反復構造と第２シリコンベース反復構造の位置関係が、モジュール長手方向に沿い隣り合う反復構造又は本モジュールが性能パラメタに従い機能するようそれら反復構造間の相対位置を指定する制限条件を満たしているものである。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイは、ベース及びそのベースに固定された複数個のモジュールを備え、個々のモジュールが、基板と、第１及び第２シリコンチップと、第１シリコンチップに付随する第１シリコンベース反復構造と、第２シリコンチップに付随する第２シリコンベース反復構造と、を有し、第１シリコンベース反復構造が、対応するモジュールの長手方向に沿い整列するよう並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、第２シリコンベース反復構造が、対応するモジュールの長手方向に沿い整列するよう並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、第１シリコンベース反復構造と第２シリコンベース反復構造の位置関係が、本アレイが性能パラメタに従い機能するよう隣接反復構造間の相対位置を指定する制限条件を満たしているものである。

本発明の他の実施形態に係るシリコンベースモジュールアレイは、ベースと、そのベースに固定された複数個のモジュールと、第１及び第２シリコンベース反復構造と、を備え、個々のモジュールが、そのモジュールの長手方向に沿って延びる第１及び第２張出部を有する基板と、第１シリコンベース反復構造が付随する第１シリコンチップと、第２シリコンベース反復構造が付随する第２シリコンチップと、を有し、第１シリコンベース反復構造が、相応する構成部分同士が対応するモジュールの長手方向に沿い整列するよう、且つ、そのうち幾つかの単位構造が対応する基板の第１張出部内に位置するよう並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、第２シリコンベース反復構造が、相応する構成部分同士が対応するモジュールの長手方向に沿い整列するよう、且つ、そのうち幾つかの単位構造が対応する基板の第２張出部内に位置するよう並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、同じモジュールに属する第１シリコンベース反復構造と第２シリコンベース反復構造の位置関係、第１シリコンベース反復構造と第１張出部の位置関係、並びに第２シリコンベース反復構造と第２張出部の位置関係が、本アレイが性能パラメタに従い機能するよう隣接反復構造間の相対位置を指定する制限条件を満たしているものである。

シリコンベースモジュールの一例構成を示す平面図である。 シリコンベースモジュールの別例構成を示す平面図である。 図１に示したシリコンベースモジュールを複数個有するアレイの一例構成を示す平面図である。 図２に示したシリコンベースモジュールを複数個有するアレイの一例構成を示す平面図である。 シリコンベースモジュールを複数個有するアレイの別例構成を示す平面図である。 図１に示したシリコンベースモジュールを複数個有する四行型アレイの一例構成を示す端面図である。 複数個のチップが単一の基板上に横並びに並ぶ従来型マルチチップアレイの構成を示す図である。 複数個のプリントヘッドモジュールが複数行をなし互い違いに並ぶ従来型配列の構成を示す図である。

図１にシリコンベースモジュールの一例構成１００を平面図により示す。このモジュール１００はチップアセンブリ１０２及び１０４を基板１０６上に配した構成であり、アセンブリ１０２はシリコンチップ１０８及びドライバダイ１１０を、またアセンブリ１０４はシリコンチップ１１２及びドライバダイ１１４をそれぞれ備えている。図示しないがダイ１１０及び１１４は電気回路を備えており、その回路はフレキシブル配線を介し外部の回路や電源へと接続されている。アセンブリ１０２及び１０４は互いに同種、即ち同じ機能を有するアセンブリであり、相応する構成部分同士が基板長手方向Ｌに沿い整列し且つ相応する構成部分同士が基板幅方向Ｐに沿い整列するよう配置されている。なお、「基板長手方向」とは基板１０６の長軸に沿った方向、「基板幅方向」とは基板１０６が搭載されるプリンタ、スキャナ等の装置におけるプロセス方向のことであり、両者は互いに直交する関係にある。図示例の基板１０６では、方向Ｌに沿った寸法（基板長１２２）に比べ方向Ｐに沿った寸法（基板幅１２０）の方が短くなっている。

図２にシリコンベースモジュールの別例構成１００を平面図により示す。このモジュール１００におけるチップアセンブリ１０２及び１０４はシリコンチップをドライバダイ抜きで基板１０６上に固着したものである。それらのチップは互いに同種即ち同機能のチップであり、相応する構成部分同士がプロセス方向Ｐに沿い整列するよう配置されている。

これら、図１及び図２に示した諸構成では、そのシリコンチップとして本件技術分野で既知のあらゆるシリコンチップを使用することができる。例えばトランスデューサ、微細電気機械システムチップ、センサチップ、感光チップ、発光チップ、電荷結合素子内感光部、発光ダイオード内発光部、ＣＭＯＳ撮像チップ、毛管チップ、プリントヘッドチップ等である。これらのうちプリントヘッドチップは、インク吐出器を複数個備えるチップである。「インク吐出器」とは、ディジタル信号の印加に応じその吐出口例えばノズルから着色剤の液滴を吐出乃至放出し、その液滴をシート上の所要小区画に付着させることで画素又はその一部分を発現させる装置のこと、言い換えれば着色剤液滴を“オンデマンド”で発生させうる装置のことである。

また、基板１０６はチップやそのアセンブリの機械的支持材として機能している。必要なら、チップやそのアセンブリに係る熱伝達／熱絶縁材、チップやそのアセンブリへの流体／気体通流材等としても機能させることができる。熱伝達／熱絶縁材として機能させる際には、搭載先モジュール１００の熱収支管理やそのモジュール１００の搭載先アレイ乃至装置の熱収支管理がうまくいくよう、具体的な熱伝達／熱絶縁性能を数量的に決めて具体化すればよい。例えば、基板１０６に対し構造的に連結されているシリコンベースチップ乃至ダイと好適に熱整合させうる素材の基板１０６を使用するとよい。その素材のＣＴＥ(coefficient of thermal expansion)がチップやダイのそれに近い程、熱整合性が高くなる。基板形成素材としては本件技術分野で既知の様々な素材、例えば窒化アルミニウムを初めとするセラミクス、銅／タングステン合金、ニッケル／鉄合金を初めとする合金、アルミニウムを初めとする金属、ガラス等を使用することができる。基板１０６にチップやダイを固定する手段としては、半導体ダイボンディングの分野で既知の諸手段、例えばエポキシを初めとする接着剤、共晶半田を初めとする半田等を使用することができる。

更に、モジュール１００をアレイ内に固定するのに先立ち、チップアセンブリ１０２、１０４又はその双方の動作をほぼ全面的に検査することができる。「検査」とは、そのアセンブリ１０２又は１０４が例えばプリントヘッドチップ又はそれを有するアセンブリなら、それらのチップから吐出される流体の速度乃至体積が所要水準か否かを調べること等である。そうした検査を事前に行えるので、モジュール１００がアレイに組み込まれるのに先立ちそのモジュール１００に潜む問題を検知することができる。問題が検知されたモジュール１００を交換することもできる。従って、チップに潜む問題の発見がアレイへの組込後まで遅れてしまい、その問題への対処に多大な費用、長大な時間がかかるようなことは生じにくくなる。即ち、問題を抱えるチップをアレイに組み込んでしまうことが少なくなるので、困難なチップ取り外し作業に多大な時間とリソースが費やされる、チップを取り外せなくて組み上がったアレイを捨てざるを得ない、といったことが生じにくくなる。

そして、チップやそのアセンブリを整列させる工程では、フリップチップ装置やカスタムダイボンディング装置を使用することができる。マシンビジョンを併用すれば、必要な公差を好適に実現することができる。また、チップやダイに組み込まれている形状的な特徴を高精度基準ツールとして用い、受動的な形態でそれらを実装することができる。更に、チップやそのアセンブリがプロセス方向Ｐ沿いに見て重なり合っており、また基板１０６がユニークな形状を有しているので、チップやダイを容易に大域配置することができ、また相互干渉を引き起こすことなく複数個のモジュール１００を連ねて大規模なリニアアレイを形成することができる。

図３に、図１に示したモジュール１００を複数個備えるアレイの一例構成１３０を平面図により示す。このアレイ１３０は、本アレイ１３０用のベース１３２にモジュール１００を２個（図中の１００Ａ及び１００Ｂ）、本件技術分野で既知の諸手段で固定した構成である。モジュール１００Ａ及び１００Ｂはそれぞれ基板１０６Ａ及び１０６Ｂを有しており、それらの一端１３４及び１３６は互いに近接した位置関係にある（符号同順）。図示しないが両者を接触させてもかまわない。また、モジュール１００Ａ及び１００Ｂ上にはチップアセンブリ１０２Ａ、１０４Ａ、１０２Ｂ及び１０４Ｂがあり、アセンブリ１０２Ａ及び１０２Ｂの相応する構成部分同士はアレイ長手方向Ｌ、アセンブリ１０４Ａ及び１０４Ｂの相応する構成部分同士も方向Ｌ、アセンブリ１０４Ａ及び１０２Ｂの相応する構成部分同士はアレイ幅方向Ｐに沿い整列している。「アレイ長手方向」とはアレイ１３０の長軸に沿った方向、「アレイ幅方向」とはアレイ１３０が搭載されるプリンタ、スキャナ等の装置におけるプロセス方向Ｐのことであり、両者は互いに直交する関係にある。特に、図示例の場合、アセンブリ１０２Ａ及び１０２Ｂの全幅同士、アセンブリ１０４Ａ及び１０４Ｂの全幅同士が、いずれも方向Ｌに沿い整列している。

図４に、図２に示したモジュール１００を複数個備えるアレイの一例構成１３０を平面図により示す。このアレイ１３０は、ベース１３２にモジュール１００を２個（図中の１００Ａ及び１００Ｂ）、本件技術分野で既知の諸手段で固定した構成である。モジュール１００Ａ及び１００Ｂ上にはチップアセンブリ１０２Ａ、１０４Ａ、１０２Ｂ及び１０４Ｂがあり、アセンブリ１０２Ａ及び１０２Ｂの相応する構成部分同士はアレイ長手方向Ｌ、アセンブリ１０４Ａ及び１０４Ｂの相応する構成部分同士も方向Ｌ、アセンブリ１０４Ａ及び１０２Ｂの相応する構成部分同士はアレイ幅方向Ｐに沿い整列している。特に、図示例の場合、アセンブリ１０２Ａ及び１０２Ｂの全幅同士、アセンブリ１０４Ａ及び１０４Ｂの全幅同士が、いずれも方向Ｌに沿い整列している。

モジュール１００をベース１３２に固定する手段としては、本件技術分野で既知の諸手段を使用することができる。接着剤を使用してもよいし、半田付け、熔接、熔着等の熱処理を実行してもよい。固定したモジュール１００をベース１３２から事後的に除去可能なタイプの固定手段を使用して固定すれば、ベース１３２に固定した後も、そのモジュール１００を取り外して修理、交換等することができる。例えば、剥離可能型接着剤や、プラスチック熔着等の熔着法を用い固定しておけば、モジュール１００やベース１３２に損傷を負わせることなく、接着個所を切り離したり熔着個所を剥がしたりすることができる。

また、チップ、チップアセンブリ又はモジュールから形成されるアレイ乃至アレイ群に対しては、多くの分野で、幅方向に沿い全幅をカバーできるようにすることが期待又は要請されている。例えば、印刷／スキャン先シート等の全幅をカバーすることである。その点、上掲の構成をプリンタに適用した場合、プリントヘッドのモジュール１００がプロセス方向Ｐ沿いに見て重なり合った構成になる。即ち、アレイ１３０を形成しているチップ群に対応するインク吐出器群によって、方向Ｐ沿いに過ぎゆくシートの全幅がカバーされる構成になる。更に、アレイ１３０で全幅をカバーできるのでチップ間補間が必要なく、後述の通り方向Ｐ沿いのスペースも小さくて済む。

図５に、シリコンベースモジュールを複数個備えるアレイの別例構成２００を平面図により示す。この例から判るように、単一のモジュール内にシリコンチップ又はそのアセンブリを３個以上配置することや、そうしたモジュールでアレイを形成することも可能である。図示例では２個のモジュールそれぞれに３個のチップが設けられているが、アレイを構成するモジュールの個数やモジュール１個当たりのチップ個数はこの例にこだわらずに定めることができる。また、このアレイ２００は、２個のシリコンベースモジュール２０２及び２０４を本件技術分野で既知の諸手段でベース１３２に固定した構成である。モジュール２０２及び２０４は、先に定義したアレイ長手方向Ｌに沿い整列している。モジュール２０２の基板２０６やモジュール２０４の基板２０８の上には、１個又は複数個のチップアセンブリ１０２と１個又は複数個のチップアセンブリ１０４が交互配列されている。即ち、アセンブリ１０２及び１０４は方向Ｌに沿って交番的に出現している。図示例の場合、モジュール２０２側にはチップアセンブリ１０４Ａ、１０２Ａ及び１０４Ｂ、モジュール２０４側にはチップアセンブリ１０２Ｂ、１０４C及び１０２Ｃがある。それらのアセンブリは互いに同種のチップで構成されており、その機能は互いに同じ機能となっている。

基板２０６の一端１３６と基板２０８の一端１３８は互いに近接した位置関係にある。図示しないが、両者が接触する構成にすることもできる。また、チップアセンブリ１０２Ａ〜１０２Ｃの相応する構成部分同士は長手方向Ｌ、チップアセンブリ１０４Ａ〜１０４Ｃの相応する構成部分同士も方向Ｌに沿い整列している。特に、図示例の場合、アセンブリ１０２Ａ〜１０２Ｃの全幅同士、アセンブリ１０４Ａ〜１０４Ｃの全幅同士が、いずれも方向Ｌに沿い整列している。

そして、モジュール２０２及び２０４のどちらでも、チップアセンブリ１０２又は１０４のうち１個が、そのモジュールに係る基板２０６又は２０８の一端１３４又は１３６に近接している。一方の基板の一端に面しているアセンブリの構成部分は、その隣のモジュールに係る基板の一端に面しているアセンブリのそれに対し、長手方向Ｌと直交する方向Ｐに沿い整列している。即ち、アセンブリ１０２Ｂ及び１０４Ｂの相応する構成部分同士が方向Ｐに沿い整列している。

更に、図１〜図５に示した諸構成においては、隣り合う基板同士を非常に緊密に配置できるよう基板１０６、２０６又は２０８の形状が工夫されている。例えば、基板１０６には相補的な窪み１３８及び１４０があり、基板２０６及び２０８には相補的な窪み２１０及び２１２がある。従って、その窪み同士を嵌め合わせつつ長手方向Ｌ沿いに基板を並べることで、チップ又はチップアセンブリを上記の如くに配列することができる。

また、アレイ１３０における１モジュール当たりチップ又はチップアセンブリ個数を２個から増やして２より大きい偶数にすることや、アレイ２００における１モジュール当たりチップ又はチップアセンブリ個数を３個から増やして３より大きい奇数にすることもできる。

また、図６にその端面を示すように、図１に示したモジュール１００を複数個使用し四行型のアレイ１３０を構成することができる。図示の通り、この四行型アレイ１３０は、順にイエロー用、シアン用、マゼンタ用及びブラック用のアレイ４個（１３０Ａ〜１３０Ｄ）で構成されている。個々のアレイ１３０Ａ〜１３０Ｄはいずれも図１に示したモジュール１００で構成されている。但し、これは一例であり、アレイ１３０の行数を４以外の行数とすることや、色の組合せを別の組合せにすることや、図２に示したモジュール１００を使用することもできる。アレイ１３０Ａ〜１３０Ｄ内に設けるモジュールの個数は何個にしてもよい。図１及び図２を参照して説明した事柄は個々のアレイ１３０Ａ〜１３０Ｄにも当てはまる。また、個々の基板１０６の幅１２０は例えば６ｍｍ、アレイ１３０Ａ〜１３０Ｄを構成するモジュール同士のプロセス方向Ｐ沿い間隔１５０は幅１２０の１／３以下、例えば２ｍｍである。こうした寸法及び間隔であれば、前述した互い違い配置の従来技術に比べ“川幅”、即ち方向Ｐに沿ったアレイ配列に必要なスペースの方向Ｐ沿い寸法を大きく減らすことができる。

例えば、アレイ１３０Ａ〜１３０Ｄを構成する個々のモジュール１００の印刷解像度が１８０ｓｐｉであるとする。この場合、フルカラー解像度７２０ｓｐｉのプリントヘッドを得るには、アレイ１３０Ａ〜１３０Ｄで構成されている四行型アレイ１３０を方向Ｐに沿い４個並べる必要がある。上掲の寸法及び間隔であれば、そのためのスペースの方向Ｐ沿い寸法は僅かに１２６ｍｍとなる。これは、前掲の互い違い配置型プリントヘッドと対照的である。後者では、方向Ｐ沿い寸法が７８７ｍｍもあるのに６００ｓｐｉなる低解像度でしか印刷できなかった。

更に、図１及び図２に示した諸構成では（ここでは図１に示した構成を例に説明するがその適用対象を図１に限る意図ではない）、モジュール１００上にシリコンベース反復構造１５２及び１５４が生じている。反復構造１５２はチップアセンブリ１０２に付随する構造であり、そのアセンブリ１０２上に反復的に出現している都合複数個のシリコンベース単位構造によって構成されている。反復構造１５４はチップアセンブリ１０４に付随する構造であり、そのアセンブリ１０４上に反復的に出現している都合複数個のシリコンベース単位構造によって構成されている。なお、図１では単位構造の個数が少数であるが、これは図示の簡略化のためであり、モジュール１００を構成する単位構造の個数を特定個数に限定する趣旨ではない。また、図示例では、反復構造１５２及び１５４が互いに同種の構造となっている。図示例では、反復構造１５２を構成する単位構造の相応する構成部分同士は方向Ｌ、反復構造１５４を構成する単位構造の相応する構成部分同士も方向Ｌに沿い整列している。図示例では、単位構造の個数は反復構造１５２及び１５４のどちらでも同じとなっている。

それら、反復構造１５２及び１５４はある制限条件に従い形成されている。その制限条件は、長手方向Ｌ沿いに隣り合っている反復構造の相対位置を、隣り合う反復構造乃至モジュール１００がある種の性能パラメタに応じ機能することとなるよう指定する条件である。例えば、プリンタ用アレイ、スキャナ用アレイ等のマシンにモジュール１００を組み込んだときに、その反復構造乃至モジュール１００が所定の性能パラメタに応じ機能するような条件である。

また、反復構造１５２及び１５４を構成する単位構造、例えばチップアセンブリ１０２上にある単位構造（の一部）は、互いに同じ構成乃至機能を有している。即ち、チップ又はそのアセンブリの機能的構成要素が、同じ構成乃至機能を有する単位構造が反復的に現れる列（の一部）で実現されている。

例えば、吐出器／プリンタチップをチップアセンブリ１０２及び１０４として用いる場合の反復構造１５２及び１５４は、インク吐出器が反復する列である。そのモジュール１００をプリンタ内に配置する際の制限条件は、それらインク吐出器の相対位置を、チップから吐出されるインク乃至着色剤が所定の部位に所定の付着面積率で付着することとなるよう指定する条件となる。例えば、プロセス方向Ｐに沿いプリンタ内を通過していくシート状媒体のうちモジュール１００を通過中の部位等に付着させるようにする条件である。なお、こうした例でアセンブリ内又はチップ内の単位構造により実現されるのは、そのインク吐出器の一部、例えばインク通流路や加熱用抵抗器である。

感光チップをチップアセンブリ１０２及び１０４として用いる場合の反復構造１５２及び１５４は、感光部が反復する列である。そのモジュール１００をスキャナ内に配置する際の制限条件は、それら感光部の相対位置を、プロセス方向Ｐに沿いスキャナ内を通過していくシート状媒体のうちモジュール１００を通過中の部位がその全幅に亘りスキャンされることとなるよう指定する条件となる。例えばチップの境目にスキャン漏れ部分が発生しないようにする条件である。更に、吐出器／プリンタチップ上のインク吐出器、感光チップ上の感光部等、チップ上における単位構造の配置間隔を指定間隔に揃えておけば、反復構造１５２及び１５４を然るべく配置することで、隣り合う反復構造１５２及び１５４上にある単位構造同士の間隔をその指定間隔に揃えることができる。

例えば、反復構造１５２を構成する単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５２Ａ）と反復構造１５４を構成する単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５４Ａ）とがプロセス方向Ｐに沿い整列し、反復構造１５２を構成する単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５２Ｂ）と反復構造１５４を構成する単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５４Ｂ）とが上掲の制限条件に従い整列するような位置に、それら反復構造１５２及び１５４を設ければよい。こうすることで、例えば単位構造１５２Ｂと単位構造１５４Ａの間隔を、反復構造１５２及び１５４向けの指定間隔に揃えることができる。

更に、図３及び図４に示した諸構成にも（ここでは図３に示した構成を例に説明するがその適用対象を図３に限る意図ではない）、反復構造１５２及び１５４に関する説明が当てはまる。アレイ１３０にモジュール１００が複数個備わっていること、個々の反復構造１５２及び１５４がいずれも同じ制限条件に従い配置されていること、そのアレイを性能パラメタに従い機能させうるよう隣り合う反復構造同士の相対位置を指定する条件がその制限条件として使用されていること等である。制限条件に関する前掲の説明もこのアレイ１３０によく当てはまっている。例えば、隣り合うモジュールの対（例えば１００Ａと１００Ｂの対）を然るべく配置することで、隣り合う個々のモジュールの端部に位置する単位構造同士が上掲の制限条件を満たせる点である。

例えば、吐出器／プリンタチップをチップアセンブリ１０２及び１０４として用いる場合の反復構造１５２及び１５４は、インク吐出器が反復する列である。そのアレイ１３０をプリンタ内に配置する際の制限条件は、それらインク吐出器の相対位置を、チップから吐出されるインク乃至着色剤が所定の部位に所定の付着面積率で付着することとなるよう指定する条件となる。例えば、プロセス方向Ｐに沿いプリンタ内を通過していくシート状媒体のうちアレイ１３０を通過中の部位等に付着させるようにする条件である。また、感光チップをチップアセンブリ１０２及び１０４として用いる場合の反復構造１５２及び１５４は、感光部が反復する列である。そのアレイ１３０をスキャナ内に配置する際の制限条件は、それら感光部の相対位置を、プロセス方向Ｐに沿いスキャナ内を通過していくシート状媒体のうちアレイ１３０を通過中の部位がその全幅に亘りスキャンされることとなるよう指定する条件となる。例えばアレイ１３０内のモジュールの境目にスキャン漏れ部分が発生しないようにする条件である。更に、吐出器／プリンタチップ上のインク吐出器、感光チップ上の感光部等、チップ上における単位構造の配置間隔を指定間隔に揃えておけば、モジュール１００並びに反復構造１５２及び１５４を然るべく配置することで、隣り合うモジュール１００上にある単位構造同士の間隔をその指定間隔に揃えることができる。

例えば、あるモジュール上で反復構造１５２を構成している単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５２Ｃ）と、アレイ１３０内でその隣にある別のモジュール上で反復構造１５４を構成している単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５４Ｂ）とが方向Ｐに沿い整列し、あるモジュール上で反復構造１５２を構成している単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５２Ｄ）と、アレイ１３０内でその隣にある別のモジュール上で反復構造１５４を構成している単位構造のうち少なくとも１個（例えば１５４Ｂ）とが上掲の制限条件に従い整列するような位置に、それら反復構造１５２及び１５４を設ければよい。こうすることで、例えば単位構造１５２Ｄと単位構造１５４Ｂの間隔を、反復構造１５２及び１５４向けの指定間隔に揃えることができる。

また、図１及び図２に示すように、基板１０６には、モジュール１００の長手方向Ｌに沿って延びる張出部１５６及び１５８がある。その張出部１５６及び１５８の上には、反復構造１５２及び１５４の少なくとも一部分がある。例えば単位構造１５２Ｃは張出部１５６上にあり、単位構造１５４Ｂは張出部１５８上にある。反復構造１５２と反復構造１５４の位置関係、反復構造１５２と張出部１５６の位置関係、並びに反復構造１５４と張出部１５８の位置関係は、ある制限条件を満たしている。その制限条件は、例えば、隣り合う反復構造の相対位置を、性能パラメタに従いアレイが機能することとなるよう指定する条件である。

更に、図１〜図５に示した諸構成では（ここでは図３に示した構成を例に説明するがその適用対象を図３に限る意図ではない）、基板形状例えば張出部１５６及び１５８との関係での制限条件として、隣り合う反復構造の相対位置を、そのモジュールが他のモジュールと共に配列例えばアレイ１３０に組み込まれたときにその配列がある性能パラメタに従い機能することとなるよう指定する条件を用いている。これは、反復構造のうちモジュールの張出部内にある部分に対し、一種の寸法制限として働く。

一例として、隣り合うモジュール同士の対、例えばアレイ１３０内で隣り合っているモジュール１００Ａ及び１００Ｂを考える。こうした対では、一方のモジュール１００Ｂで反復構造１５２を構成している単位構造のうち張出部１５６内にあるもの（１５２Ｃ等）と、他方のモジュール１００Ａで反復構造１５４を構成している単位構造のうち張出部１５８内にあるもの（１５４Ｂ等）とが、ある同じ制限条件に従っている。具体的には、一方のモジュール１００Ｂで反復構造１５２を構成している単位構造のうち張出部１５６内にあるもの（１５２Ｃ等）と、他方のモジュール１００Ａで反復構造１５４を構成している単位構造のうち張出部１５８内にあるもの（１５４Ｂ等）とが、プロセス方向Ｐ沿いに見て重なり合うようにする、という条件である。

この制限条件を満たすモジュールは係合性形状となる。「係合性形状」とは、例えば、一方のモジュールの張出部１５６と他方のモジュールの張出部１５８とを係合させることでアレイ１３０を形成することができる形状のことであり、反復構造に係る上掲の寸法制限を満たすことは係合性形状たる要件の一つである。例えば、張出部１５６及び１５８のサイズ及び形状が寸法制限を満たしていないモジュールや、張出部１５６及び１５８に対する反復構造の位置関係が寸法制限を満たしていないモジュールは、係合性形状であるとはいえない。図示例のアレイ１３０は、単位構造１５２Ｄ及び１５４Ｂに係る寸法制限が満たされている例である。また、吐出器／プリンタチップ上のインク吐出器、感光チップ上の感光部等といった単位構造が指定間隔で設けられていれば、それらのモジュールを然るべく配置することで、隣り合うモジュール間で単位構造同士の間隔をその指定間隔に揃えることができる。例えば、チップアセンブリ１０２Ｂ上のインク吐出器又は感光部（単位構造１５２Ｄ）と、チップアセンブリ１０４Ａ上のインク吐出器又は感光部（単位構造１５４Ｂ）との間隔を、その指定間隔に揃えることができる。

好ましいことに、同じモジュールに属する反復構造同士、同じアレイに属する別のモジュール内の反復構造同士等がプロセス方向Ｐ沿いに見て重なり合うよう配置されていると、そのモジュール、アレイ等の機能的冗長性、特に方向Ｐに沿ったそれが高まることとなる。例えば、図３に示す例では、方向Ｐ沿いに見て重なり合うようチップアセンブリ１０２Ｂ及び１０４Ａが配置されている。即ち、アセンブリ１０２Ｂ上の単位構造１５２Ｃによりカバーされる区画と、アセンブリ１０４Ａ上の単位構造１５４Ｂによりカバーされる区画とが、方向Ｐ沿いに見て重なっている。こうしたアセンブリ間重複区画は、本件技術分野で既知の諸手段で制御すること、例えばソフトウェア的に制御することで、好適に利用することができる。例えば、一方のアセンブリの重複区画内部分を作動させるときに、他方のアセンブリの重複区画内部分を停止させることができる。また、一方のアセンブリの重複区画内部分で不調が生じている場合でも、他方のアセンブリの一部分、即ち方向Ｐ沿いに見て不調部分に重なっている部分を利用し、重複区画内部分で所要機能を提供することもできる。具体的には、方向Ｐ沿いに見て同じ区画をカバーしている単位構造１５２Ｃ及び１５４Ｂのうち一方が不調でも他方で所要機能を提供できる、といったことである。

更に、このように反復構造同士が重なって見える構成では、長手方向Ｌ沿い隣接構造間隔に関し前掲の如き問題を（ほとんど）発生させることなく、その方向Ｌ沿い隣接構造間隔に関する制限条件を満たすことができる。例えば、上述の如く重ね合わせることで、隣接構造間又は隣接モジュール間で端同士を密着させなくても、その隣接構造間隔に係る公差を非常にタイトな値に保つことができる。これは、個々のモジュール内又は複数個のモジュールからなるアレイ内で方向Ｌに沿い無駄な間隔が構造間に生じることがなく、従ってそれへの対策も不要になる、ということである。また、構造同士又はモジュール同士が重なって見える区画では、例えば一方又は双方の構造乃至モジュールを用い所要機能を提供することができる。

１００，１００Ａ，１００Ｂ，２０２，２０４ シリコンベースモジュール、１０２，１０２Ａ〜１０２Ｃ，１０４，１０４Ａ〜１０４Ｃ チップアセンブリ、１０６，１０６Ａ，１０６Ｂ，２０６，２０８ 基板、１０８，１１２ シリコンチップ、１１０，１１４ ドライバダイ、１２０ 基板幅、１２２ 基板長、１３０，１３０Ａ〜１３０Ｄ，２００ シリコンベースモジュールアレイ、１３２ ベース、１３４，１３６ 基板端、１３８，１４０，２１０，２１２ 窪み、１５０ モジュール間隔、１５２，１５４ シリコンベース反復構造、１５２Ａ〜１５２Ｄ，１５４Ａ，１５４Ｂ シリコンベース単位構造、１５６，１５８ 張出部、Ｌ 長手方向、Ｐ プロセス方向。

Claims (4)

1. 第１シリコンチップ及び電気回路付第１ドライバダイを併有する第１チップアセンブリを基板上に配置するステップと、
   第２シリコンチップ及び電気回路付第２ドライバダイを併有する第２チップアセンブリを上記基板上に配置するステップと、
   第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士を基板長手方向に沿い整列させるステップと、
   第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士を基板長手方向に対し直交する基板幅方向に沿い整列させるステップと、
   を有し、トランスデューサ、微細電気機械システムチップ、センサチップ、感光チップ、発光チップ、電荷結合素子内感光部、発光ダイオード内発光部、ＣＭＯＳ撮像チップ、毛管チップ及びプリントヘッドチップのうちいずれかを、第１及び第２シリコンチップのうち少なくとも一方として用いシリコンベースモジュールを形成する方法。
2. 基板と、上記基板に固定されており第１シリコンチップ及び電気回路付第１ドライバダイを有する第１チップアセンブリと、上記基板に固定されており第２シリコンチップ及び電気回路付第２ドライバダイを有する第２チップアセンブリと、を備え、
   第１及び第２シリコンチップのうち一方又は双方が、トランスデューサ、微細電気機械システムチップ、センサチップ、感光チップ、発光チップ、電荷結合素子内感光部、発光ダイオード内発光部、ＣＭＯＳ撮像チップ、毛管チップ及びプリントヘッドチップのうちいずれかであり、
   第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士が基板長手方向に沿い整列する一方、第１及び第２チップアセンブリの相応する構成部分同士が基板長手方向に対し直交する基板幅方向に沿い整列しているシリコンベースモジュール。
3. 本アレイ用のベースに固定された第１基板上にあり第１シリコンチップ及び電気回路付第１ドライバダイを有する第１チップアセンブリと、上記第１基板上にあり第２シリコンチップ及び電気回路付第２ドライバダイを有する第２チップアセンブリと、上記ベースに固定された第２基板上にあり第３シリコンチップ及び電気回路付第３ドライバダイを有する第３チップアセンブリと、第２基板上にあり第４シリコンチップ及び電気回路付第４ドライバダイを有する第４チップアセンブリと、を備え、
   第１、第２、第３及び第４シリコンチップのうち少なくともいずれかが、トランスデューサ、微細電気機械システムチップ、センサチップ、感光チップ、発光チップ、電荷結合素子内感光部、発光ダイオード内発光部、ＣＭＯＳ撮像チップ、毛管チップ及びプリントヘッドチップのうちいずれかであり、
   第１、第２、第３及び第４シリコンチップのうち少なくともいずれかの動作が、第１又は第２基板を上記ベースに固定する前に検査されており、
   第１、第２、第３及び第４チップアセンブリが、第１及び第３チップアセンブリの相応する構成部分同士又は第２及び第４チップアセンブリの相応する構成部分同士がアレイ長手方向に沿い整列するよう、且つ、第２及び第３チップアセンブリの相応する構成部分同士がアレイ長手方向に対し直交するアレイ幅方向に沿い整列するよう、並んでいるシリコンベースアレイ。
4. ベース及びそのベースに固定された複数個のモジュールを備え、
   個々のモジュールが、そのモジュールの長手方向に沿って延びる第１及び第２張出部を有する基板と、第１及び第２シリコンチップと、第１シリコンチップに付随する第１シリコンベース反復構造と、第２シリコンチップに付随する第２シリコンベース反復構造と、を有し、
   第１シリコンベース反復構造が、対応するモジュールの長手方向に沿い整列するよう、且つ、そのうち幾つかの単位構造が対応する基板の第１張出部内に位置するよう並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、
   第２シリコンベース反復構造が、対応するモジュールの長手方向に沿い整列するよう、且つ、そのうち幾つかの単位構造が対応する基板の第２張出部内に位置するよう並ぶ互いに同種の単位構造複数個で構成されており、
   同じモジュールに属する第１シリコンベース反復構造と第２シリコンベース反復構造の位置関係、第１シリコンベース反復構造と第１張出部の位置関係、並びに第２シリコンベース反復構造と第２張出部の位置関係が、本アレイが性能パラメタに従い機能するよう隣接反復構造間の相対位置を指定する制限条件を満たしており、
   更に、隣り合うモジュール同士の間に、
   その長手方向が互いに平行で、
   一方のモジュールの第２張出部と他方のモジュールの第１張出部とが、それらのモジュールの長手方向に対し直交する幅方向に沿い整列しており、
   一方のモジュールの第２張出部内にある第２シリコンベース反復構造内単位構造及び他方のモジュールの第１張出部内にある第１シリコンベース反復構造内単位構造が上記制限条件を満たし、
   一方のモジュールの第２張出部内にある第２シリコンベース反復構造内単位構造及び他方のモジュールの第１張出部内にある第１シリコンベース反復構造内単位構造が幅方向に沿い整列している、
   という関係があるシリコンベースアレイ。

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