KR20010093101A - 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법 - Google Patents

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Abstract

불량 칩을 완전하게 제거할 수 있는 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법을 제공한다. 한쪽 끝에 면하도록 복수의 발광 소자가 직선 형상으로 배열된 발광 소자 어레이와, 다른쪽 끝에 설치된 복수의 본딩 패드를 갖는 구 형상의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 기판 상에 복수 개 갈짓자 형상으로 배열한다. 이 때, 칩의 한쪽 끝끼리를 발광 소자의 배열 피치가 일정해지고, 또한, 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치지 않도록 칩을 배열하며, 그리고 칩의 상기 다른쪽 끝끼리를 발광 소자의 배열 피치가 일정해지고, 또한, 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치도록 칩을 배열한다.

Description

자기 주사형 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법 {Method for arranging self-scanning light emitting element array chip}
자기 주사형 발광 소자 어레이 칩은 통상의 발광 소자 어레이 칩에 비해 본딩 패드가 적어도 된다는 특징이 있다. 이러한 특징에 의해 칩 사이즈를 작게 할 수 있는 이점이 있다. 예를 들면, 구 형상의 칩 양단에 본딩 패드를 배치하면, 본딩 패드 자체가 필요로 하는 폭까지 칩 폭은 작게 할 수 있다. 그러나, 복수의 칩을 일렬로 배열하여 자기 주사형 발광 장치를 구성하고, 이것을 광 프린트 헤드에 적용할 경우, 복수의 칩을 직선 형상으로 배열하면 칩 끝에서 발광 소자의 배열 피치를 일정하게 할 수 없다. 이것을 피하기 위해 칩의 끝 부분을 겹쳐서 배열하는소위 지그재그 형상으로 배열하는 방법이 있다(일본특개평 8-216448 호 공보 참조).
도 1은 상기 지그재그 형상 배열 방법을 도시하는 도면이다. 설명의 편의 상, 도시하는 바와 같이 xy좌표 축을 정하는 것으로 한다. 즉, x축 방향은 칩의 배열 방향을, y축 방향은 칩의 배열 방향에 직교하는 방향이다.
자기 주사형 발광 소자 어레이 칩(10)은 양단에 본딩 패드(12)가 설치되어 있으며, 그 사이에 발광 소자(14)가 직선 형상으로 설치되어 있다. 이러한 발광 소자 어레이 칩(10)을 기판(도시하지 않는다) 상에 칩의 양단을 y축 방향으로 겹쳐, 지그재그 형상으로 x축 방향으로 배열하며, 기판(도시하지 않는다) 상에 접착제로 고정한다. 이러한 배열에 의해, 복수 개의 칩 전부를 통해 발광 소자의 배열 피치를 일정하게 할 수 있다.
다수의 칩을 기판 상에 배열하고, 다이 본딩, 와이어 본딩의 공정을 거친 후, 어떠한 원인으로 소수의 칩이 동작 불량을 일으키는 경우가 있다. 이 경우, 칩이 실장된 기판 전체를 파기하는 것은 코스트적으로 낭비가 많다. 그 때문에 불량 칩만을 제거하여, 양품의 칩과 교환하는 방법이 취해지고 있다. 실제로는 칩 측면으로부터 금속제 공구를 할당하여, 힘을 가해 칩을 제거한다. 그런데, 종래의 지그재그 형상 배열의 경우, 인접 칩이 y방향으로 겹쳐 배열되어 있기 때문에, 1칩 만을 제거하기 위해서는 도 1에 도시하는 바와 같이, 좁은 폭의 금속제 공구를 16을 사용하여 1칩에 만 힘을 가해야만 한다. 그러나, 발광 소자 어레이 칩은 물리적으로 무른 GaAs 등 화합물 반도체로 되어 있기 때문에, 접착제로 기판에 고정된 칩일부분에 힘이 가해진 경우, 통상 칩이 부서져 y방향으로 겹친 부분은 기판 상에 남아버리는 것이 많다. 이 부분을 인접 칩에 손상을 주지 않고 제거하는 것은 극히 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법 특히, 불량 칩 제거를 가능하게 한 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법에 관한 것이다. 또한, 이러한 방법에 의해 배열된 복수의 칩으로 이루어지는 자기 주사형 발광 장치 및 배열된 칩으로부터의 불량 칩 제거 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 갈짓자 배열 방법을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자기 주사형 발광 장치의 등가 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 발광 소자 어레이 칩의 특히 본딩 패드 배치를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 칩의 배열 방법을 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 불량 칩을 완전히 제거할 수 있는 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 방법에 의해 배열된 복수의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩으로 이루어지는 자기 주사형 발광 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 불량 칩을 제거하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 제 1 양태는 한쪽 끝에 면하도록 복수의 발광 소자가 직선 형상으로 배열된 발광 소자 어레이와, 다른쪽 끝에 설치된 복수의 본딩 패드를 갖는 구 형상의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 기판 상에 복수 개, 갈짓자 형상으로 배열하는 방법이다. 이 배열 방법에 의하면, 칩의 한쪽 끝끼리를 발광 소자의 배열 피치가 일정해지고, 또한, 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치지 않도록 칩을 배열하며 그리고 칩의 다른쪽 끝끼리를 발광 소자의 배열 피치가 일정해지고, 또한, 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치도록 칩을 배열한다.
자기 주사형 발광 소자 어레이 칩은 문턱 전압 혹은 문턱 전류가 제어 가능한 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 배열한 3단자 전송 소자 어레이의 각 전송 소자의 제어 전극을 서로 제 1 전기적 수단으로 접속함과 함께, 각 전송소자의 제어 전극에 전원 라인을 제 2 전기적 수단을 사용하여 접속하며, 또한 각 전송 소자의 나머지 2단자의 한쪽에 클록 라인을 접속하여 형성한 자기 주사형 전송 소자 어레이와, 문턱 전압 혹은 문턱 전류가 제어 가능한 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 배열한 상기 발광 소자 어레이를 갖는 것이 적합하다.
본 발명의 제 2 양태는 이상의 배열 방법에 의해 배열된 복수 개의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 구비하는 자기 주사형 발광 장치이다.
본 발명의 제 3 양태는 이상의 배열 방법에 의해 배열된 복수 개의 칩 중 불량 칩을 이 불량 칩에 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치는 칩와 함께 제거하는 방법으로, 제거할 때에 불량 칩 또는 이 불량 칩에 겹치는 칩 측면으로부터 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 힘을 가해 제거하고 있다.
도 2에 본 발명에 따른 자기 주사형 발광 소자 어레이의 등가 회로도를 도시한다. 상기 자기 주사형 발광 소자 어레이는 전송 소자 어레이 부분과 발광 소자 어레이 부분을 분리한 구조인 것이다. 전송 소자 어레이 부분은 스위치 소자(T1, T2, T3, …)를 가지며, 발광 소자 어레이 부분은 기록용 발광 소자(L1, L2, L3, …)를 갖고 있다. 이들 전송 소자 및 발광 소자는 3단자 발광 사이리스터에 의해 구성된다. 전송 소자 부분 구성은 전송 소자의 게이트를 서로 전기적으로 접속하는 데 다이오드(D1, D2, D3, …)를 사용하고 있다. VGK는 전원(통상 5V)으로, 부하 저항(RL)을 거쳐 각 스위치 소자의 게이트 전극(G1, G2, G3, …)에 접속되어 있다. 또한, 스위치 소자의 게이트 전극(G1, G2, G3, …)은 기록용 발광 소자의 게이트 전극에도 접속된다. 스위치 소자(T1)의 게이트 전극에는 스타트 펄스(ψS)가 더해지고, 스위치 소자의 어노이드 전극에는 교대로 전송용 클록 펄스(ψ1, ψ2)가 더해지며, 기록용 발광 소자의 어노이드 전극에는 기록 신호(ψ1)가 더해져 있다.
동작을 간단하게 설명한다. 우선 전송용 클록 펄스(ψ1)의 전압이 H레벨로, 스위치 소자(T2)가 온 상태라 하자. 이 때, 게이트 전극(G2)의 전위는 VGK의 5V로부터 거의 0V에까지 저하한다. 이 전위 강하의 영향은 다이오드(D2)에 의해 게이트 전극(G3)으로 전해지며, 그 전위를 약 1V에(다이오드(D2)의 순방향 상승 전압(확산 전위와 같다)) 설정한다. 그러나, 다이오드(D1)는 역 바이어스 상태이기 때문에 게이트 전극(G1)으로의 전위 접속은 행해지지 않으며, 게이트 전극(G1) 전위는 5V인채가된다. 발광 사이리스터의 온 전위는 게이트 전극 전위+PN 접합의 확산 전위(약 1V)로 근사되기 때문에, 다음의 전송용 클록 펄스(ψ2)의 H레벨 전압은 약 2V(스위치 소자(T3)를 온시키기 위해 필요한 전압) 이상이며 또한 약 4V(스위치 소자(T5)를 온시키기 위해 필요한 전압) 이하로 설정해 두면 스위치 소자(T3)만이 온하며, 이 이외의 스위치 소자는 오프 인채로 할 수 있다. 따라서, 2개의 전송용 클록 펄스로 온 상태가 전송되게 된다.
스타트 펄스(ψS)는 이러한 전송 동작을 개시시키기 위한 펄스로, 스타트 펄스(ψS)를 L레벨(약 0V)로 함과 동시에 전송용 클록 펄스(ψ2)를 H레벨(약 2 내지 약 4V)로 하여, 스위치 소자(T(1))를 온시킨다. 그 후 바로 스타트 펄스(ψs)는 H레벨로 되돌려진다.
지금, 스위치 소자(T2)가 온 상태에 있다고 하면, 게이트 전극(G2)의 전위는 거의 0V가 된다. 따라서, 기록 신호(ψI)의 전압이 pn 접합의 확산 전위(약 1V) 이상이면 발광 소자(L2)를 발광 상태로 할 수 있다.
이에 대해, 게이트 전극(G1)은 약 5V이고, 게이트 전극(G3)은 약 1V가 된다. 따라서, 발광 소자(L1)의 기록 전압은 약 6V, 발광 소자(L3)의 기록 전압은 약 2V가 된다. 이제부터, 발광 소자(L2)에만 기록할 수 있는 기록 신호(ψI)의 전압은 1 내지 2V의 범위가 된다. 발광 소자(L2)가 온, 즉 발광 상태에 들어가면, 발광 강도는기록 신호(ψI)에 흐르는 전류량으로 정해지며, 임의의 강도로써 화상 기록이 가능해진다. 또한, 발광 상태를 다음 발광 소자에 전송하기 위해서는 기록 신호(ψI)의 라인의 전압을 한번 0V까지 떨어뜨려, 발광하고 있는 발광 소자를 일단 오프로 해 놓을 필요가 있다.
본 발명의 자기 주사형 발광 장치는 예를 들면 600dpi/128 발광점의 자기 주사형 발광 소자 어레이의 칩(좁은 폭으로 길이 약 5.4mm인 구 형상 칩)을 복수 개 배열함으로써 제작된다.
도 3은 본 발명에 따른 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩(20)의 특히 본딩 패드 배치를 도시하는 도면이다. 도면 중, ψ1, ψ2, ψS, ψI, VGK는 각각 클록 펄스, 스타트 펄스, 기록 신호, 전원을 위한 본딩 패드를 도시하고 있다. 이들 본딩 패드는 모두 칩(20)의 한쪽에 모여 배치되어 있다. 전송 소자 어레이 부분(22) 및 발광 소자 어레이 부분(24)은 칩(20)의 다른쪽 한쪽에 면하도록 배치되어 있다.
이러한 칩의 배열 방법을 도 4에 도시한다. 도 4에서는 도면을 간단하게 하기 때문에, 칩에는 발광 소자(14)와, 본딩 패드(생략한 형상으로 또한 확대하여 도시하고 있다)(26)만 도시하고 있다.
칩은 도 1과 마찬가지로 기판 상에 지그재그 형상으로 배열되지만, 발광 소자(14)의 어레이가 면하고 있는 끝 부분끼리를 발광 소자(14)의 배열 피치가 연속하여 일정해지도록 대향시켜 배열하며(도 4의 칩(20-1과 20-2)과 같이), 더욱이, 본딩 패드(26)가 있는 끝 부분끼리를 발광 소자(14)의 배열 피치가 연속하여 일정해지고, 또한, y축 방향으로 겹치도록 배열한다(도 4의 칩(20-2와 20-3)과 같이).
이하, 동일하게 하여 칩을 지그재그 형상으로 반복하여 배열하면서 기판 상에 부착하여 자기 주사형 발광 장치를 제작한다.
이상과 같이 기판 상에 배열된 칩 중, 칩(20-2)이 불량 칩이었다고 하자. 이러한 경우, 불량 칩(20-2)과 y축 방향으로 겹쳐 있는 칩(20-3)과의 2칩을 단위로 하여, 도 4의 예의 경우, 칩(20-3) 측면에 금속제 공구(28)를 할당하여, y축 방향으로 힘을 가하여 이들 2칩을 동시에 제거한다. 칩(20-2)은 칩(20-1)과 y축 방향으로 겹쳐 있지 않으며, 칩(20-2)은 또 칩(20-4)과 y축 방향으로 겹쳐 있지 않다. 따라서, 2칩을 제거할 때에 인접하는 칩(20-1, 20-4)에는 힘이 작용하지 않아, 2칩만을 제거하는 것이 가능해진다.
본 발명의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법에 의하면, 다른 칩을 손상하지 않고 불량 칩을 제거할 수 있기 때문에, 자기 주사형 발광 장치 제조에 있어서 코스트 저하가 가능해진다.

Claims (6)

  1. 한쪽 끝에 면하도록 복수의 발광 소자가 직선 형상으로 배열된 발광 소자 어레이와, 다른쪽 끝에 설치된 복수의 본딩 패드를 갖는 구 형상의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 기판 상에 복수개, 갈짓자 형상으로 배열하는 방법에 있어서,
    칩의 상기 한쪽 끝끼리를, 발광 소자의 배열 피치가 일정해지고, 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치지 않도록 칩을 배열하며, 칩의 상기 다른쪽 끝끼리를, 발광 소자의 배열 피치가 일정해지고, 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치도록 칩을 배열하는 것을 특징으로 하는 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩의 배열 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩은
    문턱 전압 혹인 문턱 전류가 제어 가능한 제어 전극을 갖는 3단자 전송 소자 다수 개를 배열한 3단자 전송 소자 어레이의 각 전송 소자의 제어 전극을 서로 제 1 전기적 수단으로 접속함과 함께, 각 전송 소자의 제어 전극에 전원 라인을 제 2 전기적 수단을 사용하여 접속하며, 각 전송 소자의 나머지 2단자 한쪽에 클록 라인을 접속하여 형성한 자기 주사형 전송 소자 어레이와,
    문턱 전압 또는 문턱 전류가 제어 가능한 제어 전극을 갖는 3단자 발광 소자 다수 개를 배열한 상기 발광 소자 어레이를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 주사형발광 소자 어레이 칩의 배열 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항 기재의 배열 방법에 의해 배열된 복수 개의 자기 주사형 발광 소자 어레이 칩을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 주사형 발광 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항 기재의 배열 방법에 의해 기판 상에 배열된 복수 개의 칩 중 불량 칩을, 이 불량 칩에, 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 겹치는 칩과 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 불량 칩의 제거 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 불량 칩 및 이 불량 칩에 겹치는 상기 칩을 제거할 때, 상기 불량 칩 또는 이 불량 칩에 겹치는 상기 칩 측면으로부터 칩의 배열 방향과 직교하는 방향으로 힘을 가하여 제거하는 것을 특징으로 하는 불량 칩의 제거 방법.
  6. 상기 힘은 금속제 공구를 상기 칩 측면에 가압함으로써 가하는 것을 특징으로 하는 불량 칩의 제거 방법.
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