KR20060086286A - 디바이스 설치 구조, 디바이스 설치 방법, 액체 방울 토출헤드, 커넥터, 및 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

디바이스 설치 구조이며, 도전 접속부와 단차부를 갖는 기체와, 상기 기체 위의 상기 단차부를 거쳐서 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속된 접속 단자를 갖고, 또한 상기 기체 위에 배치된 디바이스와, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하여, 상기 단차부의 높이와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터를 구비한다.

Description

디바이스 설치 구조, 디바이스 설치 방법, 액체 방울 토출 헤드, 커넥터, 및 반도체 장치{DEVICE PACKAGE STRUCTURE, DEVICE PACKAGING METHOD, DROPLET EJECTION HEAD, CONNECTOR, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은 제 1 실시 형태에 따른 액체 방울 토출 헤드의 사시 구성도,
도 2는 제 1 실시 형태에 따른 액체 방울 토출 헤드를 아래쪽으로부터 본 사시 구성도,
도 3은 도 1의 A-A 선을 따른 단면 구성도,
도 4는 도 3에 도시하는 커넥터를 설명하기 위한 구성도,
도 5는 커넥터의 제작 공정의 일례를 도시하는 단면 공정도,
도 6은 제 2 실시 형태에 따른 액체 방울 토출 헤드를 설명하기 위한 구성도,
도 7은 제 3 실시 형태에 따른 액체 방울 토출 헤드를 설명하기 위한 구성도,
도 8은 액체 방울 토출 장치의 일례를 도시하는 사시 구성도,
도 9는 반도체 장치의 일례를 도시하는 단면 구성도,
도 10은 제 4 실시 형태를 도시한 도면으로, 액체 방울 토출 헤드의 사시 구 성도,
도 11은 도 10의 A-A 선을 따른 단면 구성도,
도 12는 커넥터의 외관 사시도,
도 13은 액체 방울 토출 헤드의 제조 방법을 도시하는 흐름도,
도 14는 액체 방울 토출 장치의 일례를 도시하는 사시 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 101 : 액체 방울 토출 헤드 2 : X축 방향 구동 모터
3 : Y축 방향 구동 모터 4, 304 : X축 방향 구동축
5 : Y축 방향 가이드 축 10 : 유로 형성 기판
11 : 격벽 12 : 압력 발생실
13 : 연통부 15 : 노즐 개구
20 : 저장소 형성 기판 25 : 기능액 도입구
34, 510, 511 : 배선 패턴 36b, 36c, 352 : 단자 전극
36d : 접속 배선 70 : 압전체막
80 : 상부 전극막 100 : 저장소
200a : 접속 단자 200A 내지 200D : 구동 회로부
300 : 압전 소자 350 : 커넥터 적층체
351 : 커넥터 기판 351A : 커넥터용 실리콘 기판
352 : 단자 전극 354 : 기초층
353 : 절연층 400 : 진동판
501, 502 : 가요성 기판 700 : 홈부
1000 : 반도체 장치 1010 : 베이스 기판
1011, 1071, 1081 : 관통 전극 1020, 1030, 1040 : IC 칩
1021 : 패드 1060, 1070, 1080 : 커넥터
본 발명은 디바이스 설치 구조, 디바이스 설치 방법, 액체 방울 토출 헤드, 커넥터, 및 반도체 장치에 관한 것이다.
IC 칩 등의 디바이스를 회로 기판 위에 배치하여 전기적으로 접속하는 방법으로서, 종래부터 와이어 본딩(wire bonding)법이 알려져, 일반적으로 이용되고 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2000-127379호 공보, 일본 특허 공개 제2003-159800호 공보, 및 일본 특허 공개 제2004-284176호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 화상의 형성이나 마이크로 디바이스의 제조 시에 액체 방울 토출법(잉크젯법)을 적용하는 경우에 이용되는 액체 방울 토출 헤드(잉크젯식 기록 헤드)에 있어서도, 잉크 토출 동작을 실행하기 위한 압전 소자와, 압전 소자에 전기 신호를 공급하는 구동 회로부(IC 칩 등)와의 접속에, 와이어 본딩법이 이용되고 있다.
그러나 상술한 바와 같은 종래 기술에는, 이하와 같은 문제가 존재한다. 최 근 IC 칩 등의 높은 집적화에 수반하여 IC 칩 등의 외부 접속 단자가 협소화, 협(狹)피치화되는 경향이 있으며, 그에 수반하여 회로 기판 위에 형성되는 배선 패턴도 협피치화되는 경향이 있다. 그로 인해, 상기 와이어 본딩을 이용한 접속 방법의 적용이 곤란해졌다.
또한, 액체 방울 토출법을 기초로 하여 화상 형성이나 마이크로 디바이스 제조를 실행하는 방법에 있어서는, 화상의 고선명화나 마이크로 디바이스의 미세화를 실현하기 위해, 액체 방울 토출 헤드에 설치된 노즐 개구부끼리 사이의 거리(노즐 피치)를 가능한 한 작게(좁게) 하는 것이 바람직하다. 상기 압전 소자는 노즐 개구부에 대응하여 복수 형성되므로, 노즐 피치를 작게 하면, 그 노즐 피치에 따라서 압전 소자끼리 사이의 거리도 작게 할 필요가 있다. 그런데 압전 소자끼리 사이의 거리가 작아지면, 그들 복수의 압전 소자의 각각과 드라이버 IC를 와이어 본딩 수법에 의해 접속하는 것이 어려워진다.
본 발명은 이상과 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, IC 칩 등의 디바이스에 의한 단차부나, 디바이스가 설치되는 기판의 형상에 기인하는 단차부를 거쳐서 디바이스의 접속 단자와 기판의 접속부를 전기적으로 접속하는 디바이스 설치 구조를 제공하는 것이다.
그리고 본 발명은, 접속 단자 및 접속부의 형성 피치가 협소화된 경우에도 전기적 접속을 실행할 때의 작업성을 저하하는 일없이, 우수한 신뢰성을 갖고 수율 좋게 디바이스를 설치하는 것을 가능하게 하는 디바이스 설치 구조, 액체 방울 토출 헤드 및 커넥터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 우수한 신뢰성을 갖고 수율 좋게 디바이스를 설치하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 디바이스 설치 구조는 도전 접속부와 단차부를 갖는 기체와, 상기 기체 위의 상기 단차부를 거쳐서 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속된 접속 단자를 갖고, 또한 상기 기체 위에 배치된 디바이스와, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하여, 상기 단차부의 높이와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터를 구비한다.
이 디바이스 설치 구조에 의하면, 반도체 소자 등의 각종 디바이스를 기체 위에 설치할 때에, 디바이스의 접속 단자와 기체의 도전 접속부가 단차부를 거쳐서 떨어져 있는 경우에, 이러한 단차부와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터를 이용하므로, 매우 간편한 구성으로 상기 단차부를 해소할 수 있다. 따라서 본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 효율적으로 확실하게, 또한 저비용으로 디바이스를 설치할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 디바이스 설치 구조는 도전 접속부와 단차부를 갖는 기체와, 상기 기체 위의 상기 단차부를 거쳐서 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속된 접속 단자를 갖고, 또한 상기 기체 위에 배치된 디바이스와, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하여, 상기 단차부의 높이보다 큰 높이를 갖는 커넥터를 구비한다.
이 경우, 상기 커넥터로서 단차부보다 큰 높이의 것을 이용하므로, 커넥터에 의해 끌어내어진 도전 접속부가 단차부로부터 돌출하여 배치되게 되어, 커넥터에 대한 전기적인 접속에 따른 작업을 실행하기 쉬워진다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 복수의 상기 커넥터가 적층되어 구성된 커넥터 적층체를 갖고, 상기 커넥터 적층체는 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 상기 기체의 상기 도전 접속부 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 단차부의 높이에 따라서 커넥터 적층체에서의 커넥터의 적층수를 조정함으로써, 디바이스의 접속 단자와 커넥터와의 접속부의 위치를 조정할 수 있으므로, 디바이스의 도전 접속이 쉬운 설치 구조를 얻을 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터는 기재와 단자 전극을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터의 상기 단자 전극은 상기 기재를 관통하고 있는 것이 바람직하다.
기재를 관통하는 단자 전극을 구비한 커넥터를 이용함으로써, 상기 기체 위에 설치되는 다른 부재와의 접촉을 피하면서 기재의 상하를 도통시킬 수 있으므로, 간편한 구성으로 신뢰성이 우수한 디바이스 설치 구조를 얻을 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터의 상기 기재는 제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖고, 상기 커넥터의 상기 단자 전극은 상기 제 1 면에 형성된 제 1 단 자 전극과, 상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과, 상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 갖는 것이 바람직하다.
이 구성에 의해서도, 간편한 구성으로 신뢰성이 우수한 설치 구조를 얻을 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터의 기재가 유리 에폭시, Si, 세라믹, 또는 유리인 것이 바람직하다.
이들의 기재를 사용함으로써 저렴하면서도 또한 신뢰성이 우수한 커넥터를 제작할 수 있으므로, 저렴하게 형성할 수 있는 디바이스 설치 구조가 된다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터의 상기 단자 전극의 구성 재료가 Cu, Ni, Au, Ag로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 재료, 해당 군으로부터 선택되는 금속 재료의 합금, 땜납 재료 또는 도전성 수지 재료 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 기체를 관통하는 관통 구멍을 갖고, 상기 도전 접속부가 상기 기체의 외면 또는 내면에 형성되고, 상기 관통 구멍은 상기 도전 접속부에 달하고, 상기 커넥터가 상기 관통 구멍 내에 배치되어, 상기 커넥터가 상기 디바이스의 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다.
본 구성에 의하면, 상기 기체 자체가 상기 디바이스와 상기 도전 접속부와의 단차부를 형성하고 있는 경우에도, 디바이스의 접속 단자와 기체의 도전 접속부를 확실하게 전기적으로 접속할 수 있는 설치 구조를 제공할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 디바이스 설치 구조는 제 1 면과, 단차부와, 상기 제 1 면에 상기 단차부를 거쳐서 형성된 제 2 면을 갖는 기체와, 상기 제 1 면에 형성된 제 1 도전 접속부와, 상기 제 2 면에 배치되어 상기 제 1 도전 접속부에 전기적으로 접속되는 접속 단자를 갖고, 상기 기체 위에 배치된 디바이스와, 상기 제 2 면에 형성되어 상기 접속 단자에 접속되는 제 2 도전 접속부와, 상기 제 1 도전 접속부와 상기 제 2 도전 접속부를 전기적으로 접속하고, 적어도 상기 단차부의 높이와 동일한 높이를 갖는 커넥터를 구비한다.
따라서, 본 발명의 디바이스 설치 구조에서는 반도체 소자 등의 각종 디바이스를 기체 위에 설치할 때에, 디바이스의 접속 단자와, 기체의 제 1 도전 접속부가 단차부를 거쳐서 떨어져 있는 경우에, 적어도 이러한 단차부의 높이를 갖는 커넥터를 사용하므로, 매우 간편한 구성으로 상기 단차부를 해소할 수 있다. 그로 인해, 본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 효율적으로 확실하게, 또한 저비용으로 디바이스를 설치할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 디바이스의 접속 단자와 접속된 제 2 도전 접속부를 계측함으로써, 커넥터를 설치하기 전에 디바이스의 도통 체크를 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터는 상기 제 1 도전 접속부에 접속되는 제 1 단자 전극과, 상기 제 2 도전 접속부에 접속되는 제 2 단자 전극과, 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 구비하는 것이 바람직하다.
이로써, 본 발명에서는 접속 배선을 거쳐서 접속된 제 1 단자 전극, 제 2 단자 전극에 의해 제 1 도전 접속부와 디바이스의 접속 단자가 접속된다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터는 상기 제 1 단자 전극이 형성되는 면과 상기 제 2 단자 전극이 형성되는 면 사이에 경사면을 갖고, 상기 접속 배선은 상기 경사면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이로써 본 발명에서는, 제 1 단자 전극이 형성되는 면과 제 2 단자 전극이 형성되는 면에 대하여 경사면이 둔각으로 교차하게 되므로, 접속 배선에 가해지는 응력 집중을 완화할 수 있어, 단선 등의 문제점을 회피하는 것이 가능해진다. 또한, 예를 들어 액체 방울 토출 방식으로 접속 배선을 제막(製膜)할 때에도, 서로 직교하는 면에 제막하는 경우와 비교하여 쉽게 제막하는 것이 가능해진다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 제 1 단자 전극에는 제 1 도전성 돌기부가 형성되고, 상기 제 2 단자 전극에는 제 2 도전성 돌기부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
여기에서, 제 1 도전성 돌기부 및 제 2 도전성 돌기부라 함은 범프를 의미한다. 이 구성에서는, 커넥터를 기체에 설치할 때의, 커넥터의 높이 격차를 흡수할 수 있는 동시에, 범프를 기체에 형성할 경우와 비교하여 제 1 단자 전극이나 제 2 단자 전극, 접속 배선을 형성할 때에 범프를 형성할 수 있으므로, 제조가 쉬워진다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극 중 적어도 한쪽의 구성 재료가 Cu, Ni, Au, Ag로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 재료, 해당 군으로부터 선택되는 금속 재료의 합금, 땜납 재료, 또는 도전성 수지 재료 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 커넥터의 기재가 유리 에폭시, Si, 세라믹, 또는 유리인 것이 바람직하다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 기체의 선 팽창 계수와, 상기 커넥터의 선 팽창 계수가 대략 동일한 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에서는 기체 및 커넥터에 온도 변동이 생긴 경우라도, 온도 변화에 의한 부피 변화로 인해 도전 접합부에 박리 등이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 구조에서는, 상기 디바이스에는 제 1 도전성 돌기부가 형성되고, 상기 커넥터에는 제 2 도전성 돌기부가 형성되며, 상기 디바이스와 상기 기체는 상기 제 1 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속되고, 상기 커넥터와 상기 기체는 상기 제 2 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 상기 디바이스 및 상기 커넥터는 각각 상기 기체에 대하여 플립 칩 설치된다. 이에 의해 본 발명에서는, 디바이스 및 커넥터를 동일한 장치(설치 장치)에 의해 설치하는 것이 가능해져 생산 효율의 향상에 기여할 수 있다. 플립칩 설치는 전자 부품이나 반도체 디바이스를 기판이나 보드에 직접 설치하는 것을 의미한다. 플립칩 설치에 있어서, 전기적인 접속은 전자 부품이나 반도체 디바이스의 표면에 형성된 도전성 범프(도전성 돌기부)를 통해 달성된다.
또한, 본 발명의 디바이스 설치 구조에서는 상기 커넥터는 상기 기체에 상기 커넥터를 설치할 때의 위치 검출용의 마크를 갖는 것이 바람직하다.
이로써, 커넥터를 기체에 설치할 때에 마크를 검출함으로써, 커넥터의 위치를 검출하여 기체에 대한 위치 결정을 하는 것이 가능해진다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 반도체 장치는 기체와, 앞서 기재된 디바이스 설치 구조를 이용하여 상기 기체 위에 설치된 전자 디바이스를 구비한다.
이 구성에 의하면, 전기적 신뢰성이 우수한 설치 구조를 구비한 높은 신뢰성의 반도체 장치를 제공할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 액체 방울 토출 헤드는 액체 방울을 토출하는 노즐 개구와, 상기 노즐 개구에 연통하는 압력 발생실과, 상기 압력 발생실의 외측에 배치되어 상기 압력 발생실에 압력 변화를 생기게 하는 구동 소자와, 상기 구동 소자를 사이에 두고 상기 압력 발생실과 반대측에 설치된 보호 기판과, 상기 보호 기판을 사이에 두고 상기 구동 소자와 반대측에 설치되어, 상기 구동 소자에 전기 신호를 공급하는 구동 회로부와, 앞서 기재된 디바이스 설치 구조에 의해 상기 구동 회로부에 전기적으로 접속된 상기 구동 소자의 회로 접속부를 구비한다.
따라서 본 발명에서는, 상기 보호 기판을 사이에 두고 양측에 배치된 구동 회로부와 상기 구동 소자가 상기 커넥터에 의해 접속되어 있으므로, 노즐 개구의 협소화에 의해 구동 소자가 협소화되고, 와이어 본딩에서는 접속이 매우 곤란해진 경우에도, 상기 접속 구멍의 협소화를 쉽게 실행할 수 있어, 구동 소자와 구동 회로부를 높은 접속 신뢰성을 갖고 쉽게 접속할 수 있으므로, 고선명의 액체 방울 토출 헤드를 제공할 수 있다.
또한, 와이어 본딩에 의해 양자를 접속하는 구조에서는 필수적인 와이어를 배치하기 위한 공간이 불필요해, 액체 방울 토출 헤드를 박형화할 수 있다. 또한, 구동 회로부가 보호 기판 위에 설치되어 있는 구조를 채용할 수 있으므로, 구동 회로부를 포함한 액체 방울 토출 헤드 전체의 박형화, 소형화에 유리한 구성으로 되어 있다.
본 발명의 액체 방울 토출 헤드는 액체 방울을 토출하는 노즐 개구와, 상기 노즐 개구에 연통하는 압력 발생실과, 상기 압력 발생실의 외측에 배치되어 상기 압력 발생실에 압력 변화를 생기게 하는 구동 소자와, 상기 구동 소자를 사이에 두고 상기 압력 발생실과 반대측에 설치되어 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍을 갖는 보호 기판과, 상기 보호 기판을 사이에 두고 상기 구동 소자와 반대측에 형성되어 상기 구동 소자에 전기 신호를 공급하는 구동 회로부와, 상기 보호 기판의 관통 구멍 내에 배치되어 상기 구동 회로부와 상기 구동 소자의 회로 접속부를 전기적으로 접속하는 커넥터를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 상기 보호 기판을 사이에 두고 양측에 배치된 구동 회로부와 상기 구동 소자가 상기 커넥터에 의해 접속되어 있으므로, 노즐 개구의 협소화에 의해 구동 소자가 협소화되어, 와이어 본딩에서는 접속이 매우 곤란해진 경우에도 상기 접속 구멍의 협소화를 쉽게 실행할 수 있어, 구동 소자와 구동 회로부를 높은 접속 신뢰성을 갖고 쉽게 접속할 수 있으므로, 고선명의 액체 방울 토출 헤드를 제공할 수 있다.
또한, 와이어 본딩에 의해 양자를 접속하는 구조에서는 필수적인 와이어를 배치하기 위한 공간이 불필요해 액체 방울 토출 헤드를 박형화할 수 있다. 또한, 구동 회로부가 보호 기판 위에 설치되어 있는 구조를 채용할 수 있으므로, 구동 회로부를 포함한 액체 방울 토출 헤드 전체의 박형화, 소형화에 유리한 구성으로 되어 있다.
본 발명의 액체 방울 토출 헤드에서는, 복수의 상기 노즐 개구와, 상기 각 노즐 개구에 대응하는 상기 압력 발생실 및 상기 구동 소자를 구비하고, 상기 보호 기판의 관통 구멍 내에 배치된 커넥터에 의해, 상기 구동 회로부와 상기 각 구동 소자가 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명은 복수의 노즐 개구가 배열 형성되어, 각 노즐 개구에 대응하여 압력 발생실 및 구동 소자가 배열 형성되어 있는 액체 방울 토출 헤드에 특히 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명의 액체 방울 토출 헤드에서는, 상기 커넥터가 기재와 해당 기재를 관통하는 단자 전극을 구비하는 것이 바람직하다.
기재를 관통하는 단자 전극을 구비한 커넥터를 이용함으로써, 상기 관통 구멍 내에 있어서 상기 단자 전극과 상기 보호 기판 등과의 접촉을 피하면서 상기 구동 소자와 상기 구동 회로부를 도통시킬 수 있으므로, 간편한 구성으로 전기적 신뢰성이 우수한 액체 방울 토출 헤드를 얻을 수 있다.
본 발명의 액체 방울 토출 헤드에서는, 상기 구동 회로부의 접속 단자와 상기 구동 소자의 회로 접속부 사이에, 복수의 상기 커넥터가 적층 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 상기 보호 기판의 두께에 따라서 커넥터의 적층수를 조정함으로써, 구동 회로부의 접속 단자와 상기 커넥터와의 접속부의 위치를 조정할 수 있으므로, 보호 기판의 두께에 상관없이 높은 신뢰성의 도전 접속 구조를 구비한 액체 방울 토출 헤드를 얻을 수 있다.
본 발명의 액체 방울 토출 헤드에서는, 상기 커넥터의 기재는 제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖고, 상기 커넥터의 단자 전극은 상기 제 1 면에 형성된 제 1 단자 전극과, 상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과, 상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 갖는 것이 바람직하다.
이 구성에 의해서도, 간편한 구성으로 신뢰성이 우수한 설치 구조를 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명의 액체 방울 토출 장치는 앞서 기재된 본 발명의 액체 방울 토출 헤드를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 협소 노즐 피치의 액체 방울 토출 헤드를 구비하고, 고선명의 화상 형성이나 마이크로 디바이스 형성을 액체 방울 토출법에 의해 양호하게 실행할 수 있는 액체 방울 토출 장치를 제공할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 디바이스 설치 방법은 도전 접속부와 단차부를 갖는 기체를 준비하고, 접속 단자를 갖는 디바이스를 상기 기체 위에 배치하고, 상기 기체 위에 상기 디바이스를 배치했을 때에 상기 디바이스의 접속 단자와 상기 도전 접속부 사이에 형성되는 상기 단차부의 높이와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터를, 상기 기체 위에 배치하여, 상기 커넥터를 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속하고, 상기 커넥터에 상기 디바이스의 접속 단자를 전기적으로 접속하고, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속한다.
이 디바이스 설치 방법에 의하면, 상기 단차부와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터를 기체 위에 배치하여, 상기 도전 접속부와 상기 접속 단자를 전기적으로 접속하므로, 간편한 공정으로 쉽고도 또한 확실하게 디바이스와 기체와의 전기적 접속을 형성할 수 있다. 또한, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부가 각각 복수 있는 경우라도, 상기 커넥터에 의해 일괄로 전기적으로 접속하는 것이 가능해, 신속하면서 효율적으로 디바이스를 설치할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 디바이스 설치 방법은 도전 접속부와 단차부를 갖는 기체를 준비하여, 접속 단자를 갖는 디바이스를 상기 기체 위에 배치하고, 상기 기체 위에 상기 디바이스를 배치했을 때에 상기 디바이스의 접속 단자와 상기 도전 접속부 사이에 형성되는 상기 단차부의 높이보다 큰 높이를 갖는 커넥터를 상기 기체 위에 배치하여, 상기 커넥터를 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속하고, 상기 커넥터에 상기 디바이스의 접속 단자를 전기적으로 접속하고, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속한다.
이 디바이스 설치 방법에 의하면, 상기 단차부보다 큰 높이를 갖는 커넥터를 기체 위에 배치하여, 상기 도전 접속부와 상기 접속 단자를 전기적으로 접속하므로, 간편한 공정으로 쉬우면서도 또한, 확실하게 디바이스와 기체와의 전기적 접속을 형성할 수 있다. 특히, 기체 위에 상기 커넥터를 배치했을 때에, 그 일부가 상기 단차부로부터 돌출하므로, 상기 커넥터에 대한 상기 디바이스의 설치를 더욱 쉬우면서도 또한, 확실하게 실행할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부가 각각 복수 있는 경우라도, 상기 커넥터에 의해 일괄로 전기적으로 접속하는 것이 가능해 신속하면서 효율적으로 디바이스를 설치할 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 방법에서는, 상기 디바이스의 상기 접속 단자에, 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 디바이스의 상기 접속 단자에, 상기 도전 접속부를 플립 칩 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 디바이스 설치 방법에서는, 상기 디바이스의 상기 접속 단자에, 상기 커넥터의 단자 전극을 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 디바이스의 상기 접속 단자에 상기 커넥터의 단자 전극을 플립 칩 설치하는 것이 바람직하다.
상기 플립 칩 설치를 채용함으로써, 디바이스를 박형으로 설치할 수 있어, 전자 기기의 소형화, 박형화에 유효한 디바이스 설치 부재를 얻을 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 방법에서는, 상기 커넥터는 기재와, 상기 기재를 관통하는 단자 전극을 갖고, 상기 기체의 도전 접속부와 상기 디바이스의 접속 단 자를, 상기 커넥터의 단자 전극에 의해 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다.
이 디바이스 설치 방법에 의하면, 기재를 관통하여 설치된 상기 단자 전극을 구비한 커넥터를 이용함으로써, 상기 단자 전극과 기체 위의 다른 구성 부재와의 단락을 양호하게 방지하면서 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속할 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 방법에서는, 복수의 상기 커넥터를 적층하여 인접하는 상기 커넥터의 단자 전극끼리를 전기적으로 접속하여 이루어지는 커넥터 적층체를 형성하고, 상기 기체의 도전 접속부와 상기 디바이스의 접속 단자를 상기 커넥터의 단자 전극에 의해 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다.
상기 커넥터 적층체를 이용함으로써, 임의의 높이의 단차부에 대하여 상기 커넥터의 높이를 쉽게 맞출 수 있어, 상기 도전 접속부와 상기 접속 단자가 비교적 큰 단차부를 사이에 두고 배치되어 있을 경우에도 쉬우면서도 또한, 확실하게 양자를 전기적으로 접속할 수 있다.
본 발명의 디바이스 설치 방법에서는, 상기 커넥터는 제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖는 기재와, 상기 제 1 면에 형성된 제 1 단자 전극과, 상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과, 상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 갖고, 상기 커넥터를 이용하여 상기 제 1 단자 전극을 상기 기체의 도전 접속부와 전기적으로 접속하고, 상기 제 2 단자 전극을 상기 디바이스의 접속 단자와 전기적으로 접속하고, 상기 접속 단자와 상기 도 전 접속부를 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다.
이 설치 방법에 의해서도, 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 쉬우면서도 또한, 확실하게 전기적으로 접속할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 앞서 기재된 본 발명의 디바이스 설치 방법을 이용하여 전자 디바이스를 설치하는 공정을 포함한다.
이 제조 방법에 의하면, 전기적 신뢰성이 우수한 설치 구조를 갖는 반도체 장치를 쉽게 제조할 수 있다.
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에서는, 기재와 해당 기재를 관통하여 설치된 단자 전극을 구비한 커넥터를 제작하는 공정을 포함하여, 상기 커넥터의 단자 전극을 도금법, 전사법, 디스펜스법, 액체 방울 토출법, 및 인쇄법으로부터 선택되는 방법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
이 제조 방법에 의하면, 상기 단자 전극이 고정밀도로 형성된 커넥터를 저렴하게 제조할 수 있어, 아울러 우수한 전자적 신뢰성을 갖는 반도체 장치를 저렴하게 제조할 수 있다.
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에서는, 복수의 상기 커넥터를 적층 배치하는 동시에, 인접하는 상기 커넥터의 단자 전극을 서로 전기적으로 접속하여 커넥터 적층체를 제작하는 공정을 포함하여, 해당 커넥터 적층체를 이용하여 상기 기체의 도전 접속부와 상기 전자 디바이스의 접속 단자를 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다.
이 제조 방법에 의하면, 상기 전자 디바이스의 접속 단자와 상기 기체의 도전 접속부가 비교적 큰 단차부를 사이에 두고 구획되어 있어도 쉬우면서도 또한, 확실하게 양자를 전기적으로 접속할 수 있어, 전기적 신뢰성이 우수한 반도체 장치를 쉽게 얻을 수 있다.
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에서는, 제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖는 기재와, 상기 기재의 상기 제 1 면에 형성된 제 1 단자 전극과, 상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과, 상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 구비하는 커넥터를 제작하는 공정을 포함하여, 상기 커넥터의 단자 전극 및 접속 배선을 도금법, 디스펜스법, 액체 방울 토출법, 및 인쇄법으로부터 선택되는 방법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
이 제조 방법에 의하면, 상기 단자 전극이 고정밀도로 형성된 커넥터를 저렴하게 제조할 수 있어, 아울러 우수한 전자적 신뢰성을 갖는 반도체 장치를 저렴하게 제조할 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 고선명의 화상 형성이나 미소 디바이스의 제조에 적용할 수 있어, 또한 전기적 신뢰성이 우수한 액체 방울 토출 헤드, 및 그 제조 방법, 및 액체 방울 토출 장치를 제공할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 커넥터는 제 1 단자 전극과, 상기 제 1 단자 전극에 단차부를 거쳐서 배치된 제 2 단자 전극과, 상기 단차부에 형성되어, 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 구비한다.
따라서, 본 발명에서는 반도체 소자 등의 각종 디바이스를 기체 위에 설치할 때에, 디바이스의 접속 단자와, 기체의 제 1 도전 접속부가 단차부를 거쳐서 떨어져 있는 경우에, 적어도 이러한 단차부를 매우 간편한 구성으로 해소할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 효율적이면서도 확실하게, 또한 저비용으로 디바이스를 설치하는 것이 가능해진다.
본 발명의 커넥터에서는, 상기 제 1 단자 전극이 형성되는 면과, 상기 제 2 단자 전극이 형성되는 면 사이에 위치하는 경사면과, 상기 경사면에 형성된 상기 접속 배선을 구비하는 것이 바람직하다.
이로써 본 발명에서는, 제 1 단자 전극이 형성되는 면과 제 2 단자 전극이 형성되는 면에 대하여 경사면이 둔각으로 교차하게 되므로, 접속 배선에 가해지는 응력 집중을 완화할 수 있어, 단선 등의 문제점을 회피하는 것이 가능해진다. 또한, 예를 들어 액체 방울 토출 방식으로 접속 배선을 제막할 때에도, 서로 직교하는 면에 제막하는 경우와 비교하여 쉽게 제막하는 것이 가능해진다.
본 발명의 커넥터에서는, 상기 제 1 단자 전극에는 제 1 도전성 돌기부가 형성되고, 상기 제 2 단자 전극에는 제 2 도전성 돌기부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
여기에서, 제 1 도전성 돌기부 및 제 2 도전성 돌기부는 범프를 의미한다. 이 구성에서는, 커넥터를 기체에 설치할 때의, 커넥터의 높이 격차를 흡수할 수 있는 동시에, 범프를 기체에 형성할 경우와 비교하여, 제 1 단자 전극이나 제 2 단자 전극, 접속 배선을 형성할 때에 범프를 형성할 수 있으므로, 제조가 쉬워진다.
본 발명의 커넥터에서는, 위치 검출용의 마크를 갖는 것이 바람직하다.
이로써, 커넥터를 기체에 설치할 때에 마크를 검출함으로써, 커넥터의 위치를 검출하여 기체에 대한 위치 결정을 하는 것이 가능해진다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 디바이스 설치 방법은 제 1 면과, 단차부와, 상기 제 1 면에 단차부를 거쳐서 배치된 제 2 면과, 상기 제 1 면에 형성된 제 1 도전 접속부를 갖는 기체를 준비하여, 상기 제 2 면에 제 2 도전 접속부를 형성하고, 상기 제 2 면에 디바이스의 접속 단자를 배치하여, 상기 접속 단자와 상기 제 2 도전 접속부를 접속하고, 상기 제 1 도전 접속부와 상기 제 2 도전 접속부를, 적어도 상기 단차부의 높이와 동일한 높이를 갖는 커넥터를 거쳐서 전기적으로 접속하고, 상기 제 1 도전 접속부와 상기 디바이스의 접속 단자를 접속한다.
따라서, 본 발명의 디바이스 설치 방법에서는 반도체 소자 등의 각종 디바이스를 기체 위에 설치할 때에, 디바이스의 접속 단자와 기체의 제 1 도전 접속부가 단차부를 사이에 두고 떨어져 있는 경우에, 적어도 이러한 단차부의 높이를 갖는 커넥터를 이용하므로, 매우 간편한 구성으로 상기 단차부를 해소할 수 있다. 그로 인해, 본 발명의 디바이스 설치 방법에서는, 효율적으로 확실하게, 또한 저비용으로 디바이스를 설치할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 디바이스의 접속 단자와 접속된 제 2 도전 접속부를 계측함으로써, 커넥터를 설치하기 전에 디바이스의 도통 체크를 하는 것도 가능해진다.
본 발명의 디바이스 설치 방법에서는, 상기 디바이스에 제 1 도전성 돌기부를 형성하고, 상기 커넥터에 제 2 도전성 돌기부를 형성하며, 상기 디바이스와 상기 기체를 상기 제 1 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속하고, 상기 커넥터와 상기 기체를 상기 제 2 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디바이스 및 상기 커넥터를, 각각 상기 기체에 대하여 플립 칩 설치하는 것이 바람직하다.
이로써 본 발명에서는, 디바이스 및 커넥터를 동일한 장치(설치 장치)에 의해 설치하는 것이 가능해져 생산 효율의 향상에 기여할 수 있다.
(제 1 실시 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 참조하는 각 도면에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해 각 구성 부재의 치수를 변경하거나, 일부를 생략하여 표시한다.
(액체 방울 토출 헤드)
우선, 본 발명의 일 실시 형태로서, 본 발명에 디바이스 설치 구조를 구비한 액체 방울 토출 헤드에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1은 액체 방울 토출 헤드의 일 실시 형태를 도시하는 사시 구성도, 도 2는 액체 방울 토출 헤드를 아래쪽으로부터 본 사시 구성도의 일부 파단도, 도 3은 도 1의 A-A 선을 따른 단면 구성도이다.
또, 이하의 설명에 있어서는 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대해 설명한다. 수평면 내에서의 소정 방향을 X축 방향, 수평면 내에 있어서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향의 각각에 직교하는 방향(즉 연직 방향)을 Z축 방향이라 한다.
본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)는 잉크(기능액)를 액체 방울 상태로 하여 노즐로부터 토출하는 것이다. 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 액체 방울 토출 헤드(1)는 액체 방울이 토출되는 노즐 개구(15)를 구비한 노즐 기판(16)과, 노즐 기판(16)의 상면(+Z측)에 접속되어 잉크 유로를 형성하는 유로 형성 기판(10)과, 유로 형성 기판(10)의 상면에 접속되어 압전 소자(구동 소자)(300)의 구동에 의해 변위하는 진동판(400)과, 진동판(400)의 상면에 접속되어 저장소(100)를 형성하는 저장소 형성 기판(보호 기판)(20)과, 저장소 형성 기판(20) 위에 설치된 상기 압전 소자(300)를 구동하기 위한 4개의 구동 회로부(드라이버 IC)(200A 내지 200D)와, 구동 회로부(200A 내지 200D)와 접속된 복수의 배선 패턴(도전 접속부)(34)을 구비하여 구성되어 있다.
액체 방울 토출 헤드(1)의 동작은, 각 구동 회로부(200A 내지 200D)에 접속된 도시하지 않은 외부 제어기에 의해 제어된다. 도 2에 도시하는 유로 형성 기판(10)에는 복수의 평면에서 보아 대략 빗살 형상의 개구 영역이 구획 형성되고 있으며, 이들의 개구 영역 중, X축 방향으로 연장되어 형성된 부분이, 노즐 기판(16)과 진동판(400)에 의해 둘러싸여 압력 발생실(12)을 형성한다. 또한, 상기 평면에서 보아 대략 빗살 형상의 개구 영역 중, 도시 Y 방향으로 연장되어 형성된 부분이 저 장소 형성 기판(20)과 유로 형성 기판(10)에 의해 둘러싸여 저장소(100)를 형성하고 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 유로 형성 기판(10)의 도시 하면측(-Z측)은 개구되어 있으며, 그 개구를 덮도록 노즐 기판(16)이 유로 형성 기판(10)의 하면에 접속되어 있다. 유로 형성 기판(10)의 하면과 노즐 기판(16)은, 예를 들어 접착제나 열 용착 필름 등을 거쳐서 고정되어 있다. 노즐 기판(16)에는, 액체 방울을 토출하는 복수의 노즐 개구(15)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 노즐 기판(16)에 마련된 복수의 노즐 개구(15)는 Y축 방향으로 배열되어 있으며, 본 실시 형태에서는 노즐 기판(16) 위의 복수 영역에 배열된 한 무리의 노즐 개구(15)를, 각각 제 1 노즐 개구군(15A), 제 2 노즐 개구군(15B), 제 3 노즐 개구군(15C), 및 제 4 노즐 개구군(15D)을 구성하고 있다.
제 1 노즐 개구군(15A)과 제 2 노즐 개구군(15B)은 X축 방향에 관하여 서로 대향하도록 배치되어 있다. 제 3 노즐 개구군(15C)은 제 1 노즐 개구군(15A)의 +Y측에 설치되어 있고, 제 4 노즐 개구군(15D)은 제 2 노즐 개구군(15B)의 +Y측에 설치되어 있다. 이들 제 3 노즐 개구군(15C)과 제 4 노즐 개구군(15D)은 X축 방향에 관하여 서로 대향하도록 배치되어 있다.
또, 도 2에서는 각 노즐 개구군(15A 내지 15D)의 각각은 6개의 노즐 개구(15)에 의해 구성되어 있도록 표시되어 있지만, 실제로는 각 노즐 개구군은 예를 들어 720개 정도의 다수의 노즐 개구(15)에 의해 구성된다.
유로 형성 기판(10)의 내측에는, 그 중앙부로부터 X 방향으로 연장되는 복수 의 격벽(11)이 형성되어 있다. 본 실시 형태의 경우, 유로 형성 기판(10)은 실리콘에 의해 형성되어 있고, 복수의 격벽(11)은 유로 형성 기판(10)의 모재인 실리콘 단결정 기판을 이방성 에칭에 의해 부분적으로 제거하여 형성된 것이다. 복수의 격벽(11)을 갖는 유로 형성 기판(10)과, 노즐 기판(16)과, 진동판(400)에 의해 구획된 복수의 공간이 압력 발생실(12)이다.
압력 발생실(12)과 노즐 개구(15)는 각각에 대응하여 설치되어 있다. 즉, 압력 발생실(12)은 제 1 내지 제 4 노즐 개구군(15A 내지 15D)의 각각을 구성하는 복수의 노즐 개구(15)에 대응하도록 Y축 방향으로 복수 나란히 설치되어 있다. 그리고 제 1 노즐 개구군(15A)에 대응하여 복수 형성된 압력 발생실(12)이 제 1 압력 발생실군(12A)을 구성하고, 제 2 노즐 개구군(15B)에 대응하여 복수 형성된 압력 발생실(12)이 제 2 압력 발생실군(12B)을 구성하고, 제 3 노즐 개구군(15C)에 대응하여 복수 형성된 압력 발생실(12)이 제 3 압력 발생실군(12C)을 구성하고, 제 4 노즐 개구군(15D)에 대응하여 복수 형성된 압력 발생실(12)이 제 4 압력 발생실군(12D)을 구성하고 있다.
제 1 압력 발생실군(12A)과 제 2 압력 발생실군(12B)은 X축 방향에 관하여 서로 대향하도록 배치되어 있으며, 그들 사이에는 격벽(10K)이 형성되어 있다. 마찬가지로, 제 3 압력 발생실군(12C)과 제 4 압력 발생실군(12D) 사이에도 격벽(10K)이 형성되고 있으며, 그들은 X축 방향에 관하여 서로 대향하도록 배치되어 있다.
제 1 압력 발생실군(12A)을 형성하는 복수의 압력 발생실(12)의 기판 중앙부 측(-X측)의 단부는 상술한 격벽(10K)에 의해 폐색되어 있지만, 기판 외연부측(+X측)의 단부는 서로 접속하도록 집합되어, 저장소(100)와 접속되어 있다. 저장소(100)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 기능액 도입구(25)와 압력 발생실(12) 사이에서 기능액을 일시적으로 보유 지지하는 것이며, 저장소 형성 기판(20)에 Y축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 직사각 형상으로 형성된 저장소부(21)와, 유로 형성 기판(10)에 Y축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 직사각 형상으로 형성된 연통부(13)로 구성되어 있다. 그리고 연통부(13)에 있어서 각 압력 발생실(12)과 접속되어, 제 1 압력 발생실군(12A)을 구성하는 복수의 압력 발생실(12)의 공통의 기능액 보유 지지실(잉크실)을 형성하고 있다. 도 3에 도시하는 기능액의 경로를 보면, 헤드 외단부 상면에 개구하는 기능액 도입구(25)로부터 도입된 기능액이, 도입로(26)를 지나서 저장소(100)로 유입되어, 공급로(14)를 지나서 제 1 압력 발생실군(12A)을 구성하는 복수의 압력 발생실(12)의 각각에 공급되도록 되어 있다.
또한, 제 2, 제 3, 제 4 압력 발생실군(12B, 12C, 12D)의 각각을 구성하는 압력 발생실(12)의 각각에도, 상술한 바와 같은 구성의 저장소(100)가 접속되어 있으며, 각각 공급로(14)를 거쳐서 연통된 압력 발생실군(12B 내지 12D)에 공급되는 기능액의 일시 저류부를 구성하고 있다.
유로 형성 기판(10)과 저장소 형성 기판(20) 사이에 배치된 진동판(400)은, 유로 형성 기판(10) 측으로부터 차례로 탄성막(50)과 하부 전극막(60)을 적층한 구조를 구비하고 있다. 유로 형성 기판(10) 측에 배치되는 탄성막(50)은, 예를 들어 1 내지 2 ㎛ 정도 두께의 산화 실리콘막으로 이루어지는 것이며, 탄성막(50) 위에 형성되는 하부 전극막(60)은, 예를 들어 0.2 ㎛ 정도 두께의 금속막으로 이루어지는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, 하부 전극막(60)은 유로 형성 기판(10)과 저장소 형성 기판(20) 사이에 배치되는 복수의 압전 소자(300)의 공통 전극으로서도 기능을 하도록 되어 있다.
진동판(400)을 변형시키기 위한 압전 소자(300)는, 도 3에 도시한 바와 같이 하부 전극막(60) 측으로부터 차례로 압전체막(70)과 상부 전극막(80)을 적층한 구조를 구비하고 있다. 압전체막(70)의 두께는, 예를 들어 1 ㎛ 정도, 상부 전극막(80)의 두께는 예를 들어 0.1 ㎛ 정도이다.
또, 압전 소자(300)의 개념으로서는 압전체막(70) 및 상부 전극막(80)에다가, 하부 전극막(60)을 포함하는 것이라도 좋다. 하부 전극막(60)은 압전 소자(300)로서 기능을 하는 한편, 진동판(400)으로서도 기능을 하기 때문이다. 본 실시 형태에서는, 탄성막(50) 및 하부 전극막(60)이 진동판(400)으로서 기능을 하는 구성을 채용하고 있지만, 탄성막(50)을 생략하여 하부 전극막(60)이 탄성막(50)을 겸하는 구성으로 할 수도 있다.
압전 소자(300)[압전체막(70) 및 상부 전극막(80)]는 복수의 노즐 개구(15) 및 압력 발생실(12)의 각각에 대응하도록 복수 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 편의상 제 1 노즐 개구군(15A)을 구성하는 노즐 개구(15)의 각각에 대응하도록 Y축 방향으로 복수 나란히 설치된 한 무리의 압전 소자(300)를 제 1 압전 소자군이라 부르는 것으로 한다. 또한, 마찬가지로 제 2 노즐 개구군(15B)을 구성하는 노즐 개구(15)의 각각에 대응하도록 Y축 방향으로 복수 나란히 설치된 한 무리의 압 전 소자(300)를 제 2 압전 소자군이라 부르는 것으로 한다. 또한, 제 3 노즐 개구군(15C)에 대응하는 한 무리의 압전 소자(300)를 제 3 압전 소자군이라 부르고, 제 4 노즐 개구군(15D)에 대응하는 한 무리의 압전 소자(300)를 제 4 압전 소자군이라 부르는 것으로 한다.
유로 형성 기판(10) 위의 평면 영역에 있어서, 상기 제 1 압전 소자군 및 제 2 압전 소자군은 X축 방향에 관하여 서로 대향하도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 제 3, 제 4 노즐 개구군(15C, 15D)에 각각 대응하는 제 3, 제 4 압전 소자군은 X축 방향에 관하여 서로 대향하도록 배치되어 있다.
압전 소자(300)를 포함하는 진동판(400) 위의 영역을 덮어, 저장소 형성 기판(20)이 설치되어 있으며, 저장소 형성 기판(20)의 상면[유로 형성 기판(10)과 반대측면]에는, 밀봉막(31)과 고정판(32)을 적층한 구조의 컴플라이언스 기판(30)이 접합되어 있다. 이 컴플라이언스 기판(30)에 있어서, 내측에 배치되는 밀봉막(31)은 강성이 낮은 가요성을 갖는 재료(예컨대, 두께 6 ㎛ 정도의 폴리페닐렌 설파이드 필름)로 이루어져, 이 밀봉막(31)에 의해 저장소부(21)의 상부가 밀봉되어 있다. 한편, 외측에 배치되는 고정판(32)은 금속 등의 경질인 재료(예컨대, 두께 30 ㎛ 정도의 스테인리스강)로 이루어지는 판 형상 부재이다.
이 고정판(32)에는, 저장소(100)에 대응하는 평면 영역을 절결하여 이루어지는 개구부(33)가 형성되어 있고, 이 구성에 의해 저장소(100)의 상부는 가요성을 갖는 밀봉막(31)만으로 밀봉되어, 내부 압력의 변화에 의해 변형 가능한 가요부(22)로 되어 있다.
보통, 기능액 도입구(25)로부터 저장소(100)로 기능액이 공급되면, 예컨대 압전 소자(300)의 구동 시의 기능액의 흐름, 혹은 주위의 열 등에 의해 저장소(100) 내에 압력 변화가 생긴다. 그러나 상술한 바와 같이, 저장소(100)의 상부가 밀봉막(31)만으로 밀봉된 가요부(22)를 갖고 있으므로, 이 가요부(22)가 휨 변형되어 그 압력 변화를 흡수한다. 따라서 저장소(100) 내는 항상 일정한 압력으로 유지된다. 또한, 그 밖의 부분은 고정판(32)에 의해 충분한 강도로 유지되고 있다. 그리고 저장소(100)의 외측 컴플라이언스 기판(30) 위에는 저장소(100)에 기능액을 공급하기 위한 기능액 도입구(25)가 형성되어 있으며, 저장소 형성 기판(20)에는 기능액 도입구(25)와 저장소(100)의 측벽을 연통하는 도입로(26)가 설치되어 있다.
저장소 형성 기판(20)은 유로 형성 기판(10)과 함께 액체 방울 토출 헤드(1)의 기체를 이루는 부재이므로 강체로 하는 것이 바람직하고, 저장소 형성 기판(20)을 형성하는 재료로서 유로 형성 기판(10)과 대략 동일한 열 팽창률을 갖는 재료를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태의 경우, 유로 형성 기판(10)이 실리콘으로 이루어지는 것이므로, 그것과 동일 재료의 실리콘 단결정 기판이 적합하다. 실리콘 단결정 기판을 사용한 경우, 이방성 에칭에 의해 쉽게 고정밀도의 가공을 하는 것이 가능하므로, 압전 소자 보유 지지부(24)나 홈부(관통 구멍)(700)를 쉽게 형성할 수 있다고 하는 이점을 얻을 수 있다. 그 밖에, 유로 형성 기판(10)과 마찬가지로 유리, 세라믹 재료 등을 이용하여 저장소 형성 기판(20)을 제작할 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 저장소 형성 기판(20) 위에는 4개의 구동 회로부 (200A 내지 200D)가 배치되어 있다. 구동 회로부(200A 내지 200D)는, 예를 들어 회로 기판 혹은 구동 회로를 포함하는 반도체 집적 회로(IC)를 포함하여 구성되어 있다. 각 구동 회로부(200A 내지 200D)는, 도시 하면측에 복수의 접속 단자(200a)를 구비하고 있으며, 일부의 접속 단자(200a)가 저장소 형성 기판(20) 위에 형성된 배선 패턴(34)에 대하여 접속되어 있다. 구동 회로부(200A 내지 200D)의 다른 일부의 접속 단자(200a)는, 도 3에 도시한 바와 같이 저장소 형성 기판(20)의 홈부 내에 배치된 커넥터 적층체(350)의 단자 전극(352)에 대하여 접속되어 있다.
그리고 구동 회로부(200A, 200C)가 저장소 형성 기판(20) 상에서 Y축 방향을 따라서 긴 쪽에 배치되고, 구동 회로부(200B, 200D)는 각각 구동 회로부(200A, 200C)와 대략 평행하게 Y축 방향으로 긴 쪽에 배치되어 있다. 각 구동 회로부(200A 내지 200D)와 전기적으로 접속되어 있는 배선 패턴(34)은 모두 구동 회로부(200A 내지 200D)의 외측 단부로부터 X축 방향으로 연장되어 있으며, 그 선단부는 외부 제어기와의 접속 단자로서 이용 가능하다.
본 실시 형태의 경우, 제 1 노즐 개구군(15A)에 대응하는 제 1 압전 소자군의 압전 소자(300)에 대하여 전기적으로 접속되는 한 무리(도면에서는 6개)의 배선 패턴(34)이 제 1 배선군(34A)을 구성하고 있으며, 제 2 노즐 개구군(15B)에 대응하는 제 2 압전 소자군의 압전 소자(300)에 대하여 전기적으로 접속되는 한 무리의 배선 패턴(34)이 제 2 배선군(34B)을 구성하고 있다. 또한, 마찬가지로 제 3, 제 4 압전 소자군의 압전 소자(300)에 대하여 전기적 접속되는 한 무리의 배선 패턴(34)이, 각각 제 3 배선군(34C), 제 4 배선군(34D)을 구성하고 있다.
제 1 배선군(34A)을 구성하는 한 무리의 배선 패턴(34)은 구동 회로부(200A)에 접속되고, 제 2 배선군(34B)을 구성하는 한 무리의 배선 패턴(34)은 구동 회로부(200B)에 접속되고, 제 3 배선군(34C)을 구성하는 한 무리의 배선 패턴(34)은 구동 회로부(200C)에 접속되고, 제 4 배선군(34D)을 구성하는 한 무리의 배선 패턴(34)은 구동 회로부(200D)에 접속되어 있다. 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)에서는, 제 1 노즐 개구군(15A) 내지 제 4 노즐 개구군(15D)에 각각 대응하는 제 1 압전 소자군 내지 제 4 압전 소자군을, 각각 다른 구동 회로부(200A 내지 200D)에 의해 구동하는 구성이 채용되어 있다.
또, 도 1에서는, 각 배선군에 대해 6개의 배선 패턴(34)을 갖는 구성으로 하고 있지만, 이것은 도 2에 도시한 노즐 개구(15)의 수, 및 압력 발생실(12)의 수에 합쳐서 도시한 것에 지나지 않으며, 앞서 기재된 바와 같이 각 배선군(34A 내지 34D)에 포함되는 배선 패턴(34)은 구동 회로부(200A 내지 200D)와 외부 제어기와의 접속 배선을 구성하는 것이므로, 그 개수는 구동 회로부(200A 내지 200D)를 구동 제어하는 데 필요한 개수이면 충분하고, 통상은 각 구동 회로부에 의해 구동되는 압전 소자(300)의 수보다 적어진다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 저장소 형성 기판(20) 중, X축 방향에 관하여 중앙부에는 Y축 방향으로 연장되는 홈부(관통 구멍)(700)가 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에서는, 이 홈부(700)가 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)(회로 접속부)과, 그들에 접속되어야 할 상기 구동 회로부(200A 내지 200D)의 접속 단자(200a)를 구획하는 단차를 형성하고 있다.
본 실시 형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이 홈부(700)에 의해 X축 방향에 관하여 구획되는 저장소 형성 기판(20) 중, 회로 구동부(200A)와 접속되는 복수의 압전 소자(300)를 밀봉하고 있는 부분을 제 1 밀봉부(20A)라 하고, 구동 회로부(200B)와 접속되는 복수의 압전 소자(300)를 밀봉하고 있는 부분을 제 2 밀봉부(20B)라 한다. 이들의 제 1 밀봉부(20A) 및 제 2 밀봉부(20B)에는, 각각 압전 소자(300)와 대향하는 영역에, 압전 소자(300)의 운동을 저해하지 않을 정도의 공간을 확보하는 동시에, 그 공간을 밀봉하는 압전 소자 보유 지지부(소자 보유 지지부)(24)가 설치된다. 압전 소자(300) 중, 적어도 압전체막(70)은 이 압전 소자 보유 지지부(24) 내에 밀봉되어 있다.
또한, 마찬가지로 저장소 형성 기판(20) 중, 회로 구동부(200C)와 접속되는 복수의 압전 소자(300)를 밀봉하고 있는 부분을 제 3 밀봉부, 구동 회로(200D)와 접속되는 복수의 압전 소자(300)를 밀봉하고 있는 부분을 제 4 밀봉부라 하면, 이들 제 3 밀봉부 및 제 4 밀봉부에도, 각각 압전 소자(300)의 운동을 저해하지 않을 정도의 공간을 확보하여 그 공간을 밀봉하는 압전 소자 보유 지지부가 설치되어 있다.
또, 본 실시 형태의 경우, 상기 제 1 내지 제 4 밀봉부에 각각 설치되어 있는 압전 소자 보유 지지부(24)는 각 압전 소자군에 포함되는 압전 소자(300)의 전체를 밀봉할 수 있는 치수가 되어, 도 3의 지면(紙面) 수직 방향으로 연장되는 평면에서 보아 대략 직사각 형상의 오목부를 이루고 있다. 상기 압전 소자 보유 지지부는 각 압전 소자(300)마다 구획되어 있어도 좋다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1 밀봉부(20A)의 압전 소자 보유 지지부(24)에 의해 밀봉되어 있는 압전 소자(300) 중, 상부 전극막(80)의 -X측의 단부는 제 1 밀봉부(20A)의 외측까지 연장되어, 홈부(700)의 바닥면부에 노출되어 있다. 홈부(700)에서의 유로 형성 기판(10) 위에 하부 전극막(60)의 일부가 배치되어 있는 경우에 있어서는, 상부 전극막(80)과 하부 전극막(60)과의 단락을 방지하기 위한 절연막(600)이, 상부 전극막(80)과 하부 전극막(60) 사이에 개재 삽입되어 있다. 마찬가지로, 제 2 밀봉부(20B)의 압전 소자 보유 지지부(24)에 의해 밀봉되어 있는 압전 소자(300) 중, 상부 전극막(80)의 +X측의 단부가 제 2 밀봉부(20B)의 외측까지 연장되어, 홈부(700) 내에 노출되어 있으며, 이 노출측의 단부에도 상부 전극막(80)과 하부 전극막(60) 사이에 절연막(600)이 개재 삽입되어 있다. 또한, 도시하지는 않았으나 제 3, 제 4 밀봉부로 밀봉되어 있는 압전 소자(300)에 대해서도, 그들 상부 전극막(80)의 일부가 제 3, 제 4 밀봉부의 외측까지 연장되어 홈부(700) 내에 노출되어 있다.
그리고 홈부(700) 내에는, 그 바닥면부에 노출된 각 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 위치 정렬되어, 커넥터 적층체(350)이 배치되어 있다. 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)에서는, 이 커넥터 적층체(350)에 의해 홈부(700)의 바닥면부와, 구동 회로부(200A 내지 200D)가 배치되는 저장소 형성 기판(20)의 상면과의 단차가 해소되어, 구동 회로부(200A 내지 200D)가 저장소 형성 기판(20) 위에 평면적으로 설치되어 있다.
여기서 도 4의 (a)는 도 3에 도시하는 커넥터 적층체(350)의 사시 구성도이 며, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 B-B 선을 따른 단면 구성도이다. 본 실시 형태에 따른 커넥터 적층체(350)는 복수(도면에서는 5매)의 판 형상의 커넥터(35)를 서로 전기적으로 접속하여 적층한 것이다. 각 커넥터(35)는, 커넥터 기판(기재)(351)과 커넥터 기판(351)을 관통하는 복수의 단자 전극(관통 전극)(352)을 구비하여 구성되어 있다. 단자 전극(352)은, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 커넥터 기판(351)의 긴 변을 따라서 배열 형성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 커넥터 기판(351)의 +X측의 긴 변을 따라 배열된 단자 전극(352) 중, -Y측 부근에 배열된 한 무리의 단자 전극(352)이 제 1 단자 전극군(352A)을 구성하는 한편, +Y측 부근에 배열된 한 무리의 단자 전극(352)이 제 3 단자 전극군(352C)을 구성하고 있다. 또한, 커넥터 기판(351)의 -X측의 긴 변을 따라 배열된 단자 전극(352) 중, -Y측 부근에 배열된 한 무리의 단자 전극(352)이 제 2 단자 전극군(352B)을 구성하고 있으며, +Y측 부근에 배열된 한 무리의 단자 전극(352)이 제 4 단자 전극군(352D)을 구성하고 있다. 상기 제 1 단자 전극군(352A)은 앞서 기재된 제 1 압전 소자군에 포함되는 각 압전 소자(300)에 접속되어야 할 단자 전극(352)의 집합이며, 제 2 단자 전극군(352B)은 제 2 압전 소자군에 포함되는 각 압전 소자(300)에 접속되어야 할 단자 전극(352)의 집합이다. 또한, 마찬가지로 제 3 단자 전극군(352C), 제 4 단자 전극군(352D)은 각각 제 3 압전 소자군, 제 4 압전 소자군에 대응한다.
또, 도 4의 (a)에 도시하는 커넥터 적층체(350)에서는, 도 1에 도시하는 접속 단자(200a)보다 다수의 단자 전극(352)이 도시되어 있지만, 이들의 도면에서는, 도면의 시인성을 확보하기 위해 접속 단자(200a)나 단자 전극(352)의 수를 줄여 표시하고 있는 것이며, 실제의 액체 방울 토출 헤드에 있어서는 단자 전극(352)의 수와 압전 소자(300)의 수, 및 접속 단자(200a)의 수는 일치하고 있다. 즉, 압전 소자(300)는 각 압전 소자군마다 720개 정도 설치되어 있으므로, 각각의 압전 소자(300)에 접속되는 단자 전극(352)도 실제로는 각 단자 전극군마다 720개 정도 설치되어 있다.
도 4의 (b)에 도시하는 단면 구조를 보면, 커넥터(35)를 구성하는 커넥터 기판(351)의 표면에는 절연층(353)과 기초층(354)이 적층 형성되어 있다. 커넥터 기판(351)은, 예를 들어 두께 50 ㎛ 정도의 실리콘 기판이며, 절연층(353)은 예를 들어 산화 실리콘이다. 기초층(354)은, 예를 들어 TiW로 이루어지는 배리어층과, Cu로 이루어지는 시드층을 적층한 것으로 할 수 있다.
단자 전극(352)은 내면에 절연층(353) 및 기초층(354)이 적층된 관통 구멍(351a) 내에 일부가 삽입된 단면 대략 Ｔ자형의 금속 단자(355)와 금속 단자(355)의 상면에 형성된 접합층(356)을 구비하여 구성되어 있다. 금속 단자(355)는, 예를 들어 도금법을 이용하여 형성한 Cu로 이루어지는 것이며, 접합층(356)은, 예를 들어 무연 땜납 등의 땜납 재료이다. 단자 전극(352)은 커넥터 기판(351)의 양면에 각각 그 일부가 돌출하도록 하여 형성되어 있고, 그 돌출 높이는 예를 들어 20 ㎛ 정도이다. 따라서 커넥터(35)의 두께는 70 ㎛ 정도가 된다.
그리고 커넥터 적층체(350)는, 복수의 커넥터(35)를 평면에서 보아 대략 동일 위치에서 적층하는 동시에, 상층측(+Z측)에 배치되는 커넥터(35)의 도시 하면측 으로 돌출하는 금속 단자(355)의 선단부를, 하층측(-Z측)에 배치되는 커넥터(35)의 접합 부재(356)와 접합하여 전기적으로 접속한 구성을 구비하고 있다.
본 실시 형태의 경우, 상기 적층 구조를 구비한 커넥터 적층체(350)의 높이는, 홈부(700)의 깊이와 대략 일치하고 있으며, 이러한 커넥터 적층체(350)를 홈부(700) 내에 배치함으로써, 커넥터 적층체(350)의 최상면에 설치된 단자 전극(352)과 저장소 형성 기판(20)의 상면에 설치된 배선 패턴(34)이 XY면 내에서 대략 동일 위치에 배치되도록 되어 있다. 이러한 구성을 기초로, 구동 회로부(200A 내지 200D)와 각각의 구동 회로부에 대응하는 복수의 압전 소자(300)가 커넥터 적층체(350)를 거쳐서 전기적으로 접속되어, 각 구동 회로부(200A 내지 200D)에 의해 압전 소자(300)가 구동되도록 되어 있다.
또, 본 실시 형태에서는 5매의 커넥터(35)를 적층한 커넥터 적층체(350)에 대해 설명했지만, 커넥터(35)의 적층수는 커넥터 적층체(350)가 이용에 이바지되는 단차의 높이[본 실시 형태에서는 홈부(700)의 깊이]에 따라서 적절하게 변경 가능하다. 커넥터(35) 1매당의 두께는 70 ㎛ 정도이므로, 단차의 높이가 200 ㎛ 정도이면, 커넥터(35)를 3매 적층한 커넥터 적층체를 이용하면 좋다.
또 본 실시 형태의 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)이 압전 소자 보유 지지부(24)의 외측으로 끌어내어져 홈부(700) 내에 노출되고, 그 노출 부위에 대하여 커넥터 적층체(350)의 단자 전극(352)이 전기적으로 접속되는 구성이다. 따라서 상부 전극막(80)은 압전 소자(300)의 회로 접속부를 이루고 있다.
또, 상부 전극막(80)과 전기적으로 접속된 전극 배선을 유로 형성 기판(10) 위에 형성하고, 이 전극 배선을 압전 소자 보유 지지부(24)의 외측으로 끌어내어 상기 커넥터 적층체(350)와 전기적으로 접속할 수도 있다. 이 경우는, 상부 전극막(80)과 전기적으로 접속된 전극 배선이 압전 소자(300)의 회로 접속부를 구성한다.
여기에서, 단자 전극(352)과 압전 소자(300)[상부 전극막(80)]와의 도전 접속 구조는 땜납 재료, 또는 이방성 도전 필름(ACF : anisotropic conductive film)이나 이방성 도전 페이스트(ACP : anisotropic conductive paste)를 포함하는 이방성 도전 재료, 비 도전성 필름(NCF : Non Conductive Film)이나 비 도전성 페이스트(NCP : Non Conductive Paste)를 포함하는 절연 수지 재료를 이용한 것으로 할 수 있다.
또한, 커넥터 적층체(350) 상면의 단자 전극(352), 및 배선 패턴(34)에 대한 구동 회로부(200A 내지 200D)의 플립 칩 설치 시에도, 상기 땜납 재료, 또는 이방성 도전막이나 이방성 도전 페이스트를 포함하는 이방성 도전 재료, 비 도전성막이나 비 도전성 페이스트를 포함하는 절연 수지 재료를 사용한 도전 접속 구조를 채용할 수 있다. 본 실시 형태에서는 특히, 구동 회로부(200A 내지 200D)에 설치되는 접속 단자(200a)로서, Au로 이루어지는 범프, 또는 수지 코어에 금속막을 피복하여 이루어지는 범프를 사용하는 것이 바람직하다. 접속 단자(200a)에 이들의 범프를 사용한 구동 회로부(200A 내지 200D)이면, 단자 전극(352) 및 배선 패턴(34)에 대하여 접속 단자(200a)를 압박하였을 때에 범프가 쉽게 변형되므로, 예컨대 커 넥터 적층체(350)의 높이 격차에 의해 단자 전극(352)의 Z축 방향의 위치가 배선 패턴(34)과 동일한 높이의 위치로부터 벗어나 있어도, 범프의 변형에 의해 이 어긋남을 흡수할 수 있어, 접속 단자(200a)와 단자 전극(352) 또는 배선 패턴(34)을 접합할 수 있다.
또한, 이러한 도전 접속의 용이성 및 확실성을 향상시키기 위해, 커넥터 적층체(350)와 홈부(700)[상부 전극막(80)]와의 위치 결정 기구를 설치해 둘 수도 있다. 이러한 위치 결정 기구로서는, 예컨대 커넥터 적층체(350)에 볼록부를 설치하고, 이러한 볼록부를 홈부(700)의 측벽부에 마련한 오목부에 끼워 맞추어 위치 결정하는 기구를 채용할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)에서는, 저장소 형성 기판(20)에 설치한 홈부(700) 내에, 저장소 형성 기판(20)의 두께와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터 적층체(350)를 배치하고, 압전 소자 보유 지지부(24)로부터 홈부(700) 내로 노출되도록 연장된 압전 소자(300)의 회로 접속부[상부 전극막(80)]에 대하여, 상기 커넥터 적층체(350)가 접속되어 있다. 그리고 저장소 형성 기판(20)의 상면과 대략 동일 높이의 커넥터 적층체(350)의 상면에 설치된 단자 전극(352)에 대하여, 구동 회로부(200A 내지 200D)가 설치되어 있다. 이로써, 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)에서는 와이어 본딩에 의해 구동 회로부와 압전 소자를 접속하는 구조와 같은 와이어를 배치하는 공간이 불필요해져, 액체 방울 토출 헤드(1)의 박형화를 실현할 수 있는 것으로 되어 있다. 또한, 커넥터 적층체(350)에 의해 홈부(700)가 메워져 있으므로, 액체 방울 토출 헤드(1) 자체의 강성을 높일 수 있어, 휘어짐 등에 의한 토출 정밀도의 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 것으로 되어 있다.
또한, 노즐 개구(15)의 협피치화에 수반하여 압전 소자(300)의 피치가 좁아져, 와이어 본딩을 실행하는 것이 매우 곤란한 경우라도, 쉽게 구동 회로부(200A 내지 200D)와 압전 소자(300)의 전기적 접속을 실행할 수 있다. 즉, 커넥터 적층체(350)를 구성하는 커넥터(35)의 단자 전극(352)은, 후단의 제조 방법에서도 설명하는 바와 같이, 정확한 위치에 정확한 치수로 형성하는 것이 가능하므로, 노즐 개구(15)를 협피치화한 경우에도, 그에 수반하는 협소 피치로 배열되는 압전 소자(300)에 대하여 정확하게 위치 맞춤 가능한 것을 제작할 수 있다. 따라서 본 실시 형태에 의하면, 고선명의 화상 형성이나 기능막의 패턴 형성이 가능한 액체 방울 토출 헤드(1)를 얻을 수 있다.
또 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)에서는, 저장소 형성 기판(20)이 압전 소자(300)를 외부 환경과 차단하여 압전 소자(300)를 밀봉하는 밀봉 부재로서도 기능을 하도록 되어 있다. 저장소 형성 기판(20)에 의해 압전 소자(300)를 밀봉함으로써, 수분 등의 외부 환경에 의한 압전 소자(300)의 특성 열화 등을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 압전 소자 보유 지지부(24)의 내부를 밀봉 상태로 했을 뿐이지만, 예컨대 압전 소자 보유 지지부(24) 내의 공간을 진공으로 하거나, 혹은 질소 또는 아르곤 분위기 등으로 함으로써, 압전 소자 보유 지지부(24) 내를 저습도로 유지하는 구성도 채용할 수 있어, 이들의 구성에 의해 압전 소자(300)의 열화를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 액체 방울 토출 헤드(1)에 의해 기능액의 액체 방울을 토출하기 위해서는, 해당 액체 방울 토출 헤드(1)에 접속된 외부 제어기(도시 생략)에 의해 기능액 도입구(25)에 접속된 도시하지 않은 외부 기능액 공급 장치를 구동한다. 외부 기능액 공급 장치로부터 송출된 기능액은 기능액 도입구(25)를 통해 저장소(100)에 공급된 후, 노즐 개구(15)에 이르기까지의 액체 방울 토출 헤드(1)의 내부 유로를 채운다.
또 외부 제어기는, 저장소 형성 기판(20) 위에 설치된 구동 회로부(200) 등에 구동 전력이나 지령 신호를 송신한다. 지령 신호 등을 수신한 구동 회로부(200)는 외부 제어기로부터의 지령에 의거하는 구동 신호를, 배선 패턴(34), 패드(35), 도전 부재(36) 등을 거쳐서 도전 접속된 각 압전 소자(300)로 송신한다.
그러면, 압력 발생실(12)에 대응하는 각각 하부 전극막(60)과 상부 전극막(80) 사이에 전압이 인가되는 결과, 탄성막(50), 하부 전극막(60) 및 압전체막(70)에 변위가 생겨, 이 변위에 의해 각 압력 발생실(12)의 용적이 변화되어 내부 압력이 높아져, 노즐 개구(15)로부터 액체 방울이 토출된다.
(액체 방울 토출 헤드의 제조 방법)
다음에, 액체 방울 토출 헤드(1)의 제조 방법에 대해서 도 5의 단면 공정도를 참조하여 설명한다.
이하에서는, 구동 회로부(200)와 압전 소자(300)의 전기적 접속에 이용하는 커넥터 적층체(350)의 제조 방법과, 커넥터 적층체(350)를 이용한 접속 순서에 대해 주로 설명하고, 액체 방울 토출 헤드(1) 중, 노즐 기판(16), 유로 형성 기판 (10), 저장소 형성 기판(20), 압전 소자(300) 등의 제조 및 접속/배치 작업은 이미 완료되어 있는 것으로 한다.
(커넥터 적층체의 제작)
우선, 도 5를 참조하여 커넥터 적층체(350)의 제작 공정에 대해 설명한다. 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 두께 500 ㎛ 정도의 커넥터용 실리콘 기판(351A)을 준비하고, 그 표면 전체에 열 산화 등의 방법으로 절연층(353)을 형성한다. 본 실시 형태의 경우, 절연층(353)은 산화 실리콘막이다.
다음에, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이 커넥터용 실리콘 기판(351A)에 대하여, 금속 단자를 형성하기 위한 구멍부(135)를 형성한다. 이들의 구멍부(135)는 공지의 포토리소그래피 기술을 이용하여 소정의 개구 지름과 깊이를 갖고 형성된다. 상기 개구 지름은, 예를 들어 50 ㎛ 정도이며, 깊이는 형성하는 단자 전극(352)의 길이에 따라서 적절하게 변경되지만, 도 3에 도시한 커넥터(35)에서는 박층화된 커넥터 기판(351)의 두께는 70 ㎛ 정도이며, 단자 전극(352)의 커넥터 기판(351)으로부터의 돌출 길이는 20 ㎛ 정도이므로, 구멍부(135)의 깊이는 90 ㎛ 정도이다.
다음에, 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이 상기 공정에 의해 뚫린 구멍부(135)의 내면을 덮는 절연막(135a)을 형성한다. 절연막(135a)은, 예컨대 원료 가스에 TEOS(테트라에톡시실란)을 사용한 플라즈마 CVD법이나, 열 산화법에 의해 구멍부(135)의 내면에 노출된 실리콘 기판 표면을 직접 산화시키는 방법에 의해 형성한 산화 실리콘막이며, 단자 전극(352)으로부터 커넥터 기판(351)에의 전류 누설이 나, 산소나 수분 등에 의한 커넥터 기판(351)의 열화 등을 방지하기 위해 설치되는 것이다.
다음에, 도 5의 (d)에 도시하는 바와 같이 구멍부(135)가 형성된 커넥터용 실리콘 기판(351A)의 면 위에 기초층(354)을 스패터법이나 진공 증착법 등을 이용하여 형성한다. 본 실시 형태의 경우, 기초층(354)은 커넥터용 실리콘 기판(351A) 측으로부터 차례로 배리어층과 시드층을 적층한 적층막이며, 배리어층은 예를 들어 TiW에 의해 형성되고, 시드층은 Cu에 의해 형성된다. 도면에 도시한 바와 같이, 기초층(354)은 커넥터용 실리콘 기판(351A) 상으로부터 구멍부(135)의 측벽 및 바닥벽을 덮도록 연속하여 형성되어 있다. 상기 배리어층의 막 두께는 100 ㎚ 정도이며, 시드층의 막 두께는 수백 ㎚ 정도이다.
다음에, 도 5의 (e)에 도시하는 바와 같이 커넥터용 실리콘 기판(351A) 위에 도금 레지스트를 도포하고, 이 도금 레지스트 패터닝함으로써, 단자 전극(352)을 형성하기 위한 개구부(138a)를 갖는 도금 레지스트 패턴(138)을 형성한다. 본 실시 형태에서는, 개구부(138a)는 구멍부(135)의 개구 지름보다 크게 형성되어 있다.
다음에, Cu 전해 도금을 행하여, 도 5의 (f)에 도시하는 바와 같이 커넥터용 실리콘 기판(351A)의 구멍부(135) 및 도금 레지스트 패턴(138)의 개구부(138a)에 Cu(동)을 매설하여, 관통 전극이 되는 금속 단자(355)를 형성한다. 계속해서, 도금 레지스트 패턴(138)을 그대로 마스크로서 이용함으로써, 금속 단자(355) 위에 무연 땜납 등의 땜납 재료로 이루어지는 접합 부재(356)를 선택적으로 형성한다. 이 접합 부재(356)는 제작한 커넥터(35)를 복수 적층할 때에 층간의 접속을 실행하 기 위한 것이다. 접합 부재(356)는 도금 레지스트 패턴(138)을 박리한 후에 형성해도 좋다. 이상의 공정에 의해, 금속 단자(355)와 접합 부재(356)로 이루어지는 단자 전극(352)을 커넥터용 실리콘 기판(351A)에 형성할 수 있다.
다음에, 도금 레지스트 패턴(138)을 실리콘 기판(351A)으로부터 박리하고, 그 후 도 5의 (g)에 도시하는 바와 같이 커넥터용 실리콘 기판(351A)을 도시 하면측으로부터 에칭함으로써 50 내지 70 ㎛ 정도의 두께까지 박층화하여 커넥터 기판(351)으로 한다. 이 박층화 공정에 의해, 커넥터 기판(351)의 도시 하면으로부터 단자 전극(352)의 일부를 돌출시킨다. 또한, 이때 단자 전극(352)의 선단부에 금속 단자(355)의 표면을 노출시켜서 노출면(355a)을 형성한다. 이상의 공정에 의해, 도 4에 도시한 커넥터 적층체(350)를 구성하는 커넥터(35)를 제작할 수 있다.
상기한 순서에 의해 커넥터(35)를 제작하였다면, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 복수의 커넥터(35)를 적층하는 동시에, 인접 배치한 커넥터(35)의 단자 전극(352)끼리를 접합함으로써 커넥터 적층체(350)를 얻을 수 있다. 커넥터(35)의 단자 전극(352)의 일단부측에는 땜납 재료 등으로 이루어지는 접합 부재(356)가 형성되고, 단자 전극(352)의 타단부측은 금속 단자(355)의 일부가 노출된 노출면(355a)으로 되어 있으므로, 도 4에 도시하는 바와 같이 상기 접합 부재(356)와 상기 노출면(355a)을 접촉시킨 상태로 하여 가열 등 하면, 적층 배치된 커넥터(35)끼리를 쉽게 접합하여, 전기적으로 접속할 수 있다.
(구동 회로부의 설치)
상기 공정에 의해 커넥터 적층체(350)를 제작하였다면, 다음에 커넥터 적층 체(350)를 이용하여 구동 회로부(200A 내지 200D)의 설치를 행한다.
우선, 도 3에 도시하는 바와 같이 저장소 형성 기판(20)의 홈부(700) 내에, 상기 공정에 의해 제작한 커넥터 적층체(350)를 배치하여, 커넥터 적층체(350)의 하면측[홈부(700) 바닥면측]으로 노출되어 있는 단자 전극(352)과, 홈부(700) 내로 연장 돌출되어 있는 압전 소자의 상부 전극막(80)을 전기적으로 접속한다. 이 단자 전극(352)과 상부 전극막(80)의 전기적 접속은, 무연 땜납 등의 땜납 재료나, ACP, ACF 등의 이방성 도전 재료를 이용하여 실행한다. 구체적으로는, 커넥터 적층체(350)를 홈부(700) 내에 배치하기 이전에, 상기 상부 전극막(80) 위, 또는 상부 전극막(80)과 접속되는 단자 전극(352)의 노출면(355a)에 땜납 재료나 이방성 도전 재료를 설치해 두고, 커넥터 적층체(350)를 홈부(700) 내에 위치 맞춤하여 배치한 후, 가열이나 가압에 의해 상부 전극막(80)과 단자 전극(352)을 전기적으로 접속한다.
상기 홈부(700)에 배치하는 커넥터 적층체(350)의 높이는, 저장소 형성 기판(20)의 두께와 동등 이상으로 하는 것이 바람직하다. 커넥터 적층체(350)의 높이가 저장소 형성 기판(20)의 두께에 충족되지 않는 경우, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 접속하는 단자 전극(352)이 배선 패턴(34)보다 아래쪽[유로 형성 기판(10)측]에 배치되게 되어, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 설치할 때의 접속의 확실성이 저하될 가능성이 있다.
커넥터 적층체(350)의 높이는, 커넥터(35)의 적층수를 변경함으로써 쉽게 조정할 수 있다. 혹은, 커넥터(35)를 제작할 때에 단자 전극(352)의 접합 부재(356) 의 높이(두께)나 금속 단자(355)의 높이를 조정해도 좋다.
또, 상기 설명에서는 도 4의 (b)에 도시한 커넥터 적층체(350)의 단자 전극(352) 중, 노출면(355a)이 형성된 선단부와, 홈부(700) 내의 상부 전극막(80)을 전기적으로 접속할 경우에 대해 설명했지만, 커넥터 적층체(350)의 방향을 앞뒤 반대로 하여 배치해도 좋다. 즉, 도 4의 (b)에 도시하는 커넥터 적층체(350)의 도시 상면측이 홈부(700)의 바닥면부에 접촉하도록 하여 배치해도 좋다. 이 경우, 상부 전극막(80)과 전기적으로 접속되는 단자 전극(352)의 선단부에는 접합 부재(356)가 이미 형성되어 있으므로, 커넥터 적층체(350)를 홈부(700) 내에 배치하여 가열 등 하면, 접합 부재(356)에 의해 단자 전극(352)과 상부 전극막(80)을 전기적으로 접속할 수 있다.
다음에, 저장소 형성 기판(20) 위에 형성되어 있는 배선 패턴(34)과 커넥터 적층체(350)의 상면에 노출되어 있는 단자 전극(352)에 대하여, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 플립 칩 설치한다. 즉, 도 3에 도시하는 바와 같이 구동 회로부(200A 내지 200D)의 동일 높이면 측에 형성된 접속 단자(200a)를 저장소 형성 기판(20) 측을 향하게 하여 배치하는 동시에, 배선 패턴(34) 단자 전극(352)에 위치 맞춤하여, 이들의 배선 패턴(34) 및 단자 전극(352)에 직접 또는 다른 도전 재료를 거쳐서 접합함으로써 전기적으로 접속한다. 이 플립 칩 설치의 형태로서는, Au-Au 접합이나, ACP, ACF 등을 이용한 이방성 도전 재료에 의한 접합, NCP, NCF 등을 이용한 비 도전성 재료를 이용한 접착 등, 여러 가지의 것을 이용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드의 제조 방법에 서는, 압전 소자 보유 지지부(24)로부터 홈부(700)의 바닥면부로 연장 돌출되어 있는 압전 소자(300)의 회로 접속부[상부 전극막(80)]를, 홈부(350) 내에 배치한 커넥터 적층체(350)에 의해 저장소 형성 기판(20)의 상면에 형성된 배선 패턴(34)과 개략 동일 높이인 위치까지 끌어내어, 커넥터 적층체(350)의 상면에 노출되어 있는 단자 전극(352)과 배선 패턴(34)에 대하여 구동 회로부(200A 내지 200D)를 설치하도록 되어 있다. 따라서 본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 저장소 형성 기판(20)에 대하여 대략 평행하게 배치하여 플립 칩 설치할 수 있어, 이에 의해 쉬우면서도 또한 확실한 설치를 가능하게 하고, 또한 액체 방울 토출 헤드의 박형화를 실현할 수 있는 것으로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 제조 방법은 고선명의 액체 방울 토출 헤드의 제조에도 쉽게 대응할 수 있는 것이다. 즉, 노즐 피치를 작게 함으로써 압전 소자(300)끼리 사이의 Y축 방향에 관한 거리가 작아진(좁아진) 경우라도, 커넥터(35)의 단자 전극(352)은 포토리소그래피 기술을 이용하여 고정밀도로 형성할 수 있으므로, 단자 전극(352)을 압전 소자(300)의 피치에 맞추어 소경화, 협피치화하는 것이 쉽다.
또, 상기 커넥터 적층체(350)는 액체 방울 토출 헤드(1)의 유로 형성 기판(10)이나 저장소 형성 기판(20)과는 별도로 준비할 필요가 있으며, 그 제작에는 포토리소그래피 기술을 이용한 단자 전극(352)의 형성이나 배선의 형성이 행해지지만, 커넥터 적층체(350)를 구성하는 커넥터(35)는, 대형의 실리콘 기판을 이용하여 다수 개를 동시에 제작할 수 있으므로, 1개당의 제조 비용이 현저하게 상승하는 일은 없다.
(제 2 실시 형태)
다음에, 도 6을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해 설명한다. 도 6의 (a)는 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드의 단면 구성도이며, 앞선 실시 형태에서의 도 3에 상당하는 도면이다. 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 도시하는 커넥터(360)의 사시 구성도이다.
본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드는, 홈부(700) 내에 배치된 커넥터(360)의 구성에 특징이 있으며, 그 밖의 구성은 앞선 제 1 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드와 같다. 따라서 이하에서는, 주로 커넥터(360)의 구성에 대해 설명하는 것으로 한다. 또한, 도 6에 있어서, 앞선 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드와 공통인 구성 요소에는, 도 1 내지 도 3과 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
커넥터(360)는, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 사각 기둥 형상의 커넥터 기재(36a)와, 이 커넥터 기재(36a)의 도시 상면(+Z측면, 제 1 면)에 배열 형성된 복수의 단자 전극(제 1 단자 전극)(36b)과, 이들의 단자 전극(36b)이 형성된 기재면과는 반대측의 면(-Z측면, 제 2 면)에 배열 형성된 복수의 단자 전극(제 2 단자 전극)(36c)과, 커넥터 기재(36a)의 측면(+X측면 및 -X측면, 제 3 면)에 형성되어 상기 각 단자 전극(36b)을 그것과 대응하는 상기 각 단자 전극(36c)에 접속하는 복수의 접속 배선(36d)을 구비하여 구성되어 있다.
커넥터(360)에 있어서, 단자 전극(36b, 36c)과 양자를 접속하는 접속 배선(36d)이, 1개의 커넥터 단자를 형성하고 있고, 이들의 커넥터 단자는 도 6의 (a)에 도시하는 홈부(700) 내로 연장 돌출된 상부 전극막(80)의 피치에 일치하는 피치로 커넥터 기재(36a) 위에 배열되어 있다.
커넥터(360)의 연장 방향으로 배열된 복수의 상기 커넥터 단자 중, 서로 근접하여 배치된 한 무리의 커넥터 단자가, 도 6의 (b)에 도시하는 제 1 커넥터 단자군(36A) 내지 제 4 커넥터 단자군(36D)을 형성하고 있다. 제 1 커넥터 단자군(36A)과 제 2 커넥터 단자군(36B)은 커넥터 기재(36a)의 상면(및 하면)에서 X축 방향에 관하여 서로 대향하여 배치되어 있으며, 제 3 커넥터 단자군(36C)과 제 4 커넥터 단자군(36D)도, 커넥터 기재(36a)의 상면(및 하면)에서 X축 방향에 관하여 서로 대향하여 배치되어 있다.
커넥터 기재(36a)는, 적어도 그 표면이 절연성을 갖는 재료로 이루어지는 것이며, 예컨대 세라믹, 유리 에폭시, 유리 등의 절연성 재료의 성형체나, 실리콘으로 이루어지는 기체의 표면에 열 산화에 의해 산화 실리콘막을 형성한 것이나, 상기 실리콘 기체의 표면에 절연성의 수지막을 형성한 것을 이용할 수 있다. 실리콘 기체의 표면에 절연막을 형성한 커넥터 기재(36a)를 사용하는 경우, 동일하게 실리콘으로 이루어지는 유로 형성 기판(10)이나 저장소 형성 기판(20)과 열 팽창률을 일치시킬 수 있으므로, 온도 변화에 의한 부피 변화로 인해 도전 접합부에 박리 등이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다. 한편, 유리 에폭시나 세라믹 등의 성형체를 사용하면, 실리콘 기체를 사용한 경우에 비해 뛰어난 내충격성 등을 얻을 수 있다.
커넥터 단자를 구성하는 단자 전극(36b, 36c), 및 접속 배선(36d)은 금속 재 료나 도전성 폴리머, 초전도체 등에 의해 형성할 수 있다. 커넥터 단자는 Au(금）, Ag(은), Cu(동), Al(알루미늄), Pd(팔라듐), Ni(니켈) 등의 금속 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 단자 전극(36b, 36c)에 대해서는, Au을 이용하여 형성된 패드 혹은 범프인 것이 바람직하다. 구동 회로부(200A 내지 200D)의 접속 단자(200a)가 Au 범프인 경우에, Au-Au 접합에 의해 확실한 접합을 쉽게 얻을 수 있기 때문이다.
상기 구성을 구비한 커넥터(360)는, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이 단자 전극(36c)을 홈부(700)의 바닥면측을 향하게 한 상태로 배치되는 동시에, 단자 전극(36c)을 거쳐서 홈부(700) 내로 연장 돌출되어 있는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 플립 칩 설치되어 있다. 플립 칩 설치의 형태로서는, 앞선 실시 형태의 커넥터 적층체(350)와 마찬가지로 땜납 재료에 의한 설치나, ACF, ACP를 이용한 설치, NCF, NCP를 이용한 설치 등, 여러 가지의 설치 형태를 채용할 수 있다.
커넥터(360)의 설치 상태를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 제 1 커넥터 단자군(36A)은 홈부(700)의 바닥면 위에 배열되어 있는 복수의 상부 전극막(80) 중, 제 1 노즐 개구군(15A) 및 제 1 압력 발생실군(12A)에 대응하는 제 1 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여, 단자 전극(36c)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 커넥터 단자군(36B)은, 제 2 노즐 개구군(15B) 및 제 2 압력 발생실군(12B)에 대응하는 제 2 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여, 단자 전극(36c)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.
또 도 6의 (a)에는 표시되어 있지 않지만, 제 3 커넥터 단자군(36C)은 상기 제 1 커넥터 단자군(36A)과 마찬가지로 제 3 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여 단자 전극(36c)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있고, 제 4 커넥터 단자군(36D)은 상기 제 2 커넥터 단자군(36B)과 마찬가지로 제 4 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여 단자 전극(36c)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.
상기 구성을 구비한 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드는, 간편한 구성의 커넥터(360)를 거쳐서 홈부(700) 바닥면부의 압전 소자(300)[상부 전극막(80)]와, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 전기적으로 접속하도록 되어 있으므로, 앞선 제 1 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에 비해서도 저비용으로 제조 가능하다. 또한, 홈부(700)를 강체인 커넥터(360)에 의해 메우는 구조이므로, 액체 방울 토출 헤드의 강성을 높여 뛰어난 신뢰성을 얻을 수 있다. 특히, 커넥터 기재(36a)로서 실리콘 기체 표면에 절연막을 형성한 것을 사용한다면, 동일하게 실리콘 기판을 이용하여 형성되어 있는 유로 형성 기판(10)이나 저장소 형성 기판(20)과 열 팽창률을 일치시킬 수 있어, 온도 변화에 기인하는 부피 변화에 의해 전기적 접속의 신뢰성이 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
(커넥터의 제조 방법)
본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에 이용되고 있는 커넥터(360)는, 세라믹이나 유리 에폭시 등의 절연성 기재를 사용하는 경우에는 소정의 사각 기둥 형상으로 형성한 커넥터 기재(36a)의 표면에, 커넥터 단자[단자 전극(36b, 36c), 접속 배선(36d)]를 패턴 형성함으로써 제작할 수 있다. 또한, 실리콘 기체와 같이 도전성을 갖는 기체를 사용하는 경우에는 소정의 사각 형상으로 형성한 실리콘 기체의 표면에 열 산화 등에 의해 산화 실리콘막을 형성하여 얻게 된 커넥터 기재, 혹은 실리콘 기체의 표면에 절연성 수지막을 형성함으로써 얻게 된 커넥터 기재의 표면에, 상기 커넥터 단자를 패턴 형성함으로써 제작할 수 있다.
상기 커넥터 단자를 커넥터 기재(36a) 위에 패턴 형성하는 방법으로서는, 예컨대 기상법을 이용하여 형성한 도전막을 포토리소그래피 기술을 이용하여 패터닝하는 방법, 커넥터 기재(36a) 위에 소정 패턴의 개구부를 구비한 마스크 부재를 배치하여, 해당 마스크 부재를 거친 기상법이나 도금법에 의해 도전막(금속막)을 선택적으로 형성하는 방법, 액체 방울 토출법을 이용하여 도전막을 패턴 형성하는 방법, 및 인쇄법을 이용하여 커넥터 기재(36a) 위에 도전막을 패턴 형성하는 방법 등을 이용할 수 있다.
이하, 커넥터(360)의 제조 방법의 일례로서, 액체 방울 토출법을 이용한 커넥터 단자[단자 전극(36b, 36c), 접속 배선(36d)]의 형성 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서는, 커넥터 기재(36a)로서 사각 기둥 형상의 세라믹 성형체를 이용한 경우에 대해 설명하지만, 다른 재질의 커넥터 기재를 이용한 경우도 마찬가지이다.
액체 방울 토출법에 의한 커넥터 단자의 형성에는, 도 8에 도시한 바와 같은 액체 방울 토출 장치(IJ)를 적합하게 이용할 수 있다. 즉, 액체 방울 토출 장치(IJ)에 설치된 액체 방울 토출 헤드(101)로부터 커넥터 단자를 형성하기 위한 잉크 를 토출하여 커넥터 기재(36a) 위에 소정 패턴을 형성하도록 배치한다. 그 후 커넥터 기재(36a) 위의 잉크를 건조, 소성함으로써 금속 박막을 형성한다. 이상의 공정을 커넥터 기재(36a)의 주위면(4면)에 대해 차례로 반복함으로써, 단자 전극(36b, 36c)과 이들을 접속하는 접속 배선(36d)을 커넥터 기재(36a) 위에 형성할 수 있다.
또, 액체 방울 토출 장치(IJ)의 구성에 대해서는 후단의(액체 방울 토출 장치)의 항에서 설명한다.
(잉크)
액체 방울 토출 장치(IJ)를 이용하여 커넥터 단자를 형성하는 경우, 액체 방울 토출 헤드로부터 토출되는 잉크(기능액)는 도전성 미립자(패턴 형성 성분)를 함유하는 액상체이다. 도전성 미립자를 함유하는 액상체로서는, 도전성 미립자를 분산매에 분산시킨 분산액을 사용한다. 여기서 사용되는 도전성 미립자는 Au, Ag, Cu, Pd, Ni 등을 함유하는 금속 미립자 외에, 도전성 폴리머나 초전도체의 미립자 등을 사용할 수도 있다.
도전성 미립자는, 잉크 중에서의 분산성을 향상시키기 위해 표면에 유기물 등을 코팅하여 사용할 수도 있다. 도전성 미립자의 표면에 코팅하는 코팅재로서는, 예를 들어 크실렌, 톨루엔 등의 유기용제나 구연산 등을 들 수 있다. 또한, 도전성 미립자의 입경은 5 ㎚ 이상, 0.1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 0.1 ㎛보다 크면, 노즐의 막힘이 일어나기 쉬워 액체 방울 토출법에 의한 토출이 곤란해지기 때문이다. 또한, 5 ㎚보다 작으면, 도전성 미립자에 대한 코팅제의 부피 비가 커 져, 얻을 수 있는 막 중의 유기물의 비율이 과다해지기 때문이다.
도전성 미립자를 함유하는 잉크의 분산매로서는, 실온에서의 증기압이 0.001 mmHg 이상, 200 mmHg 이하(약 0.133 Pa 이상, 26600 Pa 이하)인 것이 바람직하다. 증기압이 200 mmHg보다 높은 경우에는, 토출 후에 분산매가 급격하게 증발되어, 양호한 막을 형성하는 것이 곤란해지기 때문이다.
또한, 분산매의 증기압은 0.001 mmHg 이상, 50 mmHg 이하(약 0.133 Pa 이상, 6650 Pa 이하)인 것이 더욱 바람직하다. 증기압이 50 mmHg보다 높은 경우에는, 액체 방울 토출법으로 액체 방울을 토출할 때에 건조에 의한 노즐 막힘이 일어나기 쉬워, 안정된 토출이 어려워지기 때문이다. 한편, 실온에서의 증기압이 0.001 mmHg보다 낮은 분산매의 경우, 건조가 늦어져 막 중에 분산매가 잔류하기 쉬워져, 후속 공정의 열 및/또는 광 처리 후에 양질의 도전막을 얻기 어렵다.
사용하는 분산매로서는, 상기한 도전성 미립자를 분산할 수 있는 것으로, 응집을 일으키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 물 외에, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올류, n-헵탄, n-옥탄, 데칸, 톨루엔, 크실렌, 시멘, 듀렌, 인딘, 디펩티드, 테트라히드로 나프탈렌, 데카히드로 나프탈렌, 시클로헥실 벤젠 등의 탄화수소계 화합물, 또는 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 1, 2-디메톡시에탄, 비스(2-메톡시에틸) 에테르, p-디옥산 등의 에테르계 화합물, 또한 프로필렌 카보나이트, γ-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드, 시크 로헥사논 등의 극성 화합물을 예로 들 수 있다.
상기에 예로 든 분산매 중, 미립자의 분산성과 분산액의 안정성, 또한 액체 방울 토출법에의 적용의 용이함의 점에서, 물, 알코올류, 탄화수소계 화합물, 에테르계 화합물이 바람직하고, 더욱 바람직한 분산매로서는 물, 탄화수소계 화합물을 들 수 있다. 이들 분산매는, 단독, 혹은 2종류 이상의 혼합물로서도 사용할 수 있다. 도전성 미립자를 분산매에 분산하는 경우의 분산질 농도는 1 질량 ％ 이상, 80 질량 ％ 이하이며, 원하는 도전막의 막 두께에 따라서 조정할 수 있다. 80 질량 ％를 넘으면 응집을 일으키기 쉬워져, 균일한 막을 얻기 어렵다.
상기 도전성 미립자를 포함하는 잉크의 표면 장력은 0.02 N/ｍ 이상, 0.07 N/ｍ 이하의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 액체 방울 토출법에 의해 잉크를 토출할 때, 표면 장력이 0.02 N/ｍ 미만이면, 노즐면에 대한 잉크의 습윤성이 증대하기 때문에 비행 굴곡이 생기기 쉬워지고, 0.07 N/m을 넘으면 노즐 선단부에서의 메니스커스의 형상이 안정되지 않으므로 토출량, 토출 타이밍의 제어가 곤란해지기 때문이다.
표면 장력을 조정하기 위해, 상기 분산액에는 기판과의 접촉각을 부당하게 저하시키지 않는 범위에서, 불소계, 실리콘계, 비 이온계 등의 표면 장력 조절제를 미량 첨가할 수 있다. 비 이온계 표면 장력 조절제는 액체의 기판에의 습윤성을 양호화해 막의 레벨성을 개량하여, 도포막의 도톨도톨한 발생, 오렌지 껍질의 발생 등의 방지에 도움이 되는 것이다. 상기 분산액은 필요에 따라서 알코올, 에테르, 에스테르, 케톤 등의 유기 화합물을 포함해도 상관없다.
상기 분산액의 점도는 1 mPa·s 이상, 50 mPa·s 이하인 것이 바람직하다. 액체 방울 토출법으로 토출할 때, 점도가 1 mPa·s보다 작을 경우에는 노즐 주변부가 잉크의 유출에 의해 오염되기 쉽고, 또한 점도가 50 mPa·s보다 클 경우에는 노즐에서의 막힘 빈도가 높아져 원활한 액체 방울의 토출이 어려워지기 때문이다.
도 6의 (b)에 도시한 커넥터 단자를 금 박막에 의해 형성하는 경우, 예를 들어 지름 10 ㎚ 정도의 금 미립자를 톨루엔 중에 분산시킨 금 미립자 분산액(신꼬오야낀샤제, 상품명「퍼펙트 골드」)을 톨루엔으로 희석하고, 그 점도를 5[mPa·s] 정도, 표면 장력을 20 ｍＮ/ｍ 정도가 되도록 조정하여, 이 액상 부재를 단자 전극(36b, 36c) 및 접속 배선(36d)을 형성하기 위한 잉크로서 사용한다.
(커넥터 단자의 형성 순서)
상술한 잉크를 준비하였다면, 도 8에 도시하는 액체 방울 토출 헤드(101)로부터 잉크의 액체 방울을 토출하여 커넥터 기재(36a) 위에 배치하는 공정을 실행한다.
여기에서, 상기 액체 방울 토출 공정에 앞서, 커넥터 기재(36a)에 대한 표면 처리를 해도 좋다. 즉, 커넥터 기재(36a)의 잉크 도포면에 대해, 잉크의 도포에 앞서 발수 잉크 처리(발액 처리)를 해 두어도 좋다. 이러한 발수 잉크 처리를 해 둠으로써, 커넥터 기재(36a) 위에 토출 배치(도포)되는 잉크의 위치를 더욱 고정밀도로 제어할 수 있다.
커넥터 기재(36a)의 표면을 발수 잉크 처리하기 위해서는, 우선 준비한 커넥터 기재(36a)를 IPA(이소프로필 알코올) 등으로 세정한다. 그 후 또한, 파장 254 ㎚의 자외선을 10 mW/㎠ 정도의 강도로 조사하여 다시 세정(자외선 조사 세정)해도 좋다. 세정 처리가 종료되었다면, 커넥터 기재(36a)의 표면에 발수 잉크 처리를 하기 위해, 커넥터 기재(36a)를, 예를 들어 헥사데카플루오로 1, 1, 2, 2 테트라히드로 데실트리에톡시실란 0.1 g과 함께 밀폐 용기에 넣어, 가열 상태(120도 정도)로 유지한다. 이로써, 커넥터 기재(36a)의 표면에 발수 잉크성의 단일 분자막을 형성할 수 있다. 단일 분자막이 형성된 커넥터 기재(36a)의 표면은 상기 잉크와의 접촉각이 예를 들어 약 60°가 된다.
또, 커넥터 기재(36a)의 발수 잉크성이 지나치게 큰 경우에는, 단일 분자막을 형성한 커넥터 기재(36a)에, 또한 자외선(파장 254 ㎚)을 예를 들어 2분간 조사하면 된다. 이 처리에 의해, 커넥터 기재(36a) 표면의 발수 잉크성을 저하시킬 수 있다.
또한, 상술한 발수 잉크 처리 대신에, 커넥터 기재(36a) 위에 수용층을 형성해도 좋다. 즉, 예를 들어 다공성 실리카 입자, 알루미나, 알루미나 수화물 등과 바인더를 갖진 다공질층이나 친수성의 폴리머에 의해 잉크를 팽윤시켜서 흡수시키는 것을 수용층으로서 형성해도 좋다.
상기 커넥터 기재(36a) 표면에 필요에 따라서 상기 발수 잉크 처리를 하였다면, 상기 잉크의 액체 방울을 액체 방울 토출 헤드(101)로부터 토출하여 커넥터 기재(36a) 위의 소정 위치로 떨어뜨린다. 이 공정에서는 커넥터 기재(36a) 위에서 액체 방울 토출 헤드(101)를 주사하면서 액체 방울을 토출함으로써, 커넥터 기재(36a)의 일 측면에 복수의 잉크 패턴[예를 들어 단자 전극(36b)이 되어야 할 잉크 패턴]을 형성한다.
이때, 액체 방울을 연속적으로 토출하여 패턴 형성을 행할 경우에는, 액 정체[벌지(bulge)]가 생기지 않는 액체 방울끼리의 겹침 정도를 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 1회째의 토출에서는 복수의 액체 방울을 서로 접촉하지 않도록 떨어뜨려 토출 배치하고, 2회째 이후의 토출에 의해 그 사이를 메워 가는 토출 배치 방법을 채용하면, 양호하게 벌지를 방지할 수 있다.
액체 방울을 토출하여 커넥터 기재(36a) 위에 소정의 잉크 패턴을 형성하였다면, 그 후 잉크로부터 분산매의 제거를 행하기 위해, 필요에 따라서 건조 처리한다. 건조 처리는, 예를 들어 기판을 가열하는 통상의 핫 플레이트, 전기로 등에 의한 처리 외에, 램프어닐에 의해 행할 수도 있다. 램프어닐에 사용하는 광의 광원으로서는, 특별히 한정되지 않지만 적외선 램프, 크세논 램프, YAG 레이저, 아르곤 레이저, 탄산가스 레이저, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl 등의 엑시머 레이저 등을 광원으로서 사용할 수 있다. 이들의 광원은 일반적으로는, 출력 10 W 이상, 5000 W 이하의 범위의 것을 사용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 100 W 이상, 1000 W 이하의 범위이면 충분하다.
계속해서, 잉크 패턴을 건조시켜서 얻게 된 건조막에 대하여, 미립자 간의 전기적 접촉을 양호한 것으로 하기 위한 소성 처리를 행한다. 이 소성 처리에 의해 건조막으로부터 분산매가 완전히 제거되고, 또한 도전성 미립자의 표면에 분산성을 향상시키기 위한 유기물 코팅 등이 실시되어 있는 경우에는 이 코팅도 제거된다.
소성 처리는 열 처리 또는 광 처리, 혹은 이들을 조합한 처리에 의해 행해진다. 소성 처리는, 보통 대기 중에서 행해지지만, 필요에 따라서 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기 중에서 행할 수도 있다. 소성 처리의 처리 온도는, 분산매의 비점(증기압), 분위기 가스의 종류나 압력, 미립자의 분산성이나 산화성 등의 열적 거동, 코팅재의 유무나 양, 기재의 내열 온도 등을 고려하여 적절하게 결정된다. 예를 들어, 유기물로 이루어지는 코팅재를 제거하기 위해서는, 약 300 ℃에서 소성하는 것이 필요하다. 또한, 플라스틱 등의 기판을 사용할 경우에는, 실온 이상 100 ℃ 이하에서 실행하는 것이 바람직하다.
소성 처리는, 통상의 핫 플레이트, 전기로 등에 의한 처리 외에, 램프어닐에 의해 실행할 수도 있다. 램프어닐에 사용하는 광의 광원으로서는, 특별히 한정되지 않지만 적외선 램프, 크세논램프, YAG 레이저, 아르곤 레이저, 탄산가스 레이저, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl 등의 엑시머 레이저 등을 광원으로서 사용할 수 있다. 이들의 광원은 일반적으로는, 출력 10 W 이상, 5000 W 이하의 범위인 것을 사용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 100 W 이상, 1000 W 이하의 범위이면 충분하다. 이상의 공정에 의해, 막 중의 미립자 간의 전기적 접촉이 확보되어 도전막으로 변환된다.
그 후, 이상의 액체 방울 토출 공정과, 건조 공정과, 소성 공정을 커넥터 기재(36a)의 각 측면에 대해 실행함으로써, 커넥터 기재(36a) 위에 복수의 커넥터 단자가 형성된 커넥터(360)를 제조할 수 있다.
또, 커넥터 기재(36a)의 각 측면에 대해 액체 방울 토출 공정과 건조 공정을 행함으로써 커넥터 기재(36a)의 각 측면에 소정 패턴의 건조막을 형성해 두고, 마지막으로 일괄해서 소성 공정을 실행함으로써 건조막으로부터 도전막으로의 변환을 실행해도 좋다. 건조막은 그것을 구성하는 도전성 미립자 사이에 많은 간극을 갖고 있으므로, 그 위에 잉크를 배치했을 경우에 양호하게 잉크를 보유 지지할 수 있다. 따라서 커넥터 기재(36a)의 측면에 건조막을 형성한 상태에서 다른 측면에 대해 액체 방울 토출 공정을 실행함으로써, 각 측면에 형성되어 있는 건조막의 접속성을 향상시킬 수 있다. 즉, 단자 전극(36b)과 접속 배선(36d)의 접속 부위 및 단자 전극(36c)과 접속 배선(36d)의 접속 부위에서의 접속성을 향상시킬 수 있어, 더욱 신뢰성이 우수한 커넥터 단자를 형성할 수 있다.
(제 3 실시 형태)
다음에, 도 7을 참조하여 본 발명의 제 3 실시 형태에 대해 설명한다. 도 7의 (a)는 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드의 단면 구성도이며, 앞선 실시 형태에서의 도 3에 상당하는 도면이다. 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 도시하는 가요성 기판(501)의 평면 구성도이다.
본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드는, 제 1 가요성 기판(501), 제 2 가요성 기판(502), 및 도시하지 않은 제 3, 제 4 가요성 기판을 거쳐서 구동 회로부(200A 내지 200D)를, 도 6의 (b)에 도시한 커넥터(360)에 설치한 구성에 특징이 있다. 따라서 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에 있어서, 구동 회로부(200A 내지 200D)의 설치 구조 이외의 구성은, 도 6에 도시한 제 2 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드와 마찬가지이므로, 도 7에 있어서도, 도 6과 공통인 구성 요소에는 동일 한 부호를 붙여, 그들의 상세한 설명은 생략한다.
도 7의 (a)에 도시하는 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드는, 저장소 형성 기판(20)을 관통하여 설치된 홈부(700) 내에 커넥터(360)가 배치되고, 이 커넥터(360)의 도시 상면(+Z측면)의 단자 전극(36b)에, 제 1 가요성 기판(501) 및 제 2 가요성 기판(502)이 설치된 구성을 구비하고 있다. 가요성 기판(501, 502)의 도시 하면(-Z측면)에는, 각각 구동 회로부(200A, 200B)가 플립 칩 설치되어 있고, 구동 회로부(200A, 200B)와 가요성 기판(501, 502) 사이는 각각 수지 몰드(202)에 의해 밀봉되어 있다. 구동 회로부(200A 내지 200D)의 플립 칩 설치에는, 앞선 실시 형태와 마찬가지로 땜납 재료에 의한 설치나, ACF, ACP를 이용한 설치, NCF, NCP를 이용한 설치 등, 여러 가지의 설치 형태를 채용할 수 있다.
도 7의 (b)는 제 1 가요성 기판(501)을 도 7의 (a)의 하면측(-Z측)으로부터 본 평면 구성도이다. 단면에서 보아 개략 볼록형의 제 1 가요성 기판(501) 위에는 구동 회로부(200A)가 설치되어 있으며, 구동 회로부(200A)의 설치 위치로부터 도시 -X 방향으로 복수의 배선 패턴(510)이 연장되어 있으며, 각 배선 패턴(510)은 가요성 기판(501)의 -X측 단부에 배열된 복수의 접속 단자로 이루어지는 접속 단자군(507)에 대하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 구동 회로부(200A)의 설치 위치로부터 +X 방향으로 복수의 배선 패턴(511)이 연장되어 있으며, 각 배선 패턴(511)은 가요성 기판(501)의 +X측의 단부에 배열 형성된 복수의 접속 단자로 이루어지는 접속 단자군(508)에 대하여 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 제 1 가요성 기판(501)은 -X측 단부의 접속 단자군(507)에 의해 커넥터(360)의 단자 전극(36b)[제 1 커넥터 단자군(36A)]에 전기적으로 접속되고, +X측 단부의 접속 단자군(508)에 의해 도시하지 않은 외부 회로에 접속되도록 되어 있다.
또한, 도시는 생략하고 있으나 구동 회로부(200B)가 설치된 제 2 가요성 기판(502)도 제 1 가요성 기판(501)과 마찬가지의 구성을 구비하고 있다. 또한, 구동 회로부(200C, 200D)를 각각 설치한 제 3 가요성 기판 및 제 4 가요성 기판에 대해서도 제 1 가요성 기판(501)과 마찬가지의 구성이다.
그리고 도 7의 (b)에 도시하는 제 1 가요성 기판(501), 및 이것과 동등한 구성을 구비한 제 2 내지 제 4 가요성 기판이, 저장소 형성 기판(20)의 도시 중앙부에 형성되어 있는 홈부(700) 내에 배치되어 있는 커넥터(360)의 상면의 단자 전극(36b)에 대하여 전기적으로 접속되어, 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드가 구성되어 있다. 제 1 내지 제 4 가요성 기판과 단자 전극(36b)과의 전기적 접속은 땜납 재료, ACF, ACP, NCF, NCP 등의 여러 가지의 접합재를 사용한 접합에 의해 실행할 수 있다.
본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에서는, 홈부(700) 내에 배치되는 커넥터(360)의 두께(높이)는 저장소 형성 기판(20)의 두께보다 크게 하는 것이 바람직하다. 각 가요성 기판을 쉽게 접속할 수 있기 때문이다.
상기 구성을 구비한 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에 의하면, 커넥터(360)에 의해 저장소 형성 기판(20)의 상면측으로 끌어내어진 압전 소자(300)의 회로 접속부에 대하여, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 설치한 제 1 내지 제 4 가요성 기판이 전기적으로 접속되어 있으므로, 이 액체 방울 토출 헤드를 프린터 유닛 등의 액체 방울 토출 장치에 장착할 때에, 접속 단자부의 처리를 가요성 기판의 가요성에 의해 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 구동 회로부(200A 내지 200D)의 설치 형태의 자유도가 커지므로, 구동 회로부의 변경에 수반하는 배선의 배치 형태의 변경도 쉬워진다.
또, 본 실시 형태에서는 커넥터(360)의 각 커넥터 단자군(36A 내지 36)에 대하여 각각의 가요성 기판을 접속하는 구성에 대해 도시하여 설명했지만, 4개의 구동 회로부(200A 내지 200D)를 1매의 가요성 기판에 설치하고, 이러한 가요성 기판을 커넥터(360)에 전기적으로 접속한 구성이라도 좋다. 또한, 홈부(700)에 대하여 X축 방향으로 동일한 측에 배치되는 제 1 가요성 기판과 제 3 가요성 기판을 일체화한 가요성 기판을 커넥터(360)의 +X측의 커넥터 단자에 접속하고, 제 2 가요성 기판과 제 4 가요성 기판을 일체화한 가요성 기판을 -X측의 커넥터 단자에 접속한 구성으로 할 수도 있다.
또한, 제 1 내지 제 4 가요성 기판의 하면측에 설치된 구동 회로부(200A 내지 200D)와 저장소 형성 기판(20) 사이를, 또한 수지 몰드 등으로 밀봉한 구성도 채용할 수 있다. 이와 같이 하여 구동 회로부(200A 내지 200D)를 저장소 형성 기판(20)에 밀봉, 고정하면, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 포함하는 액체 방울 토출 헤드 전체를 일체적으로 형성할 수 있어, 취급성이 뛰어난 액체 방울 토출 헤드를 얻을 수 있다. 또한, 구동 회로부(200A 내지 200D)가 가요성 기판과 저장소 형성 기판 사이에 밀봉되므로, 구동 회로부(200A 내지 200D)를 양호하게 보호할 수 있어, 액체 방울 토출 헤드의 신뢰성을 높일 수 있다.
(액체 방울 토출 장치)
다음에, 앞선 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드를 구비한 액체 방울 토출 장치의 일례에 대해서 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 8은 상기 각 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드를 구비한 액체 방울 토출 장치(IJ)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
액체 방울 토출 장치(IJ)는, 본 발명에 따른 액체 방울 토출 헤드(101)와, X축 방향 구동축(4)과, Y축 방향 가이드 축(5)과, 제어 장치(CONT)와, 스테이지(7)와, 클리닝 기구(8)와, 베이스(9)와, 히터(15)를 구비하고 있다. 스테이지(7)는 이 액체 방울 토출 장치(IJ)에 의해 잉크(액체 재료)가 형성되는 기판(P)을 지지하는 것으로, 기판(P)을 기준 위치에 고정하는 도시하지 않은 고정 기구를 구비하고 있다.
액체 방울 토출 헤드(101)는, 앞선 기재와 같이 복수의 토출 노즐을 구비한 멀티 노즐 타입의 액체 방울 토출 헤드이며, 길이 방향과 Y축 방향을 일치시키고 있다. 복수의 토출 노즐은 액체 방울 토출 헤드(101)의 하면에 Y축 방향으로 나란히 일정 간격으로 설치된다. 액체 방울 토출 헤드(101)의 노즐로부터는 스테이지(7)에 지지되어 있는 기판(P)에 대하여, 형성하는 기능막의 종류에 따른 잉크(예를 들어 도전성 미립자를 포함하는 잉크)가 토출된다.
X축 방향 구동축(4)에는, X축 방향 구동 모터(2)가 접속되어 있다. X축 방향 구동 모터(2)는 스텝핑 모터 등이며, 제어 장치(CONT)로부터 X축 방향의 구동 신호가 공급되면, X축 방향 구동축(4)을 회전시킨다. X축 방향 구동축(304)이 회 전하면, 액체 방울 토출 헤드(101)는 X축 방향으로 이동한다.
Y축 방향 가이드 축(5)은 베이스(9)에 대하여 움직이지 않도록 고정되어 있다. 스테이지(7)는 Y축 방향 구동 모터(3)를 구비하고 있다. Y축 방향 구동 모터(3)는 스텝핑 모터 등이며, 제어 장치(CONT)로부터 Y축 방향의 구동 신호가 공급되면, 스테이지(7)를 Y축 방향으로 이동한다.
제어 장치(CONT)는 액체 방울 토출 헤드(101)에 액체 방울의 토출 제어용의 전압을 공급한다. 또한, X축 방향 구동 모터(2)에 액체 방울 토출 헤드(101)의 X축 방향의 이동을 제어하는 구동 펄스 신호를, Y축 방향 구동 모터(3)에 스테이지(7)의 Y축 방향의 이동을 제어하는 구동 펄스 신호를 공급한다.
클리닝 기구(8)는 액체 방울 토출 헤드(101)를 클리닝하는 것이다. 클리닝 기구(8)에는, 도시하지 않는 Y축 방향의 구동 모터가 구비되어 있다. 이 Y축 방향의 구동 모터의 구동에 의해, 클리닝 기구는 Y축 방향 가이드 축(5)을 따라 이동한다. 클리닝 기구(8)의 이동도 제어 장치(CONT)에 의해 제어된다.
히터(15)는, 여기에서는 램프어닐에 의해 기판(P)을 열 처리하는 수단이며, 기판(P) 위에 도포된 액체 재료에 포함되는 용매의 증발 및 건조를 행한다. 이 히터(15)의 전원 투입 및 차단도 제어 장치(CONT)에 의해 제어된다.
액체 방울 토출 장치(IJ)는, 액체 방울 토출 헤드(101)와 기판(P)을 지지하는 스테이지(7)를 상대적으로 주사하면서 기판(P)에 대하여 액체 방울을 토출한다. 여기에서, 이하의 설명에 있어서 X축 방향을 주사 방향, X축 방향과 직교하는 Y축 방향을 비 주사 방향이라 한다. 따라서 액체 방울 토출 헤드(101)의 토출 노즐은 비 주사 방향인 Y축 방향으로 일정 간격으로 나란히 설치된다.
또, 도 8에서는 액체 방울 토출 헤드(101)는 기판(P)의 진행 방향에 대하여 직각으로 배치되어 있지만, 액체 방울 토출 헤드(101)의 각도를 조정하여, 기판(P)의 진행 방향에 대하여 교차시키는 방향으로 노즐이 배열되는 배치로 해도 좋다. 이렇게 하면, 액체 방울 토출 헤드(101)의 각도를 조정함으로써, 노즐 간의 피치를 조절할 수 있다. 또한, 기판(P)과 노즐면과의 거리를 임의로 조절할 수 있도록 해도 좋다.
상기 구성을 구비한 액체 방울 토출 장치(IJ)는, 액상법(液相法)에 의해 각종 디바이스를 형성하기 위한 디바이스 형성 장치로서 적합하게 이용할 수 있다. 이 형태에 있어서는, 액체 방울 토출 헤드로부터 토출되는 잉크(기능액)로서, 액정 표시 디바이스를 형성하기 위한 액정 표시 디바이스 형성용 재료, 유기 EL 표시 디바이스를 형성하기 위한 유기 EL 형성용 재료, 전자 회로의 배선 패턴을 형성하기 위한 배선 패턴 형성용 재료 등을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이들의 기능액을 액체 방울 토출 장치에 의해 기체 위에 선택 배치하는 제조 프로세스에 의하면, 포토리소그래피 공정을 거치는 일없이 기능 재료의 패턴 배치가 가능하므로, 액정 표시 장치나 유기 EL 장치, 회로 기판 등을 저렴하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액체 방울 토출 장치는 액체 방울 토출 헤드를 화상 형성 수단으로서 구비한 프린터(잉크젯 프린터)로서 구성할 수도 있고, 액체 방울 토출 헤드를 조립함으로써 실현되는 프린터 유닛으로서 구성할 수도 있다. 이러한 프린터 유닛은, 예컨대 텔레비젼 등의 표시 디바이스나 화이트 보드 등의 입력 디 바이스에 장착되어, 해당 표시 디바이스 또는 입력 디바이스에 의해 표시 혹은 입력된 화상을 인쇄하기 위해 사용할 수 있다.
(반도체 장치)
상기 실시 형태에서는, 본 발명에 따른 디바이스 설치 구조를 구비한 액체 방울 토출 헤드와 그 제조 방법에 대해 설명했지만, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 3차원적으로 복수의 IC 칩을 적층한 구조를 갖는 반도체 장치의 설치 구조에도 적용할 수 있다.
도 9는 SIＰ(System In Package) 기술을 이용한 반도체 장치의 일례를 도시하는 단면 구성도다. 도 9에 도시하는 반도체 장치(1000)는 베이스 기판(기체)(1010)과, 베이스 기판(1010) 위에 적층된 복수의 IC 칩(디바이스)(1020, 1030, 1040)과, 이들의 IC 칩과 베이스 기판(1010)과의 도전 접속 구조를 구성하는 복수의 커넥터(1060, 1070, 1080)를 구비하고 있다.
베이스 기판(1010)은, 예를 들어 실리콘 기판을 주체로 하여 이루어지는 것이며, 베이스 기판(1010)을 판 두께 방향으로 관통하는 복수(도시에서는 8개)의 관통 전극(도전 접속부)(1011)이 마련되어 있다. 베이스 기판(1010)의 도시 하면측에 노출된 관통 전극(1011)의 각각에, 반도체 장치(1000)를 전자 기기 등에 설치할 때의 접속 단자가 되는 대략 구슬 형상의 범프(1012)가 설치되어 있다.
베이스 기판(1010)의 도시 상면측에 노출된 관통 전극(1011)에는, 도시 좌측으로부터 차례로, IC 칩(1020)과, 커넥터(1060)와, 커넥터(1070)가 설치되어 있다. IC 칩(1020)은, 그 도시 상면 측에도 접속 단자를 구비한 양면 설치형의 IC 칩이 다. 또한, 커넥터(1060, 1070, 1080)는 실리콘 기판 등을 기재로 하여 이루어지며, 이 기재를 관통하는 관통 전극(단자 전극)(1061, 1071, 1081)을 갖고 있다. 이들의 커넥터(1060, 1070, 1080)에는, 제 1 실시 형태에 따른 커넥터(35)와 같은 구성을 적용할 수 있어, 커넥터(35)와 같은 방법을 이용하여 제작할 수 있다.
IC 칩(1020)의 상면에 설치된 패드(1021)에, IC 칩(1020)보다 큰 폭을 갖는 IC 칩(1030)이 설치되어 있다. IC 칩(1030)은 IC 칩(1020)의 외측 영역에서 커넥터(1070)의 관통 전극(1071)에 대하여 설치되어 있다. 또한, IC 칩(1030)과 동일 층에는 커넥터(1080)가 커넥터(1070) 위에 적층되어 배치되어 있으며, 커넥터(1070, 1080)의 관통 전극(1071)과 관통 전극(1081)이 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 IC 칩(1030)의 상면에 설치된 복수의 패드(1031)와 커넥터(1080)의 관통 전극(1081)에 대하여, IC 칩(1030)보다 큰 폭을 갖는 IC 칩(1040)이 설치되어 있다.
즉, 본 실시 형태의 반도체 장치(1000)에서는, IC 칩(1020) 위에 그보다 큰 IC 칩(1030)을 적층 배치함으로써 베이스 기판(1010)과 IC 칩(1030) 사이에 생긴 단차를, 이러한 단차에 상당하는 높이를 갖는 커넥터(1060)에 의해 해소하고, 또한 IC 칩(1030)과 베이스 기판(1010)의 관통 전극(1011)을 전기적으로 접속하고 있다. 또한, IC 칩(1030) 위에 그것보다 큰 IC 칩(1040)을 적층 배치함으로써 베이스 기판(1010)과 IC 칩(1040) 사이에 생긴 단차를, 커넥터(1070)와 커넥터(1080)를 적층함으로써 상기 단차에 상당하는 높이가 된 커넥터 적층체에 의해 해소하고, 또한 IC 칩(1040)의 접속 단자와 베이스 기판(1010)의 관통 전극(1011)을 전기적으로 접속하고 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 반도체 장치(1000)에서는 베이스 기판(1010) 측에 작은 IC 칩을 배치하고, 그 위에 큰 IC 칩을 적층하여 설치하는 구성을 채용함으로써, 상층측의 IC 칩(1030, 1040)의 신호선을, 커넥터(1060) 및 커넥터(1070, 1080)에 의해 베이스 기판(1010)의 접속 단자에 직접적으로 끌어낼 수 있도록 되어 있다. 이로써, 하층측에 배치되는 IC 칩에, 상층측의 IC 칩의 신호선을 중계하기 위한 전극을 설치할 필요가 없어지므로, 범용의 IC 칩을 베이스 기판(1010) 위에 설치할 수 있게 되어, 저비용으로 고기능의 반도체 장치를 얻을 수 있다.
또, 도 9에 도시한 구성은 본 발명에 따른 반도체 장치의 일 구성예를 도시한 것이며, 본 발명의 기술 범위는 이러한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
(제 4 실시 형태)
(액체 방울 토출 헤드)
계속해서, 본 발명의 제 4 실시 형태로서, 본 발명에 디바이스 설치 구조를 구비한 액체 방울 토출 헤드에 대해 도 10 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 도 10은 액체 방울 토출 헤드의 일 실시 형태를 도시하는 사시 구성도, 도 11은 도 10의 A-A 선을 따른 단면 구성도이다.
또, 이들의 도면에 있어서, 도 1 내지 도 9에 도시하는 제 1 내지 제 3 실시 형태의 구성 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략 또는 간략화한다.
본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)는, 잉크(기능액)를 액체 방울 상태로 하여 노즐로부터 토출하는 것이다. 도 10 내지 도 11에 도시하는 바와 같이, 액체 방울 토출 헤드(1)는 액체 방울이 토출되는 노즐 개구(15)를 구비한 노즐 기판(16)과, 노즐 기판(16)의 상면(+Z측)에 접속되어 잉크 유로를 형성하는 유로 형성 기판(10)과, 유로 형성 기판(10)의 상면에 접속되어 압전 소자(구동 소자)(300)의 구동에 의해 변위하는 진동판(400)과, 진동판(400)의 상면에 접속되어 저장소(100)를 형성하는 저장소 형성 기판(보호 기판)(20)과, 저장소 형성 기판(20) 위에 설치된 상기 압전 소자(300)를 구동하기 위한 4개의 구동 회로부(드라이버 IC, 디바이스)(200A 내지 200D)와, 구동 회로부(200A 내지 200D)와 접속된 복수의 배선 패턴(제 2 도전 접속부)(34)을 구비하여 구성되어 있다. 또, 상기 유로 형성 기판(10)과 저장소 형성 기판(20)에 의해, 본 발명에 따른 기체가 구성된다.
진동판(400)을 변형시키기 위한 압전 소자(300)는, 도 11에 도시하는 바와 같이 유로 형성 기판(10)의 상면(+Z측의 면 ; 제 1 면)(10a)에 형성된 하부 전극막(60) 측으로부터 차례로 압전체막(70)과, 상부 전극막(제 1 도전 접속부)(80)을 적층한 구조를 구비하고 있다. 압전체막(70)의 두께는 예를 들어 1 ㎛ 정도, 상부 전극막(80)의 두께는 예를 들어 0.1 ㎛ 정도이다.
또, 압전 소자(300)의 개념으로서는 압전체막(70) 및 상부 전극막(80)에다가, 하부 전극막(60)을 포함하는 것이라도 좋다. 하부 전극막(60)은 압전 소자(300)로서 기능을 하는 한편, 진동판(400)으로서도 기능을 하기 때문이다. 본 실시 형태에서는, 탄성막(50) 및 하부 전극막(60)이 진동판(400)으로서 기능을 하는 구성을 채용하고 있으나, 탄성막(50)을 생략하여 하부 전극막(60)이 탄성막(50)을 겸하는 구성으로 할 수도 있다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 저장소 형성 기판(20) 위에는 4개의 구동 회로부(200A 내지 200D)가 배치되어 있다. 구동 회로부(200A 내지 200D)는, 예를 들어 회로 기판 혹은 구동 회로를 포함하는 반도체 집적 회로(IC)를 포함하여 구성되어 있다. 각 구동 회로부(200A 내지 200D)는, 도시 하면 측에 복수의 접속 단자(200a)를 구비하고 있으며, 이 접속 단자(200a)가 저장소 형성 기판(20)의 상면(제 2 면)(20a)에 형성된 배선 패턴(34)에 대하여 접속되어 있다.
도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 저장소 형성 기판(20) 중, X축 방향에 관하여 중앙부에는, 단면이 하방을 향함에 따라서 직경을 축소하는 테이퍼 형상을 갖고, Y축 방향으로 연장되는 홈부(관통 구멍)(700)가 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에서는, 이 홈부(700)가 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)(회로 접속부)과, 그들에 접속되어야 할 상기 구동 회로부(200A 내지 200D)의 접속 단자(200a)[배선 패턴(34)]를 구획하는 단차를 형성하고 있다.
그리고 홈부(700) 내에는, 그 바닥면부에 노출된 각 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 위치 정렬되어, 커넥터(360)가 배치되어 있다. 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)에서는, 이 커넥터(360)에 의해 홈부(700)의 바닥면부[유로 형성 기판(10)의 상면(10a)]와, 구동 회로부(200A 내지 200D)가 배치되는 저장소 형성 기판(20)의 상면(20a)과의 단차가 해소되어, 구동 회로부(200A 내지 200D)가 저장소 형성 기판(20) 위에 평면적으로 설치되어 있다.
커넥터(360)는, 도 12에 도시하는 바와 같이 단부(41)와, 상방이 직경이 축소되는 경사면(42a)을 갖고, 단부(41)의 폭 방향 중앙부에 길이 방향(Y축 방향)을 따라 돌출 설치된 돌기부(42)로 이루어지고, 사각 기둥 형상의 커넥터 기재(36a)와, 돌기부(42)의 도시 상면(+Z측면)에 배열 형성된 복수의 단자 전극(제 1 단자 전극)(36b)과, 단부(41)의 도시 상면(+Z측면)에 배열 형성된 복수의 단자 전극(제 2 단자 전극)(36c)과, 돌기부(42)의 경사면(42a)(+X측면, -X측면)에 형성되어 상기 각 단자 전극(36b)과 그것과 대응하는 상기 각 단자 전극(36c)을 전기적으로 접속하는 복수의 접속 배선(36d)과, 단자 전극(36b, 36c)에 각각 돌출 설치된 범프(36e, 36f)를 구비하여 구성되어 있다.
또, 돌기부(42)는 도 11에 도시하는 바와 같이 저장소 형성 기판(20)의 홈부(700)에 접촉하지 않는 폭으로 형성되어 있다. 또한, 돌기부(42)의 높이(Z 방향의 길이)는 배선 패턴(34)과 상부 전극막(80)과의 단차[즉, 유로 형성 기판(10)의 상면(10a)과 저장소 형성 기판(20)의 상면(20a)과의 단차]의 높이와 대략 동일하게 형성되어 있다.
커넥터(360)에 있어서, 단자 전극(36b, 36c)과, 양자를 접속하는 접속 배선(36d)과, 범프(36e, 36f)가 1개의 커넥터 단자를 형성하고 있으며, 이들의 커넥터 단자는 도 11에 도시하는 홈부(700) 내로 연장 돌출된 상부 전극막(80)의 피치에 일치하는 피치로 커넥터 기재(36a) 위에 배열되어 있다.
커넥터(360)의 연장 방향으로 배열된 복수의 상기 커넥터 단자 중, 서로 근접하여 배치된 한 무리의 커넥터 단자가, 도 12에 도시하는 제 1 커넥터 단자군(36A) 내지 제 4 커넥터 단자군(36D)을 형성하고 있다. 제 1 커넥터 단자군(36A)과 제 2 커넥터 단자군(36B)은 커넥터 기재(36a)의 상면에서 X축 방향에 관하여 서 로 대향하여 배치되어 있으며, 제 3 커넥터 단자군(36C)과 제 4 커넥터 단자군(36D)도 커넥터 기재(36a)의 상면에서 X축 방향에 관하여 서로 대향하여 배치되어 있다.
또한, 커넥터(360)에는 단자 전극(36c)이 형성되는 면의 일부에 얼라이먼트 마크(AM)가 형성되어 있다. 얼라이먼트 마크(AM)는 제 1 커넥터 단자군(36A) 내지 제 4 커넥터 단자군(36D)의 위치 검출 시의 기준이 되는 것이며, 단자 전극(36c) 및 범프(36f)와 동일면으로, +X측의 면에서는 -Y측의 단부 근방의 위치, -X측의 면에서는 +Y측의 단부 근방의 위치(이들의 얼라이먼트 마크는 도시 생략)에, 각각 제 1 커넥터 단자군(36A) 내지 제 4 커넥터 단자군(36D)에 대한 상대 위치가 정확하게 위치 결정되어 형성되어 있다. 이들 얼라이먼트 마크(AM)는 단자 전극(36c) 및 범프(36f)와 동일 재료, 또한 동일 공정으로 형성됨으로써, 제 1 커넥터 단자군(36A) 내지 제 4 커넥터 단자군(36D)과의 상대 위치 정밀도를 쉽게 유지할 수 있다.
커넥터 기재(36a)는, 적어도 그 표면이 절연성을 갖는 재료로 이루어지는 것이며, 예컨대 세라믹, 유리 에폭시, 유리 등의 절연성 재료의 성형체나, 실리콘(Si)으로 이루어지는 기체의 표면에 열 산화에 의해 산화 실리콘막을 형성한 것이나, 상기 실리콘 기체의 표면에 절연성의 수지막을 형성한 것을 사용할 수 있다. 실리콘 기체의 표면에 절연막을 형성한 커넥터 기재(36a)를 사용하는 경우, 동일하게 실리콘으로 이루어지는 유로 형성 기판(10)이나 저장소 형성 기판(20)과 선 팽창 계수가 대략 동일해져, 열 팽창률을 일치시킬 수 있으므로, 온도 변화에 의한 부피 변화로 인해 도전 접합부에 박리 등이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있 다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
한편, 커넥터 기재(36a)로서 유리 에폭시나 세라믹 등의 성형체를 사용하면, 실리콘 기체를 사용한 경우에 비해 뛰어난 내충격성 등을 얻을 수 있다.
커넥터 단자를 구성하는 단자 전극(36b, 36c), 및 접속 배선(36d)은 금속 재료나 도전성 폴리머, 초전도체 등에 의해 형성할 수 있다. 커넥터 단자는 Au(금）, Ag(은), Cu(동), Al(알루미늄), Pd(팔라듐), Ni(니켈) 등의 금속 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 단자 전극(36b, 36c)에서의 범프(36e, 36f)에 대해서는, Au로 형성되는 것이 바람직하다. 구동 회로부(200A 내지 200D)의 접속 단자(200a)가 Au 범프일 경우에, Au-Au 접합에 의해 확실한 접합을 쉽게 얻을 수 있기 때문이다.
상기 구성을 구비한 커넥터(360)는, 도 11에 도시하는 바와 같이 돌기부(42)에 있어서 단자 전극(36b) 및 범프(36e)를 홈부(700)의 바닥면측[상부 전극막(80) 측]을 향하게 한 상태로 배치되는 동시에, 홈부(700) 내로 연장 돌출되어 있는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 범프(36e)를 거쳐서 플립 칩 설치되어 있다. 또한, 커넥터(360)는 단부(41)에 있어서 단자 전극(36c) 및 범프(36f)를 배선 패턴(34)[저장소 형성 기판(20)의 상면(20a)]을 향하게 한 상태로 배치되는 동시에, 배선 패턴(34)에 범프(36f)를 거쳐서 플립 칩 설치되어 있다.
커넥터(360)의 설치 상태를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 제 1 커넥터 단자군(36A)은 홈부(700)의 바닥면 위에 배열되어 있는 복수의 상부 전극막(80) 중, 제 1 노즐 개구군(15A) 및 제 1 압력 발생실군(12A)에 대응하는 제 1 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여, 단자 전극(36b) 및 범프(36e)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 커넥터 단자군(36B)은, 제 2 노즐 개구군(15B) 및 제 2 압력 발생실군(12B)에 대응하는 제 2 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여, 단자 전극(36b) 및 범프(36e)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.
또 도 11에는 표시되어 있지 않으나, 제 3 커넥터 단자군(36C)은 상기 제 1 커넥터 단자군(36A)과 마찬가지로, 제 3 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여 단자 전극(36b) 및 범프(36e)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있으며, 제 4 커넥터 단자군(36D)은 상기 제 2 커넥터 단자군(36B)과 마찬가지로, 제 4 압전 소자군을 구성하는 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)에 대하여 단자 전극(36b) 및 범프(36e)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시 형태에서는 특히, 커넥터(360)의 단자 전극(36b, 36c)에 Au로 이루어지는 범프(36e, 36f)를 설치하고 있으므로, 배선 패턴(34) 및 상부 전극막(80)에 대하여 커넥터(360)를 압박하였을 때에 범프(36e, 36f)가 쉽게 변형되므로, 예컨대 커넥터(360)[단부(41) 및 돌기부(42)]의 높이 격차에 의해 단자 전극(36b, 36c)의 Z축 방향의 위치가 어긋나 있어도, 범프(36e, 36f)의 변형에 의해 이 어긋남을 흡수할 수 있어, 단자 전극(36b)과 상부 전극막(80), 및 단자 전극(36c)과 배선 패턴(34)을 각각 전기적으로 접속할 수 있다.
플립 칩 설치(도전 접속 구조)의 형태로서는, 땜납 재료, 또는 이방성 도전 필름(ACF : anisotropic conductive film)이나 이방성 도전 페이스트(ACP : anisotropic conductive paste)를 포함하는 이방성 도전 재료, 비 도전성 필름(NCF : Non Conductive Film)이나 비 도전성 페이스트(NCP : Non Conductive Paste)를 포함하는 절연 수지 재료를 이용한 것으로 할 수 있다.
또한, 배선 패턴(34)에 대한 구동 회로부(200A 내지 200D)의 플립 칩 설치 시에도, 상기 땜납 재료, 또는 이방성 도전막이나 이방성 도전 페이스트를 포함하는 이방성 도전 재료, 비 도전성막이나 비 도전성 페이스트를 포함하는 절연 수지 재료를 이용한 도전 접속 구조를 채용할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 액체 방울 토출 헤드(1)에 의해 기능액의 액체 방울을 토출하기 위해서는, 해당 액체 방울 토출 헤드(1)에 접속된 외부 제어기(도시 생략)에 의해 기능액 도입구(25)에 접속된 도시하지 않은 외부 기능액 공급 장치를 구동한다. 외부 기능액 공급 장치로부터 송출된 기능액은, 기능액 도입구(25)를 통해 저장소(100)에 공급된 후, 노즐 개구(15)에 이르기까지의 액체 방울 토출 헤드(1)의 내부 유로를 채운다.
또 외부 제어기는, 저장소 형성 기판(20) 위에 설치된 구동 회로부(200) 등에 구동 전력이나 지령 신호를 송신한다. 지령 신호 등을 수신한 구동 회로부(200)는 외부 제어기로부터의 지령을 기초로 하는 구동 신호를, 배선 패턴(34), 커넥터(360)의 단자 전극 등을 거쳐서 도전 접속된 각 압전 소자(300)로 송신한다.
그러면, 압력 발생실(12)에 대응하는 각각의 하부 전극막(60)과 상부 전극막(80) 사이에 전압이 인가되는 결과, 탄성막(50), 하부 전극막(60) 및 압전체막(70)에 변위가 생겨, 이 변위에 의해 각 압력 발생실(12)의 용적이 변화되어 내부 압력 이 높아져 노즐 개구(15)로부터 액체 방울이 토출된다.
(커넥터의 제조 방법)
본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드에 이용되고 있는 커넥터(360)는, 세라믹이나 유리 에폭시 등의 절연성 기재가 사용되는 경우에는, 연삭 등의 기계 가공을 하여, 도 12에 도시하는 단면에서 보아 볼록형으로 형성된 커넥터 기재(36a)의 표면에, 커넥터 단자[단자 전극(36b, 36c), 접속 배선(36d), 범프(36e, 36f)]를 패턴 형성함으로써 제작할 수 있다. 또한, 실리콘 기체와 같이 도전성을 갖는 기체를 사용하는 경우에는, 이방성 에칭 등에 의해 부분적으로 제거하여 단면에서 보아 볼록형으로 형성된 실리콘 기체의 표면에 열 산화 등에 의해 산화 실리콘막을 형성하여 얻게 된 커넥터 기재, 혹은 실리콘 기체의 표면에 절연성의 수지막을 형성함으로써 얻게 된 커넥터 기재의 표면에, 상기 커넥터 단자를 패턴 형성함으로써 제작할 수 있다.
상기 커넥터 단자를 커넥터 기재(36a) 위에 패턴 형성하는 방법으로서는, 예컨대 기상법을 이용하여 형성한 도전막을 포토리소그래피 기술을 이용하여 패터닝하는 방법, 커넥터 기재(36a) 위에 소정 패턴의 개구부를 구비한 마스크 부재를 배치하여, 해당 마스크 부재를 거친 기상법이나 도금법에 의해 도전막(금속막)을 선택적으로 형성하는 방법, 액체 방울 토출법을 이용하여 도전막을 패턴 형성하는 방법, 및 인쇄법을 이용하여 커넥터 기재(36a) 위에 도전막을 패턴 형성하는 방법 등을 이용할 수 있다.
이하, 커넥터(360)의 제조 방법의 일례로서, 액체 방울 토출법을 이용한 커 넥터 단자[단자 전극(36b, 36c), 접속 배선(36d), 범프(36e, 36f)]의 형성 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서는, 커넥터 기재(36a)로서 단면에서 보아 볼록형의 세라믹 성형체를 이용한 경우에 대해 설명하지만, 다른 재질의 커넥터 기재를 이용한 경우도 마찬가지이다.
액체 방울 토출법에 의한 커넥터 단자의 형성에는, 상기한 액체 방울 토출 헤드(1)를 갖는 액체 방울 토출 장치를 적합하게 이용할 수 있다. 즉, 액체 방울 토출 장치에 설치된 액체 방울 토출 헤드(1)로부터 커넥터 단자를 형성하기 위한 잉크를 토출하여 커넥터 기재(36a) 위에 소정 패턴을 형성하도록 배치한다. 그 후 커넥터 기재(36a) 상의 잉크를 건조, 소성함으로써 금속 박막을 형성한다. 이상의 공정을 커넥터 기재(36a)의 돌기부(42)의 상면 및 경사면(42a), 단부(41)의 상면에 대해서 차례로 반복함으로써, 단자 전극(36b, 36c)과 이들을 접속하는 접속 배선(36d) 및 범프(36e, 36f)를 커넥터 기재(36a) 위에 형성할 수 있다.
도 12에 도시한 커넥터 단자를 금으로 된 박막에 의해 형성할 경우, 예를 들어 지름 10 ㎚ 정도의 금 미립자를 톨루엔 중에 분산시킨 금 미립자 분산액(신꼬오야낀샤제, 상품명「퍼펙트 골드」)을 톨루엔으로 희석하여, 그 점도를 5[mPa·s] 정도, 표면 장력을 20 ｍＮ/ｍ 정도가 되도록 조정하여, 이 액상체를 단자 전극(36b, 36c) 및 접속 배선(36d), 범프(36e, 36f)를 형성하기 위한 잉크로서 사용한다.
(커넥터 단자의 형성 순서)
상술한 잉크를 준비하였다면, 액체 방울 토출 헤드(1)로부터 잉크의 액체 방 울을 토출하여 커넥터 기재(36a) 위에 배치하는 공정을 실행한다.
여기에서, 상기 액체 방울 토출 공정에 앞서, 커넥터 기재(36a)에 대한 표면 처리를 해도 좋다. 즉, 커넥터 기재(36a)의 잉크 도포면에 대해, 잉크의 도포에 앞서 발수 잉크 처리(발액 처리)를 해 두어도 좋다. 이러한 발수 잉크 처리를 해 둠으로써, 커넥터 기재(36a) 위에 토출 배치(도포)되는 잉크의 위치를 더욱 고정밀도로 제어할 수 있다.
상기 커넥터 기재(36a) 표면에 필요에 따라서 상기 발수 잉크 처리를 하였다면, 상기 잉크의 액체 방울을 액체 방울 토출 헤드(1)로부터 토출하여 커넥터 기재(36a) 위의 소정 위치로 떨어뜨린다. 이 공정에서는, 커넥터 기재(36a) 위에서 액체 방울 토출 헤드(1)를 주사하면서 액체 방울을 토출함으로써, 커넥터 기재(36a)의 일 측면에 복수의 잉크 패턴[예를 들어 단자 전극(36b)이 되어야 할 잉크 패턴]을 형성한다.
이때, 액체 방울을 연속적으로 토출하여 패턴 형성을 실행할 경우에는, 액 정체[벌지)]가 생기지 않는 액체 방울끼리의 겹침의 정도를 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 1회째의 토출에서는 복수의 액체 방울을 서로 접촉하지 않도록 떨어뜨려 토출 배치하고, 2회째 이후의 토출에 의해, 그 사이를 메워 가는 토출 배치 방법을 채용하면, 양호하게 벌지를 방지할 수 있다.
액체 방울을 토출하여 커넥터 기재(36a) 위에 소정의 잉크 패턴을 형성하였다면, 그 후 잉크로부터 분산매의 제거를 실행하기 위해, 필요에 따라서 건조 처리한다. 건조 처리는, 예를 들어 기판을 가열하는 통상의 핫 플레이트, 전기로 등에 의한 처리 외에, 램프어닐에 의해 실행할 수도 있다. 램프어닐에 사용하는 광의 광원으서는 특별히 한정되지 않지만 적외선 램프, 크세논램프, YAG 레이저, 아르곤 레이저, 탄산 가스 레이저, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl 등의 엑시머 레이저 등을 광원으로서 사용할 수 있다.
계속해서, 잉크 패턴을 건조시켜 얻게 된 건조막에 대하여, 미립자 간의 전기적 접촉을 양호한 것으로 하기 위한 소성 처리를 행한다. 이 소성 처리에 의해 건조막으로부터 분산매가 완전히 제거되고, 또한 도전성 미립자의 표면에 분산성을 향상시키기 위한 유기물 코팅 등이 실시되어 있는 경우에는 이 코팅도 제거된다.
소성 처리는, 열 처리 또는 광 처리, 혹은 이들을 조합한 처리에 의해 행해진다. 소성 처리는 보통 대기 중에서 행해지지만, 필요에 따라서 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기 중에서 행할 수도 있다. 소성 처리의 처리 온도는, 분산매의 비점(증기압), 분위기 가스의 종류나 압력, 미립자의 분산성이나 산화성 등의 열적 거동, 코팅재의 유무나 양, 기재의 내열 온도 등을 고려하여 적절하게 결정된다. 예를 들어, 유기물로 이루어지는 코팅재를 제거하기 위해서는, 약 300 ℃에서 소성하는 것이 필요하다. 또한, 플라스틱 등의 기판을 사용할 경우에는 실온 이상 100 ℃ 이하에서 행하는 것이 바람직하다.
이상의 공정에 의해, 막 중의 미립자 간의 전기적 접촉이 확보되어, 도전막으로 변환된다.
그 후, 이상의 액체 방울 토출 공정과, 건조 공정과, 소성 공정을 커넥터 기재(36a)의 각 측면에 대해 행함으로써, 커넥터 기재(36a) 위에 복수의 커넥터 단자 가 형성된 커넥터(360)를 제조할 수 있다.
또, 커넥터 기재(36a)의 각 측면에 대해 액체 방울 토출 공정과 건조 공정을 행함으로써 커넥터 기재(36a)의 각 측면에 소정 패턴의 건조막을 형성해 두고, 마지막으로 일괄해서 소성 공정을 행함으로써 건조막으로부터 도전막에의 변환을 행해도 좋다. 건조막은 그것을 구성하는 도전성 미립자 사이에 많은 간극을 갖고 있으므로, 그 위에 잉크를 배치한 경우에 양호하게 잉크를 유지할 수 있다. 따라서 커넥터 기재(36a)의 측면에 건조막을 형성한 상태에서 다른 측면에 대해 액체 방울 토출 공정을 행함으로써, 각 측면에 형성되어 있는 건조막의 접속성을 향상시킬 수 있다. 즉, 단자 전극(36b)과 접속 배선(36d)과의 접속 부위, 및 단자 전극(36c)과 접속 배선(36d)과의 접속 부위에서의 접속성을 향상시킬 수 있어, 보다 신뢰성이 우수한 커넥터 단자를 형성할 수 있다.
(액체 방울 토출 헤드의 제조 방법)
다음에, 액체 방울 토출 헤드(1)의 제조 방법에 대해, 도 13의 흐름도를 참조하여 설명한다.
액체 방울 토출 헤드(1)를 제조하기 위해서는, 예를 들어 실리콘 단결정 기판에 이방성 에칭을 함으로써, 도 11에 도시하는 압력 발생실(12)이나 공급로(14), 연통부(13) 등을 형성하여 유로 형성 기판(10)을 제작한다(단계 SA1). 그 후, 유로 형성 기판(10) 위에 탄성막(50)과 하부 전극막(60)을 적층 형성하고, 계속해서 하부 전극막(60) 위에 압전체막(70) 및 상부 전극막(80)을 패턴 형성함으로써 압전 소자(300)를 형성한다(단계 SA2).
또한, 단계 SA1, SA2와는 별도의 공정에서, 실리콘 단결정 기판에 이방성 에칭을 함으로써 압전 소자 보유 지지부(24)나 홈부(700), 도입로(26)를 형성하고, 드라이 에칭법을 이용하여 저장소부(21)을 형성함으로써 저장소 형성 기판(20)을 제작한다(단계 SA3). 이어서, 저장소 형성 기판(20) 위에 컴플라이언스 기판(30)을 접합하여, 배선 패턴(34)을 형성한다(단계 SA4).
다음에, 단계 SA2를 경유한 유로 형성 기판(10) 위의 압전 소자(300)를 덮는 위치에, 단계 SA4를 경유한 저장소 형성 기판(20)을 위치 맞춤하고(단계 SA5), 그 후 유로 형성 기판(10)과 저장소 형성 기판(20)을 접착하는 동시에, 커넥터(360)를 홈부(700)에 삽입하여 압전 소자(300)의 상부 전극막(80)(회로 접속부)과 배선 패턴(34)을 접속한다(단계 SA6). 커넥터(360)를 홈부(700)에 삽입할 때에는, 커넥터(360)에 형성된 얼라이먼트 마크(AM)를 계측함으로써, 저장소 형성 기판(20)에 대한 위치 맞춤을 쉬우면서도, 또한 정밀도 좋게 행할 수 있다.
다음에, 저장소 형성 기판(20) 위의 배선 패턴(34)에 대하여 구동 회로부(200A 내지 200D)를 플립 칩 설치한다(단계 SA7).
또, 단계 SA6과 단계 SA7은 순서가 반대라도 좋다.
이상의 공정에 의해, 액체 방울 토출 헤드(1)를 제조할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는 저장소 형성 기판(20)에 설치한 홈부(700) 내에 커넥터(360)를 배치함으로써, 단차를 갖고 배치된 압전 소자(300)의 회로 접속부[상부 전극막(80)]와, 구동 회로부(200A 내지 200D)의 접속 단자(200a)에 접속된 배선 패턴(34)을 전기적으로 접속할 수 있어, 와이어 본딩에 의해 구동 회로부 와 압전 소자를 접속하는 구조와 같은 와이어를 배치하는 공간이 불필요해져, 액체 방울 토출 헤드(1)의 박형화를 실현할 수 있는 것으로 되어 있다. 또한, 커넥터(360)에 의해 홈부(700)가 메워져 있으므로, 액체 방울 토출 헤드(1) 자체의 강성을 높일 수 있어, 휘어짐 등에 의한 토출 정밀도의 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 것으로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 구동 회로부(200A 내지 200D)의 접속 단자(200a)에 접속된 배선 패턴(34)에 대하여 도통 확인을 행함으로써, 커넥터(360)를 설치하기 전에 구동 회로부(200A 내지 200D)의 도통 체크를 하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는 노즐 개구(15)의 협피치화에 수반하여 압전 소자(300)의 피치가 좁아져, 와이어 본딩을 실행하는 것이 매우 곤란한 경우라도, 쉽게 구동 회로부(200A 내지 200D)와 압전 소자(300)와의 전기적 접속을 행할 수 있다. 즉, 커넥터(360)의 단자 전극(36b 내지 36f)은 정확한 위치에 정확한 치수로 형성하는 것이 가능하므로, 노즐 개구(15)를 협피치화한 경우에도, 그에 수반하는 협소 피치로 배열되는 압전 소자(300)에 대하여 정확하게 위치 맞춤 가능한 것을 제작할 수 있다. 따라서 본 실시 형태에 의하면, 고선명의 화상 형성이나 기능막의 패턴 형성이 가능한 액체 방울 토출 헤드(1)를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 커넥터(360)가 경사면(42a)을 갖고 있으므로, 홈부(700)에의 삽입 시에 안내가 되어 안정된 접속 작업이 가능해지는 동시에, 경사면(42a)을 갖는 돌기부(42)가 홈부(700)보다도 폭이 좁게 형성되어 있으므로, 배선 패턴(34)이 커넥터(360)와 접촉하여 단자 간 쇼트를 일으키는 것을 방지할 수 있 다. 또한, 본 실시 형태에서는 단자 전극(36b)이 형성된 돌기부(42)의 상면 및 단자 전극(36c)이 형성된 단부(41)의 상면에 대하여 경사면(42a)이 둔각으로 교차하게 되므로, 각 면의 교차부에 형성된 단자 전극에 가해지는 응력 집중을 완화하는 것이 가능해져, 단선 등의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 돌기부(42)의 상면 및 단부(41)의 상면에 대하여 직교하는 경우와 비교하여, 경사면(42a)에의 배선 형성이 쉬워진다고 하는 효과도 발휘한다.
또한, 본 실시 형태에서는 커넥터(360)에 범프(36e, 36f)를 설치하여 상부 전극막(80), 배선 패턴(34)과 접속시키고 있으므로, 커넥터(360)를 압박하였을 때에 범프(36e, 36f)가 쉽게 변형할 수 있어, 예컨대 커넥터(360)[단부(41) 및 돌기부(42)]의 높이 격차에 의해 단자 전극(36b, 36c)의 Z축 방향의 위치가 어긋나 있어도, 범프(36e, 36f)의 변형에 의해 이 어긋남을 흡수할 수 있어, 단자 전극(36b)과 상부 전극막(80), 및 단자 전극(36c)과 배선 패턴(34)을 각각 안정되게 전기적으로 접속할 수 있다. 게다가, 본 실시 형태에서는 커넥터(360)의 기재(36a)와 유로 형성 기판(10)이나 저장소 형성 기판(20)과 선 팽창 계수를 동일하게 하고 있으므로, 온도 변화에 의한 부피 변화로 도전 접합부에 박리 등이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 구동 회로부(200A 내지 200D) 및 커넥터(360)를 플립 설치하는 구성이므로, 동일한 장치(설치 장치)를 이용하여 이들을 일괄하여 탑재하는 것도 가능해져, 생산 효율의 향상에도 기여할 수 있다.
또 본 실시 형태의 액체 방울 토출 헤드(1)에서는, 저장소 형성 기판(20)이 압전 소자(300)를 외부 환경과 차단하여 압전 소자(300)를 밀봉하는 밀봉 부재로서도 기능을 하도록 되어 있으므로, 수분 등의 외부 환경에 의한 압전 소자(300)의 특성 열화 등을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 압전 소자 보유 지지부(24)의 내부를 밀봉 상태로 했을 뿐이지만, 예컨대 압전 소자 보유 지지부(24) 내의 공간을 진공으로 하거나, 혹은 질소 또는 아르곤 분위기 등으로 함으로써, 압전 소자 보유 지지부(24) 내를 저습도로 유지하는 구성도 채용할 수 있어, 이들의 구성에 의해 압전 소자(300)의 열화를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
(액체 방울 토출 장치)
다음에, 상술한 액체 방울 토출 헤드(1)를 구비한 액체 방울 토출 장치의 일례에 대해서 도 14를 참조하면서 설명한다. 본 예에서는, 그 일례로서 전술한 액체 방울 토출 헤드를 구비한 잉크젯식 기록 장치에 대해 설명한다.
액체 방울 토출 헤드는 잉크 카트리지 등과 연통하는 잉크 유로를 구비하는 기록 헤드 유닛의 일부를 구성하여, 잉크젯식 기록 장치에 탑재되어 있다. 도 14에 도시하는 바와 같이, 액체 방울 토출 헤드를 갖는 기록 헤드 유닛(1A 및 1B)에는, 잉크 공급 수단을 구성하는 카트리지(2A 및 2B)가 착탈 가능하게 설치되어 있으며, 이 기록 헤드 유닛(1A 및 1B)을 탑재한 카트리지(3)가 장치 본체(4)에 부착된 카트리지 축(5)에 축 방향 이동 가능하게 부착되어 있다.
기록 헤드 유닛(1A 및 1B)은, 예컨대 각각 블랙 잉크 조성물 및 컬러 잉크 조성물을 토출하는 것으로 하고 있다. 그리고 구동 모터(6)의 구동력이 도시하지 않은 복수의 기어 및 타이밍 벨트(7)를 거쳐서 카트리지(3)에 전달됨으로써, 기록 헤드 유닛(1A 및 1B)을 탑재한 카트리지(3)가 카트리지 축(5)을 따라 이동하도록 되어 있다. 한편, 장치 본체(4)에는 카트리지 축(5)을 따라 플라텐(8)이 설치되어 있으며, 도시하지 않은 급지 롤러 등에 의해 급지된 종이 등의 기록 매체인 기록 시트(S)가 플라텐(8) 위로 반송되도록 되어 있다. 상기 구성을 구비한 잉크젯식 기록 장치는, 전술한 액체 방울 토출 헤드를 구비하고 있으므로, 소형으로 신뢰성이 높고, 또한 저비용인 잉크젯식 기록 장치로 되어 있다.
또, 도 14에서는 본 발명의 액체 방울 토출 장치의 일례로서 프린터 단일 부재로서의 잉크젯식 기록 장치를 도시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이러한 액체 방울 토출 헤드를 조립함으로써 실현되는 프린터 유닛에 적용하는 것도 가능하다. 이러한 프린터 유닛은, 예컨대 텔레비젼 등의 표시 디바이스나 화이트 보드 등의 입력 디바이스에 장착되어, 해당 표시 디바이스 또는 입력 디바이스에 의해 표시 혹은 입력된 화상을 인쇄하기 위해 사용된다.
또 상기 액체 방울 토출 헤드는, 액상법에 의해 각종 디바이스를 형성하기 위한 액체 방울 토출 장치에도 적용할 수 있다. 이 형태에 있어서는, 액체 방울 토출 헤드로부터 토출되는 기능액으로서, 액정 표시 디바이스를 형성하기 위한 액정 표시 디바이스 형성용 재료, 유기 EL 표시 디바이스를 형성하기 위한 유기 EL 형성용 재료, 전자 회로의 배선 패턴을 형성하기 위한 배선 패턴 형성용 재료 등을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이들의 기능액을 액체 방울 토출 장치에 의해 기체 위에 선택 배치하는 제조 프로세스에 의하면, 포토리소그래피 공정을 거치는 일없이 기능 재료의 패턴 배치가 가능하므로, 액정 표시 장치나 유기 EL 장치, 회로 기판 등을 저렴하게 제조할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 상술한 예에 있어서 게시한 각 구성 부재의 여러 가지 형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등을 기초로 하여 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는 범프를 커넥터(360)에 설치하는 구성으로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상부 전극막(80) 및 배선 패턴(34)에 설치하는 구성이라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는 홈부(700) 및 커넥터(360)의 돌기부(42)가 모두 테이퍼 형상으로 형성되는 구성으로 하였지만, 어느 한쪽, 또는 양쪽 모두가 동일 지름으로 형성되는 구성이라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는 반도체 장치의 일례로서, 디바이스로서의 구동 회로부(200A 내지 200D)를 기체에 설치한 액체 방울 토출 헤드의 예를 이용하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 3차원적으로 전자 디바이스를 설치한 구조를 갖는 반도체 장치에도 적용할 수 있다.
본 발명은 IC 칩 등의 디바이스에 의한 단차부나, 디바이스가 설치되는 기판의 형상에 기인하는 단차부를 거쳐서 디바이스의 접속 단자와 기판의 접속부를 전 기적으로 접속하는 디바이스 설치 구조를 제공하며, 접속 단자 및 접속부의 형성 피치가 협소화된 경우에도 전기적 접속을 실행할 때의 작업성을 저하하는 일없이, 우수한 신뢰성을 갖고 수율 좋게 디바이스를 설치하는 것을 가능하게 하는 디바이스 설치 구조, 액체 방울 토출 헤드 및 커넥터를 제공하고, 또한, 우수한 신뢰성을 갖고 수율 좋게 디바이스를 설치하는 방법을 제공할 수 있다.

Claims (47)

  1. 디바이스 설치 구조에 있어서,
    도전 접속부와 단차부를 갖는 기체와,
    상기 기체 위의 상기 단차부를 거쳐서 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속된 접속 단자를 갖고, 또한 상기 기체 위에 배치된 디바이스와,
    상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하고, 상기 단차부의 높이와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터를 구비하는
    디바이스 설치 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 커넥터가 적층하여 구성된 커넥터 적층체를 갖고,
    상기 커넥터 적층체는 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 상기 기체의 상기 도전 접속부 사이에 배치되어 있는
    디바이스 설치 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    기재와,
    단자 전극을 구비하는
    디바이스 설치 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 단자 전극은 상기 기재를 관통하고 있는
    디바이스 설치 구조.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 기재는 제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖고,
    상기 커넥터의 상기 단자 전극은 상기 제 1 면에 형성된 제 1 단자 전극과, 상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과, 상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 갖는
    디바이스 설치 구조.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 기재가
    유리 에폭시, Si, 세라믹, 또는 유리인
    디바이스 설치 구조.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 단자 전극의 구성 재료가 Cu, Ni, Au, Ag로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 재료, 해당 군으로부터 선택되는 금속 재료의 합금, 땜납 재료, 또는 도전성 수지 재료 중 어느 하나인
    디바이스 설치 구조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체를 관통하는 관통 구멍을 갖고,
    상기 도전 접속부가 상기 기체의 외면 또는 내면에 형성되고,
    상기 관통 구멍은 상기 도전 접속부에 달하고,
    상기 커넥터가 상기 관통 구멍 내에 배치되고,
    상기 커넥터가 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하고 있는
    디바이스 설치 구조.
  9. 반도체 장치에 있어서,
    기체와,
    제 1 항에 기재된 디바이스 설치 구조를 이용하여 상기 기체 위에 설치된 전자 디바이스를 구비하는
    반도체 장치.
  10. 디바이스 설치 구조에 있어서,
    도전 접속부와 단차부를 갖는 기체와,
    상기 기체 위의 상기 단차부를 거쳐서 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속된 접속 단자를 갖고, 또한 상기 기체 위에 배치된 디바이스와,
    상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하고, 상기 단차부의 높이보다 큰 높이를 갖는 커넥터를 구비하는
    디바이스 설치 구조.
  11. 제 10 항에 있어서,
    복수의 상기 커넥터가 적층하여 구성된 커넥터 적층체를 갖고,
    상기 커넥터 적층체는 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 상기 기체의 상기 도전 접속부 사이에 배치되어 있는
    디바이스 설치 구조.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    기재와,
    단자 전극을 구비하는
    디바이스 설치 구조.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 단자 전극은 상기 기재를 관통하고 있는
    디바이스 설치 구조.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 기재는 제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖고,
    상기 커넥터의 상기 단자 전극은 상기 제 1 면에 형성된 제 1 단자 전극과, 상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과, 상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 갖는
    디바이스 설치 구조.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 기재가
    유리 에폭시, Si, 세라믹, 또는 유리인
    디바이스 설치 구조.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 단자 전극의 구성 재료가 Cu, Ni, Au, Ag로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 재료, 해당 군으로부터 선택되는 금속 재료의 합금, 땜 납 재료, 또는 도전성 수지 재료 중 어느 하나인
    디바이스 설치 구조.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 기체를 관통하는 관통 구멍을 갖고,
    상기 도전 접속부가 상기 기체의 외면 또는 내면에 형성되고,
    상기 관통 구멍은 상기 도전 접속부에 달하고,
    상기 커넥터가 상기 관통 구멍 내에 배치되고,
    상기 커넥터가 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하고 있는
    디바이스 설치 구조.
  18. 반도체 장치에 있어서,
    기체와,
    제 10 항에 기재된 디바이스 설치 구조를 이용하여 상기 기체 위에 설치된 전자 디바이스를 구비하는
    반도체 장치.
  19. 디바이스 설치 구조에 있어서,
    제 1 면과, 단차부와, 상기 제 1 면에 상기 단차부를 거쳐서 형성된 제 2 면 을 갖는 기체와,
    상기 제 1 면에 형성된 제 1 도전 접속부와,
    상기 제 2 면에 배치되어 상기 제 1 도전 접속부에 전기적으로 접속되는 접속 단자를 갖고, 상기 기체 위에 배치된 디바이스와,
    상기 제 2 면에 형성되어, 상기 접속 단자에 접속되는 제 2 도전 접속부와,
    상기 제 1 도전 접속부와 상기 제 2 도전 접속부를 전기적으로 접속하고, 적어도 상기 단차부의 높이와 동일한 높이를 갖는 커넥터를 구비하는
    디바이스 설치 구조.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    상기 제 1 도전 접속부에 접속되는 제 1 단자 전극과,
    상기 제 2 도전 접속부에 접속되는 제 2 단자 전극과,
    상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 구비하는
    디바이스 설치 구조.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    상기 제 1 단자 전극이 형성되는 면과 상기 제 2 단자 전극이 형성되는 면 사이에 경사면을 갖고,
    상기 접속 배선은 상기 경사면에 형성되어 있는
    디바이스 설치 구조.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 단자 전극에는 제 1 도전성 돌기부가 형성되고,
    상기 제 2 단자 전극에는 제 2 도전성 돌기부가 형성되어 있는
    디바이스 설치 구조.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극 중 적어도 한쪽의 구성 재료가 Cu, Ni, Au, Ag로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 재료, 해당 군으로부터 선택되는 금속 재료의 합금, 땜납 재료, 또는 도전성 수지 재료 중 어느 하나인
    디바이스 설치 구조.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 기체의 선 팽창 계수와, 상기 커넥터의 선 팽창 계수가 대략 동일한
    디바이스 설치 구조.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 디바이스에는 제 1 도전성 돌기부가 형성되고,
    상기 커넥터에는 제 2 도전성 돌기부가 형성되며,
    상기 디바이스와 상기 기체는 상기 제 1 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속되고,
    상기 커넥터와 상기 기체는 상기 제 2 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있는
    디바이스 설치 구조.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 커넥터의 기재가 유리 에폭시, Si, 세라믹, 또는 유리인
    디바이스 설치 구조.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 기체에 상기 커넥터를 설치할 때의 위치 검출용의 마크를 갖는
    디바이스 설치 구조.
  28. 액체 방울 토출 헤드에 있어서,
    액체 방울을 토출하는 노즐 개구와,
    상기 노즐 개구에 연통하는 압력 발생실과,
    상기 압력 발생실의 외측에 배치되어 상기 압력 발생실에 압력 변화를 생기게 하는 구동 소자와,
    상기 구동 소자를 사이에 두고 상기 압력 발생실과 반대측에 설치된 보호 기판과,
    상기 보호 기판을 사이에 두고 상기 구동 소자와 반대측에 설치되어, 상기 구동 소자에 전기 신호를 공급하는 구동 회로부와,
    제 19 항에 기재된 디바이스 설치 구조에 의해, 상기 구동 회로부에 전기적으로 접속된 상기 구동 소자의 회로 접속부를 구비하는
    액체 방울 토출 헤드.
  29. 반도체 장치에 있어서,
    기체와,
    제 19 항에 기재된 디바이스 설치 구조에 의해, 상기 기체 위에 설치된 전자 디바이스를 구비하는
    반도체 장치.
  30. 디바이스 설치 방법에 있어서,
    도전 접속부와 단차부를 갖는 기체를 준비하고,
    접속 단자를 갖는 디바이스를 상기 기체 위에 배치하고,
    상기 기체 위에 상기 디바이스를 배치했을 때에, 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부 사이에 형성되는 상기 단차부의 높이와 대략 동일한 높이를 갖는 커넥터를, 상기 기체 위에 배치하고,
    상기 커넥터를 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속하고,
    상기 커넥터에 상기 디바이스의 상기 접속 단자를 전기적으로 접속하고,
    상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 접속 단자에, 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 접속 단자에, 상기 커넥터의 단자 전극을 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    기재와,
    상기 기재를 관통하는 단자 전극을 갖고,
    상기 기체의 상기 도전 접속부와 상기 디바이스의 상기 접속 단자를, 상기 커넥터의 단자 전극에 의해 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    복수의 상기 커넥터를 적층하여, 인접하는 상기 커넥터의 상기 단자 전극끼리를 전기적으로 접속하여 이루어지는 커넥터 적층체를 형성하고,
    상기 기체의 상기 도전 접속부와 상기 디바이스의 상기 접속 단자를, 상기 커넥터의 상기 단자 전극에 의해 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  35. 제 30 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖는 기재와,
    상기 제 1 면에 형성된 제 1 단자 전극과,
    상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과,
    상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 갖고,
    상기 커넥터를 이용하여,
    상기 제 1 단자 전극을 상기 기체의 상기 도전 접속부와 전기적으로 접속하고,
    상기 제 2 단자 전극을 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 전기적으로 접속하고,
    상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  36. 디바이스 설치 방법에 있어서,
    도전 접속부와 단차부를 갖는 기체를 준비하고,
    접속 단자를 갖는 디바이스를 상기 기체 위에 배치하고,
    상기 기체 위에 상기 디바이스를 배치했을 때에, 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 상기 도전 접속부 사이에 형성되는 상기 단차부의 높이보다 큰 높이를 갖는 커넥터를, 상기 기체 위에 배치하고,
    상기 커넥터를 상기 도전 접속부에 전기적으로 접속하고,
    상기 커넥터에 상기 디바이스의 상기 접속 단자를 전기적으로 접속하고,
    상기 접속 단자와 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 접속 단자에, 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 접속 단자에, 상기 커넥터의 단자 전극을 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    기재와,
    상기 기재를 관통하는 단자 전극을 갖고,
    상기 기체의 상기 도전 접속부와 상기 디바이스의 상기 접속 단자를, 상기 커넥터의 단자 전극에 의해 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    복수의 상기 커넥터를 적층하여, 인접하는 상기 커넥터의 단자 전극끼리를 전기적으로 접속하여 이루어지는 커넥터 적층체를 형성하고,
    상기 기체의 상기 도전 접속부와 상기 디바이스의 상기 접속 단자를, 상기 커넥터의 상기 단자 전극에 의해 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 커넥터는
    제 1 면과, 상기 제 1 면과는 반대인 제 2 면과, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과는 다른 제 3 면을 갖는 기재와,
    상기 제 1 면에 형성된 제 1 단자 전극과,
    상기 제 2 면에 형성된 제 2 단자 전극과,
    상기 제 3 면에 형성되어 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 갖고,
    상기 커넥터를 이용하여,
    상기 제 1 단자 전극을 상기 기체의 상기 도전 접속부와 전기적으로 접속하고,
    상기 제 2 단자 전극을 상기 디바이스의 상기 접속 단자와 전기적으로 접속하고,
    상기 접속 단자과 상기 도전 접속부를 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  42. 커넥터에 있어서,
    제 1 단자 전극과,
    상기 제 1 단자 전극에 단차부를 거쳐서 배치된 제 2 단자 전극과,
    상기 단차부에 형성되어, 상기 제 1 단자 전극과 상기 제 2 단자 전극을 전기적으로 접속하는 접속 배선을 구비하는
    커넥터.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 단자 전극이 형성되는 면과 상기 제 2 단자 전극이 형성되는 면 사이에 위치하는 경사면과,
    상기 경사면에 형성된 상기 접속 배선을 구비하는
    커넥터.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 단자 전극에는 제 1 도전성 돌기부가 형성되고,
    상기 제 2 단자 전극에는 제 2 도전성 돌기부가 형성되어 있는
    커넥터.
  45. 제 42 항에 있어서,
    기체에 상기 커넥터를 설치할 때의 위치 검출용의 마크를 갖는
    커넥터.
  46. 디바이스 설치 방법에 있어서,
    제 1 면과, 단차부와, 상기 제 1 면에 상기 단차부를 거쳐서 배치된 제 2 면과, 상기 제 1 면에 형성된 제 1 도전 접속부를 갖는 기체를 준비하고,
    상기 제 2 면에 제 2 도전 접속부를 형성하고,
    상기 제 2 면에 디바이스의 접속 단자를 배치하여, 상기 접속 단자와 상기 제 2 도전 접속부를 접속하고,
    상기 제 1 도전 접속부와 상기 제 2 도전 접속부를, 적어도 상기 단차부의 높이와 동일한 높이를 갖는 커넥터를 거쳐서 전기적으로 접속하고,
    상기 제 1 도전 접속부와 상기 디바이스의 접속 단자를 접속하는
    디바이스 설치 방법.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 디바이스에 제 1 도전성 돌기부를 형성하고,
    상기 커넥터에 제 2 도전성 돌기부를 형성하며,
    상기 디바이스와 상기 기체를 상기 제 1 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속하고,
    상기 커넥터와 상기 기체를 상기 제 2 도전성 돌기부를 거쳐서 전기적으로 접속하는
    디바이스 설치 방법.
KR1020060006529A 2005-01-25 2006-01-20 디바이스 설치 구조, 디바이스 설치 방법 및 반도체 장치 KR100738738B1 (ko)

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JP2005017261 2005-01-25
JP2005059029 2005-03-03
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KR1020070025469A KR100747821B1 (ko) 2005-01-25 2007-03-15 디바이스 설치 구조, 반도체 장치 및 디바이스 설치 방법
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502006005264D1 (de) * 2006-11-09 2009-12-10 Festo Ag & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Piezowandlern
JP2008130803A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 基板装置および基板
US7871865B2 (en) * 2007-01-24 2011-01-18 Analog Devices, Inc. Stress free package and laminate-based isolator package
JP4967741B2 (ja) * 2007-03-23 2012-07-04 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出装置および電気光学装置の製造方法
US7623365B2 (en) 2007-08-29 2009-11-24 Micron Technology, Inc. Memory device interface methods, apparatus, and systems
US8106520B2 (en) 2008-09-11 2012-01-31 Micron Technology, Inc. Signal delivery in stacked device
JP2010111116A (ja) * 2008-10-09 2010-05-20 Seiko Epson Corp 回路基板および液体供給ユニット
KR101013563B1 (ko) * 2009-02-25 2011-02-14 주식회사 하이닉스반도체 스택 패키지
TWI391688B (zh) * 2009-04-06 2013-04-01 Himax Tech Ltd 微粒檢測方法及其裝置
JP4841010B2 (ja) * 2009-06-09 2011-12-21 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP5902102B2 (ja) * 2010-02-22 2016-04-13 インターポーザーズ ゲーエムベーハー 半導体モジュールを製造するための方法およびシステム
JP5359973B2 (ja) * 2010-04-02 2013-12-04 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出装置
GB2481836B (en) * 2010-07-08 2012-06-13 Keymat Technology Ltd Circuit board connector with drilling tamper detection arrangement
US8727508B2 (en) * 2011-11-10 2014-05-20 Xerox Corporation Bonded silicon structure for high density print head
JP5858813B2 (ja) * 2012-02-06 2016-02-10 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
JP6056329B2 (ja) * 2012-09-27 2017-01-11 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出ヘッド、印刷装置および液滴吐出ヘッドの製造方法
US9177914B2 (en) * 2012-11-15 2015-11-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Metal pad structure over TSV to reduce shorting of upper metal layer
JP6163782B2 (ja) 2013-02-26 2017-07-19 セイコーエプソン株式会社 配線構造体、配線構造体の製造方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置
JP6160119B2 (ja) 2013-02-26 2017-07-12 セイコーエプソン株式会社 配線構造体、配線構造体の製造方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置
JP2014216123A (ja) * 2013-04-24 2014-11-17 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 電気コネクタ組立体及びその実装構造
JP2014222728A (ja) * 2013-05-14 2014-11-27 凸版印刷株式会社 半導体パッケージ
DE102013113764B3 (de) * 2013-12-10 2014-09-25 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitereinrichtung
JP6354188B2 (ja) 2014-02-10 2018-07-11 セイコーエプソン株式会社 導通構造、導通構造の製造方法、液滴吐出ヘッドおよび印刷装置
JP6314519B2 (ja) 2014-02-10 2018-04-25 セイコーエプソン株式会社 導通構造、導通構造の製造方法、液滴吐出ヘッドおよび印刷装置
JP2016083861A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
JP6432737B2 (ja) 2015-03-04 2018-12-05 セイコーエプソン株式会社 Ｍｅｍｓデバイス、ヘッド及び液体噴射装置
JP6589301B2 (ja) * 2015-03-10 2019-10-16 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP6447819B2 (ja) * 2015-03-10 2019-01-09 セイコーエプソン株式会社 ヘッド及び液体噴射装置
US20160276185A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for making integrated circuit packages
JP2017022352A (ja) * 2015-07-15 2017-01-26 富士通株式会社 半導体装置
JP2017094580A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 セイコーエプソン株式会社 配線構造、ｍｅｍｓデバイス、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、ｍｅｍｓデバイスの製造方法、液体噴射ヘッドの製造方法、および、液体噴射装置の製造方法
US10442188B2 (en) * 2016-02-10 2019-10-15 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP6711047B2 (ja) * 2016-03-17 2020-06-17 セイコーエプソン株式会社 圧電デバイス、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
US10654269B2 (en) * 2017-06-28 2020-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection head
JP6983679B2 (ja) * 2018-01-26 2021-12-17 東芝テック株式会社 インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4668032A (en) * 1982-04-08 1987-05-26 Harris Corporation Flexible solder socket for connecting leadless integrated circuit packages to a printed circuit board
US4631820A (en) * 1984-08-23 1986-12-30 Canon Kabushiki Kaisha Mounting assembly and mounting method for an electronic component
JPS6169191A (ja) 1984-08-23 1986-04-09 キヤノン株式会社 電子部品の実装構造
US5071363A (en) * 1990-04-18 1991-12-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Miniature multiple conductor electrical connector
TW237533B (en) 1993-08-06 1995-01-01 Philips Electronics Nv Data entry apparatus with position detecting system and dynamic interrogation policy of dispersed detector signal paths
US5714800A (en) * 1996-03-21 1998-02-03 Motorola, Inc. Integrated circuit assembly having a stepped interposer and method
JP3704402B2 (ja) 1996-08-20 2005-10-12 富士通株式会社 フェースダウンボンディング半導体装置とその製造方法
JPH10125685A (ja) * 1996-10-16 1998-05-15 Casio Comput Co Ltd 突起電極およびその形成方法
JP3452129B2 (ja) * 1998-08-21 2003-09-29 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
JP2000301719A (ja) 1999-02-17 2000-10-31 Konica Corp インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法
JP2000252381A (ja) 1999-02-26 2000-09-14 Nec Corp 積層基板へのｌｓｉチップの実装構造
CN1273371C (zh) * 1999-03-31 2006-09-06 精工爱普生株式会社 窄间距用连接器、间距变换装置、微机械、压电传动器、静电传动器、喷墨头、喷墨打印机、液晶面板、电子装置
CN1169670C (zh) * 2000-02-25 2004-10-06 松下电器产业株式会社 喷墨头及喷墨式记录装置
WO2001074591A1 (fr) * 2000-03-31 2001-10-11 Fujitsu Limited Tete a jet d'encre a buses multiples
JP3472526B2 (ja) * 2000-04-27 2003-12-02 日本圧着端子製造株式会社 集積回路素子用接続モジュールおよび接続モジュール付き集積回路素子
DE10029520A1 (de) * 2000-06-21 2002-01-17 Merck Patent Gmbh Beschichtung für metallische Implantatmaterialien
JP2002009235A (ja) 2000-06-23 2002-01-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法、ならびに該半導体装置を基板に接続するためのコネクタ、ならびに該半導体装置を基板に接続する方法
US6702413B2 (en) * 2000-11-16 2004-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and IC package structure
JP2002217240A (ja) 2001-01-19 2002-08-02 Nec Tohoku Ltd フリップチップ実装構造及び配線方法
US6848763B2 (en) * 2001-03-30 2005-02-01 Seiko Epson Corporation Drive unit for liquid ejection head
JP2003159800A (ja) * 2001-09-13 2003-06-03 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP2003110091A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Toshiba Corp 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2003127360A (ja) * 2001-10-24 2003-05-08 Seiko Epson Corp インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
TW525273B (en) * 2002-02-07 2003-03-21 Via Tech Inc Elastomer interposer for fixing package onto printed circuit board and fabrication method thereof
US6911733B2 (en) * 2002-02-28 2005-06-28 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and electronic device
US7299545B2 (en) 2002-04-04 2007-11-27 Toray Engineering Co., Ltd. Alignment method and mounting method using the alignment method
JP2003019805A (ja) * 2002-05-08 2003-01-21 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド及びその製造方法
US7562428B2 (en) * 2002-09-24 2009-07-21 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Manufacturing an ink jet head
JP2004178755A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Hitachi Ltd 光学デバイス、光ピックアップおよび光ディスク装置
JP4584144B2 (ja) * 2003-01-22 2010-11-17 日本電気株式会社 回路基板装置及び配線基板間接続方法
JP2004284176A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
US7652381B2 (en) * 2003-11-13 2010-01-26 Interconnect Portfolio Llc Interconnect system without through-holes
US20080093114A1 (en) * 2004-01-16 2008-04-24 Lee Yu-Tuan Circuit board
US7380338B2 (en) * 2005-06-22 2008-06-03 Gigno Technology Co., Ltd. Circuit board and manufacturing method thereof
KR100612838B1 (ko) * 2004-02-07 2006-08-18 삼성전자주식회사 광학벤치, 이를 사용한 박형광픽업 및 그 제조방법
CN1562398A (zh) * 2004-03-26 2005-01-12 清华大学 一种优化的压电驱动微喷装置及其加工方法
JP2006068989A (ja) 2004-09-01 2006-03-16 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置、並びに液滴吐出ヘッドの製造方法
US20060097370A1 (en) * 2004-10-21 2006-05-11 International Business Machines Corporation Stepped integrated circuit packaging and mounting
JP4581768B2 (ja) * 2005-03-16 2010-11-17 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
CN101562143B (zh) * 2005-03-23 2011-10-05 精工爱普生株式会社 半导体装置的制法、半导体装置的安装方法及安装结构

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