(57)【要約】【課題】半導体チップの電気接合部の保護方法において、従来技術のゲル状封止剤による封止工程で問題となっている、封止形状の制御の困難さと不安定の改善による製品品質と生産性の向上を目的とする。【解決手段】半導体チップの電気接合部の保護を行う封止方法において、常温下で可撓性を有する半固形状態の性状を有する封止剤を所定の寸法にて工程へ供給し、電気接合部に対する相対的な位置合わせおよび仮置きを行い、該封止剤を溶融硬化させることで該電気接合部の封止保護を行うことを特徴とする電気接合部の封止方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの電気接合部の保護を行う封止方法において、常温下で可撓性を有する半固形状態の性状を有する封止剤を所定の寸法にて工程へ供給し、電気接合部に対する相対的な位置合わせおよび仮置きを行い、該封止剤を溶融硬化させることで該電気接合部の封止保護を行うことを特徴とする電気接合部の封止方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気接合部の封止方法において、前記封止剤は、加熱により溶融して電気接合部の周囲を封止することを特徴とする電気接合部の封止方法。
【請求項３】
請求項１記載の電気接合部の封止方法において、前記封止剤は、該電気接合部との位置合わせを行うための、アライメントマークを有することを特徴とする電気接合部の封止方法。
【請求項４】
請求項１に記載の封止方法を適用したことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の封止方法を適用したインクジェット記録ヘッドを使用することを特徴とするプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気接合部の封止方法、インクジェット記録ヘッドおよびプリンタに関し、半導体チップにおける電気接合部の保護方法、ならびに該保護方法を用いたインクジェットプリンタにおけるインクジェット記録ヘッドの製法および構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のインクジェットプリンタは、プリント画像の高精細化が進む一方で低価格化が進み、その影響はインク吐出デバイスにおいてはデバイスチップ最小化の促進である。
【０００３】
結果としてプリンタ本体から該インク吐出デバイスへの吐出エネルギーの供給と吐出制御を司る電気接合部も峡ピッチ化と小型化が進んでおり、該電気接合部を外部環境から保護するための封止領域も最小化が進んでいる。
【０００４】
その結果、封止領域の加工許容公差は生産技術的にも極めて難度が高いものとなっている。
【０００５】
また該デバイスの電気接合部保護のための封止部の平面寸法および高さ寸法を含めた形状は、プリンタとしての機能上の制約から厳しく寸法制限されている。
【０００６】
従来の封止方法は、半導体チップにおけるようなゲル状封止剤を使用して電気接合部に加圧塗布する方法にて行っていた。
【０００７】
この方法は、
（１）電気接合部を外界から遮断保護するための、電気接合部周辺への封止剤の充填
（２）インク吐出デバイスに対する封止剤の精密な位置／形状の作りこみを同時に行う難度が高い方法である。
【０００８】
しかし、封止領域の最小化によって、封止後の封止剤の該デバイス表面からの高さや封止剤の塗布面積などの、封止形状の作りこみが非常に困難となってきていた。
【特許文献１】特開平１０−４４４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、インクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出デバイスの電気接合部保護のための必須工程である封止工程も含めた半導体チップの電気接合部の保護方法において、従来技術によるゲル状封止剤による封止工程で問題となっている、封止形状の制御の困難さと不安定の改善による製品品質と生産性の向上である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、インクジェット記録ヘッドの封止工程において従来用いられていたゲル状封止剤を塗布する方法に替わり、所定の寸法形状の可撓性を有する半固形性質の封止剤を採用することで、
（１）封止を行う電気接合部に対して、半固形封止剤のメカニカルな位置合わせを可能として該電気接合部の上部に仮設置する。
（２）上記仮設置後に該半固形封止剤を溶融／硬化させることで、該電気接合部の周囲に封止剤を充填するとともに、電気接合部を外界から遮断保護する。
【００１１】
以上の、“封止剤の精密位置合わせ”と“封止剤充填による電気接合部保護”の２つの段階から成る封止方式を発明した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、インクジェット記録ヘッドの封止工程において従来用いられていたゲル状封止剤を塗布する方法に替わり、所定の寸法形状の可撓性を有する半固形性質の封止剤を採用することで、
（１）封止を行う電気接合部に対して、半固形封止剤のメカニカルな位置合わせを可能として、該電気接合部に近傍に仮設置する。
（２）上記仮設置後に該半固形封止剤を溶融／硬化させることで、該電気接合部の周囲に封止剤を充填するとともに外界から遮断保護する。
【００１３】
以上の、“封止剤の精密位置合わせ”と“封止剤充填による電気接続部保護”の２つの段階から成る封止方式を発明した。
【００１４】
本発明の作用として
・精密かつ安定したな封止形状の作りこみを可能とする。
・従来必要としていた、封止剤補給時の工程条件の再調整、すなわちライン停止の廃止を実現した。
【００１５】
これにより、電気接合部の封止工程において
・品質の向上と高度な安定化
・封止剤補給時のライン停止の廃止による大幅な生産性向上
の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例を、インクジェットヘッドのインク吐出デバイスにおける電気接合部の封止工程を例に、以下に説明する。
【００１８】
図１は本発明の構成を示す概念図であり、本発明の封止方法を適用したインクジェットヘッドユニットを表す。
【００１９】
図１中では、可撓性を有する半固形封止材１は個片形態を表しており、インクジェットヘッドの電気接合部３に対して位置合わせを行うアライメントマーク２を有する。また、図１における該半固形封止材は、熱硬化特性を有する性状のものとする。インクジェットヘッドユニットは、ヘッドユニットのベース部品５にインク吐出デバイス４をマウントしている。
【００２０】
該吐出デバイス４は同じくベース部品５に接着固定されているプリンタ本体から吐出エネルギーの供給とインク吐出制御信号の伝達を機能するフレキシブルタイプの配線基板６と電気接合部３の領域にて電気的に接合される。
【００２１】
また、該吐出デバイス４の周囲は、周囲環境からの該デバイスの保護を目的とした封止剤が所定の量を充填されている。
【００２２】
本実施例では、位置合わせ用カメラ７を用いて、該半固形封止材１上のアライメントマーク２と、インク吐出デバイス４上に配置してあるアライメントマーク（不図示）との相対位置を認識最適化して、該半固形封止材１を該電気接合部３に相対する該当個所に設置する。
【００２３】
本実施例では、半固形封止剤は基材上にコートされた大判のシート状のものであり、その厚さは４００μｍとしている。
【００２４】
上記半固形封止剤は、僅かな粘弾性による外力を受けた個所は外力を加えた部材形状にならう性質を有し、また該電気接合部に供給された後に装置間の搬送など衝撃に耐えうる粘着性を有するものを使用した。
【００２５】
本実施例では、上記のシートから打抜き型で半固形封止剤のみを電気接合部の保護領域に相当する寸法にハーフカットする（不図示）。ハーフカットされた半固形封止剤は、吸着コレットにより所定の電気接合部近傍に搬送される。搬送された半固形封止剤は、図１、図２に示すように位置合わせ用カメラ７を用いて、該半固形封止材１上のアライメントマーク２と、インク吐出デバイス４上に配置してあるアライメントマーク（不図示）との相対位置を認識最適化して、該電気接合部３に相対する該当個所に、ごく軽微に押圧される（不図示）。このとき、該半固形封止剤が有する粘弾性により、リードを押しつぶすこと無く電気接合部の表面形状にならうことが出来る。
【００２６】
また、吸着コレットからの逆噴と、該半固形封止剤の粘着性による電気接合部に対する密着により、該半固形封止剤は吸着コレットから容易に分離することが可能である（不図示）。該半固形封止剤は、自身の粘着性により該電気接合部に密着した図３に示す状態で、加熱硬化工程に投入される。
【００２７】
図４は図３のインクジェットヘッドユニットの矢視断面模式図である（インクジェットユニットにおけるインク供給流路は不図示）。
【００２８】
この時点では、電気接続部であるリード３は外気に晒されている状態で、該半固形封止剤は封止を行うべき電気接続部のリード３の上部に仮貼りされた状態であり、各リードの根元部分の間に、自身の粘弾性により食い込むと共に、粘着性により密着している。
【００２９】
該半固形封止材は、加熱硬化工程に投入されてある一定時間内は一時的に溶融液化状態となり、電気接合部３の配線部分の周囲を満たすと共に配線表面を覆うことで、外部雰囲気からの電気接合部を遮断できる状態を実現する。
【００３０】
加熱硬化工程において、時間が経過すると共に該半固形封止材１は溶融状態の形状を保ちつつ硬化を始め、硬化終了に必要とする加熱時間経過後には固化して、該電気接合部３を外界からの雰囲気や物理的衝撃などに対して保護可能な状態である図５となる。
【００３１】
図７は図６の矢視断面模式図であり、半固形封止材が溶融固化して電気接合部３の周囲を保護した状態を示す図である。
【００３２】
本発明は、可撓性を有する半固形性状の封止剤として、熱硬化性のエポキシ樹脂を主成分とするシート状の封止剤を使用した。この封止剤は、熱硬化特性として約１５０℃以上で効果的な硬化反応が促進されるタイプのものである。
【００３３】
本実施例では、半固形封止剤の特性を鑑み、加熱条件として１６０℃９０分間を設定した。この条件により、加熱初期段階では半固形封止剤は溶融して各リード間の空間を充填するとことでリード表面が外界から遮断されると共に、固化後にリードを外部からの物理的、あるいは熱的衝撃から保護することが可能となる。
【００３４】
本発明による封止方法によって、従来のゲル状封止材よる工程での塗布領域のコントロールは、アライメント装置を用いた半固形状接着剤のメカニカルな位置決め方式に替わることで、塗布領域の実力を決定するものは基本的には半固形封止材の形状寸法の公差バラツキと装置の動作再現性のみとなる。また封止キュア後の封止剤形状＝高さは、主に該半固形封止材の厚さ寸法の設定とプロセス条件により容易に設定することが可能である。
【００３５】
従って、従来のようなゲル状封止剤を使用した工程において問題であった。
・封止形状の形成の困難さと不安定
・ゲル状封止剤の経時変化による塗布範囲の変化とそれに対する対応・調整によるライン停止
が改善／廃止されて、品質の向上と安定および生産性の向上を実現する。
【００３６】
本実施例では、半固形封止剤の加熱温度条件を１５０℃としたが、インクジェットヘッドユニットなどのワークを構成する各部品の耐熱温度特性を考慮しながら検討決定すればよい。
【００３７】
また、本発明において使用する半固形性状の封止剤は加熱硬化方式のもので説明しているが、半固形性状を有して、メカニカルな位置決めとその後の電気接合部への充填が可能であれば、他の硬化方式の封止剤でも構わない。
【００３８】
半固形封止剤上に設けるアライメントマークは、位置合わせを行う画像処理方式に応じて設定すればよい。
【００３９】
たとえば、モノクロ画像のグレースケール画面上にて認知および位置調整を行うような場合には、該アライメントマークはポンチ穴や凹形状などの陰影にて認識する方式、もしくは半固形封止剤とのコントラストが大きい色でのアライメントマーク描画による構成を取ることで対応可能である。
【００４０】
また、本発明における半固形封止剤の工程への供給方式は本実施例ではシート状のものを選定したが、テープリール形態（不図示）や個片形態（不図示）など他の一般的な方式が可能であり、特に制約はない。
【００４１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドのインク吐出デバイスなどに対して用いられる様々な電気接合方式に適用可能であり、例として“インナーリードボンディング”、“ワイヤーボンディング”、“ＡＣＦ接合”などが挙げられる。
【００４２】
なお、本発明の適用例は本実施例における形状のみに限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明における半固形封止剤を用いた封止方式の基本構成を表す模式図
【図２】半固形封止剤を位置合わせ用カメラを用いて最適位置に仮設置した状態を表す模式図
【図３】半固形封止剤を位置合わせ用カメラを用いて最適位置に仮設置した状態を表す上面図
【図４】図３の矢視断面方向から見たインクジェットヘッドユニットの模式断面図
【図５】本発明の半固形封止剤が溶融硬化した状態を表す模式概観図
【図６】本発明の半固形封止剤が溶融硬化した状態を表すインクジェットヘッドユニットの上面図
【図７】図３の矢視断面方向から見たインクジェットヘッドユニットの模式断面図
【符号の説明】
【００４４】
１    可撓性を有する半固形封止剤
１’  溶融硬化後の半固形封止剤
２    位置合わせ用アライメントマーク
３    インク吐出デバイスに対する電気接合部
４    インク吐出デバイス
５    ベース部品
６    プリンタ本体から吐出エネルギー供給やインク吐出制御信号の伝達を司るフレキシブルなの配線基板
７    半固形封止剤とインク吐出デバイスとの位置合わせに使用するカメラ
８    インク吐出デバイスの周囲を保護する封止剤
【図１】
2006281660.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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