(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に素子が形成された接続対象物と、前記素子の制御駆動をなす外部基板との間に設けられる狭ピッチ用コネクタであって、コネクタ本体をシリコンで形成し、前記コネクタ本体の表面に絶縁層を設け、この絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに、前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置し、これら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し、前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けたことを特徴とする狭ピッチ用コネクタ。
【請求項２】
前記半導体装置は、前記素子の駆動をなすドライバＩＣと、当該ドライバＩＣの制御をなすコントローラＩＣと、であることを特徴とする請求項１に記載の狭ピッチ用コネクタ。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置に安定化電源を供給するレギュレータ用ＩＣを含むことを特徴とする請求項２に記載の狭ピッチ用コネクタ。
【請求項４】
前記接続対象物を構成する前記基板と、前記コネクタ本体を構成する部材とがシリコンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の狭ピッチ用コネクタ。
【請求項５】
微小に形成された運動機構部とこの運動機構部から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことを特徴とするマイクロマシン。
【請求項６】
電圧の印加に応じて変位が生じる圧電素子と当該圧電素子から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
電圧の印加に応じた静電容量の変化により振動子を弾性変形内で可動させる静電振動子と当該静電振動子から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電アクチュエータを用いたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項９】
請求項７に記載の静電アクチュエータを用いたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１０】
請求項８に記載のインクジェットヘッドを用いたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項１１】
請求項９に記載のインクジェットヘッドを用いたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項１２】
液晶を挟み込むとともに当該液晶に電圧を印加し前記液晶の表示変化をなす複数の配線を表面に設けた第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことを特徴とする液晶パネル。
【請求項１３】
請求項５に記載のマイクロマシン、または請求項６に記載の圧電アクチュエータ、または請求項７に記載の静電アクチュエータ、または請求項８に記載のインクジェットヘッド、または請求項９に記載のインクジェットヘッド、または請求項１０に記載のインクジェットプリンタ、または請求項１１に記載のインクジェットプリンタ、または請求項１２に記載の液晶パネルを用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、狭ピッチ用コネクタ、マイクロマシン、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ、インクジェットヘッド、インクジェットプリンタ、液晶パネル、電子機器に係り、特に半導体基板に形成される端子電極に対しての狭ピッチ用コネクタ、マイクロマシン、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ、インクジェットヘッド、インクジェットプリンタ、液晶パネル、電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電素子を内蔵しこの圧電素子の振動にてインクの吹出をなすプリンタヘッド（以下、プリンタエンジン部と称す）や、液晶パネルのＬＣＤセルなどにおいては、外部基板となる駆動回路（図示せず）を接続するためにフレキシブル基板からなるコネクタが取り付けられ、当該コネクタにて配線パターンのピッチ変換をなし前記駆動回路との接続を行うようにしている。
【０００３】
図７は、接続対象物とフレキシブル基板からなるコネクタとの要部拡大図である。同図に示すようにプリンタエンジン部や、液晶パネルのＬＣＤセルなどの接続対象物１においては、その表面に素子につながる配線２が複数引き回され、接続対象物１の端部に端子電極３が形成されている。
【０００４】
一方、接続対象物１に対して接続をなすコネクタ４は、その材質がポリイミドからなるフレキシブル基板となっている。そしてこの基板の一端には前記接続対象物１の端部に形成された端子電極３と重ね合わせが可能な端子電極５が形成されるとともに、この端子電極５が形成される反対側端部には、当該端子電極５よりも幅広で且つ幅広な間隔を有した端子電極６が形成されている。なお端子電極５と端子電極６との間には接続対象物１の駆動をなすための半導体装置６Ａが設けられている。そして当該半導体装置６Ａは、コネクタ４のほぼ中央部に設けられた穴部（デバイスホール）に収納されており、端子電極５および端子電極６を形成する配線の他方端部側を穴部より突出させ、これをインナリードとし、当該インナリードと半導体装置６Ａに設けられた端子とを接続させることで、端子電極５および端子電極６と、半導体装置６Ａとの導通を図るようにしている。
【０００５】
図８は、接続対象物１とコネクタ４とを接続する手順を示す説明図である。同図に示すように、前述した接続対象物１とコネクタ４とを接続する場合には、まずボンディングステージ７上に接続対象物１を端子電極３が上面側に位置するよう設置する。次いでコネクタ４に設けられた端子電極５と前記端子電極３との位置合わせを行い、両者を重ね合わせる。なお端子電極３と端子電極５との間には導電性粒子を含んだ接着剤が塗布されており、導電性粒子を介して両電極の導通を図るようにしている。
【０００６】
ここで両電極が重ね合わされた上方、すなわちコネクタ４における端子電極５の上方には、昇降を可能とするボンディングツール８が設けられている。なおボンディングツール８の内部にはヒータ９が内蔵されており、このヒータ９を稼働させることで、ボンディングツール８の先端部を加熱させることが可能となっている。
【０００７】
そしてこのようなボンディングツール８を下降させることで、導電性粒子と両電極との密着を図るとともに、加熱による接着剤の乾燥時間の短縮を図り、両電極の接続を行うようにしている。
【０００８】
なお上述した従来の接合技術は、圧電素子を用いたプリンタヘッド（プリンタエンジン部）や液晶パネルのＬＣＤセルを取り上げて説明を行ったが、基板上に微細な運動機構部が形成され、この運動機構部にエネルギ伝達をなす（電圧の印加をなす）配線が引き出されたマイクロマシンや、圧電素子を用いた圧電アクチュエータ、静電振動子を用いた静電アクチュエータ、および静電アクチュエータを用いたプリンタヘッドや、これらアクチュエータを用いたプリンタ、そしてこれら機器を搭載する電子機器も同様の技術によって接合がなされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述したコネクタ等においては下記に示すような問題点があった。
【００１０】
図９は図８におけるＣＣ断面図を示す。同図に示すようにプリンタエンジン部や、液晶パネルのＬＣＤセルなどの接続対象物１においては年々微細化が進み、この微細化に対応して端子電極３の間隔１０は狭いものになっている。このため接続対象物１を構成する材質（主にシリコン）と、コネクタ４を構成する材質（主にポリイミド）との熱膨張係数が異なると、両者を接続させるためにボンディングツール８を接近させた場合、当該ボンディングツール８に内蔵されたヒータ９の影響を受け両者が膨張し始める。そして同図（２）に示すようにコネクタ４側の熱膨張が大きくなり、端子電極３に対する端子電極５の位置が変動し、両端子間の抵抗値増大や接合不良あるいは隣接する端子との短絡といった不具合が生じるおそれがあった。なお発明者が行った種々の検討においては、従来のポリイミド材を用いたコネクタでは配線ピッチが６０μm付近が限度であることが確認されている。
【００１１】
ところでコネクタ４の後段に接続される駆動回路には、半導体装置６Ａに接続する（半導体装置６Ａを駆動させるための）種々の半導体装置（コントローラ用ＩＣや電源供給用ＩＣなど）が実装されている。このため駆動回路の実装面積が増大し、駆動回路の大型化が問題になっていた。
【００１２】
またマイクロマシンおよびマイクロマシニング技術を用いて製造されるアクチュエータ等においては、外部基板との接続はフレキシブル基板あるいはワイヤボンディング、または電線ケーブルの半田付け等の方法により接続されている為、運動機構部あるいはアクチュエータ部分と比較して、配線端子面積が増大してしまうという問題があった。そして運動機構部あるいはアクチュエータ類を形成するためには異方性エッチングに代表されるような精密な加工を必要とするとともに、高価な材料や高価な機械を必要とするために配線端子部の面積を極小面積化することで効率よく製造することが望まれている。
【００１３】
本発明は上記従来の問題点に着目し、熱的ストレスが加わっても端子の位置ずれを小さくすることができるとともに、接続対象物の駆動をなす複数の半導体装置を搭載し、後段となる外部基板の実装面積の低減を図ることのできる狭ピッチ用コネクタ、およびマイクロマシン、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ、インクジェットヘッド、インクジェットプリンタ、液晶パネル、電子機器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る狭ピッチ用コネクタは、基板上に素子が形成された接続対象物と、前記素子の制御駆動をなす外部基板との間に設けられる狭ピッチ用コネクタであって、コネクタ本体をシリコンで形成し、前記コネクタ本体の表面に絶縁層を設け、この絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに、前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置し、これら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し、前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けるよう構成した。そして前記半導体装置は、前記素子の駆動をなすドライバＩＣと、当該ドライバＩＣの制御をなすコントローラＩＣと、であることが望ましく、さらには前記半導体装置に安定化電源を供給するレギュレータ用ＩＣを含むことが望ましい。
【００１５】
なお前記接続対象物を構成する前記基板と、前記コネクタ本体を構成する部材とがシリコンであることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る狭ピッチ用コネクタによれば、シリコンでコネクタ本体を構成したので、両者の端子電極を加圧を加熱とで接続する場合、両者がほぼ同じ量だけ伸び、重ね合わされた端子電極同士の相対位置が変動するのを最小限に抑えることができる。そしてコネクタを構成する部材をシリコンとすれば、半導体装置を形成する手順と同様の手法で当該コネクタを形成することができるとともに、熱膨張率を小さくすることができる。
【００１７】
なお接続対象部を構成する基板とコネクタとの材料を同一にすれば、重ね合わされた端子電極同士の相対位置の変動を理論上無くすことができる。そして接続対象部を構成する基板とコネクタとの材料を伝熱性の高いシリコンとすれば、放熱効果を一層高めることが可能となり、半導体装置の発熱による温度上昇を防止することができる。
【００１８】
また上記作用に加え、コネクタ本体の面積内に複数の半導体装置が配置しユニットを形成するようにしたので（ユニット化したので）、コネクタに接続される外部基板にこれら複数の半導体装置を実装する必要が無くなる。このため外部基板の実装面積を低減させることが可能となり、小型化を達成することができる。そしてコネクタ本体に実装された複数の半導体装置の共通端子同士を共通配線層に接続し、半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を配線パターンに接続したので、例えば電源やグランド（ＧＮＤ）に代表されるような半導体装置の共通端子をまとめることができ、端子部の個数低減をなすことが可能になる。
【００１９】
本発明に係るマイクロマシンは、微小に形成された運動機構部とこの運動機構部から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有するよう構成した。
【００２０】
本発明に係るマイクロマシンによれば、運動機構部が形成される第１基板と、外部への接続をなす第２基板とを別体に構成したことから、第１基板の面積を最小限にすることができる。また端子電極と接合部とを接合する際は、第１基板と第２基板の熱膨張係数が略等しくもしくは第２基板側の熱膨張係数が小さくなっていることから、接合の際における両者の相対位置の変動を防止することができるとともに、配線端子面積を小さくすることが可能になる。また上記作用に加え、第２基板の面積内に複数の半導体装置を配置しユニットを形成するようにしたので（ユニット化したので）、第２基板に接続される外部基板にこれら複数の半導体装置を実装する必要が無くなる。このため外部基板の実装面積を低減させることが可能となり、小型化を達成することができる。そして第２基板に実装された複数の半導体装置の共通端子同士を共通配線層に接続し、半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を配線パターンに接続したので、例えば電源やグランド（ＧＮＤ）に代表されるような半導体装置の共通端子をまとめることができ、端子部の個数低減をなすことが可能になる。
【００２１】
本発明に係る圧電アクチュエータは、電圧の印加に応じて変位が生じる圧電素子と当該圧電素子から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有するよう構成した。
【００２２】
本発明に係る圧電アクチュエータによれば、圧電素子が形成される第１基板と、外部への接続をなす第２基板とを別体に構成したことから、第１基板の面積を最小限にすることができる。また端子電極と接合部とを接合する際は、第１基板と第２基板の熱膨張係数が略等しくもしくは第２基板側の熱膨張係数が小さくなっていることから、接合の際における両者の相対位置の変動を防止することができるとともに、配線端子面積を小さくすることが可能になる。また上記作用に加え、第２基板の面積内に複数の半導体装置を配置しユニットを形成するようにしたので（ユニット化したので）、第２基板に接続される外部基板にこれら複数の半導体装置を実装する必要が無くなる。このため外部基板の実装面積を低減させることが可能となり、小型化を達成することができる。そして第２基板に実装された複数の半導体装置の共通端子同士を共通配線層に接続し、半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を配線パターンに接続したので、例えば電源やグランド（ＧＮＤ）に代表されるような半導体装置の共通端子をまとめることができ、端子部の個数低減をなすことが可能になる。
【００２３】
本発明に係る静電アクチュエータは、電圧の印加に応じた静電容量の変化により振動子を弾性変形内で可動させる静電振動子と当該静電振動子から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有するよう構成した。
【００２４】
本発明に係る静電アクチュエータによれば、静電振動子が形成される第１基板と、外部への接続をなす第２基板とを別体に構成したことから、第１基板の面積を最小限にすることができる。また端子電極と接合部とを接合する際は、第１基板と第２基板の熱膨張係数が略等しくもしくは第２基板側の熱膨張係数が小さくなっていることから、接合の際における両者の相対位置の変動を防止することができるとともに、配線端子面積を小さくすることが可能になる。また上記作用に加え、第２基板の面積内に複数の半導体装置を配置しユニットを形成するようにしたので（ユニット化したので）、第２基板に接続される外部基板にこれら複数の半導体装置を実装する必要が無くなる。このため外部基板の実装面積を低減させることが可能となり、小型化を達成することができる。そして第２基板に実装された複数の半導体装置の共通端子同士を共通配線層に接続し、半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を配線パターンに接続したので、例えば電源やグランド（ＧＮＤ）に代表されるような半導体装置の共通端子をまとめることができ、端子部の個数低減をなすことが可能になる。
【００２５】
また本発明に係るインクジェットヘッドは、圧電および静電アクチュエータを用いたこととし、本発明に係るインクジェットプリンタは圧電および静電アクチュエータを搭載したインクジェットヘッドを用いることとした。さらに本発明に係る電子機器は、マイクロマシン、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ、インクジェットヘッド、インクジェットプリンタ、液晶パネルのいずれかを用いることとした。
【００２６】
本発明に係るインクジェットヘッド、インクジェットプリンタ、電子機器においても、運動機構部や圧電素子あるいは静電振動子が形成される第１基板と、外部への接続をなす第２基板とを別体に構成したことから、第１基板の面積を最小限にすることができる。また端子電極と接合部とを接合する際は、第１基板と第２基板の熱膨張係数が略等しくなっていることから、接合の際における両者の相対位置の変動を防止することができるとともに、配線端子面積を小さくすることが可能になる。また上記作用に加え、第２基板の面積内に複数の半導体装置を配置しユニットを形成するようにしたので（ユニット化したので）、第２基板に接続される外部基板にこれら複数の半導体装置を実装する必要が無くなる。このため外部基板の実装面積を低減させることが可能となり、小型化を達成することができる。そして第２基板に実装された複数の半導体装置の共通端子同士を共通配線層に接続し、半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を配線パターンに接続したので、例えば電源やグランド（ＧＮＤ）に代表されるような半導体装置の共通端子をまとめることができ、端子部の個数低減をなすことが可能になる。
【００２７】
本発明に係る液晶パネルは、液晶を挟み込むとともに当該液晶に電圧を印加し前記液晶の表示変化をなす複数の配線を表面に設けた第１基板と、シリコンで形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有するよう構成した。
【００２８】
本発明に係る液晶パネルによれば、第１基板における配線端子面積を最小限に抑えることができるので、第１基板における液晶の面積を最大限に設定することができ、液晶表示部分を大きくすることができる。また端子電極と接合部とを接合する際は、第１基板と第２基板の熱膨張係数が略等しくなっていることから、接合の際における両者の相対位置の変動を防止することができる。また上記作用に加え、第２基板の面積内に複数の半導体装置を配置しユニットを形成するようにしたので（ユニット化したので）、第２基板に接続される外部基板にこれら複数の半導体装置を実装する必要が無くなる。このため外部基板の実装面積を低減させることが可能となり、小型化を達成することができる。そして第２基板に実装された複数の半導体装置の共通端子同士を共通配線層に接続し、半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を配線パターンに接続したので、例えば電源やグランド（ＧＮＤ）に代表されるような半導体装置の共通端子をまとめることができ、端子部の個数低減をなすことが可能になる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る狭ピッチ用コネクタ、マイクロマシン、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ、インクジェットヘッド、インクジェットプリンタ、液晶パネル、電子機器に好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本実施の形態に係る狭ピッチ用コネクタと、このコネクタが接続される接続対象物の端子部分を示した正面図である。同図に示すように本実施の形態に係る狭ピッチ用コネクタ２０は、コネクタ本体２２の表面に複数の半導体装置が実装された形態となっている。なおこれら半導体装置は、図中左側より接続対象物３０に設けられた素子（図示せず）の駆動をなすドライバＩＣ２４と、当該ドライバＩＣ２４の動作用となるコントローラＩＣ２６と、これらＩＣに定電圧を供給するためのレギュレータ用ＩＣ２８とから構成され、これら半導体装置を狭ピッチ用コネクタ２０上でユニット化するようにしている。このようにユニット化を行うことで、狭ピッチ用コネクタ２０につながる外部基板（後述する）との回路上の役割分担が明確になり、仕様の異なる外部基板に対しても共通の狭ピッチ用コネクタ２０を接続するなどが可能になる。
【００３１】
コネクタ本体２２は長方形状の単結晶シリコンからなり、半導体装置をその表面に形成するための半導体ウェハを格子状に切り出して製作したものである。そして図中左側の縁部２２Ａ側には、接続対象物３０に設けられた端子電極３２と重なり合わせが可能な接合部となる端子電極３４が形成されている（端子電極３４は端子電極３２とピッチが同一）。そして端子電極３４からは金属配線３５が引き出され、当該金属配線３５の先端部は、ドライバＩＣ２４の端子部分に接続されている。一方、端子電極３４が形成された反対側の端部２２Ｂ側には、端子電極３４側より少数の電極数であるが、その幅とピッチとが拡大された端子電極３６が形成されている。なお当該端子電極３６は、接続対象物３０を狭ピッチ用コネクタ２０を介して駆動させるための外部基板３８に設けられた端子電極４０と重ね合わせが可能になるよう、当該端子電極４０と電極部分の幅およびピッチが同一に設定されている。
【００３２】
ところで端子電極３６からドライバＩＣ２４に至るまでの間には配線パターン領域４２が設定され、当該配線パターン領域４２内に位置する各半導体装置の共通信号の受け渡しをなす端子以外の端子（他の信号の受け渡しをなす端子）がそれぞれ金属配線によって接続され回路形成をなし、外部基板３８からの信号によって接続対象物３０側の駆動を可能にしている。また前記金属配線の下層には層間絶縁膜を介して共通配線層となる電源層とグランド層（以下、ＧＮＤ層と称す）とがそれぞれ設けられ、半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子、および電源ラインやＧＮＤラインに相当する端子電極３６はスルーホールを介してこれら電源層およびＧＮＤ層に接続されている。
【００３３】
図２は、ドライバＩＣ２４およびコントローラＩＣ２６における電源端子が電源層およびレギュレータ用ＩＣ２８を介して端子電極３６に接続される状態を示す模式断面図である。同図に示すように、半導体ウェハ４６の表面には絶縁層５０が形成され、当該絶縁層５０の上方にはＧＮＤ層４７、第１層間絶縁膜４９Ａ、電源層４８、第２層間絶縁膜４９Ｂが順に設けられている。そして第２層間絶縁膜４９Ｂの表面には、ドライバＩＣ２４とコントローラＩＣ２６とが実装されるとともに、これらＩＣに設けられた電源端子５１は、第２層間絶縁膜４９Ｂの表面に形成された金属配線５２と、コンタクトホール５４に充填されたタングステンプラグ５６を介して電源層４８に接続される。また当該電源層４８は、タングステンプラグ５６とレギュレータ用ＩＣ２８を介して端子電極３６に接続されているので、複数の半導体装置の電源端子５１を一つの端子電極にまとめることができる。なお端子電極３６と、ドライバＩＣ２４およびコントローラＩＣ２６との間にはレギュレータ用ＩＣ２８が存在しているので、端子電極３６における電圧が変動してもドライバＩＣ２４とコントローラＩＣ２６に加わる電圧を一定に保つことができる。
【００３４】
また同様の理由により、電源層４８の下層に位置するＧＮＤ層４７についても図示しないスルーホールを介して接続が可能であり、一つの端子電極にまとめることができる。
【００３５】
このようにコネクタ本体２２の内側に複数の半導体装置を搭載したことから、狭ピッチ用コネクタ２０の後段、すなわち端子電極３６側に接続される外部基板３８にこれら半導体装置を実装する必要が無くなり、このため実装面積の低減が図れ、装置自体の小型化が達成される。また金属配線の下層に電源層とＧＮＤ層を設けたことから各半導体装置における電源端子およびＧＮＤ端子をそれぞれ集約させることができ、このため端子電極３６の総端子数を低減させることが可能になる。
【００３６】
なお端子電極３２が形成される接続対象物３０は、シリコン基板上に圧電素子が設けられ、この圧電素子の振動にてインクの吹出をなすプリンタヘッド（以下、プリンタエンジン部と称す）となっており、端子電極３２に電圧を印加することで接続対象物３０に設けられた圧電素子を稼働（振動）できるようにしている。
【００３７】
このように構成された狭ピッチ用コネクタ２０を接続対象物３０に接続する手順を説明する。
【００３８】
図３は、接続対象物３０と狭ピッチ用コネクタ２０とを接続する手順を示す説明図であり、図４は、図３におけるｄ部拡大図であり、図５は、図３におけるＢＢ断面図である。
【００３９】
これらの図に示すように、狭ピッチ用コネクタ２０を接続対象物３０に接続する際には、まずボンディングステージ４１Ａの上面に接続対象物３０を設置する。なおボンディングステージ４１Ａの内部には下部ヒータ４１Ｂが設けられており、当該下部ヒータ４１Ｂを稼働させることにより接続対象物３０等への加熱を行えるようにしている。
【００４０】
ボンディングステージ４１Ａの上面に設置された接続対象物３０の上方には、端子電極３２に端子電極３４が重なるようコネクタ２０が配置される。なお端子電極３２と端子電極３４との間には、図３に示すように導電性粒子４１Ｃを含んだ接着剤４１Ｄが塗布されており、コネクタ２０の背面側から当該コネクタ２０を加圧することで導電性粒子４１Ｃが端子電極３２や端子電極３４と接触し、これら端子電極同士は、導電性粒子４１Ｃを介して導通がなされる。また導電性粒子４１Ｃを含んだ接着剤４１Ｄは、下部ヒータ４１Ｂや後述するボンディングツールに内蔵されたヒータの稼働によって硬化が促進されるようになっている。
【００４１】
端子電極３４の上方、すなわち狭ピッチ用コネクタ２０の上方には、ボンディングツール４２が設けられる。当該ボンディングツール４２は、図示しないリニアガイドに取り付けられ、ボンディングツール４２自体をリニアガイドに沿って昇降可能にしている。そしてボンディングツール４２を下降させることで、狭ピッチ用コネクタ２０を背面側から押圧し、重ね合わされた端子電極３２と端子電極３４とを密着させるようにしている。またボンディングツール４２には上部ヒータ４４が内蔵されており、当該上部ヒータ４４を稼働させることで、ボンディングツール４２の先端を加熱し、狭ピッチ用コネクタ２０側の加熱を行えるようにしている。
【００４２】
ところで上部ヒータ４４と下部ヒータ４１Ｂにおいては、ボンディングツール４２を下降させ、当該ボンディングツール４２の先端がコネクタ本体２２の背面側を押圧した際、端子電極３２と端子電極３４との境界線を中心としてその周囲の温度が均一になるよう、すなわちコネクタ本体２２と接続対象物３０との間に温度差が生じないように温度の設定がなされる。なお上部ヒータ４４と下部ヒータ４１Ｂにおける設定温度は、接着剤４１Ｄの硬化促進を図るだけの温度以上に設定されていることはいうまでもない。
【００４３】
このように上部ヒータ４４および下部ヒータ４１Ｂの温度設定がなされた後は、図５（１）に示す状態から図５（２）に示す状態に至るように、ボンディングツール４２を下降させ、端子電極３２と端子電極３４との接続を行う。そしてこの接続の際、コネクタ本体２２と接続対象物３０の加熱温度が等しく、両者の間に温度差が生じないようになっているので、同一の材料で構成されたコネクタ本体２２と接続対象物３０は、加熱による伸び率が等しくなり、端子電極３２と端子電極３４との相対位置が変動することがない。このため両端子電極の接合を確実に行うことが可能となり、電極接続時に生じる抵抗値増大や接合不良あるいは隣接する端子との短絡といった不具合が生じるのを防止することができる。なお本実施の形態では、コネクタ本体２２と接続対象物３０を構成する材料をシリコンとして説明したが、発明者による種々の検討によれば、配線ピッチが２５μm以下の接続においても確実に接続ができることが確認されている（配線ピッチが１５μm程度でも確実に接続可能であり、配線ピッチが１５μm以下の接続においても接続分解能の範囲によって接続可能となる）。
【００４４】
また本実施の形態では、コネクタ本体２２と接続対象物３０の材質を同一のものとして説明したが、この形態に限定されることもなく、両者の材質が異なりこの異種材質に伴う熱膨張係数に差が有っても、コネクタ本体２２と接続対象物３０との確実な接合を行うことが可能である。すなわちこの場合は、上部ヒータ４４および下部ヒータ４１Ｂの出力値を変動させ、コネクタ本体２２と接続対象物３０との間に積極的に温度差を生じさせる。具体的には、熱膨張係数の小さい側に配置されるヒータの温度を高温側になるよう設定し、熱膨張係数の大きい側に配置されるヒータの温度を低温側になるよう設定する。このように積極的に温度差を生じさせることで、熱膨張係数の違いによる伸び率を吸収し、両端子電極の相対位置を等しくすれば、確実な接合が可能となり電極接続時に生じる抵抗値増大や接合不良あるいは隣接する端子との短絡といった不具合が生じるのを防止することができる。
【００４５】
図６は、マイクロマシニング技術を用いて製作された静電アクチュエータの構造を示す説明図である。同図に示すように、静電アクチュエータ５６は、インクジェットプリンタにおけるインクジェットヘッドに用いられるものであり、マイクロマシニング技術による微細加工技術を用いて形成された微小構造のアクチュエータである。
【００４６】
このような微小構造のアクチュエータとしては、その駆動源として静電気力を用いている。当該静電気力を利用してインク液滴５８の吐出を行うインクジェットヘッド６０は、ノズル６２に連通するインク流路６４の底面が、弾性変形可能な振動子となる振動板６６として形成され、当該振動板６６には一定の間隔（図中、寸法ｑを参照）で、基板６８が対向配置され、これら振動板６６および基板６８の表面にはそれぞれ対向電極９０が配置されている。
【００４７】
そして対向電極に電圧を印加すると、それらの間に発生する静電気力によって振動板６６は基板６８の側に静電吸引され振動する。この振動板６６の振動によって、発生するインク流路６４の内圧変動により、ノズル６２からインク液滴５８が吐出される。
【００４８】
ところでインクジェットヘッド６０は、シリコン基板７０を挟み、上側に同じくシリコン製のノズルプレート７２を有するとともに、下側にはホウ珪酸ガラス製のガラス基板７４がそれぞれ積層された３層構造になっている。
【００４９】
ここで中央のシリコン基板７０には、その表面からエッチングを施すことにより、独立した５つのインク室７６と、この５つのインク室７６を結ぶ１つの共通インク室７８と、この共通インク室７８と各インク室７６に連通するインク供給路８０として機能する溝が加工されている。
【００５０】
これらの溝が、ノズルプレート７２によって塞がれ、各部分が区画形成されている。またシリコン基板７０の裏側からエッチングを施すことにより独立した５つの振動室７１を形成する。
【００５１】
ノズルプレート７２には、各インク室７６の先端部に対応する位置にノズル６２が形成され各インク室７６に連通する。
【００５２】
また共通インク室７８には図示しないインクタンクから、インクがインク供給口８２を通り供給される。
【００５３】
なお封止部８４は、対向電極９０とシリコン基板７０とで形成される微細な隙間を封止する。
【００５４】
また、それぞれのガラス基板７４の対向電極９０は、図中左側の端部側に引き出され、端子電極８６を形成してなり、本実施の形態に係る第２基板を基材とする狭ピッチコネクタ８８に接続される。
【００５５】
以上によれば狭ピッチでの接続が可能となり、インク室の全幅が狭く形成されていても接続が可能となる効果を有することとなる。
【００５６】
なお上述した場合では、静電アクチュエータを用いて説明を行ったが、この形態に限定される必要もなく、幅広い電子機器への対応が可能となる。
【００５７】
例えば、上記インクジェットヘッドに用いられている静電アクチュエータに代えて、圧電アクチュエータを用いるようにしてもよく、さらに本発明は、これらインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタにも適用される。
【００５８】
さらに上述の場合では、インクジェットプリンタに関する適用について説明を行ったが、この形態に限定される必要もなく、例えば液晶パネルにおける接続部分にも適用することが可能である。
【００５９】
すなわち液晶パネルにおいては、一対のガラス基板で液晶を挟み込み、挟み込まれた液晶の外部に配線を引き回し、この配線に電圧を印加することで（エネルギを与えることで）液晶の配列を変化させ、液晶表示を行うこととしているが、本発明に係る狭ピッチコネクタを用いれば、接合部分の面積を最小限にすることができる。このため上記効果に加え、ガラス基板における表示部の面積を最大限確保することができるので視認性に優れた液晶パネルを製作することが可能になる。
【００６０】
【発明の効果】
以下説明したように本発明に係る狭ピッチ用コネクタによれば、基板上に素子が形成された接続対象物と、前記素子の制御駆動をなす外部基板との間に設けられる狭ピッチ用コネクタであって、コネクタ本体を前記接続対象物を構成する前記基板と熱膨張係数が略等しい部材、もしくは前記基板よりも熱膨張係数が小さい部材で形成し、前記コネクタ本体の表面に絶縁層を設け、この絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに、前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置し、これら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し、前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けたことから、熱的ストレスが加わっても端子の位置ずれを小さくすることができ、両端子間の抵抗値増大や接合不良あるいは隣接する端子との短絡といった不具合を防止することができる。さらに上記効果に加え、接続対象物の駆動をなす複数の半導体装置を搭載できるので、外部基板における実装面積の低減を図ることのでき、装置全体の小型化を達成することができる。
【００６１】
また本発明に係るマイクロマシンによれば、微小に形成された運動機構部とこの運動機構部から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、当該第１基板と熱膨張係数が略等しい部材、もしくは前記基板よりも熱膨張係数が小さい部材で形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことから、第１基板を最小限にすることができるとともに、熱的ストレスが加わっても端子の位置ずれを小さくすることができ、両端子間の抵抗値増大や接合不良あるいは隣接する端子との短絡といった不具合を防止することができる。さらに上記効果に加え、接続対象物の駆動をなす複数の半導体装置を搭載できるので、外部基板における実装面積の低減を図ることのでき、装置全体の小型化を達成することができる。
【００６２】
本発明に係る圧電アクチュエータによれば、電圧の印加に応じて変位が生じる圧電素子と当該圧電素子から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、当該第１基板と熱膨張係数が略等しい部材、もしくは前記基板よりも熱膨張係数が小さい部材で形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことから、第１基板を最小限にすることができるとともに、熱的ストレスが加わっても端子の位置ずれを小さくすることができ、両端子間の抵抗値増大や接合不良あるいは隣接する端子との短絡といった不具合を防止することができる。さらに上記効果に加え、接続対象物の駆動をなす複数の半導体装置を搭載できるので、外部基板における実装面積の低減を図ることのでき、装置全体の小型化を達成することができる。
【００６３】
本発明に係る静電アクチュエータによれば、電圧の印加に応じた静電容量の変化により振動子を弾性変形内で可動させる静電振動子と当該静電振動子から引き出されその一部を端子電極とする複数の配線とを表面に形成した第１基板と、当該第１基板と熱膨張係数が略等しい部材、もしくは前記基板よりも熱膨張係数が小さい部材で形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことから、第１基板を最小限にすることができるとともに、熱的ストレスが加わっても端子の位置ずれを小さくすることができ、両端子間の抵抗値増大や接合不良あるいは隣接する端子との短絡といった不具合を防止することができる。さらに上記効果に加え、接続対象物の駆動をなす複数の半導体装置を搭載できるので、外部基板における実装面積の低減を図ることのでき、装置全体の小型化を達成することができる。
【００６４】
本発明に係る液晶パネルによれば、液晶を挟み込むとともに当該液晶に電圧を印加し前記液晶の表示変化をなす複数の配線を表面に設けた第１基板と、当該第１基板と熱膨張係数が略等しい部材、もしくは前記基板よりも熱膨張係数が小さい部材で形成されその表面に絶縁層とこの絶縁層の上側に共通配線層と配線パターンとを層間絶縁膜を挟んで設けるとともに前記層間絶縁膜の表面に前記素子駆動用の半導体装置を複数配置しこれら半導体装置における共通信号の受け渡しをなす共通端子を前記共通配線層に接続し前記半導体装置における他の信号の受け渡しをなす端子を前記配線パターンに接続するとともに、前記共通配線層と前記配線パターンに外部との接続をなす端子部を設けた第２基板とを有したことから、第１基板における配線端子面積を最小限に抑えることができる。また端子電極と接合部とを接合する際は、第１基板と第２基板の熱膨張係数が略等しくなっていることから、接合の際における両者の相対位置の変動を防止とともに短絡が生じるのを防ぐことができる。さらに上記効果に加えることとして、接続対象物の駆動をなす複数の半導体装置を搭載できるので、外部基板における実装面積の低減を図ることのでき、装置全体の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る狭ピッチ用コネクタと、このコネクタが接続される接続対象物の端子部分を示した正面図である。
【図２】ドライバＩＣ２４およびコントローラＩＣ２６における電源端子が電源層を介して端子電極３６に接続される状態を示す模式断面図である。
【図３】接続対象物３０と狭ピッチ用コネクタ２０とを接続する手順を示す説明図である。
【図４】図２におけるｄ部拡大図である。
【図５】図２におけるＢＢ断面図である。
【図６】マイクロマシニング技術を用いて製作された静電アクチュエータの構造を示す説明図である。
【図７】接続対象物とフレキシブル基板からなるコネクタとの要部拡大図である。
【図８】接続対象物１とコネクタ４とを接続する手順を示す説明図である。
【図９】図８におけるＣＣ断面図を示す。
【符号の説明】
１            接続対象物
２            配線
３            端子電極
４            コネクタ
５            端子電極
６            端子電極
６Ａ          半導体装置
７            ボンディングステージ
８            ボンディングツール
９            ヒータ
１０            間隔
２０            狭ピッチ用コネクタ
２２            コネクタ本体
２２Ａ          縁部
２２Ｂ          縁部
２４            ドライバＩＣ
２６            コントローラＩＣ
２８            レギュレータ用ＩＣ
３０            接続対象物
３２            端子電極
３４            端子電極
３５            金属配線
３６            端子電極
３８            外部基板
４０            端子電極
４１Ａ          ボンディングステージ
４１Ｂ          下部ヒータ
４１Ｃ          導電性粒子
４１Ｄ          接着剤
４２            ボンディングツール
４４            上部ヒータ
４６            半導体ウェハ
４７            ＧＮＤ層
４８            電源層
４９Ａ          第１層間絶縁膜
４９Ｂ          第２層間絶縁膜
５０            絶縁層
５１            電源端子
５２            金属配線
５６            静電アクチュエータ
５８            インク液滴
６０            インクジェットヘッド
６２            ノズル
６４            インク流路
６６            振動板
６８            基板
７０            シリコン基板
７１            振動室
７２            ノズルプレート
７４            ガラス基板
７６            インク室
７８            共通インク室
８０            インク供給路
８２            インク供給口
８４            封止部
８６            端子電極
８８            狭ピッチコネクタ
９０            対向電極
【図１】
0004019546.tif 000002
【図２】
0004019546.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004019546.tif 000005
【図５】
0004019546.tif 000006
【図６】
0004019546.tif 000007
【図７】
0004019546.tif 000008
【図８】
0004019546.tif 000009
【図９】
0004019546.tif 000010