(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１端子電極と複数の第２端子電極とを備えた基板を有し、前記第１端子電極のピッチは前記第２端子電極のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多い狭ピッチ用コネクタであって、
前記基板はシリコンからなり、
該シリコンからなる基板上に絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなる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、当該半導体装置の長辺が前記第１端子電極の配列方向と概ね平行となるように配置されてなることを特徴とする請求項１記載の狭ピッチ用コネクタ。
【請求項３】
前記半導体装置は、当該半導体装置の短辺が前記第１端子電極の配列方向と概ね平行となるように配置されてなることを特徴とする請求項１記載の狭ピッチ用コネクタ。
【請求項４】
複数の第１端子電極と複数の第２端子電極とを備えた基板を有し、前記第１端子電極のピッチは前記第２端子電極のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多い狭ピッチ用コネクタと、
前記第１端子電極と電気的に接続される外部端子電極を有する接続対象物と、を有するピッチ変換装置であって、
前記基板はシリコンからなり、
該シリコンからなる基板上に絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなることを特徴とするピッチ変換装置。
【請求項５】
前記接続対象物はシリコンにより形成されてなることを特徴とする請求項４記載のピッチ変換装置。
【請求項６】
前記第１端子電極と、前記外部端子電極とが導電性部材を介して電気的に接続されてなることを特徴とする請求項４記載のピッチ変換装置。
【請求項７】
運動機構部と複数の外部端子電極が形成されてなる第１基板と、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第２基板とを有するマイクロマシンであって、
前記第２基板は、シリコンからなり、
該シリコンからなる第２基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、
前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いことを特徴とするマイクロマシン。
【請求項８】
圧電素子と複数の外部端子電極が形成されてなる第１基板と、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第２基板とを有する圧電アクチュエータであって、
前記第２基板は、シリコンからなり、
該シリコンからなる第２基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、
前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
静電振動子と複数の外部端子電極が形成されてなる第１基板と、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第２基板とを有する静電アクチュエータであって、
前記第２基板は、シリコンからなり、
該シリコンからなる第２基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、
前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いことを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項８記載の圧電アクチュエータを有し、
ノズルに連通するインク流路の一部分を振動板から形成し、該振動板と前記圧電アクチュエータの機械的作用面とを接するように設置し、前記圧電アクチュエータの機械的作用面を変形させることで、前記振動板を変形させて前記ノズルからインク液滴を吐出させることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１１】
請求項９記載の静電アクチュエータを有し、
ノズルに連通するインク流路の一部分を前記静電アクチュエータの静電振動子から形成し、該静電振動子を変形させることで、前記ノズルからインク液滴を吐出させることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１２】
請求項１０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１３】
請求項１１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１４】
第１基板と第２基板の間に液晶が挾持されてなり、前記第１基板もしくは前記第２基板のうち一方の基板に複数の外部端子電極が形成されてなる液晶装置であって、
前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第３基板を有し、
前記第３基板は、シリコンからなり、
該シリコンからなる第３基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、
前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いことを特徴とする液晶装置。
【請求項１５】
液晶装置を有する電子機器であって、
前記液晶装置は、第１基板と第２基板の間に液晶が挾持されてなり、前記第１基板もしくは前記第２基板のうち一方の基板に複数の外部端子電極が形成され、
前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第３基板を有し、
前記第３基板は、シリコンからなり、
該シリコンからなる第３基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、
前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、端子相互が接続される狭ピッチ用コネクタ、ピッチ変換装置、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、液晶装置、電子機器に関する。
背景技術
近年、電子機器の進展には著しいものがあり、その小型軽量化・大容量化に伴って単位面積当たりの集積度が向上している。しかし、その周辺部分の技術進歩は相対的に立ち遅れており、特に接続部の端子電極の微細化については提案すらなされていないのが実状である。
例えば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、液晶装置のＬＣＤセルなどの接続対象物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の間隔は狭いものになっているが、このような接続対象物と駆動回路を接続するために、これまではテープキャリアパッケージを取り付け、当該テープキャリアパッケージ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。
これを図に基づき更に詳述すると、図１７は接続対象物とテープキャリアパッケージとの要部拡大図であり、図１７に示すようにプリンタエンジン部や、液晶装置の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。
一方、接続対象物１に対して接続をなすテープキャリアパッケージ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とは反対側の端部には、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。この半導体装置６Ａは、テープキャリアパッケージ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。
図１８は、接続対象物１とテープキャリアパッケージ４とを接続する手順を示す説明図である。図１８に示すように、前述した接続対象物１とテープキャリアパッケージ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、テープキャリアパッケージ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。
ここで、両電極が重ね合わされた上方、すなわちテープキャリアパッケージ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。
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。なお、両電極の接続に際しては、必ずしも導電性粒子を含んだ接着剤を必要とするものではなく、接着剤を介在させずに両電極を重ね合わせて加圧と加熱を加えることで、溶着させたり金属接合させることも可能である。
なお、ここで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）や液晶装置のＬＣＤセルを例に挙げて説明したが、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。
しかし、前述したテープキャリアパッケージや、端子電極の接続方法においては、次に示すような技術的課題が存在していた。
図１９（ａ）（ｂ）は図１８におけるＣ−Ｃ断面図を示し、既述したようにプリンタエンジン部や、液晶装置の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、テープキャリアパッケージ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、図１９（ｂ）に示すようにテープキャリアパッケージ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、本発明者が行った種々の検討においては、ポリイミド材を用いたテープキャリアパッケージでは配線ピッチが６０μｍ付近が限度であることが確認されている。
ところで、テープキャリアパッケージ４の内側に設けられている半導体装置６Ａは、テープキャリアパッケージ４と密着していないため、当該テープキャリアパッケージ４への伝熱作用がなく、半導体装置６Ａの放熱が効果的に行われないという問題点があった。またデバイスホールからは配線端部となるインナーリードが突出し、当該インナーリードが半導体装置６Ａの端子と接続されることで導通が図られているが、デバイスホールにおける半導体装置の機械的保持もこのインナーリードが兼ねているので、半導体装置６Ａがデバイスホール内で（外力等により）移動すると、隣り合うインナーリードが互いに接触し、短絡等の障害が発生するおそれがあった。このため、インナーリードの保護の目的から、両者の接合後に封止剤を塗布し、半導体装置６Ａを含めたデバイスホール周囲を封止する必要があった。すなわち、封止剤を硬化させるための乾燥硬化工程等を要し、製造工程の増大が問題となっていた。
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たため、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のを避けられなかった。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、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。
発明の開示
本発明は、熱的ストレスが加わっても、接続される端子電極相互の位置ずれを小さくすることができるとともに、搭載された半導体装置の効果的な放熱をなすことができ、かつ製造が容易な狭ピッチ用コネクタ、およびピッチ変換装置、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、液晶装置、電子機器を提供することを目的とする。
（１）本発明の一つの態様に係る狭ピッチ用コネクタは、下記の構成からなるものである。すなわち、複数の第１端子電極と複数の第２端子電極とを備えた基板を有し、前記第１端子電極のピッチは前記第２端子電極のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多い狭ピッチ用コネクタであって、前記基板はシリコンからなり、該シリコンからなる基板上に絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなるものである。
（２）本発明の他の態様に係る狭ピッチ用コネクタは、前記（１）において、前記半導体装置が、当該半導体装置の長辺を前記第１端子電極の配列方向と概ね平行となるように配置されてなるものである。
（３）本発明の他の態様に係る狭ピッチ用コネクタは、前記（１）において、前記半導体装置が、当該半導体装置の短辺を前記第１端子電極の配列方向と概ね平行となるように配置されてなるものである。
前記（１）〜（３）の発明においては、狭ピッチ用コネクタの基板の材料としてシリコンを用いているので、フレキシブル基板に比較して熱膨張率が低く、さらに半導体装置を形成する手順と同様の手法で当該狭ピッチ用コネクタを形成することができるとともに、狭ピッチの配線を容易に形成することができる。さらにシリコンは伝熱性が高く、放熱効果を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。
また、半導体装置は、その長辺を第１端子電極の配列方向と概ね平行となるように配置、もしくはその短辺が第１端子電極の配列方向と概ね平行となるように配置してもよい。後者の場合、狭ピッチ用コネクタの幅を小さくすることができる。
また、半導体装置が、狭ピッチ用コネクタの基板上に絶縁層を介して密着しているので、半導体装置に発熱が生じても、当該半導体装置に生じた熱は基板側へと伝熱し、その後、基板より放熱がなされる。このように半導体装置の表面だけでなく、基板も放熱用の表面となるので、たとえ半導体装置の発熱量が大きくても放熱を十分に行うことができる。さらに半導体装置の保持を基板に行わせることができ、機械的強度の確保が容易となる。
また、半導体装置の電極は、片持ち支持となるインナーリードとは異なり、基板の表面に沿った（密着した）配線に接続されるので、接続後は半導体装置が移動することがなく、したがって封止剤を塗布する必要が無くなり、乾燥工程等を削除することが可能となるばかりでなく、半導体装置の移動による端子間の短絡が生じることも無くなる。
（４）本発明の他の態様に係るピッチ変換装置は、下記の構成からなるものである。すなわち、複数の第１端子電極と複数の第２端子電極とを備えた基板を有し、前記第１端子電極のピッチは前記第２端子電極のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多い狭ピッチ用コネクタと、前記第１端子電極と電気的に接続される外部端子電極を有する接続対象物と、を有するピッチ変換装置であって、前記基板はシリコンからなり、該シリコンからなる基板上に絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなるものである。
（５）本発明の他の態様に係るピッチ変換装置は、前記接続対象物がシリコンにより形成されてなるものである。
（６）本発明の他の態様に係るピッチ変換装置は、前記第１端子電極と、前記外部端子電極とが導電性部材を介して電気的に接続されてなるものである。
前記（４）〜（６）の発明においては、狭ピッチ用コネクタの基板がシリコンからなり、該シリコンからなる基板上に絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなるので、コネクタ側の第１端子電極と接続対象物側の外部端子電極を加圧と加熱により接続する際に、重ね合わされた電極相互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。
また、接続対象物を狭ピッチ用コネクタの基板と同一の材料で伝熱性の高いシリコンにより形成することで、重ね合わされた電極相互の相対位置の変動を抑制することができるとともに、放熱効果を一層高めることが可能となって、温度上昇による抵抗値の増大を防止することができる。
また、コネクタ側の第１端子電極と、接続対象物側の外部端子電極とが導電性部材を介して接続することにより、両者の電気的接続をより確実なものとすることができる。なお、導電性部材として例えば異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を用いることにより、接合部からの導電性部材のはみ出しを防止することができる。
（７）本発明の他の態様に係るマイクロマシンは、下記の構成からなるものである。すなわち、運動機構部と複数の外部端子電極が形成されてなる第１基板と、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第２基板とを有するマイクロマシンであって、前記第２基板は、シリコンからなり、該シリコンからなる第２基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いものである。
前記（７）の発明においては、マイクロマシンが、その運動機構部が形成された第１基板と、外部への接続をなす第２基板とを別体に構成されているので、第１基板の面積を最小限にすることができる。
（８）本発明の他の態様に係る圧電アクチュエータは、下記の構成からなるものである。すなわち、圧電素子と複数の外部端子電極が形成されてなる第１基板と、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第２基板とを有する圧電アクチュエータであって、前記第２基板は、シリコンからなり、該シリコンからなる第２基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いものである。
（９）本発明の他の態様に係る静電アクチュエータは、下記の構成からなるものである。すなわち、静電振動子と複数の外部端子電極が形成されてなる第１基板と、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第２基板とを有する静電アクチュエータであって、前記第２基板は、シリコンからなり、該シリコンからなる第２基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いものである。
（１０）本発明の他の態様に係るインクジェットヘッドは、前記（８）の圧電アクチュエータを有し、ノズルに連通するインク流路の一部分を振動板から形成し、該振動板と前記圧電アクチュエータの機械的作用面とを接するように設置し、前記圧電アクチュエータの機械的作用面を変形させることで、前記振動板を変形させて前記ノズルからインク液滴を吐出させるものである。
（１１）本発明の他の態様に係るインクジェットヘッドは、前記（９）の静電アクチュエータを有し、ノズルに連通するインク流路の一部分を前記静電アクチュエータの静電振動子から形成し、該静電振動子を変形させることで、前記ノズルからインク液滴を吐出させるものである。
（１２）本発明の他の態様に係るインクジェットプリンタは、前記（１０）のインクジェットヘッドを含むものである。
（１３）本発明の他の態様に係るインクジェットプリンタは、前記（１１）のインクジェットヘッドを含むものである。
前記（８）（１０）（１２）の発明においては、圧電素子が形成された第１基板と、外部への接続をなす第２基板とを別体に構成されているので、第１基板の面積を最小限にすることができる。
また、前記（９）（１１）（１３）の発明においては、静電振動子が形成された第１基板と、外部への接続をなす第２基板とを別体に構成されているので、第１基板の面積を最小限にすることができる。
（１４）本発明の他の態様に係る液晶装置は、下記の構成からなるものである。すなわち、第１基板と第２基板の間に液晶が挾持されてなり、前記第１基板もしくは前記第２基板のうち一方の基板に複数の外部端子電極が形成されてなる液晶装置であって、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第３基板を有し、前記第３基板は、シリコンからなり、該シリコンからなる第３基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いものである。
前記（１４）の発明においては、第１基板と第２基板の間に液晶を挾持するとともに、前記第１基板もしくは前記第２基板のうち一方の基板に複数の外部端子電極が形成されてなるいわゆる液晶セルと、外部への接続をなす第３基板とを別体に構成されているので、液晶セルにおける外部端子電極が占有する面積を最小限に抑えることができる。このため、従来と同じ面積の液晶セルを用いても当該液晶セルにおける液晶表示部分を大きく確保することができる。また接続部の端子数を増やすことが容易であるため、画素ピッチを小さくでき、高精細にすることができる。
（１５）本発明の他の態様に係る電子機器は、下記の構成からなるものである。すなわち、液晶装置を有する電子機器であって、前記液晶装置は、第１基板と第２基板の間に液晶が挾持されてなり、前記第１基板もしくは前記第２基板のうち一方の基板に複数の外部端子電極が形成され、前記複数の外部端子電極と電気的に接続するための第１端子電極が形成された第３基板を有し、前記第３基板は、シリコンからなり、該シリコンからなる第３基板上に複数の第２端子電極と絶縁層を設け、該絶縁層に、前記第１端子電極に接続してなる第１配線と、前記第２端子電極に接続してなる第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続してなる半導体装置とを密着形成してなり、前記第１端子電極間のピッチは前記第２端子電極間のピッチより狭く、かつ前記第１端子電極数は前記第２端子電極数より多いものである。
前記（１５）の発明においては、液晶装置を有する電子機器の、当該液晶装置を、第１基板と第２基板の間に液晶を挾持するとともに、前記第１基板もしくは前記第２基板のうち一方の基板に複数の外部端子電極が形成されてなるいわゆる液晶セルと、外部への接続をなす第３基板とを別体に構成しているので、液晶セルにおける外部端子電極が占有する面積を最小限に抑えることができる。この結果、電子機器の小型化が容易となる。
発明を実施するための最良の形態
実施形態１．
図１は本実施形態に係るピッチ変換装置を示すもので、狭ピッチ用コネクタの一例を示すもので、このコネクタとこれに接続される接続対象物の端子部分を示す正面図である。図１に示すように本実施形態に係る狭ピッチ用コネクタ２０は、基板２２の表面に金属配線２４を形成した形態となっている。
基板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。そしてその表面には、基板２２を横切るように金属配線２４Ａおよび金属配線２４Ｂが複数設けられており、当該金属配線２４の片側端部、すなわち基板２２の端部２２Ａには、接続対象物２６に設けられた端子電極２８と重なり合わせが可能な接合部となる端子電極３０が形成されている。つまり、端子電極３０は端子電極２８のピッチ（ピッチ６Ｏμｍ以下）と同一ピッチとなるように設定されている。一方、コネクタ本体２２における端子電極３０とは反対側の端部２２Ｂには、端子電極３０側より少数の電極数であるが、その幅とピッチとが拡大（ピッチ８Ｏμｍ以上）された端子電極３２が形成されている。また、基板２２の中央部には、接続対象物２６側の素子を駆動するための半導体装置３３が横長配置、つまりその長辺を接続対象物２６の端子配列方向と概ね平行となるように配置されて実装されている。なお、半導体装置３３の電極位置には、金属配線２４Ａにおける端子電極３０の反対側端部、および金属配線２４Ｂにおける端子電極３２の反対側端部が位置しており、両者を接続することで、半導体装置３３の端子と、金属配線２４Ａおよび金属配線２４Ｂとを導通可能にしている。
このように、半導体装置３３を基板２２の表面に密着配置させているため、半導体装置３３に発熱が生じた場合、この発熱が基板２２側へと伝熱し、当該基板２２は放熱板（ヒートシンク）の役割を果たす。このため、半導体装置３３の発熱量が大きくなっても基板２２が効率よく半導体装置３３に発生する熱を放熱して、半導体装置３３の駆動安定を図ることができる。
更に、半導体装置３３の自重が基板２２で保持され、かつ半導体装置３３に設けられた電極が、基板２２の表面に密着形成された金属配線２４Ａおよび金属配線２４Ｂと接続されているので、半導体装置３３に外力が加わっても、当該半導体装置３３は前記外力によって移動することがない。このため、短絡防止の目的から半導体装置３３の電極周囲を封止剤によって固めるというような、封止剤塗布工程、あるいは封止剤乾燥工程などが不要となり、製造工程が簡略化される。
また、基板２２の内側に半導体装置３３を搭載したので、狭ピッチ用コネクタ２０の前後、すなわち接続対象物２６側や、端子電極３２側に接続されるフレキシブル基板等の外部基板に半導体装置３３を実装する必要が無くなる。このため、実装面積の低減化が図れ、装置そのものの小型化が図れる。
また、半導体装置３３を、その長辺が接続対象物２６の端子配列方向と概ね平行となるように配置しているので、半導体装置３３までの各電極長さが等しくなり、配線パターンの抵抗値を均一にすることができる。
また、接続対象物２６においては、半導体ウェハからの取り出し個数の増大が図れ、製造効率の向上および製造コストの低減を達成することができる。
なお、端子電極２８が形成される接続対象物２６は、基板２２と同様の材料となるシリコン基板上に例えば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２８に電圧を印加することで、接続対象物２６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。
次に、前述の構成を有する狭ピッチ用コネクタ２０と接続対象物２６との接続手順について図２乃至図４に基づき説明する。図２は接続対象物２６の端子電極２８と狭ピッチ用コネクタ２０の端子電極３０とを導電性部材を挟んで重ね合わせて加圧と加熱により接続する工程の説明図、図３は図２におけるｄ部拡大図、図４は図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
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２６に接続する際には、まずボンディングステージ３４の上面に接続対象物２６を設置する。ボンディングステージ３４の内部には下部ヒータ３６が設けられており、当該下部ヒータ３６を稼働させることにより、接続対象物２６等への加熱を行えるようになっている。
ボンディングステージ３４の上面に設置された接続対象物２６の上方には、これの端子電極２８にコネクタ側の端子電極３０が重なるようにコネクタ２０が配置されている。ここでは、端子電極２８と端子電極３０との間に、図３に示すように導電性粒子３８を含んだ接着剤４０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３８が端子電極２８や端子電極３０と接触し、これら端子電極相互が導電性粒子３８を介して導通されるようになっている。また、導電性粒子３８を含んだ接着剤４０は、下部ヒータ３６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。
端子電極３０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が配置され、このボンディングツール４２が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そのもの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２８と端子電極３０とを導電性粒子３８を介して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。
ところで、上部ヒータ４４と下部ヒータ３６は、ボンディングツール４２を下降させて当該ボンディングツール４２の先端が基板２２の背面側を押圧した際に、端子電極２８と端子電極３０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、すなわち基板２２と接続対象物２６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３６における設定温度は、接着剤４０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言うまでもない。
このように、上部ヒータ４４および下部ヒータ３６の温度設定がなされた後は、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）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２８と端子電極３０との接続を行う。
なお、ここでは端子電極２８と端子電極３０との接続に、導電性粒子３８を含む異方性導電接着剤、または異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜が用いられ、接着剤中に含まれる導電性粒子３８を介して密着させるようにしているが、導電性粒子３８が必ずしも必要ではない。導電性粒子３８を介在させない場合は、接続される端子電極２８と端子電極３０を互いに溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる形態をとる。
ここでは、基板２２と接続対象物２６が同一の材料（シリコン）で構成され、端子電極２８と端子電極３０を接続させる際、基板２２と接続対象物２６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、加熱による伸び率が等しくなり、端子電極２８と端子電極３０との相対位置の変動が発生しない。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、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、本実施形態では、基板２２と接続対象物２６を構成する材料としてシリコンを例に挙げて説明した。この場合、本発明者による種々の検討によれば、配線ピッチが２５μｍ以下、例えば配線ピッチが１５μｍ程度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。このことから、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ことが推察される。
なお、基板２２と接続対象物２６の材質は必ずしも同一にする必要はなく、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、加熱時に温度差をつけることで、基板２２と接続対象物２６との確実な接合を行うことができる。すなわち、上部ヒータ４４および下部ヒータ３６の出力値を変動させ、基板２２と接続対象物２６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、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ることで、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。
次に、本実施形態に係る狭ピッチ用コネクタの製造方法について説明する。図５および図６は本実施形態に係る狭ピッチ用コネクタの製造手順を示す工程説明図である。なお、これらの図においては、基板に金属配線を形成していく手順を図１におけるＡ−Ａ断面方向から示しており、各図中の破線は、隣接して形成される狭ピッチ用コネクタとの分離をなすためのダイシングライン４８を示している。
まず、図５（ａ）に示す単結晶シリコンからなる半導体ウェハ４６の表面に、図５（ｂ）に示すように５０００〜２００００オングストロームの厚さの絶縁膜５０を形成する。この絶縁膜５０は、例えばＣＶＤ法によって堆積したＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）や、ドライ熱酸化またはウエット熱酸化等を用いて形成するようにしてもよい。
このように、半導体ウェハ４６の表面に絶縁膜５０を形成した後は、絶縁膜５０が設けられた半導体ウェハ４６を圧力２〜５ｍＴｏｒｒ、温度１５０〜３００℃のアルゴン雰囲気中に配置し、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕなどをターゲットとし、ＤＣ９〜１２ｋＷの入力電力でスパッタを行い、これらのターゲットと同じ組成を有する金属配線を形成するための金属膜５２を２００〜２００００オングストローム堆積する。なお、前記以外にも金属膜５２としては、Ｃｒを下地としＡｕを１０００オングストローム程堆積させて形成するようにしてもよい。この状態を図５（ｃ）に示す。
そして、絶縁膜５０の上面に金属膜５２を形成した後は、図６（ａ）に示すように金属膜５２の上部にフォトレジスト膜５４を塗布する。その後は、図６（ｂ）に示すようにフォトリソグラフィーによってパターニングを行い、金属配線を形成する部分以外のフォトレジスト膜５４を除去するとともに、フォトレジスト膜５４をマスクとして金属膜５２をエッチングする。その後、図６（ｂ）（ｃ）に示すように金属膜５２をエッチングして形成された金属配線２４の上部のフォトレジスト膜５４の除去を行い、次いでダイシングライン４８に沿って切断作業を行い、半導体ウェハ４６から狭ピッチ用コネクタの切り出しを行う。
実施形態２．
図７は本実施形態に係る狭ピッチ用コネクタの他の例を示すもので、このコネクタとその一方に接続される接続対象物の端子部分とこのコネクタの他方に接続されるフレキシブル基板等の外部基板の端子部分との関係を示す要部拡大図である。図７に示すように本実施形態に係る狭ピッチ用コネクタ７００は、コネクタ本体７０２の表面に金属配線７０４を形成した形態となっている。
基板７０２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。そしてその表面には、基板７０２を横切るように金属配線７０４Ａおよび金属配線７０４Ｂが複数設けられており、当該金属配線７０４の片側端部、すなわち基板７０２の端部７０２Ａ側には、接続対象物７０６に設けられた端子電極７０８と重なり合わせが可能な接合部となる端子電極７１０が形成されている。つまり、端子電極７１０は端子電極７０８のピッチ（ピッチ６Ｏμｍ以下）と同一ピッチとなるように設定されている。一方、基板７０２における端子電極７１０とは反対側の端部７０２Ｂ側には、端子電極７１０側より少数の電極数であるが、その幅とピッチとが拡大（ピッチ８Ｏμｍ以上）されてフレキシブル基板７２０側の端子電極７２２と重なり合わせが可能な接合部となる端子電極７１２が形成されている。また、基板７０２の中央部には、接続対象物７０６側の素子を駆動するための半導体装置７１３が縦長配置、つまりその短辺が接続対象物７０６の端子配列方向と概ね平行となるように配置されて実装されている。なお、半導体装置７１３の電極位置には、金属配線７０４Ａにおける端子電極７１０の反対側端部、および金属配線７０４Ｂにおける端子電極７１２の反対側端部が位置しており、両者を接続することで、半導体装置７１３の端子と、金属配線７０４Ａおよび金属配線７０４Ｂとを導通可能にしている。
このように、半導体装置７１３を基板７０２の表面に密着配置させているため、半導体装置７１３に発熱が生じた場合、この発熱が基板７０２側へと伝熱し、当該基板７０２は放熱板（ヒートシンク）の役割を果たす。このため、半導体装置７１３の発熱量が大きくなっても基板７０２が効率よく半導体装置７１３に発生する熱を放熱して、半導体装置７１３の駆動安定を図ることができる。
更に、半導体装置７１３が基板７０２で保持され、かつ半導体装置７１３に設けられた電極が、基板７０２の表面に密着形成された金属配線７０４Ａおよび金属配線７０４Ｂと接続されているので、半導体装置７１３に外力が加わっても、テープキャリアパッケージを用いた従来方法と比較して接続不良を抑制することができる。
また、基板７０２の内側に半導体装置７１３を搭載したので、狭ピッチ用コネクタ７００の前後、すなわち接続対象物７０６側や、端子電極７１２側に接続されるフレキシブル基板７２０等の外部基板に半導体装置７１３を実装する必要が無くなる。このため、実装面積の低減化が図れ、装置そのものの小型化が図れる。
また、半導体装置７１３を、その短辺が接続対象物７０６の端子配列方向と概ね平行となるように配置しているので、狭ピッチ用コネクタの幅を小さくすることができる。なお、半導体装置７１３は、その長辺が接続対象物７０６の端子配列方向と概ね平行となるように配置してもよい。この場合、半導体装置７１３までの配線の長さが等しくなり、配線パターンの抵抗値を均一にすることができる。
また、接続対象物７０６においては、半導体ウェハからの取り出し個数の増大が図れ、製造効率の向上および製造コストの低減を達成することができる。
なお、端子電極７０８が形成される接続対象物７０６は、基板７０２と同様の材料となるシリコン基板上に例えば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７０８に電圧を印加することで、接続対象物７０６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。
なお、マイクロポンプ側の端子電極と狭ピッチコネクタ側の端子電極を接合する際に、導電性部材すなわち導電性粒子を含む異方性導電接着剤や、異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を介在させる場合は、これら接続される端子電極相互を異方性導電接着剤や異方性導電膜を介して密着させ、異方性導電接着剤や異方性導電膜を介在させない場合は、接続される端子電極相互を溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる。
実施形態３．
図８は本実施形態に係るマイクロマシンの一例としてのマイクロポンプに関するもので、図８（ａ）はマイクロポンプの上面図、図８（ｂ）はその断面図を示す。
マイクロポンプは、マイクロマシニング加工方法により加工されたシリコン基板１０１を、２枚のガラス板１０２及び１０３でサンドイッチ状に挟んだ構造になっており、吸入側パイプ１０４より流体を吸入し、吐出側パイプ１０５へ流体を吐出するものである。
その動作原理は、シリコン基板１０１の中央部に形成されたダイアフラム１０６に貼り付けられた圧電素子１０７に電圧を印加し、撓ませることにより圧力室１０８内の圧力を変化せしめ、該圧力室１０８と空間的に連続している吸入側弁膜１０９及び吐出側弁膜１１１を変位させることにより、吸入弁１１２及び吐出弁１１３を開閉し、吸入側パイプ１０４から吐出側パイプ１０５に流体を圧送するものである。なお、図８（ｂ）において、圧力室１０８と吸入側弁膜１０９の上側の空間及び吐出側弁膜１１１の下側の空間とは連続している。
この例においても、前述の図１，２，３に示したのと同様のマイクロポンプ駆動用の半導体装置を搭載した狭ピッチ用コネクタを介して、加圧・加熱時の温度管理を行いながら外部との配線が行われ、接合の際における互いの端子の相対位置の変動が防止される。そして、このように狭ピッチ用コネクタを別に設けることで、マイクロポンプそのものを小型に製造することができる。
また、狭ピッチ用コネクタに搭載されたマイクロポンプ駆動用の半導体装置が絶縁層を介して基板の表面に密着しているので、半導体装置に発熱が生じても、当該半導体装置に生じた熱は基板へと伝熱し、その後、基板より放熱がなされる。このように半導体装置の表面だけでなく、基板も放熱用の表面となるので、たとえ半導体装置の発熱量が大きくても放熱を十分に行うことができる。
なお、マイクロポンプ側の端子電極と狭ピッチ用コネクタ側の端子電極を接合する際に、導電性部材すなわち導電性粒子を含む異方性導電接着剤や、異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を介在させる場合は、これら接続される端子電極相互を異方性導電接着剤や異方性導電膜を介して密着させ、異方性導電接着剤や異方性導電膜を介在させない場合は、接続される端子電極相互を溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる。
実施形態４．
図９は本実施形態に係る他の例としての光変調装置を示す要部の組立分解斜視図である。
この光変調装置は、大別してシリコン基板２００、ガラス基板２２０及びカバー基板２５０から構成される。
シリコン基板２００は、マトリクス上に配列された複数の微小ミラー２０２を有する。この複数の微小ミラー２０２の内、一方向例えば図９のＸ方向に沿って配列された微小ミラー２０２は、トーションバー２０４にて連結されている。さらに、複数の微小ミラー２０２が配置される領域を囲んで枠状部２０６が設けられている。この枠状部２０６には、複数本のトーションバー２０４の両端がそれぞれ連結されている。また微小ミラー２０２は、トーションバー２０４との連結部分の周囲にスリットが形成されて、このスリットを形成することで、トーションバー２０４の軸線周り方向への傾き駆動が容易になっている。さらに微小ミラー２０２の表面には、反射層２０２ａが形成されている。そして、微小ミラー２０２が傾斜駆動されることで、この微小ミラー２０２に対して入射する光の反射方向が変化する。そして、所定反射方向に向けて光を反射させる時間を制御することで、光の変調を行うことができる。この微小ミラー２０２を傾斜駆動するための回路がガラス基板２２０に形成されている。
ガラス製電極基板２２０は、中央領域に凹部２２２を有し、その周囲に立ち上げ部２２４を有する。立ち上げ部２２４の一辺は切り欠かれて電極取出口２２６とされ、この電極取出口２２６の外側には、凹部２２２と連続する電極取出板部２２８が形成されている。またガラス基板２２０の凹部２２２には、Ｘ方向で隣り合う２つの微小ミラー２０２間のトーションバー２０４と対向する位置にて、凹部２２２より突出形成され、立ち上げ部２２４の天面と同じ高さを有する多数の支柱部２３０を有する。さらに、ガラス基板２２０の凹部２２２及び電極取出板部２２８上には、配線パターン部２３２が形成されている。この配線パターン部２３２は、トーションバー２０４を挟んだ両側の微小ミラー２０２の裏面と対向する位置に、それぞれ第１，第２のアドレス電極２３４，２３６を有する。そして、Ｙ方向に沿って配列された第１のアドレス電極２３４は第１の共通配線２３８に共通接続されている。同様に、Ｙ方向に沿って配設された第２のアドレス電極２３６は、第２の共通配線２４０に共通接続されている。
前記構造を有するガラス基板２２０の上に、シリコン基板２００が陽極接合される。このとき、シリコン基板２００のトーションバー２０４の両端部及び枠状部２０６と、ガラス基板２２０の立ち上げ部２２４とが接合される。さらに、シリコン基板２００のトーションバー２０４の中間部と、ガラス基板２２０の支柱部２３０とが陽極接合される。さらにその後、シリコン基板２００の枠状部２０６上に、カバー基板２５０が接合される。そして、枠状部２０６と連結されていた各々のトーションバー２０４の両端部が、枠状部２０６から切り離される位置にてダイシングされる。さらに、ガラス基板２２０の立ち上げ部２２４に切り欠き形成された電極取出口２２６を含む周縁部が、封止材により封止密閉され、光変調装置が完成する。そして、完成した光変調装置の第１の共通配線２３８と第２の共通配線２４０には、前述の図１，２，３に示したのと同様の微小ミラー傾斜駆動用の半導体装置を搭載した狭ピッチ用コネクタが接続され、狭ピッチ用コネクタを介して、フレキシブル基板等の可撓性基板と接続され、信号が光変調装置入力される。
この例においても、各共通配線２３８，２４０と狭ピッチ用コネクタとの接続時に温度管理を行いながら、これらの接続が行われ、接合の際における互いの端子の相対位置の変動が防止される。そして、このように狭ピッチ用コネクタを別に設けることで、ガラス基板２２０における配線端子が占有する面積を最小限に抑えることができ、光変調装置そのものを小型に製造することができる。
また、狭ピッチ用コネクタに搭載された微小ミラー傾斜駆動用の半導体装置が絶縁層を介して基板の表面に密着しているので、半導体装置に発熱が生じても、当該半導体装置に生じた熱は基板へと伝熱し、その後、基板より放熱がなされる。このように半導体装置の表面だけでなく、基板も放熱用の表面となるので、たとえ半導体装置の発熱量が大きくても放熱を十分に行うことができる。
なお、光変調装置側の端子電極となる共通配線２３８，２４０と狭ピッチ用コネクタ側の端子電極を接合する際に、導電性部材すなわち導電性粒子を含む異方性導電接着剤や、異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を介在させる場合は、これら接続される端子電極相互を異方性導電接着剤や異方性導電膜を介して密着させ、異方性導電接着剤や異方性導電膜を介在させない場合は、接続される端子電極相互を溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる。
実施形態５．
図１０は本実施形態に係る圧電アクチュエータを示す説明図である。
圧電アクチュエータは、両側に外部電極３０２ｅ，２０２ｆ（図中太線で示した部分）が形成された圧電振動子３０２と、この圧電振動子３０２を保持する保持部材３１０とを備えている。保持部材３１０には、突起部３１１が形成されており、圧電振動子３０２は突起部３１１の接合領域Ａで保持部材３１０に接合されている。圧電振動子３０２の外部電極３０２ｅ，３０２ｆは、圧電振動子３０２の両側面から第１の面３０２ｂの中程までそれぞれ延長されている。また保持部材３１０に形成される太線で示す電極３１０ａ、３１０ｂも、両外縁から突起部３１１の中程まで延長されている。そして、圧電振動子３０２と保持部材３１０を、突起部３１１に設定した接合領域Ａで剛体的に接合するとともに、圧電振動子の外部電極３０２ｅ，３０２ｆと保持部材の電極３１０ａ、３１０ｂとを接続し、これらを導通させる。さらに保持部材３１０の電極３１０ａ、３１０ｂには、前述の図１，２，３に示したのと同様の圧電振動子駆動用の半導体装置を搭載した狭ピッチ用コネクタ３２０が接続され、狭ピッチ用コネクタ３２０を介してフレキシブル基板等の可撓性基板と接続され、外部からの信号が圧電アクチュエータに入力される。
この例においても、保持部材３１０の電極３１０ａ、３１０ｂと狭ピッチコネクタ３２０との接続時に温度管理を行いながら、これらの接続が行われ、接合の際における互いの端子電極の相対位置の変動が防止される。そして、このように狭ピッチ用コネクタを別に設けることで、圧電アクチュエータにおける配線端子が占有する面積を最小限に抑えることができ、圧電アクチュエータそのものを小型に製造することができるとともに、１枚のウェハから多数の圧電アクチュエータを製造することができ、製造コストを低減することができる。
また、狭ピッチ用コネクタに搭載された圧電振動子駆動用の半導体装置が絶縁層を介して基板の表面に密着しているので、半導体装置に発熱が生じても、当該半導体装置に生じた熱は基板へと伝熱し、その後、基板より放熱がなされる。このように半導体装置の表面だけでなく、基板も放熱用の表面となるので、たとえ半導体装置の発熱量が大きくても放熱を十分に行うことができる。
なお、圧電アクチュエータ側の端子電極３１０ａ、３１０ｂと狭ピッチ用コネクタ３２０側の端子電極を接合する際に、導電性部材すなわち導電性粒子を含む異方性導電接着剤や、異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を介在させる場合は、これら接続される端子電極相互を異方性導電接着剤や異方性導電膜を介して密着させ、異方性導電接着剤や異方性導電膜を介在させない場合は、接続される端子電極相互を溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる。
実施形態６．
図１１は前述の図１０の圧電アクチュエータを用いた本実施形態に係るインクジェットヘッドを示す概念図であり、前述の図１０と同一部分には同一符号を付してある。
このインクジェットヘッド４００は、流路形成部材４０１と振動板４０２により形成されたインク流路４０４の先端に、ノズル４０６を配するノズルプレート４０８が接合されており、その反対側の端には、インク供給路４１０が配されている。そして、圧電アクチュエータを、機械的作用面４１２と振動板４０２が接するように設置し、インク流路４１０と対面するように配している。そして、圧電振動子３０２の両側の外部電極３０２ｅ，３０２ｆが保持部材３１０の電極３１０ａ、３１０ｂと接続され、保持部材３１０の電極３１０ａ、３１０ｂが前述の図１，２，３に示したのと同様の圧電振動子駆動用の半導体装置を搭載した狭ピッチ用コネクタ３２０（図１０参照）を介してフレキシブル基板等の可撓性基板と接続され、外部からの信号が圧電アクチュエータに入力される。
この構成において、インク流路４１０内（ノズル４０６先端まで）にインクを充填し、前記圧電アクチュエータを駆動すると、機械的作用面４１２は、高効率な膨張変形とたわみ変形を同時に発生させ、図１１中の上下方向の非常に大きな実効変位を得る。この変形により、振動板４０２は図中の点線で示すように機械的作用面４１２に対応して変形し、インク流路４１０内に大きな圧力変化（体積変化）を生じさせる。この圧力変化により、ノズル４０６から図中の矢印方向にインク滴が吐出すが、その高効率な圧力変化により、インク吐出も非常に効率的である。
そして、このように狭ピッチ用コネクタを別に設けることで、圧電アクチュエータにおける配線端子が占有する面積を最小限に抑えることができるので、インクジェットヘッドそのものも小型に製造することができる。
また、狭ピッチ用コネクタに搭載された圧電振動子駆動用の半導体装置が絶縁層を介して基板の表面に密着しているので、半導体装置に発熱が生じても、当該半導体装置に生じた熱は基板へと伝熱し、その後、基板より放熱がなされる。このように半導体装置の表面だけでなく、基板も放熱用の表面となるので、たとえ半導体装置の発熱量が大きくても放熱を十分に行うことができる。
なお、既述したように圧電アクチュエータ側の端子電極３１０ａ、３１０ｂと狭ピッチ用コネクタ３２０側の端子電極を接合する際に、導電性部材すなわち導電性粒子を含む異方性導電接着剤や、異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を介在させる場合は、これら接続される端子電極相互を異方性導電接着剤や異方性導電膜を介して密着させ、異方性導電接着剤や異方性導電膜を介在させない場合は、接続される端子電極相互を溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる。
実施形態７．
図１２（ａ）（ｂ）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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、微細ピッチの端子電極８６を形成してなり、振動板駆動用の半導体装置を搭載した本実施形態に係る第２基板を基材とする狭ピッチ用コネクタ８８に接続される。なお、この接続は、温度管理を行いながら行い、接合の際における互いの端子電極の相対位置の変動を防止する。
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。
また、狭ピッチ用コネクタ８８に搭載された振動板駆動用の半導体装置が絶縁層を介して基板の表面に密着しているので、半導体装置に発熱が生じても、当該半導体装置に生じた熱は基板へと伝熱し、その後、基板より放熱がなされる。このように半導体装置の表面だけでなく、基板も放熱用の表面となるので、たとえ半導体装置の発熱量が大きくても放熱を十分に行うことができる。
なお、ガラス基板７４側の端子電極８６と狭ピッチ用コネクタ８８側の端子電極を接合する際に、導電性部材すなわち導電性粒子を含む異方性導電接着剤や、異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を介在させる場合は、これら接続される端子電極相互を異方性導電接着剤や異方性導電膜を介して密着させ、異方性導電接着剤や異方性導電膜を介在させない場合は、接続される端子電極相互を溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる。
実施形態８．
ところで、前述の実施形態６の圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッド４００（図１１）や実施形態７の静電アクチュエータを用いたインクジェットヘッド６０（図１２）は、図１３に示されるようにキャリッジ５０１に取り付けられて使用される。なお、ここでは圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッド４００の適応例を示してある。キャリッジ５０１は、ガイドレール５０２に移動自在に取り付けられ、ローラ５０３により送り出される用紙５０４の幅方向にその位置が制御される。この図１３の機構は図１４に示されるインクジェットプリンタ５１０に装備される。なお、前記インクジェットヘッド４００はラインプリンタのラインヘッドとして搭載することもできる。その場合にはキャリッジは不要となる。また、ここでは圧電アクチュエータを用いて、エッジ方向へインク滴が吐出すタイプのインクジェットヘッド４００およびそれを用いたインクジェットプリンタ５１０を例に挙げて説明したが、前述の実施形態７の静電アクチュエータを用いてインク滴をフェイス面側から吐出すタイプのインクジェットヘッド６０を使用した場合も同様の構成となる。
実施形態９．
図１５は本実施形態に係る液晶装置を示す説明図であり、アレイ工程とセル工程が終了し、モジュール工程の段階、つまり液晶セルを電気的に制御できるように駆動系の電子回路などを取り付ける前の状態を示してある。
液晶装置６００は、第１基板となる液晶セル６０２と、液晶駆動用の２つの半導体装置６０６ａ，６０６ｂを縦長配置、つまりその短辺が接続対象物である液晶セル６０２の端子配列方向と概ね平行となるように配置して搭載した第２基板となる狭ピッチ用コネクタ６０４と、フレキシブル基板６０８とを備え、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂは狭ピッチ用コネクタ６０４の基板の絶縁層を介した表面に密着状態で搭載されている。液晶セル６０２は、第１基板６０２ａと第２基板６０２ｂ間に液晶材料を注入し、封じ込めたもので、一方の第１基板６０２ａ（図１５中で上側に位置する基板）上に、画素電極、画素電極に接続してなる薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタのソース、ゲートに電気的に接続してなるソース線、データ線などが形成され、他方の第２基板６０２ｂ（図１５中で下側に位置する基板）上に、例えば対向電極、カラーフィルタなどが配置されている。そして、モジュール工程で、液晶セル６０２に形成された端子電極（ピッチが６Ｏμｍ以下）６１０と、第３基板となる狭ピッチ用コネクタ６０４の絶縁層を介した表面に形成されている微細ピッチの端子電極（ピッチが６Ｏμｍ以下）６１２とが重ね合わせられ、あるいはこれらの端子電極６１０，６１２が導電性部材を挟んで重ね合わせられ、加圧と加熱により接続されるようになっている。また狭ピッチ用コネクタ６０４の絶縁層を介した表面に形成されて他端側に拡大延出する配線パターンの末端の端子電極（ピッチを８Ｏμｍ以上）６１４がフレキシブル基板６０８の端子電極６１６と接続され、これによって端子電極６１０と液晶駆動用の各半導体装置６０６ａ，６０６ｂ、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂとフレキシブル基板６０８との間が、それぞれ導通されるようになっている。すなわち、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂの電極位置には、端子電極６１２の反対側端部６１２ａ、および端子電極６１４の反対側端部６１４ａが位置しており、両者を接続することで、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂの端子と、端子電極６１２および端子電極６１４とを導通可能にしている。
このように、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂを狭ピッチ用コネクタ６０４の表面に密着配置しているため、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂに発熱が生じた場合、この発熱が基板側へと伝熱し、当該基板は放熱板（ヒートシンク）の役割を果たす。このため、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂの発熱量が大きくなっても基板が効率よく各半導体装置６０６ａ，６０６ｂに発生する熱を放熱して、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂの駆動安定を図ることができる。
更に、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂが基板で保持され、かつ各半導体装置６０６ａ，６０６ｂに設けられた電極が、基板の表面に密着形成された端子電極６１２ａおよび端子電極６１４ａと接続されているので各半導体装置６０６ａ，６０６ｂに外力が加わっても、テープキャリアパッケージを用いた従来方法と比較して接続不良を抑制することができる。
また、基板の内側に各半導体装置６０６ａ，６０６ｂを搭載したので、狭ピッチ用コネクタ６０４の前後、すなわち液晶セル６０２やフレキシブル基板６０８に半導体装置を実装する必要が無くなる。このため、実装面積の低減化が図れる。
また、各半導体装置６０６ａ，６０６ｂを、その短辺が液晶セル６０２の端子配列方向と概ね平行となるように配置してもよく、またその長辺が液晶セル６０２の端子配列方向と概ね平行となるように配置してもよい。前者の場合、液晶セル６０２の幅方向の大きさに比し、狭ピッチ用コネクタ６０４の幅を小さくすることができ、組立が容易となる。
そして、このように第３基板である狭ピッチ用コネクタ６０４を別に設けることで、液晶セル６０２における端子電極６１０が占有する面積を最小限に抑えることができる。このため、従来と同じ面積の液晶セルであっても当該液晶セルにおける表示部分を大きく確保することができる。また狭ピッチでの接続が可能となるため、接続部の端子数を増やすことができる。従って、配線ピッチ及び画素ピッチを小さくでき、高精細にすることができる。更に液晶セル６０２と、狭ピッチ用コネクタ６０４を熱膨張係数が略等しい部材、もしくは狭ピッチ用コネクタ６０４側を液晶セル６０２よりも熱膨張係数が小さい部材で形成すれば、端子電極６１０とこれに接合される狭ピッチ用コネクタ６０４側の端子電極６１２とを接合する際に、液晶セル６０２と狭ピッチ用コネクタ６０４の熱膨張係数が略等しく、もしくは狭ピッチ用コネクタ６０４側の熱膨張係数が小さくなって、接合の際における互いの端子電極６１０，６１２の相対位置の変動を防止することができる。
なお、液晶セル６０２の端子電極６１０と狭ピッチ用コネクタ６０４の端子電極６１２を接合する際に、導電性部材すなわち導電性粒子を含む異方性導電接着剤や、異方性導電接着剤を薄い膜状に形成した異方性導電膜を介在させる場合は、これら接続される端子電極相互を異方性導電接着剤や異方性導電膜を介して密着させ、異方性導電接着剤や異方性導電膜を介在させない場合は、接続される端子電極相互を溶着もしくは圧接を利用して金属接合させる。
実施形態１０．
図１６は実施形態９に示した液晶装置を利用した電子機器の一例である携帯電話機を示すものである。
液晶装置は図１６に示す携帯電話機８００の表示部８０２に使用される。したがって、液晶駆動用の半導体装置を搭載した狭ピッチ用コネクタの利用により、液晶装置の画素ピッチを小さくして高精細にすることができ、小型でありながらも見やすい表示部８０２を備えた携帯電話機８００を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施形態１に係るピッチ変換装置を示すもので、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す正面図である。
図２は接続対象物と狭ピッチ用コネクタとを接続する手順を示す説明図である。
図３は図２におけるｄ部拡大図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は接続対象物と狭ピッチ用コネクタとの接続工程を示す図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
図５（ａ）〜図５（ｃ）は実施形態１に係る狭ピッチ用コネクタの製造手順を示す工程説明図である。
図６（ａ）〜図６（ｃ）は実施形態１に係る狭ピッチ用コネクタの製造手順を示す工程説明図である。
図７は本発明の実施形態２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およびフレキシブル基板の各端子部分を示す要部拡大図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は本発明の実施形態３に係るマイクロマシンの一例としてのマイクロポンプを示す説明図である。
図９は本発明の実施形態４に係るの他の例としての光変調装置を示す要部の組立分解斜視図である。
図１０本発明の実施形態５に係る圧電アクチュエータを示す説明図である。
図１１は本発明の実施形態６に係る圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドを示す概念図である。
図１２（ａ）及び図１１（ｂ）は本発明の実施形態７に係る静電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドの構造を示す説明図である。
図１３は本発明の実施形態８に係るインクジェットヘッドの実装例を示す説明図である。
図１４は実施形態８に係るインクジェットプリンタを示す説明図である。
図１５は本発明の実施形態９に係る液晶装置を示す説明図である。
図１６は本発明の実施形態１０に係る液晶装置を利用した電子機器の一例である携帯電話機を示す説明図である。
図１７は従来の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１８は従来の接続対象物とコネクタとを接続する手順を示す説明図である。
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は従来の接続対象物とコネクタとの接続工程を示す図１８におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003864702.tif 000017
【図１７】
0003864702.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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