ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО, ГОЛОВКА ДЛЯ ВЫБРОСА ЖИДКОСТИ, КАРТРИДЖ ДЛЯ ВЫБРОСА ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБРОСА ЖИДКОСТИ
SEMICONDUCTOR DEVICE, HEAD FOR FLUID DISCHARGE, CARTRIDGE FOR FLUID DISCHARGE AND DEVICE FOR FLUID DISCHARGE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к полупроводниковому устройству, головке для выброса жидкости, имеющей полупроводниковое устройство, картриджу для выброса жидкости и устройству для выброса жидкости.
Предшествующий уровень техники
Головка для выброса жидкости, которая выбрасывает жидкость из отверстий, используется в качестве печатающей головки для струйного способа. Струйный способ использует, например, чернила в качестве жидкости и управляет выбросом чернил в соответствии с сигналом печати для применения чернил на печатном носителе, таком как бумага. Устройство для выброса жидкости, имеющее головку для выброса жидкости, применяется в качестве, например, струйного печатающего устройства. Струйная печатающая головка, использующая тепловую энергию, выборочно образует пузырек в жидкости, применяя тепловую энергию, выделенную нагревателем, к жидкости, и выбрасывает каплю чернил из отверстия посредством энергии. В последнее время количество отверстий увеличивается для осуществления более высокоскоростной печати. Однако сопротивление от контактной площадки до каждого нагревателя сильно меняется, делая трудным одинаковую подачу питания множеству нагревателей. Для решения этой проблемы в выложенной патентной заявке Японии № 2005-104142 предложена компоновка на фиг.5, в которой токопроводящая дорожка для подачи питания нагревателю разделена на множество токопроводящих дорожек, чтобы снизить изменения сопротивлений токопроводящих дорожек. Фиг.5 изображает четыре нагревателя 101, четыре мощных транзистора 102 и четыре схемы 103 преобразования уровней образуют один сегмент. Ширина дорожки установлена большей для дорожки VH, идущей к сегменту, в положении кроме контактной площадки, снижая изменения сопротивлений дорожек VH, идущих к соответствующим сегментам. Это также применяется к дорожкам GNDH, идущим от контактной площадки к соответствующим сегментам. Это обеспечивает одинаковую подачу питания множеству нагревателей.
Сущность изобретения
В печатающей головке, раскрытой в выложенной патентной заявке Японии № 2005-104142, когда печатающая головка удлинена посредством увеличения количества нагревателей, размещенных на полупроводниковой подложке, количество разделений токопроводящей дорожки, подсоединенной к площадке подачи питания, увеличивается. Ширина дорожек, идущих от контактной площадки к соответствующим сегментам, суммарно увеличивается. Топология разводки требует большой площади, увеличивая размер печатающей головки. Один объект настоящего изобретения предоставляет технологию для устранения увеличения площади разводки при устранении изменений сопротивлений дорожек до соответствующих сегментов.
В одном аспекте настоящего изобретения предложено полупроводниковое устройство, в котором множество сегментов сформировано на полупроводниковой подложке, каждый сегмент включает в себя множество активирующих блоков для выброса жидкости в сопла, каждый активирующий блок включает в себя активирующую схему и элемент, который приводится в действие посредством активирующей схемы, чтобы приложить к жидкости энергию для выброса жидкости в сопло, при этом полупроводниковое устройство включает в себя площадку подачи питания, которая принимает внешнее питание, и множество токопроводящих структур, которые подают питание от площадки подачи питания к соответствующим сегментам, каждая из токопроводящих структур включает в себя первый токопроводящий участок, который подсоединен к площадке подачи питания и проходит в первом направлении, второй прямоугольный токопроводящий участок, который проходит в первом направлении, третий токопроводящий участок, который подсоединен к множеству активирующих блоков, и участок соединения, который соединяет второй токопроводящий участок и третий токопроводящий участок, причем длина второго токопроводящего участка во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, больше, чем длина первого токопроводящего участка во втором направлении, второй токопроводящий участок подсоединен к первому токопроводящему участку в первом углу и участку соединения во втором угу по диагонали к первому углу, и третий токопроводящий участок проходит от участка, подсоединенного к участку соединения, в первом направлении.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующего описания примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает принципиальную примерную компоновку схемы полупроводникового устройства 100 согласно первому варианту осуществления;
Фиг.2А и 2С изображают примерную схему разводки полупроводникового устройства 100 согласно первому варианту осуществления;
Фиг.3А-3С изображают примерную схему разводки полупроводникового устройства в сравнительном примере;
Фиг.4А и 4В изображают схему разводки модификации полупроводникового устройства 100 согласно первому варианту осуществления;
Фиг.5А и 5В изображают схему разводки примерной компоновки, в которой множество полупроводниковых устройств 100 размещено согласно первому варианту осуществления; и
Фиг.6А-6D изображают виды для объяснения другого варианта осуществления.
Описание вариантов осуществления изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения будут сейчас описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Первый вариант осуществления
Компоновка схемы полупроводникового устройства 100 согласно первому варианту осуществления будет представлена со ссылкой на фиг.1. Полупроводниковое устройство 100 может быть использовано для управления струйной печатающей головкой. Полупроводниковая подложка полупроводникового устройства 100 может включать в себя множество нагревателей 101 для приложения тепловой энергии к чернилам, чтобы выбросить чернила, служащие жидкостью, в сопла внутри струйной печатающей головки. Полупроводниковая подложка полупроводникового устройства 100 может дополнительно включать в себя множество мощных транзисторов 102 n-типа в качестве активирующих схем. Каждый мощный транзистор 102 подсоединен к соответствующему нагревателю 101 и подает ток, чтобы приводить в действие нагреватель 101. В полупроводниковом устройстве 100 нагреватель 101 и мощный транзистор 102 находятся во взаимно однозначном соответствии, и их пара образует активирующий блок. Множество смежных активирующих блоков образуют один сегмент. В полупроводниковом устройстве 100 варианта осуществления, например, четыре смежных активирующих блока образуют один сегмент 104.
Каждый сегмент 104 подсоединен к двум площадкам 105а и 105b подачи питания через токопроводящую структуру. Площадки 105а и 105b подачи питания принимают питание извне, например, струйного печатающего устройства. Токопроводящая структура, подсоединенная к площадке 105а подачи питания, названа дорожкой 106 VH, тогда как токопроводящая структура, подсоединенная к другой площадке 105b подачи питания, названа дорожкой 107 GNDH. В первом варианте осуществления площадка 105а подачи питания имеет положительный потенциал, а площадка 105b подачи питания служит заземлением. В другом варианте осуществления площадка 105а подачи питания может служить заземлением, а площадка 105b подачи питания может иметь положительный потенциал. Дорожка 106 VH разветвлена вблизи площадки 105а подачи питания, и соответствующие ветви протянуты к соответствующим сегментам 104. В каждом сегменте 104 дорожка 106 VH дополнительно разветвлена, и соответствующие ветви подсоединены к соответствующим нагревателям 101. Аналогично этому дорожка 107 GNDH разветвлена вблизи площадки 105b подачи питания, и соответствующие ветви протянуты к соответствующим сегментам 104. В каждом сегменте 104 дорожка 107 GNDH дополнительно разветвлена, и соответствующие ветви подсоединены к соответствующим мощным транзисторам 102.
Один конец нагревателя 101 подсоединен к дорожке 106 VH, а другой конец подсоединен к истоку или стоку мощного транзистора 102. Либо исток, либо сток мощного транзистора 102, который не подсоединен к нагревателю 101, подсоединен к дорожке 107 GNDH. Электрод затвора мощного транзистора подсоединен к логической схеме 103. Логическая схема 103 может управлять приведением в действие мощного транзистора 102 в соответствии с внешним сигналом (не показано). Логическая схема 103 может принимать обычную компоновку схемы, так что описание подробной компоновки схемы будет опущено.
Схема разводки полупроводникового устройства 100 в варианте осуществления будет представлена со ссылкой на фиг.2А-2С. Как показано на фиг.2А, в полупроводниковом устройстве 100 слои разводки сформированы, используя технологию многослойной разводки на кремниевой полупроводниковой подложке, на которой элементы сформированы, используя технологию производства полупроводниковых устройств. В варианте осуществления, например, как дорожка 106 VH, так и дорожка 107 GNDH сформированы посредством образования алюминиевого слоя разводки одинаковой толщины, расположенной во втором слое. Дорожка 106 VH сформирована над областью, где сформированы мощные транзисторы 102, тогда как дорожка 107 GNDH сформирована над областью, где сформированы логические схемы 103. Дорожка 106 VH и дорожка 107 GNDH соответственно подсоединены к площадкам 105а и 105b подачи питания, расположенным вне (например, на правой стороне) области, где сформированы мощные транзисторы 102, и области, где сформированы логические схемы 103. В примере, показанном на фиг.2А, полупроводниковое устройство 100 имеет четыре сегмента, выровненных горизонтально. Эти сегменты обозначены 104a, 104b, 104c и 104d последовательно от сегмента, ближайшего к площадкам 105а и 105b подачи питания.
Подробная форма дорожки 106 VH будет объяснена со ссылкой на фиг.2В. Фиг.2В изображает вид, дорожку 106 VH и площадку 105а подачи питания, показанные на фиг.2А. Дорожка 106 VH может включать в себя четыре независимых токопроводящих структуры 106а-106d. Один конец каждой из токопроводящих структур 106а-106d подсоединен к площадке 105а подачи питания, а другой конец подсоединен к одному из соответствующих сегментов 104а-104d. Токопроводящая структура 106а подает питание сегменту 104а, а токопроводящая структура 106b подает питание сегменту 104b. То же самое касается токопроводящих структур 106с и 106d. Несмотря на то, что будет объяснена более подробно форма токопроводящей структуры 106d, токопроводящие структуры 106b и 106с имеют ту же форму. Форма токопроводящей структуры 106а будет описана отдельно. Для удобства описания система 200 координат на плоскости, включающей в себя дорожку 106 VH, задана посредством установки оси x в направлении (первом направлении), в котором выровнены сегменты 104а-104d, и оси y в направлении (втором направлении), перпендикулярном оси x. На фиг.2В направление налево вдоль оси x служит положительным направлением, и направление вверх вдоль оси y служит положительным направлением.
Токопроводящая структура 106d может быть разделена на первый токопроводящий участок 108d, второй токопроводящий участок 109d, участок 110d соединения и третий токопроводящий участок 111d последовательно от участка, ближнего к площадке 105а подачи питания. Это разделение является только пояснительным. Токопроводящая структура 106d не обязательно должна быть сформирована посредством соединения разных металлических пластин, а может быть сформирована посредством формирования единого слоя разводки. Первый токопроводящий участок 108d может быть подсоединен к площадке 105а подачи питания и продолжаться от площадки 105а подачи питания в положительном направлении вдоль оси x. В примере полупроводникового устройства 100 длина первого токопроводящего участка 108d в направлении y является постоянной, независимо от положения x. Второй токопроводящий участок 109d может иметь прямоугольную форму (прямоугольник в примере полупроводникового устройства 100) длиннее в направлении x, чем в направлении y, и продолжаться вдоль оси x. Второй токопроводящий участок 109d может быть подсоединен в своем верхнем правом углу 109d1 (первом углу) на фиг.2В к концу первого токопроводящего участка 108d с левой стороны в направлении x, то есть концу, противоположному тому, который подсоединен к площадке 105а подачи питания. Второй токопроводящий участок 109d подсоединен к участку 110d соединения в своем нижнем левом углу 109d2 (втором углу) на фиг.2В по диагонали к углу 109d1. Верхний правый угол 109d1 на фиг.2В является одним из четырех углов второго прямоугольного токопроводящего участка 109d, который является ближайшим к площадке 105а подачи питания и самым удаленным от третьего токопроводящего участка 111d, а также от нагревателя 101. Нижний левый угол 109d2 на фиг.2В является одним из четырех углов второго прямоугольного токопроводящего участка 109d, который является самым удаленным от площадки 105а подачи питания и ближайшим к третьему токопроводящему участку 111d, а также к нагревателю 101.
Участок 110d соединения может быть прямоугольным. Участок 110d соединения может быть подсоединен ко второму токопроводящему участку 109d с верхней стороны в направлении y, то есть стороны, дальней от нагревателя 101, и подсоединен к третьему токопроводящему участку 111d с нижней стороны в направлении y, то есть стороны, ближней к нагревателю 101. Третий токопроводящий участок 111d может быть подсоединен к участку 110d соединения и продолжаться от подсоединенного участка в отрицательном направлении вдоль оси x, то есть направлении к площадке 105а подачи питания. Как показано на фиг.2А, третий токопроводящий участок 111d может быть подсоединен к каждому нагревателю 101 в сегменте 104d. В токопроводящей структуре 106d длина второго токопроводящего участка 109d в направлении y может быть больше, чем длина первого токопроводящего участка 108d в направлении y. Также в токопроводящей структуре 106d длина 112 второго токопроводящего участка 109d в направлении x может быть равной длине 113 сегмента 104d в направлении x. Кроме этого или вместо этого длина 112 третьего токопроводящего участка 111d в направлении x может быть равной длине 113 сегмента 104d в направлении x. Как показано на фиг.2В, верхняя сторона первого токопроводящего участка 108d и верхняя сторона второго токопроводящего участка 109d могут совпадать друг с другом в положении y. Второй токопроводящий участок 109d и третий токопроводящий участок 111d соединены через участок 110d соединения. Таким образом, зазор 114d, имеющий разрыв со стороны площадки 105а подачи питания, может быть сформирован между вторым токопроводящим участком 109d и третьим токопроводящим участком 111d.
Как показано на фиг.2В, токопроводящая структура 106а включает в себя первый токопроводящий участок 108а, участок 110а соединения и третий токопроводящий участок 111а, но не включает в себя второй токопроводящий участок. Первый токопроводящий участок 108а может быть подсоединен к участку 110а соединения в конце, противоположном тому, который подсоединен к площадке 105а подачи питания. Участок 110а соединения может быть прямоугольным. Участок 110а соединения может быть подсоединен к первому токопроводящему участку 108а со стороны, дальней от нагревателя 101, и подсоединен к третьему токопроводящему участку 111а со стороны, ближней к нагревателю 101. Третий токопроводящий участок 111а может быть подсоединен к участку 110а соединения и продолжаться от подсоединенного участка в отрицательном направлении вдоль оси x, то есть направлении к площадке 105а подачи питания. Как показано на фиг.2А, третий токопроводящий участок 111а может быть подсоединен к каждому нагревателю 101 в сегменте 104а. Первый токопроводящий участок 108а и третий токопроводящий участок 111а соединены через участок 110а соединения. Таким образом, зазор 114а, имеющий разрыв со стороны площадки 105а подачи питания, может быть сформирован между первым токопроводящим участком 108а и третьим токопроводящим участком 111а.
Далее будет объяснено соотношение между токопроводящими структурами 106а-106d. Несмотря на то, что будут сравнены токопроводящие структуры 106с и 106d, установлено следующее соотношение для двух произвольных токопроводящих структур дорожки 106 VH. Токопроводящая структура 106с подает питание сегменту 104с (первому сегменту), а токопроводящая структура 106d подает питание сегменту 104d (второму сегменту) с левой стороны сегмента 104с, то есть в положении, дальнем от площадки 105а подачи питания. В этом случае длина первого токопроводящего участка 108с в направлении x в токопроводящей структуре 106с может быть больше, чем длина первого токопроводящего участка 108d в направлении x в токопроводящей структуре 106d. Чтобы сделать сопротивления токопроводящих структур 106с и 106d равными друг другу или уменьшить разницу между ними, длина первого токопроводящего участка 108d в направлении y в токопроводящей структуре 106d может быть установлена большей, чем длина первого токопроводящего участка 108с в направлении y в токопроводящей структуре 106с. Дополнительно, длина второго токопроводящего участка 109d в направлении y в токопроводящей структуре 106d может быть установлена большей, чем длина второго токопроводящего участка 109с в направлении y в токопроводящей структуре 106с. В примере варианта осуществления второй токопроводящий участок 109d размещен с левой стороны второго токопроводящего участка 109с. Таким образом, длина второго токопроводящего участка 109d в направлении y может быть установлена большей, чем длина второго токопроводящего участка 109с в направлении y, посредством промежутка между вторым токопроводящим участком 109с токопроводящей структуры 106с и первым токопроводящим участком 108d токопроводящей структуры 106d. Посредством размещения второго токопроводящего участка 109d с левой стороны второго токопроводящего участка 109с таким образом, второй токопроводящий участок в положении, более дальнем от площадки 105а подачи питания, может быть выполнен длиннее в направлении y. Во втором токопроводящем участке 109d ток течет от угла 109d1 к углу 109d2, так что сопротивление уменьшается для большей длины второго токопроводящего участка 109d в направлении y. Несмотря на то, что токопроводящая структура 106а не имеет второго токопроводящего участка, вышеприведенное обсуждение применяется в отношении того, что длина второго токопроводящего участка в направлении y будет равна 0.
Все участки 110а-110d соединения могут иметь одинаковую форму, и все третьи токопроводящие участки 111а-111d могут иметь одинаковую форму. Если формы участков 110а-110d соединения и формы третьих токопроводящих участков 111а-111d одинаковые между сегментами 104а-104d, изменения сопротивлений от участков 110а- 110d соединения до нагревателей 101 между сегментами скомпенсированы. Когда третьи токопроводящие участки 111а-111d подсоединены к токопроводящим структурам других слоев разводки, длины третьих токопроводящих участков 111а-111d в направлении y могут быть отрегулированы, чтобы уравнять объединенные сопротивления с подсоединенными токопроводящими структурами на единицу длины в направлении x. Сопротивления токопроводящих структур 106а-106d могут быть равны друг другу. Однако если сопротивление меняется менее чем на 10%, то ухудшения качества изображения не происходит, исходя из осуществления печати струйного печатающего устройства.
Фиг.3А-3С изображают виды, показывающие схему разводки полупроводникового устройства 300 в качестве сравнительного примера для объяснения эффектов первого варианта осуществления. Полупроводниковое устройство 300 имеет схему разводки, ожидаемую при распространении схемы разводки двух сегментов, показанных на фиг.5 опубликованного патента Японии № 2005-104142, на схему разводки четырех сегментов. Те же ссылочные позиции как на фиг.2А-2С обозначают те же части, и их описание не будет повторяться. Полупроводниковое устройство 300 отличается от полупроводникового устройства 100 согласно варианту осуществления по формам дорожки 301 VH и дорожки 302 GNDH. Фиг.3В изображает вид, дорожку 301 VH и площадку 105а подачи питания.
Дорожка 301 VH включает в себя четыре независимых токопроводящих структуры 301а-301d. Один конец каждой из токопроводящих структур 301а-301d подсоединен к площадке 105а подачи питания, а другой конец подсоединен к одному из соответствующих сегментов 104а-104d.
Токопроводящая структура 301d разделена на первый токопроводящий участок 303d, участок 304d соединения и третий токопроводящий участок 305d последовательно от участка, ближнего к площадке 105а подачи питания. Первый токопроводящий участок 303d подсоединен к площадке 105а подачи питания и продолжается от площадки 105а подачи питания в положительном направлении вдоль оси x. Участок 304d соединения имеет прямоугольную форму и подсоединяет левый конец первого токопроводящего участка 303d к верхнему левому углу третьего токопроводящего участка 305d. Третий токопроводящий участок 305d подсоединен к нижней стороне участка 304d соединения на фиг.3В и продолжается от подсоединенного участка в отрицательном направлении вдоль оси x, то есть направлении к площадке 105а подачи питания. Как показано на фиг.3А, третий токопроводящий участок 305d подсоединен к каждому нагревателю 101 в сегменте 104d.
Будет объяснен результат сравнения длин первых токопроводящих участков в направлении y в токопроводящих структурах дорожек VH в полупроводниковом устройстве 100 согласно варианту осуществления и полупроводниковом устройстве 300 в сравнительном примере. В качестве предварительных условий для сравнения расстояние 201 от площадки 105а подачи питания до сегмента 104а, смежного с площадкой 105а подачи питания, составляет 0,5 мм, шаг 202 сегментов составляет 1 мм и минимальное L/S составляет 5 мкм. Сопротивления токопроводящих структур, протянувшихся от площадки 105а подачи питания до участков 110а-110d или 304а-304d соединения, выполнены равными друг другу, а сумма ширин первых токопроводящих участков в направлении y в каждой соответствующей токопроводящей структуре минимизирована. Таблица 1 показывает длины первых токопроводящих участков в направлении y в соответственных токопроводящих структурах дорожки VH при этих предварительных условиях. «Полная ширина разводки» указывает сумму длин первых токопроводящих участков в направлении y в соответствующих токопроводящих структурах. Для полупроводникового устройства 100 еще приведены для справки длины вторых токопроводящих участков 109а-109d в направлении y.
Таблица 1
Полупроводниковое устройство 100 (вариант осуществления)
Полупроводниковое устройство 300 (сравнительный пример)
Первый токопро-водящий участок
Второй токопро-водящий участок
Первый токопро-водящий участок
Токопроводящая структура 106а
5,0
0,0
Токопроводящая структура303а
5,0
Токопроводящая структура 106b
6,3
16,3
Токопроводящая структура303b
8,4
Токопроводящая структура 106c
9,4
30,7
Токопроводящая структура303c
11,7
Токопроводящая структура 106d
12,6
48,3
Токопроводящая структура303d
15,1
Общая ширина разводки
33,3
-
Общая ширина разводки
40,1
единица: мкм
Таблица 1 показывает, что дорожка 106 VH полупроводникового устройства 100 согласно варианту осуществления короче на 17% по полной длине в направлении y, чем дорожка 301 VH полупроводникового устройства 300 в сравнительном примере.
Подробная форма дорожки 107 GNDH будет объяснена со ссылкой на фиг.2С. Фиг.2С изображает вид, дорожку 107 GNDH и площадку 105b подачи питания, показанные на фиг.2А. Дорожка 107 GNDH может включать в себя четыре независимых токопроводящих структуры 107а-107d. Один конец каждой из токопроводящих структур 107а-107d подсоединен к площадке 105b подачи питания, а другой конец подсоединен к одному из соответствующих 104а-104d. Токопроводящая структура 107а подает питание сегменту 104а, а токопроводящая структура 107b подает питание сегменту 104b. То же самое применяется для токопроводящих структур 107с и 107d. Несмотря на то, что будет объяснена более подробно форма токопроводящей структуры 107d, токопроводящая структура 107с также имеет ту же форму. Формы токопроводящих структур 107а и 107b будут описаны отдельно.
Токопроводящая структура 107d может быть разделена на первый токопроводящий участок 121d, второй токопроводящий участок 122d, участок 123d соединения и третий токопроводящий участок 124d последовательно от участка, ближнего к площадке 105b подачи питания. Это разделение является только пояснительным. Токопроводящая структура 107d не обязательно должна быть сформирована посредством соединения разных металлических пластин, а может быть сформирована посредством образования единого слоя разводки. Первый токопроводящий участок 121d может быть подсоединен к площадке 105b подачи питания и продолжаться от площадки 105b подачи питания в положительном направлении вдоль оси x. В примере полупроводникового устройства 100 длина первого токопроводящего участка 121d в направлении y является постоянной, независимо от положения x. Второй токопроводящий участок 122d может иметь прямоугольную форму (прямоугольник в примере полупроводникового устройства 100) длиннее в направлении x, чем в направлении y, и продолжаться вдоль оси x. Второй токопроводящий участок 122d может быть подсоединен в своем верхнем правом углу 122d1 (первом углу) на фиг.2С к концу первого токопроводящего участка 121d с левой стороны в направлении x, то есть концу, противоположному тому, который подсоединен к площадке 105b подачи питания. Второй токопроводящий участок 122d подсоединен к участку 123d соединения в своем нижнем левом углу 122d2 (втором углу) на фиг.2С по диагонали к углу 122d1. Верхний правый угол 122d1 на фиг.2С является одним из четырех углов второго прямоугольного токопроводящего участка 122d, который является ближайшим к площадке 105b подачи питания и самым удаленным от третьего токопроводящего участка 124d, а также от мощного транзистора 102. Нижний левый угол 122d2 на фиг.2С является одним из четырех углов второго прямоугольного токопроводящего участка 122d, который является самым удаленным от площадки 105b подачи питания и ближайшим к третьему токопроводящему участку 124d, а также к мощному транзистору 102.
Участок 123d соединения может быть прямоугольным. Участок 123d соединения может быть подсоединен ко второму токопроводящему участку 122d с верхней стороны в направлении y, то есть стороны, дальней от мощного транзистора 102, и подсоединен к третьему токопроводящему участку 124d с нижней стороны в направлении y, то есть стороны, ближней к мощному транзистору 102. Третий токопроводящий участок 124d может быть подсоединен к участку 123d соединения и продолжаться от подсоединенного участка в положительном направлении вдоль оси x, то есть направлении кроме площадки 105b подачи питания. Как показано на фиг.2А, третий токопроводящий участок 124d может быть подсоединен к каждому мощному транзистору 102 в сегменте 104d. В токопроводящей структуре 107d длина второго токопроводящего участка 122d в направлении y может быть больше, чем длина первого токопроводящего участка 121d в направлении y. Также в токопроводящей структуре 107d длина 125 второго токопроводящего участка 122d в направлении x может быть равной длине 113 сегмента 104d в направлении x. Кроме этого или вместо этого длина третьего токопроводящего участка 124d в направлении x может быть равной длине 113 сегмента 104d в направлении x. Как показано на фиг.2С, верхняя сторона первого токопроводящего участка 121d и верхняя сторона второго токопроводящего участка 122d могут совпадать друг с другом в положении y.
Как показано на фиг.2С, токопроводящая структура 107а включает в себя первый токопроводящий участок 121а и третий токопроводящий участок 124а, но не включает в себя ни участок соединения, ни второй токопроводящий участок. Первый токопроводящий участок 121а может быть подсоединен к третьему токопроводящему участку 124а в конце, противоположном тому, который подсоединен к площадке 105b подачи питания. Третий токопроводящий участок 124а может быть подсоединен к первому токопроводящему участку 121а и продолжаться от подсоединенного участка в положительном направлении вдоль оси x, то есть направлении от площадки 105b подачи питания. Как показано на фиг.2А, третий токопроводящий участок 124а может быть подсоединен к каждому мощному транзистору 102 в сегменте 104а.
Как показано на фиг.2С, токопроводящая структура 107b включает в себя первый токопроводящий участок 121b, участок 123b соединения и третий токопроводящий участок 124b, но не включает в себя второй токопроводящий участок. Первый токопроводящий участок 121b может быть подсоединен к участку 123b соединения в конце, противоположном тому, который подсоединен к площадке 105b подачи питания. Участок 123b соединения может быть прямоугольным. Участок 123b соединения может быть подсоединен к первому токопроводящему участку 121b со стороны, дальней от мощного транзистора 102, и подсоединен к третьему токопроводящему участку 124b со стороны, ближней к мощному транзистору 102. Третий токопроводящий участок 124b может быть подсоединен к участку 123b соединения и продолжаться от подсоединенного участка в положительном направлении вдоль оси x, то есть направлении от площадки 105b подачи питания. Как показано на фиг.2А, третий токопроводящий участок 124b может быть подсоединен к каждому мощному транзистору 102 в сегменте 104b.
Далее будет объяснено соотношение между токопроводящими структурами 107а-107d. Несмотря на то, что будут сравнены токопроводящие структуры 107с и 107d, установлено следующее соотношение для двух произвольных токопроводящих структур дорожки 107 GNDH. Токопроводящая структура 107с подает питание сегменту 104с (первому сегменту), а токопроводящая структура 107d подает питание сегменту 104d (второму сегменту) с левой стороны сегмента 104с, то есть в положении, дальнем от площадки 105b подачи питания. В этом случае длина первого токопроводящего участка 121с в направлении x в токопроводящей структуре 107с может быть больше, чем длина первого токопроводящего участка 121d в направлении x в токопроводящей структуре 107d. Чтобы сделать сопротивления токопроводящих структур 107с и 107d равными друг другу или уменьшить разницу между ними, длина первого токопроводящего участка 121d в направлении y в токопроводящей структуре 107d может быть установлена большей, чем длина первого токопроводящего участка 121с в направлении y в токопроводящей структуре 107с. Кроме этого длина второго токопроводящего участка 122d в направлении y в токопроводящей структуре 107d может быть установлена большей, чем длина второго токопроводящего участка 122с в направлении y в токопроводящей структуре 107с. В примере варианта осуществления второй токопроводящий участок 122d размещен с левой стороны второго токопроводящего участка 122с. Исходя из этого, длина второго токопроводящего участка 122d в направлении y может быть установлена большей, чем длина второго токопроводящего участка 122с в направлении y, посредством промежутка между вторым токопроводящим участком 122с токопроводящей структуры 107с и первым токопроводящим участком 121d токопроводящей структуры 107d. Посредством размещения второго токопроводящего участка 122d с левой стороны второго токопроводящего участка 122с  второй токопроводящий участок в положении, более дальнем от площадки 105b подачи питания, может быть выполнен длиннее в направлении y. Во втором токопроводящем участке 122d ток течет от угла 122d1 к углу 122d2, и таким образом сопротивление уменьшается для большей длины второго токопроводящего участка 122d в направлении y. Несмотря на то, что токопроводящая структура 107b не имеет второго токопроводящего участка, вышеприведенное обсуждение применяется в отношении того, что длина второго токопроводящего участка в направлении y будет равна 0.
Все участки 123b-123d соединения могут иметь одинаковую форму, и все третьи токопроводящие участки 124а-124d могут иметь одинаковую форму. Если формы участков 123b-123d соединения и формы третьих токопроводящих участков 124b-124d одинаковые между сегментами 104b-104d, то изменения сопротивлений от участков 123b-123d соединения до мощных транзисторов 102 между сегментами скомпенсированы. Что касается токопроводящей структуры 107а, разница в сопротивлении относительно остальных токопроводящих структур 107b-107d, которая возникает из-за отсутствия участка соединения, может быть отрегулирована длиной первого токопроводящего участка 121а в направлении x. Когда третьи токопроводящие участки 124а-124d подсоединены к токопроводящим структурам других слоев разводки, длины третьих токопроводящих участков 124а-124d в направлении y могут быть отрегулированы, чтобы уравнять объединенные сопротивления с подсоединенными токопроводящими структурами на единицу длины в направлении x. Сопротивления токопроводящих структур 107а-107d могут быть равны друг другу. Однако если сопротивление меняется менее чем на 10%, то ухудшения качества изображения не происходит исходя из осуществления печати струйного печатающего устройства.
Фиг.3С изображает вид, дорожку 302 GNDH и площадку 105b подачи питания. Дорожка 302 GNDH включает в себя четыре независимых токопроводящих структуры 303а-302d. Один конец каждой из токопроводящих структур 303а-302d подсоединен к площадке 105b подачи питания, а другой конец подсоединен к одному из соответствующих сегментов 104а-104d.
Токопроводящая структура 302d разделена на первый токопроводящий участок 321d и третий токопроводящий участок 322d последовательно от участка, ближнего к площадке 105b подачи питания. Первый токопроводящий участок 321d подсоединен к площадке 105b подачи питания и продолжается от площадки 105b подачи питания в положительном направлении вдоль оси x. Третий токопроводящий участок 322d подсоединен к первому токопроводящему участку 321d и продолжается от подсоединенного участка в положительном направлении вдоль оси x, то есть направлении кроме площадки 105b подачи питания. Как показано на фиг.3А, третий токопроводящий участок 322d подсоединен к каждому мощному транзистору 102 в сегменте 104d.
Будет объяснен результат сравнения длин первых токопроводящих участков в направлении y в токопроводящих структурах дорожек GNDH в полупроводниковом устройстве 100 согласно варианту осуществления и полупроводниковом устройстве 300 в сравнительном примере. Предварительные условия для сравнения являются такими же, как предварительные условия для сравнения относительно дорожки VH, и их описание не будет повторено. Таблица 2 показывает длины первых токопроводящих участков в направлении y в соответствующих токопроводящих структурах дорожки GNDH при этих предварительных условиях. «Полная ширина разводки» указывает сумму длин первых токопроводящих участков в направлении y в соответствующих токопроводящих структурах. Для полупроводникового устройства 100 еще приведены для справки длины вторых токопроводящих участков 122а-122d в направлении y.
Таблица 2
Полупроводниковое устройство 100 (вариант осуществления)
Полупроводниковое устройство 300 (сравнительный пример)
Первый токопро-водящий участок
Второй токопро-водящий участок
Первый токопро-водящий участок
Токопроводящая структура 107а
5,0
0,0
Токопроводящая структура 321а
5,0
Токопроводящая структура 107b
15,1
0,0
Токопроводящая структура 321b
15,1
Токопроводящая структура 107c
19,5
44,5
Токопроводящая структура 321c
25,1
Токопроводящая структура 107d
28,8
78,4
Токопроводящая структура 321d
35,2
Общая ширина разводки
68,4
-
Общая ширина разводки
80,3
единица: мкм
Таблица 2 показывает, что дорожка 107 GNDH полупроводникового устройства 100 согласно варианту осуществления короче на 15% по полной длине в направлении y, чем дорожка 302 GNDH полупроводникового устройства 300 в сравнительном примере.
Как показано на фиг.2А, в полупроводниковом устройстве 100 дорожка 106 VH подсоединена с левой стороны сегмента в направлении x, а дорожка 107 GNDH подсоединена с его правой стороны в направлении x, чтобы уменьшить разницу между сопротивлениями дорожек на нагревателях в сегменте. Однако компоновка может быть перевернута в другом варианте осуществления. Более конкретно, дорожка 106 VH может иметь форму дорожки 107 GNDH, а дорожка 107 GNDH может иметь форму дорожки 106 VH.
Как описано выше, размещение вторых токопроводящих участков в дорожке 106 VH и дорожке 107 GNDH может устранить изменения сопротивлений дорожек до соответственных сегментов и уменьшить полную длину токопроводящей структуры в направлении y.
Так можно реализовать компактное полупроводниковое устройство 100, увеличить количество интегральных схем, образуемых из одной полупроводниковой пластины, и, таким образом, уменьшить производственные затраты на интегральную схему.
В вышеописанном варианте осуществления вторые токопроводящие участки размещены как в дорожке 106 VH, так и в дорожке 107 GNDH. Даже когда второй токопроводящий участок размещен в одной дорожке, может быть реализовано полупроводниковое устройство, меньшее по размерам, чем обычное полупроводниковое устройство 300. Токопроводящие участки и участок соединения не обязательно должны быть прямоугольниками, а могут иметь закругления или быть закруглены. Например, токопроводящие участки могут иметь ступенчатые формы, подобно дорожке 401 VH и в дорожке 402 GNDH, показанных на фиг.4А. Несмотря на то, что не показано, токопроводящие участки могут быть параллелограммами или тому подобным или сочетанием множества форм. Также первый токопроводящий участок может быть изогнут в области 405 вблизи площадок 105а и 105b подачи питания, подобно дорожке 403 VH и дорожке 404 GNDH, показанным на фиг.4В.
В полупроводниковом устройстве 100 количество сегментов четыре, количество нагревателей 101 в одном сегменте четыре. Однако увеличение количества сегментов для увеличения общего количества нагревателей ведет к более высокой скорости печати и более высокой четкости печати. Когда количество сегментов возрастает, количество дорожек VH и дорожек GNDH также возрастает, что увеличивает площадь разводки, которая дополнительно улучшает эффекты варианта осуществления. С другой стороны, два полупроводниковых устройства 100 могут быть размещены вместе в направлении x, подобно полупроводниковому устройству 500, показанному на фиг.5А. В этом случае полупроводниковые устройства 501 и 502 симметричны относительно оси y. Дополнительно, два полупроводниковых устройства 500 могут быть размещены в направлении y, подобно полупроводниковому устройству 510, показанному на фиг.5В. В этом случае полупроводниковые устройства 511 и 512 симметричны относительно оси x.
Другие варианты осуществления
В другом варианте осуществления головка для выброса жидкости, картридж для выброса жидкости и устройство для выброса жидкости, использующие полупроводниковое устройство 100, описанное в первом варианте осуществления, будут описаны со ссылкой на фиг.6А-6D. Фиг.6А показывает в качестве примера головки для выброса жидкости подложку печатающей головки 600, имеющую полупроводниковое устройство 100, описанное в первом варианте осуществления, в качестве основания 601. Фиг.6А показывает нагреватель 101 в первом варианте осуществления в качестве теплообразующего блока 602. Для удобства описания часть верхней пластины 603 обрезана. Как показано на фиг.6А, элементы 606 стенок жидкостного канала для формирования жидкостных каналов 605, сообщающихся с множеством отверстий 604, и верхняя пластина 603, имеющая канал 607 подачи чернил, объединены с основанием 601, образующим печатающую головку 600. В этом случае чернила, введенные через канал 607 подачи чернил, хранятся во внутренней общей чернильной камере 608 и затем подаются к каждому жидкостному каналу 605. В этом состоянии основание 601 приводится в действие для выброса чернил из отверстия 604.
Фиг.6В изображает вид для объяснения всей компоновки струйного картриджа 610 в качестве примера картриджа для выброса жидкости. Картридж 610 включает в себя печатающую головку 600, имеющую множество отверстий 604, и емкость 611 для чернил, которая хранит чернила, которые будут поданы в печатающую головку 600. Емкость 611 для чернил, служащая в качестве емкости для жидкости, съемная с печатающей головки 600 на границе K. Картридж 610 имеет электрический контакт (не показано) для приема приводящего сигнала со стороны каретки, когда он установлен в печатающее устройство, показанное на фиг.6С. В соответствии с приводящим сигналом приводится в действие тепловыделяющий блок 602. Емкость 611 для чернил содержит в себе волокнистый или пористый поглотитель чернил для удержания чернил. Поглотитель чернил удерживает чернила.
Фиг.6С изображает общий вид, показывающий внешний вид струйного печатающего устройства 700 в качестве примера устройства для выброса жидкости. Струйное печатающее устройство 700 включает в себя картридж 610 и может осуществлять высокоскоростную печать и высококачественную печать посредством управления сигналом, поданным на картридж 610. В струйном печатающем устройстве 700 картридж устанавливают на каретку 720, которая сцеплена с винтовым пазом 721 ходового винта 704, который вращается при помощи передаточных механизмов 702 и 703 движущей силы в синхронизацию с вращением по часовой стрелке/против часовой стрелки приводного двигателя 701. Посредством движущей силы приводного двигателя 701 картридж 610 может совершать возвратно-поступательные движения в направлениях, указанных стрелками a и b вдоль направляющей 719 вместе с кареткой 720. Пластина 705 прижима бумаги для печатной бумаги P, транспортированной на валик 706 механизмом подачи печатного носителя (не показано), прижимает печатную бумагу P к валику 706 в направлении движения каретки. Оптопары 707 и 708 подтверждают наличие рычажка 709, прикрепленного к каретке 720 в области, где размещены оптопары 707 и 708, и выявляет исходное положение, чтобы осуществить переключение направления вращения приводного двигателя 701 и тому подобное. Опорный элемент 710 поддерживает покрывающий элемент 711 для покрытия всей поверхности картриджа 610. Участок 712 всасывания всасывает внутреннее содержимое покрывающего элемента 711, чтобы выполнить восстановление картриджа 610 всасыванием через отверстие насадки. Подвижный элемент 715 позволяет перемещение чистящего лезвия 714 назад и вперед. Опорная пластина 716 основного корпуса поддерживает чистящее лезвие 714 и подвижный элемент 715. Чистящее лезвие 714 не ограничено формой, показанной на фиг.6С, и хорошо известное чистящее лезвие применимо как раз для варианта осуществления. Рычажок 717 размещен для запуска всасывания восстановления всасыванием. Рычажок 717 перемещается вдоль при перемещении кулачка 718, сцепленного с кареткой 720, и его перемещением управляют известным способом передачи, таким как переключение муфты в соответствии с движущей силой от приводного двигателя 701. Основной корпус устройства включает в себя блок управления печатью (не показано), который подает сигнал теплообразующему блоку 602 картриджа 610 и управляет приведением в действие каждого механизма, такого как приводной двигатель 701.
Компоновка схемы управления для выполнения управления печатью струйного печатающего устройства 700 будет объяснена со ссылкой на блок-схему, показанную на фиг.6D. Схема управления включает в себя интерфейс 800, который принимает сигнал печати, МП (микропроцессор) 801 и ПЗУ 802 программы, которое хранит программу управления, которую будет выполнять МП 801. Схема управления также включает в себя динамическое ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) 803 для сохранения различных данных (например, сигнала печати и данных печати, которые будут поданы на головку) и логическую матрицу 804, которая управляет подачей данных печати на печатающую головку 808. Логическая матрица 804 также управляет передачей данных между интерфейсом 800, МП 801 и ОЗУ 803. Дополнительно, схема управления включает в себя двигатель 810 каретки для транспортировки печатающей головки 808 и двигатель 809 транспортировки для транспортировки печатной бумаги. Кроме этого, схема управления включает в себя схему 805 для управления головкой и схемы 806 и 807 для управления двигателем для приведения в действие двигателя 809 транспортировки и двигателя 810 каретки соответственно. Действие компоновки управления будет объяснено. Когда сигнал печати вводят в интерфейс 800, его преобразуют в данные печати для печати между логической матрицей 804 и МП 801. Затем приводят в действие схемы 806 и 807 для управления двигателем. В то же время печатающую головку приводят в действие в соответствии с данными печати, отправленными в схему 805 для управления головкой, посредством этого осуществляют печать.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объему нижеследующей формулы изобретения должно быть предоставлено широкое толкование, так чтобы охватить все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.