專利名稱：半導(dǎo)體元件襯底、噴墨頭及其相關(guān)連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件芯片、采用該半導(dǎo)體元件芯片
的噴墨頭以及用于將懸空引線(flying lead)接合至該半導(dǎo)體元 件芯片的電極的方法。
背景技術(shù)：
在使用半導(dǎo)體的設(shè)備的領(lǐng)域中，為實(shí)現(xiàn)更高水平集成，已 知有使用TAB(帶式自動(dòng)接合)和FPC(柔性印刷電路)等柔性布 線片(flexible wiring sheet)的^殳備。
圖8是半導(dǎo)體元件芯片和柔性布線片之間的電連接部的示 意圖。圖8(a)是電連接部的平面圖，并且圖8(b)是電連接部的沿 圖8(a)中的線E-E的截面圖。
參照?qǐng)D8中的(a)和(b),附圖標(biāo)記101表示由硅(Si)等制成的 半導(dǎo)體元件芯片，并且附圖標(biāo)記102表示具有懸空引線105的柔 性布線片。懸空引線105是一種電極，并且是柔性布線片102的 圖案化電布線的一個(gè)組成部分。柔性布線片102具有用于容納半 導(dǎo)體元件芯片101的矩形器件孔103。將半導(dǎo)體元件芯片IOI放置 在矩形器件孔103中，并且穩(wěn)固地安裝在支持構(gòu)件109上。柔性 布線片102的覆蓋物是由聚酰亞胺等介電樹(shù)脂形成的平板狀基 膜104。通過(guò)將由銅等導(dǎo)電金屬物質(zhì)制成的金屬箔接合在平板狀 基膜104的下表面(圖8(b))上，并且利用光刻將金屬箔蝕刻成所 希望的圖案，來(lái)形成懸空引線105。在蝕刻處理之后，利用金、 錫、焊料來(lái)鍍懸空引線105的下表面。另外，利用抗蝕劑層108 等覆蓋柔性布線片102的下表面中將不暴露的金屬區(qū)域。在上述 處理期間，還形成了柔性布線片102的內(nèi)部布線(未示出)、外部引線(未示出)等。柔性布線片102的外部引線是用于將柔性布線 片102電連接至設(shè)備的主組件的電極板(electrode pad)。
另外，以使懸空引線105從柔性布線片102延伸至矩形器件 孔103的內(nèi)部的方式來(lái)形成懸空引線105。半導(dǎo)體元件芯片101 配置有位于半導(dǎo)體元件芯片IOI的襯底的上表面上的多個(gè)電極 板106。電招j反106由鋁等制成。利用在懸空引線105的端部和電 極板106之間所提供的釘頭凸點(diǎn)(stud bump) 107,每個(gè)電極板106 具有與從柔性布線片10 2延伸至器件孔10 3內(nèi)部的相對(duì)應(yīng)的懸空 引線105的端部的電連接。
更具體地，電招j反106配置有4丁頭凸點(diǎn)107,其中4丁頭凸點(diǎn)
出物。對(duì)于在懸空引線105和相對(duì)應(yīng)的電極板106之間建立電連 接的方法，首先，將懸空引線105的端部;故置在電極板106的釘 頭凸點(diǎn)107上，然后，使用接合工具(未示出)將端部按壓在釘頭 凸點(diǎn)107上，從而將懸空引線105接合至釘頭凸點(diǎn)107以建立懸空 引線105和電才及^反106之間的電連接。
在上述接合處理期間，為了確保在半導(dǎo)體元件芯片IOI和柔 性布線片102之間進(jìn)行令人滿意的電連接，通過(guò)吸引等將牢固地 固定有半導(dǎo)體元件芯片IOI和柔性布線片102的支持部109牢固 地保持到接合臺(tái)。另外，為了將懸空引線105高效率地接合至釘 頭凸點(diǎn)107，對(duì)涉及接合處理的整個(gè)工件保持加熱。
對(duì)于用于加熱上述涉及接合處理的工件的方法，實(shí)踐上通 常使用通過(guò)使工件與加熱塊相接觸而引起的熱傳導(dǎo)來(lái)加熱工 件。然而，該方法的問(wèn)題在于如果工件不能被放置成與加熱 塊完全地接觸，或者在類似的情況下，則熱不能高效率地從加 熱塊傳導(dǎo)至工件。關(guān)于該問(wèn)題的解決方法，例如，可以采用日 本特開(kāi)昭64-18735中所公開(kāi)的加熱方法。才艮據(jù)該申請(qǐng)，用于將采用半導(dǎo)體元件的設(shè)備組合在 一起的設(shè)備配置有加熱光源和聚 光部(聚焦部)，并且在輻射加熱半導(dǎo)體元件芯片101和懸空引線
105的同時(shí)執(zhí)行上述在懸空引線105和電極板106之間進(jìn)行令人 滿意的電連接的處理。
順便提及，諸如上述的接合處理通常稱為ILB(Inner Lead Bonding,內(nèi)部引線接合)。
ILB處理可以大致分為兩組。這兩組中的一組稱作群接合， 并且另一組稱作單點(diǎn)接合。在群接合的情況下，通過(guò)使用接合 工具將柔性布線片的所有懸空引線，或者在柔性布線片的任何 一邊延伸出的所有懸空引線，和相對(duì)應(yīng)的釘頭凸點(diǎn)同時(shí)——連 接。在單點(diǎn)接合的情況下，將柔性布線片的懸空引線和相對(duì)應(yīng) 的釘頭凸點(diǎn)選才奪性地、分別地和順序地——連接。
不論是使用群接合方法還是使用單點(diǎn)接合方法，都在連接 時(shí)對(duì)要連接的部分保持高溫加熱。更具體地，在通過(guò)群接合方 法將懸空引線接合至相對(duì)應(yīng)的釘頭凸點(diǎn)的情況下，需要將接合 工具加熱到大約500。C,而在使用單點(diǎn)接合方法的情況下，必 須將工件加熱到大約200。C。在任何一種情況下，將熱的接合 工具或工件按壓在放置在電極板上的懸空引線之上，以在引線 和板的界面處使它們相互焊接。
一般來(lái)說(shuō)，與半導(dǎo)體元件芯片101的襯底(由Si(硅)等形成) 的線性膨脹系數(shù)相比，基膜10 4 (主要由有機(jī)介電樹(shù)脂形成)的線 性膨脹系數(shù)和懸空引線10 5 (由C u (銅)形成)的線性膨脹系數(shù)相 當(dāng)大。因此，即使半導(dǎo)體元件芯片101上的給定電極(電極板106) 與相對(duì)應(yīng)的懸空引線105在加熱前完全對(duì)準(zhǔn)(完全接觸)，隨著柔 性布線片102的熱膨脹進(jìn)程，它們有時(shí)也變得不相互重合。
日本特開(kāi)2003-7765中公開(kāi)了上述問(wèn)題的 一個(gè)解決方法。根 據(jù)該申請(qǐng)，考慮到基膜10 4的熱膨脹的量來(lái)設(shè)置懸空引線間距。該申請(qǐng)中還公開(kāi)了形成比懸空引線相對(duì)于釘頭凸點(diǎn)的偏移量更 寬的懸空引線以補(bǔ)償該偏移量。
近年來(lái)，在柔性布線片上接合點(diǎn)的數(shù)量穩(wěn)定地增加的同時(shí)， 對(duì)減小柔性布線片的大小的需求增加。然而，在一定程度上， 半導(dǎo)體元件芯片的大小由半導(dǎo)體元件芯片的成本決定。因此， 要求減小電觸頭間距。為了減小電觸頭間距，不得不減小電極 板間距的大小，這又要求減小釘頭凸點(diǎn)的大小。為了減小釘頭 凸點(diǎn)的大小，不得不減小懸空引線的寬度。懸空引線的寬度的
減小減少了懸空引線和電極展寬(electrode stretch)之間的接觸面積。
在通過(guò)使用ILB處理將一組間距相當(dāng)小的懸空引線接合至 相對(duì)應(yīng)的 一組間距也相當(dāng)小的電極板的情況下，由于來(lái)自ILB 處理的熱而膨脹的懸空引線有時(shí)與位于該懸空引線要接合至的 電極才反附近的電才及板相4妻觸。
另外，柔性布線片和半導(dǎo)體元件芯片兩者在不可移動(dòng)地保 持到支持構(gòu)件時(shí)被加熱。因此，在保持熱膨脹時(shí)將柔性布線片 的懸空引線接合至半導(dǎo)體元件芯片的電極板。在接合處理完成 之后，允許柔性布線片和半導(dǎo)體元件芯片冷卻到常溫。另外， 在每個(gè)懸空引線和相對(duì)應(yīng)的電極板之間存在4丁頭凸點(diǎn)，并且該 釘頭凸點(diǎn)在接合處理期間也被加熱。因此，隨著4丁頭凸點(diǎn)和電 極板之間的接合區(qū)域的冷卻，在接合區(qū)域中出現(xiàn)由于半導(dǎo)體元 件芯片和柔性布線片之間線性膨脹系數(shù)的差別而導(dǎo)致的應(yīng)力。 該應(yīng)力集中到電招j反和相對(duì)應(yīng)的4丁頭凸點(diǎn)之間的界面以及4丁頭 凸點(diǎn)和相對(duì)應(yīng)的懸空引線之間的界面上，這有時(shí)引起電極板從 釘頭凸點(diǎn)分離并且/或者懸空引線從釘頭凸點(diǎn)分離(破壞點(diǎn)連 接)。
隨著上述電連接點(diǎn)的間距的減小，可能減小懸空引線的寬度。因此，不得不由更窄的懸空引線來(lái)吸收在上述冷卻期間出 現(xiàn)的應(yīng)力。換言之，不得不由更小的接觸區(qū)域來(lái)吸收應(yīng)力，這 樣，接合強(qiáng)度更低。因此，懸空引線和電極板可能容易地相互 分離。
另外，近年來(lái)，噴墨打印機(jī)在圖像質(zhì)量和速度上已經(jīng)改善。 換言之，這些噴墨打印機(jī)的噴出墨滴的孔的數(shù)量和孔的密度已 經(jīng)增加。換言之，除了噴墨孔的數(shù)量，這些噴墨打印機(jī)的用于 噴出墨滴的記錄元件的數(shù)量、用于驅(qū)動(dòng)記錄元件的元件的數(shù)量 等也已經(jīng)增加，這又使得半導(dǎo)體元件芯片上的線和電觸頭的數(shù) 量增加。
然而，在釆用半導(dǎo)體元件芯片的設(shè)備，更具體地，要求以 高精確度來(lái)噴出墨滴的噴墨打印機(jī)的情況下，不得不預(yù)先將半 導(dǎo)體元件芯片和柔性布線片不可移動(dòng)地安裝在支持部上。因此， 出現(xiàn)類似于上述的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題做出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的主要目的 是提供一種半導(dǎo)體元件芯片和采用這樣的半導(dǎo)體元件芯片的噴 墨頭，該半導(dǎo)體元件芯片可以防止柔性布線片的懸空引線和半
接合是由于懸空引線和電極板之間的線性膨脹系數(shù)的差別而導(dǎo) 致的。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種用于接合半導(dǎo)體元件芯片 的電極和柔性布線片的懸空引線的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了 一種半導(dǎo)體元件襯底，包
括電極板；半導(dǎo)體元件；以及連接加熱器，用于加熱所述電 極板，其中，所述連接加熱器布置在能夠?qū)⑺鲭姌O板加熱到
8能夠進(jìn)行電連接的水平的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種噴墨頭，包括如
上所述的半導(dǎo)體元件襯底；噴出能量生成元件，其配置在所述 半導(dǎo)體元件上，用于生成用于噴出記錄液體的能量；以及電布 線構(gòu)件，其配置有用于與所述電極板電連接的電觸頭，用于向 所述噴出能量生成元件施加電脈沖。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于半導(dǎo)體元件襯底 的電連接方法，所述半導(dǎo)體元件襯底上配置有電極板、所述電 極板上的4丁頭凸點(diǎn)以及半導(dǎo)體元件，所述電連4妻方法包括如下 步驟將懸空引線配置在所述釘頭凸點(diǎn)上方而不與所述釘頭凸 點(diǎn)接觸；將用于加熱所述電極板的連接加熱器配置在能夠?qū)⑺?述電極板加熱到能夠進(jìn)行電連接的水平的范圍內(nèi)；向所述連接 加熱器供電；以及向所述電極板按壓所述懸空引線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于將第一構(gòu)件的第 一電極和第二構(gòu)件的第二電極相互連接的連接方法，所述連接 方法包括如下步驟為所述第一構(gòu)件配置用于加熱所述第一電 極的加熱部件；利用所述加熱部件將所述第一電^l加熱到預(yù)定 溫度；以及將所述第 一 電極和所述第二電極相互連接。
本發(fā)明使得可以提供可以防止其電極板與相對(duì)應(yīng)的柔性 布線片的內(nèi)部引線之間的非理想接合的半導(dǎo)體元件芯片，該非 理想接合是由于半導(dǎo)體元件芯片的襯底和柔性布線片(內(nèi)部引 線)之間的線性膨脹系數(shù)的差別而導(dǎo)致的；采用這樣的半導(dǎo)體芯 片的噴墨頭；以及用于使這樣的半導(dǎo)體元件芯片的電極與柔性 布線片的內(nèi)部引線相接合的方法。
本發(fā)明涉及的電連接部是半導(dǎo)體元件芯片的電極板與相對(duì) 應(yīng)的柔性布線片的懸空引線之間的導(dǎo)電連接部，或者是使得可 以形成電連接部的結(jié)構(gòu)布置。在電極板的材料和懸空引線的材料是電極板和懸空引線能夠直接相互接合的材料的情況下，無(wú) 需在電極板和懸空引線之間放置另 一片材料。即，在電極板和 懸空引線之間放置另 一 片其它材料不是本發(fā)明的主要意圖。然 而，當(dāng)優(yōu)選地在電極板和懸空引線之間放置能夠使得電極板和 懸空引線更容易地相互接合的另 一片材料時(shí)，可以將例如釘頭 凸點(diǎn)這樣的材料放置在電極板和懸空引線之間。
考慮到如下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā) 明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。


圖l是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的半導(dǎo)體元件芯片的電極板 和柔性布線片的內(nèi)部引線(懸空引線)之間的電連接部的示意圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的半導(dǎo)體元件芯片的電極板 和柔性布線片的內(nèi)部引線(懸空引線)之間的電連接部以及ILB 設(shè)備200的一部分的示意圖。
圖3是噴墨頭的示意性截面圖。
圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。 圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。 圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。 圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。 圖8是采用半導(dǎo)體元件芯片的傳統(tǒng)設(shè)備中的電極板和懸空 引線(內(nèi)部引線)之間的電連接部的示意圖。
具體實(shí)施例方式
將參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō)明的本發(fā)明是一種用于接 合第一電極和第二電極的方法，其中，第一電極是例如半導(dǎo)體元件芯片等第一構(gòu)件所具有的電極，第二電極是例如布線片等 第二構(gòu)件所具有的懸空引線。更具體地，第一構(gòu)件配置有專用 于加熱第 一 構(gòu)件的電的加熱部件，并且在^f吏第 一 構(gòu)件的電^f及 與第二構(gòu)件的電極相接合以在兩個(gè)電極之間建立電連接時(shí)，使 用該加熱部件將第 一 構(gòu)件的電極加熱至)J預(yù)設(shè)的溫度水平。換言 之，在將第一構(gòu)件的電極加熱到可以令人滿意地接合兩個(gè)電極 的溫度水平之后，使第 一 構(gòu)件的電極與第二構(gòu)件的電極相接合。 實(shí)施例1
圖l是本發(fā)明的第 一優(yōu)選實(shí)施例中的半導(dǎo)體元件芯片的電 極板組和相對(duì)應(yīng)的柔性布線片的內(nèi)部引線(懸空引線)組之間的
電連接部的示意圖。圖l(a)是電連接部的平面圖，并且圖l(b) 是在圖l(a)中線A-A處的電連接部的截面圖。
參照?qǐng)D1中的(a)和(b)，附圖標(biāo)記110表示專用于在使電極板 106與相對(duì)應(yīng)的懸空引線105相接合時(shí)加熱電極板106的加熱器。 使用膜形成技術(shù)在半導(dǎo)體元件芯片101的襯底上形成加熱器 110,以^使加熱器110恰好位于或大致位于電扨^反106的下方，其 中在電極^反106和加熱器110之間布置介電層112。加熱器110處 在這樣的區(qū)域內(nèi)在該區(qū)域中，加熱器110可以將電極板106加 熱到可以令人滿意地與懸空引線105相接合的溫度水平，而不會(huì) 不利地影響半導(dǎo)體元件芯片IOI的功能。介電層112由用于形成 半導(dǎo)體膜的SiN等形成。通過(guò)介電層112使加熱器1 IO和要加熱以 進(jìn)行接合的電極板106相互電絕緣。加熱器110包括發(fā)熱電阻層， 其中發(fā)熱電阻層由當(dāng)有電流通過(guò)其中時(shí)產(chǎn)生熱的TaSiN等形 成，而且在發(fā)熱層上形成由A1等形成的電極層(電布線)，以使 得以預(yù)定量的間隔在發(fā)熱層上配置多對(duì)電極。當(dāng)電流流過(guò)每對(duì) 電才及l(fā)ll時(shí)，發(fā)熱電阻層在每對(duì)電才及l(fā)ll之間的部分生成熱。加 熱器110僅是用于加熱電極板106的加熱器的一個(gè)例子，并非意圖限制本發(fā)明的范圍。即，只要發(fā)熱效率高，可以使用任何金 屬物質(zhì)作為用于加熱器110的材料。
圖2是半導(dǎo)體元件芯片101的電極板106組和柔性布線片102 的懸空引線105(內(nèi)部引線)組之間的電連接部以及ILB設(shè)備200 的一部分的示意圖。圖2(a)是電連接部和ILB設(shè)備200的一部分 的平面圖，并且圖2(b)是在圖2(a)中線B-B處的電連接部和ILB 設(shè)備200的一部分的截面圖。
參照?qǐng)D2中的(a)和(b), ILB設(shè)備配置有接觸電極201,接觸 電極201可以布置成與半導(dǎo)體元件芯片101的加熱器電極11 l接 觸以向加熱器110供電。^接觸電才及201配置有電源202，電源202 向接觸電極201提供用于使加熱器110生成熱的電力。
下面是用于使電極板加熱器110生成熱的過(guò)程
以使各懸空引線105位于相對(duì)應(yīng)的電極才反106的4丁頭凸點(diǎn) 107之上的方式來(lái)布置半導(dǎo)體元件芯片IOI和柔性布線片102的 位置。懸空引線105是電布線構(gòu)件的這樣一部分該部分用于將 外部電信號(hào)、用于驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體元件芯片IOI的電力等提供給半導(dǎo) 體元件芯片101的電極板106。懸空引線105以作為電引線從柔性 布線片102延伸的方式附接到柔性布線片102。
在該過(guò)程的這一階段，懸空引線105和相對(duì)應(yīng)的釘頭凸點(diǎn) 107還沒(méi)有纟皮布置成相互接觸。即4吏它們相互4妻觸，也希望該接 觸是兩者之間沒(méi)有熱傳導(dǎo)的接觸。即，希望兩者之間沒(méi)有實(shí)際 上的接觸。換言之，不對(duì)懸空引線105加熱，直到緊接在對(duì)兩者 加熱以進(jìn)行接合之前，由此防止懸空引線105由于其熱膨脹而發(fā) 生變形(尤其是長(zhǎng)度方向上的變形)的問(wèn)題。
接著，從電源202向電極板加熱器110供電。然后，在電極 板加熱器110達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度水平(高到足夠能提供用于使電極 板106和懸空引線105相互接合的熱能)之后，在向電極板加熱器
12IIO供電的同時(shí)開(kāi)始將懸空引線105接合到電極板106,以使得電 極板106和懸空引線105之間的電連接部的溫度保持在預(yù)設(shè)水 平。然后，在懸空引線105和電極板106之間在電極板106上存在 釘頭凸點(diǎn)107的情況下，使用器具向電極板106按壓懸空引線 105。在該步驟期間，與任何傳統(tǒng)ILB的情況不同，不用高溫加 熱的接合工具或工件來(lái)按壓懸空引線105。替代地，從位于電極 板106下方的電極板加熱器110提供ILB所必需的熱能。在通過(guò) 上述步驟完成釘頭凸點(diǎn)107和懸空引線105的相互接合之后，終 止施加來(lái)自電源202的電壓。然后，將ILB設(shè)備200的接觸電極 201從電極板加熱器110的電極lll斷開(kāi)，并且將ILB設(shè)備200從半 導(dǎo)體元件芯片101移開(kāi)。可以根據(jù)需要，通過(guò)電壓值和/或電流 值來(lái)控制在IL B步驟期間提供給接合加熱器110的電極111的電 力，以提供用于適當(dāng)?shù)腎LB所必需的量的熱能。
如上所述，在將懸空引線105接合至電極才反106之前通過(guò)接 合加熱器110加熱電極板106。因此，懸空引線105不會(huì)承受過(guò)量 的熱。因此，可以在懸空引線105實(shí)際上沒(méi)有由于熱膨脹而導(dǎo)致 變形的同時(shí)將懸空引線105接合至電極板106。因此，可以防止 將懸空引線105非理想地接合至電極板106。另外，在實(shí)際上沒(méi) 有懸空引線105的位置偏移的同時(shí)接合懸空引線105。因此，即 使隨著懸空引線105和電極板106之間的電連接部冷卻，在電連 接部中實(shí)際上也不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力；在電連4妄部冷卻之后，在電連 接部中實(shí)際上沒(méi)有應(yīng)力。另外，與任何傳統(tǒng)過(guò)程相比，該過(guò)程 在控制執(zhí)行ILB處理的溫度水平方面更容易，并且可以將更多 量的熱供給至電極板106和釘頭凸點(diǎn)107,因此縮短了將電極板 106的溫度提高到預(yù)設(shè)水平所要花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)度。另外，不會(huì)不 必要地加熱懸空引線105。因此，該過(guò)程的冷卻電連接部的時(shí)間 長(zhǎng)度短。因此，該過(guò)程可以縮短ILB所要求的時(shí)間長(zhǎng)度。另外，在將多個(gè)內(nèi)部引線接合至相對(duì)應(yīng)的電極時(shí)，保持內(nèi) 部引線接合加熱器接通，因此，熱通過(guò)先前的接合所創(chuàng)建的電 連接部持續(xù)地傳導(dǎo)至懸空引線105。該熱傳導(dǎo)持續(xù)，直到將全部
懸空引線接合至相對(duì)應(yīng)的電極板10 6之后切斷接合加熱器110的 供電為止。因此，在整個(gè)電連接部中，由于熱膨脹而導(dǎo)致的懸 空引線105的位置偏移持續(xù)發(fā)生。然而，將單個(gè)懸空引線105接 合至相對(duì)應(yīng)的電極板106所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)度大約是相當(dāng)短的 0.05秒。因此，即使要接合30個(gè)懸空引線105,熱被傳導(dǎo)至懸空 引線105的時(shí)間長(zhǎng)度也大約為1.5秒。因此，不會(huì)出現(xiàn)如下情況 在它們開(kāi)始被接合之前，直到開(kāi)始ILB處理為止 一 直被加熱的 懸空引線105的溫度升高到足夠進(jìn)行接合的水平。因此，盡管在 接合的順序中較為靠后的 一 些懸空引線10 5在接合處理結(jié)束時(shí) 可能發(fā)生位置偏離，但是它們的位置偏移量也足夠小到在ILB 處理完成之后使電連接部冷卻時(shí)以及在電連接部變?yōu)槌刂?后，在電連接部中實(shí)際上不產(chǎn)生應(yīng)力。
基本上，將半導(dǎo)體元件芯片IOI作為組件中的一個(gè)而放置在 采用半導(dǎo)體元件芯片的設(shè)備中之后，通常是在常溫水平下使用
半導(dǎo)體元件芯片IOI。即，本實(shí)施例中的ILB處理不會(huì)使半導(dǎo)體 元件芯片IOI經(jīng)受根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的ILB處理使半導(dǎo)體元件芯片 IOI所經(jīng)受的溫度那樣的高溫。即，在使用上述接合方法將柔性 布線片102的懸空引線105接合至半導(dǎo)體元件芯片IOI的電極板 時(shí)，半導(dǎo)體元件芯片IOI和柔性布線片102之間的電連接部實(shí)際 上不會(huì)經(jīng)受應(yīng)力。換言之，本實(shí)施例中的內(nèi)部引線接合方法可 以在半導(dǎo)體元件芯片IOI和柔性布線片102之間的電連接部的可 靠性的方面，改善采用半導(dǎo)體元件芯片IOI和柔性布線片102的 設(shè)備。
可以應(yīng)用本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的一個(gè)例子是安裝在圖3中示出的打印機(jī)等中的噴墨頭。
圖3中示出的噴墨頭包括半導(dǎo)體元件芯片101和位于半導(dǎo)體元件芯片101的上部的液體通5各形成構(gòu)件116。液體通^各形成構(gòu)件116具有液體噴出孔117的列，通過(guò)液體噴出孔117噴出墨等記錄液體的小滴。以4吏液體通路形成構(gòu)件116的液體噴出孔117 —一對(duì)應(yīng)地面對(duì)液體噴 出 能量生成元件(由發(fā)熱電阻構(gòu)成的液體噴出加熱器120)的方式來(lái)布置液體通路形成構(gòu)件116的位置。除了作為記錄芯片的半導(dǎo)體元件芯片IOI,噴墨頭還具有用于向半導(dǎo)體元件芯片IOI(記錄芯片)提供記錄液體的支持構(gòu)件109和柔性布線片102。柔性布線片102是用于向各液體噴出能量生成元件施加電脈沖以使記錄液體從噴墨頭噴出的組件。另外，噴墨頭配置有墨提供單元119,墨提供單元119用于從各顏色墨容器118向支持構(gòu)件109一是供記錄液體。
關(guān)于噴墨頭所采用的半導(dǎo)體元件芯片，用于向作為使噴墨頭噴出墨滴的元件的例子的各液體噴出加熱器120供電的電路部分與用于向內(nèi)部引線接合加熱器110的電才及l(fā)ll供電的電路部分不同。即，以使用于向內(nèi)部引線接合加熱器110供電的電路部分在使用產(chǎn)品時(shí)不產(chǎn)生任何影響噴墨產(chǎn)品的功能的問(wèn)題的方式，構(gòu)成半導(dǎo)體元件芯片101。
如上所述，即使在將懸空引線接合至記錄芯片的電極時(shí)，使用本實(shí)施例中的ILB方法也能夠產(chǎn)生例如上述的這些效果，其中懸空引線用于將用于驅(qū)動(dòng)記錄元件的電力提供給上述噴墨頭的記錄芯片。
實(shí)施例2
圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的圖。在本實(shí)施例中，將內(nèi)部引線接合加熱器110放置在半導(dǎo)體元件芯片IOI的襯底上，以使得加熱器110緊鄰半導(dǎo)體元件芯片101的電極板106，而不是位于電極板106的正下方。圖4(a)是半導(dǎo)體元件芯片101和柔性布線片102之間的電連接部的平面圖，并且圖4(b)是在圖4(a)中線OC處的電連接部的截面圖。另外，在本實(shí)施例中，將電極接合加熱器110布置在這樣的區(qū)域中在該區(qū)域中，加熱器110可以將電極板106加熱到電極板106和內(nèi)部引線105可以——對(duì)應(yīng)地、令人滿意地相互接合的溫度水平，而不會(huì)有損害地影響半導(dǎo)體元件芯片IOI的功能。本實(shí)施例中的用于將懸空引線105接合至相對(duì)應(yīng)的電極板106的方法與第 一 實(shí)施例中的相同。
本實(shí)施例中的ILB接合方法不要求在介電層112上形成電極板106和要連接到電極板106的電布線。因此，無(wú)需考慮各電極板106和介電層112之間的4妻觸的狀態(tài)以及電布線和介電層112的邊緣之間的落差的覆蓋的狀態(tài)，即無(wú)需考慮影響采用半導(dǎo)體元件芯片IOI的設(shè)備的可靠性的因素。
另外，在將本實(shí)施例用于制造噴墨頭的情況下，可以同時(shí)用相同的材料形成液體噴出加熱器120和電極接合加熱器110。換言之，本實(shí)施例可以減少噴墨頭制造步驟的數(shù)量，并且可以簡(jiǎn)化噴墨頭制造工藝。
實(shí)施例3
圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的圖。在本實(shí)施例中，將例如溫度傳感二極管等溫度檢測(cè)部件113放置在鄰近布置有電極板106的區(qū)域。本實(shí)施例中的用于將懸空引線105——對(duì)應(yīng)地接合至電極板106的方法與第 一 實(shí)施例中的相同。
在本實(shí)施例的情況下，設(shè)置溫度^r測(cè)部件113,作為用于在電極接合加熱器1 IO對(duì)電連接部進(jìn)行加熱時(shí)更容易地控制電連接部的溫度的部件。將來(lái)自溫度檢測(cè)部件113的輸出信號(hào)從溫度檢測(cè)部件113的電極114輸出?；谟蓽囟葯z測(cè)部件113檢測(cè)f 'J的電連接部的溫度水平，可以通過(guò)控制(持續(xù)或停止)加熱器110的電力供給來(lái)控制電連接部的溫度，從而將電連接部的溫度保持在進(jìn)行令人滿意的電極接合的范圍內(nèi)。如果由于溫度檢測(cè)部件113的熱特性的原因而有必要采用兩個(gè)或更多個(gè)溫度檢測(cè)部件
113,則也是可以的。
本實(shí)施例中的電極接合方法還適合于用作噴墨頭的記錄芯片的半導(dǎo)體元件芯片。
實(shí)施例4
圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施例的圖。在本實(shí)施例中，作為柔性布線片102的外部端子組的一部分來(lái)形成端子115,其中，經(jīng)由端子115向半導(dǎo)體元件芯片101的電極接合加熱器IIO施加電壓。柔性布線片102的這一外部端子組是電極板組，經(jīng)由這一電極板組將電信號(hào)、電力等提供給半導(dǎo)體元件芯片101的電極板106。本實(shí)施例中的用于將懸空引線105——對(duì)應(yīng)地接合至電極板106的方法與第 一實(shí)施例中的相同。
在本實(shí)施例的情況下，在——~對(duì)應(yīng)地接合電極板106和懸空引線105之前，將4丁頭凸點(diǎn)107接合至電招j反加熱器IIO的電極111。經(jīng)由端子115乂人外部電源向電才及接合加熱器110施加電壓。
本實(shí)施例還適合于可用作噴墨頭的記錄芯片的半導(dǎo)體元件芯片。
在由于襯底上的可用空間的原因而不能將用于向半導(dǎo)體元件芯片101的電極接合加熱器1 IO供電的電極115形成在半導(dǎo)體元件芯片101的襯底上時(shí)，或者在電極115的大小被減小到使得電極115與ILB設(shè)備200的電極接觸部201之間的接觸面積的大小的不足時(shí)，本實(shí)施例是有益的。
實(shí)施例5
圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施例的圖。在本實(shí)施例中，以脈沖信號(hào)的形式來(lái)施加要經(jīng)由加熱器110的電4及111施加到電極接合加熱器110的電壓。圖7(a)是半導(dǎo)體元件芯片101和柔性布線片102之間的電連接部的平面圖，并且圖7(b)是在圖7(a)中線D-D處的電連^t妄部的截面圖。
參照?qǐng)D7中的(a)和(b)，以使電壓轉(zhuǎn)換單元203位于電源202和電極接觸部201之間的方式來(lái)構(gòu)成ILB設(shè)備200。本實(shí)施例中的用于將懸空引線105——對(duì)應(yīng)地接合至電極板106的方法與第一實(shí)施例中的相同。
本實(shí)施例還適合于用作噴墨頭的記錄芯片的半導(dǎo)體元件芯片。
本實(shí)施例可以使得施加到電極接合加熱器110的電壓保持恒定，從而更容易地將電極接合加熱器110的溫度保持在預(yù)設(shè)水平。更具體地，即使在達(dá)到預(yù)設(shè)溫度之后，電極接合加熱器IIO的溫度也可能波動(dòng)。本實(shí)施例可以通過(guò)基于電極接合加熱器110的熱屬性預(yù)先設(shè)置脈沖信號(hào)長(zhǎng)度，來(lái)更容易地將該溫度波動(dòng)量保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
上面使用本發(fā)明的第一到第五優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明的本發(fā)明使
接合的熱生成電阻的電極接合加熱器，并且在保持利用電極接合加熱器加熱電極板的同時(shí)，將柔性布線片的懸空引線(內(nèi)部引線)接合至半導(dǎo)體芯片的電極板。然而，不對(duì)懸空引線加熱，直到緊接在實(shí)際接合懸空引線之前為止。因此，可以在實(shí)際上不產(chǎn)生由于懸空引線的熱膨脹而導(dǎo)致的懸空引線變形的同時(shí)接合懸空引線。因此，即使在半導(dǎo)體芯片和柔性布線片之間的電連接部已經(jīng)冷卻到常溫之后，實(shí)際上電連接部中也沒(méi)有應(yīng)力，從而使得柔性布線片的任何懸空引線不會(huì)從相對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體芯片的電極板分離。即，本發(fā)明可以改善半導(dǎo)體芯片和柔性布線片之間的電連4妄部的可靠性。
18盡管參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這樣的修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體元件襯底，包括電極板；半導(dǎo)體元件；以及連接加熱器，用于加熱所述電極板，其中，所述連接加熱器布置在能夠?qū)⑺鲭姌O板加熱到能夠進(jìn)行電連接的水平的范圍內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體元件襯底，其特征在于， 所述連接加熱器配置在所述電極板下方，其中，在所述連接加 熱器和所述電極板之間具有電絕緣層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體元件襯底，其特征在于， 所述連接加熱器沿所述半導(dǎo)體元件襯底的表面配置在所述電極 氺反的側(cè)方。
4. 一種噴墨頭，包括根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體元件襯底； 噴出能量生成元件，其配置在所述半導(dǎo)體元件上，用于生成用于噴出記錄液體的能量；以及電布線構(gòu)件，其配置有用于與所述電極板電連接的電觸頭，用于向所述噴出能量生成元件施加電脈沖。
5. —種用于半導(dǎo)體元件襯底的電連接方法，所述半導(dǎo)體元 件襯底上配置有電極板、所述電極板上的4丁頭凸點(diǎn)以及半導(dǎo)體 元件，所述電連接方法包括如下步驟將懸空引線配置在所述釘頭凸點(diǎn)上方而不與所述釘頭凸點(diǎn) 接觸；將用于加熱所述電極板的連接加熱器配置在能夠?qū)⑺鲭?極板加熱到能夠進(jìn)行電連接的水平的范圍內(nèi)； 向所述連4妄加熱器供電；以及 向所述電極板按壓所述懸空引線。
6. —種用于將第一構(gòu)件的第一電極和第二構(gòu)件的第二電極 相互連接的連接方法，所述連接方法包括如下步驟為所述第一構(gòu)件配置用于加熱所述第一電極的加熱部件； 利用所述加熱部件將所述第一電極加熱到預(yù)定溫度；以及 將所述第一電極和所述第二電極相互連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件襯底、噴墨頭及其相關(guān)連接方法。半導(dǎo)體元件襯底包括電極板；半導(dǎo)體元件；以及用于加熱電極板的連接加熱器，其中連接加熱器布置在能夠?qū)㈦姌O板加熱到能夠進(jìn)行電連接的水平的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H01L23/00GK101465327SQ20081018624
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者能條成幸 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社