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JP2015150827A - 配線実装構造及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

配線実装構造及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 Download PDF

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JP2015150827A JP2014028255A JP2014028255A JP2015150827A JP 2015150827 A JP2015150827 A JP 2015150827A JP 2014028255 A JP2014028255 A JP 2014028255A JP 2014028255 A JP2014028255 A JP 2014028255A JP 2015150827 A JP2015150827 A JP 2015150827A
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Abstract

【課題】接続配線を高精度に形成して、断線や短絡などの不具合を抑制することができると共にコストを低減した配線実装構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】第1主面301と、第1主面301の裏面とされる第2主面302と、第1主面301と第2主面302との間で第2主面302とのなす角が90度よりも小さな基準角度θbで形成された斜面321と、を有する第1基体30と、第1基体30の第2主面302と接合される第3主面101を有する第2基体10と、第1基体30と第2基体10とを接合する接着剤35と、接着剤35の表面36上と、第3主面101上と、に亘って設けられた接続配線33と、を備え、接着剤35の表面36は、斜面321に連続して設けられており、斜面312に連続して設けられている部分の接着剤35の表面36と、接着剤35が上方に設けられた第3主面101とのなす角θ1、θ2は、基準角度θbよりも小さい。【選択図】図4

Description

本発明は、接続配線を有する配線実装構造及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
液滴を噴射する液体噴射ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板(第2基体)と、流路形成基板の一方面側に設けられた圧電アクチュエーターと、流路形成基板の圧電アクチュエーター側に接合された保護基板(第1基体)とを具備し、圧電アクチュエーターによって圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせることで、ノズル開口から液体を噴射する。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、保護基板の流路形成基板に接合された面とは反対面に駆動回路(半導体素子)を設け、保護基板に開口部を形成して、開口部内に圧電アクチュエーターに接続された配線を露出させ、駆動回路と圧電アクチュエーターとを、保護基板の開口部の側壁上に設けられた接続配線を介して電気的に接続するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、流路形成基板と保護基板とを接着剤を介して接合した後、開口部の側壁上、接着剤の表面及び流路形成基板の表面に亘って接続配線を成膜した後、リソグラフィー法等によって所定形状にパターニングされる。
また、側壁と流路形成基板の表面とに亘って絶縁性部材を設け、絶縁性部材上に接続配線を形成するようにした構成が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2007−290232号公報 特開2007−66965号公報
しかしながら、流路形成基板と保護基板とを接合した後、成膜及びリソグラフィー法によって接続配線を行う場合、側壁と流路形成基板の表面とで形成される角部に接続配線をパターニングするためのレジストが溜まり、レジストを同じ厚さで形成することができずに、オーバー露光が必要になって、パターニングされた接続配線の幅にばらつきが生じてしまうという問題がある。
また、特許文献2のように、側壁と流路形成基板の表面とで形成される角部に跨がって絶縁性部材を設ける場合、絶縁性部材を設ける工程が必要になり、作業が繁雑であると共に、製造コストが増大してしまうという問題がある。
なお、このような問題は液体噴射ヘッドだけではなく、他のデバイスに用いられる配線実装構造においても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、接続配線を高精度に形成して、断線や短絡などの不具合を抑制することができると共にコストを低減した配線実装構造及びその製造方法、並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、第1主面と、前記第1主面と反対の裏面とされる第2主面と、前記第1主面と前記第2主面との間で前記第2主面とのなす角が90度よりも小さな基準角度で形成された斜面と、を有する第1基体と、前記第1基体の前記第2主面と接合される第3主面を有する第2基体と、前記第1基体の前記第2主面と前記第2基体の前記第3主面との間、前記第2基体の前記第3主面上において前記第1基体の前記斜面の端部から露出した領域とに亘って配設され、前記第1基体と前記第2基体とを接合する接着剤と、前記斜面上と、前記接着剤の表面上と、前記第2基体の前記第3主面上と、に亘って連続して設けられた接続配線と、を備え、前記接着剤の前記表面は、前記斜面に連続して設けられており、該斜面に連続して設けられている部分の前記接着剤の前記表面と、当該接着剤が上方に設けられた前記第3主面とのなす角は、前記基準角度よりも小さいことを特徴とする配線実装構造にある。
かかる態様では、第1基体と第2基体とを接着する接着剤を第2基体の第3主面上において斜面から露出された領域にその表面と第3主面とのなす角を、基準角度よりも小さくなるように設けることで、接着剤上及び第3主面上に亘って形成される接続配線の厚さのばらつきを抑制することができる。また、接着剤上及び第3主面上に亘って形成される接続配線に基準角度以上の角度の角部が形成されるのを抑制して、角部への応力集中による破壊を抑制することができる。また、接着剤を用いるため、接着剤以外の充填剤等を用いる場合に比べて、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
ここで、前記斜面に連続して設けられた前記接着剤は、前記斜面上にも配設されていることが好ましい。これによれば、接着剤の表面を斜面に容易に連続させることができる。
また、前記接着剤の表面は、当該表面の前記第1主面との接点と、当該接着剤の前記表面の前記斜面との接点と、を結ぶ直線に対して、当該直線上を含む前記第3主面側に設けられていることが好ましい。これによれば、接着剤の表面の全ての領域において第3主面とのなす角を基準角度よりも確実に小さくすることができる。また、接着剤の表面が所謂凹形状となるため、接着剤の表面に形成される接続配線の付きまわりを向上して、接続配線の厚さののばらつきを抑制することができる。
さらに、本発明の他の態様は、第1主面と、前記第1主面と反対の裏面とされる第2主面と、前記第1主面と前記第2主面との間で前記第2主面とのなす角が90度よりも小さな基準角度で形成された斜面と、を有する第1基体と、前記第1基体の前記第2主面と接合される第3主面を有する第2基体と、前記第1基体の前記第2主面と前記第2基体の前記第3主面との間、前記第2基体の前記第3主面上において前記第1基体の前記斜面の端部から露出した領域とに亘って配設され、前記第1基体と前記第2基体とを接合する接着剤と、前記斜面上と、前記接着剤の表面と、前記第2基体の前記第3主面上と、に亘って連続して設けられた接続配線と、を備える配線実装構造の製造方法であって、前記第1基体の少なくとも前記斜面及び前記第3主面に疎水処理を行う工程と、前記第1基体と前記第2基体とを前記接着剤で接着して、前記接着剤の前記表面を、前記斜面に連続して設け、該斜面に連続して設けられている部分の前記接着剤の前記表面と、当該接着剤が上方に設けられた前記第3主面とのなす角を、前記基準角度よりも小さくする工程と、前記第1基体の前記斜面上と、前記接着剤の表面上と、前記第3主面上とに亘って前記接続配線を成膜すると共にパターニングする形成する工程と、を具備することを特徴とする配線実装構造の製造方法にある。
かかる態様では、第1基体と第2基体とを接着する接着剤を第2基体の第3主面上において斜面から露出された領域にその表面と第3主面とのなす角を、基準角度よりも小さくなるように設けることで、接着剤上及び第3主面上に亘って形成される接続配線の厚さのばらつきを抑制することができる。また、接着剤上及び第3主面上に亘って形成される接続配線に基準角度以上の角度の角部が形成されるのを抑制して、角部への応力集中による破壊を抑制することができる。また、接着剤を用いるため、接着剤以外の充填剤等を用いる場合に比べて、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
ここで、前記疎水処理は、カップリング剤を塗布するカップリング処理であることが好ましい。これによれば、カップリング処理によって接着剤を容易に所望の形状に形成することができる。
また、本発明の他の態様は、第1主面と、前記第1主面と反対の裏面とされる第2主面と、前記第1主面と前記第2主面との間で前記第2主面とのなす角が90度よりも小さな基準角度で形成された斜面と、を有する第1基体と、前記第1基体の前記第2主面と接合される第3主面と、液体を噴射するノズル開口に連通する流路と、該流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、を有する第2基体と、前記第1基体の前記第2主面と前記第2基体の前記第3主面との間、前記第2基体の前記第3主面上において前記第1基体の前記斜面の端部から露出した領域とに亘って配設され、前記第1基体と前記第2基体とを接合する接着剤と、前記斜面上と、前記接着剤の表面上と、前記第2基体の前記第3主面上と、に亘って連続して設けられた接続配線と、を備え、前記接着剤の前記表面は、前記斜面に連続して設けられており、該斜面に連続して設けられている部分の前記接着剤の前記表面と、当該接着剤が上方に設けられた前記第3主面とのなす角は、前記基準角度よりも小さいことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、第1基体と第2基体とを接着する接着剤を第2基体の第3主面上において斜面から露出された領域にその表面と第3主面とのなす角を、基準角度よりも小さくなるように設けることで、接着剤上及び第3主面上に亘って形成される接続配線の厚さのばらつきを抑制することができる。また、接着剤上及び第3主面上に亘って形成される接続配線に基準角度以上の角度の角部が形成されるのを抑制して、角部への応力集中による破壊を抑制することができる。また、接着剤を用いるため、接着剤以外の充填剤等を用いる場合に比べて、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、接続配線を高精度に形成して、信頼性を向上すると共に小型化した液体噴射装置を実現できる。
実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの平面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 比較例の記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの要部平面図である 実施形態1に係る接続配線を示す平面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 比較例の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 比較例の接続配線を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの平面図である。また、図3は図2のA−A′線断面図であり、図4は、図3の要部を拡大した図であり、図5は、インクジェット式記録ヘッドの比較例の要部を拡大した断面図であり、図6は、保護基板の平面図である。
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド1は、流路形成基板10(第2基体)、連通板15、ノズルプレート20、保護基板30(第1基体)、コンプライアンス基板45等の複数の部材を備える。
流路形成基板10は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrOあるいはAlを代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、MgO、LaAlOのような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板10は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12がインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向X(基準方向)と称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12が第1の方向Xに沿って形成された圧力発生室12の列が複数列設された列設方向を、以降、第2の方向Yと称する。さらに、第1の方向X及び第2の方向Yの双方向に交差する方向を本実施形態では、第3の方向Zと称する。なお、本実施形態では、説明理解を容易にするために各方向(X、Y、Z)の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるべきものでないことを言及しておく。
また、流路形成基板10には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部側に、当該圧力発生室12よりも開口面積が狭く、圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
また、流路形成基板10の一方面側(積層方向であって、−Z方向)には、連通板15とノズルプレート20とが順次積層されている。すなわち、流路形成基板10の一方面に設けられた連通板15と、連通板15の流路形成基板10とは反対面側に設けられたノズル開口21を有するノズルプレート20と、を具備する。
連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル開口21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル開口21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート20は圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16の開口を覆うだけで良いので、ノズルプレート20の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20のノズル開口21が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面20aと称する。
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部(絞り流路、オリフィス流路)18とが設けられている。
第1マニホールド部17は、連通板15を厚さ方向(連通板15と流路形成基板10との積層方向)に貫通して設けられている。
また、第2マニホールド部18は、連通板15を厚さ方向に貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12毎に独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。
このような連通板15としては、ステンレスやNiなどの金属、またはジルコニウムなどのセラミックなどを用いることができる。なお、連通板15は、流路形成基板10と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板15として流路形成基板10と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板10と連通板15との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板15として流路形成基板10と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル開口21が形成されている。このようなノズル開口21は、第1の方向Xに並設され、この第1の方向Xに並設されたノズル開口21の列が第2の方向Yに2列形成されている。
このようなノズルプレート20としては、例えば、ステンレス鋼(SUS)等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート20としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート20と連通板15との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面側(ノズルプレート20が接合された面側)から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路の他方面は、弾性膜51によって画成されている。
また、流路形成基板10の振動板50上には、本実施形態の圧力発生手段である、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とを有する圧電アクチュエーター300が設けられている。なお、本実施形態の圧力発生手段である圧電アクチュエーター300が駆動素子に相当する。ここで、圧電アクチュエーター300は、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第1電極60を複数の圧電アクチュエーター300に亘って連続して設けることで共通電極とし、第2電極80を圧電アクチュエーター300毎に独立して設けることで個別電極としている。もちろん、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、振動板50が弾性膜51及び絶縁体膜52で構成されたものを例示したが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52の何れか一方を設けたものであってもよく、また、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52を設けず に、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
圧電体層70は、第1電極60上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABOで示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
また、圧電アクチュエーター300の第2電極80の各々には、引き出し配線であるリード電極90の一端部が接続されている。リード電極90は、第2電極80の端部から振動板50上に引き出されており、他端部が第2の方向Yで隣り合う圧電アクチュエーター300の列の間に延設されている。ここで、引き出されたリード電極90の他端部が、詳しくは後述する半導体素子である駆動回路に接続される接続端子91となっている。本実施形態では、圧電アクチュエーター300の列毎に接続端子91が本実施形態の基準方向である第1の方向Xに並設された接続端子列91Aが形成されている。すなわち、接続端子91が第1の方向Xに並設されて構成された接続端子列91Aは、第2の方向Yに2列並設されている。本実施形態では、接続端子91は、圧電アクチュエーター300のピッチと同じ第2のピッチd2で第1の方向Xに並設されている。なお、本実施形態の第2のピッチd2とは、第1の方向Xで隣り合う2つの接続端子91の中心線間の距離である。すなわち、本実施形態では、リード電極90は、圧電アクチュエーター300の端部から第1の方向Xに直線上に沿って延設されている。また、このように接続端子91が設けられた流路形成基板10が第2基体に相当し、流路形成基板10の保護基板30側の面、すなわち振動板50の保護基板30側の面を第3主面101と称する。
また、流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面には、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。本実施形態では、保護基板30が第1基体に相当し、保護基板30の流路形成基板10と接合された面とは反対側の面を第1主面301と称し、流路形成基板10に接合される面を第2主面302と称する。すなわち、第2基体である流路形成基板10の第3主面101は、第1基体である保護基板30の第2主面302と接合されている。そして、第1基体である保護基板30の第2主面302は、第2基体である流路形成基板10の第3主面101と実質的に平行に配置されている。
このような保護基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。また、流路形成基板10と保護基板30との接合方法は特に限定されず、例えば、本実施形態では、流路形成基板10と保護基板30とを接着剤35を介して接合されている。
また、保護基板30は、第2主面302の側に圧電アクチュエーター300を保護して収容するための空間である保持部31を有する。保持部31は、保護基板30を厚さ方向である第3の方向Zに貫通することなく、流路形成基板10側に開口する凹形状を有する。また、保持部31は、本実施形態では、第1の方向Xに並設された圧電アクチュエーター300の列毎に独立して設けられている。すなわち、保持部31は、圧電アクチュエーター300の第1の方向Xに並設された列に亘って連続して設けられており、圧電アクチュエーター300の列毎、すなわち2つが第2の方向Yに並設されている。このような保持部31は、圧電アクチュエーター300の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
また、保護基板30は、厚さ方向である第3の方向Zに貫通した本実施形態の開口部である貫通孔32を有する。貫通孔32は、第2の方向Yに並設された2つの保持部31の間に複数の圧電アクチュエーター300の並設方向である第1の方向Xに亘って連続して設けられている。すなわち、貫通孔32は、第1の方向Xに沿って溝状に形成されている。つまり、貫通孔32は、複数の圧電アクチュエーター300の並設方向に長辺を有した開口とされている。
このような貫通孔32の第2の方向Yの両側の壁面である第1側壁部321は、図4に示すように、第1主面301と第2主面302との間で傾斜して設けられた斜面となっている。すなわち、斜面である第1側壁部321は、基準方向である第1の方向Xに延在している。ここで、第1側壁部321が斜面になっているとは、第1主面301及び第2主面302に対して傾斜して設けられていることを言う。すなわち、第1側壁部321が第1主面301及び第2主面302と同じ面方向で形成されておらず、また、第1側壁部321が第1主面301及び第2主面302に直交する第3の方向Zと同じ面方向に設けられていないことを言う。つまり、第1側壁部321は、第3の方向Zに対しても傾斜して設けられている。このような第1側壁部321の傾斜角度は特に限定されないが、例えば、保護基板30をシリコン単結晶基板で形成した場合、シリコン単結晶基板の面方位にもよるが、例えば、第1側壁部321は、第2主面302に対して54.7度となる。また、第2の方向Yで相対向する2つの第1側壁部321の間隔は、第3の方向Zにおいて流路形成基板10とは離れる方向に向かって漸大して設けられている。
なお、本実施形態では、貫通孔32の第1の方向Xの両側の壁面である2つの第2側壁部322についても第1側壁部321と同様に第1主面301及び第2主面302に対して傾斜して設けられている。このように第1側壁部321と第2側壁部322とを傾斜して設けることにより、貫通孔32を例えばエッチングによって容易に高精度に形成することができる。
このような保護基板30に貫通孔32内には、流路形成基板(第2基体)10の第3主面101の一部(振動板50の一部)が露出され、その領域の中に圧電アクチュエーター300から引き出されたリード電極90の端部である接続端子91が露出して設けられている。
具体的には、リード電極90の貫通孔32の内側の領域に導出されてに露出した部分が接続端子91となっている。流路形成基板10の第3主面101上に、第1の方向Xに並設された複数の接続端子91からなる群を接続端子列91Aと称する。本実施形態では、第3主面101の貫通孔32によって露出された部分(貫通孔32の内側の領域)において、2つの接続端子列91Aが第2の方向Yに並設されている。
ここで、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤35は、保護基板30の第2主面302と流路形成基板10の第3主面101との間の領域と、この領域から流路形成基板10の貫通孔32内の第3主面101上にまで突出して設けられている。
このような接着剤35は、貫通孔32内に露出された表面36が、第1側壁部321に連続して設けられており、詳しくは後述する接続配線33の延設方向である第2の方向Yにおいて、第1側壁部321に連続する部分の接着剤35の表面36と、接着剤35が上方に設けられた第3主面101とのなす角は、第1側壁部321と第3主面101とがなす基準角度θbよりも小さい。ここで、第2の方向Yにおける接着剤35の表面36と第3主面101とのなす角とは、接着剤35の表面35が曲面で形成されている場合には、接線方向と第3主面101との角度のことである。すなわち、接着剤35の表面36は、接続配線33の延設方向である第2の方向Yにおける全ての領域において、第3主面101に対する角度が、基準角度θbよりも小さくなっている。
具体的には、接続配線33の延設方向である第2の方向Yにおいて、接着剤35の表面36の第3主面101との接点部分における表面36と第3主面101との角度θ1は、基準角度θbよりも小さい角度で形成されている。また、第2の方向Yにおいて、接着剤35の表面36の第1側壁部321との接点部分における表面36と第3主面101との角度θ2は、基準角度θbよりも小さい角度で形成されている。そして、接着剤35の表面36は、角度θ1と角度θ2との間の角度となるように形成されている。すなわち、本実施形態の接着剤35の表面36は、第1側壁部321から第3主面101に行くに従って徐々に第3主面101とのなす角が小さくなっている。つまり、接着剤35の表面36は、第1側壁部321から離反する方向に連続的に第3主面101とのなす角が漸減して、接着剤35の第3の方向Zの厚さが徐々に薄くなっている。これにより、接着剤35の表面36は、第1側壁部321と連続する領域及び第3主面101と連続する領域の間で、凸形状、すなわち、接続配線33側に突出して設けられておらず、凹形状に形成されている。なお、接着剤35の表面36が凹形状に形成されているとは、表面36が、第3主面101との接点と、第1側壁部321との接点とを結ぶ直線に対して、第3主面101側となるように形成されていることを言う。このような表面36の凹形状は、角度の異なる直線が複数設けられた多角形状であっても、また、凹曲面状であってもよい。本実施形態では、接着剤35の表面36は、凹曲面状に形成されている。なお、第2の方向Yにおいて、接着剤35の表面36は、第3主面101との接点と、第1側壁部321との接点とを結ぶ直線状に形成されていてもよい。すなわち、第2の方向Yにおいて、接着剤35の表面36は、第3主面101との接点と、第1側壁部321との接点とを結ぶ直線に対して、直線を含む第3主面101側となるように形成されているのが好ましい。
なお、基準角度θbは、本実施形態では、第1側壁部321と第3主面101との角度で示しているが、第3主面101と第2主面302とは、実質的に平行に配置されているため、基準角度θbは、第3主面101と第1側壁部321との角度と同じ角度となる。
また、接着剤35が第3主面101の上方に設けられているとは、接着剤35が第3主面101の上に直接設けられたものも、また、接着剤35が第3主面101の上に他の部材を介在させて設けられたものも含む。本実施形態では、第3主面101上に設けられたリード電極90上に接着剤35は形成されている。
ここで、接着剤35の表面36の第3主面101との接点部分における表面36と第3主面101との角度θ1とは、図示するように、接着剤35の表面36の第3主面101と接する境界部分と、第3主面101との角度のことである。つまり、接着剤35の表面36が曲面で形成されている場合には、接着剤35の表面36の第3主面101との接触角θ1とは、接着剤35の表面36の第3主面101との接点における接線方向と第3主面101との角度のことである。
また、接着剤35は、本実施形態では、斜面である第1側壁部321上にまで配設されており、接着剤35の表面36は、第1側壁部321の表面36に連続して設けられている。すなわち、接着剤35は、図5に示すように、第1側壁部321よりも第2主面302側に引っ込んだ位置に形成されておらず、図4に示すように、その表面36が第1側壁部321の表面に連続して設けられている。つまり、接着剤35の表面36が第1側壁部321の表面に連続しているとは、接着剤35の表面36と第1側壁部321の表面とが間に第2主面302を介在させずに直接接していることを言う。なお、本実施形態では、接着剤35を第1側壁部321上にまで配設することで、接着剤35の表面36と第1側壁部321の表面とを連続させるようにしたが、特にこれに限定されず、接着剤35の表面36と第1側壁部321との表面とを面一として連続させてもよい。ただし、接着剤35の表面36を第1側壁部321の表面と面一となるように高精度に制御するのは困難であるため、接着剤35は第1側壁部321上にまで延設する方が好ましい。
そして、第1側壁部321上に設けられた接着剤35の表面36の第1側壁部321との接点部分における表面36と第1側壁部321との角度θ2は、基準角度θbよりも小さい角度で形成されている。なお、接着剤35の表面36の第1側壁部321との接点部分における表面36と第1側壁部321との角度θ2とは、図示するように、接着剤35の表面36の第1側壁部321と接する境界部分と、第3主面101との角度のことである。つまり、接着剤35の表面36が曲面で形成されている場合には、接着剤35の表面36の第1側壁部321との接点における接線方向と第3主面101との角度のことである。
なお、このような接着剤35としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系接着剤を用いることができる。
また、保護基板30、流路形成基板10及び接着剤35上には、接続配線33が連続して形成されている。ここで、接続配線33について、さらに図7を参照して詳細に説明する。なお、図7は、接続配線を示す平面図である。
接続配線33は、第1主面301上から第1側壁部321上を介して第3主面101上、すなわちリード電極90の接続端子91上にまで延設されている。具体的には、接続配線33は、リード電極90毎に設けられており、第1主面301に設けられた第1接続配線331と、第3主面101側に設けられて、リード電極90上に形成された第2接続配線332と、第1側壁部321及び接着剤35上に跨がって形成されて第1接続配線331と第2接続配線332とを接続する傾斜面配線333と、を具備する。
接続配線33は、リード電極90の接続端子91列毎に第1の方向Xに複数並設されている。本実施形態では、リード電極90の接続端子列91Aが第2の方向Yに2列設けられているため、接続配線33は、貫通孔32の第2の方向Yの両側に、接続端子列91Aに対応してそれぞれ設けられている。
ここで、第1接続配線331は、貫通孔32の第2の方向Yの両側の第1主面301上に第1の方向Xに並設されて設けられている。また、第1接続配線331は、第2の方向Yに直線上に延設されている。このような第1接続配線331の第1主面301上の一端部が、半導体素子である駆動回路200に電気的に接続される第1配線端子334となっている。第1配線端子334を有する第1接続配線331は、リード電極90の隣り合う接続端子91の第2のピッチd2よりも狭い第1のピッチd1で第1の方向Xに沿って並設されている。言い換えると、接続端子91の第2のピッチd2は、第1配線端子334の第1のピッチd1よりも広い。
第2接続配線332は、リード電極90のうち、貫通孔32内に導出されて露出した部分である接続端子91の上面に設けられている。接続端子91の上面とは、接続端子91の流路形成基板10とは反対側の面のことである。すなわち、第2接続配線332は、第2の方向Yに直線上に延設されており、リード電極90の接続端子91と第3の方向Zで対向配置されている。このような第2接続配線332は、リード電極90と同じ第2のピッチd2で第1の方向Xに並設されている。この第2接続配線332が、リード電極90の接続端子91と電気的に接続される第2配線端子となっている。ちなみに、本実施形態では、第2配線端子である第2接続配線332が、特許請求の範囲に記載の配線端子に相当する。
傾斜面配線333は、第1接続配線331と第2接続配線332とを繋ぐように形成されている。傾斜面配線333は、第2接続配線332側に設けられた直線部333aと、直線部333aに連続して第1接続配線331側に設けられた傾斜部333bと、を具備する。このような直線部333aは、第2の方向Yに沿った直線上に延設されている。また、傾斜部333bは直線部333aに対して傾斜した、すなわち、第2の方向Yに対して角度θで傾斜した方向に直線上に延設されている。ここで、直線部333aは、第2のピッチd2で形成されており、傾斜部333bの第1接続配線331側の端部は、第1のピッチd1で形成されている。本実施形態では、全ての傾斜面配線333の傾斜部333bは、同じ傾斜角度で形成されており、直線部333aの第2の方向Yの長さを調整することで、直線部333aの第2のピッチd2を傾斜部333bの第1接続配線331側の端部、すなわち第1配線端子334の第1のピッチd1にピッチ変換している。
このような第1接続配線331、第2接続配線332及び傾斜面配線333は、本実施形態では、同じ幅wで形成されている。すなわち、第1接続配線331、第2接続配線332及び傾斜面配線333は、第1の方向の幅(傾斜面配線333の傾斜部333bについては延設方向に直交する方向の幅)が同じ幅wで形成されている。これにより、接続配線33の抵抗が高くなるのを抑制することができると共に、第1接続配線331、第2接続配線332及び傾斜面配線333の接続部分での断線等を抑制することができる。また、接続配線33の一部を幅広に形成すると、第1の方向Xで隣り合う接続配線33の間隔が狭くなり、短絡やマイグレーションが発生する虞がある。本実施形態では、接続配線33を同じ幅wで形成することで、断線や短絡、マイグレーションを抑制することができる。もちろん、接続配線33を構成する第1接続配線331、第2接続配線332及び傾斜面配線333の幅wを同じ幅で形成しなくてもよく、第1接続配線331、第2接続配線332及び傾斜面配線333の幅を途中で異なる幅に変更してもよい。
また、本実施形態では、接続配線33は、接着剤35の表面36に亘って略同じ厚さで形成されている。すなわち、本実施形態の接着剤35の表面36の角度θ1、θ2が基準角度θbよりも小さく、また、表面36の全ての接線方向と第3主面101との角度が基準角度θbよりも小さく、さらに、表面36が凹曲面状に形成された、所謂スロープ状となっているため、第1側壁部321上から第3主面101上であるリード電極90上に亘って接続配線33を成膜により形成した際に、その厚さは、略同じ厚さで形成される。これにより、接続配線33の接着剤35上での断線等を抑制することができる。また、接着剤35の表面36がスロープ状に形成されているため、第1側壁部321上、接着剤35の表面36上及び第3主面101上であるリード電極90に亘って、基準角度θb以上の角部が形成されていない。このため、第1側壁部321上、接着剤35の表面36上及びリード電極90上に亘って連続して設けられた接続配線33にも基準角度θb以上の角度となる角部が形成されていないことから、接着剤35が膨張した際に接続配線33の角部に応力が集中することによる破壊を抑制することができる。本実施形態では、特に接着剤35の表面36を凹曲面状に形成したため、接着剤35上の接続配線33も凹曲面状に形成されて、接続配線33の角部等への応力集中を効果的に抑制することができる。
これに対して、図5に示すように接着剤35が、第2主面302と第3主面101との間のみに形成されていると、接続配線33の形成方法にもよるが、接続配線33と接着剤35との間に空間が形成される。また、接続配線33の厚さを均一に形成するのが困難である。このため、図5に示すような接続配線33は、空間の存在や角部に応力集中が発生することなどの要因によって破損され易い。
また、本実施形態では、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤35をはみ出させてスロープ状に形成したため、接着剤35以外の充填剤等を用いる場合に比べて、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
なお、このような接続配線33は、複数層を積層して形成してもよい。例えば、流路形成基板10及び保護基板30側に設けた密着層と、密着層の流路形成基板10及び保護基板30とは反対面側に設けられた導電層とを積層してもよい。ここで、密着層としては、例えば、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、ニッケルクロム(NiCr)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、タングステン(W)、チタンタングステン(TiW)等が挙げられる。また、導電層としては、例えば、金(Au)や銅(Cu)等が挙げられる。もちろん、密着層及び導電層の間に他の層を介在させてもよく、また、上述した材料が混在する1つの層として形成してもよい。
このような保護基板30の第1主面301には、本実施形態の半導体素子である駆動回路200が実装されている。駆動回路200は、保護基板30の第1主面301に、少なくとも貫通孔32の一部を覆うように配置されている。すなわち、駆動回路200は、第3の方向Zにおいて貫通孔32に相対向する位置に設けられている。このような駆動回路200は、第2の方向Yの幅が貫通孔32の第1主面301の開口幅よりも大きく、貫通孔32を第2の方向Yに跨がって配置されている。また、本実施形態では、駆動回路200は、第1の方向Xの長さが貫通孔32の第1主面301の開口長さよりも短い。そして、駆動回路200は、第1の方向Xの両側に貫通孔32の一部が露出するように、貫通孔32の略中央に配置されている。
この駆動回路200には、接続配線33の第1配線端子334に電気的に接続される端子201が設けられている。端子201は、駆動回路200の保護基板30側の面に設けられている。そして、端子201は、駆動回路200の第2の方向Yの両側に、第1の方向Xに並設されている。これにより、駆動回路200の端子201と第1配線端子334とは第3の方向Zにおいて相対向して接続されている。なお、駆動回路200の端子201には、金属バンプである接続部211が備えられており、接続部211と第1配線端子334との接続は、半田接続などの溶接、異方性導電性接着剤(ACP、ACF)、非導電性接着剤(NCP、NCF)を介在させて圧着することで確実に電気的に接続される。
このように、本実施形態では、駆動回路200が、貫通孔32を第2の方向Yに跨がって配置されているため、保護基板30の第1主面301において、駆動回路200を配置するスペースをできる限り抑えることができる。これによりインクジェット式記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
特に、本実施形態では、接続配線33によってピッチ変換を行っているため、駆動回路200を小型化することができる。したがって、保護基板30上の駆動回路200を配置するスペースをさらに減少させることができ、インクジェット式記録ヘッド1のさらなる小型化を図ることができる。
また、駆動回路200は、貫通孔32を第2の方向Yに跨がって設けられているため、貫通孔32によって剛性が低下した保護基板30を駆動回路200によって補強することができる。
さらに、駆動回路200は、第1の方向Xにおいて、貫通孔32よりも短いため、第1の方向Xにおいて、駆動回路200の両側において貫通孔32が外部と連通して貫通孔32内の放熱を行うことができる。したがって、駆動回路200や接続配線33からの発熱が貫通孔32内にこもるのを抑制することができる。
なお、このような流路形成基板10、保護基板30、連通板15及びノズルプレート20の接合体には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド100を形成するケース部材40が固定されている。ケース部材40は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接合されると共に、上述した連通板15にも接合されている。具体的には、ケース部材40は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。これにより、流路形成基板10及び保護基板30とケース部材40との間には第3マニホールド部42が画成されている。そして、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18と、ケース部材40によって画成された第3マニホールド部42と、によって本実施形態のマニホールド100が構成されている。
なお、ケース部材40の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材40として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
また、連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18が開口する面には、コンプライアンス基板45が設けられている。このコンプライアンス基板45が、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18の液体噴射面20a側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板45は、本実施形態では、封止膜46と、固定基板47と、を具備する。封止膜46は、可撓性を有する薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やステンレス鋼(SUS)等により形成された厚さが20μm以下の薄膜)からなり、固定基板47は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板47のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部48となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜46のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部49となっている。
なお、ケース部材40には、マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給するための導入路44が設けられている。また、ケース部材40には、保護基板30の第1主面301を露出させて駆動回路200を内部に収容する接続口43が設けられている。駆動回路200を駆動させる信号及び電源の外部からの供給は、可撓性基板等を接続口43内に挿入して実装し、接続口43内で駆動回路200と電気的に接続する、又は保護基板30上に形成された図示しない配線等を介して接続される。
このような構成のインクジェット式記録ヘッド1では、インクを噴射する際に、インクが貯留された液体貯留手段から導入路44を介してインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路200からの信号に従い、圧力発生室12に対応する各圧電アクチュエーター300に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター300と共に振動板50をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室12内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
ここで、このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図8〜図15を参照して説明する。なお、図8〜図11、図13及び図14は、本発明の実施形態1に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。また、図12は、インクジェット式記録ヘッドの比較例の製造方法を示す断面図であり、図15は、比較例の接続配線を示す平面図である。
まず、図8(a)に示すように、保護基板30と流路形成基板10とを接合する前に、保護基板30と流路形成基板10とに疎水処理、すなわち、濡れ性を向上させる処理を行う。
疎水処理は、本実施形態では、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤35との接合強度を向上すると共に、接着剤35を第3主面101の貫通孔32内の領域及び第1側壁部321上に流出させるために行うものである。したがって、疎水処理は、少なくとも接合面となる第2主面302及び第3主面101と、第1側壁部321上とに施せばよい。
また、本実施形態では、疎水処理として、シランカップリング剤を塗布するカップリング処理を行うようにした。ここで、カップリング剤の塗布方法は、特に限定されないが、例えば、シランカップリング剤を純水に含有させた水溶液を塗布することにより保護基板30及び流路形成基板10に有機官能基を形成する。
このようなシランカップリング剤としては、例えば、アミノ系、エポキシ系、ビニル系、ウレイド系、アルキル系、メチル系などが挙げられ、何れの官能基の異なるシランカップリング剤を用いた水溶液でも同様に接合面に有機官能基を形成することができる。
なお、このようなシランカップリング剤を含有する水溶液は、一般的に、接着剤を用いた接着を行う前に接着剤との密着性を良好にするために行うプライマ処理でプライマ液として用いられるものである。
また、シランカップリング剤を含有する水溶液の塗布方法は、特に限定されず、例えば、シランカップリング剤を含有する水溶液が保持された槽に流路形成基板10及び保護基板30を浸漬することで、流路形成基板10及び保護基板30の表面の全面に亘って水溶液を塗布するようにした。なお、流路形成基板10及び保護基板30の接合面である第3主面101及び第2主面302や第1側壁部321以外の領域にも水溶液が塗布されて有機官能基が形成されるが、このシランカップリング剤を含有する水溶液は、他の領域(圧電アクチュエーター300やリード電極90などの配線等)に影響を与えることがなく、下電極膜60、上電極膜80及びリード電極90などの金属膜からなる配線の腐食や剥離が発生することなく、圧電アクチュエーター300等の変位特性が低下することはない。また、水溶液の塗布方法は、上述した浸漬に限定されず、例えば、スプレーコート、スリットコート、刷毛を用いた塗布など何れの方法で行ってもよい。すなわち、本実施形態では、接合面に塗布する水溶液は、均一な厚さで塗布する必要はなく、余分な溶液によって他の接合領域以外の領域が影響を受けることもない。
なお、疎水処理として、カップリング処理を例示したが、特にこれに限定されず、シランカップリング剤以外の疎水処理剤を用いた疎水処理であってもよい。例えば、脱水ベーク等の脱水処理を行った後、疎水処理剤であるヘキサメチルジシラザン(HMDS)による疎水処理を行うようにしてもよい。
次に、図8(b)に示すように、保護基板30と流路形成基板10とを接着剤35を介して接合する。
本実施形態では、保護基板30と流路形成基板10とを接着剤35を介して当接させた状態で、常温(23℃)で、一定時間(数十秒から数十時間)保持して、第2主面302及び第3主面101と接着剤35とを馴染ませた後、接着剤35の硬化温度よりも低い温度で一定時間(数分から数時間)加熱する。これにより、接着剤35は、硬化することなく粘度が低下し、濡れ性を向上させる処理、すなわちカップリング処理を行った第1側壁部321上及び第3主面101上(リード電極90上等も含む)に流出させることができる。そして、接着剤35を硬化温度で加熱することで保護基板30と流路形成基板10とを接着する。これにより、図10(a)に示すように、接着剤35の表面36の角度θ1、θ2が、基準角度θbよりも小さく、その表面の全ての領域における接線方向がθbよりも小さく、さらに表面36が凹曲面である所謂スロープ状となる。
このように、本実施形態では、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤35をはみ出させて所定形状に形成したため、接着剤35以外の充填剤等を用いる場合に比べて、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
なお、本実施形態では、硬化温度以下で加熱することで硬化前の接着剤35の粘度を低下させるようにしたが、本実施形態では、疎水処理を施してあるため、硬化温度以下で加熱しなくても、接着剤35を第1側壁部321上及び貫通孔32内の第3主面101上に流出さて上記の形状に形成することができる。
次に、図9(a)に示すように、保護基板30の第1主面301、第1側壁部321、接着剤35の表面36、流路形成基板10の貫通孔32によって露出された第3主面101上の全面に亘って接続配線33を形成する。接続配線33の形成方法は特に限定されず、スパッタリング法、蒸着法、めっき法等が挙げられる。このとき、図10(b)に示すように、接着剤35の表面36がスロープ状になっているため、接着剤35の表面36上に亘って略均一な厚さで接続配線33を形成することができる。これにより、接着剤35上等において接続配線33の断線等の不具合を抑制することができる。
これに対して、例えば、図12に示すように、接着剤35の表面がスロープ状に形成されていないと、この接着剤35上に成膜される接続配線33の厚さも均一ではなくなる。特に、接着剤35に対向する部分で接続配線33が基準角度θbよりも大きな角度で形成されるため、この部分の接続配線33の厚さが薄くなる。また、第1側壁部321と第3主面101との境界に基準角度θb又はこれ以上の角度の角部が形成される。したがって、接続配線33は、接着剤35に相対向する領域で厚さが薄く剛性が低いこと、角部に応力集中が発生し易いことから、断線等の破損が発生し易くなってしまう。
次に、図9(b)に示すように、接続配線33上に亘ってレジスト400を形成する。このとき、図11に示すように、接着剤35の表面36が所謂スロープ状に形成されているため、接続配線33の表面もスロープ状となり、接続配線33上に形成されたレジスト400は、略均一な厚さで形成される。すなわち、第1側壁部321に対応するレジスト400の厚さW1と、リード電極90に対応するレジスト400の厚さW2と、接着剤35に対応するレジスト400の厚さW3は、略同じ厚さで形成される。
これに対して、図12に示すように、接着剤35が本実施形態の条件を満たしておらず、第3主面101と第2主面302との間のみに形成されていると、レジスト400は、第1側壁部321と第3主面101との境界部分の接着剤35が形成された領域に溜まって、境界部分の厚さW4がW1及びW2よりも厚く形成される。
次に、図9(c)に示すように、レジスト400をパターニングする。具体的には、図示しない露光マスクを介してレジストを露光し、現像することで露光された領域を除去することでパターニングする。すなわち、本実施形態のレジストはポジ型であり、露光されると現像液に対して溶解性が増大し、露光された領域が除去されてパターニングされる。
このようにレジスト400をパターニングする際に、図12に示すように、レジスト400の最も厚い領域、すなわち、W4に合わせて露光を行うと、W4よりも薄いW1及びW2の領域、すなわち、第1側壁部321及びリード電極90上のレジスト400がオーバー露光されて、レジスト400のパターンが設計値よりも幅狭に形成されてしまう。したがって、レジスト400を用いて接続配線33をパターニングすると、接続配線33の一部がレジスト400に合わせて幅狭に形成されてしまい、接続配線33に断線が生じやすくなる。また、逆にレジスト400をW4よりも薄い領域W1、W2に合わせて露光を行うと、厚い領域W4で露光が十分に行われないアンダー露光となってレジスト400の除去が十分に行われずに、図15に示すように、W4の領域に対応する接続配線33が設計値よりも幅広に形成される。このように接続配線33の一部が設計値よりも幅広に形成されると、隣り合う接続配線33の間で短絡やマイグレーションが発生し易くなってしまう。また、接続配線33を高密度に配置することができずに、インクジェット式記録ヘッド1が大型化してしまう。
ちなみに、ネガ型のレジストを用いた場合、厚さW4に合わせて露光を行うと、W1、W2の領域の接続配線33が幅広に形成され、厚さW1、W2に合わせて露光を行うと、W4の領域の接続配線33が幅狭に形成される。
本実施形態では、接続配線33上にレジスト400を略同じ厚さW1、W2、W3で形成することができるため、レジスト400を露光する際に、オーバー露光やアンダー露光による接続配線33のパターニング精度が低下するのを抑制して、高精度に接続配線33を形成することができる。
次に、図13(a)に示すように、レジスト400をマスクとして接続配線33をパターニングする。接続配線33のパターニングは、ウェットエッチングであってもドライエッチングであってもよい。
次に、図13(b)に示すように、レジスト400を除去した後、流路形成基板10の圧電アクチュエーター300とは反対側から異方性エッチングすることによって圧力発生室12を形成する。
次に、図14(a)に示すように、流路形成基板10の第3主面101とは反対面側に、ノズル連通路16、第1マニホールド部17、第2マニホールド部18等が形成された連通板15と、ノズル開口21が形成されたノズルプレート20とを接合する。
次に、図14(b)に示すように、保護基板30の第1主面301上に駆動回路200を実装する。
なお、本実施形態では、保護基板30及び流路形成基板10として説明したが、特にこれに限定されず、1枚のウェハーに保護基板30を複数一体的に形成すると共に、1枚のウェハーに流路形成基板10を複数一体的に形成し、これらを接合した後で、図1に示すチップサイズに分割するようにしてもよい。このような分割は、例えば、図13(b)に示す圧力発生室12等を形成した後に行うようにすれば、同時に複数の流路形成基板10及び保護基板30を形成することができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態1では、接着剤35の表面36と第3主面101とのなす角が、基準角度θbよりも小さくなるように、接着剤35の表面36を凹形状、すなわち、接着剤35の表面36を、表面36の第1主面101との接点と表面36の第1側壁部321との接点とを結ぶ直線に対して、当該直線上を含む第3主面101側に設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、接着剤35の表面36が凸形状、すなわち、表面36の第1主面101との接点と表面36の第1側壁部321との接点とを結ぶ直線に対して、第1主面301側となるようにしてもよい。ただし、表面36が凸形状であったとしても、表面36と第3主面101とのなす角は、基準角度θbよりも小さくなっていればよい。
また、上述した実施形態1では、駆動回路200を保護基板30上に貫通孔32を跨いで実装するようにしたが、特にこれに限定されず、駆動回路200を保護基板30の貫通孔32の第2の方向Yの両側の何れか一方又は両側に実装するようにしてもよい。また、駆動回路200が実装されたフレキシブル基板やリジット基板等を保護基板30に実装するようにしてもよい。また、上述した各実施形態では、接続配線33として、第1接続配線331、第2接続配線332及び傾斜面配線333を形成したが、特にこれに限定されず、接続配線33は、少なくとも第2接続配線332及び傾斜面配線333を有するものであればよい。つまり、例えば、傾斜面配線333に駆動回路200等の実装部品が接続されていてもよい。
また、例えば、上述した実施形態1では、保護基板30に貫通孔32を設け、貫通孔32内に斜面である第1側壁部321を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、1つの流路形成基板10に対して、2つの保護基板30を離して設け、2つの保護基板30の相対向する端面を斜面としてもよい。
さらに、上述した実施形態1では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター300を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッド1は、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図16は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
図16に示すインクジェット式記録装置Iにおいて、インクジェット式記録ヘッド1は、インク供給手段を構成するインクカートリッジ2が着脱可能に設けられ、インクジェット式記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。
そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4には搬送手段としての搬送ローラー8が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートSが搬送ローラー8により搬送されるようになっている。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
なお、上述したインクジェット式記録装置Iでは、インクジェット式記録ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド1が固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Iは、液体貯留手段であるインクカートリッジ2がキャリッジ3に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体4に固定して、貯留手段とインクジェット式記録ヘッド1とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
また、本発明は、広く配線実装構造及びその製造方法全般を対称としたものであり、液体噴射ヘッド以外の他のデバイスに適用することができる。
I インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 1 インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 10 流路形成基板(第2基体)、 101 第3主面、 15 連通板、 20 ノズルプレート、 20a 液体噴射面、 21 ノズル開口、 30 保護基板(第1基体)、 301 第1主面、 302 第2主面、 31 保持部、 32 貫通孔、 321 第1側壁部(斜面)、 322 第2側壁部、 33 接続配線、 331 第1接続配線、 332 第2接続配線(第2配線端子;配線端子)、 333 傾斜面配線、 333a 直線部、 333b 傾斜部、 334 第1配線端子、 35 接着剤、 36 表面、 40 ケース部材、 45 コンプライアンス基板、 50 振動板、 60 第1電極、 70 圧電体層、 80 第2電極、 90 リード電極、 91 接続端子、 91A 接続端子列、 100 マニホールド、 200 駆動回路(半導体素子)、 201 端子、 211 接続部材、 300 圧電アクチュエーター

Claims (7)

  1. 第1主面と、前記第1主面と反対の裏面とされる第2主面と、前記第1主面と前記第2主面との間で前記第2主面とのなす角が90度よりも小さな基準角度で形成された斜面と、を有する第1基体と、
    前記第1基体の前記第2主面と接合される第3主面を有する第2基体と、
    前記第1基体の前記第2主面と前記第2基体の前記第3主面との間、前記第2基体の前記第3主面上において前記第1基体の前記斜面の端部から露出した領域とに亘って配設され、前記第1基体と前記第2基体とを接合する接着剤と、
    前記斜面上と、前記接着剤の表面上と、前記第2基体の前記第3主面上と、に亘って連続して設けられた接続配線と、を備え、
    前記接着剤の前記表面は、前記斜面に連続して設けられており、該斜面に連続して設けられている部分の前記接着剤の前記表面と、当該接着剤が上方に設けられた前記第3主面とのなす角は、前記基準角度よりも小さいことを特徴とする配線実装構造。
  2. 前記斜面に連続して設けられた前記接着剤は、前記斜面上にも配設されていることを特徴とする請求項1記載の配線実装構造。
  3. 前記接着剤の表面は、当該表面の前記第1主面との接点と、当該接着剤の前記表面の前記斜面との接点と、を結ぶ直線に対して、当該直線上を含む前記第3主面側に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の配線実装構造。
  4. 第1主面と、前記第1主面と反対の裏面とされる第2主面と、前記第1主面と前記第2主面との間で前記第2主面とのなす角が90度よりも小さな基準角度で形成された斜面と、を有する第1基体と、
    前記第1基体の前記第2主面と接合される第3主面を有する第2基体と、
    前記第1基体の前記第2主面と前記第2基体の前記第3主面との間、前記第2基体の前記第3主面上において前記第1基体の前記斜面の端部から露出した領域とに亘って配設され、前記第1基体と前記第2基体とを接合する接着剤と、
    前記斜面上と、前記接着剤の表面と、前記第2基体の前記第3主面上と、に亘って連続して設けられた接続配線と、を備える配線実装構造の製造方法であって、
    前記第1基体の少なくとも前記斜面及び前記第3主面に疎水処理を行う工程と、
    前記第1基体と前記第2基体とを前記接着剤で接着して、前記接着剤の前記表面を、前記斜面に連続して設け、該斜面に連続して設けられている部分の前記接着剤の前記表面と、当該接着剤が上方に設けられた前記第3主面とのなす角を、前記基準角度よりも小さくする工程と、
    前記第1基体の前記斜面上と、前記接着剤の表面上と、前記第3主面上とに亘って前記接続配線を成膜すると共にパターニングする形成する工程と、
    を具備することを特徴とする配線実装構造の製造方法。
  5. 前記疎水処理は、カップリング剤を塗布するカップリング処理であることを特徴とする請求項4記載の配線実装構造の製造方法。
  6. 第1主面と、前記第1主面と反対の裏面とされる第2主面と、前記第1主面と前記第2主面との間で前記第2主面とのなす角が90度よりも小さな基準角度で形成された斜面と、を有する第1基体と、
    前記第1基体の前記第2主面と接合される第3主面と、液体を噴射するノズル開口に連通する流路と、該流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、を有する第2基体と、
    前記第1基体の前記第2主面と前記第2基体の前記第3主面との間、前記第2基体の前記第3主面上において前記第1基体の前記斜面の端部から露出した領域とに亘って配設され、前記第1基体と前記第2基体とを接合する接着剤と、
    前記斜面上と、前記接着剤の表面上と、前記第2基体の前記第3主面上と、に亘って連続して設けられた接続配線と、を備え、
    前記接着剤の前記表面は、前記斜面に連続して設けられており、該斜面に連続して設けられている部分の前記接着剤の前記表面と、当該接着剤が上方に設けられた前記第3主面とのなす角は、前記基準角度よりも小さいことを特徴とする液体噴射ヘッド。
  7. 請求項6に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
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