JP2008006792A - Inkjet head, inkjet head manufacturing method and wiring substrate for head chip mounting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法及びヘッドチップ実装用配線基板に関し、詳しくは、ヘッドチップと配線基板との位置決めを容易且つ確実に行うことのできるインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法及びヘッドチップ実装用配線基板に関する。 The present invention relates to an ink jet head, a method for manufacturing an ink jet head, and a wiring substrate for mounting a head chip, and more specifically, an ink jet head capable of easily and reliably positioning a head chip and a wiring substrate, a method for manufacturing an ink jet head, and a head. The present invention relates to a wiring board for chip mounting.
従来、圧電基板にチャネルを研削して、該チャネルを区画する駆動壁に駆動電極を形成し、該駆動電極に電圧を印加することにより該駆動壁をくの字状にせん断変形させてチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたせん断モード型のインクジェットヘッドが知られている。その中でも、インクを吐出させるためのアクチュエータを、圧電素子からなる駆動壁と圧力室であるチャネルとが交互に多数並設されると共にチャネル入口、出口及びノズルが直線状に配置された所謂ハーモニカタイプのヘッドチップにより構成することで、1枚のウェハーからの取り数が多く、極めて生産性が高く、また、チャネルが入口から出口にかけてストレートとなるため、泡抜けが良く、電力効率が高く、発熱が少なく、高速応答性に優れる等の多くの利点を有しているインクジェットヘッドが知られている。 Conventionally, a channel is ground on a piezoelectric substrate, a drive electrode is formed on a drive wall that divides the channel, and a voltage is applied to the drive electrode to shear and deform the drive wall in a U-shape. 2. Description of the Related Art A shear mode type ink jet head that discharges the ink from a nozzle is known. Among them, a so-called harmonica type in which a large number of actuators for ejecting ink are alternately arranged in parallel with drive walls made of piezoelectric elements and channels as pressure chambers, and channel inlets, outlets and nozzles are arranged linearly. By using the head chip, the number of wafers to be taken from one wafer is large, the productivity is extremely high, and since the channel is straight from the inlet to the outlet, bubble removal is good, power efficiency is high, and heat is generated. There are known ink jet heads that have many advantages such as a small number and excellent high-speed response.
このようなハーモニカタイプのヘッドチップは、駆動電極に駆動電圧を印加するための配線を接続することが難しく、通常、各駆動電極と電気的に接続する接続電極をヘッドチップの外面まで引き出し、ヘッドチップの外面において配線を接続することが行われている。 In such a harmonica type head chip, it is difficult to connect a wiring for applying a drive voltage to the drive electrode. Usually, the connection electrode electrically connected to each drive electrode is drawn to the outer surface of the head chip, and the head Wiring is connected on the outer surface of the chip.
このため、本出願人は、基板表面にヘッドチップの接続電極と電気的に接続させるための配線電極が配列され、ヘッドチップの後面よりもチャネル列方向と直交する方向に張り出す程度の大きさを有する配線基板を用意し、この配線基板をヘッドチップの後面に対して接着剤を用いて接合することにより、ヘッドチップから張り出した端部を利用してFPC等との接続を容易に行えるようにした技術を提案している(特許文献1)。 For this reason, the present applicant has arranged a wiring electrode for electrical connection with the connection electrode of the head chip on the surface of the substrate, and has a size that protrudes in a direction perpendicular to the channel row direction from the rear surface of the head chip. A wiring board having a wiring board is prepared, and this wiring board is bonded to the rear surface of the head chip with an adhesive so that an end portion protruding from the head chip can be used to easily connect to an FPC or the like. This technique is proposed (Patent Document 1).
このようなハーモニカタイプのヘッドチップを配線基板に接合する際は、ヘッドチップの接続電極と配線基板の配線電極とを正確に位置合わせする必要がある。 When joining such a harmonica type head chip to a wiring board, it is necessary to accurately align the connection electrode of the head chip and the wiring electrode of the wiring board.
従来、電子部品同士の位置合わせ技術として、位置決めマークを頼りに、顕微鏡やCCD等の観察系を用いて行う方法(特許文献2)や、接合部品の相互に凹凸を設けて互いに嵌合させて行う方法(特許文献3)が知られている。
しかし、特許文献2に記載の方法では、位置決めのために複数の点を観察する必要があり、位置決め作業に時間がかかり、また、ハンドリング時において、せっかく調整した位置がずれてしまう等の問題がある。 However, in the method described in Patent Document 2, it is necessary to observe a plurality of points for positioning, and it takes time for positioning work, and there is a problem that the adjusted position shifts during handling. is there.
また、特許文献3に記載の方法では、嵌合させるために複雑な形状の凹凸を形成する必要がある上に、インクジェットヘッドのような微細な配線パターンが要求される技術分野では、電気的なショートが懸念され困難である。
Further, in the method described in
そこで、本発明は、ヘッドチップと配線基板との位置精度が高く確保されたインクジェットヘッドを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an inkjet head in which the positional accuracy between the head chip and the wiring substrate is ensured to be high.
また、本発明は、ヘッドチップと配線基板との位置決めを容易且つ確実に行うことのできるインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。 Another object of the present invention is to provide an ink jet head manufacturing method capable of easily and reliably positioning a head chip and a wiring board.
更に、本発明は、表面にヘッドチップを接合する際に容易且つ確実に位置決めすることができるヘッドチップ実装用配線基板を提供することを課題とする。 It is another object of the present invention to provide a head chip mounting wiring board that can be easily and reliably positioned when bonding the head chip to the surface.
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
請求項1記載の発明は、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記チャネル内面に形成された駆動電極と電気的に接続する接続電極が後面に形成されてなるヘッドチップと、前記ヘッドチップの後面に接合され、前記接続電極と電気的に接続される配線電極が配列されてなる配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、前記配線基板の表面に、該配線基板に接合された前記ヘッドチップの接合面の外周縁に当接するように、複数の突起が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。 According to a first aspect of the present invention, drive walls and channels made of piezoelectric elements are alternately arranged side by side, and outlets and inlets of the channels are arranged on the front and rear surfaces, respectively. An ink jet comprising: a head chip having connection electrodes electrically connected to a rear surface; and a wiring substrate having wiring electrodes arranged on the rear surface of the head chip and arranged to be electrically connected to the connection electrodes. In the head, a plurality of protrusions are formed on the surface of the wiring board so as to contact an outer peripheral edge of a bonding surface of the head chip bonded to the wiring board.
請求項2記載の発明は、前記突起は、前記ヘッドチップの側壁面のうちの隣接する2面に対して少なくとも3個配置されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドである。 A second aspect of the present invention is the ink jet head according to the first aspect, wherein at least three of the protrusions are arranged with respect to two adjacent surfaces of the side walls of the head chip.
請求項3記載の発明は、前記突起は、前記配線電極上に配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットヘッドである。 A third aspect of the invention is the ink jet head according to the first or second aspect, wherein the protrusion is disposed on the wiring electrode.
請求項4記載の発明は、前記突起の高さは、前記配線電極の幅の1/2以上であることを特徴とする請求項3記載のインクジェットヘッドである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet head according to the third aspect, the height of the protrusion is ½ or more of the width of the wiring electrode.
請求項5記載の発明は、前記突起は、隣接する前記配線電極間に配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットヘッドである。 A fifth aspect of the present invention is the ink jet head according to the first or second aspect, wherein the protrusion is disposed between the adjacent wiring electrodes.
請求項6記載の発明は、前記突起は、バンプによって形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。 A sixth aspect of the present invention is the ink jet head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the protrusion is formed by a bump.
請求項7記載の発明は、前記バンプは、はんだリフローによって形成されていることを特徴とする請求項6記載のインクジェットヘッドである。 The invention according to claim 7 is the ink jet head according to claim 6, wherein the bump is formed by solder reflow.
請求項8記載の発明は、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記チャネル内面に形成された駆動電極と電気的に接続する接続電極が後面に形成されてなるヘッドチップと、前記ヘッドチップの後面に接着剤を用いて接合され、前記接続電極と電気的に接続される配線電極が配列されてなる配線基板とを有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記配線基板の表面に突起を形成し、前記ヘッドチップの側壁面を前記突起に向けて押し付けて該ヘッドチップを前記突起に突き当てることにより、前記ヘッドチップを前記配線基板の表面に対して所定位置に位置決めすることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a drive electrode formed on the inner surface of the channel, wherein drive walls made of piezoelectric elements and channels are alternately arranged, and an outlet and an inlet of the channel are arranged on the front surface and the rear surface, respectively. A head chip in which a connection electrode to be electrically connected is formed on the rear surface, and a wiring in which wiring electrodes that are bonded to the rear surface of the head chip using an adhesive and are electrically connected to the connection electrode are arranged. In the method of manufacturing an inkjet head having a substrate, the head is formed by forming a protrusion on the surface of the wiring substrate, pressing a side wall surface of the head chip toward the protrusion, and abutting the head chip against the protrusion. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: positioning a chip at a predetermined position with respect to a surface of the wiring substrate.
請求項9記載の発明は、前記突起を、前記ヘッドチップの側壁面のうちの隣接する2面に対して少なくとも3個配置することを特徴とする請求項8記載のインクジェットヘッドの製造方法である。 The invention according to claim 9 is the method of manufacturing an ink jet head according to claim 8, wherein at least three of the protrusions are arranged with respect to two adjacent surfaces of the side wall surfaces of the head chip. .
請求項10記載の発明は、前記突起を、前記配線電極上に配置することを特徴とする請求項8又は9記載のインクジェットヘッドの製造方法である。 A tenth aspect of the present invention is the method of manufacturing an ink jet head according to the eighth or ninth aspect, wherein the protrusion is disposed on the wiring electrode.
請求項11記載の発明は、前記突起の高さを、前記配線電極の幅の1/2以上とすることを特徴とする請求項10記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
The invention according to
請求項12記載の発明は、前記突起を、隣接する前記配線電極間に配置することを特徴とする請求項8又は9記載のインクジェットヘッドの製造方法である。 A twelfth aspect of the invention is the method of manufacturing an ink jet head according to the eighth or ninth aspect, wherein the protrusion is disposed between the adjacent wiring electrodes.
請求項13記載の発明は、前記突起を、バンプによって形成することを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。 A thirteenth aspect of the invention is the method of manufacturing an ink jet head according to any one of the eighth to twelfth aspects, wherein the protrusion is formed by a bump.
請求項14記載の発明は、前記バンプを、はんだリフローによって形成することを特徴とする請求項13記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
The invention according to
請求項15記載の発明は、表面に配線電極が配列され、該配線電極とヘッドチップの表面に配列された電極とが電気的に接続するように該ヘッドチップを接着剤を用いて接合して実装するための配線基板であって、前記ヘッドチップとの接合領域の外周縁と接する位置に、複数の突起が形成されていることを特徴とするヘッドチップ実装用配線基板である。 In the invention described in claim 15, the wiring electrode is arranged on the surface, and the head chip is bonded using an adhesive so that the wiring electrode and the electrode arranged on the surface of the head chip are electrically connected. A wiring substrate for mounting, wherein a plurality of protrusions are formed at positions in contact with an outer peripheral edge of a bonding region with the head chip.
請求項16記載の発明は、前記突起は、前記ヘッドチップとの接合領域の周縁のうちの隣接する2辺に対して少なくとも3個配置されていることを特徴とする請求項15記載のヘッドチップ実装用配線基板である。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the head chip according to the fifteenth aspect, at least three of the protrusions are arranged with respect to two adjacent sides of the peripheral edge of the bonding area with the head chip. A wiring board for mounting.
請求項17記載の発明は、前記突起は、前記配線電極上に配置されていることを特徴とする請求項15又は16記載のヘッドチップ実装用配線基板である。 The invention according to claim 17 is the wiring board for mounting a head chip according to claim 15 or 16, wherein the protrusion is disposed on the wiring electrode.
請求項18記載の発明は、前記突起の高さは、前記配線電極の幅の1/2以上であることを特徴とする請求項17記載のヘッドチップ実装用配線基板である。 The invention according to claim 18 is the wiring board for mounting a head chip according to claim 17, wherein the height of the protrusion is ½ or more of the width of the wiring electrode.
請求項19記載の発明は、前記突起は、隣接する前記配線電極間にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項15又は16記載のヘッドチップ実装用配線基板である。 A nineteenth aspect of the present invention is the head chip mounting wiring board according to the fifteenth or sixteenth aspect, wherein the protrusions are respectively disposed between the adjacent wiring electrodes.
請求項20記載の発明は、前記突起は、バンプによって形成されていることを特徴とする請求項15〜19のいずれかに記載のヘッドチップ実装用配線基板である。 The invention according to claim 20 is the wiring board for mounting a head chip according to any one of claims 15 to 19, wherein the protrusion is formed by a bump.
請求項21記載の発明は、前記バンプは、はんだリフローによって形成されていることを特徴とする請求項20記載のヘッドチップ実装用配線基板である。 A twenty-first aspect of the invention is the head chip mounting wiring board according to the twenty-first aspect, wherein the bumps are formed by solder reflow.
本発明によれば、ヘッドチップと配線基板との位置精度が高く確保されたインクジェットヘッドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inkjet head in which the positional accuracy between the head chip and the wiring substrate is ensured to be high.
また、本発明によれば、ヘッドチップと配線基板との位置決めを容易且つ確実に行うことのできるインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to provide an ink jet head manufacturing method capable of easily and reliably positioning a head chip and a wiring board.
更に、本発明によれば、表面にヘッドチップを接合する際に容易且つ確実に位置決めすることができるヘッドチップ実装用配線基板を提供することができる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a head chip mounting wiring board that can be easily and reliably positioned when the head chip is bonded to the surface.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はインクジェットヘッドの分解斜視図、図2はヘッドチップの後面を示す背面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of the inkjet head, and FIG. 2 is a rear view showing the rear surface of the head chip.
図1において、1はヘッドチップ、2はヘッドチップ1の前面に接合されるノズルプレート、3はヘッドチップ1の後面に接合される配線基板である。
In FIG. 1, 1 is a head chip, 2 is a nozzle plate bonded to the front surface of the
なお、本明細書においては、ハーモニカタイプで言うところの、ヘッドチップ1のノズル側に当たるインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。
In the present specification, the surface on the side where the ink corresponding to the nozzle side of the
ヘッドチップ1は、圧電素子からなる駆動壁11とチャネル12とが交互に並設されている。チャネル12の形状は、両側壁が互いに平行に形成されている。ヘッドチップ1の前面及び後面にそれぞれ各チャネル12の出口と入口とが配置されると共に、各チャネル12は入口から出口に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
In the
このヘッドチップ1において、各チャネル12は2列となるチャネル列を有している。各チャネル列はそれぞれ8個のチャネル12からなるが、ヘッドチップ1中のチャネル列を構成するチャネル12の数は何ら限定されない。
In the
各チャネル12の内面には駆動電極13が形成されている。駆動電極13を形成する金属は、Ni、Co、Cu、Al等があり、電気抵抗の面からはAlやCuを用いることが好ましいが、腐食や強度、コストの面からNiが好ましく用いられる。また、Alの上に更にAuを積層した積層構造としてもよい。
A
駆動電極13の形成は、蒸着法、スパッタリング法、めっき法、CVD(化学気相反応法)等の真空装置を用いた方法等によって金属被膜を形成する方法が挙げられるが、めっき法によるものが好ましく、特に無電解めっきにより形成することが好ましい。無電解めっきによれば、均一且つピンホールフリーの金属被膜を形成することができる。めっき膜の厚みは0.5〜5μmの範囲が好ましい。
Examples of the formation of the
ヘッドチップ1の後面には、各チャネル12の駆動電極13から引き出された接続電極14が形成されている。接続電極14の形成は、蒸着又はスパッタリングによって行うことができる。
On the rear surface of the
ノズルプレート2は、ヘッドチップ1の各チャネル12の出口に対応する位置にそれぞれノズル21が開設されており、接続電極14が形成されたヘッドチップ1の前面にエポキシ系接着剤を用いて接合される。従って、各チャネル12の入口、出口及びノズル21が直線状に配置される。
The nozzle plate 2 is provided with
配線基板3は、ヘッドチップ1の各駆動電極13に図示しない駆動回路からの駆動電圧を印加する配線を接続するための板状の部材である。この配線基板3に用いられる基板には、非分極のPZTやAlN−BN、AlN等のセラミックス材料からなる基板、低熱膨張のプラスチックやガラスからなる基板、ヘッドチップ1に使用されている圧電素子の基板材料と同一の基板材料を脱分極した基板等を用いることができる。好ましくは、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ1の歪み等の発生を抑えるため、未分極のPZTを基準にして±3ppm以内の熱膨張係数の差を持つ材料を選定することである。
The
配線基板3を構成する基板は1枚板状のものに限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
The substrate constituting the
この配線基板3は、ヘッドチップ1の後面よりも大きな面積を有しており、ヘッドチップ1のチャネル12の並び方向(チャネル列方向)と直交する方向(図中のB方向)に延び、ヘッドチップ1からそれぞれ大きく張り出しており、各張り出し端が図示しないFPC等を接続するための配線接続部31、31となっている。また、配線基板3は、ヘッドチップ1のチャネル12の並び方向(図中のA方向)にもそれぞれ大きく張り出している。
The
配線基板3のほぼ中央部には開口部32が貫通形成されている。この開口部32は、ヘッドチップ1の後面に臨む全チャネル12の入口側を露呈させることができる程度の大きさに形成されている。
An
開口部32の形成方法としては、基板材料に応じて、ダイシングソーで加工する方法、超音波加工機で加工する方法、焼結前のセラミックスを型成形し、焼成する方法、サンドブラストにより形成する方法等が採用できる。
As a method for forming the
配線基板3のヘッドチップ1との接合面側となる表面に、ヘッドチップ1の後面に形成された各接続電極14と同数及び同ピッチで配線電極33が形成され、開口部32の周縁から各配線接続部31、31に延び、配線基板3の外縁まで至っている。この配線電極33は、FPC等が接合される際、FPC等に形成されている各配線と電気的に接続し、駆動回路からの駆動電圧を接続電極14を介してチャネル12内の駆動電極13に印加するための電極として機能する。
配線電極33の形成は、配線基板3の表面にスピンコート法によりポジレジストをコーティングし、その後、このポジレジストをストライプ状のマスクを用いて露光し、現像することにより、ストライプ状のポジレジストの間に接続電極14と同数及び同ピッチで配線基板3の表面を露呈させ、その表面に、蒸着法やスパッタリング法等によって電極形成用の金属によって金属被膜を形成することにより行うことができる。電極形成用の金属としては、接続電極14と同一のものを使用することができる。
The
なお、配線基板3の表面には、配線電極33の他に、ヘッドチップ1を位置決めするための位置決め用金属薄膜パターン34が、各配線電極33と平行に形成されている。この位置決め用金属薄膜パターン34は、ヘッドチップ1との接合時にはヘッドチップ1の後面とは接合せず、ヘッドチップ1のチャネル列方向に沿うA方向の位置決めを行う際に使用される。
In addition to the
図1中、配線基板3の表面において破線で示す領域は、ヘッドチップ1の接合領域35であり、配線基板3の表面には、このヘッドチップ1の接合領域35の外周縁に接するように、複数の突起36が形成されている。
In FIG. 1, a region indicated by a broken line on the surface of the
図1では最小数である3個の突起36a、36b、36cが形成されている例を示している。この3個の突起36a、36b、36cは、配線基板3に接合されるヘッドチップ1の側壁面のうちの隣接する2面1A、1Bに対応する接合領域35の各周縁35a、35bの2辺に接するように配置されている。すなわち、ここでは、一方の配線電極33が配列されている側の周縁35aに接する2個の突起36a、36bと、位置決め用金属薄膜パターン34が形成されている側の周縁35bに接する突起36cとを有している。少なくとも3個の突起36a、36b、36cがこのように配置されていれば、配線基板3の表面におけるヘッドチップ1の2次元の位置(A方向とB方向の位置)を確実に決めることができる。
FIG. 1 shows an example in which three
配線電極33が配列されている側に設けられている2つの突起36a、36bは、配線電極33上に形成されている。また、位置決め用金属薄膜パターン34が形成されている側に設けられている1つの突起36cは、その位置決め用金属薄膜パターン34の上に形成されている。
Two
これら配線電極33及び位置決め用金属薄膜パターン34の上に形成される各突起36の断面形状は特に問わず、台形状、四角形状、半球状、球状等とすることができる。本明細書では半球状とした突起36を図示している。
The cross-sectional shape of each
このような突起36はバンプによって形成することが好ましい。通常バンプは、配線の膜厚の微小な相違を補い、電気的接続の信頼性の向上を図るために用いられるが、バンプによれば、配線電極33及び位置決め用金属薄膜パターン34の上に簡単に突起36を形成することができる。
バンプは、はんだバンプや金、アルミニウム、銅等を用いたワイヤボンディング等の通常のバンプ形成方法によって形成することができる。 The bump can be formed by a normal bump forming method such as solder bonding, wire bonding using gold, aluminum, copper or the like.
また、バンプは、はんだリフローによって形成することも好ましい。はんだリフローでは、配線電極33又は位置決め用金属薄膜パターン34上に所定厚さ(例えば30〜70μm厚)のはんだペーストを印刷、めっき等によって設け、その後はんだが溶融する温度まで熱風をかける等によって昇温させることにより、球状のバンプを形成することができる。はんだペーストの印刷は、インクジェット塗布することによって行うことも可能であり、正確な位置精度でバンプを形成することができる。
The bumps are preferably formed by solder reflow. In the solder reflow, a solder paste having a predetermined thickness (for example, 30 to 70 μm thickness) is provided on the
図3は、図1中の(iii)−(iii)線に沿う断面図であり、同図に示すように、このような突起36の配線基板3表面からの突出高さhは、配線電極33の幅w(図1参照)の1/2以上であることが好ましい。突起36の高さhを配線電極33の幅の1/2以上とすることで、位置決め時のヘッドチップ1に対する引っかかりが良好であると共に、ヘッドチップ1の側面に若干はみ出る電極との接点にもかかるため、電気的な接続も良好となる。また、加熱接着の際の接着剤の流出を軽減する壁の役割を果たすこともできる。
3 is a cross-sectional view taken along line (iii)-(iii) in FIG. 1. As shown in FIG. 3, the protrusion height h of the
上限は、突起36をバンプ等の金属によって形成する場合は、隣接する配線電極33同士のショートの危険を避けるため、配線電極33の幅の3/2未満とすることが好ましい。
When the
このような配線基板3の表面にヘッドチップ1を接合する際、予め接合領域35に異方性導電接着剤を塗布した後、図4(a)に示すように、配線基板3の表面にヘッドチップ1の後面を載置し、まず、配線電極33上に形成されている2個の突起36a、36bに向けて、ヘッドチップ1の側壁面1Aを配線基板3の表面に対して平行に移動させて押し付け、ヘッドチップ1を突起36a、36bに突き当てる。
When the
次いで、図4(b)に示すように、この配線電極33上の2個の突起36a、36bに突き当てた状態のヘッドチップ1の側壁面1Bを、位置決め用金属薄膜パターン34上に形成されている突起36cに向けて、配線基板3の表面に対して平行に移動させて押し付け、ヘッドチップ1を残りの1個の突起36cに突き当てる。これによって、図5に示すように、ヘッドチップ1は配線基板3の表面に対する2次元の位置が所定位置に位置決めされて接合される。従って、完成されたインクジェットヘッドは、複数の突起36によってヘッドチップ1の側壁面が位置決めされているため、配線基板3に対するヘッドチップ1の位置精度が高く確保される。
Next, as shown in FIG. 4B, the
このように、配線基板3の表面に対するヘッドチップ1の位置決めは、配線基板3の表面に形成された突起36へのヘッドチップ1の突き当てによって行うので、従来のように顕微鏡観察によって行う場合のように、位置決めのために複数の点を観察する必要はなく、また、位置決めのためのXYθの調整が不要となり、位置決め作業が簡単且つ確実に短時間で行えるようになる。また、位置決めされたヘッドチップ1は、複数の突起36によって周囲が支えられるようになるため、ハンドリング時において位置ずれを起こす心配も少ない。
As described above, the positioning of the
以上の態様では、突起36は最小数である3個を例示したが、3個以上であってもよい。また、突起36は、一方に配列されている配線電極33側だけでなく、他方に配列されている配線電極33側にも同様に形成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the minimum number of
更に、突起36は配線電極33上にそれぞれ形成するようにしてもよい。このとき、一方に配列されている配線電極33のみではなく、図6に示すように、全ての配線電極33上に形成することも好ましい。このように突起36を全ての配線電極33上に形成した場合は、ヘッドチップ1の各接続電極14と配線電極33との間に塗布された接着剤の外部への流れ出しに対して、この突起36が抵抗となって遮る壁として働くため、最小数で突起36を設ける場合に比べて、ヘッドチップ1と配線基板3とをより確実に接合することができる。
Further, the
この場合、突起36が半球状又は球状であると、図6に示すようにヘッドチップ1を配線電極33上にそれぞれ配列されている突起列の間に載置する際、突起36の表面を案内面として、ヘッドチップ1を突起36の基部の接合領域35に円滑に案内することができる。
In this case, if the
また、突起36を半球状のバンプによって形成した場合には、図7に示すように、突起36の基部表面にヘッドチップ1の後面に形成された接続電極14の端面14aが突き当たるようになるため、この接続電極14と配線電極33との電気的接続の確実性が増す効果も得られる。
Further, when the
図8は、配線基板3の更に他の態様を示している。この態様では、配線電極33側の突起36は、配線電極33の上ではなく、隣接する配線電極33の間に配置されている。この態様は、配線電極33の配列ピッチが大きく、隣接する配線電極33間のスペースが十分に広い場合に特に有効である。ここでは、各配線電極33の間に配置されているが、位置決め用金属薄膜パターン34上に形成されている突起36を含めて少なくとも3個形成されていればよい。
FIG. 8 shows still another aspect of the
図8のように突起36を各配線電極33の間に配置する場合は、ヘッドチップ1と配線基板3との間に塗布された接着剤が、各突起36が隣接する配線基板33間の隙間から外部に流れ出そうとする際の堰として機能するため、最小数で突起36を設ける場合に比べて、ヘッドチップ1と配線基板3とをより確実に接合することができ、ヘッドチップ1と配線基板3との間の接着剤による封止を確実にすることができて、インク漏れの発生のおそれもなくなる。
When the
また、突起36を半球状又は球状とすれば、上述の場合と同様、突起36の表面を案内面として、ヘッドチップ1を突起36の基部の接合領域35に円滑に案内することができる。
If the
このように突起36を隣接する配線電極33の間に配置する場合、突起36の高さ及び幅は、隣接する配線電極33同士のショートを防止するため、配線電極33の配列ピッチとヘッドチップ1を突き当てる際の突き当たり具合を勘案して適宜決められる。
When the
図9は、配線基板3の更に他の態様を示している。この態様では、全ての突起36は、配線基板33の配列されている領域以外の領域に設けられている。すなわち、1個の突起36cは、位置決め用金属薄膜パターン34の上に形成されている点で、以上の態様と共通するが、配線基板3の表面に、配線電極33、位置決め用金属薄膜パターン34の他に、接合領域35の外周縁に沿うように位置決め用金属薄膜パターン37を形成し、この位置決め用金属薄膜パターン37の上に他の2個の突起36d、36eを形成している。
FIG. 9 shows still another aspect of the
位置決め用金属薄膜パターン37は、ヘッドチップ1の対向する側壁面に対応する位置に形成されているが、ヘッドチップ1の同一の側壁面に対応する位置に形成されていてもよい。
The positioning metal
なお、以上説明したヘッドチップ1は、チャネル列が2列の場合であるが、チャネル列は1列のみであってもよく、また、3列以上の複数列であってもよい。
The
1:ヘッドチップ
1A、1B:側壁面
11:駆動壁
12:チャネル
13:駆動電極
14:接続電極
2:ノズルプレート
21:ノズル
3:配線基板
31:配線接続部
32:開口部
33:配線電極
34、37:位置決め用金属薄膜パターン
35:接合領域
35a、35b:周縁
36:突起
1:
Claims (21)
前記配線基板の表面に、該配線基板に接合された前記ヘッドチップの接合面の外周縁に当接するように、複数の突起が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 Drive walls made of piezoelectric elements and channels are alternately arranged, and outlets and inlets of the channels are arranged on the front and rear surfaces, respectively, and connection electrodes electrically connected to the drive electrodes formed on the inner surfaces of the channels are provided. In an inkjet head having a head chip formed on the rear surface, and a wiring substrate formed by arranging wiring electrodes bonded to the rear surface of the head chip and electrically connected to the connection electrodes,
An inkjet head, wherein a plurality of protrusions are formed on a surface of the wiring board so as to abut on an outer peripheral edge of a bonding surface of the head chip bonded to the wiring board.
前記配線基板の表面に突起を形成し、前記ヘッドチップの側壁面を前記突起に向けて押し付けて該ヘッドチップを前記突起に突き当てることにより、前記ヘッドチップを前記配線基板の表面に対して所定位置に位置決めすることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 Drive walls made of piezoelectric elements and channels are alternately arranged, and outlets and inlets of the channels are arranged on the front and rear surfaces, respectively, and connection electrodes electrically connected to the drive electrodes formed on the inner surfaces of the channels are provided. Manufacture of an inkjet head having a head chip formed on the rear surface, and a wiring substrate on which wiring electrodes are bonded to the rear surface of the head chip using an adhesive and electrically connected to the connection electrodes In the method
Protrusions are formed on the surface of the wiring substrate, and the head chip is pressed against the surface of the wiring substrate by pressing the side wall surface of the head chip toward the protrusions and abutting the head chip against the protrusions. A method for manufacturing an ink jet head, comprising positioning at a position.
前記ヘッドチップとの接合領域の外周縁と接する位置に、複数の突起が形成されていることを特徴とするヘッドチップ実装用配線基板。 A wiring board on which a wiring electrode is arranged on the surface, and the head chip is bonded and mounted using an adhesive so that the wiring electrode and the electrode arranged on the surface of the head chip are electrically connected. And
A wiring board for mounting a head chip, wherein a plurality of protrusions are formed at positions in contact with an outer peripheral edge of a bonding region with the head chip.
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