CN105966069B - 液体喷射头以及液体喷射头的制造方法 - Google Patents

液体喷射头以及液体喷射头的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够在使密封板上所形成的配线的电阻降低的同时使配线区域减小的液体喷射头、以及液体喷射头的制造方法。所述液体喷射头具备密封板(33)，在所述密封板(33)的第一面(41)上连接有具备多个压电元件(32)的压力室形成基板(29)，在与第一面(41)为相反侧的第二面(42)上设置有输出对压电元件(32)进行驱动的信号的驱动IC34，在密封板(33)的第二面(42)上形成有向压电元件(32)供给电力的电源配线(53)，电源配线(53)的至少一部分被埋设在密封板(33)内，并且其表面在第二面侧(42)露出。

Description

液体喷射头以及液体喷射头的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具备配线基板的液体喷射头以及液体喷射头的制造方法，该配线基板上形成有与驱动IC(Integrated Circuit：集成电路)连接的配线。
背景技术
虽然作为具备液体喷射头的液体喷射装置，存在例如喷墨式打印机或喷墨式绘图仪等的图像记录装置，但是最近，其发挥能够将极少量的液体准确地喷落在预定位置这一特长从而也被应用在各种制造装置中。例如，将其应用于对液晶显示器等的滤色器进行制造的显示器制造装置中、形成有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器或FED(面发光显示器)等的电极的电极形成装置中、制造生物芯片(生物化学元件)的芯片制造装置中。而且，在图像记录装置用的记录头中喷射液状的油墨，在显示器制造装置用的颜色材料喷射头中喷射R(Red：红色)、G(Green：绿色)、B(Blue：蓝色)的各颜色材料的溶液。此外，在电极形成装置用的电极材料喷射头中喷射液状的电极材料，在芯片制造装置用的生体有机物喷射头中喷射生体有机物的溶液。
上述的液体喷射头以如下方式而构成，即，将形成有与喷嘴连通的压力室的压力室形成基板、使压力室内的液体产生压力变动的压电元件(驱动元件的一种)以及以相对于该压电元件而隔开间隔的方式而配置的密封板层压而构成。上述的压电元件通过从驱动IC(也称之为驱动器IC)所供给的驱动信号而被驱动。该驱动IC以往被设置在液体喷射头的外侧。例如，已知有在与液体喷射头连接的柔性基板上设置驱动IC的技术(例如，参照专利文献1)。
近年来，随着液体喷射头的小型化而开发出了一种将驱动IC接合在对压电元件进行覆盖的密封板上的技术。在这种结构中，在密封板的一侧(驱动IC侧)的表面上形成向驱动IC供给电力的配线。然而，当喷嘴的数量随着喷嘴的高密度化而增加时，向驱动IC供给的电力会增大。因此探讨了使在密封板上形成的配线的电气电阻(以下，仅称为电阻)降低的方法。但是，当为了使配线的电阻降低而增加配线的宽度时，配线区域会增大。因此，以不改变密封板的大小的方式而使配线的电阻降低较为困难。
本发明是鉴于这种实际情况而完成的，其目的在于，提供一种能够使形成在密封板等的配线基板上的配线的电阻降低，并且能够使配线区域减小的液体喷射头以及液体喷射头的制造方法。
专利文献1：日本特开2011-115972号公报
发明内容
本发明的液体喷射头为了达成上述目的而提出，其特征在于，具备：配线基板,在其第一面上连接有具备多个驱动元件的驱动元件形成基板，在与所述第一面为相反侧的第二面上设置有输出对所述驱动元件进行驱动的信号的驱动IC，在所述配线基板的所述第二面上形成有向所述驱动元件供给电力的配线，所述配线的至少一部分被埋设在所述配线基板内，并且其表面在所述第二面侧露出。
根据该结构，由于将配线埋设在配线基板内，因此能够在不使配线的宽度增加的条件下使配线的截面积增大。由此，能够降低配线的电阻。此外，由于能够尽可能地使配线的宽度变窄，因此配线布局的自由度增加，进而能够使配线区域减小。并且，由于配线的表面在第二面侧露出，因此能够在不另行设置配线以外的端子的条件下直接将驱动IC的凸块电极连接在该配线上。其结果为，能够缩短配线距离，并降低配线电阻。
此外，在上述结构中，优选为，所述配线具备：埋设配线，其由被埋设在所述配线基板内的导电材料构成；表层配线，其由与对该埋设配线的所述第二面侧进行覆盖的所述导电材料不同的导电材料构成。
根据该结构，能够对由于环境的变化而导致埋设配线的电气特性发生变化的情况进行抑制。此外，能够对由于搬运等而导致的埋设配线断线的情况进行抑制。由此，能够提供可靠性较高的液体喷射头。
并且，在上述结构中的优选为，所述驱动IC在第一方向上具备多个电路模块与凸块电极，所述电路模块生成个别地对所述驱动元件进行驱动的信号，所述凸块电极被连接在所述电路模块上，所述配线在所述第一方向上延伸设置，并与所述多个凸块电极连接。
根据该结构，由于通过沿着作为电路模块的并排设置方向的第一方向而形成的多个凸块电极而对配线与电路模块进行连接，因此能够对向各电路模块供给的电力降低的情况进行抑制。由此，能够将向并排设置的各电路模块供给的电力统一为大致均等。
此外，本发明的液体喷射头的制造方法为如下液体喷射头的制造方法，其特征在于，所述液体喷射头具备配线基板，在所述配线基板的第一面上连接有具备多个驱动元件的驱动元件形成基板，在与所述第一面为相反侧的第二面上设置有输出对所述驱动元件进行驱动的信号的驱动IC，并且所述配线基板上形成有在所述第二面向所述驱动元件供给电力的配线、与对所述第一面与所述第二面之间进行连接的贯穿配线，所述液体喷射头的制造方法包括：配线基板加工工序，形成在所述配线基板的所述第二面上向板厚方向凹陷的凹部、和将所述配线基板贯穿的贯穿孔；配线形成工序，形成通过在所述凹部内埋设导电材料而获得的所述配线、和通过在所述贯穿孔内埋设导电材料而获得的所述贯穿配线。
根据该方法，能够制造埋设于配线基板内的配线。由此，能够无需使配线的宽度增加而使配线的截面积增大。此外，由于能够以相同工序而形成配线与贯穿配线，因此配线基板的制造变得较容易。并且，能够以较低成本来制造配线基板。
此外，在上述方法中，优选为，在所述配线形成工序中，通过电镀法而在所述凹部内和所述贯穿孔内形成导电材料。
根据该结构，能够更容易地形成配线以及贯穿配线。其结果为，配线基板的制造变得更容易。此外，能够以更低成本来制造配线基板。
并且，在上述各方法中，优选为，包括表层配线形成工序，在所述表层配线形成工序中，通过与所述导电材料不同的导电材料而对被埋设在所述配线基板内的所述配线的所述第二面侧进行覆盖。
根据该结构，能够对由于环境的变化而导致的配线的电气特性发生变化的情况进行抑制。此外，能够对由于搬运等而导致的配线断线的情况进行抑制。由此，能够提供可靠性较高的液体喷射头。
附图说明
图1为对打印机的结构进行说明的立体图。
图2为对记录头的结构进行说明的剖视图。
图3为对电子设备的主要部分进行了放大的剖视图。
图4为对电源配线与电路模块的连接进行说明的立体图。
图5(a)为对以往的电源配线与电路模块的连接进行说明的模式图，(b)为对本实施方式中的电源配线与电路模块的连接进行说明的模式图。
图6为对密封板的制造过程进行说明的剖视图。
图7为对密封板的制造过程进行说明的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来对用于实施本发明的方式进行说明。另外，虽然在以下所叙述的实施的方式中，作为本发明的优选的具体例而被进行了各种限定，但只要在以下的说明中没有特别的对本发明进行限定的记载，则本发明的范围并不限于这些方式。此外，在下文中，例举作为液体喷射装置的一种的喷墨式打印机(以下，称之为打印机)来进行说明，所述液体喷射装置搭载了作为本发明所涉及的液体喷射头的一种的喷墨式记录头(以下，称之为记录头)。
参照图1来对打印机1的结构进行说明。打印机1为对记录纸等记录介质2(喷落对象的一种)的表面喷射油墨(液体的一种)从而实施图像等记录的装置。该打印机1具备记录头3、安装有该记录头3的滑架4、使滑架4在主扫描方向上移动的滑架移动机构5、将记录介质2向副扫描方向传送的输送机构6等。在此，上述的油墨被贮留在作为液体供给源的墨盒7中。该墨盒7相对于记录头3而以可拆装的方式被安装。另外，也可以采用如下结构，即，将墨盒配置在打印机的主体侧并从该墨盒通过油墨供给管而向记录头供给油墨。
上述的滑架移动机构5具备正时皮带8。而且，该正时皮带8通过DC电机等的脉冲电机9而被驱动。因此，在脉冲电机9工作时，滑架4通过被架设于打印机1上导向杆10而被引导，从而在主扫描方向(记录介质2的宽度方向)上进行往复移动。滑架4在主扫描方向上的位置通过作为位置信息检测单元的一种的线性编码器(未图示)而被检测出。线性编码器将该检测信号、即编码器脉冲(位置信息的一种)向打印机1的控制部发送。
此外，在滑架4的移动范围内的与记录区域相比靠外侧的端部区域处，设定有成为滑架4的扫描的基点的初始位置。在该初始位置处，从端部侧起而依次配置有对被形成在记录头3的喷嘴面(喷嘴板21)上的喷嘴22进行密封的盖部件11以及用于对喷嘴面进行擦拭的擦拭单元12。
接下来，对记录头3进行说明。图2为对记录头3的结构进行说明的剖视图。如图2所示，本实施方式中的记录头3以层压有电子设备14及流道单元15的状态而被安装在头外壳16内。另外，为了便于说明，将各部件的层压方向作为上下方向而进行说明。
头外壳16为合成树脂制的箱体状部件，且其内部形成有向各压力室30供给油墨的贮液器18。该贮液器18为，贮存有多个并排设置的压力室30所共用的油墨的空间，并与并排设置为两列的压力室30的列相对应地形成有两个。另外，在头外壳16的上方处形成有将来自墨盒7侧的油墨向贮液器18导入的油墨导入通道(未图示)。此外，在头外壳16的下表面侧形成有从该下表面起凹陷至头外壳16的高度方向的中途的长方体状的收纳空间17。采用了如下结构，即，当在实施了定位的状态下将后述的流道单元15接合于头外壳16的下表面时，被层压在连通基板24上的电子设备14(压力室形成基板29、密封板33等)会被收纳在收纳空间17内。
被接合在头外壳16的下表面上的流道单元15具有连通基板24以及喷嘴板21。连通基板24为硅制的板材，在本实施方式中，其通过将表面(上表面以及下表面)的结晶表面方位设为(110)面的单晶硅基板来制作。如图2所示，在该连通基板24上通过蚀刻而形成有，与贮液器18连通并与各压力室30共通的贮留油墨的共通液室25、经由该共通液室25而分别将来自贮液器18的油墨向各压力室30个别地进行供给的个别连通通道26。共通液室25为沿着喷嘴列方向(相当于本发明中的第一方向)的长条状的空部，并且其以与并排设置有两列的压力室30的列对应的方式而形成有两列。该共通液室25由第一液室25a和第二液室25b构成，所述第一液室25a贯穿了连通基板24的板厚方向，所述第二液室25b在从连通基板24的下表面侧起朝向上表面侧而凹陷至该连通基板24的板厚方向上的中途并在上表面侧残留有薄板部的状态下形成。个别连通通道26在第二液室25b的薄板部上对应于压力室30而沿着该压力室30的并排设置方向形成有多个。该个别连通通道26在连通基板24与压力室形成基板29被接合了的状态下，与所对应的压力室30的长度方向的一侧的端部连通。
此外，在连通基板24的与各喷嘴22对应的位置处形成有贯穿连通基板24的板厚方向的喷嘴连通通道27。即，喷嘴连通通道27与喷嘴列对应地沿着该喷嘴列方向而形成有多个。通过该喷嘴连通通道27而使压力室30与喷嘴22连通。本实施方式中的喷嘴连通通道27在连通基板24与压力室形成基板29接合了的状态下与所对应的压力室30的长度方向的另一侧(个别连通通道26的相反侧)的端部连通。
喷嘴板21为被接合在连通基板24的下表面(压力室形成基板29的相反侧的面)上的硅制的基板(例如，单晶硅基板)。在本实施方式中，通过该喷嘴板21而对成为共通液室25的空间的下表面侧的开口进行密封。此外，在该喷嘴板21上，多个喷嘴22被开设为直线状(列状)。在本实施方式中，与形成为两列的压力室30的列相对应地形成有两列喷嘴列。在该并列设置的多个喷嘴22(喷嘴列)中，从一端侧的喷嘴22起至另一端侧的喷嘴22以与点形成密度对应的间距(例如，600dpi)而沿着与主扫描方向正交的副扫描方向等间隔地设置。另外，将喷嘴板21接合于连通基板的从共通液室起向内侧偏离的区域中，并能够通过例如具有可挠性的可塑性基板等的部件而对成为共通液室的空间的下表面侧的开口进行密封。以此方式，能够尽可能地将喷嘴板设为较小。
本实施方式的电子设备14为，作为使各压力室30内的油墨产生压力变动的致动器而发挥作用的薄板状的装置。如图2所示，该电子设备14通过使压力室形成基板29、振动板31、压电元件32、(相当于本发明中的驱动元件)、密封板33以及驱动IC34层压而被单元化。另外，电子设备14以能够被收纳在收纳空间17内的方式而被形成为与收纳空间17相比而较小。
压力室形成基板29为硅制的硬质的板材，在本实施方式中，其通过将表面(上表面以及下表面)的结晶面方位设为(110)面的单晶硅基板而制作出。在该压力室形成基板29上，通过蚀刻而将一部分在板厚方向上完全去除，从而沿着喷嘴列方向而并排设置有多个应当成为压力室30的空间。该空间的下方通过连通基板24而被划分出，上方通过振动板31而被划分出，从而构成了压力室30。此外，该空间即压力室30以与形成为两列的喷嘴列对应的方式而被形成为两列。各压力室30在与喷嘴列方向正交的方向上为长条状的空部，并且其长度方向的一侧的端部与个别连通通道26连通，而另一侧的端部与喷嘴连通通道27连通。
振动板31为具有弹性的薄膜状的部件，其被层压在压力室形成基板29的上表面(连通基板24侧的相反侧的面)上。通过该振动板31而对应当成为压力室30的空间的上部开口进行密封。换言之，通过振动板31而划分出压力室30。该振动板31中的与压力室30(详细而言，压力室30的上部开口)对应的部分作为随着压电元件32的挠曲变形而在与喷嘴22远离的方向或接近的方向上位移的位移部而发挥功能。即，振动板31的与压力室30的上部开口对应的区域成为容许挠曲变形的驱动区域35。另一方面，振动板31中的从压力室30的上部开口偏离了的区域成为阻碍挠曲变形的非驱动区域36。
另外，振动板31由例如弹性膜和绝缘体膜构成，所述弹性膜由被形成在压力室形成基板29的上表面上的二氧化硅(SiO2)构成，所述绝缘体膜由被形成在该弹性膜上的氧化锆(ZrO2)构成。而且，在该绝缘膜上(振动板31的与压力室形成基板29侧为相反侧的面)的与各压力室30对应的区域、即驱动区域35内分别层压有压电元件32。各压电元件32以与沿着喷嘴列方向而并排设置为两列的压力室30对应的方式而沿着该喷嘴列方向形成有两列。另外，压力室形成基板29以及层压于其上的振动板31相当于本发明中的驱动元件形成基板。
本实施方式的压电元件32为所谓挠曲模式的压电元件。该压电元件32通过在例如振动板31上依次层压下电极层37(个别电极)、压电体层以及上电极层(共通电极)而形成。当在以该方式而构成的压电元件32的下电极层37和上电极层之间被施加有与两电极的电位差对应的电场时，所述压电元件32会在与喷嘴22远离的方向或者近接的方向上挠曲变形。如图2所示，构成压电元件32的下电极层被延伸设置至与压电元件32相比靠外侧的非驱动区域36，并构成个别配线37。另一方面，构成压电元件32的上电极层被延伸设置至压电元件32的列之间的非驱动区域36，并构成共通配线38。即，在压电元件32的长度方向上，在与该压电元件32相比靠外侧处形成个别配线37，并在内侧处形成了共通配线38。而且，在该个别配线37以及共通配线38上分别接合有所对应的树脂核凸块40(后述)接合。另外，在本实施方式中，从一侧的压电元件32的列延伸设置的共通配线38与从另一侧的压电元件32的列延伸设置的共通配线38会在压电元件32的列之间的非驱动区域36连接。即，在压电元件32的列之间的非驱动区域36处形成有与两侧的压电元件32共通的共通配线38。
如图2所示，密封板33(相当于本发明中的配线基板)为，以相对于振动板31(或者压电元件32)而隔开间隔的方式被配置的平板状的硅基板。在本实施方式中，其通过将表面(上表面以及下表面)的结晶面方位设为(110)面的单晶硅基板而制作出。在该密封板33的与作为振动板31一侧的表面的第一面41(下表面)为相反侧的第二面42(上表面)上，配置有输出对压电元件32进行驱动的信号的驱动IC34。即，在密封板33的第一面41上连接有层压了压电元件32的振动板31，在第二面42上设置有驱动IC34。
本实施方式中的密封板33的第一面41上形成有将来自驱动IC34等的驱动信号向压电元件32侧输出的多个树脂核凸块40。如图2所示，该树脂核凸块40沿着喷嘴列方向而分别在如下的位置处形成有多个，即，与延伸设置至一方的压电元件32的外侧处的一方的个别配线37对应的位置处、与延伸至另一方的压电元件32的外侧处的另一方的个别配线37对应的位置处、以及和与形成于双方的压电元件32的列之间的多个压电元件32共通的共通配线38对应的位置处。而且，各树脂核凸块40分别与所对应的个别配线37以及共通配线38连接。
本实施方式中的树脂核凸块40具有弹性，其从密封板33的表面朝向振动板31侧突出设置。具体而言为，如图2所示，树脂核凸块40具备：具有弹性的内部树脂40a、对内部树脂40a的至少一部分的表面进行覆盖的由下表面侧配线47构成的导电膜40b。该内部树脂40a在密封板33的表面上沿着喷嘴列方向而被形成为突条。此外，与个别配线37导通的导电膜40b以与沿着喷嘴列方向而并排设置的压电元件32对应的方式沿着该喷嘴列方向而形成有多个。即，与个别配线37导通的树脂核凸块40沿着喷嘴列方向而形成有多个。各导电膜40b从内部树脂40a上向内侧(压电元件32侧)延伸，从而成为下表面侧配线47。而且，下表面侧配线47的与树脂核凸块40为相反侧的端部与后述的贯穿配线45连接。
如图2所示，本实施方式中的与共通配线38对应的树脂核凸块40在被埋设于密封板33的第一面41的下表面侧埋设配线51上形成有多个。具体而言为，在沿着喷嘴列方向而延伸设置的下表面侧埋设配线51上，以与该下表面侧埋设配线51的宽度(与喷嘴列方向正交的方向上的尺寸)相比而较窄的宽度沿着相同方向而形成有内部树脂40a。而且，导电膜40b被形成为，从该内部树脂40a上向该内部树脂40a的宽度方向的两侧伸出，从而与下表面侧埋设配线51导通。该导电膜40b沿着喷嘴列方向而形成有多个。即，与共通配线38导通的树脂核凸块40沿着喷嘴列方向而形成有多个。另外，作为内部树脂40a而例如使用聚酰亚胺树脂等的树脂。此外，下表面侧埋设配线51由铜(Cu)等的金属构成。
如图2所示，此种密封板33与压力室形成基板29(详细而言为，层压有振动板31以及压电元件32的压力室形成基板29)在使树脂核凸块40介于其间的状态下，通过具有热硬化性和感光性双方的特性的感光性粘合剂43而被接合。在本实施方式中，在相对于喷嘴列方向而正交的方向上的各树脂核凸块40的两侧处形成有感光性粘合剂43。此外，各感光性粘合剂43在相对于树脂核凸块40而分离的状态下沿着喷嘴列方向而被形成为带状。另外，作为感光性粘合剂43而优选使用例如主要成分包含环氧树脂、丙烯树脂、苯酚树脂、聚酰亚氨树脂、硅酮树脂、苯乙烯树脂等的树脂。
此外，如图2所示，在密封板33的第二面42的中央部上形成有多个(在本实施方式中为四个)向驱动IC34供给电力(电源电压)等(例如，VDD1(低电压电路的电源)、VDD2(高电压电路的电源)、VSS1(低电压电路的电源)、VSS2(高电压电路的电源))的电源配线53(配线的一种)。各电源配线53沿着喷嘴列方向即驱动IC34的长度方向而延伸设置，并且在该长度方向上的端部处经由柔性电缆等的配线基板(未图示)而与外部电源等(未图示)连接。而且，在该电源配线53上电连接有与其对应的驱动IC34的电源凸块电极56(相当于本发明中的凸块电极)。另外，对于电源配线53与电源凸块电极56的连接位置会在后文中详细叙述。
并且，如图2所示，在密封板33的第二面42的两端侧的区域(从形成电源配线53的区域朝向外侧偏离的区域)上形成有与驱动IC34的个别凸块电极57连接，并输入有来自该驱动IC34的信号的个别连接端子54。该个别连接端子54以与压电元件32对应的方式而沿着喷嘴列方向形成有多个。从各个别连接端子54朝向内侧(压电元件32侧)而延伸设置有上表面侧配线46。该上表面侧配线46的与个别连接端子54侧为相反侧的端部经由后文所述的贯穿配线45而与其所对应的下表面侧配线47连接。
贯穿配线45为对密封板33的第一面41与第二面42之间进行连接的配线，其由贯穿孔45a和导体部45b构成，所述贯穿孔45a在板厚方向上贯穿密封板33，所述导体部45b由在该贯穿孔45a的内部所形成的金属等的导体构成。本实施方式的导体部45b由铜(Cu)等的金属构成，并填充于贯穿孔45a内。该导体部45b中的向贯穿孔45a的第一面41侧的开口部露出的部分通过所对应的下表面侧配线47而被覆盖。另一方面，导体部45b中的向贯穿孔45a的第二面42侧的开口部露出的部分通过所对应的上表面侧配线46而被覆盖。因此，通过贯穿配线45而将从个别连接端子54延伸设置的上表面侧配线46和从与其对应的树脂核凸块40延伸设置的下表面侧配线47电连接。即，通过由上表面侧配线46、贯穿配线45以及下表面侧配线47构成的一系列的配线而将个别连接端子54与树脂核凸块40连接。另外，贯穿配线45的导体部45b无需填充在贯穿孔45a内，只要将其形成在贯穿孔45a内的至少一部分上即可。
驱动IC34为用于对压电元件32进行驱动的IC芯片，其经由各向异性导电薄膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)等的粘合剂59而被层压在密封板33的第二面42上。如图2所示，在该驱动IC34的密封板33侧的表面上，沿着喷嘴列方向而并排设置有多个与电源配线53连接的电源凸块电极56以及与个别连接端子54连接的个别凸块电极57。通过该电源凸块电极56而将来自电源配线53的电压(电力)向被形成在驱动IC34内的电路模块61(参照图4)供给。电路模块61为生成用于对各压电元件32进行个别驱动的信号(驱动信号)的电路，并且其沿着喷嘴列方向而形成有多个。在各电路模块61的输出侧连接有个别凸块电极57，来自各电路模块61的信号经由在各个别凸块电极57、各个别连接端子54以及密封板33上所形成的配线等而向所对应的压电元件32输出。本实施方式中的个别凸块电极57以及电路模块61以与被并排设置为两列的压电元件32的列对应的方式而在电源凸块电极56的两侧形成为两列。另外，在个别凸块电极57的列内，将相邻的个别凸块电极57的中心间距离(即间距)尽可能地形成为较小，在本实施方式中，将其形成为与树脂核凸块40的间距相比而较小。
并且，在以上述方式而形成的记录头3中，将来自墨盒7的油墨经由油墨导入通道、贮液器18、共通液室25以及个别连通通道26而向压力室30导入。在该状态下，通过将来自驱动IC34的驱动信号经由在密封板33上形成的各配线而向压电元件32供给，从而使压电元件32驱动并在压力室30中产生压力变动。通过利用该压力变动，从而使记录头3经由喷嘴连通通道27而从喷嘴22喷射油墨滴。
接下来，对电源配线53的结构以及电源配线53与电源凸块电极56的连接进行详细说明。图3为对电源配线53与驱动IC34的接合部进行说明的图，其为将电子设备14的主要部分放大了的剖视图。图4为对电源配线53与电路模块61的连接进行说明的模式图，其为从密封板33侧对驱动IC34进行观察时的立体图。另外，在图4中，省略了密封板33以及驱动IC34而仅表示有配线以及电路。此外，在下文中，着眼于多个电源配线53中的一个电源配线53而进行说明。
首先，对电源配线53的结构进行说明。电源配线53的至少一部分被埋设在密封板33内，并且其表面在第二面42侧露出。具体而言为，如图3所示，电源配线53具备上表面侧埋设配线50(相当于本发明中的埋设配线)和上表面侧配线46(相当于本发明中的表层配线)，所述上表面侧埋设配线50由在所述第二面42被埋设在密封板33内的导电材料构成，所述上表面侧配线46由对该上表面侧埋设配线50的第二面42侧进行覆盖的导电材料构成。本实施方式中的上表面侧埋设配线50和上表面侧配线46沿着喷嘴列方向而被延伸设置至驱动IC34的长度方向上的外侧，并在与驱动IC34相比靠外侧处与柔性电缆等连接。另外，作为上表面侧埋设配线50而使用了铜(Cu)等的金属。此外，作为上表面侧配线46而使用了与上表面侧埋设配线50不同的导电材料。作为该导电材料而优选为使用相对于环境(温度、湿度等)的变化的耐性与用于上表面侧埋设配线50的金属相比而更优异的金属，例如使用金(Au)等的金属。
以此方式，通过将电源配线53埋设在密封板33内，从而能够在不使电源配线53的宽度增加的条件下使电源配线53的截面面积增大。由此，能够使电源配线53的电阻降低。此外，由于能够尽可能地使电源配线53的宽度变窄，因此能够提高电源配线53的布局的自由度进而使配线区域减小。并且，由于能够进一步抑制电源配线53的距密封板33的表面的高度，因此能够对密封板33的表面的凹凸的情况进行抑制。由此，能够容易地将驱动IC34向密封板33进行安装。此外，由于电源配线53的表面在第二面42侧露出，因此能够在不设置电源配线53以外的端子条件下，在该电源配线53上直接连接驱动IC34的电源凸块电极56。其结果为，能够缩短从未图示的电源等起至驱动IC34的配线距离，从而降低配线电阻。除此之外，由于电源配线53的上表面侧埋设配线50通过上表面侧配线46而被覆盖，因此能够对因环境的变化而导致上表面侧埋设配线50的电气特性发生变化的情况进行抑制。此外，能够对由于搬运等而导致上表面侧埋设配线50断线的情况进行抑制。由此，能够提供一种可靠性较高的记录头3。
接下来，对电源配线53与电源凸块电极56的连接进行说明。如图3以及图4所示，在本实施方式中，将沿着喷嘴列方向而形成的多个电源凸块电极56直接连接在电源配线53(上表面侧配线46)上。换言之，在驱动IC34的下表面侧(密封板33侧)的表面上形成的电源凸块电极56与电源配线53(上表面侧配线46)的沿着喷嘴列方向的多个位置处连接。在此，各电源凸块电极56在驱动IC34内与沿着喷嘴列方向而并排设置的多个电路模块61中的至少一个以上的电路模块61连接。如图4所示，在本实施方式中，四个电路模块61经由驱动IC34内的连接配线62(例如，铝配线)而与一个电源凸块电极56连接。由此，从电源配线53所供给的电力经由各电源凸块电极56而被向各个电路模块61分配。其结果为，与以往的结构相比，能够对各电路模块61之间的电力差进行抑制，进而能够对从各喷嘴22喷射的油墨的喷射特性的差进行抑制。关于此点，会在下文中进行详细说明。
图5为针对电源配线53与电路模块61的连接而将本实施方式与现有的方式进行比较的图。图5(a)为表示本实施方式中的电源配线53与电路模块61的连接的模式图。图5(b)为表示现有的电源配线53与电路模块61的连接的模式图。
如图5(b)所示，在现有的密封板90上所形成的电源配线93并未沿着驱动IC91的电路模块95的并排设置方向(喷嘴列方向)而延伸，从而电源配线93与电源凸块电极92会在从电路模块95的列偏离了的位置处连接。而且，来自电源配线93的电力经由沿着电路模块95的并排设置方向而延伸的驱动IC91内的连接配线94(例如，铝配线)而向各电路模块95供给。因此，由于驱动IC91内的连接配线94长度增加，从而该连接配线94的电阻增加，进而导致所供给的电力会随着电路模块95成为距电源凸块电极92较远的结构而降低。其结果为，从电路模块95输出的电压波形(驱动波形)会失真，从而压电元件的驱动特性会产生变化。而且，由于该驱动特性的变化，会导致油墨的喷射特性发生变化，从而从各喷嘴喷射的油墨的喷射特性会产生偏差。
相对于此，在本实施方式中，如图5(a)所示，由于电源配线53沿着电路模块61的并排设置方向而延伸，并经由在该方向上并排设置的多个电源凸块电极56而向各个电路模块61分配电力，因此能够对向各电路模块61所供给的电力降低的情况进行抑制。即，由于电源配线53被埋设在密封板33内，因此能够降低该电源配线53的电阻，从而能够对电力沿着电路模块61的并排设置方向降低的情况进行抑制。而且，能够通过将电源凸块电极56沿着电路模块61的并排设置方向而设置多个，并相对于电源配线53而设置多个接点，来缩短各电路模块61与电源配线53的配线距离，从而能够降低其间的电阻。由此，能够将向并排设置的各电路模块61所供给的电力统一为大致均等。另外，虽然在上述内容中，对一个电源配线53以及与其连接的电源凸块电极56进行了例示，但由于关于其它的电源配线53以及与其连接的电源凸块电极56也为相同情况，因此省略其说明。
接下来，对上述的记录头3尤其是密封板33的制造方法进行说明。本实施方式的电子设备14通过如下方式而获得，即，将形成有多个作为密封板33的区域的单晶硅基板(硅晶片)与形成有多个层压了振动板31以及压电元件32从而成为压力室形成基板29的区域的单晶硅基板(硅晶片)接合，将驱动IC34接合在所对应的位置，并且在此之后，实施切断并进行分片化。
若详细进行说明，则在密封板33侧的单晶硅基板33′中，首先，在配线基板加工工序中，通过光刻工序以及蚀刻工序而在单晶硅基板33′的两面上形成用于形成上表面侧埋设配线50与下表面侧埋设配线51的凹部64，并且形成贯穿密封板33的贯穿孔45a。具体而言，在单晶硅基板33′的任意一方的表面上对光刻胶进行图案形成处理，并实施干蚀刻从而形成朝向板厚方向凹陷的凹部64。同样地，在另一方的表面上对光刻胶进行图案形成处理，并实施干蚀刻从而形成朝向板厚方向凹陷的凹部64(参照图6(a))。接下来，对光刻胶进行图案形成处理，从而使单晶硅基板33′的表面上的形成有贯穿孔45a的位置露出。接下来，通过干蚀刻而在板厚方向上对该露出部进行打孔，从而形成贯穿孔45a。此后，将光刻胶剥离，并在贯穿孔45a的侧壁上形成绝缘膜(未图示)(图6(b)参照)。另外，作为绝缘膜的形成方法而能够使用通过CVD法、热氧化来形成硅氧化膜的方法、涂敷树脂并使其硬化的方法等各种方法。
接下来，在配线形成工序中，在凹部64内埋设导电材料65从而形成上表面侧埋设配线50以及下表面侧埋设配线51，并且在贯穿孔45a内埋设导电材料65从而形成贯穿配线45。具体而言，通过电镀法而在单晶硅基板33′的两面以及贯穿孔45a内形成成为上表面侧埋设配线50、下表面侧埋设配线51以及贯穿配线45的导体部45b的导电材料65。即，形成用于形成导电材料65的晶种层，并通过将晶种层作为电极而实施电镀铜来形成导电材料65(参照图6(c))。另外，优选为，在晶种层的下方形成提高与基板间的紧贴性以及阻隔性的膜。此外，优选为，作为晶种层，通过溅射法或CVD法而使用铜(Cu)来形成，作为紧贴膜或阻隔膜，通过溅射法或CVD法而使用钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钛钨(TiW)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)等来形成。并且，作为形成导电材料的方法，也可以不通过电镀铜，而通过无电镀或导电浆料的印刷等方法来将能够形成上下的导通的材料埋设于凹部64以及贯穿孔45a中而形成。
接下来，使用CMP(化学机械研磨)法来将在单晶硅基板33′的上表面上所析出的导电材料65(铜(Cu))去除，从而使单晶硅基板33′的表面露出。此外，通过背面研磨法等而将单晶硅基板33′的下表面去除至预定的厚度，最后通过使用CMP法等而对单晶硅基板33′进行研磨，从而使贯穿配线45的导体部45b露出(参照图7(a))。以此方式，在单晶硅基板33′上形成上表面侧埋设配线50、下表面侧埋设配线51以及贯穿配线45。在形成该配线50、51、45之后，在单晶硅基板33′的下表面形成上硅氧化膜等的绝缘膜(未图示)。然后，对光刻胶进行图案形成处理，并且在通过干蚀刻或湿蚀刻而使下表面侧埋设配线51以及贯穿配线45露出之后，将光刻胶剥离。此后，在单晶硅基板33′的下表面对树脂膜进行制膜，并在通过光刻工序以及蚀刻工序而形成内部树脂40a之后，通过加热而使该内部树脂40a溶融从而使该角圆滑(参照图7(b))。
在形成了内部树脂40a之后，在表层配线形成工序中，在单晶硅基板33′的上表面的整个面上形成由与上述的导电材料65不同的导电材料构成的再配线层，并通过利用光刻工序以及蚀刻工序而对再配线层进行图案形成处理，从而形成对上表面侧埋设配线50进行覆盖的上表面侧配线46。同样地，在单晶硅基板33′的下表面的整个面上形成由与上述导电材料65不同的导电材料构成的再配线层，并通过利用光刻工序以及蚀刻工序而对再配线层进行图案形成处理，从而形成对下表面侧埋设配线51进行覆盖的下表面侧配线47。另外，由于同时也会形成导电膜40b，因此也会形成树脂核凸块40(参照图7(c))。由此而在单晶硅基板33′上将作为与各个记录头3对应的密封板33的区域多个形成。另外，作为再配线层的材料而优选为，由金(Au)来形成最表面，但是并不限定于此，也可以使用一般情况下所使用的材料(Ti、Al、Cr、Ni、Cu等)来形成。此外，在密封板33上形成上表面侧配线46、下表面侧配线47以及贯穿配线45的方法并不限定于上述记载的方法，也能够通过可在通常情况下使用的制造方法来制成。
另一方面，在压力室形成基板29侧的单晶硅基板中，首先，将层压振动板31层压在表面(与密封板33侧对置的一侧的表面)上。接下来，通过半导体处理而依次对包括个别配线37的下电极层、包括压电体层以及共通配线38的上电极层等进行图案形成处理，从而形成压电元件32。由此，在单晶硅基板上，形成了多个成为与各个记录头3对应的压力室形成基板29的区域。然后，在于各个单晶硅基板上形成密封板33以及压力室形成基板29之后，在压力室形成基板29侧的单晶硅基板的表面(密封板33侧的表面)上对感光性粘合剂层进行制膜，并通过光刻工序而在预定的位置处形成感光性粘合剂43。具体而言为，通过使用旋转涂敷机等而将具有感光性以及热固化性的液体状的感光性粘合剂涂敷在振动板31上、并进行加热，从而形成感光性粘合剂层。然后，通过曝光以及显影而在预定的位置处对感光性粘合剂43的形状进行图案形成处理。
在形成感光性粘合剂43之后，对两单晶硅基板进行接合。具体而言，使任意一方的单晶硅基板朝向另一方的单晶硅基板侧而进行相对移动，从而将感光性粘合剂43夹在两单晶硅基板之间而粘在一起。在该状态下，克服树脂核凸块40的弹性恢复力而从上下方向对两单晶硅基板进行加压。由此而将树脂核凸块40压溃，从而能够可靠地使压力室形成基板29侧的个别配线37以及共通配线38等导通。然后，在加压的同时，将感光性粘合剂43加热至硬化温度。其结果为，在将树脂核凸块40压溃的状态下，使感光性粘合剂43硬化而从而将两单晶硅基板接合。
在将两单晶硅基板接合之后，从下表面侧(密封板33侧的单晶硅基板侧的相反侧)对压力室形成基板29侧的单晶硅基板进行研磨，从而使该压力室形成基板29侧的单晶硅基板变薄。此后，通过光刻工序以及蚀刻工序而在变薄了的压力室形成基板29侧的单晶硅基板上形成压力室30。然后，使用粘合剂59来将驱动IC34接合在密封板33侧的单晶硅基板侧的上表面侧。最后，沿着预定的切割线进行切割，从而切断为各个电子设备14。另外，虽然在上述的方法中，通过在对两张单晶硅基板进行接合之后实施分片化而制作出电子设备14，但是并不限定于此。例如，也可以首先分别对密封板33以及压力室形成基板29进行分片化，然后对其进行接合。此外，也可以在对各个单晶硅基板侧进行分片化之后，在该分片化的基板上形成密封板33以及压力室形成基板29。
而且，通过上述的过程而制造出的电子设备14使用粘合剂等而在流道单元15(连通基板24)中被定位从而被固定。而且，通过在将电子设备14收纳在头外壳16的收纳空间17中的状态下对头外壳16与流道单元15进行接合，从而制造出上述的记录头3。
以此方式，由于制造出了朝向板厚方向凹陷的凹部64，并且在该凹部64内埋设了导电材料65，因此能够制造出埋设于密封板33内的电源配线53。由此，能够在不使电源配线53的宽度增大的条件下，使电源配线53的截面积增大。其结果为，能够降低电源配线53的电阻。此外，由于能够以相同工序来形成电源配线53和贯穿配线45，因此密封板33的制造变得较容易。并且，变得能够以较低成本来制造密封板33。此外，由于通过电镀法而在凹部64内以及贯穿孔45a内形成了导电材料65，因此能够更容易地形成电源配线53以及贯穿配线45。其结果为，密封板33的制造变得更容易。此外，变得能够以更低成本来制造密封板33。并且，在表层配线形成工序中，由于通过上表面侧配线46而对上表面侧埋设配线50的第二面42侧进行了覆盖，因此能够对因环境的变化而导致上表面侧埋设配线50的电气特性变化的情况进行抑制。此外，能够对因搬运等而导致上表面侧埋设配线50断线的情况进行抑制。由此，能够提供可靠性较高的记录头3。
另外，虽然在上述的实施方式中，四个电路模块61经由驱动IC34内的连接配线62而与一个电源凸块电极56连接，但是并不限定于此。例如，也可以采用将一个电路模块与一个电源凸块电极连接的结构。在该情况下，也将电路模块以及电源凸块电极沿着喷嘴列方向配置，并分别使其与电源配线连接。总而言之，只要将电路模块和与至少一个以上的电路模块连接的电源凸块电极沿着喷嘴列方向而设置多个，并且使各电源凸块电极与电源配线连接即可。
此外，虽然在上述的实施方式中，个别连接端子54以及凸块电极40沿着喷嘴列方向(第一方向)而以等间隔配置，但是并不限定于此。在未沿着喷嘴列方向而以等间隔配置的个别连接端子以及凸块电极中，也能够应用于本发明。总之，只要将个别连接端子以及凸块电极以隔开间隔的方式配置即可。此外，虽然在上述的实施方式中，将树脂核凸块40设置在密封板33侧，但是并不限定于此。例如也能够将树脂核凸块设置在压力室基板侧。并且，虽然在上述的实施方式中，作为凸块电极而使用了由内部树脂40a与导电膜40b构成的树脂核凸块40，但是并不限定于此。例如，也能够使用由金(Au)或焊锡等的金属构成的凸起电极。此外，虽然在上述的制造方法中，在压力室形成基板29侧的单晶硅基板上涂敷了感光性粘合剂43，但是并不限定于此。例如，也能够将感光性粘合剂涂敷在密封板侧的单晶硅基板上。
并且，虽然在上文中，作为液体喷射头而例示了被搭载在喷墨打印机中的喷墨式记录头，但本发明也能够应用于对油墨以外的液体进行喷射的装置中。例如，本发明也能够应用于如下装置，即，用于液晶显示器等滤色器的制造的颜色材料喷射头、用于有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器、FED(面发光显示器)等的电极形成的电极材料喷射头、用于生物芯片(生物化学元件)的制造的生体有机物喷射头等。
符号说明
1…打印机；3…记录头；14…电子设备；15…流道单元；16…头外壳；17…收纳空间；18…贮液器；21…喷嘴板；22…喷嘴；24…连通基板；25…共通液室；26…个别连通通道；28…可塑性基板；29…压力室形成基板；30…压力室；31…振动板；32…压电元件；33…密封板；37…个别配线；38…共通配线；40…树脂核凸块；41…第一面；42…第二面；43…感光性粘合剂；45…贯穿配线；46…上表面侧配线；47…下表面侧配线；50…上表面侧埋设配线；51…下表面侧埋设配线；53…电源配线；54…个别连接端子；56…电源凸块电极；57…个别凸块电极；59…粘合剂；61…电路模块；62…连接配线；64…凹部；65…导电材料。

Claims (4)

1.一种液体喷射头，其特征在于，
具备配线基板，所述配线基板在第一面上连接有具备多个驱动元件的驱动元件形成基板，且在与所述第一面为相反侧的第二面上设置有输出对所述驱动元件进行驱动的信号的驱动IC，
在所述配线基板的所述第二面上形成有向所述驱动元件供给电力的配线，
所述配线的至少一部分被埋设在所述配线基板内，并且其表面在所述第二面侧露出，
所述配线具备：
埋设配线，其由被埋设在所述配线基板内的导电材料构成；
表层配线，其由对该埋设配线的所述第二面侧进行覆盖的与所述导电材料不同的导电材料构成。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述驱动IC在第一方向上具备多个电路模块与多个凸块电极，所述电路模块生成个别地对所述驱动元件进行驱动的信号，所述凸块电极被连接在所述电路模块上，
所述配线在所述第一方向上延伸设置，并与所述多个凸块电极连接。
3.一种液体喷射头的制造方法，其特征在于，
所述液体喷射头具备配线基板，在所述配线基板的第一面上连接有具备多个驱动元件的驱动元件形成基板，在与所述第一面为相反侧的第二面上设置有输出对所述驱动元件进行驱动的信号的驱动IC，并且在所述配线基板上形成有在所述第二面上向所述驱动元件供给电力的配线、与对所述第一面与所述第二面之间进行转接的贯穿配线，
所述液体喷射头的制造方法包括：
配线基板加工工序，形成在所述配线基板的所述第二面上向板厚方向凹陷的凹部、和使所述配线基板贯穿的贯穿孔；
配线形成工序，形成在所述凹部内埋设导电材料而获得的所述配线、和在所述贯穿孔内埋设导电材料而获得的所述贯穿配线；
表层配线形成工序，通过与所述导电材料不同的导电材料而对被埋设在所述配线基板内的所述配线的所述第二面侧进行覆盖。
4.如权利要求3所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
在所述配线形成工序中，通过电镀法而在所述凹部内以及所述贯穿孔内形成导电材料。
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