JP2002205408A - 電子部品の製造方法および電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電薄膜を始めとする、脆弱な機能性素子を
用いた電子部品の製造を容易にする。 【解決手段】 電子部品の接着工程において、基体１１
の一方の面に設けた機能性素子１２の上面に第１の樹脂
層１３を塗布して硬化する工程と、第１の樹脂層１３の
上面に第２の樹脂層１４を塗布した後、接着体１５をこ
の第２の樹脂層１４に重畳し、第２の樹脂層１４を硬化
させる工程と、基体１１を除去する工程とを設けたの
で、脆弱な素子でも効率よく製造が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機能性素子を用
い、例えばプリンタ等に用いる液体噴射装置をはじめと
する、電子部品の製造方法および電子部品に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の機能性素子を用いた電子部品の製
造方法において、機能性素子は接着によって他の構造体
に接合されることで、様々な用途に応用されてきた。例
えば、特開平６−１５５７３１号公報にあるようにイン
クジェットヘッド（液体噴射装置）の製造においては、
機能性素子である圧電素子を、ガラスの上にワックスで
仮固定して位置決めした後に、インク流路部材との間の
１層の接着剤をもって接着している。その後ワックスを
溶かしてガラスを剥離すれば、圧電素子は底面部の接着
剤によって保持される。

【０００３】この液体噴射装置の圧力室（加圧室）内部
にインクを導入し、圧電素子に電界を加えて変位させれ
ば、インクは圧電素子とその底面部の樹脂層によって押
圧されてノズル孔（液体噴射口）より外部へ吐出され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
デバイスの軽薄短小化の流れもあって、機能性素子もま
た小型、薄型化がますます進んでいる。このような機能
性素子は一般に非常に脆弱であって、実装の際の取り扱
いが非常に困難であった。すなわち薄膜単体で搬送する
ことは、実装の際の位置決めが困難であり、加えて破壊
しやすいといった問題があった。また、この問題を解決
するためにガラス等の基板に仮固定を行う場合は、基板
と機能性素子を剥離する際に破壊しやすい。加えて、接
着時に外部から伝えられる熱応力等によって、簡単に破
壊してしまうといった問題を有していた。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、脆弱な機能性素子を破壊することなく効率的に他
の部材に接着して生産性を向上させることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は、機能性素子をＭｇＯ（酸化マグネシ
ア）基板上で形成した後に、このＭｇＯ基板をそのまま
機能性素子を実装するまでの保持部材として用いる。こ
のＭｇＯ基板は弱酸である燐酸でのエッチングによって
除去することで、機能性素子に外力を加えることなく保
持部材の剥離が行える。さらに、接着に先立ってＭｇＯ
基板を燐酸によって薄層化すれば、接着後のエッチング
時間を短縮できてより接着層や他の部材へのダメージが
軽減できるだけでなく、加熱接着時に接着体とＭｇＯ基
板との間に発生する応力差を軽減でき、接着体や機能性
素子の破壊を防止できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、基体の一方の面に設けた機能性素子の上面に第１の
樹脂層を塗布して硬化する工程と、前記第１の樹脂層の
上面に第２の樹脂層を塗布した後、接着体をこの第２の
樹脂層に重畳し、前記第２の樹脂層を硬化させる工程
と、前記基体を除去してなる電子部品の製造方法であっ
て、機能性素子を第１の樹脂層で補強しているので破壊
を防止できるという作用を有するものである。

【０００８】請求項２に記載の発明は、基体の上面に第
１の電極層、圧電薄膜及び第２の電極層を順に備えてな
るアクチュエータ部の前記第２の樹脂層の上面に第１の
樹脂層を塗布して硬化する工程と、前記第１の樹脂層の
上面に第２の樹脂層を塗布した後、接着体をこの第２の
樹脂層に重畳し、前記第２の樹脂層を硬化させる工程
と、前記基体を除去してなる電子部品の製造方法であ
り、基体除去後に圧電薄膜の上面は第１の電極層が覆っ
ているので、基体除去のための薬液から圧電薄膜を防護
でき、その後電子部品の電極としてそのまま用いること
ができ、信頼性、生産性がよいという作用を有するもの
である。

【０００９】請求項３に記載の発明は、接着体は単一材
料あるいは複数の材料からなる積層体のいずれかであっ
て、少なくとも接着表面に位置する部材には貫通孔が設
けられているもので、接着樹脂は貫通孔に入り込んで貫
通孔の側壁との間で接着が行われるので、より強い接着
力が得られるという作用を有するものである。

【００１０】請求項４に記載の発明は、第２の樹脂層を
塗布する前に、基体を薄層化する工程を有するもので、
基体を薬剤によって溶かす場合には、薬液への浸漬時間
が短縮できるので、接着層を始めとする各部位が薬液に
さらされる時間も短くなり、各部の信頼性を損なう事が
なくなる。また加熱接着の際には基体と接着体との間で
応力が発生し、応力が大きい場合には基体あるいは接着
体が破壊に至るが、基体をあらかじめ薄層化しておくこ
とでこうした応力を小さくできるという作用を有するも
のである。

【００１１】請求項５に記載の発明は、基体は酸化マグ
ネシアとし、前記基体の薄層化あるいは除去を少なくと
も燐酸を含む溶液を用いたエッチングによって行うもの
で、燐酸溶液によって酸化マグネシア（ＭｇＯ）は速や
かにエッチングされるので生産効率が良く、また比較的
弱い酸であるので接着層を始めとする他の各部材への影
響が小さいという作用を有するものである。

【００１２】請求項６に記載の発明は、第１の樹脂層と
第２の樹脂層とを同じ材料としたもので、第１の樹脂層
と第２の樹脂層とが同じ材料であるので、硬化のための
最終的な加熱温度は同一であり、いずれか一方の材料が
熱によって劣化することがなくなる。また接着界面は同
一の材料の重ね合わせであって、互いの材料が相手に対
して悪影響を及ぼさず、加えて加熱時の拡散によって微
視的に成分の交換が行われたり、第１の樹脂層のごく表
層部分が第２の樹脂層によって溶解されて両者が部分的
に混合され、混合された部分は第１、第２の両樹脂層と
同じ材料であるので、接着界面が連続的につながったよ
うな状態となって、界面の存在が希薄になり、第１の樹
脂層と第２の樹脂層とがより強い接合力で結ばれるとい
う作用を有するものである。

【００１３】請求項７に記載の発明は、第１の樹脂層の
厚みは、第２の樹脂層の厚みとほぼ同等またはそれ以上
とするもので、第１の樹脂層は厚みが大きいので機能性
素子等を効果的に補強が行え、逆に第２の樹脂層の役目
は接着であるので必要以上に厚い必要はなく、薄いこと
で余分な樹脂のはみ出しを押さえ、機能性素子の特性を
ばらつかせないという作用を有するものである。

【００１４】請求項８に記載の発明は、第１の樹脂層と
第２の樹脂層は、主として主剤と、この主剤を固溶しか
つ自然放置あるいは加熱して蒸発する溶剤との混合した
材料であるもので、第１の樹脂層は第２の樹脂層中の溶
剤によって極微量に溶解あるいは軟化がなされ、両者の
界面の間で成分の混合箇所が容易に得られ、界面を微視
的にこの混合箇所に置き換えることによってより強い接
合力が得られ、またこの種の樹脂材料はスピンコート等
で均一な厚みにした後に溶剤の一部を蒸発させれば、容
易に均一な厚みの樹脂層が得られ、第１の樹脂層の厚み
や、第２の樹脂層による接着剤の量のコントロールがし
やすく、電子部品の特性の安定化が得られやすいという
作用を有するものである。

【００１５】請求項９に記載の発明は、第１の樹脂層と
第２の樹脂層は、少なくとも同一の主剤とこの主剤を固
溶する同一の溶剤とからなり、前記主剤と前記溶剤の混
合比率が互いに異なり、前記第１の樹脂層の主剤の割合
を前記第２の樹脂層の主剤の割合より高くしかつ、前記
第１の樹脂層は前記第２の樹脂層よりも厚みを厚くする
もので、主剤の割合を変えることで容易に樹脂層の厚み
を制御でき、かつ機能性素子は厚みの大きい第１の樹脂
層によって強固な補強がなされ、接着は厚みの小さい第
２の樹脂層によって成されることで余分な樹脂の残留を
防ぎ、機能性素子の特性が安定化するという作用を有す
るものである。

【００１６】請求項１０に記載の発明は、第１の樹脂層
を塗布し硬化する工程は、前記第１の樹脂を塗布し半硬
化状態とし、その上面に第２の樹脂層を塗布するもの
で、第１の樹脂層は半硬化状態であるので可塑性に富
み、外部からの応力に対して柔軟に対応できるので機能
性素子への応力が伝達を効率的に防止でき、また重畳後
の加圧によって樹脂層は平坦化されやすく、全面で均一
な接着が行えるようになる。また加えて、第１の樹脂層
は半硬化状態であるので第２の樹脂層と接触面でなじみ
やすく、より強固な接着が得られるという作用を有する
ものである。

【００１７】請求項１１に記載の発明は、第１の樹脂層
と第２の樹脂層は同じ材料であって、前記第１の樹脂層
を硬化させる際に、前記第２の樹脂層の硬化温度以下の
熱処理を行うかあるいは、前記第２の樹脂層の硬化時間
以下で放置するもので、第１の樹脂層は硬化温度以下で
の過熱かあるいは加熱時間が短いので完全硬化にはいた
らず、半硬化状態を容易に作り出すことができ、第１の
樹脂層と第２の樹脂層を同じ材料とすることによって、
両者の接触面において微視的に混合が行われてもその部
分はやはり同じ材料の樹脂層であるので、樹脂本来の特
性を損なうことなくより強い接着強度が得られるように
なり、その後の第２の樹脂層の加熱の際に所定の加熱温
度で処理されることによって、第１、第２の両樹脂層は
同時に本来の硬化が得られるという作用を有するもので
ある。

【００１８】請求項１２に記載の発明は、第２の樹脂層
を第１の樹脂層の上面に塗布する工程の前に、前記第
１、第２の樹脂層の材料中に含まれる溶剤を前記第１の
樹脂層上に塗布した後、前記第２の樹脂層を塗布するも
ので、塗布された溶剤によって第１の樹脂層の表面は、
微視的に膨潤あるいは溶解し、これによって第２の樹脂
層を塗布した状態において、両者の接触面では成分が混
在し、かつ第１の樹脂層表面の凹凸を吸収して、強固で
かつ全面で均一な接着が行え、また使用する溶剤は樹脂
材料が本来溶解していたものであるので、これが接着に
悪影響を及ぼすことがないという作用を有するものであ
る。

【００１９】請求項１３に記載の発明は、基体を薄層化
する工程は、前記基体の厚みを接着体中の最も接着面側
の部材の厚みよりも薄くするもので、基体の厚み減少に
よって接着面側の部材が基体から受ける熱応力を低下で
き、接着面側の部材の割れや、その他の部材からの剥離
を防止できるという作用を有するものである。

【００２０】請求項１４に記載の発明は、少なくとも第
１の樹脂層は紫外線あるいは加熱によって硬化する材料
であって、第１の樹脂層を紫外線によって硬化した後、
第２の樹脂層を加熱硬化するもので、第１の樹脂層を機
能性素子上面に形成する際には加熱を必要としないの
で、樹脂の硬化収縮に伴う応力や、基体と機能性素子の
間の熱膨張率の差によって発生する熱応力等によって、
基体が割れたり機能性素子が基体から剥離するといった
事態を防止でき、また第２の樹脂層を熱硬化する際に第
１の樹脂層も加熱されるので、硬化が紫外線のみによる
状態から更に進んで、強固な樹脂層を形成できるという
作用を有するものである。

【００２１】請求項１５に記載の発明は、機能性素子
と、この機能性素子の上面に設けられた第１の樹脂層
と、この第１の樹脂層の上面に設けられた、前記第１の
樹脂の弾性定数以下でかつ前記第１の樹脂の破断伸び以
上である第２の樹脂層と、この第２の樹脂層の上面に設
けられた接着体とからなるもので、機能性素子は第１の
樹脂層によって補強されているのですぐれた強度を有
し、同時により柔らかい第２の樹脂層によって弾性的に
保持されるので、振動などを始めとする機能性素子の振
動を阻害せず、加えて接着時に余分に残留している樹脂
は柔らかい第２の樹脂層の材料であるので、機能性素子
の特性ばらつきが小さく、さらに熱衝撃等によって外部
から加わる応力を第２の樹脂層で吸収出来るので、破壊
が起こりにくいという作用を有するものである。

【００２２】請求項１６に記載の発明は、機能性素子と
接着体とは、それぞれ第１の樹脂層または第２の樹脂層
と接する面は互いに同材料で構成しているもので、第
１、第２の樹脂層の材料を同じ材料として、この材料と
密着性の良い材料を機能性素子及び接着体の両方の面状
に形成することで、より密着性を向上させて接着強度を
上げることが出来、また機能性素子の面状に形成する材
料が導電性であれば、そのまま電極などに応用すること
が出来る。加えて、同じ材料とすれば両者の間にイオン
化傾向等の差がなく、長期的に見て腐食等の問題が発生
しにくいという作用を有するものである。

【００２３】請求項１７に記載の発明は、第２の樹脂層
はシリコンを主剤としたゴム材料であるもので、シリコ
ンゴムは弾性定数が低くかつ破断伸びも大きく、またシ
リコンゴムは常温で硬化する性質のものも存在し、これ
を用いることで接着時に熱を用いる必要がなくなり、機
能性素子や接着体の熱応力による破壊を防ぐことが出来
るという作用を有するものである。

【００２４】請求項１８に記載の発明は、機能性素子は
第１の樹脂層の厚みよりも薄いもので、厚い第１の樹脂
層によって機能性素子がもっている内部応力を第１の樹
脂層内部において効率よく吸収し、かつ強度も増すため
に機能性素子の破壊を防止でき、特に薄膜で形成した機
能性素子などは脆弱であるが、こうした方法を取ること
で破壊を防ぐことができるという作用を有するものであ
る。

【００２５】請求項１９に記載の発明は、第１の樹脂層
または第２の樹脂層のいずれか一方は、少なくともポリ
イミド系またはエポキシアクリレート系の材料からなる
もので、これらの材料を用いて形成した第１の樹脂層は
強固な膜となって機能性素子の面上を覆うため、薄膜な
どの脆弱な機能性素子全体を機械的に補強し、また工程
中において使用される溶剤や大気中の水分等から、機能
性素子を保護することが出来、これらの材料は主剤と溶
剤成分とで作成が可能であるので、請求項８の効果にあ
るように樹脂層の厚みの制御がしやすく、機能性素子を
破壊から防ぎかつ必要な特性を満足するための、樹脂層
の作成が容易である。また第２の樹脂層の材料として用
いた場合には、同様の理由で樹脂層の厚み制御がしやす
く、余分な樹脂の残留を防止でき、機能性素子に余分な
不可を与えないので特性が安定する。これら第１、第２
の樹脂層を用いることによって、機能性素子の補強と、
特性の安定化を実現できるという作用を有するものであ
る。

【００２６】請求項２０に記載の発明は、加圧室とこの
加圧室の一方側に連結した液体噴射口と、前記加圧室の
他方側に連結した液体供給口と、前記加圧室の一方側と
他方側の間に設けられた加圧体とを備えた電子部品にお
いて、前記加圧体は前記加圧室の一方側と他方側の方向
に直交する幅寸法よりも小さい厚みの圧電材料部分を有
し、前記加圧体と加圧室を構成する部材とを接着するも
ので、加圧体としてより薄い圧電材料を用いることが出
来、加圧室と加圧体との構成上、加圧体は加圧室上で中
空に保持されるようになるが、加圧体として圧電薄膜の
ように薄い厚みの圧電材料を用いた場合には、その内部
応力や外部から加わる応力によって簡単に破壊が起こ
る。そこで本発明にある方法を用いることにより、加圧
体を機械的に補強しつつ接着が行え、また２つの樹脂層
によって外部からの応力を吸収するので、加圧体が破壊
することを防止できるのである。こうして加圧体を薄く
作成することで、より小さい面積で大きな可動部を得る
ことができ、加圧室の体積変化を大きくできるので、効
率よく加圧室内部の液体を加圧し、外部に噴射できるよ
うになるのである。加えて、加圧室内に液体が流入した
場合においては、２層の樹脂層は液体から加圧体を保護
する役目を果たすという作用を有するものである。

【００２７】請求項２１に記載の発明は、加圧室上の加
圧体が加圧室側に湾曲したもので、加圧体全体を加圧室
側に湾曲させることによって、樹脂層を挟んで加圧室と
逆側にある加圧体に対して圧縮方向の応力を加えられる
ようになり、圧電材料は引っ張りに対してよりも圧縮に
対しての方が破壊しにくく、駆動を行わない初期状態に
おいて圧縮方向の応力を加えておくことで、駆動時にお
いて圧電材料に加わる応力は全体として圧縮の傾向とな
るので、初期状態において全く応力のない場合と比較し
て破壊が発生しにくいという作用を有するものである。

【００２８】（実施の形態１）以下、本発明の一実施の
形態における電子部品を、図面を参照しながら説明す
る。

【００２９】図１は本発明の一実施の形態における電子
部品の工程を説明する断面図である。

【００３０】まず、図１（ａ）に示すように、厚み０．
５ｍｍ程度の酸化マグネシアを材料とする基体１１の面
上に、機能性素子１２を形成する。この機能性素子１２
は例えば圧電材料等であって、スパッタ法等を用いるこ
とによって基体１１の面上に均一な薄膜として形成され
る。この時、基体１１として酸化マグネシアを用いる理
由としては、圧電材料の特性をよくできることと、後に
述べるように製造上非常に都合がよいからである。

【００３１】次に、図１（ｂ）に示すように、機能性素
子１２の面上に第１の樹脂層１３を形成する。第１の樹
脂層１３の形成には、例えば材料を機能性素子１２の面
上に適量塗布した後に、スキージによって全面を均一な
膜厚とする。このあと加熱処理などの方法によって第１
の樹脂層１３を硬化させる。

【００３２】次に、図１（ｃ）に示すように、基体１１
の薄層化の処理を行う。この方法は、例えば３０％程度
の燐酸水溶液を８０℃程度に加熱したものに、全体を浸
漬することである。これによって基体１１を約半分の厚
みまで薄層化する。この時、燐酸を用いることによっ
て、酸化マグネシアの薄層化を効率よく全面均一に行え
ると同時に、比較的弱酸である燐酸を用いているので機
能性素子１２や、機能性素子１２を覆っている電極材料
等に対するダメージが小さい。

【００３３】次に、図１（ｄ）に示すように、第１の樹
脂層１３の面上に第２の樹脂層１４を、第１の樹脂層１
３の時と同様の方向で塗布する。

【００３４】次に、図１（ｅ）に示すように、接着体１
５を第２の樹脂層１４の上に重ね合わせ、適当な加圧を
加えながら加熱を行って第２の樹脂層１４を硬化させ
る。この時、基体１１と接着体１５との間に熱膨張率の
差がある場合、硬化後に両者の間で応力が残る。この応
力が大きい場合には、基体１１あるいは接着体１５が破
壊に至る。しかしながら本工程にあるように、基体１１
をあらかじめ薄層化しておくことによって、例え熱膨張
に差が生じた場合でも残留する応力を低下でき、基体１
１あるいは接着体１５が破壊することを防ぐことができ
る。また、基体１１の薄層化による方法を用いれば、よ
り高温で接着することが可能となるので、接着力が向上
して機能性素子１２の剥がれを防止できる。この基体１
１の薄層化は、接着体１５の厚み、あるいは接着体が複
数の層状の形態を有している場合、接着体１５の厚みあ
るいは接着体の中で接着剤に直接触れる部位の厚みより
も薄層化することで、より大きな効果がある。すなわち
応力の大小を決定する大きな要因は各種材料定数や、厚
み等の寸法であるが、例えば曲げ応力の場合には材料定
数の寄与率よりも厚み寸法の寄与率の方がはるかに大き
い。よって上記のように基体１１を接着体１５や接着体
１５の接着面を形成する部位の厚みよりも薄くすること
で、より確実に接着後の接着体１５に加わる応力を低減
でき、接着体１５やこれに接着される基体１１や機能性
素子１２の破壊を防止できる。

【００３５】最後に、図１（ｆ）に示すように、先程の
基体１１の薄層化の方法と同様にして、基体１１を完全
に除去して機能性素子１２のみを接着体１５上に残す。
この状態においては、これまで基体１１が受けていた応
力が解放され、全て機能性素子１２に加わるため、機能
性素子１２が薄膜等であれば脆弱であるので破壊されて
しまう。しかし本実施の形態の工程によれば、第１の樹
脂層１３が接着体１５から加わる応力を吸収して和ら
げ、同時に機能性素子１２の補強剤としての役目も果た
すので、機能性素子１２が破壊に至るのを防ぐことが出
来る。また、本実施の形態のように樹脂層を２層にする
ことによってより確実に得られる。すなわち、樹脂が一
層だけである場合、接着時の加圧によって樹脂層の厚み
が変化し、加圧が強い場合は樹脂層が薄くなるため上記
の効果が得られず、また加圧に傾きが生じた場合等は樹
脂層の厚みが全体的に不均一になり、樹脂層の厚みの薄
い箇所から破壊が起こる。しかしながら、本実施の形態
による方法によれば、第１の樹脂層１３はあらかじめ硬
化がなされているので、第２の樹脂層１４による接着時
の加圧によってもその厚みが全体的に、あるいは局所的
に減少することがなく、確実に機能性素子１２を保護で
きる。また本実施の形態によれば、第１の樹脂層１３の
厚みを容易に制御できるので最適な厚みの樹脂層が得ら
れ、機能性素子を有効に補強しかつ、その特性を劣化さ
せない最適な条件が簡単に得られる。そして第２の樹脂
層１４は接着時の加圧によって厚みが減少するので、接
着剤としての効果を有しながら同時に、機能性素子１２
に特性的に大きな影響を及ぼすことを防ぐことが出来
る。

【００３６】さらに、第２の樹脂層１４は接着の役目だ
けを果たせばよいので、その厚みは接着剤として機能す
る程度でよく、あらかじめ第１の樹脂層１３と比較して
厚みを薄くしておけば、第２の樹脂層１４が機能性素子
１２へ及ぼす特性ばらつきをさらに押さえ込むことが出
来る。

【００３７】また接着層の材料として主剤とこれを固溶
する溶剤とからなるものを用いれば、主剤と溶剤との混
合比の変更によって粘度を調整でき、塗布後の膜厚も容
易に制御できる。更に、第１、第２の樹脂層１３，１４
の材料として、同じ主剤及び溶剤であって、互いに混合
比の異なる材料を用いれば、溶剤が揮発した後では同じ
材料で異なる厚みの樹脂層が得られる。この同じ材料の
樹脂層を重ね合わせることによって、異なる材料を用い
る場合よりも強い接着強度が得られる。すなわち、同一
の材料であるので両樹脂層の接触部においては互いにな
じみやすく、また第１の樹脂層１３が硬化したとはいえ
第２の樹脂層１４中の溶剤によって微視的にでも溶解、
あるいは膨潤すれば、接触面で互いに材料の交換が行わ
れてより強い結びつきとなる。そして材料の交換が行わ
れた部位もまた第１、第２の樹脂層１３，１４と同じ材
料であるので、対極的にみれば接触部が失われて第１、
第２の樹脂層１３，１４が１つの層とみなせるような状
態に近づくのである。この効果をより積極的に得ようと
する場合には、第１の樹脂層１３の面上にまず溶剤のみ
を塗布して表面を溶解させた後、第２の樹脂層１４を塗
布すればよい。あるいは、第１の樹脂層１３を硬化させ
る際、硬化温度を十分に上げないかあるいは、硬化時間
を短くするなどして、基体１１の薄層化の工程に耐えら
れる程度の半硬化状態としておくことで、前述の効果を
より得易くなる。なおこの場合、半硬化状態の第１の樹
脂層１３は、第２の樹脂層１４の硬化時に所定の熱処理
が加えられて、完全硬化に至る。あるいは樹脂材料とし
て加熱と紫外線によって硬化が進む特性を有するものを
用いても、同様の効果が得られる。すなわち第１の樹脂
層１３を紫外線の照射のみによって仮硬化させた状態に
しておき、基体１１の薄層化の後に第２の樹脂層１４を
塗布し、加熱硬化させる方法である。この方法によれ
ば、第１の樹脂層１３の硬化の際に熱が加わらないの
で、基体１１と機能性素子１２の間で応力が発生せず、
よって内部の残留応力発生を防ぎ、あるいはこの応力に
よって機能性素子１２が基体１１から剥がれたりするよ
うなこともなくなる。

【００３８】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２を示す電子部品の工程を説明する断面図である。概
略はほぼ実施の形態１と同様であるが、異なるのは接着
体１５に貫通孔２６が設けられている点である。この方
法による効果としては実施の形態１に記載のものに加
え、貫通孔２６が設けられていることで樹脂材料中の溶
剤やガス成分が外部に逃げやすい点が挙げられる。すな
わち実施の形態１においては貫通孔が存在しなかったた
め、第２の樹脂層１４を硬化させる際に発生する揮発溶
剤やガス等は基体１１と機能性素子１２の端面部分のみ
から外部へ流出せねばならず、そのために硬化に時間が
かかったり、溶剤が十分に抜けきらないことによって未
硬化部が発生し、接着の信頼性を損なう場合があった。
そこで本実施の形態にある方法を用いることにより、こ
うした問題を解決できるのである。更に、第２の樹脂層
２４の硬化の際に貫通孔２６の内部に若干の樹脂が入り
込んで、貫通孔２６の壁面と第２の樹脂層２４との間で
フィレット２７が形成され、この効果によって機能性素
子２２と接着体２５との間で、より強い接着力が得られ
るのである。

【００３９】また図３は図２とほぼ同じ工程断面図であ
るが、図３（ｄ）において第２の樹脂層３４の厚みを薄
くしているところが異なっている。図３の方法によれ
ば、図２で説明した効果に加え、第２の樹脂層の厚みを
薄くすることによって実施の形態１で説明したような効
果も同時に得られる。また第２の樹脂層３４を薄くした
ことによって、貫通孔３６の内部へ進入する樹脂が減少
し、図２にあったフィレットが目立たなくなっているが
（図示せず）、効果は同様に得られることはいうまでも
ない。逆にこの方法によれば、機能性素子３２の貫通孔
上で中空に保持されている部分について、樹脂による負
荷が減少して特性の劣化やばらつきが小さく抑えられ
る。また加えていえば、貫通孔３６を設けることによ
り、機能性素子を中空に保持して、機能性素子単体の振
動等が得られるのである。

【００４０】図４は図３に類似する方法を用いた、電子
部品の製造方法の一例を示す工程の断面図である。また
図５はその電子部品の一例を示す斜視図であり、これは
液体噴射装置の一例を示すものである。図３（ｄ）の工
程に引き続いて図３（ｅ）が図４（ａ）、図３（ｆ）が
図４（ｂ）に対応しており、最後に図４（ｃ）が加わっ
ている。

【００４１】図４（ａ）は接着体３５に基体３１、機能
性素子３２が、第１の樹脂層３３、第２の樹脂層３４に
よって接着された状態である。基体３１の上面には第１
の電極層、圧電薄膜及び第２の電極層が順に備えられて
おり、これがアクチュエータ部として用いられる機能性
素子３２となっている。接着体３５はガラス３７とシリ
コン３８の積層体であって、シリコン３８側に接着部が
設けられる。シリコン３８には加圧室３９が貫通孔形状
で設けられ、その一方側には加圧室３９よりも深さ、奥
行き、長さともに小さい溝部４１が連結している。ガラ
ス３７はその一部に溝加工が行われ、液体供給路４２が
設けられている。このシリコン３８とガラス３７が重畳
された状態において、加圧室３９の溝部４１と連結する
側の他方側において、加圧室３９と液体供給路４２との
一部が連結して液体供給口４０が形成されている。図４
（ｂ）において基体３１を除去して、アクチュエータ部
は加圧体４３となる。そして最後に図４（ｃ）におい
て、溝部４１にかかる部分を切断することで外部に対す
る開口部が生まれ、液体噴射口４４となる。

【００４２】このようにしてできた電子部品が、図５に
示す液体噴射装置である。図５において、複数の加圧体
５６と共通電極５８は１つの圧電薄膜および電極をパタ
ーニングすることによって形成される。加圧体５６は圧
電薄膜を上下の電極で挟み込んで形成されており、下側
の電極はパターニングされておらず、共通電極５８と導
通している。また上側の電極は加圧体５６上と、必要に
応じて電極を外部に引きのばすためのパターン部にのみ
設けられる。そして各加圧体５６は、それぞれ独立して
並列に並んだ加圧室５３の直上に位置している。このよ
うな状態において、加圧体５６の上側電極と共通電極５
８の間に電界を加えると圧電薄膜が歪み、下側電極とユ
ニモルフの構成となっているので加圧体５６が屈曲変形
する。これによって加圧室５３内部の体積を可変出来る
のである。各加圧室５３の一方側にはそれぞれ液体噴射
口５７が連結され、また他方側には液体供給路５５が連
結して液体供給口５４が設けられる。液体供給路５５は
全ての加圧室５３で共通である。ガラス５１に設けられ
た液体導入口５９から液体が内部に流入し、加圧室５３
内部に液体が満たされる。この時に加圧体５６を変形さ
せて液体を押圧することによって、液体を外部に噴射す
るのである。

【００４３】液体を効率よく噴射するためには、加圧体
で十分な変形が行われることが重要である。同じ加圧体
の面積及び駆動電圧で変形量をより多くする場合には、
加圧体を薄くすれば良い。そのために圧電材料や電極を
薄膜で形成することは非常に有効であるが、反面圧電薄
膜は脆弱であるし中空で保持する必要があるため、これ
をいかにして効率よく他の部材に接着するかがポイント
となる。前述したように本発明にある工程は、薄膜など
の脆弱な部材を２層の樹脂層を用いることによって、こ
れを破壊することなく他の部材に接着することが出来
る。

【００４４】シリコンはドライエッチング等の方法によ
って微細加工が可能で、微小な加圧室を精度良く形成す
ることが容易である。しかしシリコンには多数の加圧室
が設けられ、しかも加圧室が貫通孔である都合上シリコ
ンは厚みを多く取ることに限界があり、ガラスなどに比
較して強度を確保しにくい。そこで前述にあるように、
圧電薄膜が形成されている基体を薄層化する工程を用い
ることによって、接着時の応力によってシリコンが破壊
することを防止することができるのである。

【００４５】図６は本実施の形態における要部である加
圧室周辺の液体噴射口側から見た断面図である。シリコ
ン６２はガラス６１と接合されており、またシリコン６
２は加圧室６３が複数並列に設けられている。シリコン
６２の上には順に、樹脂層６４によって共通電極６５が
接着されている。この樹脂層６４は図示はしていない
が、本実施の形態にある２層構造となっている。共通電
極６５上には圧電薄膜駆動部６６と圧電薄膜６７が互い
に分離して設けられ、更に圧電薄膜駆動部６６の面上に
は上部電極個別部６８が、また圧電薄膜６７の面上には
上部電極６９が設けられている。圧電薄膜駆動部６６と
圧電薄膜６７、及び上部電極個別部６８と上部電極は、
もともとは一体であって、共通電極６５とともにシリコ
ン６２に接着後にパターニングされて、個別に分割され
ている。

【００４６】ここで共通電極６５、圧電薄膜駆動部６
６、上部電極個別部６８によって加圧体が形成されるわ
けであるが、この加圧体は樹脂層６４の作用によって加
圧室側に湾曲した形状となっている。これは樹脂層６４
が硬化の際に収縮を起こし、加圧室６３の壁面に向かっ
て引力が作用することによる。このような状態において
は、加圧体中の共通電極の厚みが圧電薄膜駆動部の厚み
と同程度以上であり、また共通電極の弾性定数が圧電薄
膜駆動部の弾性定数と同程度以上であれば、圧電薄膜駆
動部中に圧縮応力を恒常的に発生させることが可能とな
る。これら圧電薄膜は一般には、引っ張りに対してより
も圧縮に対しての方が耐久性がよいので、加圧体の駆動
を圧縮応力時と応力の無い時の間で行うようにすれば、
圧電薄膜駆動部には引っ張り応力が加わらないので、長
期的な耐久性を維持できるのである。また、共通電極や
上部電極個別部は導電性が必要なことから金属材料など
が用いられるが、これらの材料は圧電材料よりも一般に
は疲労限度が高いので、こうした応力によって極端に長
期的な耐久性が低下することはない。よって本電子部品
の長期信頼性が確保できるのである。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明は、基体の一方の面
に設けた機能性素子の上面に第１の樹脂層を塗布して硬
化する工程と、前記第１の樹脂層の上面に第２の樹脂層
を塗布した後、接着体をこの第２の樹脂層に重畳し、前
記第２の樹脂層を硬化させる工程とを有し、あるいは接
着体と第２の樹脂層を重畳する前に基体を薄層化する工
程を設けたので、機能性素子や接着体を破壊することな
く接着が行え、生産の効率が向上するとともに、薄膜等
の脆弱な機能性素子を用いた電子部品の製造が可能とな
るといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における電子部品の工程
を説明する断面図

【図２】本発明の実施の形態２における電子部品の工程
を説明する断面図

【図３】本発明の他の実施の形態２における電子部品の
工程を説明する断面図

【図４】本発明の他の実施の形態２における電子部品の
工程を説明する断面図

【図５】本発明の他の実施の形態２における電子部品の
斜視図

【図６】同要部である加圧室周辺の液体噴出口側から見
た断面図

【符号の説明】

１１，３１ 基体 １２，２２，３２ 機能性素子 １３，３３ 第１の樹脂層 １４，２４，３４ 第２の樹脂層 １５，２５，３５ 接着体 ３９，５３，６３ 加圧室 ４３，５６ 加圧体 ５８，６５ 共通電極 ６４ 樹脂層 ６６ 圧電薄膜駆動部 ６８ 上部電極個別部

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体の一方の面に設けた機能性素子の上
   面に第１の樹脂層を塗布して硬化する工程と、前記第１
   の樹脂層の上面に第２の樹脂層を塗布した後、接着体を
   この第２の樹脂層に重畳し、前記第２の樹脂層を硬化さ
   せる工程と、前記基体を除去してなる電子部品の製造方
   法。
2. 【請求項２】 基体の上面に第１の電極層、圧電薄膜及
   び第２の電極層を順に備えてなるアクチュエータ部の前
   記第２の樹脂層の上面に第１の樹脂層を塗布して硬化す
   る工程と、前記第１の樹脂層の上面に第２の樹脂層を塗
   布した後、接着体をこの第２の樹脂層に重畳し、前記第
   ２の樹脂層を硬化させる工程と、前記基体を除去してな
   る電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 接着体は単一材料あるいは複数の材料か
   らなる積層体のいずれかであって、少なくとも接着表面
   に位置する部材には貫通孔が設けられている請求項１ま
   たは２に記載の電子部品の製造方法。
4. 【請求項４】 第２の樹脂層を塗布する前に、基体を薄
   層化する工程を有する請求項１または２に記載の電子部
   品の製造方法。
5. 【請求項５】 基体は酸化マグネシアとし、前記基体の
   薄層化あるいは除去を少なくとも燐酸を含む溶液を用い
   たエッチングによって行う請求項４に記載の電子部品の
   製造方法。
6. 【請求項６】 第１の樹脂層と第２の樹脂層とを同じ材
   料とした請求項１または２に記載の電子部品の製造方
   法。
7. 【請求項７】 第１の樹脂層の厚みは、第２の樹脂層の
   厚みとほぼ同等またはそれ以上とする請求項１または２
   に記載の電子部品の製造方法。
8. 【請求項８】 第１の樹脂層と第２の樹脂層は、主とし
   て主剤と、この主剤を固溶しかつ自然放置あるいは加熱
   して蒸発する溶剤との混合した材料である請求項６に記
   載の電子部品の製造方法。
9. 【請求項９】 第１の樹脂層と第２の樹脂層は、少なく
   とも同一の主剤とこの主剤を固溶する同一の溶剤とから
   なり、前記主剤と前記溶剤の混合比率が互いに異なり、
   前記第１の樹脂層の主剤の割合を前記第２の樹脂層の主
   剤の割合より高くしかつ、前記第１の樹脂層は前記第２
   の樹脂層よりも厚みを厚くする請求項１または２に記載
   の電子部品の製造方法。
10. 【請求項１０】 第１の樹脂層を塗布し硬化する工程
    は、前記第１の樹脂を塗布し半硬化状態とし、その上面
    に第２の樹脂層を塗布する請求項１または２に記載の電
    子部品の製造方法。
11. 【請求項１１】 第１の樹脂層と第２の樹脂層は同じ材
    料であって、前記第１の樹脂層を硬化させる際に、前記
    第２の樹脂層の硬化温度以下の熱処理を行うかあるいは
    前記第２の樹脂層の硬化時間以下で放置する請求項１０
    に記載の電子部品の製造方法。
12. 【請求項１２】 第２の樹脂層を第１の樹脂層の上面に
    塗布する工程の前に、前記第１、第２の樹脂層の材料中
    に含まれる溶剤を前記第１の樹脂層上に塗布した後、前
    記第２の樹脂層を塗布する請求項１または２に記載の電
    子部品の製造方法。
13. 【請求項１３】 基体を薄層化する工程は、前記基体の
    厚みを接着体中の最も接着面側の部材の厚みよりも薄く
    する請求項４に記載の電子部品の製造方法。
14. 【請求項１４】 少なくとも第１の樹脂層は紫外線ある
    いは加熱によって硬化する材料であって、第１の樹脂層
    を紫外線によって硬化した後、第２の樹脂層を加熱硬化
    する請求項１または２に記載の電子部品の製造方法。
15. 【請求項１５】 機能性素子と、この機能性素子の上面
    に設けられた第１の樹脂層と、この第１の樹脂の上面に
    設けられた、前記第１の樹脂の弾性定数以下でかつ前記
    第１の樹脂の破断伸び以上である第２の樹脂層と、この
    第２の樹脂層の上面に設けられた接着体とからなる電子
    部品。
16. 【請求項１６】 機能性素子と接着体とは、それぞれ第
    １の樹脂層または第２の樹脂層と接する面は互いに同材
    料で構成している請求項１５に記載の電子部品。
17. 【請求項１７】 第２の樹脂層はシリコンを主剤とした
    ゴム材料である請求項１５に記載の電子部品。
18. 【請求項１８】 機能性素子は、第１の樹脂層の厚みよ
    りも薄い請求項１５に記載の電子部品。
19. 【請求項１９】 第１の樹脂層または第２の樹脂層のい
    ずれか一方は、少なくともポリイミド系またはエポキシ
    アクリレート系の材料からなる請求項１５に記載の電子
    部品。
20. 【請求項２０】 加圧室とこの加圧室の一方側に連結し
    た液体噴射口と、前記加圧室の他方側に連結した液体供
    給口と、前記加圧室の一方側と他方側の間に設けられた
    加圧体とを備えた液体噴射装置において、前記加圧体は
    前記加圧室の一方側と他方側の方向に直交する幅寸法よ
    りも小さい厚みの圧電材料部分を有し、前記加圧体と加
    圧室を構成する部材とを接着する電子部品。
21. 【請求項２１】 加圧室上の加圧体が加圧室側に湾曲し
    た請求項２０に記載の電子部品。