JP2004262190A - Electrical connection structure, ink jet recording head using the same, and recording device - Google Patents

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JP2004262190A JP2003057181A JP2003057181A JP2004262190A JP 2004262190 A JP2004262190 A JP 2004262190A JP 2003057181 A JP2003057181 A JP 2003057181A JP 2003057181 A JP2003057181 A JP 2003057181A JP 2004262190 A JP2004262190 A JP 2004262190A
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JP
Japan
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wiring board
solder
piezoelectric element
flexible wiring
core
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JP2003057181A
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Japanese (ja)
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Hiroyuki Tsukuni
弘之 津国
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14491—Electrical connection

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical connection structure with a reliability quality and low manufacturing costs by reducing an internal stress of solder in an electrical connection portion. <P>SOLUTION: According to the electrical connection structure, solder bumps 76 include core-contained solder balls 78, and therefore a core 78A of each core-contained solder ball 78 makes contact with an electrode 58A of a piezoelectric element 58, to thereby set an interval between the piezoelectric element 58 and a flexible wiring board 70 to a constant value. Thus a fear of collapse and spread of melted solder to adversely affect a diaphragm 34 to which the piezoelectric element 58 is connected, or a fear of contact between the adjacent solder portions are eliminated. Further by partially arranging the core-contained solder balls 78, the flexible wiring board 70 is not confined at locations where core-less solder balls 80 are arranged, and thermal expansion/contraction of the flexible wiring board 70 is absorbed, which leads to reduction of the internal stress of the solder balls 78, 80, to thereby ensure the reliability quality of the electrical connection structure. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気接続構造、これを用いたインクジェット記録ヘッド及び記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧電素子を用いて圧力室内の圧力を変化させてインクを吐出するインクジェット方式が、高速印字、高解像度が得られる等の点から利用されている。
【０００３】
圧電素子は外部駆動回路と接続されており、外部駆動回路部からの電気信号が圧電素子に印加されるようになっている。圧電素子と外部駆動回路との接続方法の一つに、フレキシブル配線基板を介する方法があり、たとえば、圧電素子とフレキシブル配線基板の接続には、はんだボールが用いられる。
【０００４】
ここで、図４（Ａ）に示すように、はんだのみの球状はんだボールをリフローしてバンプ１０２を形成し、バンプ１０２が加熱されて溶融したとき、バンプ１０２のはんだがつぶれてフレキシブル配線基板１０４と圧電素子１０６の間隔が変わる。これによって、図４（Ｂ）に示すように、バンプ１０２のはんだがつぶれ広がり圧電素子１０６の端面に流れ落ち、圧電素子１０６の下部にある振動板１０８に接触して、フレキシブル配線基板１０４と振動板１０８とが導通してしまうことがある。
【０００５】
そこで、図５（Ａ）に示すように、フレキシブル配線基板１０４と圧電素子１０６の電極面をコア入りはんだボールを用いて形成されたバンプ１１０によって接合して、フレキシブル配線基板１０４と圧電素子１０６との間に所定の隙間を形成し、はんだがつぶれ広がらないようにしている。
【０００６】
しかし、バンプ１１０を溶融する工程で、熱によってフレキシブル配線基板１０４が膨張する。このとき、図５（Ｂ）に示すように、コア材１１０Ａの位置でフレキシブル配線基板１０４がコア材１１０Ａに拘束されるため、コア材１１０Ａの間で熱伸長する。はんだの冷却固化後、はんだに内部応力が含有されてしまい、経時適にはんだ接続部分でフレキシブル配線基板１０４が破断する可能性がある。
【０００７】
また、コア入りはんだボールは高価なため、圧電素子１０６とフレキシブル配線基板１０４とを接合させるために全てコア入りはんだボールを使用すると、非常にコスト高となる。
【０００８】
【特許文献１】
特願２００１−２５２１０３号（第３、４図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、安価な方法で、且つ、はんだ接続部分の内部応力を軽減し、信頼性品質を保ってフレキシブル基板と圧電素子を電気的に接続することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明の電気接続構造は、複数の電子部品と配線基板の間隔を一定として、各電子部品の電極と配線基板の端子とを接続する電気接続構造において、前記電子部品の電極と前記配線基板の端子とを接続するはんだの中に、前記電子部品の電極と前記配線基板の端子に当接して、前記電子部品と前記配線基板の間隔を一定とするスペーサが部分的に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、電子部品の電極と配線基板の端子に当接するスペーサによって、電子部品と配線基板との間隔が一定とされ、はんだで電子部品の電極と配線基板の端子とが接続されている。
【００１２】
スペーサを用いて電子部品と配線基板の間に一定の間隔を形成することで、溶融したはんだが潰れ広がって電子部品に障害を与えたり、また、隣合うはんだ同士が接触することがない。
【００１３】
さらに、スペーサを部分的に配置することで、スペーサがないはんだ部分が、配線基板の熱伸縮を吸収するため、配線基板を加熱してはんだを溶融するときに、接続部分に熱応力が残留しない。
【００１４】
請求項２に記載の本発明の電気接続構造は、前記スペーサが含まれたはんだがコア入りはんだボール、前記スペーサが含まれないはんだがコア無しはんだボールであり、前記コア入りはんだボールが前記配線基板に対して少なくとも３個使用されたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、電子部品と配線基板の間隔を一定に保つために、コア入りはんだボールとコア無しはんだボールが使用され、配線基板に対してコア入りはんだボールが少なくとも３個使用されている。
【００１６】
このように、高価なコア入りはんだボールの使用個数を減らすことで、製品のコストを抑えることができ、また、３個とすることで、全てのコア入りはんだボールが必ず配線基板と電子部品に当接して、配線基板の全面に亘り電子部品との間隔を一定とすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の本発明のインクジェット記録ヘッドは、インク室のインクを加圧してノズルからインク滴を吐出させる振動板と、前記振動板に接合され前記振動板を撓ませる圧電素子と、前記圧電素子の電極に接続されたフレキシブル配線基板と、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電素子の電極と前記フレキシブル配線基板の端子とを接続するはんだボールの一部は、前記電極と前記端子に当接して、前記圧電素子と前記フレキシブル配線基板の間隔を一定とするコア入りはんだボールであることを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、はんだボールによって圧電素子の電極とフレキシブル配線基板の端子とが接続されるが、はんだボールとしてコア入りはんだボールを使用することによって、圧電素子とフレキシブル配線基板との間隔が一定とされる。
【００１９】
これによって、溶融したはんだが潰れ広がって圧電素子が接合されている振動板に影響を与えたり、また、隣り合うはんだ同士が接触することがない。
【００２０】
さらに、一部にコア入りはんだボールを配置することで、コア無しはんだボールが配置された部分でフレキシブル配線基板の熱伸縮を吸収することができる。これによって、フレキシブル配線基板を加熱してはんだを溶融するときに、コア入りはんだボールで接続された部分に熱応力が残留せず、フレキシブル配線基板のうねりが防止できる。
【００２１】
請求項４に記載の本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記フレキシブル配線基板の上に、前記コア入りはんだボールと前記コア無しはんだボールを配置し、リフローしてコア入りバンプとコア無しバンプを形成し、これらのバンプを前記電極に当てて加熱しはんだ付けすることを特徴としている。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、リフローによってフレキシブル配線基板の上にコア入りはんだボールとコア無しはんだボールでバンプが形成される。
【００２３】
請求項５に記載の本発明の記録装置は、請求項３または請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴としている。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は請求項４記載のインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置では、インクジェット記録ヘッドのはんだ接続部分の内部応力が軽減されることで電気接続の信頼性品質が保たれ、且つ、装置全体が安価に形成される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド１２が搭載されたインクジェットプリンタ１０が示されている。
【００２６】
インクジェット記録ヘッド１２は、記録用紙Ｐと対向するようにキャリッジ１４上に搭載されている。このキャリッジ１４は、主走査機構１６によって主走査方向（矢印Ａで示す）に移動される。これにより、インクジェット記録ヘッド１２は、副走査機構１８によって副走査方向（矢印Ｂで示す）へ搬送される記録用紙Ｐへ、画像情報に応じてインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐの全面に画像の記録を行う。
（インクジェット記録ヘッドの概略説明）
図２に示すように、インクジェット記録ヘッド１２は、ノズルプレート２２、連通孔プレート２４、２６、供給路プレート２８、３０、圧力発生室プレート３２、および振動板３４の合計７枚のプレートを位置合わせして積層し、接着剤等の接合手段によって接合することにより形成されている。
【００２７】
ノズルプレート２２には、インクを吐出するノズル３６が設けられており、連通孔プレート２４、２６には、連通孔３８、４０がそれぞれ形成されている。また、供給路プレート２８、３０には供給孔４２、４４が形成されている。これらのノズル３６、連通孔３８、４０、供給孔４２、４４は連通孔プレート２４、２６、供給路プレート２８、３０が積層された状態で連通し、圧力発生室プレート３２に形成された圧力発生室４８に繋がっている。
【００２８】
一方、連通孔プレート２４、２６には、それぞれインクプール５１、５２が形成され、図示しないインク供給孔から供給されたインクが貯留されている。また、供給路プレート２８には、このインクプール５２と連結するように供給孔５４が形成されている。さらに、供給路プレート３０には供給溝５６が形成されて、連通孔プレート２４、２６、供給路プレート２８、３０が積層された状態で、インクプール５１、５２と圧力発生室４８とを連通させている。
【００２９】
圧力発生室プレート３２上には振動板３４が積層され、振動板３４の上には圧力発生手段としての単板型の圧電素子５８が取り付けられている。圧電素子５８は、圧力発生室４８に相当する領域に接着されており、はんだバンプ７６を介してフレキシブル配線基板７０と接続されている。この構成により、駆動電圧波形が圧電素子５８に印加されると、圧電素子５８と共に振動板３４がたわみ変形して圧力発生室４８のインクを加圧し、ノズル３６からインク滴を吐出させる。
（インクジェット記録ヘッドの製造方法）
次に、フレキシブル配線基板７０に、はんだバンプ７６を形成する工程を説明する。
【００３０】
図３（Ａ）に示すように、フレキシブル配線基板７０には、圧電素子５８の電極５８Ａのレイアウトに対応して、個別信号用電極の電気接合用パッド７１が形成されており、その上から電気接合用パッド７１に対応する位置に孔が形成されたカバーレイ７３が積層されている。このフレキシブル配線基板７０の電気接合用パッド７１に、はんだのみで球状に形成されたコア無しはんだボール８０と、球状の導通部材（Ｃｕ）としてのコア７８Ａに、メッキ法等によって外周面にはんだが被覆されたコア入りはんだボール７８が載置される。
【００３１】
次に、図３（Ｂ）に示すように、リフローによってコア入りはんだボール７８とコア無しはんだボール８０が加熱溶融され、フレキシブル配線基板７０にはんだバンプ７６が形成される。
【００３２】
このとき、コア無しはんだボール８０の使用数６〜１２個に対して、コア入りはんだボール７８を１個使用というのが、フレキシブル配線基板７０のうねり防止に最適な割合である。
【００３３】
ここで、図３（Ｃ）に示すように、フレキシブル配線基板７０に形成されたはんだバンプ７６を圧電素子５８に位置合わせして積層し、フレキシブル配線基板７０の上から加熱することで、図３（Ｄ）に示すように、はんだバンプ７６のはんだが溶融して圧電素子５８とフレキシブル配線基板７０とが接続される。
【００３４】
圧電素子５８の上下面には電極５８Ａが形成されており、はんだとフレキシブル配線基板７０を介して、図示しない外部駆動回路からの電圧が圧電素子５８に印加される。
【００３５】
最後に、図示しないインク供給装置等を取付けることにより、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１２が完成する。
【００３６】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
【００３７】
図２に示すように、インクジェット記録ヘッド１２には、インクプール５０から圧力発生室４８、供給孔４４、４２、連通孔４０、３８およびノズル３６へと連続するインクの通路が形成されており、インク供給装置（図示省略）から送られてきたインクは、振動板３４に形成されたインク供給孔（図示省略）を介してインクプール５１、５２に貯留され、インク供給孔５４及び供給溝５６を経て、圧力発生室４８内に充填される。
【００３８】
ここで、画像情報に応じた駆動電圧波形が圧電素子５８に印加されると、圧電素子５８は振動板３４と共に変形して圧力発生室４８を膨張または圧縮させる。これによって、圧力発生室４８の体積変化が生じ、圧力発生室４８内に圧力波が発生する。この圧力波の作用によってインクが運動し、インクがノズル３６から外部へ吐出される。
【００３９】
図３に示すように、はんだバンプ７６によって圧電素子５８の電極５８Ａとフレキシブル配線基板７０の電気接合用パッド７１とが接続されており、はんだバンプ７６にコア入りはんだボール７８を部分的に使用することによって、コア入りはんだボール７８のコア７８Ａが圧電素子５８の電極５８Ａに接触して、圧電素子５８とフレキシブル配線基板７０との間隔が一定とされる。
【００４０】
これによって、溶融したはんだが潰れ広がって圧電素子５８が接合されている振動板３４に影響を与えたり、また、隣り合うはんだ同士が接触することがない。
【００４１】
さらに、コア入りはんだボール７８を部分的に（本実施形態では、コア無しはんだボール８０を１０個使用する毎にコア入りはんだボール７８を１個使用）配置することで、コア無しはんだボール８０が配置された部分では、フレキシブル配線基板７０が拘束されないので、フレキシブル配線基板７０の熱伸縮が吸収される。したがって、フレキシブル配線基板７０を加熱して、コア入りはんだボール７８とコア無しはんだボール８０のはんだを溶融するときに、コア入りはんだボール７８で接続された部分に熱応力が残留せず、経時的にはんだ接続部分で破断しなくなり、信頼性品質を保つことができる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、コア無しはんだボール８０を１０個使用する毎にコア入りはんだボール７８を１個使用したが、フレキシブル配線基板７０の全面に亘って圧電素子５８との間隔を一定とするには、フレキシブル配線基板７０に対してコア入りはんだボール７８は３個以上あれば良い。これによって、高価なコア入りはんだボール７８の使用個数を極力減らすことによって、 インクジェット記録ヘッド１２の製作費を抑えることができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、コア入りはんだボール７８のコア材７８ＡとしてＣｕを用いたが、Ｎｉなどの導通部材を用いることも可能である。
【００４４】
さらに、コア入りはんだボール７８は、コア材７８Ａの表面にメッキ法によってはんだを成形したが、メッキ法以外にも、はんだ溶融バスへコア材を浸漬して成形する方法もある。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は上記構成にしたので、フレキシブル配線基板のうねりをなくしてインクジェット記録ヘッドを安価で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す側面の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す、図２の３−３線で切断した断面図である。
【図４】従来のインクジェット記録ヘッドを示す図である。
【図５】従来のインクジェット記録ヘッドを示す図である。
【符号の説明】
１０ インクジェットプリンタ
１２ インクジェット記録ヘッド
３４ 振動板
３６ ノズル
４８ 圧力発生室（インク室）
５８ 圧電素子（電子部品）
５８Ａ 電極
７０ フレキシブル配線基板（配線基板）
７１ 電気接合用パッド（端子）
７６ はんだバンプ（はんだ）
７８ コア入りはんだ（はんだ）
８０ コア無しはんだ（はんだ）
７８Ａ Ｃｕ（スペーサ）
８０ コア無しはんだ（接合材）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric connection structure, an ink jet recording head and a recording apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink-jet method of discharging ink by changing the pressure in a pressure chamber using a piezoelectric element has been used from the viewpoint of high-speed printing and high resolution.
[0003]
The piezoelectric element is connected to an external drive circuit, and an electric signal from the external drive circuit is applied to the piezoelectric element. One method of connecting the piezoelectric element to the external drive circuit is through a flexible wiring board. For example, a solder ball is used to connect the piezoelectric element to the flexible wiring board.
[0004]
Here, as shown in FIG. 4A, a bump 102 is formed by reflowing a spherical solder ball of only solder, and when the bump 102 is heated and melted, the solder of the bump 102 is crushed and the flexible wiring board 104 is formed. And the distance between the piezoelectric elements 106 changes. As a result, as shown in FIG. 4B, the solder of the bumps 102 collapses and spreads, and flows down to the end face of the piezoelectric element 106, and comes into contact with the diaphragm 108 below the piezoelectric element 106, and the flexible wiring board 104 and the diaphragm 108 may be conducted.
[0005]
Therefore, as shown in FIG. 5A, the electrode surfaces of the flexible wiring board 104 and the piezoelectric element 106 are joined by bumps 110 formed using solder balls with cores, and the flexible wiring board 104 and the piezoelectric element 106 are joined together. A predetermined gap is formed between them so that the solder does not collapse and spread.
[0006]
However, in the step of melting the bumps 110, the flexible wiring board 104 expands due to heat. At this time, as shown in FIG. 5B, since the flexible wiring board 104 is restrained by the core material 110A at the position of the core material 110A, the flexible wiring board 104 thermally expands between the core materials 110A. After cooling and solidification of the solder, the solder contains internal stress, and there is a possibility that the flexible wiring board 104 is broken at the solder connection portion over time.
[0007]
Further, since the cored solder balls are expensive, if all the cored solder balls are used to join the piezoelectric element 106 and the flexible wiring board 104, the cost becomes very high.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2001-252103 (Figs. 3 and 4)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to electrically connect a flexible substrate and a piezoelectric element with an inexpensive method, by reducing internal stress in a solder connection portion, and maintaining reliability quality.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The electrical connection structure of the present invention according to claim 1, wherein an interval between the plurality of electronic components and the wiring board is fixed, and an electrode of each electronic component is connected to a terminal of the wiring board. In the solder for connecting the electrode and the terminal of the wiring board, a spacer that abuts on the electrode of the electronic component and the terminal of the wiring board and maintains a constant interval between the electronic component and the wiring board is partially formed. It is characterized by being provided.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, the distance between the electronic component and the wiring board is made constant by the spacer contacting the electrode of the electronic component and the terminal of the wiring board, and the electrode of the electronic component and the terminal of the wiring board are soldered. And are connected.
[0012]
By forming a fixed space between the electronic component and the wiring board using the spacer, the melted solder is not crushed and spread to give an obstacle to the electronic component, and adjacent solders do not come into contact with each other.
[0013]
Furthermore, by arranging the spacer partially, the solder part without the spacer absorbs thermal expansion and contraction of the wiring board, so that when the wiring board is heated and the solder is melted, no thermal stress remains in the connection part. .
[0014]
3. The electrical connection structure according to claim 2, wherein the solder including the spacer is a cored solder ball, the solder not including the spacer is a coreless solder ball, and the cored solder ball is the wiring. A feature is that at least three of them are used for the substrate.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, in order to keep the distance between the electronic component and the wiring board constant, the cored solder ball and the coreless solder ball are used, and the cored solder ball is at least 3 mm with respect to the wiring board. Are used.
[0016]
In this way, by reducing the number of expensive core-containing solder balls used, the cost of the product can be reduced, and by using three, all the core-containing solder balls must be used for the wiring board and electronic components. By contact, the distance from the electronic component can be constant over the entire surface of the wiring board.
[0017]
4. The ink jet recording head according to claim 3, wherein the vibrating plate presses ink in an ink chamber to discharge ink droplets from a nozzle; a piezoelectric element joined to the vibrating plate to bend the vibrating plate; A flexible wiring board connected to the electrode of the piezoelectric element; and, in an ink jet recording head, a part of a solder ball connecting the electrode of the piezoelectric element and the terminal of the flexible wiring board is connected to the electrode and the terminal. It is characterized in that it is a cored solder ball which is in contact with the piezoelectric element and keeps the distance between the piezoelectric element and the flexible wiring board constant.
[0018]
According to the third aspect of the present invention, the electrodes of the piezoelectric element and the terminals of the flexible wiring board are connected by the solder ball. However, by using the solder ball with the core as the solder ball, the piezoelectric element and the flexible wiring board are connected. Is constant.
[0019]
As a result, the melted solder is not crushed and spread to affect the vibration plate to which the piezoelectric element is joined, and adjacent solders do not come into contact with each other.
[0020]
Further, by disposing the cored solder ball in a part, the thermal expansion and contraction of the flexible wiring board can be absorbed in the portion where the coreless solder ball is disposed. Thus, when the flexible wiring board is heated to melt the solder, no thermal stress remains at the portions connected by the cored solder balls, and undulation of the flexible wiring board can be prevented.
[0021]
The ink jet recording head according to the present invention according to claim 4, wherein the cored solder ball and the coreless solder ball are arranged on the flexible wiring board, and reflowed to form a cored bump and a coreless bump. The method is characterized in that these bumps are applied to the electrodes and heated and soldered.
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, the bumps are formed on the flexible wiring board by the reflow by the cored solder balls and the coreless solder balls.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a recording apparatus including the ink jet recording head according to the third or fourth aspect.
[0024]
According to the fifth aspect of the present invention, in the recording apparatus including the ink jet recording head according to the third or fourth aspect, the internal stress of the solder connection part of the ink jet recording head is reduced, so that the reliability of the electric connection is improved. The quality is maintained, and the entire apparatus is formed at low cost.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an inkjet printer 10 equipped with an inkjet recording head 12 according to an embodiment of the present invention.
[0026]
The ink jet recording head 12 is mounted on the carriage 14 so as to face the recording paper P. The carriage 14 is moved by a main scanning mechanism 16 in a main scanning direction (indicated by an arrow A). Thus, the inkjet recording head 12 ejects ink droplets onto the recording paper P conveyed in the sub-scanning direction (indicated by the arrow B) by the sub-scanning mechanism 18 in accordance with image information, thereby forming the entire surface of the recording paper P. Record the image.
(Schematic description of inkjet recording head)
As shown in FIG. 2, the inkjet recording head 12 aligns a total of seven plates including a nozzle plate 22, communication hole plates 24 and 26, supply path plates 28 and 30, a pressure generation chamber plate 32, and a vibration plate 34. It is formed by laminating and joining by joining means such as an adhesive.
[0027]
The nozzle plate 22 is provided with a nozzle 36 for discharging ink, and the communication hole plates 24 and 26 are formed with communication holes 38 and 40, respectively. Further, supply holes 42 and 44 are formed in the supply path plates 28 and 30. The nozzle 36, the communication holes 38, 40, and the supply holes 42, 44 communicate with each other in a state where the communication hole plates 24, 26 and the supply path plates 28, 30 are stacked, and the pressure generation formed in the pressure generation chamber plate 32 is performed. It is connected to the room 48.
[0028]
On the other hand, ink pools 51 and 52 are formed in the communication hole plates 24 and 26, respectively, and ink supplied from ink supply holes (not shown) is stored. In addition, a supply hole 54 is formed in the supply path plate 28 so as to be connected to the ink pool 52. Further, a supply groove 56 is formed in the supply path plate 30, and the ink pools 51 and 52 communicate with the pressure generating chamber 48 in a state where the communication hole plates 24 and 26 and the supply path plates 28 and 30 are stacked. ing.
[0029]
The vibration plate 34 is laminated on the pressure generating chamber plate 32, and a single-plate type piezoelectric element 58 as a pressure generating means is mounted on the vibration plate 34. The piezoelectric element 58 is bonded to a region corresponding to the pressure generating chamber 48, and is connected to the flexible wiring board 70 via the solder bump 76. With this configuration, when a drive voltage waveform is applied to the piezoelectric element 58, the diaphragm 34 deflects and deforms together with the piezoelectric element 58 to pressurize the ink in the pressure generating chamber 48 and eject ink droplets from the nozzle 36.
(Method of manufacturing inkjet recording head)
Next, a process of forming the solder bumps 76 on the flexible wiring board 70 will be described.
[0030]
As shown in FIG. 3 (A), on the flexible wiring board 70, an electric connection pad 71 of an electrode for an individual signal is formed in accordance with the layout of the electrode 58A of the piezoelectric element 58, and an electric connection pad 71 is formed thereon. A cover lay 73 having holes formed at positions corresponding to the bonding pads 71 is stacked. Solder is formed on the outer peripheral surface of the electric bonding pad 71 of the flexible wiring board 70 by a plating method or the like on a coreless solder ball 80 formed spherical only with solder and a core 78A as a spherical conductive member (Cu). The coated cored solder ball 78 is placed.
[0031]
Next, as shown in FIG. 3B, the solder balls 78 with the core and the solder balls 80 without the core are heated and melted by reflow, and the solder bumps 76 are formed on the flexible wiring board 70.
[0032]
At this time, the use of one core-containing solder ball 78 with respect to the use of 6 to 12 coreless solder balls 80 is an optimal ratio for preventing the undulation of the flexible wiring board 70.
[0033]
Here, as shown in FIG. 3C, the solder bumps 76 formed on the flexible wiring board 70 are aligned and laminated on the piezoelectric elements 58, and are heated from above the flexible wiring board 70, so that FIG. As shown in (D), the solder of the solder bumps 76 is melted, and the piezoelectric element 58 and the flexible wiring board 70 are connected.
[0034]
Electrodes 58A are formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 58, and a voltage from an external drive circuit (not shown) is applied to the piezoelectric element 58 via the solder and the flexible wiring board 70.
[0035]
Finally, by attaching an ink supply device and the like (not shown), the ink jet recording head 12 of the present embodiment is completed.
[0036]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
[0037]
As shown in FIG. 2, the ink jet recording head 12 is formed with a continuous ink passage from the ink pool 50 to the pressure generating chamber 48, the supply holes 44 and 42, the communication holes 40 and 38, and the nozzle 36. The ink sent from the ink supply device (not shown) is stored in the ink pools 51 and 52 through ink supply holes (not shown) formed in the vibration plate 34, and is stored in the ink supply holes 54 and the supply grooves 56. After that, the inside of the pressure generating chamber 48 is filled.
[0038]
Here, when a drive voltage waveform corresponding to the image information is applied to the piezoelectric element 58, the piezoelectric element 58 deforms together with the diaphragm 34 to expand or compress the pressure generating chamber 48. As a result, the volume of the pressure generating chamber 48 changes, and a pressure wave is generated in the pressure generating chamber 48. The ink moves by the action of the pressure wave, and the ink is discharged from the nozzle 36 to the outside.
[0039]
As shown in FIG. 3, the electrodes 58 </ b> A of the piezoelectric element 58 and the electrical connection pads 71 of the flexible wiring board 70 are connected by the solder bumps 76, and the cored solder balls 78 are partially used for the solder bumps 76. Thus, the core 78A of the cored solder ball 78 comes into contact with the electrode 58A of the piezoelectric element 58, and the interval between the piezoelectric element 58 and the flexible wiring board 70 is made constant.
[0040]
As a result, the molten solder is not crushed and spread to affect the vibration plate 34 to which the piezoelectric element 58 is joined, and adjacent solders do not come into contact with each other.
[0041]
Further, by partially disposing the core-containing solder balls 78 (in this embodiment, one core-containing solder ball 78 is used for every ten core-less solder balls 80), the core-less solder balls 80 are formed. Since the flexible wiring board 70 is not restrained at the arranged portion, the thermal expansion and contraction of the flexible wiring board 70 is absorbed. Therefore, when the flexible wiring board 70 is heated to melt the solder of the cored solder ball 78 and the coreless solder ball 80, no thermal stress remains at the portion connected by the cored solder ball 78, and the time is reduced. No breakage occurs at the solder connection part, and the reliability quality can be maintained.
[0042]
In the present embodiment, one solder ball 78 with a core is used every time ten solder balls 80 without a core are used. However, the spacing between the piezoelectric element 58 and the entire surface of the flexible wiring board 70 is constant. In order to achieve this, the number of cored solder balls 78 on the flexible wiring board 70 may be three or more. As a result, the number of the expensive core-containing solder balls 78 used can be reduced as much as possible, so that the manufacturing cost of the inkjet recording head 12 can be reduced.
[0043]
Further, in this embodiment, Cu is used as the core material 78A of the cored solder ball 78, but a conductive member such as Ni may be used.
[0044]
Further, the core-containing solder ball 78 is formed by forming a solder on the surface of the core material 78A by a plating method. Instead of the plating method, there is a method of immersing the core material in a solder melting bath.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, the ink jet recording head can be formed at a low cost by eliminating the undulation of the flexible wiring board.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an ink jet printer equipped with an ink jet recording head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing the ink jet recording head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the inkjet recording head according to the embodiment of the present invention, taken along line 3-3 in FIG.
FIG. 4 is a view showing a conventional ink jet recording head.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional ink jet recording head.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 inkjet printer 12 inkjet recording head 34 diaphragm 36 nozzle 48 pressure generating chamber (ink chamber)
58 Piezoelectric elements (electronic components)
58A electrode 70 flexible wiring board (wiring board)
71 Electric bonding pad (terminal)
76 Solder bump (solder)
78 Solder with core (solder)
80 Solder without core (solder)
78A Cu (spacer)
80 coreless solder (joining material)

Claims (5)

複数の電子部品と配線基板の間隔を一定として、各電子部品の電極と配線基板の端子とを接続する電気接続構造において、
前記電子部品の電極と前記配線基板の端子とを接続するはんだの中に、前記電子部品の電極と前記配線基板の端子に当接して、前記電子部品と前記配線基板の間隔を一定とするスペーサが部分的に設けられていることを特徴とする電気接続構造。In an electrical connection structure for connecting the electrodes of each electronic component and the terminals of the wiring board with a constant interval between the plurality of electronic components and the wiring board,
In the solder for connecting the electrode of the electronic component and the terminal of the wiring board, a spacer that abuts on the electrode of the electronic component and the terminal of the wiring board to keep the distance between the electronic component and the wiring board constant Is provided partially. 前記スペーサが含まれたはんだがコア入りはんだボール、前記スペーサが含まれないはんだがコア無しはんだボールであり、前記コア入りはんだボールが前記配線基板に対して少なくとも３個使用されたことを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。The solder containing the spacer is a solder ball with a core, the solder without the spacer is a solder ball without a core, and at least three solder balls with a core are used for the wiring board. The electrical connection structure according to claim 1. インク室のインクを加圧してノズルからインク滴を吐出させる振動板と、前記振動板に接合され前記振動板を撓ませる圧電素子と、前記圧電素子の電極に接続されたフレキシブル配線基板と、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記圧電素子の電極と前記フレキシブル配線基板の端子とを接続するはんだボールの一部は、前記電極と前記端子に当接して、前記圧電素子と前記フレキシブル配線基板の間隔を一定とするコア入りはんだボールであることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。A vibrating plate that pressurizes the ink in the ink chamber to eject ink droplets from the nozzles, a piezoelectric element that is joined to the vibrating plate and flexes the vibrating plate, and a flexible wiring board connected to the electrode of the piezoelectric element. In the equipped ink jet recording head,
A part of the solder ball connecting the electrode of the piezoelectric element and the terminal of the flexible wiring board is in contact with the electrode and the terminal, and the cored solder for keeping the distance between the piezoelectric element and the flexible wiring board constant. An ink jet recording head comprising a ball. 前記フレキシブル配線基板の上に、前記コア入りはんだボールと前記コア無しはんだボールを配置し、リフローしてコア入りバンプとコア無しバンプを構成し、これらのバンプを前記電極に当てて加熱しフレキシブル配線基板をはんだ付けすることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。On the flexible wiring board, the cored solder ball and the coreless solder ball are arranged, and reflowed to form a cored bump and a coreless bump. The ink jet recording head according to claim 3, wherein the substrate is soldered. 請求項３または請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴とする記録装置。A recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011201122A (en) * 2010-03-25 2011-10-13 Fujifilm Corp Member joining method, ink-jet head, and manufacturing method of the same
CN102218904A (en) * 2010-03-19 2011-10-19 富士胶片株式会社 Bonded circuits and seals in a printing device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7971973B2 (en) 2005-09-16 2011-07-05 Fujifilm Corporation Electrical connection structure, liquid ejection head, method of manufacturing same, and image forming apparatus
CN102218904A (en) * 2010-03-19 2011-10-19 富士胶片株式会社 Bonded circuits and seals in a printing device
CN102218904B (en) * 2010-03-19 2015-03-04 富士胶片株式会社 Bonded circuits and seals in a printing device
JP2011201122A (en) * 2010-03-25 2011-10-13 Fujifilm Corp Member joining method, ink-jet head, and manufacturing method of the same

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