【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被噴射液を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電体層を形成し、この圧電体層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。
【０００４】
また、このような圧電素子は、駆動ＩＣ（半導体集積回路）等によって駆動され、この駆動ＩＣは、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面側に接合される封止基板上に固定される。そして、この駆動ＩＣと各圧電素子から引き出される引き出し配線とが、ワイヤボンディングによって形成された接続配線によって電気的に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、このような接続配線は、一般的に以下のような手順で形成される。まず、圧電素子が形成された流路形成基板に、封止基板等の所定の各基板を接合して接合体を形成すると共に、封止基板上に駆動ＩＣを実装する。この接合体を台座上に載置し保持部材によってこの接合体の周縁部全体を台座上に押圧することによって固定する。そして、接合体全体を所定温度に加熱した状態でワイヤボンディングすることによって接続配線を形成する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１６０３６６号公報（第２図（ａ）、（ｂ）、第６頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように接合体の周縁部全体を保持部材によって押圧した状態で接続配線を形成すると、その際の熱により接合体を構成する基板に割れが発生するという問題がある。例えば、流路形成基板及び封止基板は、シリコン単結晶基板等の比較的硬く割れが生じやすい材料で形成されるのに対し、ノズル開口が穿設されたノズルプレートは、ステンレス鋼等の金属材料で形成されている。このため、接合体を加熱すると、これら流路形成基板及び接合基板とノズルプレートとの熱膨張係数の違いにより、接合体にはその長手方向に沿った変形が生じる。しかし、接続配線を形成する際には接合体が固定部材によって固定されて変形が規制されているため、変形は発生しないが流路形成基板及び接合基板に割れが発生してしまう。
【０００８】
なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけではなく、勿論、インク以外を吐出する他の液体噴射ヘッドの製造方法においても、同様に存在する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、接続配線を良好に形成でき且つ基板の割れを防止することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に設けられて当該圧電素子を封止する圧電素子保持部を有する封止基板とを有し、且つ該封止基板上に前記圧電素子を駆動させる駆動ＩＣが実装された液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記流路形成基板に前記封止基板と前記ノズルプレートとが接合されると共に前記駆動ＩＣが実装された接合体を台座上に載置し、該接合体表面の長手方向一端部側の周縁部を固定部材で押圧して当該接合体を前記台座上に保持固定し、この状態で前記圧電素子から引き出される引き出し配線と前記駆動ＩＣとをワイヤボンディングにより電気的に接続する接続工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００１１】
かかる第１の態様では、ワイヤボンディングの際の熱に伴って、接合体を構成する流路形成基板、あるいは封止基板に割れが発生するのを防止することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ワイヤボンディングの際の熱による前記接合体の長手方向の変形を許容するように、前記接合体の前記一端部から所定範囲を前記固定部材によって押圧することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００１３】
かかる第２の態様では、ワイヤボンディングの際の熱に伴う接合体の変形が許容されるため、流路形成基板あるいは封止基板に割れが発生するのを防止できる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記接合体の短辺に沿った領域を前記固定部材によって押圧することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００１５】
かかる第３の態様では、ワイヤボンディングの際の熱に伴う接合体の変形が確実に許容され、流路形成基板あるいは封止基板の割れをより確実に防止できる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記台座が加熱手段を具備し、該加熱手段によって前記台座を加熱することにより前記接合体全体を所定温度に上昇させた状態でワイヤボンディングを行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００１７】
かかる第４の態様では、接合体を比較的容易に所定温度まで加熱することができ且つ接合体を構成する基板に割れが発生することもない。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記固定部材と前記接合体との間に緩衝部材を介在させることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００１９】
かかる第５の態様では、固定部材で接合体を押圧することによって生じる接合体の割れを防止することができる。
【００２０】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなり、前記ノズルプレートがステンレス鋼からなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００２１】
かかる第６の態様では、流路形成基板とノズルプレートとの熱膨張率が比較的大幅に異なる場合でも、流路形成基板に割れが生じるのを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、複数の隔壁により区画された圧力発生室１２がその長手方向に２列並設されている。また各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する封止基板３０のリザーバ部３３と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００２３】
このような圧力発生室１２等は、弾性膜５０とは反対側の面から流路形成基板１０を異方性エッチングすることによって形成されている。異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、流路形成基板１０が面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなるため、シリコン単結晶基板の（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。すなわち、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）面とが出現する。かかる異方性エッチングにより、二つの第１の（１１１）面と斜めの二つの第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができる。
【００２４】
本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングすることにより形成されている。なお、弾性膜５０は、シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵される量がきわめて小さい。
【００２５】
このような圧力発生室１２等が形成される流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２を配設する密度に合わせて最適な厚さを選択することが好ましい。例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１８０〜２８０μｍ程度、より望ましくは、２２０μｍ程度とするのが好適である。また、例えば、３６０ｄｐｉ程度と比較的高密度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１００μｍ以下とするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
【００２６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０３〜０．３ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０−６／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。ノズルプレート２０は、一方の面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、流路形成基板１０であるシリコン単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果たす。ここで、インク滴吐出圧力をインクに与える圧力発生室１２の大きさと、インク滴を吐出するノズル開口２１の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、１インチ当たり３６０個のインク滴を記録する場合、ノズル開口２１は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。
【００２７】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成され、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、本実施形態では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用する。
【００２８】
ここで、圧電素子３００の個別電極である上電極膜８０には、圧電素子３００の長手方向端部近傍から圧力発生室１２の外側の領域まで引き出されるリード電極９０がそれぞれ接続されている。このリード電極９０は、例えば、金（Ａｕ）等からなり、本実施形態では、圧電素子３００の長手方向端部近傍から圧力発生室１２の列間に対応する領域まで延設されている。また、圧電素子３００の共通電極である下電極膜６０は、本実施形態では、圧力発生室１２の長手方向両端部近傍に対向する領域でそれぞれパターニングされ且つ圧力発生室１２の並設方向に沿って圧力発生室１２の列の外側の領域まで延設されている。そして、各圧力発生室１２の列に対応する領域の下電極膜６０は、圧力発生室１２の列の外側の領域で連続している。
【００２９】
流路形成基板１０の圧電素子３００側には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態でその空間を密封する圧電素子保持部３１を有する封止基板３０が接合されている。この圧電素子保持部３１は、本実施形態では、各圧電素子３００に対向する領域、すなわち、各圧力発生室１２の列に対向する領域のそれぞれに設けられた圧電素子３００の列をそれぞれ封止している。また、圧電素子保持部３１の間、すなわち、封止基板３０の中央部に対応する領域には、この封止基板３０を厚さ方向に貫通する貫通部３２が設けられている。そして、上電極膜８０から引き出されたリード電極９０の先端部がこの貫通部３２内に露出され、各リード電極９０はこの貫通部３２内に延設された接続配線１２０を介して電気的に接続されている。
【００３０】
また、この封止基板３０には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３３が設けられている。リザーバ部３３は、本実施形態では、封止基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を貫通して設けられた貫通孔を介して流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。この封止基板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。これにより、熱硬化性の接着剤を用いた高温での接着であっても両者を確実に接着することができる。また、この封止基板３０上の貫通部３２の両側には、圧電素子３００を列毎に駆動する２つの駆動ＩＣ１１０がそれぞれ実装されている。そして、駆動ＩＣ１１０と各リード電極９０の貫通部３２内に露出した端部近傍とが、ボンディングワイヤからなる駆動配線１２０によって電気的に接続されている。
【００３１】
なお、封止基板３０のリザーバ部３３に対応する領域には、封止膜４１及び固定板４２からなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３３の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成されている。この固定板４２のリザーバ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４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００３２】
このように構成したインクジェット式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１１０からの記録信号に従い、上電極膜８０と下電極膜６０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３３】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。なお、図３及び図４は、圧力発生室１２の長手方向の断面図であり、図５は、接合工程を説明する平面図及び側面図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコン単結晶基板である流路形成基板１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、流路形成基板１０の表面に弾性膜５０及びマスク膜５１を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。次いで、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極形成膜６５を形成後、この下電極形成膜６５をパターニングすることにより、所定形状の下電極膜６０を形成する。
【００３４】
次に、図３（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなり圧電素子３００の圧電体層７０を構成する圧電体形成膜７５と、例えば、アルミニウム、金、ニッケル、白金、イリジウム等の多くの金属、あるいは導電性酸化物等からなり上電極膜８０を構成する上電極形成膜８５とを順次積層する。そして、図３（ｅ）に示すように、これら上電極形成膜８５と圧電体形成膜７５とを同時にパターニングして下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０からなる圧電素子３００を形成する。次いで、図３（ｆ）に示すように、金（Ａｕ）からなるリード電極形成膜９５を流路形成基板１０の全面に亘って形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介してリード電極形成膜９５を各圧電素子３００毎にパターニングすることによってリード電極９０を形成する。以上が膜形成プロセスである。
【００３５】
このようにして膜形成を行った後、流路形成基板１０を異方性エッチングすることにより、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する。具体的には、まず、図４（ａ）に示すように予め圧電素子保持部３１等が形成された封止基板３０を流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に接合する。なお、封止基板３０は、流路形成基板１０を異方性エッチングする際に、各圧電素子３００をアルカリ溶液から保護する役割も果たす。次いで、図４（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の封止基板３０との接合面とは反対側の面に形成されている二酸化シリコン膜５２を所定形状にパターニングしてマスク膜５１とする。そして、このマスク膜５１を介して前述したアルカリ溶液による異方性エッチングを行うことにより、流路形成基板１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する。なお、このように異方性エッチングを行う際には、封止基板３０の表面を保護フィルム等で封止した状態で行う。次いで、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板１０の封止基板３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、封止基板３０にコンプライアンス基板４０を接合して接合体１５０とし、さらに、封止基板３０上の所定位置に２つの駆動ＩＣ１１０をそれぞれ実装する。
【００３６】
そして、図４（ｄ）に示すように、ワイヤボンディングにより接続配線１２０を形成し、この接続配線１２０によって各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０と駆動ＩＣ１１０とを電気的に接続する。ここで、ワイヤボンディングは、図５に示すように、駆動ＩＣ１１０が実装された接合体１５０（図４（ｃ）参照）を台座２００上に載置して吸引すると共に、例えば、金属等で形成された固定部材２１０によって台座２００上に押圧して保持した状態で行う。このとき、接合体１５０の長手方向一端部側を固定部材２１０によって押圧して台座２００上に保持するようにする。すなわち、ワイヤボンディングの際の熱による接合体１５０の変形を許容するように、接合体１５０の一端部から所定の範囲を固定部材２１０で押圧する。接合体１５０を固定部材２１０で押圧する範囲は、接合体１５０の長手方向の一端部側の１／３程度の領域であることが好ましい。例えば、本実施形態では、接合体１５０の周縁部の短辺に沿った領域のみを固定部材２１０によって押圧するようにしている。
【００３７】
また、これら固定部材２１０と接合体１５０との間に、例えば、ゴム、樹脂等の比較的硬度の低い材料で形成された緩衝材を介在させることが好ましい。例えば、本実施形態では、固定部材２１０と接合体１５０との間に、硬度が４０°程度のゴムで形成した緩衝部材２２０を介在させるようにした。これにより、固定部材２１０によって接合体１５０に割れ等が発生するのをさらに防止できる。
【００３８】
このように接合体１５０が保持される台座２００には、例えば、ヒータ等の加熱手段（図示なし）が設けられており、この加熱手段で台座２００を加熱することで接合体１５０全体を所定温度、例えば、７５℃程度まで上昇させる。そして、接合体１５０を所定温度に保持した状態でワイヤボンディングすることにより接続配線１２０を形成する。
【００３９】
このとき、シリコン単結晶基板で形成されている流路形成基板１０及び封止基板３０とステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されているノズルプレート２０及びコンプライアンス基板４０を構成する固定板４２とは、熱膨張係数が異なるため、接合体１５０にはその長手方向に沿った変形が生じる。そして、ステンレス鋼で形成されるノズルプレート２０等が熱によって変形した際、シリコン単結晶基板で形成される流路形成基板１０等がノズルプレート２０等の変形に耐えられず、流路形成基板１０等にクラック等による破壊が起きる。これは、流路形成基板１０等を構成するシリコン単結晶基板よりもノズルプレート２０等を構成するステンレス鋼の方が、ワイヤボンディング時に発生する熱による影響を受けやすいからである。
【００４０】
本発明では、接合体１５０の長手方向一端部側、好適には長手方向一端部側の１／３程度の領域を固定部材２１０で押圧して接合体１５０を台座２００上に保持しているため接合体１５０の変形が許容され、流路形成基板１０又は封止基板３０に割れが発生することがない。また、流路形成基板１０及び封止基板３０に割れが発生しないため、ワイヤボンディングを行う際の接合体１５０の温度を従来よりも上昇させることができる。
【００４１】
例えば、本実施形態のように、接合体１５０の一端部側のみを固定部材２１０で押圧した状態で、接合体１５０の温度を上昇させた場合、約７５℃程度まで割れは発生しなかった。一方、従来のように接合体の周縁部全体を押圧した状態で、接合体の温度を上昇させると約７０℃程度で流路形成基板に割れが発生した。このように、従来の方法よりも高い温度でワイヤボンディングを行うことができるため、リード電極９０及び駆動ＩＣ１１０と接続配線１２０との接合強度を向上することができ、耐久性及び信頼性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現できる。
【００４２】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、接合体１５０の長手方向一端部側の駆動ＩＣ１１０の外側領域のみを固定部材２１０によって押圧することにより台座２００上に保持するようにしたが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、固定部材２１０Ａを略コ字状とし、接合体１５０の周縁部の短辺に沿った領域と共に長辺に沿った領域の一部を押圧して台座２００上に保持するようにしてもよい。何れにしても、接合体１５０の長手方向一端部側の領域のみを固定部材２１０によって押圧することで台座２００上に保持していれば、ワイヤボンディング時に接合体１５０を構成する基板に割れが発生するのを防止することができる。
【００４３】
また、例えば、上述の実施形態では、リード電極９０と駆動ＩＣ１１０とを接続する接続配線１２０の形成工程を一例として本発明を説明したが、本発明の製造方法は、ボンディングワイヤからなる配線であれば、何れの部分を電気的に接続する配線にも適用することができる。さらに、例えば、上述の実施形態では、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、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インクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
【００４４】
なお、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、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７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７に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ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、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００４５】
また、以上の説明では、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置を一例として挙げたが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）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を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図５】接続工程を説明する平面図及び断面図である。
【図６】接続工程の他の例を説明する平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【符号の説明】
１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート、 ２１ノズル開口、 ３０ 封止基板、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００ リザーバ、 １１０ 駆動ＩＣ、 １２０ 接続配線、 ２００ 台座、 ２１０ 固定部材、 ３００ 圧電素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejecting head that ejects a liquid to be ejected. The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet recording head for discharging ink droplets.
[0002]
[Prior art]
A part of the pressure generating chamber communicating with the nozzle opening for discharging the ink droplet is constituted by a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generating chamber to discharge the ink droplet from the nozzle opening. Two types of ink jet recording heads have been put into practical use, one using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of a piezoelectric element, and the other using a flexural vibration mode piezoelectric actuator.
[0003]
As an actuator using a flexural vibration mode, for example, a uniform piezoelectric layer is formed by a film forming technique over the entire surface of a diaphragm, and this piezoelectric layer is placed in a pressure generating chamber by lithography. It is known that a piezoelectric element is formed so as to be cut into a corresponding shape so as to be independent for each pressure generating chamber.
[0004]
Further, such a piezoelectric element is driven by a drive IC (semiconductor integrated circuit) or the like, and the drive IC is, for example, a sealing substrate bonded to one surface side of a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber is formed. Fixed on top. Then, the drive IC and a lead wire drawn from each piezoelectric element are electrically connected by a connection wire formed by wire bonding (for example, see Patent Document 1).
[0005]
Further, such connection wiring is generally formed in the following procedure. First, predetermined substrates such as a sealing substrate are joined to a flow path forming substrate on which a piezoelectric element is formed to form a joined body, and a drive IC is mounted on the sealing substrate. The joined body is placed on the pedestal, and is fixed by pressing the entire periphery of the joined body onto the pedestal by the holding member. Then, connection wiring is formed by performing wire bonding while the entire joined body is heated to a predetermined temperature.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-160366 (FIGS. 2 (a) and 2 (b), page 6)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the connection wiring is formed in such a state that the entire peripheral portion of the joined body is pressed by the holding member, there is a problem that the heat generated at that time causes a crack in the substrate constituting the joined body. For example, the flow path forming substrate and the sealing substrate are formed of a relatively hard and easily crackable material such as a silicon single crystal substrate, whereas the nozzle plate having the nozzle openings is formed of a metal such as stainless steel. Made of material. Therefore, when the joined body is heated, the joined body is deformed along its longitudinal direction due to a difference in the thermal expansion coefficient between the flow path forming substrate, the joined substrate, and the nozzle plate. However, when the connection wiring is formed, the bonded body is fixed by the fixing member and the deformation is regulated. Therefore, the deformation does not occur, but the flow path forming substrate and the bonded substrate are cracked.
[0008]
Such a problem exists not only in a method of manufacturing an ink jet recording head that discharges ink but also in a method of manufacturing another liquid jet head that discharges ink other than ink.
[0009]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid jet head that can form a connection wiring well and can prevent a substrate from cracking.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention for solving the above problems is a nozzle plate having a nozzle opening, a flow path forming substrate defining a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening, and a flow path forming substrate. A piezoelectric element including a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode provided on one surface side via a vibration plate; and a piezoelectric element provided on a surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side to seal the piezoelectric element. A sealing substrate having a piezoelectric element holding portion, and a drive IC for driving the piezoelectric element is mounted on the sealing substrate. The sealing substrate and the nozzle plate are joined together, and the joined body on which the drive IC is mounted is placed on a pedestal, and the peripheral edge of the joined body surface at one end in the longitudinal direction is pressed by a fixing member. Holding and fixing the joined body on the pedestal, in this state Serial in method of manufacturing a liquid jet head characterized by having a connection step of electrically connecting by wire bonding lead wiring and the said driving IC drawn from the piezoelectric element.
[0011]
In the first aspect, it is possible to prevent the flow path forming substrate or the sealing substrate constituting the joined body from being cracked due to the heat at the time of wire bonding.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the predetermined range is fixed from the one end of the joined body so as to allow deformation of the joined body in a longitudinal direction due to heat during the wire bonding. A method for manufacturing a liquid jet head, characterized in that the liquid jet head is pressed by a member.
[0013]
In the second aspect, since deformation of the joined body due to heat at the time of wire bonding is allowed, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the flow path forming substrate or the sealing substrate.
[0014]
A third aspect of the present invention is the method for manufacturing a liquid jet head according to the first or second aspect, wherein a region along a short side of the joined body is pressed by the fixing member.
[0015]
In the third aspect, deformation of the joined body due to heat during wire bonding is reliably allowed, and cracking of the flow path forming substrate or the sealing substrate can be more reliably prevented.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the pedestal comprises a heating means, and the pedestal is heated by the heating means to raise the entire joined body to a predetermined temperature. A method for manufacturing a liquid ejecting head, wherein wire bonding is performed in a state where the liquid ejecting head is in a closed state.
[0017]
According to the fourth aspect, the joined body can be relatively easily heated to the predetermined temperature, and the substrate constituting the joined body does not crack.
[0018]
A fifth aspect of the present invention is the method for manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to fourth aspects, wherein a buffer member is interposed between the fixing member and the joined body.
[0019]
According to the fifth aspect, it is possible to prevent the crack of the joined body caused by pressing the joined body with the fixing member.
[0020]
A sixth aspect of the present invention is directed to the liquid ejecting head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the flow path forming substrate is made of a silicon single crystal substrate, and the nozzle plate is made of stainless steel. In the manufacturing method.
[0021]
In the sixth aspect, even if the thermal expansion coefficients of the flow path forming substrate and the nozzle plate are relatively different, it is possible to prevent the flow path forming substrate from being cracked.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a sectional view of FIG. As shown in the drawing, the flow path forming substrate 10 in this embodiment is formed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation of (110), and one surface thereof is formed of silicon dioxide formed in advance by thermal oxidation and has a thickness of 1 to 1. An elastic film 50 of 2 μm is formed. In the flow path forming substrate 10, two rows of pressure generating chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls are arranged in the longitudinal direction. A communication portion 13 is formed outside the pressure generation chambers 12 in each row in the longitudinal direction, and the communication portion 13 and each pressure generation chamber 12 are connected via an ink supply path 14 provided for each pressure generation chamber 12. Communication. The communication section 13 forms a part of a reservoir that communicates with a reservoir section 33 of the sealing substrate 30 described later and serves as a common ink chamber of each pressure generating chamber 12. The ink supply path 14 is formed to have a width smaller than that of the pressure generation chamber 12, and keeps a constant flow resistance of the ink flowing from the communication section 13 into the pressure generation chamber 12.
[0023]
Such pressure generating chambers 12 and the like are formed by anisotropically etching the flow path forming substrate 10 from the surface opposite to the elastic film 50. Anisotropic etching is performed by utilizing the difference in the etching rate of a silicon single crystal substrate. For example, in this embodiment, since the flow path forming substrate 10 is formed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation of (110), the etching rate of the (111) plane is compared with the etching rate of the (110) plane of the silicon single crystal substrate. Is about 1/180. That is, when a silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, it is gradually eroded and a first (111) plane perpendicular to the (110) plane, and the first (111) plane is approximately 70 ° A second (111) plane that forms an angle and forms an angle of about 35 degrees with the (110) plane appears. By such anisotropic etching, precision processing can be performed based on depth processing of a parallelogram formed by two first (111) surfaces and two oblique second (111) surfaces. , The pressure generating chambers 12 can be arranged at a high density.
[0024]
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is formed by etching until it reaches the elastic film 50 substantially through the flow path forming substrate 10. The amount of the elastic film 50 that is attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small.
[0025]
It is preferable that the thickness of the flow path forming substrate 10 in which the pressure generating chambers 12 and the like are formed be selected in accordance with the density at which the pressure generating chambers 12 are provided. For example, when the pressure generating chambers 12 are arranged at approximately 180 (180 dpi) per inch, the thickness of the flow path forming substrate 10 is preferably approximately 180 to 280 μm, more preferably approximately 220 μm. is there. When the pressure generating chambers 12 are arranged at a relatively high density of, for example, about 360 dpi, the thickness of the flow path forming substrate 10 is preferably set to 100 μm or less. This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers 12.
[0026]
A nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is provided on the opening surface side of the flow path forming substrate 10 with an adhesive, a heat welding film, or the like. Is fixed through. The nozzle plate 20 is a glass ceramic having a thickness of, for example, 0.03 to 0.3 mm, a coefficient of linear expansion of 300 ° C. or less, and for example, 2.5 to 4.5 [× 10 −6 / ° C.]. Made of silicon single crystal substrate or non-rust steel. The nozzle plate 20 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 on one surface, and also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate as the flow path forming substrate 10 from impact and external force. Here, the size of the pressure generating chamber 12 that applies the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 21 that ejects the ink droplet are optimized according to the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. You. For example, when recording 360 ink droplets per inch, the nozzle openings 21 need to be formed with a diameter of several tens of μm with high accuracy.
[0027]
On the other hand, an insulating film 55 having a thickness of, for example, about 0.4 μm is formed on the elastic film 50 on the opposite side of the opening surface of the flow path forming substrate 10. Has a lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm, a piezoelectric layer 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.05 μm. The piezoelectric element 300 is formed by lamination in a process described later. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each of the pressure generating chambers 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and a vibration plate whose displacement is generated by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. In this embodiment, the elastic film 50, the insulator film 55, and the lower electrode film 60 function as a diaphragm.
[0028]
Here, the upper electrode film 80 which is an individual electrode of the piezoelectric element 300 is connected to a lead electrode 90 which is drawn out from the vicinity of the longitudinal end of the piezoelectric element 300 to a region outside the pressure generating chamber 12. The lead electrode 90 is made of, for example, gold (Au), and in the present embodiment, extends from near the longitudinal end of the piezoelectric element 300 to a region corresponding to a space between the rows of the pressure generating chambers 12. In the present embodiment, the lower electrode film 60 that is a common electrode of the piezoelectric element 300 is patterned in a region facing the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 and extends along the direction in which the pressure generation chambers 12 are arranged. Thus, it extends to a region outside the row of the pressure generating chambers 12. The lower electrode film 60 corresponding to the row of the pressure generating chambers 12 is continuous outside the row of the pressure generating chambers 12.
[0029]
A sealing substrate 30 having a piezoelectric element holding portion 31 that seals the space in a state where a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is secured to the piezoelectric element 300 side of the flow path forming substrate 10. . In the present embodiment, the piezoelectric element holding section 31 seals a row of the piezoelectric elements 300 provided in a region facing each piezoelectric element 300, that is, a region facing each row of the pressure generating chambers 12, respectively. are doing. In addition, between the piezoelectric element holding portions 31, that is, in a region corresponding to a central portion of the sealing substrate 30, a through portion 32 penetrating the sealing substrate 30 in the thickness direction is provided. Then, the tip of the lead electrode 90 pulled out from the upper electrode film 80 is exposed in the through portion 32, and each lead electrode 90 is electrically connected via the connection wiring 120 extending into the through portion 32. It is connected.
[0030]
In addition, the sealing substrate 30 is provided with a reservoir section 33 that constitutes at least a part of the reservoir 100 that serves as a common ink chamber for each of the pressure generating chambers 12. In the present embodiment, the reservoir portion 33 is formed so as to penetrate the sealing substrate 30 in the thickness direction and to extend in the width direction of the pressure generating chamber 12, and is provided to penetrate the elastic film 50 and the insulator film 55. The reservoir 100 communicates with the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10 through the through hole provided, and serves as a common ink chamber for each pressure generating chamber 12. As the sealing substrate 30, it is preferable to use a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as the flow path forming substrate 10, for example, glass, ceramic material, or the like. In the present embodiment, the same material as the flow path forming substrate 10 is used. It was formed using a silicon single crystal substrate. As a result, both can be reliably bonded even when bonding at a high temperature using a thermosetting adhesive. Further, on both sides of the through portion 32 on the sealing substrate 30, two drive ICs 110 for driving the piezoelectric elements 300 for each column are mounted, respectively. The drive IC 110 is electrically connected to the vicinity of the end exposed in the through portion 32 of each lead electrode 90 by a drive wiring 120 made of a bonding wire.
[0031]
A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is joined to a region corresponding to the reservoir 33 of the sealing substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and one side of the reservoir 33 is sealed by the sealing film 41. Has been stopped. The fixing plate 42 is formed of a hard material such as a metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since a region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with the sealing film 41 having flexibility. Have been.
[0032]
The ink jet recording head thus configured takes in ink from an external ink supply means (not shown), fills the inside from the reservoir 100 to the nozzle opening 21 with ink, and then, according to a recording signal from the drive IC 110, forms an upper electrode film. A voltage is applied between the lower electrode film 60 and the lower electrode film 60 to cause the elastic film 50, the insulator film 55, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70 to bend and deform. Ink droplets are ejected from the opening 21.
[0033]
Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12, and FIG. 5 is a plan view and a side view illustrating a joining process. First, as shown in FIG. 3A, the channel forming substrate 10 which is a silicon single crystal substrate is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and the elastic film 50 and the mask film 51 are formed on the surface of the channel forming substrate 10. Is formed. Next, as shown in FIG. 3B, after a zirconium (Zr) layer is formed on the elastic film 50 (the silicon dioxide film 52), the zirconium oxide (Zr) is thermally oxidized in a diffusion furnace at 500 to 1200 ° C., for example. An insulator film 55 made of ZrO 2 ) is formed. Next, as shown in FIG. 3C, for example, a lower electrode forming film 65 is formed by laminating platinum and iridium on the insulator film 55, and then the lower electrode forming film 65 is patterned. A lower electrode film 60 having a predetermined shape is formed.
[0034]
Next, as shown in FIG. 3D, for example, a piezoelectric material forming film 75 made of, for example, lead zirconate titanate (PZT) and constituting the piezoelectric material layer 70 of the piezoelectric element 300, and aluminum, gold, An upper electrode forming film 85 made of many metals such as nickel, platinum, and iridium, or a conductive oxide or the like and constituting the upper electrode film 80 is sequentially laminated. Then, as shown in FIG. 3E, the upper electrode forming film 85 and the piezoelectric material forming film 75 are simultaneously patterned to form the piezoelectric element 300 including the lower electrode film 60, the piezoelectric material layer 70, and the upper electrode film 80. Form. Next, as shown in FIG. 3F, after a lead electrode forming film 95 made of gold (Au) is formed over the entire surface of the flow path forming substrate 10, a mask pattern (not shown) made of, for example, a resist or the like is formed. The lead electrode 90 is formed by patterning the lead electrode forming film 95 for each piezoelectric element 300 via the intermediary. The above is the film forming process.
[0035]
After forming the film in this manner, the pressure generating chamber 12, the communication section 13, and the ink supply path 14 are formed by anisotropically etching the flow path forming substrate 10. Specifically, first, as shown in FIG. 4A, the sealing substrate 30 on which the piezoelectric element holding portions 31 and the like are formed in advance is bonded to the surface of the flow path forming substrate 10 on the piezoelectric element 300 side. Note that the sealing substrate 30 also plays a role of protecting each piezoelectric element 300 from an alkaline solution when the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched. Next, as shown in FIG. 4B, the silicon dioxide film 52 formed on the surface of the flow path forming substrate 10 opposite to the bonding surface with the sealing substrate 30 is patterned into a predetermined shape to form a mask film. 51. Then, the pressure generation chamber 12, the communication section 13, and the ink supply path 14 are formed in the flow path forming substrate 10 by performing the above-described anisotropic etching using the alkaline solution through the mask film 51. When performing the anisotropic etching as described above, the surface of the sealing substrate 30 is sealed with a protective film or the like. Next, as shown in FIG. 4C, the nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 formed on the surface of the flow path forming substrate 10 opposite to the sealing substrate 30 is joined to the sealing substrate 30. The compliance substrate 40 is bonded to form a bonded body 150, and two drive ICs 110 are mounted at predetermined positions on the sealing substrate 30.
[0036]
Then, as shown in FIG. 4D, the connection wiring 120 is formed by wire bonding, and the lead electrode 90 drawn out from each piezoelectric element 300 is electrically connected to the drive IC 110 by the connection wiring 120. Here, in the wire bonding, as shown in FIG. 5, the bonded body 150 (see FIG. 4C) on which the drive IC 110 is mounted is placed on the pedestal 200 and sucked, and is formed of, for example, metal. This is performed in a state where the fixing member 210 is pressed and held on the pedestal 200. At this time, one end in the longitudinal direction of the joined body 150 is pressed by the fixing member 210 to be held on the pedestal 200. That is, a predetermined range from one end of the joined body 150 is pressed by the fixing member 210 so as to allow deformation of the joined body 150 due to heat during wire bonding. It is preferable that the range in which the joined body 150 is pressed by the fixing member 210 is approximately 1/3 of one end of the joined body 150 in the longitudinal direction. For example, in the present embodiment, only the region along the short side of the peripheral portion of the joined body 150 is pressed by the fixing member 210.
[0037]
Further, it is preferable to interpose a buffer material made of a material having relatively low hardness such as rubber or resin between the fixing member 210 and the joined body 150. For example, in the present embodiment, a cushioning member 220 formed of rubber having a hardness of about 40 ° is interposed between the fixing member 210 and the joined body 150. This can further prevent the fixing member 210 from cracking the joined body 150.
[0038]
The pedestal 200 holding the joined body 150 in this way is provided with a heating means (not shown) such as a heater, for example. By heating the pedestal 200 with this heating means, the entire joined body 150 is heated to a predetermined temperature. , For example, to about 75 ° C. Then, the connection wiring 120 is formed by performing wire bonding while keeping the joined body 150 at a predetermined temperature.
[0039]
At this time, the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30 formed of a silicon single crystal substrate, and the nozzle plate 20 and the fixing plate 42 of the compliance substrate 40 formed of stainless steel (SUS) are heated. Since the expansion coefficients are different, the joined body 150 is deformed along its longitudinal direction. When the nozzle plate 20 or the like formed of stainless steel is deformed by heat, the flow path forming substrate 10 or the like formed of a silicon single crystal substrate cannot withstand the deformation of the nozzle plate 20 or the like, and Breakage due to cracks and the like occurs. This is because the stainless steel forming the nozzle plate 20 and the like is more susceptible to the heat generated during wire bonding than the silicon single crystal substrate forming the flow path forming substrate 10 and the like.
[0040]
According to the present invention, the joined body 150 is held on the pedestal 200 by pressing the one end in the longitudinal direction of the joined body 150, preferably about one third of the one end in the longitudinal direction, with the fixing member 210. Deformation of the joined body 150 is allowed, and no crack occurs in the flow path forming substrate 10 or the sealing substrate 30. Further, since cracks do not occur in the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30, the temperature of the joined body 150 at the time of performing wire bonding can be increased as compared with the related art.
[0041]
For example, when the temperature of the joined body 150 is increased while only one end side of the joined body 150 is pressed by the fixing member 210 as in the present embodiment, no crack occurred up to about 75 ° C. On the other hand, when the temperature of the joined body was increased in a state where the entire periphery of the joined body was pressed as in the related art, cracks occurred in the flow path forming substrate at about 70 ° C. As described above, since the wire bonding can be performed at a higher temperature than the conventional method, the bonding strength between the lead electrode 90 and the driving IC 110 and the connection wiring 120 can be improved, and the durability and reliability have been improved. An ink jet recording head can be realized.
[0042]
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above. For example, in the above-described embodiment, only the outer region of the drive IC 110 at one longitudinal end of the joined body 150 is held by the fixing member 210 on the pedestal 200 by being pressed by the fixing member 210, but is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 6, the fixing member 210 </ b> A is formed in a substantially U-shape, and a part of the area along the long side is pressed along with the area along the short side of the peripheral part of the joined body 150 so that You may make it hold | maintain. In any case, if only the region on one end side in the longitudinal direction of the joined body 150 is held on the pedestal 200 by being pressed by the fixing member 210, cracks occur in the substrate constituting the joined body 150 during wire bonding. Can be prevented.
[0043]
Further, for example, in the above-described embodiment, the present invention has been described by exemplifying the process of forming the connection wiring 120 for connecting the lead electrode 90 and the driving IC 110. For example, the present invention can be applied to a wiring for electrically connecting any part. Further, for example, in the above-described embodiment, a thin-film type ink jet recording head manufactured by applying a film forming and lithography process has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a thick-film type ink jet recording head formed by a method such as sticking.
[0044]
The ink jet recording head according to each of the embodiments constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge and the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 7 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 7, the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording heads are provided with detachable cartridges 2A and 2B constituting ink supply means, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B discharge, for example, a black ink composition and a color ink composition, respectively. Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears (not shown) and the timing belt 7, so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. You. On the other hand, a platen 8 is provided on the apparatus main body 4 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is conveyed on the platen 8. It has become.
[0045]
In the above description, an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink are described as an example. However, the present invention is intended for a wide range of liquid ejecting heads and liquid ejecting apparatuses. As the liquid ejecting head, for example, a recording head used for an image recording apparatus such as a printer, a color material ejecting head used for producing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and an electrode formation such as an FED (surface emitting display). And an organic material ejecting head used for producing a biochip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a recording head according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment.
5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a connection step.
FIG. 6 is a plan view illustrating another example of the connection step.
FIG. 7 is a schematic diagram of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 30 sealing substrate, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 55 insulating film, 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode Membrane, 90 lead electrode, 100 reservoir, 110 drive IC, 120 connection wiring, 200 pedestal, 210 fixing member, 300 piezoelectric element
