JP2005313335A

JP2005313335A - 配線部材の接続方法

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Publication number: JP2005313335A
Application number: JP2004130703A
Authority: JP
Inventors: Koji Imai; 浩司今井; Yuji Shinkai; 祐次新海
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: US7166529B2; JP4192830B2; US20050239229A1

Abstract

【課題】バンプを電極に押しつけて溶融させる際の荷重と温度を、バンプの高さに対応した適切な範囲内の値にして、配線部材と電極との間の電気的接続の信頼性を向上させること。
【解決手段】複数の端子部６０とこれら複数の端子部６０に夫々接続された複数の導線部６１とを有するＦＰＣ１３を複数の外部電極４５に電気的に接続するＦＰＣ１３の接続方法は、端子部６０に、導電性ろう材により凸状のバンプ７０を形成する第１工程と、バンプ７０を所定の荷重Ｆで外部電極４５に押しつけながら、バンプ７０を所定の温度Ｔに加熱して溶融させることにより、端子部６０と外部電極４５とをバンプ７０を介して接続する第２工程とを備えており、荷重Ｆと温度Ｔの少なくとも一方が、予め区分された複数の高さ範囲のうちバンプ７０の高さが含まれる高さ範囲に対応した所定の範囲内にあることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、記録ヘッドの複数の記録素子に夫々対応する複数の電極に配線部材を電気的に接続する配線部材の接続方法に関する。

一般的な記録ヘッドは、複数の記録素子に対応して設けられた複数の個別電極を有するアクチュエータユニットを備えており、このアクチュエータユニットは、複数の個別電極に対して選択的に駆動信号が供給されたときに、その記録素子を駆動して記録媒体に記録するように構成されている。このようなアクチュエータユニットとしては、例えば、複数の平板状の圧電素子と、これら複数の圧電素子に夫々対応する複数の電極（信号電極）を備えた圧電アクチュエータがある（例えば、特許文献１参照）。

このような圧電アクチュエータの複数の電極に、所定の配線パターンが形成されたフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）等の配線部材を接続する場合、まず、配線パターンを形成する導線の端子部の表面に半田等の接合材により導電性のバンプを凸状に形成する。そして、所定の荷重でバンプを電極に押しつけながら、バンプを所定温度に加熱して溶融させ、導電性のバンプを介して配線部材の端子部と電極とを接合する。

特開２００３−６９１０３号公報（図２、図３参照）

しかし、従来では、配線部材の自重によりバンプを電極に押しつけるなどしており、バンプの高さと、バンプを電極に押しつける際の荷重あるいは加熱温度の関係が厳密に規定されていないことが多かった。しかし、バンプ形成工程における接合材の温度条件の違いや装置の精度誤差等により、配線部材ごとにバンプの高さがばらついてしまうことがあるが、そのようなバンプの高さ（即ち、接合材の量）が配線部材ごとで異なる場合でも、バンプを電極に押しつける際の荷重やバンプの加熱温度を常に一定の条件で接合を行ってしまうと、電極上に流れ出す接合材の量が多すぎたり、逆に、少なすぎたりして、配線部材の端子部と電極との間の接合強度が低下したり、オープン又はショートが生じやすい状態となって電気的接続の信頼性が低下する虞がある。

本発明の目的は、バンプを電極に押しつけて溶融させる際の荷重と温度を、バンプの高さに対応した適切な値にして、配線部材と電極との間の電気的接続の信頼性を向上させることである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の配線部材の接続方法は、複数の端子部とこれら複数の端子部に夫々接続された複数の導線部とを有する配線部材を、記録ヘッドの複数の記録素子に夫々対応する複数の電極に電気的に接続する配線部材の接続方法であって、前記端子部に、導電性のろう材により凸状のバンプを形成する第１工程と、前記バンプを所定の荷重Ｆで前記電極に押しつけながら、前記バンプを所定の温度Ｔに加熱して溶融させることにより、前記端子部と前記電極とを前記バンプを介して接続する第２工程とを備え、前記第２工程において、前記バンプの高さが高いほど、前記荷重Ｆ及び前記温度Ｔを低くすることを特徴とするものである。

この配線部材の接続方法においては、まず、第１工程において、端子部に、導電性のろう材により凸状のバンプを形成し、次に、第２工程において、バンプを所定の荷重Ｆで電極に押しつけながら、所定の温度Ｔに加熱して溶融させ、端子部と電極とをバンプを介して電気的に接続する。

ここで、第２工程においては、端子部に形成されたバンプの高さが高いほど、荷重Ｆ及び温度Ｔを低くする。そのため、例えば、第１工程において形成されたバンプの高さが、配線部材ごとにばらついてしまう場合でも、バンプの高さが低い（ろう材の量が少ない）ときには、荷重及び温度を高くして流れるろう材の量が少なくなりすぎるのを防止するとともに、バンプの高さが高い（ろう材の量が多い）ときには、荷重及び温度を低くしてろう材が流れすぎてしまうのを防止することができる。従って、バンプの高さに応じて荷重及び温度の値を適切な値にして、適切な量の導電性ろう材を電極上で溶融させることができるようになり、端子部と電極との間の接合強度を高め、その電気的接続の信頼性を向上させることができる。尚、荷重Ｆ及び温度Ｔは、バンプの高さに対して連続的に変化させることもできるし、複数のバンプの高さ範囲ごとに離散的に変化させることもできる。

第２の発明の配線部材の接続方法は、複数の端子部とこれら複数の端子部に夫々接続された複数の導線部とを有する配線部材を、記録ヘッドの複数の記録素子に夫々対応する複数の電極に電気的に接続する配線部材の接続方法であって、前記端子部に、導電性のろう材により凸状のバンプを形成する第１工程と、前記バンプを所定の荷重Ｆで前記電極に押しつけながら、前記バンプを所定の温度Ｔに加熱して溶融させることにより、前記端子部と前記電極とを前記バンプを介して接続する第２工程とを備え、前記第２工程において、予め区分された複数の高さ範囲のうち前記バンプの高さが含まれる高さ範囲が高いほど、前記荷重Ｆと前記温度Ｔを低くすることを特徴とするものである。

この配線部材の接続方法においては、まず、第１工程において、端子部に、導電性のろう材により凸状のバンプを形成する。次に、第２工程において、バンプを所定の荷重Ｆで電極に押しつけながら、バンプを所定の温度Ｔに加熱して溶融させ、端子部と電極とをバンプを介して電気的に接続する。

ここで、第２工程において、予め区分された複数の高さ範囲のうちバンプの高さが含まれる高さ範囲が高いほど、荷重Ｆ及び温度Ｔを低くする。そのため、バンプの高さが低い（ろう材の量が少ない）ときには、荷重及び温度を高くして流れるろう材の量が少なくなりすぎるのを防止するとともに、バンプの高さが高い（ろう材の量が多い）ときには、荷重及び温度を低くしてろう材が流れすぎてしまうのを防止することができる。従って、バンプの高さに応じて荷重及び温度の値を適切な値にして、適切な量の導電性ろう材を電極上で溶融させることができるようになり、端子部と電極との間の接合強度を高め、その電気的接続の信頼性を向上させることができる。

第３の発明の配線部材の接続方法は、前記第２の発明において、前記配線部材は、可撓性を有する配線部材であることを特徴とするものである。従来から、配線部材がプリント配線板等の可撓性を有しない配線部材である場合には、配線部材の自重によりバンプを電極に押しつける方法が採用されることがある。しかし、配線部材がＦＰＣ等の可撓性を有する配線部材である場合には、配線部材の自重によりバンプを電極に均等に押しつけることは困難である。そこで、可撓性を有する配線部材に強制的に荷重をかけることによりバンプを電極に押しつける必要があるが、このような荷重Ｆと温度Ｔとを、端子部に形成されたバンプの高さに対応した適切な値にすることができるため、適切な量の導電性ろう材を電極上で溶融させることができる。

前記第２又は第３の発明において、荷重Ｆと温度Ｔの両方を、バンプの高さが含まれる高さ範囲に対応した所定の範囲内にすることができる（第４〜第９の発明）。
バンプの高さが３０〜５０μｍの高さ範囲にあるときには、荷重Ｆが１つのバンプ当たり３〜５ｍＮの範囲内にあり、且つ、温度Ｔが２６５〜２８５℃の範囲内にあることが好ましい（第４の発明）。さらに、この第５の発明において、荷重Ｆが１つのバンプ当たり４ｍＮであり、且つ、温度Ｔが２７５℃であることが特に好ましい（第５の発明）。

また、バンプの高さが５０〜７０μｍの高さ範囲にあるときには、荷重Ｆが１つのバンプ当たり２〜４ｍＮの範囲内にあり、且つ、温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内にあることが好ましい（第６の発明）。さらに、この第７の発明において、荷重Ｆが１つのバンプ当たり４ｍＮであり、且つ、温度Ｔが２７０℃であることが特に好ましい（第７の発明）。

さらに、バンプの高さが７０〜１００μｍの高さ範囲にあるときには、荷重Ｆが１つのバンプ当たり１〜３ｍＮの範囲内にあり、且つ、温度Ｔが２５５〜２７５℃の範囲内にあることが好ましい（第８の発明）。さらに、この第９の発明において、荷重Ｆが１つのバンプ当たり２ｍＮであり、且つ、温度Ｔが２６５℃であることが特に好ましい（第９の発明）。

また、前述した第２の発明においては、第２工程において、予め区分された複数の高さ範囲のうちバンプの高さが含まれる高さ範囲が高いほど、荷重Ｆ及び温度Ｔの両方を低くしているが、荷重Ｆと温度Ｔの一方だけを低くすることもできる（第１０の発明）。さらに、前述した第３の発明と同様に、この第１０の発明において、配線部材が可撓性を有する配線部材であってもよい（第１１の発明）。

そして、前記第１０又は第１１の発明において、荷重Ｆをバンプの高さに関わらず一定の範囲内の値とし、温度Ｔだけを、バンプの高さが含まれる高さ範囲に対応した所定の範囲内にすることができる（第１２〜第１７の発明）。即ち、３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、荷重Ｆが１つのバンプ当たり２〜４ｍＮの範囲内である場合に、前記バンプの高さ範囲が３０〜５０μｍの高さ範囲にあるときには、前記温度Ｔが２７５〜２９５℃の範囲内にあることが好ましい（第１２の発明）。さらに、この第１２の発明において、荷重Ｆが３ｍＮであり、且つ、温度Ｔが２８５℃であることが特に好ましい（第１３の発明）。

また、前記バンプの高さ範囲が５０〜７０μｍの高さ範囲にあるときには、前記温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内にあることが好ましい（第１４の発明）。さらに、この第１４の発明において、荷重Ｆが３ｍＮであり、且つ、温度Ｔが２７０℃であることが特に好ましい（第１５の発明）。さらに、前記バンプの高さ範囲が７０〜１００μｍの高さ範囲にあるときには、前記温度Ｔが２４５〜２６５℃の範囲内にあることが好ましい（第１６の発明）。さらに、この第１６の発明において、荷重Ｆが３ｍＮであり、且つ、温度Ｔが２５５℃であることが特に好ましい（第１７の発明）。

一方、前記第１０又は第１１の発明において、温度Ｔをバンプの高さに関わらず一定の範囲内の値とし、荷重Ｆだけを、バンプの高さが含まれる高さ範囲に対応した所定の範囲内にすることができる（第１８〜第２３の発明）。即ち、３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内である場合に、前記バンプの高さ範囲が３０〜５０μｍの高さ範囲にあるときには、前記荷重Ｆが４〜６ｍＮの範囲内にあることが好ましい（第１８の発明）。さらに、この第１８の発明において、温度Ｔが２７０℃であり、且つ、荷重Ｆが５ｍＮであることが特に好ましい（第１９の発明）。

また、前記バンプの高さ範囲が５０〜７０μｍの高さ範囲にあるときには、前記荷重Ｆが２〜４ｍＮの範囲内にあることが好ましい（第２０の発明）。さらに、この第２０の発明において、温度Ｔが２７０℃であり、且つ、荷重Ｆが３ｍＮであることが特に好ましい（第２１の発明）。さらに、前記バンプの高さ範囲が７０〜１００μｍの高さ範囲にあるときには、前記荷重Ｆが０．５〜２ｍＮの範囲内にあることが好ましい（第２２の発明）。さらに、この第２２の発明において、温度Ｔが２７０℃であり、且つ、荷重Ｆが１ｍＮであることが特に好ましい（第２３の発明）。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、複数のノズルからインクを吐出して用紙に記録するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。
図１〜図３に示すように、インクジェットヘッド１は、その内部にインク流路が形成された平面視矩形状の流路ユニット１１と、この流路ユニット１１の表面に設けられたアクチュエータユニット１２とを備えている。そして、アクチュエータユニット１２は、ドライバＩＣ５１を搭載したドライバ回路基板５０と、フレキシブルプリント配線板１３（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）を介して接続されている。尚、ドライバ回路基板５０は、コネクタ５２を介してインクジェットプリンタの制御装置（図示省略）と接続されている。

図３に示すように、流路ユニット１１は、平面視矩形状の９枚のプレートが積層されて構成されている。これら９枚のプレートのうちの、最下層のノズルプレート１１ａには、複数のノズル（図示省略）がその長手方向に沿って４列形成され、対となる２列ずつが夫々千鳥状に配置されている。最上層のキャビティプレート１１ｂには、複数のノズルに夫々対応する複数の圧力室２３がキャビティプレート１１ｂの長手方向に沿って４列形成され、対となる２列ずつが夫々千鳥状に配置されている。

キャビティプレート１１ｂとノズルプレート１１ａの間の７枚のプレートには、４列の圧力室２３の列に夫々対応し、プレートの長手方向に沿って延びる４本のマニホールド（図示省略）と、マニホールドと圧力室２３とを連通させるインク流路３０と、圧力室２３とノズルとを連通させるインク流路２５とが形成されている。そして、流路ユニット１１には、マニホールドから圧力室２３を経てノズルに至る個別インク流路（記録素子）が形成されている。また、４本のマニホールドは、キャビティプレート１１ｂの長手方向の端部に形成された４つのインク供給孔３１を介してインクカートリッジ（図示省略）に接続されている。尚、４つのインク供給孔３１には、インク内のゴミ等を濾過する為のフィルタ３２が装着されている。

アクチュエータユニット１２は、複数の圧力室２３の夫々に対応する複数の個別電極（図示省略）が設けられた圧電シート１２ａと、スルーホール４１の周囲を除く全面に共通電極（図示省略）が設けられた圧電シート１２ｂとが交互に積層され、さらに、その上に、複数の表面電極３９，４０が設けられた圧電シート１２ｃが積層された構造を有する。これら圧電シート１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料により平面視で同一の矩形形状に形成されている。複数の表面電極３９は、スルーホール４１を介して複数の個別電極と接続されており、さらに、複数の表面電極３９は、平面視で対応する複数の圧力室２３と夫々重なる位置に配置されている。即ち、図３に示すように、圧電シート１２ｃ上に設けられた４列の表面電極３９は、複数の圧力室２３と同様に、２列ずつが対となって夫々千鳥状に配置されている。各表面電極３９，４０は、Ａｇ−Ｐｄ系等の金属材料からなり、圧電シート１２ｃの短手方向に延びる帯状に形成されている。また、図示しないが、表面電極３９とスルーホール４１を介して接続された個別電極は、表面電極３９と略同じ平面形状を有し、対応する表面電極３９（及び圧力室２３）と平面視で重なる位置に配置されている。また、共通電極は、スルーホール４２を介して表面電極４０と接続されており、表面電極４０に接続される後述のＦＰＣ１３を介して接地されてグランド電位に保持される。

次に、このアクチュエータユニット１２の作用について説明する。圧電シート１２ａ，１２ｂはその厚み方向に分極されており、個別電極に接続された表面電極３９を共通電極に接続された表面電極４０と異なる電位にして、個別電極と共通電極と間の圧電シート１２ａ，１２ｂに対してその分極方向に電界を印加すると、その電界が印加された部分が活性層として働き、その厚み方向すなわち積層方向に伸長又は収縮しようとする。

そして、ドライバＩＣ５１（図１、図２参照）から表面電極３９にＦＰＣ１３を介して吐出パルス信号が印加されると、まず、表面電極３９に接続された個別電極の電位が、電界の方向と分極方向とが同方向となるような正又は負の所定電位となり、個別電極と共通電極と間の圧電シート１２ａ，１２ｂが収縮しようとする。ここで、図３に示すように、最下層の圧電シート１２ａの下面は圧力室２３を区画するキャビティプレート１１ｂの上面に固定されているため、複数枚の圧電シート１２ａ〜１２ｃは圧力室２３と反対側へ凸になるように変形する。このため、圧力室２３の容積が増加して圧力室２３内のインクの圧力が低下するため、マニホールド側から圧力室２３内にインクが吸い込まれる。そして、再び個別電極の電位が共通電極と同じ電位に戻ったときに、マニホールドから圧力室２３に吸い込まれたインクがノズルへ押し出され、ノズルからインクが吐出される。

次に、アクチュエータユニット１２とＦＰＣ１３との接続部分の構造について説明する。
図３、図５に示すように、最上層の圧電シート１２ｃの表面に設けられた表面電極３９には、後述するＦＰＣ１３の端子部６０（図４参照）が接続される外部電極４５が形成されている。この外部電極４５はＡｇ等の金属材料により平面視で略矩形状に形成されている。この外部電極４５は、表面電極３９よりも幅が広く、長さは短く形成されている。さらに、外部電極４５は、表面電極３９の１つの列において、表面電極３９の一端部と他端部に交互に設けられており、千鳥状に配置されている。

図４、図５に示すように、ＦＰＣ１３は、ポリイミドフィルムからなるベース材１３ａと、このベース材１３ａの一方の面（図５の上面）に銅箔で形成された複数の端子部６０及び複数の導線部６１とを有する。複数の導線部６１の端部には複数の端子部６０が夫々接続されており、これら複数の端子部６０は、アクチュエータユニット１２の複数の外部電極４５に夫々対応する位置に配置されている。また、複数の端子部６０から夫々延びる複数の導線部６１は、端子部６０の配置位置の間を縫うようにして配設されており、これら複数の導線部６１により、ドライバＩＣ５１（図１、図２参照）と複数の外部電極４５の各々とを個別に接続する配線パターンが形成されている。図１、図２に示すように、導線部６１の端子部６０と反対側の端部には、ドライバ回路基板５０に接続される端子部５３が設けられている。

図４、図５に示すように、ベース材１３ａには、端子部６０と反対側の面から、例えば、レーザ加工、プラズマエッチング加工、電解エッチング加工等の種々の加工法により、貫通穴６２が形成されている。そして、この貫通穴６２により端子部６０は図５の下側に露出している。また、図４に示すように、貫通穴６２は端子部６０よりも一回り小さい平面形状に形成されている。さらに、端子部６０の露出部分の面積は、外部電極４５よりも小さく形成されている。そして、この端子部６０の露出部分と外部電極４５とが半田により接合されて、ＦＰＣ１３とアクチュエータユニット１２の外部電極４５が電気的に接続されている（図５（ｂ）参照）。

次に、ＦＰＣ１３をアクチュエータユニット１２に接続する方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、ベース材１３ａに、レーザ加工等により貫通穴６２を形成して、端子部６０を下側に部分的に露出させてから、端子部６０の露出面以外の部分をマスクした状態で導電性ろう材である半田を印刷することにより、端子部６０の露出面に半田を付着させる。そして、一旦、半田をその融点よりも高い温度で軟化させて端子部６０の露出部分全体を覆って広がるようになじませた後、半田を冷却して固化させ、端子部６０に凸状のバンプ７０を形成する（第１工程）。

次に、ＦＰＣ１３の端子部６０が対応するアクチュエータユニット１２の外部電極４５に対向するように、ＦＰＣ１３を位置合わせしてアクチュエータユニット１２の表面に重ねる。そして、ＦＰＣ１３のバンプ７０を所定の荷重でアクチュエータユニット１２の外部電極４５に押しつけながら、ヒータ等によりＦＰＣ１３を加熱することによりバンプ７０を所定の温度まで加熱してバンプ７０を溶融させる（第２工程）。すると、図５（ｂ）に示すように、溶融したバンプ７０が外部電極４５の表面に広がり、溶融したバンプ７０を介して端子部６０と外部電極４５とが接続される。尚、外部電極４５からさらに外側に流れ出す半田は、金属材料で形成されているために濡れ性のよい表面電極３９の表面に沿って流れやすく、溶融した半田を表面電極３９に逃して半田が圧電シート１２ｃに付着しないようにして、インク吐出時に半田により圧電シート１２ｃの変形が阻害されてしまうのを防止できるようになっている。

尚、可撓性を有するＦＰＣ１３を外部電極４５に押しつける場合には、可撓性を有さないプリント配線板のように、その自重によりバンプ７０を外部電極４５に均等に押しつけることは困難であるため、この第２工程では、ＦＰＣ１３に強制的に荷重をかけることによりバンプ７０を外部電極４５に押しつけるようにしている。

ところで、前述の第１工程において、半田のバンプ７０は所定の目標高さ（例えば、６０μｍ）となるように形成されるが、実際のバンプ７０の高さが、バンプ７０の形成時の精度誤差等により、ＦＰＣ１３ごとでばらついてしまう場合がある。例えば、バンプ７０を印刷により形成する際に使用されるマスクの劣化や、転写時の温度変化に伴う粘度の変化等に起因して、半田の転写量がＦＰＣ１３ごとに異なってしまう場合などが考えられる。このように、バンプ７０の高さがＦＰＣ１３ごとにばらついてしまう場合においても、バンプ７０を外部電極４５に押しつける際の荷重や、バンプ７０の加熱温度を、前述の所定の目標高さに対応する値のままで接合作業を行ってしまうと、バンプ７０の高さによって外部電極４５あるいは表面電極３９に流れる溶融半田の量が異なってくるため、場合によっては、ＦＰＣ１３の端子部６０と外部電極４５との電気的接続の信頼性が低下する虞がある。

そこで、本実施形態におけるＦＰＣ１３の接続方法では、実際に形成されたバンプ７０の高さが、予め区分された３つの高さ範囲のうちの何れに含まれるかを検出し、接合時の荷重Ｆと温度Ｔとを、バンプ７０の高さが含まれる高さ範囲に対応する値に設定して、端子部６０と外部電極４５との接合作業を行う。具体的には、バンプ７０の目標高さ６０μｍに対して、予め、３０〜５０μｍ、５０〜７０μｍ及び７０〜１００μｍの３つの高さ範囲を設定しておき、実際のバンプ７０の高さが目標高さ６０μｍからずれた場合に、バンプ７０の高さがこれら３つの高さ範囲の何れに含まれるかを検出して、実際のバンプの高さが含まれる高さ範囲に対応した、適切な荷重Ｆ及び温度Ｔを選択する。

図６は、荷重Ｆ及び温度Ｔを３つの高さ範囲の夫々に対応した所定の値（星印の点）に設定したときの、端子部６０と外部電極４５との接合状況を示す図である。図６（ａ）はバンプ７０の高さが３０〜５０μｍ、図６（ｂ）はバンプ７０の高さが５０〜７０μｍ、図６（ｃ）はバンプ７０の高さが７０〜１００μｍである場合を夫々示す。尚、図６（ａ）〜（ｃ）に示されている荷重の値は、１バンプ当たりに付加される荷重である。

図６（ａ）〜（ｃ）において、星印を含む領域Ａ（太線の矩形枠で囲われた領域）は、端子部６０と外部電極４５との間の電気的な導通が確保されており、且つ、外部電極４５及び表面電極３９に流れる溶融半田の量が適量で接合強度が十分な状態である。一方、領域Ａの左側の領域Ｂは、端子部６０と外部電極４５との間の電気的な導通は確保されているが、外部電極４５及び表面電極３９に流れる溶融半田の量が少なく接合強度が弱い状態である。また、領域Ｂよりもさらに左側の領域Ｃは、端子部６０と外部電極４５との間でオープン状態となっており、電気的な接続が不良である状態である。

さらに、領域Ａの右側の領域Ｄは、端子部６０と外部電極４５との間の電気的な導通は確保されているが、外部電極４５及び表面電極３９に流れる溶融半田の量が多すぎる状態である。そのため、端子部６０と外部電極４５との間の接合強度に寄与する半田量が少なくなってしまい、その分、接合強度が弱い状態である。また、領域Ｄよりもさらに右側の領域Ｅは、溶融半田により複数の端子部６０間がショートした状態となっており、電気的な接続が不良である状態である。

そして、図６（ａ）に示すように、バンプ７０の高さが３０〜５０μｍの場合には、荷重Ｆを１バンプ当たり４ｍＮ、温度Ｔを２７５℃（星印の値）に設定して、端子部６０と外部電極４５とをバンプ７０を介して接合する。ここで、接合装置の精度によっては、この設定された荷重Ｆ及び温度Ｔから幾分ずれた荷重及び温度で接合されてしまう場合もあるが、その場合でも、荷重Ｆ及び温度Ｔが領域Ａの範囲内（荷重Ｆが３〜５ｍＮ、温度Ｔが２６５〜２８５℃の範囲内）であれば、良好な接合状態を確保できるため、高精度な接合装置を用いて接合作業を行う必要はない。

また、図６（ｂ）に示すように、バンプ７０の高さが５０〜７０μｍの場合には、荷重Ｆを１バンプ当たり３ｍＮ、温度Ｔを２７０℃に設定して接合作業を行うが、実際の荷重Ｆ及び温度Ｔは、領域Ａの範囲内（荷重Ｆが２〜４ｍＮ、温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内）にあればよい。同様に、図６（ｃ）に示すように、バンプ７０の高さが７０〜１００μｍの場合には、荷重Ｆを１バンプ当たり２ｍＮ、温度Ｔを２６５℃に設定して接続作業を行うが、実際の荷重Ｆ及び温度Ｔは、領域Ａの範囲内（荷重Ｆが１〜３ｍＮ、温度Ｔが２５５〜２７５℃の範囲内）にあればよい。

尚、３つの高さ範囲（３０〜５０μｍ、５０〜７０μｍ及び７０〜１００μｍ）の荷重Ｆ及び温度Ｔの設定値（星印の値）は、バンプ７０の高さが高い（即ち、半田の量が多い）ほど低くなっている。従って、端子部６０の半田量が少ないときには、荷重Ｆ及び温度Ｔを高くして流れる半田の量が少なくなるのを防止するとともに、半田量が多いときには、荷重Ｆ及び温度Ｔを低くして半田が流れすぎてしまうのを防止することができる。

また、３つの高さ範囲の荷重Ｆ（ｍＮ）及び温度Ｔ（℃）の設定値（星印の値）は、Ｆ＝０．１Ｔ−５１の関係式に従っており、荷重Ｆと温度Ｔとは１対１の関係にある。従って、３０〜１００μｍの範囲を前述の３つの高さ範囲（３０〜５０μｍ、５０〜７０μｍ及び７０〜１００μｍ）以外の範囲に区切った場合でも、荷重Ｆ又は温度Ｔの一方を定めた後に、他方をこの関係式から導くことができる。これにより、端子部６０と外部電極４５との良好な接合を可能とする荷重及び温度の設定が容易になる。

以上のＦＰＣ１３の接続方法においては、端子部６０に形成されたバンプ７０の高さが含まれる高さ範囲が高いほど荷重Ｆ及び温度Ｔを低くすることにより、バンプ７０の高さが低い（半田の量が少ない）ときには、荷重及び温度を高くして流れる半田の量が少なくなりすぎるのを防止するとともに、バンプ７０の高さが高い（半田の量が多い）には、荷重及び温度を低くして半田が流れすぎてしまうのを防止することができる。従って、ＦＰＣ１３ごとにバンプ７０の高さがばらついた場合でも、荷重Ｆ及び温度Ｔをバンプ７０の高さ（即ち、半田の量）に応じた適切な値にして、適量の半田を外部電極４５上で溶融させることができるようになり、端子部６０と外部電極４５との間の接合強度を高めて、その電気的接続の信頼性を向上させることができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］前記実施形態では、バンプ７０の高さ範囲を３つに区切っているが、２つあるいは４つ以上の複数の高さ範囲に区切ってもよい。尚、高さ範囲を細かく区切るほど、図６の領域Ａの範囲が広くなり、接合装置に要求される精度は緩くなる。さらには、バンプ７０の高さが高いほど、荷重Ｆ及び温度Ｔが連続的に低くなるようにしてもよい。
逆に、高精度の接合装置を使用して接合を行う場合には、領域Ａの範囲が多少狭くても良好な接合を行うことが可能となるため、１つの高さ範囲を広くすることができ、形成されたバンプの高さが少々目標値からずれた場合でも、荷重Ｆ及び温度Ｔの設定を頻繁に変更する必要がなくなる。

２］前記実施形態では、ある所定の高さを目標にして形成されたバンプ７０の実際の高さが、この目標高さからずれる場合に、荷重Ｆ及び温度Ｔが、実際のバンプ７０の高さが含まれる高さ範囲に対応した所定の範囲内となるようにしているが、バンプ７０を形成する段階（第１工程）において、予め区切られた複数の高さ範囲から１つを選択してその高さ範囲のバンプ７０を形成するようにしてもよい。例えば、第１工程において、その高さが、３０〜５０μｍ、５０〜７０μｍ及び７０〜１００μｍの３つの高さ範囲のうちの何れかに含まれるバンプ７０を形成し、この選択された高さ範囲のバンプ７０に対応する所定の範囲内（図６の領域Ａの範囲内）で荷重及び温度を設定するようにしてもよい。このようにすれば、所望の高さのバンプ７０に対して、適切な荷重及び温度の条件を設定することができる。

３］前記実施形態のＦＰＣ１３の接続方法では、荷重Ｆと温度Ｔの両方を、バンプ７０の高さが含まれる高さ範囲に対応する所定範囲内の値に設定しているが、以下に説明するように、荷重Ｆ又は温度Ｔの何れか一方をバンプ７０の高さに関わらず一定の範囲内の値とし、他方だけをバンプ７０の高さが含まれる高さ範囲に対応する所定範囲内の値に設定するようにしてもよい。

まず、荷重Ｆをバンプ７０の高さに関わらず一定の範囲内の値とし、温度Ｔだけを、バンプ７０の高さが含まれる高さ範囲に対応した所定の範囲内の値にする場合について説明する。図７は、３０〜１００μｍのバンプ７０の高さ範囲に亙って荷重Ｆを一定の範囲内（２〜４ｍＮ）の値とし、温度Ｔをバンプ７０の含まれる高さ範囲に対応する所定の範囲内の値に設定したときの、端子部６０と外部電極４５との接合状況を示す図である。図７（ａ）はバンプ７０の高さが３０〜５０μｍ、図７（ｂ）はバンプ７０の高さが５０〜７０μｍ、図７（ｃ）はバンプ７０の高さが７０〜１００μｍである場合を夫々示す。また、前記実施形態の図６と同様に、領域Ａは、端子部６０と外部電極４５との間の電気的接続が良好で且つ十分な接合強度が確保されている状態であり、領域Ｂ，Ｄは、端子部６０と外部電極４５との間の電気的な導通は確保されているが、接合強度が不十分な状態であり、領域Ｃ，Ｅは、電気的接続が不良な状態である。

図７（ａ）に示すように、バンプ７０の高さが３０〜５０μｍの場合には、温度Ｔを高めにして、溶融による半田の自然な流れ出しを促す。即ち、荷重Ｆを１バンプ当たり３ｍＮ、温度Ｔを２８５℃（星印の値）に設定して、端子部６０と外部電極４５とをバンプ７０を介して接合する。この場合、装置の精度誤差等により実際の荷重Ｆ及び温度Ｔが設定値からずれても、その荷重Ｆ及び温度Ｔが領域Ａの範囲内（荷重Ｆが２〜４ｍＮ、温度Ｔが２７５〜２９５℃の範囲内）であれば、良好な接合を行うことができる。また、図７（ｂ）に示すように、バンプ７０の高さが５０〜７０μｍの場合には、荷重Ｆを１バンプ当たり３ｍＮ、温度Ｔを２７０℃に設定して接合作業を行う。この場合には、実際の荷重Ｆ及び温度Ｔが領域Ａの範囲内（荷重Ｆが２〜４ｍＮ、温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内）であれば、良好な接合を行うことができる。同様に、図７（ｃ）に示すように、バンプ７０の高さが７０〜１００μｍの場合には、温度Ｔを低めにして溶融による半田の自然な流れ出しを抑える。即ち、荷重Ｆを１バンプ当たり３ｍＮ、温度Ｔを２５５℃に設定して接合状態を行う。この場合には、実際の荷重Ｆ及び温度Ｔが領域Ａの範囲内（荷重Ｆが２〜４ｍＮ、温度Ｔが２４５〜２６５℃の範囲内）であれば、良好な接合を行うことができる。

次に、温度Ｔをバンプ７０の高さに関わらず一定の範囲内の値とし、荷重Ｆだけを、バンプ７０の高さが含まれる高さ範囲に対応した所定の範囲内にする場合について説明する。図８は、３０〜１００μｍのバンプ７０の高さ範囲に亙って温度Ｔを一定の範囲内（２６０〜２８０℃）の値とし、荷重Ｆをバンプ７０の含まれる高さ範囲に対応する所定の範囲内の値に設定したときの、端子部６０と外部電極４５との接合状況を示す図である。

図８（ａ）に示すように、バンプ７０の高さが３０〜５０μｍの場合には、荷重Ｆを高めにして半田の押し出しを促す。即ち、温度Ｔを２７０℃、荷重Ｆを１バンプ当たり５ｍＮに設定して、端子部６０と外部電極４５とをバンプ７０を介して接合する。この場合、実際の温度Ｔ及び荷重Ｆが領域Ａの範囲内（温度Ｔが２６０〜２８０℃、荷重Ｆが４ｍＮ〜６ｍＮの範囲内）であれば、良好な接合を行うことができる。また、図８（ｂ）に示すように、バンプ７０の高さが５０〜７０μｍの場合には、温度Ｔを２７０℃、荷重Ｆを１バンプ当たり３ｍＮに設定して、端子部６０と外部電極４５とをバンプ７０を介して接合する。この場合、実際の温度Ｔ及び荷重Ｆが領域Ａの範囲内（温度Ｔが２６０〜２８０℃、荷重Ｆが２ｍＮ〜４ｍＮの範囲内）であれば、良好な接合を行うことができる。同様に、図８（ｃ）に示すように、バンプ７０の高さが７０〜１００μｍの場合には、荷重Ｆを低めにして半田の押し出しを抑える。即ち、温度Ｔを２７０℃、荷重Ｆを１バンプ当たり１ｍＮに設定して、端子部６０と外部電極４５とをバンプ７０を介して接合する。この場合、実際の温度Ｔ及び荷重Ｆが領域Ａの範囲内（温度Ｔが２６０〜２８０℃、荷重Ｆが０．５ｍＮ〜２ｍＮの範囲内）であれば、良好な接合を行うことができる。

４］本発明の接続方法は、前記実施形態のようなＦＰＣ等の可撓性を有する配線部材をアクチュエータユニットに接続する場合に限られるものではなく、プリント配線板等の可撓性を有しない配線部材を接続する場合にも適用できる。

５］本発明は、例えば、サーマルプリンタやドットプリンタ等のインクジェットヘッド以外の他の記録ヘッドにも適用可能である。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド（ＦＰＣ接続状態）の平面図である。インクジェットヘッド（ＦＰＣ未接続状態）の平面図である。流路ユニット及びアクチュエータユニットの一部拡大斜視図である。ＦＰＣの端子部及び導線部の部分拡大平面図である。ＦＰＣの端子部と外部電極との接続工程を示す図であり、（ａ）は接続前の状態、（ｂ）は接続後の状態を示す。荷重及び温度をバンプの高さに対応した所定の範囲内で設定したときの端子部と外部電極との接合状況を示す図であり、（ａ）はバンプの高さが３０〜５０μｍ、（ｂ）はバンプの高さが５０〜７０μｍ、（ｃ）はバンプの高さが７０〜１００μｍの場合を夫々示す。変更形態の、温度のみをバンプの高さに対応した所定の範囲内で設定したときの端子部と外部電極との接合状況を示す図であり、（ａ）はバンプの高さが３０〜５０μｍ、（ｂ）はバンプの高さが５０〜７０μｍ、（ｃ）はバンプの高さが７０〜１００μｍの場合を夫々示す。変更形態の、荷重のみをバンプの高さに対応した所定の範囲内で設定したときの端子部と外部電極との接合状況を示す図であり、（ａ）はバンプの高さが３０〜５０μｍ、（ｂ）はバンプの高さが５０〜７０μｍ、（ｃ）はバンプの高さが７０〜１００μｍの場合を夫々示す。

符号の説明

１インクジェットヘッド
１３フレキシブルプリント配線板
３９表面電極
４５外部電極
６０端子部
６１導線部
７０バンプ

Claims

複数の端子部とこれら複数の端子部に夫々接続された複数の導線部とを有する配線部材を、記録ヘッドの複数の記録素子に夫々対応する複数の電極に電気的に接続する配線部材の接続方法であって、
前記端子部に、導電性のろう材により凸状のバンプを形成する第１工程と、
前記バンプを所定の荷重Ｆで前記電極に押しつけながら、前記バンプを所定の温度Ｔに加熱して溶融させることにより、前記端子部と前記電極とを前記バンプを介して接続する第２工程とを備え、
前記第２工程において、前記バンプの高さが高いほど、前記荷重Ｆ及び前記温度Ｔを低くすることを特徴とする配線部材の接続方法。
複数の端子部とこれら複数の端子部に夫々接続された複数の導線部とを有する配線部材を、記録ヘッドの複数の記録素子に夫々対応する複数の電極に電気的に接続する配線部材の接続方法であって、
前記端子部に、導電性のろう材により凸状のバンプを形成する第１工程と、
前記バンプを所定の荷重Ｆで前記電極に押しつけながら、前記バンプを所定の温度Ｔに加熱して溶融させることにより、前記端子部と前記電極とを前記バンプを介して接続する第２工程とを備え、
前記第２工程において、予め区分された複数の高さ範囲のうち前記バンプの高さが含まれる高さ範囲が高いほど、前記荷重Ｆと前記温度Ｔを低くすることを特徴とする記載の配線部材の接続方法。
前記配線部材は、可撓性を有する配線部材であることを特徴とする請求項２に記載の配線部材の接続方法。
前記バンプの高さが３０〜５０μｍの高さ範囲にあるときに、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり３〜５ｍＮの範囲内にあり、且つ、前記温度Ｔが２６５〜２８５℃の範囲内にあることを特徴とする請求項２又は３に記載の配線部材の接続方法。
前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり４ｍＮであり、且つ、前記温度Ｔが２７５℃であることを特徴とする請求項４に記載の配線部材の接続方法。
前記バンプの高さが５０〜７０μｍの高さ範囲にあるときに、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり２〜４ｍＮの範囲内にあり、且つ、前記温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内にあることを特徴とする請求項２又は３に記載の配線部材の接続方法。
前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり３ｍＮであり、且つ、前記温度Ｔが２７０℃であることを特徴とする請求項６に記載の配線部材の接続方法。
前記バンプの高さが７０〜１００μｍの高さ範囲にあるときに、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり１〜３ｍＮの範囲内にあり、且つ、前記温度Ｔが２５５〜２７５℃の範囲内にあることを特徴とする請求項２又は３に記載の配線部材の接続方法。
前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり２ｍＮであり、且つ、前記温度Ｔが２６５℃であることを特徴とする請求項８に記載の配線部材の接続方法。
複数の端子部とこれら複数の端子部に夫々接続された複数の導線部とを有する配線部材を、記録ヘッドの複数の記録素子に夫々対応する複数の電極に電気的に接続する配線部材の接続方法であって、
前記端子部に、導電性のろう材により凸状のバンプを形成する第１工程と、
前記バンプを所定の荷重Ｆで前記電極に押しつけながら、前記バンプを所定の温度Ｔに加熱して溶融させることにより、前記端子部と前記電極とを前記バンプを介して接続する第２工程とを備え、
前記第２工程において、予め区分された複数の高さ範囲のうち前記バンプの高さが含まれる高さ範囲が高いほど、前記荷重Ｆと前記温度Ｔの何れか一方を低くすることを特徴とする記載の配線部材の接続方法。
前記配線部材は、可撓性を有する配線部材であることを特徴とする請求項１０に記載の配線部材の接続方法。
３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり２〜４ｍＮの範囲内にあり、
前記バンプの高さ範囲が３０〜５０μｍの高さ範囲にあるときに、前記温度Ｔが２７５〜２９５℃の範囲内にあることを特徴とする請求項１０又は１１の何れかに記載の配線部材の接続方法。
前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり３ｍＮであり、且つ、前記温度Ｔが２８５℃であることを特徴とする請求項１２に記載の配線部材の接続方法。
３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり２〜４ｍＮの範囲内にあり、
前記バンプの高さ範囲が５０〜７０μｍの高さ範囲にあるときに、前記温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内にあることを特徴とする請求項１０又は１１の何れかに記載の配線部材の接続方法。
前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり３ｍＮであり、且つ、前記温度Ｔが２７０℃であることを特徴とする請求項１４に記載の配線部材の接続方法。
３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり２〜４ｍＮの範囲内にあり、
前記バンプの高さ範囲が７０〜１００μｍの高さ範囲にあるときに、前記温度Ｔが２４５〜２６５℃の範囲内にあることを特徴とする請求項１０又は１１の何れかに記載の配線部材の接続方法。
前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり３ｍＮであり、且つ、前記温度Ｔが２５５℃であることを特徴とする請求項１６に記載の配線部材の接続方法。
３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、前記温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内にあり、
前記バンプの高さ範囲が３０〜５０μｍの高さ範囲にあるときに、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり４〜６ｍＮの範囲内にあることを特徴とする請求項１０又は１１の何れかに記載の配線部材の接続方法。
前記温度Ｔが２７０℃であり、且つ、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり５ｍＮであることを特徴とする請求項１８に記載の配線部材の接続方法。
３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、前記温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内にあり、
前記バンプの高さ範囲が５０〜７０μｍの高さ範囲にあるときに、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり２〜４ｍＮの範囲内にあることを特徴とする請求項１０又は１１の何れかに記載の配線部材の接続方法。
前記温度Ｔが２７０℃であり、且つ、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり３ｍＮであることを特徴とする請求項２０に記載の配線部材の接続方法。
３０〜１００μｍの前記バンプの高さ範囲に亙って、前記温度Ｔが２６０〜２８０℃の範囲内にあり、
前記バンプの高さ範囲が７０〜１００μｍの高さ範囲にあるときに、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり０．５〜２ｍＮの範囲内にあることを特徴とする請求項１０又は１１の何れかに記載の配線部材の接続方法。
前記温度Ｔが２７０℃であり、且つ、前記荷重Ｆが１つのバンプ当たり１ｍＮであることを特徴とする請求項２２に記載の配線部材の接続方法。