JP2007083401A - Manufacturing method for wiring substrate, and liquid delivering head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク等の液体を吐出して記録動作を行う液体吐出ヘッド等に用いられる配線基板の製造方法および液体吐出ヘッドに関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board and a liquid discharge head used in a liquid discharge head that performs a recording operation by discharging a liquid such as ink.
本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等に搭載される液体吐出ヘッドに適用することができる。 The present invention relates to a liquid ejection head mounted on a general printing apparatus, a copying machine, a facsimile having a communication system, a word processor having a printing unit, or a multifunction recording apparatus in which these apparatuses are combined. Can be applied to.
インクジェットプリンタ等の記録装置は、高速な記録や、様々な記録メディアに対する記録が可能であるとともに、記録時における騒音がほとんど生じないという特徴を有する。そのため、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機等の記録機構を担う装置として広く採用されている。 A recording apparatus such as an ink jet printer has the characteristics that high-speed recording and recording on various recording media are possible and noise during recording hardly occurs. Therefore, it is widely adopted as a device that bears a recording mechanism such as a printer, a word processor, a facsimile machine, and a copying machine.
また、インク等液体の吐出方式においては、電気熱変換素子が配列された基板に対して平行に記録液を吐出させる方式(エッジシューター)や、電気熱変換素子が配列された基板に対して垂直に記録液を吐出させる方式(サイドシューター)等がある。 In addition, in the liquid ejection method such as ink, a recording liquid is ejected in parallel to the substrate on which the electrothermal conversion elements are arranged (edge shooter), or perpendicular to the substrate on which the electrothermal conversion elements are arranged. There is a method (side shooter) for discharging the recording liquid.
図6は、特許文献1等に開示された、サイドシュータータイプの一般的な液体吐出ヘッドであるインクジェット記録ヘッドの構成を示したものである。また、図7は、インクジェット記録ヘッドの断面構造を説明するもので、(a)は、図6の(a)のC−C断面を示す拡大断面図、(b)は、同図の(b)のD−D断面を示す拡大断面図である。
FIG. 6 shows a configuration of an ink jet recording head which is a side shooter type general liquid discharge head disclosed in
このインクジェット記録ヘッドは、液体吐出基板101、配線基板110、支持部材120から構成されている。液体吐出基板101は、図7に示すように、シリコン製の基板からなるヒーターボード102の中央にインク供給口104が長穴の形状で開いており、ヒーターボード102上には複数の発熱抵抗体107がほぼ等間隔でインク供給口104の両側に並んでいる。そして、インクはヒーターボード102のインク供給口104から供給される。ヒーターボード102の外部には発熱抵抗体107に電力を供給するための配線(不図示)が引き回されていて、ヒーターボード102上の両端に設置されている外部取り出し電極パッドと結線されている。このようなヒーターボード102上に複数の吐出口106を有するオリフィスプレート105を貼り付けて、さらに、電極パッド上には、電極となるバンプ103が形成されている。
The ink jet recording head includes a
配線基板110には、例えば、フレキシブル配線基板が使用される。これは、ベースフィルム110a上に銅箔を接着剤110bにより接着し、パターニングして内部配線113、液体吐出基板101のバンプ103を電気接続する電極端子となる配線リード114、およびコンタクト部112を形成したものである。その上には、接着剤110cを介して接着されたカバーフィルム110dを有する。
For the
支持部材120は、液体吐出基板101のインク供給口104と、支持部材120のインク供給口122が連通するように接着剤121により接着される。また、液体吐出基板101の電極部に対して、配線基板110がほぼ水平に接続できる構造となっており、接着剤123により、配線基板110を接着固定する。
The
液体吐出基板101の電極部に配線基板110の配線を結線する方法として、一般的には、液体吐出基板101のバンプ103と、配線基板110の配線リード114を超音波と熱により金属接合する方法がある。これは、インナーリードボンディングと呼ばれている。そして、液体吐出基板101のバンプ103と、配線基板110の配線リード114のボンディング部は、配線リード114上に封止用の接着剤130aを、液体吐出基板101の周囲に封止用の接着剤130bを用いて封止をすることで周囲から絶縁している。
As a method of connecting the wiring of the
露出している配線リード114と、電気信号入力部であるコンタクト部112は、図8に示すように各配線リード114から基板端縁に延出された数多くの内部配線113をめっき用配線として用いて、ニッケル(Ni)と金(Au)により電解めっきを行う。このようにして、銅箔の腐食を防止する構成が知られている。
しかし、配線基板110の表面に露出する配線リード114とコンタクト部112とに対して、インク等による腐食を防止するためのめっき処理工程で以下のような問題がある。すなわち、NiやAuによる電解めっきを行うために、基板端縁に延出するめっき用配線となる内部配線113が配線リード114の本数分必要である。このため、図8に示すように、配線基板内部に敷設する配線数が増加し、またそれによる基板サイズの増大に伴うコスト上昇が問題となることがあった。
However, the
本発明は、外部に露出している配線リードや電気信号入力部に電解めっきを行うためのめっき用配線数を低減し、基板サイズの増大やコスト上昇を防ぐことのできる配線基板の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention provides a wiring board manufacturing method capable of reducing the number of wirings for plating for performing electrolytic plating on wiring leads and electrical signal input portions exposed to the outside, and preventing an increase in board size and cost. It is intended to provide.
本発明の配線基板の製造方法は、表面に露出する電気信号入力部および複数の内部配線と、デバイスホール内の素子チップの電極部に電気的に接続される複数の配線リードと、デバイスホール内の複数の配線リードを互いに導通させる配線共有部とを有し、少なくとも1本の内部配線を基板端縁まで延出させた配線基板を製造する工程と、配線基板の基板端縁まで延出している内部配線およびデバイスホール内の配線共有部を用いて、電気信号入力部および配線リードをめっきする工程と、デバイスホール内の配線共有部を除去する工程と、を有することを特徴とする。 The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes an electric signal input portion and a plurality of internal wirings exposed on the surface, a plurality of wiring leads electrically connected to the electrode portions of the element chips in the device holes, And a wiring sharing part for connecting the plurality of wiring leads to each other, and a step of manufacturing a wiring board in which at least one internal wiring is extended to the edge of the board, and extending to the board edge of the wiring board. And a step of plating the electrical signal input portion and the wiring lead using the internal wiring and the wiring sharing portion in the device hole, and a step of removing the wiring sharing portion in the device hole.
配線共有部を設けることで、装置本体からの駆動電力や電気信号を入力するための電気信号入力部および配線リードに対して電解めっきを行うのに必要な内部配線(めっき用配線)を例えば1本のみとすることができる。めっき用配線をリード配線の本数分必要とする場合に比べて、無駄な配線を省き、配線基板の基板サイズを大幅に縮小して、コスト低減に貢献できる。 By providing the wiring sharing portion, for example, 1 is provided for the internal wiring (plating wiring) necessary for performing electrolytic plating on the electric signal input portion for inputting the driving power and the electric signal from the apparatus main body and the wiring lead. It can only be a book. Compared to the case where the wiring for plating is required for the number of lead wirings, unnecessary wiring can be eliminated, the board size of the wiring board can be greatly reduced, and the cost can be reduced.
このような配線基板を液体吐出ヘッドに用いることで、液体吐出ヘッドの低価格化等を促進できる。 By using such a wiring board for the liquid discharge head, it is possible to promote the cost reduction of the liquid discharge head.
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2に示すように、めっき処理前の配線基板材Bは、デバイスホールである開口11と、図示裏面側に露出する電気信号入力部であるコンタクト部12と、内部配線13と、開口11から露出する配線リード14等を有する。コンタクト部12および配線リード14は、腐食を防止する目的でニッケル(Ni)や金(Au)による電解めっきを行う。開口11内の配線リード14は、これらを互いに導通させる配線共有部15と一体に形成されており、このため、図3に示すように、基板端縁に延出しためっき用配線となる内部配線13を1本のみとすることが可能である。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the wiring board material B before plating processing includes an
なお、めっき処理後は、配線共有部15を図2に示す打ち抜きや、図5に示すレーザー加工等により除去する。このようにして製造された配線基板10を、図4に示すように、液体吐出基板1を支持する支持部材20に接着する。次いで、液体吐出基板1のヒーターボード2上のバンプ3と配線リード14との電気接続が行われる。従来例においては、少なくとも配線リードの本数分必要であっためっき用配線の多くを省くことで、配線基板10のサイズ増大に伴うコスト上昇を防ぎ、安価な液体吐出ヘッドを提供することができる。
After the plating process, the
図3に示すように、基板端縁に延出する内部配線13には、一般に液体吐出基板1へ電力を供給しないことで極力細い配線とする信号線等よりも、液体吐出基板1へ電源を供給することから太い配線とする電源線を選ぶとよい。このようにして、安定した電力を供給し、めっき処理をすることが可能となる。
As shown in FIG. 3, the
さらに、一般的にインクジェット記録装置に用いる液体であるインクは、発一性向上の観点から尿素成分を含むことがある。従って、配線基板を一体形態でパッケージする場合、パッケージ形態内部のインク雰囲気中に、この尿素は熱で分解されたアンモニアガスがあり、これが結露した水分に溶け込んでアンモニア水となることがある。 Furthermore, ink that is a liquid generally used in an ink jet recording apparatus may contain a urea component from the viewpoint of improving the uniformity. Therefore, when the wiring board is packaged in an integrated form, this urea has ammonia gas decomposed by heat in the ink atmosphere inside the package form, and this urea may dissolve into the condensed moisture and become ammonia water.
そこで、配線基板10の基板端縁に延出した内部配線13は、コンタクト部12から延出する基板端縁までの配線長さL1 を、他の全てのコンタクト部12の基板端縁までの距離L2 、L3 より長くすることが望ましい(図1参照)。これにより、万一上述した内部配線の腐食が基板端縁で生じた場合も信頼性を損なうことのないインクジェット記録ヘッドを提供することが可能である。
Therefore, the
なお、「プリント」および「記録」とは、文字、図形等、有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する。また、媒体の加工を行う場合も言うものとする。 Note that “print” and “record” are manifested not only to form significant information such as characters and figures, but also to be perceptible by humans, regardless of significance and insignificance. Regardless of whether or not, an image, a pattern, a pattern or the like is widely formed on a print medium. The case of processing a medium is also referred to.
ここで、「プリント媒体」および「媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとする。 Here, “print medium” and “medium” include not only paper used in general printing apparatuses but also a wide range of materials such as cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, etc. Say what is acceptable.
さらに、「インク」とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきものである。すなわち、プリント媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成またはプリント媒体の加工、或いはインクの処理(例えばインク中の色材の凝固または不溶化)に供され得る液体を言い、記録に関して用いる全ての液体を含むものとする。 Further, “ink” should be interpreted widely as in the definition of “print”. That is, it refers to a liquid that can be used for forming an image, a pattern, a pattern, or the like, processing of the print medium, or processing of the ink (for example, solidification or insolubilization of the coloring material in the ink) by being applied on the print medium, All liquids used for recording shall be included.
図1ないし図4は、実施例1を示す。配線基板材Bは、めっき処理前の状態の配線基板10を示すもので、開口11内に、すべての配線リード14に繋がる配線共有部15を有し、複数の配線リード14のうちの1本に接続されためっき用配線として内部配線13が基板端縁に延出している。
1 to 4 show a first embodiment. The wiring board material B shows the
図1および図2に示すように、めっき処理後に、配線基板材Bの配線共有部15に対し直上に配置されたプレス機の打ち抜き切断冶具T1 を下方へ向けて押し当てることによって、配線共有部15を切り離して、配線基板10が製作される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, after the plating process, the punching and cutting jig T 1 of the press machine disposed immediately above the
図3は配線基板10の配線構造を示すもので、コンタクト部12および開口11内に突出する配線リード14にはそれぞれ銅箔等のパターニングによって形成された内部配線13が接続され、多くの内部配線13のうちの1本のみが基板端縁まで延出している。
FIG. 3 shows a wiring structure of the
本実施例の液体吐出ヘッドであるインクジェット記録ヘッドは、電気信号に応じて膜沸騰を生じせしめる電気熱変換体を用いて記録を行う方式の記録ヘッドであり、図4に示すように、液体吐出基板1、配線基板10、支持部材20から構成されている。
The ink jet recording head, which is a liquid discharge head of the present embodiment, is a recording head that performs recording using an electrothermal transducer that causes film boiling in response to an electrical signal. As shown in FIG. The
液体吐出基板1は、シリコン製の基板2の中央にインク供給口4が長穴の形状で開いており、複数の発熱抵抗体がほぼ等間隔でインク供給口4の両側に並んでいる。このような発熱抵抗体を形成した基板2はヒーターボードと呼ばれている。インクはヒーターボード2のインク供給口4から供給される。ヒーターボード2の外部には発熱抵抗体に電力を供給するための配線(不図示)が引き回されていて、ヒーターボード2上の両端に設置されている電極部と結線されている。これらの配線は、一般に、数百から数千Åの厚さを有する窒化絶縁膜(SiN)で保護されている。そして、ヒーターボード2上に、フォトリソグラフィー技術により形成された複数の吐出口6を有するオリフィスプレート5を貼り付ける。さらに、電極パッド上には、電極となるバンプ3が形成されて、液体吐出基板1が完成する。なお、バンプ3は、例えば、スタッドバンプ工法により形成された5〜30μm程度の金バンプである。
In the
配線基板10は、例えば、フレキシブル配線基板が使用され、ベースフィルム10a上に銅箔を接着剤10bにより接着し、銅箔をパターニングして、銅箔の内部配線13および配線リード14を形成する。そして、液体吐出基板1のバンプ3を電気接続する配線リード14以外を、接着剤10cによって接着されたカバーフィルム10dにより被覆している。なお、ベースフィルム10a、カバーフィルム10dは、例えば、厚みが25μmのレジストフィルムである。
For example, a flexible wiring substrate is used as the
配線リード14、コンタクト部12は、例えば、厚み30μmの銅箔に金メッキが施される。また、接着剤10b、10cは、例えば、10μmの厚みを有している。
For example, the
配線基板10の全ての銅箔配線に繋がる配線共有部15を有するため、1本の内部配線13を基板端縁に延出させ、これをめっき用配線として配線リード14とコンタクト部12に対して金めっき等を施す。その後、不要となった配線共有部15をプレス機により打ち抜き、配線リード14の先端部14aを形成し、かつ、配線リード14の先端部14aと根元部との間で撓み14bを有する形状とする。
Since the
図4の(a)、(b)に示すように、配線基板10の撓み形状は、インクジェット記録ヘッド製造時に配線基板10へ熱が加わった際の熱膨張等の影響を緩和するものである。なお、配線基板10をプレス機により打ち抜いて液体吐出基板1と電気的接合をする際、配線リード14の先端に下向きのダレや、バリ等のエッジ14cが発生し、液体吐出基板1に干渉して、傷をつけたり、その他悪影響を与えるおそれがある。そこで、図1および図2に示すように、コンタクト部12を表側として、配線基板10の裏面側から配線共有部15をプレス機で打ち抜き切断することが望ましい。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the bent shape of the
こうすることで、図4の(a)に示すように、配線共有部15を切り離した後に配線リード14の先端部14aにできるダレや、バリ等のエッジが液体吐出基板1を傷つける懸念のない良好な電気的接合状態が得られる。
By doing so, as shown in FIG. 4A, there is no fear that the edge of the
支持部材20は、液体吐出基板1のインク供給口4と、支持部材20のインク供給口22が連通するように接着剤21により接着される。また、液体吐出基板1の電極部に対して、配線基板10がほぼ水平に接続できる構造となっており、接着剤23により、配線基板10を接着固定する。
The
そして、液体吐出基板1のバンプ3と、配線基板10の配線リード14を超音波と熱を用いて金属接合(インナーリードボンディング)し、両電極間を電気的に接続固定する。次いで、配線リード14上に図示しない第1の封止用の接着剤を、液体吐出基板1の周囲に第2の封止用の接着剤を用いて封止することで、周囲からボンディング部を絶縁し、被覆する。これらの接着剤に、例えば熱硬化性接着剤を用いれば、両電極間が十分に固定される。
Then, the
本実施例によれば、配線基板の表面に露出している配線リードとコンタクト部に対して、ニッケル(Ni)や金(Au)による電解めっきを行うのに必要なめっき用配線は、配線基板の基板端縁に延出した1本の内部配線のみとなる。その結果、これまで配線リードの本数分必要であった無駄な配線を省くことができ、基板のサイズ増大に伴うコスト上昇を防ぐことが可能である。 According to this embodiment, the wiring for plating necessary for performing electrolytic plating with nickel (Ni) or gold (Au) on the wiring leads and contact portions exposed on the surface of the wiring board is the wiring board. There is only one internal wiring extending to the edge of the substrate. As a result, it is possible to eliminate useless wiring that has been necessary for the number of wiring leads so far, and to prevent an increase in cost due to an increase in the size of the substrate.
なお、本実施例では配線基板の基板端縁に延出するめっき用配線を1本としたが、これは、液体吐出基板に電源を供給する電源線等、他の配線より配線幅が広いものを選ぶことが望ましい。さらに、配線基板の基板端縁に延出する内部配線のコンタクト部より延出する基板端縁までの配線長さは、腐食による悪影響を防ぐ観点から他のコンタクト部から基板端縁までの距離よりも長いことが望ましい。 In this embodiment, the number of wiring for plating extending to the substrate edge of the wiring board is one, but this is wider than other wiring such as a power supply line for supplying power to the liquid discharge substrate. It is desirable to choose. Furthermore, the wiring length from the contact part of the internal wiring that extends to the board edge of the wiring board to the board edge that extends from the distance from the other contact part to the board edge from the viewpoint of preventing adverse effects due to corrosion. It is desirable that the length be too long.
図5は、実施例2による液体吐出ヘッドの製造方法を示す。本実施例は、配線基板材Bの配線共有部15を鉛直上方より打ち抜くためのプレス機の代わりに、配線共有部15の上方にレーザー加工機T2 と、位置合わせを行うためのカメラユニットSを配置したものである。配線共有部15の上方にあるレーザー加工機T2 を配線基板材Bに対し、位置合わせを行いながら開口11内の二点鎖線Nに沿ってレーザーで切断し、配線共有部15を切り離すことで、図5の(b)に示す状態となる。
FIG. 5 shows a method of manufacturing a liquid discharge head according to the second embodiment. In this embodiment, instead of a press machine for punching out the
本実施例では、液体吐出基板と電気接続する配線リード14の先端をレーザー加工により形成するため、実施例1のようなプレス機による打ち抜きに比べて、切り離した配線リード14の先端にダレやバリ等が残りにくい。従って、配線基板10を液体吐出基板に電気的に接続する際に、より信頼性のある電気接続が可能である。
In this embodiment, the tip of the
1 液体吐出基板
2 ヒーターボード
3 バンプ
4 インク供給口
5 オリフィスプレート
6 吐出口
10 配線基板
11 開口
12 コンタクト部
13 内部配線
14 配線リード
15 配線共有部
20 支持部材
DESCRIPTION OF
Claims (10)
配線基板の基板端縁まで延出している内部配線およびデバイスホール内の配線共有部を用いて、電気信号入力部および配線リードをめっきする工程と、
デバイスホール内の配線共有部を除去する工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。 Electrical signal input part exposed on the surface and a plurality of internal wirings, a plurality of wiring leads electrically connected to the electrode part of the element chip in the device hole, and a wiring for electrically connecting the plurality of wiring leads in the device hole to each other Producing a wiring board having a shared portion and extending at least one internal wiring to the edge of the board;
Plating the electrical signal input portion and the wiring lead using the internal wiring extending to the substrate edge of the wiring substrate and the wiring sharing portion in the device hole;
And a step of removing the wiring sharing portion in the device hole.
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