JP2008132714A - 基板部材、液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び基板部材製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 段差部を有する基板に対して、被接合部材をより確実に接合することが可能な基板部材と、この基板部材を備えた液滴吐出ヘッド及び、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置、さらに、この基板部材を製造する基板部材製造方法を得る。
【解決手段】 隔壁樹脂層１１９、１１８上に、隔壁樹脂層１１９、１１８を構成する樹脂よりも熱収縮率の大きな材料で構成された接着樹脂層１２１が積層される。圧電素子基板７０上で圧電素子４６等によって生じた凹凸の段差部９１４が隔壁樹脂層１１９、１１８によって平坦化される。さらに、熱収縮率の高い材料で構成された接着樹脂層１２１が積層されていることで、天板４１の接合性が、接着樹脂層１２１を有さない構成と比較して高くなる。
【選択図】 図５−１

Description

本発明は、基板部材、液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び基板部材製造方法に関する。

液滴吐出ヘッド（例えばインクジェット記録ヘッド）等においては、複数の基板や被接合部材を接合して構成された部材（基板部材）を有するものがある。特許文献１の構成では、基板に絶縁層を介して積層された層間膜上に吐出用ヒータや第１の電極を形成し、これらを覆う保護層や耐キャビテーション層を形成している。そして、保護層上に接合用ヒータを形成し、この接合用ヒータを加熱することで、溝付き板のノズル壁の先端部を溶融させて接合している。特許文献１に記載の基板には、上記の吐出用ヒータや第１の電極等によって、段差部が生じている。
特開平８−１６２９７０号公報

本発明は、段差部を有する基板に対して、被接合部材をより確実に接合することが可能な基板部材と、この基板部材を備えた液滴吐出ヘッド及び、この液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置、さらに、この基板部材を製造する基板部材製造方法を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、段差部を有する第一基板と、前記第一基板に配設され前記段差部を平坦化する第一樹脂部材と、前記第一樹脂部材に配設され、被接合部材の接合用とされる第二樹脂部材と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記第一樹脂部材を構成する樹脂材料の熱収縮率が、前記第二樹脂部材を構成する樹脂材料の熱収縮率よりも小さいことを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記第一樹脂部材が、前記第一基板上に積層された第一樹脂層とされ、前記第二樹脂部材が、前記第一樹脂層上に積層された第二樹脂層とされていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記第一樹脂部材を貫通する第一貫通孔と、前記第一貫通孔に対応した位置で前記第二樹脂部材を貫通する第二貫通孔と、を有し、前記第二貫通孔の貫通方向に見て、第二貫通孔の孔縁が第一貫通孔の孔縁と重なるか、もしくは外側になるように第二貫通孔が形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記第一基板を貫通する第一貫通部と、前記被接合部材を貫通する第二貫通部と、を有し、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔とが前記第一貫通部と前記第二貫通部とに通じていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記被接合部材が、前記第二樹脂部材に、前記第一樹脂部材と反対側で接合されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の基板部材と、
前記基板部材の前記第一基板に備えられた圧電素子と、前記第一基板の前記圧電素子と反対側に配置され、収容された液体に圧力を作用させる圧力室と、を有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記被接合部材の前記圧電素子と反対側に備えられて液体が貯留される液体貯留室、を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、請求項７又は請求項８に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明では、段差部を有する第一基板に第一樹脂部材を配設してこの段差部を平坦化する第一樹脂部材配設工程と、前記第一樹脂部材に、被接合部材の接合用とされる第二樹脂部材を配設する第二樹脂部材配設工程と、前記第二樹脂部材配設工程の後に、前記第一樹脂部材を貫通する第一貫通孔と、前記第二樹脂部材を貫通する第二貫通孔とを形成する貫通孔形成工程と、を有することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明では、段差部を有する第一基板に第一樹脂部材を配設してこの段差部を平坦化する第一樹脂部材配設工程と、前記第一樹脂部材を貫通する第一貫通孔を形成する第一貫通口形成工程と、前記第一貫通孔形成工程の後に、前記第一樹脂部材に、被接合部材の接合用とされる第二樹脂部材を配設する第二樹脂部材配設工程と、前記第二樹脂部材を貫通する第二貫通孔を形成する第二貫通口形成工程と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、段差部を有する基板に対して、被接合部材をより確実に接合することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、第一樹脂部材及び第二樹脂部材に求められる物性を実現できる。

請求項３に記載の発明によれば、第一基板上に第一樹脂層及び第二樹脂層が積層された基板部材を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、第二樹脂部材が第一貫通孔を不用意に覆うことを防止できる。

請求項５に記載の発明によれば、第一貫通部と第二貫通部とを第一貫通孔及び第二貫通孔によって接続できる。

請求項６に記載に発明によれば、第一基板上に第一樹脂層及び第二樹脂層が積層され、さらに第二樹脂層上の被接合部材が接合された基板部材を得ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、圧電素子によって生じた段差部を有する基板に対して、被接合部材をより確実に接合した液滴吐出ヘッドを得ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、圧電素子と同じ側に液体貯留室が備えられた構成と比較して、圧力室を互いに接近させた状態に配置することが可能となり、圧力室をマトリックス状に高密度に配設することが可能となる。

請求項９に記載の発明によれば、圧電素子によって生じた段差部を有する基板に対して、被接合部材をより確実に接合した液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、段差部を有する基板に対して、被接合部材をより確実に接合することが可能な基板部材を製造することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、段差部を有する基板に対して、被接合部材をより確実に接合することが可能な基板部材を製造することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を基に詳細に説明する。なお、記録媒体は記録用紙Ｐとして説明をする。また、記録用紙Ｐのインクジェット記録装置１０における搬送方向を矢印ＰＦで表す。また、図において、矢印ＵＰ、矢印ＬＯ、矢印ＰＦが示されている場合は、それぞれ上方向、下方向、記録用紙搬送方向を示すものとし、上下の表現をした場合は、上記各矢印に対応しているものとする。

インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、記録用紙を送り出す用紙供給部１２と、記録用紙の姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して記録用紙に画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６のメンテナンスを行なうメンテナンス部１８とを備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された記録用紙を排出する排出部２２とから基本的に構成される。

用紙供給部１２は、記録用紙が積層されてストックされているストッカ２４と、ストッカ２４から１枚ずつ取り出してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。

レジ調整部１４は、ループ形成部２８と記録用紙Ｐの姿勢を制御するガイド部材２９が備えられており、記録用紙Ｐがこの部分を通過するときに記録用紙Ｐのコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部２０に搬送される。

排出部２２は、記録部２０で画像が形成された記録用紙Ｐを排紙ベルト２３を介して排紙受部材２５に収納するものである。

記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間には、記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路２７が構成されている（搬送方向を矢印ＰＦに示す）。スターホイール１７と搬送ロール１９とで記録用紙Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この記録用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、記録用紙Ｐに画像が形成される。

メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット３０に対して対向配置されるメンテナンス装置２１で構成されており、インクジェット記録ヘッド３２に対するキャッピングや、ワイピング、さらにダミージェットやバキューム等の処理を行うことができる。

図２−１に示すように、インクジェット記録ユニット３０のそれぞれは、用紙搬送方向と直交する方向に配置された、支持部材３１を備えており、この支持部材３１に複数のインクジェット記録ヘッド３２が取り付けられている。インクジェット記録ヘッド３２には、マトリックス状に複数のノズル５６が形成されており、記録用紙Ｐの幅方向には、インクジェット記録ユニット３０全体として一定のピッチでノズル５６が並んでいる。そして、用紙搬送路２７を連続的に搬送される記録用紙Ｐに対し、ノズル５６からインク滴を吐出することで、記録用紙Ｐ上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット３０は、たとえば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、ＹＭＣＫの各色に対応して、少なくとも４つ配置されている。

図２−２に示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット３０のノズル５６による印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの用紙幅ＰＷよりも長くされており、インクジェット記録ユニット３０を紙幅方向に移動させることなく記録用紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている。ここで、印字領域とは、記録用紙Ｐの両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、記録用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。

以上の構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。図３は第１実施形態のインクジェット記録ヘッド３２の構成を示す概略平面図であり、図３（Ａ）はインクジェット記録ヘッド３２の全体構成を示すものであり、図３（Ｂ）は１つの素子の構成を示すものである。また、図４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれの、図３の各部をＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線の断面にて示すものである。ただし、後述する流路基板７２及びプール室部材３９は省略している。さらに図５−１は、インクジェット記録ヘッド３２を部分的に取り出して主要部分が明確になるように示す概略断面図である。

このインクジェット記録ヘッド３２には、天板部材４０が配置されている。本実施形態では、天板部材４０を構成するガラス板製の天板４１は板状で配線を有しており、インクジェット記録ヘッド３２全体の天板となっている。天板部材４０には、圧電素子４６に電圧を印加する駆動ＩＣ６０と、駆動ＩＣ６０に通電するための金属配線９０が設けられている。金属配線９０は、樹脂保護膜９２で被覆保護されており、インク１１０による金属配線９０の腐食を防止することができる。

また、この駆動ＩＣ６０の下面には、図６に示すように、複数のバンプ６０Ｂがマトリックス状に所定高さ突設されており、天板４１上の金属配線９０にフリップチップ実装されるようになっている。したがって、圧電素子４６に対する高密度配線と低抵抗化が容易に実現可能であり、これによって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。

駆動ＩＣ６０の周囲は樹脂材５８で封止されている。

天板部材４０には、耐インク性を有する材料で構成されたプール室部材３９が貼着されており、天板４１との間に、所定の形状及び容積を有するインクプール室３８が構成されている。プール室部材３９には、インクタンクとつながるインク供給ポート３６が所定箇所に形成されており、インク供給ポート３６から注入されたインク１１０は、インクプール室３８に貯留される。

天板４１には、後述する圧力室５０と一対一で対応するインク供給用貫通口１１２が形成されており、その内部が第１インク供給路１１４Ａとなっている。

また、天板４１には、後述する上部電極５４に対応する位置に、電気接続用貫通口４２が形成されている。天板４１の金属配線９０は電気接続用貫通口４２内にまで延長されてその電気接続用貫通口４２の内面を覆い、さらに上部電極５４に接触している。これにより、金属配線９０と上部電極５４とが電気的に接続され、圧電素子基板７０の個別配線が不要になっている。

流路基板７２には、インクプール室３８から供給されたインクが充填される圧力室５０が形成され、圧力室５０とつながるノズル５６からインク滴が吐出されるようになっている。そして、インクプール室３８と圧力室５０とが同一水平面上に存在しないように構成されている。

流路基板７２の、ノズル５６が形成された側と反対の面には、圧電素子基板７０が貼着されており、圧力室５０の１つの面を構成している。圧電素子基板７０は振動板４８を有しており、振動板４８の振動によって圧力室５０の容積を増減させて圧力波を発生させることで、ノズル５６からのインク滴の吐出が可能になる。

圧電素子４６は、圧力室５０毎に振動板４８の上面に接着されている。振動板４８は、ガラスで成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子４６に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。なお、振動板４８は、ＳＵＳ等の金属材料であっても差し支えはない。圧電素子４６の下面には一方の極性となる下部電極５２が配置され、圧電素子４６の上面には他方の極性となる上部電極５４が配置されている。

また、圧電素子４６は、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０で被覆保護されている。圧電素子４６を被覆保護している低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子４６の内部に侵入して信頼性不良となること（ＰＺＴ膜内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）を防止できる。

さらに、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０上には、隔壁樹脂層１１９が積層されている。図３に示すように、隔壁樹脂層１１９は、圧電素子基板７０と天板部材４０との間の空間を区画している。

また、電気接続用貫通口４２に対応する位置にも隔壁樹脂層１１８が積層されている。図３から分かるように、隔壁樹脂層１１８には、金属配線９０が貫通する貫通孔１２０が形成されており、金属配線９０の下端を上部電極５４に接触可能としている。なお、図３では、隔壁樹脂層１１８と隔壁樹脂層１１９が分離された位置での断面としているが、これらは、実際には部分的に繋がっている。

隔壁樹脂層１１９、１１８上には、接着樹脂層１２１が積層されている。接着樹脂層１２１は、隔壁樹脂層１１９、１１８を構成する樹脂よりも、熱収縮率の大きな材料で構成されている。

隔壁樹脂層１１９には、第一貫通孔４４Ａが形成され、接着樹脂層１２１にも、第二貫通孔４４Ｂが形成されている。そして、第一貫通孔４４Ａと第二貫通孔４４Ｂとで、天板４１のインク供給用貫通口１１２とつながるインク供給用貫通口４４が構成されており、その内部が第２インク供給路１１４Ｂとなっている。

ここで、図５−２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第一貫通孔４４Ａ及び第二貫通孔４４Ｂを貫通方向に見たとき、第二貫通孔４４Ｂの孔縁が、第一貫通孔４４Ａの孔縁と重なるか、もしくは外側に位置するように第二貫通孔４４Ｂが形成されている。換言すれば、第二貫通孔４４Ｂの周囲の接着樹脂層１２１によって第一貫通孔４４Ａが部分的に塞がれることがないように第二貫通孔４４Ｂの形状が決められており、接着樹脂層１２１によって第一貫通孔４４Ａが不用意に覆われない構成とされている。

特に本実施形態では、図５−２（Ａ）に示したように、第一貫通孔４４Ａ及び第二貫通孔４４Ｂを共に円形とし、第二貫通孔４４Ｂを第一貫通孔４４Ａと同径且つ同芯となるように形成することで、接着樹脂層１２１によって第一貫通孔４４Ａを不用意に覆わない構成を簡易に実現している。もちろん、第一貫通孔４４Ａ及び第二貫通孔４４Ｂの形状はこれに限定されず、たとえば、図５−２（Ｂ）に示すように、第二貫通孔４４Ｂが第一貫通孔４４Ａを共に円形（同心）とし、第二貫通孔４４Ｂが第一貫通孔４４Ａよりも大径とされていてもよい。また、第一貫通孔４４Ａ及び第二貫通孔４４Ｂのいずれも円形である必要もなく、たとえば図５−２（Ｃ）に示すように第二貫通孔４４Ｂが楕円形とされている構成や、図５−２（Ｄ）に示すように、第一貫通孔４４Ａが楕円形とされている構成であってもよい。

第２インク供給路１１４Ｂは、第１インク供給路１１４Ａの断面積Ｄ１よりも小さい断面積Ｄ２を有しており、インク供給路全体での流路抵抗が所定の値になるように調整されている。これに対し、第１インク供給路１１４Ａの断面積Ｄ１はＤ２よりも大きくされており、第２インク供給路１１４Ｂでの流路抵抗と比べて無視できる程度とされている。すなわち、インクプール室３８から圧力室５０へのインク供給路１１４の流路抵抗は、第２インク供給路１１４Ｂにより規定される。

なお、隔壁樹脂層１１９には大気開放孔１１６が形成されており、インクジェット記録ヘッド３２の製造時や画像記録時等における天板４１と圧電素子基板７０との空間の圧力変動を低減している。

隔壁樹脂層１１８、１１９及び接着樹脂層１２１によって、天板部材４０と圧電素子４６（厳密には、圧電素子４６上の低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０）との間に間隙が構成され、空気層となっている。この空気層により、圧電素子４６の駆動や振動板４８の振動に影響を与たりしないようになっている。

そして、電気接続用貫通口４２の内部には、金属配線９０に接触するようにして、半田８６が充填されている。これによって、金属配線９０が補強されて上部電極５４に対する接触状態（電気的な接続状態）が向上されており、たとえば、熱ストレスや機械的ストレスなどによって接触状態が低下しそうになった場合でも、半田８６によって接触状態が良好に維持される。

したがって、駆動ＩＣ６０からの信号が、天板部材４０の金属配線９０に通電され、さらに金属配線９０から上部電極５４に通電される。そして、所定のタイミングで圧電素子４６に電圧が印加され、振動板４８が上下方向に撓み変形することにより、圧力室５０内に充填されたインク１１０が加圧されて、ノズル５６からインク滴が吐出する。

隔壁樹脂層１１９、１１８上に積層された接着樹脂層１２１は、前述のように、隔壁樹脂層１１９、１１８を構成する樹脂よりも、熱収縮率の大きな材料で構成されている。ここで、この熱収縮率について説明する。

図２８に示すように、熱収縮率は、対象となる材料の加熱前（収縮前）の厚みをＡ、加熱後（収縮後）の厚みをＢとすると、百分率として、（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００（％）と定義される。

図２９には、相対的に熱収縮率が小さい低熱収縮率材料９０４における加熱収縮の前後の状態が、凹凸を有する相手側部材９０２に対する凹凸への追従性として（Ａ）〜（Ｃ）へと順に模式的に示されている。また、図３０には、相対的に熱収縮率が大きい高熱収縮率材料９０６における加熱収縮前後の状態が、同じく凹凸を有する相手側部材９０２に対する凹凸への追従性として（Ａ）〜（Ｃ）へと順に模式的に示されている。

図２９（Ｂ）から分かるように、相対的に熱収縮率が小さい低熱収縮率材料９０４では加熱により軟化し、相手側部材９０２の凹凸に応じて変形するが、図２９（Ｃ）に示すように、温度低下によって形状が復元されて凹凸への追従が少なくなるので、相手側部材との接触部分も少なくなる。これに対し、図３０（Ｂ）から分かるように、熱収縮率が相対的に大きい高熱収縮率材料９０６では、加熱により軟化し、相手側部材９０２の凹凸に応じて変形するが、この状態に準じて収縮も進むので、図３０（Ｃ）から分かるように、温度低下の後も凹凸への追従性が高く、相手側部材９０２との接触部分も少なくなる。したがって、相手側部材９０２との接合性という観点からは、熱収縮率の大きい材料のほうが望ましい。

また、図３１（Ａ）及び（Ｂ）には、同じく相対的に熱収縮率が小さい低熱収縮率材料９０４（図３１（Ａ））と熱収縮率が大きい高熱収縮率材料９０６（図３１（Ｂ））における加熱収縮後の状態が、凹凸を有する相手側部材（ここでは便宜上、振動板４８及び圧電素子４６が積層された樹脂基板１０２を例示し、これらを全体として相手側部材９１２としている）に対する平坦性として模式的に示されている。

図３１（Ａ）から分かるように、相対的に熱収縮率が小さい低熱収縮率材料９０４では、相手側部材９１２の凹凸があっても、相手側部材９１２と反対側の面では、凹凸が解消されて平坦に近づいている（なお、図３１（Ａ）ではこの点を明確にするため、低熱収縮率材料９０４の上面を平坦にしている）。これに対し、図３１（Ｂ）から分かるように、熱収縮率の大きい高熱収縮率材料９０６では、相手側部材９１２と反対側の面の平坦性が、図３１（Ａ）に示した例と比較して低くなっている。したがって、相手側部材９１２の凹凸（段差部）を少なくして平坦に近づける（以下、これを「平坦化」という）観点からは、熱収縮率の小さい材料のほうが望ましい。

図５−１から分かるように、本実施形態の圧電素子基板７０では、樹脂基板１０２上に振動板４８及び圧電素子４６（実際には、圧電素子４６上の上部電極５４及び低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０も含まれる）が配置されることによって凹凸が生じ、これが段差部９１４となっている。段差部９１４は、隔壁樹脂層１１９、１１８が積層されることで、天板４１と対向する面（図５−１では上面）も平坦化された構造となっている。

そして、このように、平坦性が確保された隔壁樹脂層１１８、１１９に、さらに、相対的に熱収縮率の高い材料で構成された接着樹脂層１２１が積層されていることで、天板４１の接合性が、この接着樹脂層１２１を有さない構成と比較して高くされた構造となっている。

なお、隔壁樹脂層１１８、１１９を構成する材料としては、たとえば、エポキシ樹脂を挙げることができる。また、接着樹脂層１２１を構成する材料としては、たとえば、熱可塑性を有するポリイミド系樹脂や、同じく熱可塑性を有するポリアミド系樹脂を挙げることができる。

また、熱収縮率の数値としては、隔壁樹脂層１１８、１１９では１０％以下、接着樹脂層１２１では２０％以上６０％以下（望ましくは３０％以上５２％以下）である。

接着樹脂層１２１の厚みとしては、十分な接合強度を得る観点からは１０μｍ以上とすることが望ましく、また、接合面の平坦性を維持する観点からは、２０μｍ以下とすることが望ましい。

表１には、隔壁樹脂層１１８、１１９、接着樹脂層１２１として適用可能な具体的材料名と熱収縮率の一例が示されている。この表に示した膜厚は、熱収縮前と熱収縮後において実際に膜厚測定器の接触子を接触させて、材料の厚みを特定することにより得たスピンカーブデータに基づくものである。

表１中の「ＯＣＧ７５２０」は、富士フイルムエレクトロニクスマテリアル株式会社の商品名又は型番、「ＰＩＸ−３４００」は、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社の商品名又は型番、「ＳＵ８」は、化薬マイクロケム株式会社の商品名又は型番である。

この表１に示した材料のうち、「ＯＣＧ７５２０」及び「ＰＩＸ−３４００」は、本実施形態の接着樹脂層１２１として適用できる。また、「ＳＵ８」は、隔壁樹脂層１１８、１１９として適用できる。

以上の構成のインクジェット記録ヘッド３２において、次に、その製造工程について、図７〜図１４を基に詳細に説明する。

図７に示すように、このインクジェット記録ヘッド３２は、圧電素子基板７０と流路基板７２とを別々に作成し、両者を結合（接合）することによって製造される。そこで、まず、圧電素子基板７０の製造工程について説明するが、圧電素子基板７０には、流路基板７２よりも先に天板部材４０が結合（接合）される。

図８−１（Ａ）に示すように、まず、貫通孔７６Ａが複数穿設されたガラス製の第１支持基板７６を用意する。第１支持基板７６は撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは第１支持器基板７６に求められる硬さを有する上に安価なので望ましい。この第１支持基板７６の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工およびフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。なお、この段階では、貫通孔７６Ａが第１支持基板７６を貫通しないようにしておく。

そして、図８−１（Ｂ）に示すように、スパッタリングによりＧｅ層７８を形成する。このＧｅ層７８は接着層及び界面剥離層として機能する。

次に、図８−１（Ｃ）に示すように、ガラス基板８８を、たとえば加熱・加圧接合等（一例として、９００℃、２ｋｇ／ｃｍ²で１０分間）を用いて接合する。

さらに、図８−１（Ｄ）に示すように、ガラス基板８８をエッチング（たとえばＨＦエッチング）する。ガラス基板８８の薄膜化により、所定の厚さ（たとえば２０μｍ）の振動板４８が形成される。また、貫通孔７６Ａにより支持基板７６を貫通させる。

その後、図８−１（Ｅ）に示すように、薄膜化されたガラス基板８８を再度エッチングし（たとえばホトリソグラフィー法によるレジスト形成、ＨＦエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離）、孔部８８Ｈを形成する。

そして、図８−１（Ｆ）に示すように、スパッタリングにより、たとえば厚み０．５μｍ程度のＡｕ膜６２を成膜する。

次いで、図８−２（Ｇ）に示すように、振動板４８の上面に積層された下部電極５２をパターニングする。具体的には、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。この下部電極５２が接地電位となる。次に、図８−２（Ｈ）に示すように、下部電極５２の上面に、圧電素子４６の材料であるＰＺＴ膜と上部電極５４を順にスパッタ法で積層し、図８−２（Ｉ）に示すように、圧電素子４６（ＰＺＴ膜）及び上部電極５４をパターニングする。

具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚３μｍ〜１５μｍ）、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部および上部の電極材料としては、例えば圧電素子であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｔ等が挙げられる。

その後、図８−２（Ｊ）に示すように、上面に露出している下部電極５２と上部電極５４の上面に低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を積層する。そして、パターニングにより、上部電極５４と金属配線９０を接続するための開口８４（コンタクト孔）を形成する。

具体的には、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＣＶＤ）法にてダングリングボンド密度が高い低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を着膜する、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。なお、ここでは低透水性絶縁膜としてＳｉＯｘ膜を用いたが、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。

次いで、図８−３（Ｋ）〜図８−４（Ｏ）に示す工程で、隔壁樹脂層１１９及び隔壁樹脂層１１８を形成する。具体的には、まず、図８−３（Ｋ）に示すように、隔壁樹脂層１１９、隔壁樹脂層１１８を構成する樹脂を塗布してプリベークし、樹脂層（以下、製造工程におけるこの樹脂層を第一樹脂層１９２とする）を構成し、さらに、図８−３（Ｌ）に示すように、この樹脂をキュアする。その後は、図８−３（Ｍ）に示すように、この樹脂上に、たとえば転写やスピンコート等によって、接着樹脂層１２１を構成する樹脂を塗布して樹脂層（以下、製造工程におけるこの樹脂層を第二樹脂層１９４とする）を構成し、図８−４（Ｎ）に示すように、Ｓｉ含有レジストをホトリソグラフィー法でパターニングする。そして、図８−４（Ｏ）に示すように、このＳｉ含有レジストをマスクにしてエッチング（たとえば酸素プラズマを用いたＲＩＥ）を行って、第一樹脂層１９２及び第二樹脂層１９４に、インク供給用貫通口４４や貫通孔１２０を形成する。

なお、隔壁樹脂層１１９及び隔壁樹脂層１１８の形成は、図８−５（Ｐ）〜図８−６（Ｔ）に示す方法により行ってもよい。

この方法では、まず、図８−５（Ｐ）に示すように隔壁樹脂層１１９、隔壁樹脂層１１８を構成する感光性樹脂を塗布し、プリベークして第一樹脂層１９２を構成する。そして、図８−５（Ｑ）に示すように、この第一樹脂層１９２を所望のパターンで露光し、さらに、図８−５（Ｒ）に示すようにアッシングする。その後、図８−６（Ｓ）に示すように、この感光性樹脂上に、たとえば転写やスピンコート等によって、接着樹脂層１２１を構成する樹脂を塗布して第二樹脂層１９４を構成し、プリベークを行った後、図８−６（Ｔ）に示すように、第二樹脂層１９４を所望のパターンで露光した後、第二樹脂層１９４及び第一樹脂層１９２を現像して、インク供給用貫通口４４や貫通孔１２０を形成する。

また、図８−７（Ｕ）〜（Ｗ）に示す方法で、隔壁樹脂層１１９及び隔壁樹脂層１１８の形成してもよい。

この方法では、図８−７（Ｕ）に示すように隔壁樹脂層１１９、隔壁樹脂層１１８を構成する感光性樹脂を塗布し、プリベークして第一樹脂層１９２を構成する。そして、図８−７（Ｖ）に示すように、この第一樹脂層１９２を所望のパターンで露光し、さらに現像及びキュアを行って、インク供給用貫通口４４や貫通孔１２０を形成する。その後、図８−７（Ｗ）に示すように、ドライフィルムを貼り付けて第二樹脂層１９４を構成し、さらに、このドライフィルムの露光及び現像を行って、第二樹脂層１９４にインク供給用貫通口４４や貫通孔１２０を形成する。

こうして、圧電素子基板７０が製造され、この圧電素子基板７０に、例えばガラス板を支持体とする天板部材４０が結合（接合）される。

天板部材４０の製造においては、図９（Ａ）に示すように、天板部材４０自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み（０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ）の天板４１を含んでいるので、別途支持体を設ける必要がない。

この天板４１に、図９（Ｂ）に示すように、天板４１にインク供給用貫通口１１２及び電気接続用貫通口４２を形成する。具体的には、ホトリソグラフィー法で感光性ドライフィルムのレジストをパターニングし、このレジストをマスクとしてサンドブラスト処理を行って開口を形成した後、レジストを酸素プラズマにて剥離する。

なお、インク供給用貫通口１１２及び電気接続用貫通口４２はいずれも、断面で見たとき内面が下方に向かって次第に接近するようにテーパ状（漏斗状）に形成されている。

このようにしてインク供給用貫通口１１２及び電気接続用貫通口４２が形成された天板４１（天板部材４０）を、図１０−１（Ａ）に示すように、圧電素子基板７０に被せて、両者を熱圧着により結合（接合）する。ここでは、まず、接着樹脂層１２１を未硬化の状態とし、図示しない接合装置内で圧電素子基板７０と天板部材４０とを仮固定して位置あわせする。そして、真空状態を維持しつつ、接合に必要な温度及び圧力を作用させて、接合を行う。

そして、図１０−１（Ｂ）に示すように、天板４１の上面に金属配線９０を成膜してパターニングする。具体的には、スパッタ法によるＡｌ膜（厚さ１μｍ）の着膜、ホトリソグラフィー法によるレジストの形成、Ｈ₃ＰＯ₄薬液を用いたＡｌ膜のウェットエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。貫通口の段差は非常に大きいので、ホトリソグラフィー工程ではレジストのスプレー塗布法と長焦点深度露光法を用いている。このとき、金属配線９０の一部が、電気接続用貫通口４２の内面から、上部電極５４へと達するようにパターニングしておく。これにより、電気接続用貫通口４２の底部４２Ｂが金属配線９０で閉塞され、電気接続用貫通口４２は、上方に開放された以外は閉じた空間となる。また、金属薄膜を貫通口深部まで厚く成膜したい場合には、スパッタ法よりも段差被覆性の良好なＣＶＤ法を採用すればよい。

そして、このように金属配線９０がパターニングされた電気接続用貫通口４２内（上記の空間）に、図１０−１（Ｃ）に示すように半田８６を搭載する。半田８６は、常温では固体であるが、加熱されると溶融して流動性を有するようになる。搭載の方法としては、半田ボール８６Ｂを電気接続用貫通口４２内に直接搭載する半田ボール法を用いることができる。また、図１０−４（Ａ）に示すように、インクジェットの原理を応用した加熱溶融半田吐出供給法を用いてもよく、この方法では、天板４１と非接触で、且つマスクを用いることなく半田を所定の位置に供給できる。さらに、図１０−４（Ｂ）に示すように、スクリーン印刷法を用いて半田を供給してもよい。いずれの供給方法であっても、電気接続用貫通口４２は断面で見て内面が下方に向かって次第に接近するようにテーパ状（漏斗状）に形成されているので、半田が電気接続用貫通口４２の内面に付着しやすい。なお、この段階では、半田８６が電気接続用貫通口４２の底部４２Ｂの金属配線９０に接触している必要はないが、接触していてもよい。

次に、図１０−２（Ｄ）に示すように、半田８６をリフロー（たとえば２８０℃で１０分間）し、電気接続用貫通口４２の底部４２Ｂにまで行き渡らせる。このとき、電気接続用貫通口４２の底部４２Ｂには、溶融した半田が流れ出る経路がないので、高温の環境下で半田８６を溶融させて、電気接続用貫通口４２の底部４２Ｂまで確実に充填し、底部４２Ｂの金属配線９０と接触させることができる。その後、常温（室温）環境下に放置すれば、半田８６は固化する。

なお、この段階で溶融した半田８６が、天板４１の上面（厳密には、金属配線９０の上面）よりも上方に位置しないように、充填する半田量はあらかじめ所定量に決められている。

次いで、図１０−２（Ｅ）に示すように、金属配線９０が形成された面に樹脂保護膜９２（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。なお、このとき、第１インク供給路１１４Ａを樹脂保護膜９２が覆わないようにする。なお、この樹脂保護膜９２としても、ポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコン系等、耐インク性を有しておればよい。

さらに、図１０−２（Ｆ）に示すように、金属配線９０に駆動ＩＣ６０をフリップチップ実装する。このとき、駆動ＩＣ６０は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ（７０μｍ〜３００μｍ）に加工されている。さらに、駆動ＩＣ６０の周囲を樹脂材５８で封止し、駆動ＩＣ６０を水分等の外部環境から保護できるようにする。更には、後工程でのダメージ、例えば、できあがった圧電素子基板７０をダイシングによってインクジェット記録ヘッド３２に分割する際の水や研削片によるダメージを回避することができる。

そして、図１０−３（Ｇ）に示すように、Ｇｅ層７８をエッチング（たとえばＨ₂Ｏ₂による８０℃、６０分間の処理）によって除去し、第１支持基板７６を剥離する。

以上により、図１０−３（Ｈ）に示すように、天板部材４０が結合（接合）された圧電素子基板７０が完成する。そして、この状態から、天板部材４０の天板４１が圧電素子基板７０の支持体となる。

一方、流路基板７２は、図１１（Ａ）に示すように、まず、貫通孔１００Ａが複数穿設されたガラス製の第２支持基板１００を用意する。第２支持基板１００は、撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので望ましい。この第２支持基板１００の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工およびフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。

そして、図１１（Ｂ）に示すように、その第２支持基板１００の上面（表面）に接着剤１０４を塗布し、図１１（Ｃ）に示すように、その上面（表面）に樹脂基板１０２（例えば、厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのアミドイミド基板）を接着する。そして次に、図１１（Ｄ）に示すように、その樹脂基板１０２の上面を金型１０６に押し付け、加熱・加圧処理する。その後、図１１（Ｅ）に示すように、金型１０６を樹脂基板１０２から離型処理することにより、圧力室５０やノズル５６等が形成される流路基板７２が完成する。

こうして、流路基板７２が完成したら、図１２−１（Ａ）に示すように、圧電素子基板７０と流路基板７２とを熱圧着により結合（接合）する。接合時には、圧電素子基板７０を、たとえば上方の図示しない保持部材と、下方の流路基板７２とで挟むようにして接合する。このとき、半田８６が、天板４１の上面よりも上方に位置しないように調整することで、電気接続用貫通口４２から突出しなくなるので、接合部分等に不用意な力が作用したり、接合に不具合が生じたりすることはなく、確実に接合できる。

そして次に、図１２−１（Ｂ）に示すように、第２支持基板１００の貫通孔１００Ａから有機エタノールアミン処理により接着剤剥離溶液を注入して接着剤１０４を選択的に溶解させることで、その第２支持基板１００を流路基板７２から剥離処理する。

その後、図１２−２（Ｃ）に示すように、第２支持基板１００が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたＲＩＥ処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル５６が開口される。そして、図１２−２（Ｄ）に示すように、そのノズル５６が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材１０８（例えば、旭ガラス社製のＣｙｔｏｐ）を塗布する。

そして、図１２−３（Ｅ）に示すように、天板部材４０（天板４１）の上面にプール室部材３９を装着して、これらの間にインクプール室３８を構成することにより、インクジェット記録ヘッド３２が完成し、図１２−３（Ｆ）に示すように、インクプール室３８や圧力室５０内にインク１１０が充填可能とされる。

以上のようにして製造されるインクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その動作を説明する。まず、インクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカ２４から記録用紙Ｐが１枚ピックアップされ、搬送装置２６により搬送される。

一方、インクジェット記録ユニット３０では、すでにインクタンクからインク供給ポートを介してインクジェット記録ヘッド３２のインクプール室３８にインク１１０が注入（充填）され、インクプール室３８に充填されたインク１１０は、インク供給路１１４を経て圧力室５０へ供給（充填）されている。そして、このとき、ノズル５６の先端（吐出口）では、インク１１０の表面が圧力室５０側に凹んだメニスカスが形成されている。

そして、記録用紙Ｐを搬送しながら、複数のノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像の一部を記録する。すなわち、駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで、所定の圧電素子４６に電圧を印加し、振動板４８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室５０内のインク１１０を加圧し、所定のノズル５６からインク滴として吐出させる。

こうして、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像が記録されたら、排紙ベルト２３により記録用紙Ｐを排紙受部材２５に排出する。これにより、記録用紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。

その他、上記実施形態のインクジェット記録装置１０では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニット３０のインクジェット記録ヘッド３２から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録用紙Ｐに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録用紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。

すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３２を適用することができる。

また、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、ノズル５６による印字領域幅が、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの用紙幅ＰＷよりも長くタイプのものを例に挙げたが、この印字領域幅が用紙幅ＰＷよりも短く、主走査機構と副走査機構を有するタイプのインクジェット記録装置に本発明を適用してもよい。

次に、以下において、本発明の第２〜第４実施形態のインクジェット記録ヘッドを説明する。これらのインクジェット記録ヘッドにおいて、第１実施形態と同一の構成要素、部材等は同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１４（Ａ）及び（Ｂ）には、本発明の第２実施形態のインクジェット記録ヘッド１８２が部分的に示されている。第２実施形態のうち、特に図１４（Ａ）に示す例では、電気接続用貫通口４２の周囲の隔壁樹脂層１１８、１１９（図５−１参照）が形成されておらず、この点が第１実施形態と異なっている。また、図１４（Ｂ）に示す例では、電気接続用貫通口４２の周囲の隔壁樹脂層１１８が形成されていない。このように、インクジェット記録ヘッドを構成する各層のうち一部が省略されているものであっても、本発明を適用できる。なお、第２実施形態において、インクジェット記録ヘッドの全体構成は、第１実施形態と同様とされる。

上記では、本発明の電気接続基板を、インクジェット記録ヘッド内の基板として適用した例を挙げたが、本発明はこれに限定されず、複数の被接続部材を電気的に接続する場合に広く適用できる。以下では、インクジェット記録ヘッド以外への本発明の適用例を示す。

図１５には、本発明の第３実施形態に係る基板積層体２１２が示されている。第３実施形態の基板積層体２１２では、第１基板（下部基板）２１４の上に回路２１８及び金属配線２２０が設けられ、これらが絶縁保護膜２２２又は樹脂保護膜２２４で保護されている。樹脂保護膜２２４上には、接着樹脂層２２６が積層されている。そして、このＩＣチップとしての第１基板２１４上に、同じく回路２２８及び金属配線２３０が絶縁保護膜２３２、２３３及び樹脂保護膜２３４で保護されたＩＣチップとしての第２基板（上部基板）２１６が積層されており、全体として基板積層体２１２は２層構造とされている。

第２基板２１６には電気接続用貫通口２３６が形成されており、貫通配線２３８が金属配線２３０から電気接続用貫通口２３６の内面を経て、第１基板２１４の金属配線２２０へと達している。電気接続用貫通口２３６内には半田２４０が充填されて底部２３６Ｂが補強されているので、底部４２Ｂへ熱ストレスや機械的ストレスが作用した場合でも金属配線２２０と貫通配線２３８との接触状態を確実に維持できる。また、底部４２Ｂにおいて貫通配線２３８が断線した場合であっても、半田２４０によって第１基板２１４の金属配線２２０との導通状態を確保できる。

なお、第２基板２１６には、樹脂保護膜２３４の一部が開口されて貫通配線２３８が露出しており、外部端子接続パッド２５０とされている。

図１６〜図１８―２には、第３実施形態の基板積層体２１２の製造工程が示されている。

まず、第１基板２１４の製造では、図１６（Ａ）に示すようにＳｉ基板２４２を用意し、その上にいわゆるＬＳＩプロセスを行って図１６（Ｂ）に示すように回路２１８及び金属配線２２０を形成すると共に、絶縁保護膜２２２でこれらを保護する。そして、図１６（Ｃ）に示すように、感光性樹脂によって樹脂保護膜２２４及び接着樹脂層２２６を形成する。

次に、第２基板２１６を製造する。図１７−１（Ａ）に示すように、Ｓｉ基板２４２を用意し、その上にいわゆるＬＳＩプロセスを行って、図１６−１（Ｂ）に示すように回路２２８及び金属配線２３０を形成すると共に、絶縁保護膜２３２でこれらを保護する。そして、図１７−１（Ｃ）に示すように、ホトリソグラフィー法で感光性ドライフィルムのレジスト２４４を形成する。

さらに、図１７−１（Ｄ）に示すようにサンドブラスト処理によって電気接続用貫通口２３６を形成した後、図１７−２（Ｅ）に示すようにレジスト２４４を剥離し、さらに図１７−２（Ｆ）に示すように、プラズマＣＶＤ法でＳｉ酸化膜（ＳｉＯｘ膜）を着膜させて絶縁保護膜２３２を形成する。この絶縁保護膜２３２に対し、ホトリソグラフィーによるレジスト形成・ＲＩＥ法によるエッチング・レジスト剥離を順次行い、図１７−２（Ｇ）に示すように、絶縁保護膜２３２をパターニングする。

そして、図１８−１（Ａ）に示すように、第１基板２１４上に第２基板２１６を搭載し、熱圧着（一例として、３５０℃、２ｋｇ／ｃｍ²で２０分間）にてこれらを接合した後、図１８−１（Ｂ）に示すように、貫通配線２３８をパターニングする。具体的には、スパッタ法によるＡｌ膜（厚さ１μｍ）の着膜、ホトリソグラフィー法によるレジストの形成、Ｈ₃ＰＯ₄薬液を用いたＡｌ膜のウェットエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。貫通口の段差は非常に大きいので、ホトリソグラフィー工程ではレジストのスプレー塗布法と長焦点深度露光法を用いている。このとき、貫通配線２３８の一部が、電気接続用貫通口２３６の内面から、第１基板２１４の金属配線２２０へと達するようにパターニングしておく。これにより、電気接続用貫通口２３６の底部４２Ｂが貫通配線２３８で閉塞され、電気接続用貫通口２３６は、上方にのみ開放された以外は閉じた空間となる。この空間に、図１８−１（Ｃ）に示すように半田２４０を搭載する。この方法としては、図示した半田ボール２４０Ｂを使用する半田ボール法のほか、加熱溶融半田吐出供給法やスクリーン印刷法を用いることができる。

次に、図１８−２（Ｄ）に示すように、半田２４０をリフロー（たとえば２８０℃で１０分間）し、電気接続用貫通口２３６の底部にまで行き渡らせる。このとき、電気接続用貫通口２３６の底部４２Ｂには、溶融した半田が流れ出る経路がないので、高温の環境下で半田を溶融させて、電気接続用貫通口２３６の底部４２Ｂまで確実に充填することができる。

最後に、図１８−２（Ｅ）に示すように、感光性樹脂をパターニングして樹脂保護膜２３４を形成し、第３実施形態の基板積層体２１２が得られる。

なお、第３実施形態では、図１５に示した２層構造のものだけでなく、図１９に示すように、第１基板２１４上に複数の第２基板２１６を積層した多層構造とすることも可能である。

また、貫通配線２３８が電気接続用貫通口２３６の底部４２Ｂを閉塞している必要はなく、図２０に示すように、半田２４０が電気接続用貫通口２３６の底部４２Ｂにおいて金属配線２２０に接触する構成でもよい。

図２１には、本発明の第４実施形態に係る基板積層体３１２が示されている。第４実施形態の基板積層体３１２では、第１集積回路３１８及び第１配線３２０が実装されると共に第１配線３２０が絶縁保護膜３２２又は樹脂保護膜３２４で保護され、さらに樹脂保護膜３２４上に接着樹脂層３２６が積層された第１プリント配線基板３１４を有している。この第１プリント配線基板３１４の上に、第２集積回路３２８及び第２配線３３０が実装されると共に、第２配線３３０が絶縁保護膜３３２で、第２集積回路３２８が絶縁保護膜３３４でそれぞれ保護された第２プリント配線基板３１６が積層された２層構造とされている。

第２プリント配線基板３１６には電気接続用貫通口３３６が形成されており、貫通配線３３８が第２配線３３０から電気接続用貫通口３３６の内面を経て、第１プリント配線基板３１４の第１配線３２０へと達している。電気接続用貫通口３３６内には半田３４０が充填されて底部３３６Ｂが補強されており、底部３３６Ｂへ熱ストレスや機械的ストレスが作用した場合でも第１配線３２０と貫通配線３３８との接触状態を確実に維持できる。また、底部３３６Ｂにおいて貫通配線３３８が断線した場合であっても、半田３４０によって導通状態を確保できる。

図２２〜図２４−２には、第４実施形態の基板積層体３１２の製造工程が示されている。

まず、第１プリント配線基板３１４の製造では、図２２（Ａ）に示すように支持体基板３４２を用意し、Ｃｕの第１配線３２０と、ポリイミドの絶縁保護膜３２２を形成する。そして、図２２（Ｂ）に示すように、第１集積回路３１８をフリップチップ実装し、さらに図２２（Ｃ）に示すように、感光性樹脂によって樹脂保護膜３２４及び接着樹脂層３２６を形成する。

次に第２プリント配線基板３１６を製造する。図２３（Ａ）に示すように、あらかじめ電気接続用貫通口３３６が形成された支持体基板３４４を用意し、Ｃｕの第２配線３３０と、ポリイミドの絶縁保護膜３２２を形成する。そして、図２３（Ｂ）に示すように、第２集積回路３２８をフリップチップ実装し、さらに図２３（Ｃ）に示すように、プラズマＣＶＤ法でＳｉ酸化膜（ＳｉＯｘ膜）を着膜させて絶縁保護膜３３４を形成する。この絶縁保護膜３３４に対し、ホトリソグラフィーによるレジスト形成・ＲＩＥ法によるエッチング・レジスト剥離を順次行い、図２３（Ｄ）に示すように、絶縁保護膜３３４をパターニングする。

そして、図２４−１（Ａ）に示すように、第１プリント配線基板３１４上に第２プリント配線基板３１６を搭載し、熱圧着（一例として、２５０℃、１０ｋｇ／ｃｍ²で２０分間）にてこれらを接合した後、図２４−１（Ｂ）に示すように、貫通配線３３８をパターニングする。具体的には、スパッタ法によるＡｌ膜（厚さ１μｍ）の着膜、ホトリソグラフィー法によるレジストの形成、Ｈ₃ＰＯ₄薬液を用いたＡｌ膜のウェットエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。貫通口の段差は非常に大きいので、ホトリソグラフィー工程ではレジストのスプレー塗布法と長焦点深度露光法を用いている。このとき、貫通配線３３８の一部が、電気接続用貫通口３３６の内面から、第１プリント配線基板３１４の第１配線３２０へと達するようにパターニングしておく。これにより、電気接続用貫通口３３６の底部３３６Ｂが貫通配線３３８で閉塞され、電気接続用貫通口３３６は、上方にのみ開放された以外は閉じた空間となる。この空間に、図２４−２（Ｃ）に示すように半田３４０を搭載する。この方法としては、図示した加熱溶融半田吐出供給法のほか、半田ボール法やスクリーン印刷法を用いることができる。

次に、図２４−２（Ｄ）に示すように、半田３４０をリフロー（たとえば２８０℃で１０分間）し、電気接続用貫通口３３６の底部にまで行き渡らせる。このとき、電気接続用貫通口３３６の底部３３６Ｂには、溶融した半田が流れ出る経路がないので、高温の環境下で半田を溶融させて、電気接続用貫通口３３６の底部３３６Ｂまで確実に充填することができる。

以上により、第４実施形態の基板積層体３１２が得られる。

なお、第４実施形態においても、図２１に示した２層構造のものだけでなく、図２５に示すように、第１プリント配線基板３１４上に、複数の第２プリント配線基板３１６を積層した多層構造とすることが可能である。

また、第４実施形態においても、貫通配線３３８が電気接続用貫通口３３６の底部３３６Ｂを閉塞している必要はなく、図２６に示すように、半田３４０が電気接続用貫通口３３６の底部３３６Ｂにおいて、第１配線３２０に接触する構成でもよい。

上記各実施形態では、基板上に搭載する部品として、駆動ＩＣ、回路、集積回路等を挙げたが、これら以外にも、各種の機能素子を搭載し、いわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）パッケージとして使用できる。機能素子としては、静電モーターや可動ミラー等の各種マイクロアクチュエーターや圧力センサー等の各種マイクロセンサー、さらに受光素子や面発光ダイオード等の各種受発光素子を挙げることができる。この場合、図２７に示すように、機能素子４１６及び配線４１８が絶縁保護膜４２０や樹脂保護膜４２２、４２４等で保護され、さらに接着樹脂層４３２が積層された基板４１２上に、硬質板状の保護基板４１４を積層すれば、機能素子４１６を外界からの異物（たとえば、加工工程での切削片や水分等）から保護できる。特に、機能素子４１６が受発光素子である場合には、保護基板４１４として光を透過するもの（透明なガラス板あるいは樹脂板）とすれば、受光や発光に影響が出ないので望ましい。いずれの構成であっても、保護基板４１４の貫通口４２６内の貫通配線４２８と、半田４３０によって、機能素子４１６に対する信号の送受信や電力供給等を行うことができる。

本発明に係る流動性導電材料としても、上記した半田に限定されず、溶融金属、導電性ペースト（金属ペースト）、導電性接着剤等を挙げることができる。これらの材料に求められる抵抗率は、素子に要求される特性に応じて異なってくるため、コストや工程マッチング（耐熱温度等）を考慮して選択すればよい。

なお、上記では、本発明の液滴吐出ヘッドとして、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを挙げ、液滴吐出装置としても、インクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を挙げたが、本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、記録用紙Ｐ上へ画像（文字を含む）を記録するものに限定されない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりする等、工業用に用いられる液滴吐出装置全般が広く含まれる。

また、上記では、第一樹脂部材（隔壁樹脂層１１９、１１８、樹脂保護膜２２４、樹脂保護膜３２４、樹脂保護膜４２２）上に、第二樹脂部材（接着樹脂層１２１、接着樹脂層２２６、接着樹脂層３２６、接着樹脂層４３２）を直接的に積層した構造を例に挙げたが、第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に、他の部材が積層されていてもよい。

ここで、本発明に係る上記実施形態の構成と効果を列記する。

（１）第一樹脂部材（隔壁樹脂層１１９、１１８、樹脂保護膜２２４、樹脂保護膜３２４、樹脂保護膜４２２）を、第二樹脂部材（接着樹脂層１２１、接着樹脂層２２６、接着樹脂層３２６、接着樹脂層４３２）よりも熱収縮率の小さい材料で構成している。このため、第一樹脂部材に対する加工（穿孔やパターン形成）が容易であり、また、加工後の形状変化も抑制できる。

（２）第一樹脂部材として、熱収縮率が１０％以下の材料を用いている。このため、熱収縮率が１０％を超える材料を用いた構成と比較して、第二樹脂部材を設ける面の平坦性をより高く確保できる。

（３）第二樹脂部材として、熱収縮率が、２０％以上（望ましくは３０％以上）の材料を用いている。このため、この条件を満たさない材料を使用した場合と比較して、大きな接合強度が得られる。

（４）第二樹脂部材として、熱収縮率が、６０％以下（望ましくは５２％以下）の材料を用いている。このため、この条件を満たさない材料を使用した場合と比較して、接合面の平坦性を確保して、広い接合面積を得られる。

（５）第二樹脂部材の厚みを１０μｍ以上としている。このため、厚みが１０μｍに満たない構成と比較して、大きな接合強度が得られる。

（６）第二樹脂部材の厚みを２０μｍ以下としている。このため、厚みが２０μｍを超える構成と比較して、接合面の平坦性を確保できる。

本発明のインクジェット記録装置を示す概略正面図である。 本発明のインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ヘッドの配列を示す説明図である。 本発明のインクジェット記録装置における記録用紙の幅と印字領域の幅との関係を示す説明図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す概略平面図であり、（Ａ）はインクジェット記録ヘッドの全体構成を示し、（Ｂ）は１素子の構成を示す。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示し、（Ａ）は図３（Ｂ）のＡ−Ａ’線断面図、（Ｂ）は図３（Ｂ）のＢ−Ｂ’線断面図、（Ｃ）は図３（Ｂ）のＣ−Ｃ’線断面図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はいずれも、本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける第一貫通孔と第二貫通孔の関係を示す説明図である。 本発明のインクジェット記録ヘッドの駆動ＩＣのバンプを示す概略平面図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｆ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程（Ｇ）〜（Ｊ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程（Ｋ）〜（Ｍ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程（Ｎ）〜（Ｏ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程（Ｐ）〜（Ｒ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程（Ｓ）〜（Ｔ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程（Ｕ）〜（Ｗ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る天板部材を製造する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程（Ｄ）〜（Ｆ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程（Ｇ）〜（Ｈ）を示す説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はいずれも、本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程において、半田を搭載する方法として図１０−１（Ｃ）とは異なる方法を示す説明図である。 本発明に係る流路基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合した後工程において、（Ｅ）はプール室部材を接合する工程、（Ｆ）はインクを充填する工程を示す説明図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの図５−１とは異なる構成を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）本発明の第２実施形態のインクジェット記録ヘッドのそれぞれ異なる例を部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る基板積層体を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る基板積層体の第１基板の製造工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る基板積層体の第２基板の製造工程（Ａ）〜（Ｄ）を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る基板積層体の第２基板の製造工程（Ｅ）〜（Ｇ）を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る第１基板と第２基板とを接合する工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る第１基板と第２基板とを接合する工程（Ｄ）〜（Ｅ）を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る基板積層体の多層構造の例を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る基板積層体の変形例を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る基板積層体を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る基板積層体の第１プリント配線基板の製造工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る基板積層体の第２プリント配線基板の製造工程（Ａ）〜（Ｄ）を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る第１プリント配線基板と第２プリント配線基板とを接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る第１プリント配線基板と第２プリント配線基板とを接合する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る基板積層体の多層構造の例を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る基板積層体の変形例を示す断面図である。 本発明の基板積層体として機能素子が搭載されたものを示す断面図である。 熱収縮率の測定方法を示す説明図である。 相対的に熱収縮率が小さい低熱収縮率材料における加熱収縮の前後の状態を、凹凸を有する相手側部材に対する凹凸への追従性として（Ａ）〜（Ｃ）へと順に模式的に示す説明図である。 相対的に熱収縮率が大きい高熱収縮率材料における加熱収縮の前後の状態を、凹凸を有する相手側部材に対する凹凸への追従性として（Ａ）〜（Ｃ）へと順に模式的に示す説明図である。 樹脂材料の加熱収縮後の状態を、凹凸を有する相手側部材に対する平坦性として模式的に示す説明図であり、（Ａ）は相対的に熱収縮率が小さい低熱収縮率材料の場合、（Ｂ）は相対的に熱収縮率が大きい高熱収縮率材料の場合をそれぞれ示す。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
１２ 用紙供給部
１４ レジ調整部
１６ 記録ヘッド部
１７ スターホイール
１８ メンテナンス部
１９ 搬送ロール
２０ 記録部
２１ メンテナンス装置
２２ 排出部
２３ 排紙ベルト
２４ ストッカ
２５ 排紙受部材
２６ 搬送装置
２７ 用紙搬送路
２８ ループ形成部
２９ ガイド部材
３０ インクジェット記録ユニット
３１ 支持部材
３２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
３６ インク供給ポート
３８ インクプール室
３９ プール室部材
４０ 天板部材
４１ 天板
４２ 電気接続用貫通口
４２Ｂ 底部
４４ インク供給用貫通口
４４Ａ 第一貫通孔
４４Ｂ 第二貫通孔
４６ 圧電素子
４８ 振動板
５０ 圧力室
５２ 下部電極
５４ 上部電極
５６ ノズル
５８ 樹脂材
６０ 駆動ＩＣ
６０Ｂ バンプ
６２ Ａｕ膜
７０ 圧電素子基板
７２ 流路基板
７６ 支持基板
７６Ａ 貫通孔
７８ Ｇｅ層
８４ 開口
８６ 半田
８６Ｂ 半田ボール
８８ ガラス基板
８８Ｈ 孔部
９０ 金属配線
９２ 樹脂保護膜
１００ 支持基板
１００Ａ 貫通孔
１０２ 樹脂基板
１０４ 接着剤
１０６ 金型
１０８ フッ素材
１１０ インク
１１２ インク供給用貫通口
１１４ インク供給路
１１４Ａ インク供給路
１１４Ｂ インク供給路
１１６ 大気開放孔
１１８ 隔壁樹脂層（中間層）
１１９ 隔壁樹脂層（中間層）
１２０ 貫通孔
１２１ 接着樹脂層
１８２ インクジェット記録ヘッド
１９２ 第一樹脂層
１９４ 第二樹脂層
２１２ 基板積層体
２１４ 第１基板
２１６ 第１基板
２１８ 回路
２２０ 金属配線
２２２ 絶縁保護膜
２２４ 樹脂保護膜
２２６ 接着樹脂層
２２８ 回路
２３０ 金属配線
２３２ 絶縁保護膜
２３４ 樹脂保護膜
２３６ 電気接続用貫通口
２３６Ｂ 底部
２３８ 貫通配線
２４０ 半田
２４０Ｂ 半田ボール
２４２ 基板
２４４ レジスト
２５０ 外部端子接続パッド
３１２ 基板積層体
３１４ 第１プリント配線基板
３１６ 第２プリント配線基板
３１８ 第１集積回路
３２０ 配線
３２２ 絶縁保護膜
３２４ 樹脂保護膜
３２６ 接着樹脂層
３２８ 第２集積回路
３３０ 配線
３３２ 絶縁保護膜
３３４ 絶縁保護膜
３３６ 電気接続用貫通口
３３６Ｂ 底部
３３８ 貫通配線
３４０ 半田
３４２ 支持体基板
３４４ 支持体基板
４１２ 基板
４１４ 保護基板
４１６ 機能素子
４１８ 配線
４２０ 絶縁保護膜
４２２ 樹脂保護膜
４２４ 樹脂保護膜
４２６ 貫通口
４２８ 貫通配線
４３０ 半田
４３２ 接着樹脂層
４４２ 電気接続用貫通口
４４４ 電気接続用貫通口
４４６ 電気接続用貫通口
４４８ 電気接続用貫通口
９０２ 相手側部材
９０４ 低熱収縮率材料
９０６ 高熱収縮率材料
９１２ 相手側部材
９１４ 段差部
Ｐ 記録用紙

Claims (11)

1. 段差部を有する第一基板と、
   前記第一基板に配設され前記段差部を平坦化する第一樹脂部材と、
   前記第一樹脂部材に配設され、被接合部材の接合用とされる第二樹脂部材と、
   を有することを特徴とする基板部材。
2. 前記第一樹脂部材を構成する樹脂材料の熱収縮率が、前記第二樹脂部材を構成する樹脂材料の熱収縮率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板部材。
3. 前記第一樹脂部材が、前記第一基板上に積層された第一樹脂層とされ、
   前記第二樹脂部材が、前記第一樹脂層上に積層された第二樹脂層とされていることを特徴とする請求項２に記載の基板部材。
4. 前記第一樹脂部材を貫通する第一貫通孔と、
   前記第一貫通孔に対応した位置で前記第二樹脂部材を貫通する第二貫通孔と、
   を有し、
   前記第二貫通孔の貫通方向に見て、第二貫通孔の孔縁が第一貫通孔の孔縁と重なるか、もしくは外側になるように第二貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の基板部材。
5. 前記第一基板を貫通する第一貫通部と、
   前記被接合部材を貫通する第二貫通部と、
   を有し、
   前記第一貫通孔と前記第二貫通孔とが前記第一貫通部と前記第二貫通部とに通じていることを特徴とする請求項４に記載の基板部材。
6. 前記被接合部材が、前記第二樹脂部材に、前記第一樹脂部材と反対側で接合されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の基板部材。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の基板部材と、
   前記基板部材の前記第一基板に備えられた圧電素子と、
   前記第一基板の前記圧電素子と反対側に配置され、収容された液体に圧力を作用させる圧力室と、
   を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
8. 前記被接合部材の前記圧電素子と反対側に備えられて液体が貯留される液体貯留室、
   を有することを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
9. 請求項７又は請求項８に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 段差部を有する第一基板に第一樹脂部材を配設してこの段差部を平坦化する第一樹脂部材配設工程と、
    前記第一樹脂部材に、被接合部材の接合用とされる第二樹脂部材を配設する第二樹脂部材配設工程と、
    前記第二樹脂部材配設工程の後に、前記第一樹脂部材を貫通する第一貫通孔と、前記第二樹脂部材を貫通する第二貫通孔とを形成する貫通孔形成工程と、
    を有することを特徴とする基板部材製造方法。
11. 段差部を有する第一基板に第一樹脂部材を配設してこの段差部を平坦化する第一樹脂部材配設工程と、
    前記第一樹脂部材を貫通する第一貫通孔を形成する第一貫通口形成工程と、
    前記第一貫通孔形成工程の後に、前記第一樹脂部材に、被接合部材の接合用とされる第二樹脂部材を配設する第二樹脂部材配設工程と、
    前記第二樹脂部材を貫通する第二貫通孔を形成する第二貫通口形成工程と、
    を有することを特徴とする基板部材製造方法。

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