JP2008238462A - 駆動回路付き配線基板の構造および液滴吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、高密度な接続電極の配置に対して配線する。
【解決手段】基板１が表面層２と内面層３、４からなる積層基板であって、その一側端が内面層３を露出する第１の部分Ｓ１と、内面層３の残部の上に表面層２が積層されている第２の部分Ｓ２とを備える。第１の部分Ｓ１および第２の部分Ｓ２の境界部分付近であって第２の部分Ｓ２に対し駆動回路１２が実装される。複数の配線１３Ａ，１３Ｂのうちの一部の配線１３Ｂは、表面層２上に形成される複数の第２の中継電極１４Ｂと、複数の層を貫通するスルーホール１５Ｂに充填される導電材料とを介して、内面層４の下面側の一部の接続電極１１Ｂに接続され、残部の配線１３Ａは、内面層３上に形成される複数の第１の中継電極１４Ａと、複数の層の一部を貫通するスルーホール１５Ａに充填される導電材料とを介して、残部の接続電極１１Ａに接続されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、駆動回路付き配線基板の構造および液滴吐出ヘッドに関するものである。

従来より、媒体に対し液滴を吐出する液滴吐出ヘッドとして、例えば記録用紙等にインクを吐出するインクジェットヘッドが知られている。そのインクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルとノズルに連通する圧力室とを備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与して、圧力室の容積を変化させる圧電式のアクチュエータとを備えるものである。

圧電式のアクチュエータは、複数の圧力室に跨る圧電シートと、複数の圧力室（ノズル）に夫々対向する位置に設けられた複数の個別電極と、複数の個別電極に圧電シートを介して対向する共通電極とを有する。そして、個別電極に駆動電圧（駆動信号）が印加されたときには、その個別電極と共通電極との間に挟まれた圧電シートの部分に対してその厚み方向に電界が作用するため、この部分の圧電シートが変形して圧力室の容積が変化し、圧力室内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与される。

アクチュエータには、駆動回路を実装したフレキシブルプリント配線基板(FPC:Flexible Printed Circuit)が設けられていて、駆動回路から駆動電圧を印加する個別電極に印字信号を供給している。そのため、例えば、個別電極と電気的に接続される複数の端子と、これらの端子を介して個別電極の各々に駆動回路からの信号を供給するための複数の配線が形成されている。

上述のようなインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタは、近年、小型でかつ画像の高解像度化、高速印字の要求に対応するため、インクジェットヘッドのノズルおよび圧力室が高密度に配置することが求められる。そのため、ノズルに対応するＦＰＣの個別電極の数（圧力室の数）も多数になり、個別電極と接続する多数の配線も高密度なものとなるため、それらの形成には微細な加工が要求される。特に特許文献１のような、駆動回路の側向に対して並列に並んだ複数のノズルが配列されたインクジェットヘッドにおいては、ＦＰＣの配線は、駆動回路から遠い側のノズルに対応する個別電極の端子から引き出される配線は、駆動回路から近い側のノズルに対応する個別電極の端子間を通って駆動回路に配線されるため、駆動回路から近い側のノズルに対応する個別電極の端子間においては、その配線密度が非常に高密度で狭ピッチのものとなっていた。そのため、特許文献１では、電極の配置を工夫することで高密度化に対応させることが提案されている。しかしながら、小型でかつ高密度な配線をＦＰＣに形成するには、製造上限界があり、また、ＦＰＣは高価なものであるため、インクジェットヘッドにかかるコストが高くなる原因の１つになっている。

そこで、チップ（駆動回路）下面に２次元状のアレイバンプを形成し、その直下にスルーホールを形成して多層基板の中間層を通じてチップ実装面と反対側のアクチュエータに接続することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−１６１７６０号公報 特開２００６−１０３１１７号公報（段落００４０および図１０）

前記特許文献２記載のものでは、駆動回路の下面のバンプピッチが、例えば３０〜５０μ程度までは微細化できるが、前記駆動回路とは反対側の面に配置される接続電極に接続するためのスルーホールのピッチは０．３ｍｍ程度しか微細化できない。接続電極（スルーホール）を高密度に配置して配線しようとすれば、スルーホールのピッチに合うように駆動回路のサイズを大きくする必要があり、コストアップの原因となる。また、前記特許文献２記載のものでは、多数の配線層を使用するため、その点からもコストアップの原因となる。

そこで、本発明は、低コストで、高密度な接続電極の配置に対して配線することができる駆動回路付き配線基板の構造および液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、最も上側に配置される表面層とそれ以外の内面層とを含む複数の層が積層された積層基板であって、その下面側に複数の接続電極を有し、上面側に駆動回路が実装され、前記複数の接続電極に対し前記駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線を備える駆動回路付き配線基板の構造において、前記積層基板の一側端は、前記内面層の一部が露出した第１の部分と、前記内面層の残部の上に前記表面層が積層されている第２の部分とを備え、前記第１の部分および第２の部分の境界部分付近であって前記第１の部分または第２の部分のいずれか一方に対し前記駆動回路が実装され、前記駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線のうちの一部の配線は、前記表面層上に形成される複数の第２の中継電極と、前記複数の層を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の一部に接続され、前記複数の配線のうちの残部の配線は、前記内面層上のいずれかに形成される複数の第１の中継電極と、前記複数の層の一部を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の残部に接続されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、配線基板の一側端において、内面層の一部を露出した第１の部分と、内面層の残部の上に表面層が積層された第２の部分とを備え、駆動回路がその境界部分付近のいずれか一方に実装され、駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線のうちの一部の配線は、前記表面層上に形成される複数の第２の中継電極と、前記複数の層を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の一部に接続されている一方、前記複数の配線のうちの残部の配線は、前記内面層上のいずれかに形成される複数の第１の中継電極と、前記複数の層の一部を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の残部に接続されているので、駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線が、表面層とそれの下側の内面層のいずれかとに分散され、各層における配線密度を減少させ、配線ピッチを広くすることができる。よってＦＰＣを用いなくても、低コストで、高密度な接続電極の配置に対して配線される。

請求項２に記載のように、請求項１の駆動回路付き配線基板の構造において、前記複数の接続電極は、前記積層基板の前記第２の部分に対応する下面側に複数配列されていて、平面視で、前記第２の中継電極は前記駆動回路から遠い側の接続電極の列に、前記第１の中継電極は前記駆動回路に近い側の接続電極の列にそれぞれ接続されている構成とすることができる。

このようにすれば、第２の部分の表面層において、駆動回路に近い側の接続電極についての第１の中継電極を設ける必要がなくなるので、駆動回路から、遠い側の第２の中継電極への配線が容易となり、接続する電極の数が増え、高密度化しても、小型でかつ配線ピッチが広い配線基板を提供することができる。

請求項３に記載のように、請求項１の駆動回路付き配線基板の構造において、前記複数の接続電極は、前記積層基板の前記第２の部分に対応する下面側に複数配列されていて、平面視で、前記第２の中継電極に接続する接続電極の列と、前記第１の中継電極に接続する接続電極の列とは、前記配列方向において交互に配置されている構成とすることができる。

このようにすれば、第１の部分の内面層や第２の部分の表面層において、第２の中継電極の列や第１の中継電極の列が間隔を開けて配置されることになり、各層における中継電極への配線が比較的容易となり、配線ピッチを広くすることができる。

請求項４に記載のように、請求項１の駆動回路付き配線基板の構造において、前記複数の接続電極は、前記積層基板の下面側に、平面視で、前記駆動回路を挟んで複数配列されていて、前記第２の中継電極は前記第２の部分に対応する前記表面層上に、前記第１の中継電極は、前記第１の部分に対応する前記表面層を除去した内面層上にそれぞれ配置されている構成とすることができる。

このようにすれば、第１の部分に対応する内面層と第２の部分に対応する表面層に、第１の中継電極と第２の中継電極とが分散され、間隔を開けて配置されることになり、各層における中継電極への配線が容易となり、配線ピッチを広くすることができる。

請求項５に記載のように、請求項１の駆動回路付き配線基板の構造において、前記複数の接続電極は、前記第２の部分と、前記駆動回路が配置されている前記境界部分付近とを含む前記積層基板の下面側に、複数配列されていて、前記第２の中継電極は前記第２の部分に対応する前記表面層上に、前記第１の中継電極は、前記駆動回路が配置された前記境界部分付近に対応する前記表面層を除去した内面層上にそれぞれ配置されている構成とすることができる。

このようにすれば、前記駆動回路が配置された前記境界部分付近に対応する前記表面層を除去した内面層を利用して、第１の中継電極が配置されるため、配線ピッチを狭ピッチとすることなく、基板をコンパクトに形成することができる。

請求項６に記載のように、請求項１の駆動回路付き配線基板の構造において、前記駆動回路は、前記第２の部分に対応する前記表面層上に実装され、前記第２の中継電極は前記第２の部分に対応する前記表面層上に、前記第１の中継電極は前記第１の部分または前記駆動回路が配置されている前記第１の部分付近に対応する前記表面層を除去した内面層上にそれぞれ配置されている構成とすることができる。

このようにすれば、第２の中継電極は前記第２の部分に対応する前記表面層上に、前記第１の中継電極は前記第１の部分または前記駆動回路が配置されている前記第１の部分付近に対応する前記内面層上にそれぞれ分散され、無理なく配置され、配線ピッチを広くすることができる。

請求項７に記載のように、請求項１〜６のいずれかの駆動回路付き配線基板の構造において、前記駆動回路の接続端子と、前記配線の接続端子部との接続は、ワイヤーボンディングによる構成とすることができる。

このようにすれば、ワイヤーボンディングを利用して、駆動回路の接続端子と、前記配線の接続端子部との接続が無理なく行われる。

請求項８に記載のように、請求項６の駆動回路付き配線基板の構造において、前記駆動回路の接続端子と、前記表面層上の配線の接続端子部との接続は、フリップチップ接合であり、前記駆動回路の接続端子と、前記表面層を除去した内面層上の配線の接続端子部との接続は、ワイヤーボンディングによる構成とすることができる。

このようにすれば、フリップチップ結合とワイヤーボンディングとを使い分けて、駆動回路の接続端子と、前記配線の接続端子部との接続が無理なく行われる。

請求項９に記載のように、請求項１〜８のいずれかの駆動回路付き配線基板の構造において、前記接続電極は、前記中継電極から前記基板配列方向にずれて配置されている構成とすることができる。

このようにすれば、前記接続電極が、前記中継電極から前記基板配列方向にずれて配置されるため、接続電極と中継電極との配置についての設計の自由度が高まる。

請求項１０に記載のように、請求項１〜９のいずれかの駆動回路付き配線基板の構造において、前記内面層のいずれかの下面側に複数の補助配線が形成され、前記複数の第１の中継電極は、前記複数の補助配線を介して、前記複数の接続電極の残部に接続されている構成とすることができる。

このようにすれば、内面層のいずれかの下面側に形成される複数の補助配線を利用することで、配線の自由度が高められ、中継電極と接続電極の配置についての設計の自由度を高めることができる。

請求項１１に記載のように、請求項１〜１０のいずれかの駆動回路付き配線基板の構造において、前記駆動回路に制御信号を供給するための複数の入力電極が、前記第１の部分の対応する前記表面層を除去した内面層上に配置され、前記複数の入力電極を前記駆動回路に接続する複数の配線の接続端子部と、前記駆動回路の接続端子との接続は、ワイヤーボンディングである構成とすることができる。

このようにすれば、ワイヤーボンディングを利用して、前記第１の部分の対応する内面層上に配置され前記駆動回路に制御信号を供給するための複数の入力電極が、駆動回路の接続端子に容易に接続される。

請求項１２に記載のように、請求項１〜１０のいずれかの駆動回路付き配線基板の構造において、前記駆動回路に制御信号を供給するための複数の入力電極が、前記第２の部分の対応する表面層上に配置され、前記入力電極は、前記表面層を貫通する導電部を介して、前記内面層上の第３の中継電極に接続され、前記第３の中継電極を前記駆動回路に接続する複数の配線の接続端子部と、前記駆動回路の接続端子との接続は、ワイヤーボンディングである構成とすることができる。

このようにすれば、駆動回路に制御信号を供給するための複数の入力電極が、前記第２の部分の対応する表面層上に配置される場合にも、前記複数の入力電極が、駆動回路の接続端子に容易に接続される。

請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれかの駆動回路付き配線基板の構造を備えた積層基板を、液体を吐出する複数の配列されたノズルと、前記ノズルと対応する複数の配列された圧力室とを有する流路ユニットと、前記流路ユニットの背面に、前記駆動回路からの信号により、前記圧力室に液体を吐出させるための圧力波を発生させるエネルギー発生部を有するアクチュエータとに接合させてなる液滴吐出ヘッドにおいて、前記アクチュエータは、前記流路ユニットと反対面に前記エネルギー発生部を駆動させるための複数の配列された表面電極を有していて、前記積層基板の接続端子は、前記表面電極と対応して接合される構成とすることができる。

このようにすれば、液滴吐出ヘッドにおいて、高密度に形成されたノズルに対応して、高密度に配置されたアクチュエータの表面電極に、積層基板の配線（接続端子）を容易に接続させ、小型でかつ配線ピッチが広い配線基板を適用できるため、小型でかつ、高解像度、高性能化に対応した液滴吐出ヘッドを提供することができる。

本発明は、以上のように、駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線のうちの一部の配線は、前記表面層上に形成される複数の第２の中継電極と、前記複数の層を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の一部に接続する一方、前記複数の配線のうちの残部の配線は、前記内面層上のいずれかに形成される複数の第１の中継電極と、前記複数の層の一部を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の残部に接続するので、駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線を、表面層とそれの下側の内面層のいずれかとに分散させることで、各層における配線密度を減少させ、配線ピッチを広くすることができる。よって低コストで、高密度な接続電極の配置に対して配線することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態に係る駆動回路付き配線基板の構造（ソルダーレジスト層、封止樹脂を省略）を示す平面図、図２は同断面図、図３は表面層を除いた図１と同様の図である。なお、以下の説明では、配線基板１の表面側を上側、上方向とし、その反対側を下側、下方向とする。また、配線基板１の長辺方向を左右方向とする。

図１〜図３に示すように、配線基板１は、平面視長方形状（長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向とする）で、最も上側に配置される表面層２と、その下側にそれ以外の内面層３，４とを含む複数の層が積層された積層基板である。配線基板１（積層基板）は、そのＸ方向の一側端の、内面層３の一部が露出する第１の部分Ｓ１と、内面層３の残部の上に表面層２が積層されている第２の部分Ｓ２とを備え、図１のように表面層２の長辺（Ｘ方向）の長さ寸法は、内面層３，４の長辺（Ｘ方向）の長さ寸法よりも短く、表面層２は、内面層３の第１の部分Ｓ１を露出するように配線基板１の右側端側に片寄せられた状態で積層されている。

配線基板１の上面側の第１の部分Ｓ１および第２の部分Ｓ２の境界部分付近（具体的には、表面層２の第２の部分Ｓ２のＸ方向一側端の近傍付近）に駆動回路１２が実装されている。また、この基板１の最も下面側である背面層となる内面層４の下面には、複数の接続電極１１Ａ，１１Ｂが配置されている。配線基板１には、駆動回路１２からの複数の信号を複数の接続電極１１Ａ，１１Ｂに対し、それぞれ供給する複数の配線１３Ａ，１３Ｂが、内面層３上および、表面層２上にそれぞれ形成されている。また、内面層３上には、駆動回路１２への制御信号を供給するための複数の入力電極１７Ａも設けられている。

配線基板１の内面層４の下面側には、接続電極１１Ａ，１１Ｂを露出するように開口して形成されたソルダーレジスト層５Ｃが、また、内面層３が露出された第１の部分Ｓ１の上側には，入力電極１７Ａおよび配線１３Ａを露出するように開口して形成されたソルダーレジスト層５Ｂが、最上面の表面層２上には、配線１３Ｂおよび駆動回路１２が実装された近傍付近を除いてソルダーレジスト層５Ａが形成されている。

複数の接続電極１１Ａ，１１Ｂは、第２の部分Ｓ２に対応する内面層４の下面側であって、駆動回路１２の配置位置よりも右側の部分において、Ｙ方向に沿って複数並び、かつ、Ｘ方向に複数配列されている。本実施形態の場合、Ｘ方向に８列形成されていて、平面視で、駆動回路１２からＸ方向に遠い側（右側端側）の４列の接続電極が接続電極１１Ｂで、近い側の４列の接続電極が接続電極１１Ａである。各接続電極１１Ａ，１１Ｂは、内面層４に銅などの導電材料で形成された導線部１１Ａ１，１１Ｂ１に対して、他の部材と導通させるためのハンダ等で形成されたバンプ１１Ａ２，１１Ｂ２が形成されている。

配線基板１の最上層の表面層２（第２の部分Ｓ２）には、その右側端側に複数の第２の中継電極１４ＢがＹ方向に沿って複数並び、かつ、Ｘ方向に複数配列されている。本実施形態の場合、Ｘ方向に４列形成されている。そして、駆動回路１２からの複数の信号を供給するための複数の配線１３Ａ，１３Ｂのうちの一部の配線１３Ｂが、複数の隣り合う第２の中継電極１４Ｂ同士間を通って、駆動回路１２の右側近傍までＸ方向に延びて引き出されている。また、第２の中継電極１４Ｂは、複数の層２〜４を貫通するスルーホール１５Ｂに充填される導電材料（導電部）を介して、平面視で駆動回路１２から遠い側に配置された４列の接続電極１１Ｂに接続されている。

一方、内面層３の第２の部分Ｓ２に対応する部分において、その右側端側には表面層２に形成された第２の中継電極１４Ｂと対応してスルーホール１５ＢがＹ方向に沿って複数並び、かつ、Ｘ方向に４列配列されている。また、平面視でスルーホール１５Ｂの列と、駆動回路１２の配置位置との間において、複数の第１の中継電極１４ＡがＹ方向に沿って複数並び、かつ、Ｘ方向に４列配列されている。そして、駆動回路１２からの複数の配線１３Ａ，１３Ｂのうちの残部の配線１３Ａが、複数の隣り合う第１の中継電極１４Ａ同士間を通って、駆動回路１２の左側近傍までＸ方向に延びて引き出されている。また、第１の中継電極１４Ａは、複数の層３，４を貫通するスルーホール１５Ａに充填される導電材料を介して、平面視で駆動回路１２から近い側に配置された４列の接続電極１１Ａに接続されている。

また、内面層３上の第１の部分Ｓ１に対応する部分には、Ｘ方向の一側端に複数の入力電極１７ＡがＹ方向に沿って複数並んで配置され、複数の入力電極１７Ａを駆動回路１２に接続する複数の配線１３Ｃが駆動回路１２の左側近傍まで引き出されている。

また、本実施形態では、複数の入力電極列１７Ａ，・・・のＹ方向の両側には、電位がほぼ０であるアース電極１７Ｂ，１７Ｂが配置されている。入力電極１７Ａおよびアース電極１７Ｂは、配線基板１に接続する外部機器等と接続するように構成されている。また、内面層３の第２の部分Ｓ２に対応する部分でＹ方向の両側端に、アースのための複数の第３の中継電極１４Ｃ，１４Ｃが、Ｘ方向に並んで１列ずつ形成されていて、アース電極１７Ｂ，１７Ｂのそれぞれと、内面層３のＹ方向の両側端に沿ってＸ方向に引き出された配線１３Ｄ，１３Ｄを介して接続されている。第３の中継電極１４Ｃは、他の第１の中継電極１４Ａと同様にして、複数の層３，４を貫通するスルーホール（図示せず）に充填される導電材料を介して、内面層４の下面側に、第２の部分Ｓ２に対応する部分であって、Ｙ方向の両側端にＸ方向に１列ずつ並んだアースのための複数の第３の接続電極（図示せず）と接続されている。

内面層４には、その下面側に第１および第２の接続電極１１Ａ，１１Ｂ、および図示しない第３の接続電極が設けられるとともに、第１および第２中継電極１４Ａ，１４Ｂ、および第３の中継電極１４Ｃと接続するスルーホールが対応して貫通形成されている。

なお、スルーホール１５Ａ，１５Ｂは、銅、銀等の導電材料を充填することにより、各接続電極１１Ａ，１１Ｂと各中継電極１４Ａ，１４Ｂとを導通接続してもよいが、銅、銀等の導電材料をスルーホール内壁にメッキして、各接続電極１１Ａ，１１Ｂと各中継電極１４Ａ，１４Ｂとを導通接続してもよい。また、スルーホールは、各複数の層を積層方向に同軸に貫通して設けられているが、必ずしも同軸である必要はなく、上下のスルーホールをつなぐように、適宜各内面層上に銅箔パターンを設け、銅箔パターンとスルーホール内の導電材料を導通させることによって、設計に合わせて適宜スルーホールを配置することもできる。中継電極１４Ａ〜１４Ｃや、接続電極１１Ａ，１１Ｂにおいても、銅箔パターンを利用することで、設計に合わせて適宜配置位置を移動させることができる。例えば、図４（ａ）の例では、接続電極１１Ａ，１１Ｂを、平面視で、第１及び第２の中継電極に対し前記基板配列方向に一定量ずれて配置される構成としている。この場合、内面層４の下面で、Ｘ方向右側に長く導線部１１Ａ１，１１Ｂ１を引き出してパターニングし、スルーホール１５Ａ，１５Ｂに充填またはメッキされる導電材料（導電部）の下端部と導通接続させ、バンプ１１Ａ２、１１Ｂ２を平面視で第１及び第２の中継電極よりもＸ方向右側に配置して構成している。

駆動回路１２は、表面層２上に接着剤などで接着されていて、駆動回路１２の上面の複数の接続端子（図示せず）と、複数の配線１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの接続端子部（図示せず）とが複数のワイヤーボンディング１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃによって接続されている。駆動回路１２の両側には、内面層３上から表面層２上の駆動回路１２へのワイヤーボンディング領域Ｓ１１と、表面層２上のワイヤーボンディング領域Ｓ１２とが配置され、ソルダーレジスト層５Ａと５Ｂの一部、駆動回路１２、ワイヤーボンディング１６Ａ，１６Ｂを含んだ、第１の部分Ｓ１および第２の部分Ｓ２の境界部分付近が封止樹脂１８にて覆われている。

配線基板１は、いわゆるビルドアップ多層プリント配線板で、コア基板を内面層３とし、プリプレグである表面層２と内面層４とを上下面から積層した４層プリント配線板で形成できる。プリプレグとは、プリント配線版の製造工程に一般的に用いられるガラス繊維布基材に樹脂を含浸させた絶縁接着シートのことである。

配線基板１は、コア基板となる、例えばガラスエポキシ基材などの内面層３に、ドリル等で、スルーホールとなる貫通孔を形成するとともに、その表裏の面にサブトラクティブ法（例えば、銅箔などの金属箔にエッチング処理を行って両面または片面に配線パターンを形成する方法）やアディティブ法（メッキの析出により配線パターンを形成する方法）などの手法により、内面層３上に、配線１３Ａ，１３Ｃ，１３Ｄおよび各中継電極１４Ａ，１４Ｃ、および入力電極１７Ａ，１７Ｂとなる銅箔パターンを形成する。

ついで、プリプレグである内面層４は、その下面側になる部分にエッチング等で各接続電極１１Ａ，１１Ｂとなる銅箔などの金属箔のパターンを形成するとともに、プリプレグである表面層２には、その上面側になる部分にエッチング等で各中継電極１４Ｂ、配線１３Ｂとなる銅箔などの金属箔のパターンを形成する。それから、プリプレグ、内面層４および表面層２をコア基板、内面層３に加熱圧着および／または積層プレスすることによって４層板を得ることができる。

ついで、表面層２と内面層４には、内面層３のスルーホールに対応して接続する貫通孔をそれぞれレーザー光にて形成した後、銅メッキを施すかまたは銅、銀等のペーストを充填する。なお、中継電極は、貫通孔よりも一回り大きい形状に形成されるとよい。

また、表面層２上には、駆動回路１２を実装し、ワイヤーボンディング領域Ｓ１２となる範囲を除くようにソルダーレジスト層５Ａが塗布される。内面層３は、ワイヤーボンディング領域Ｓ１１および、電極及び配線となる各銅箔パターンを露出開口させるようにしてソルダーレジスト層５Ｂが塗布され、内面層４にも、電極および配線となる各銅箔パターンを露出開口させるようにソルダーレジスト層５Ｃが塗布される。また、接続電極１１Ａ，１１Ｂには、ハンダ等の導電性材料のバンプ１１Ａ２，１１Ｂ２を形成する。

なお、表面層２および内面層４は、予めスルーホールとなる貫通孔を形成しておいたものを内面層３に接着させてもよい。

なお、駆動回路１２は、表面層２の第２の部分Ｓ２の左側端縁に実装されているが、第１の部分Ｓ１の露出している内面層３上で、第２の部分Ｓ２との境界付近に設置することもできる。その場合、第２の中継電極１４Ｂ間を延びる配線１３Ｂが、表面層２の左側端縁まで引き出され、ワイヤーボンディング１６Ｂで駆動回路１２と接続する。

さらに、駆動回路１２が表面層２または内面層３に接着され、駆動回路１２上面に設けた接続端子と各配線の接続を、ワイヤーボンディング接続されているが、フリップチップ接続やＩＣ貫通電極を用いて接続してもよい。

図４（ｂ）にはフリップチップ接続の例を示した。表面層２において、駆動回路１２の下面に設けられた接続端子１２ａ（バンプ）と、駆動回路１２の下側まで延びた配線１３Ｂの接続端子部とがフリップチップ接合とする一方、駆動回路１２の接続端子１２ａは、表面層２上に形成した接続端子１６Ｃと接続するとともに、内面層３上の各配線１３Ａ，１３Ｃの接続端子部とワイヤーボンディング接続１６Ａ’によって接続するという具合に、接続の態様を使い分けることも可能である。なお、ワイヤーボンディング１６Ａ’は封止樹脂１８’で覆われ、駆動回路１２のバンプ１２ａの間にはアンダーフィル樹脂２１が充填されている。

上記のような構成の配線基板１は、駆動回路１２からの複数の信号を供給するための複数の配線１３Ａ，１３Ｂのうちの一部の配線１３Ｂは表面層２上に、残部の配線１３Ａは内面層３上にそれぞれ形成することで、駆動回路からの複数の配線１３Ａ，１３Ｂを、表面層２とそれの下側の内面層３とに分散し、各層２，３における配線密度を減少させることができる。よって低コストで、高密度な接続電極１１Ａ，１１Ｂの配置に対して配線することを実現することができる。また、ノズル数の増加に伴い、内面層をさらに多数積層することもでき、ノズルが高密度化して、その駆動回路までの配線数が増加しても、その配線を表面層とその下側の複数の内面層とで分散させることができるため、配線密度を減少させ、配線ピッチを広くすることができる。

なお、各電極１４Ａ〜１４Ｃ，１１Ａ，１１Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ及び配線１３Ａ〜１３Ｄは、本実施形態の配列に限られることはなく、適宜対応して形成できる。また、アース用の電極１７Ｂ，１４Ｃ、配線１３Ｄが設けられているが、アース用の電極を必要としない場合は、形成されなくともよい。

また、この実施の形態では、配線基板１は、各層２〜４が絶縁性を有する３層構造であるが、内面層３，４の間には配線を設ける必要がないので、下側の内面層４を省略して２層構造とすることも可能である。

特に公知のセラミック基板、低温焼成ガラスセラミック基板（ＬＴＣＣ）、松下グループのＡＬＩＶＨ（登録商標）基板、東芝グループのＢ２ｂｉｔ（登録商標）基板、デンソーグループのＰＡＬＡＰ（登録商標）基板等のように、コア層を持たず、全層もしくは一層ずつ積層して形成可能な基板では、層数を減らすことが可能なため、コスト低減の効果がある。

続いて、第２および第３の実施の形態について説明するが、それらの実施の形態も含めて以下の説明において、図１〜図４に示す第１の実施の形態と同じ構成要素については同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、第１の実施形態の変形例であって、図５および図６に示すように、駆動回路１２に制御信号を供給するための複数の入力電極１７Ａ’およびアース電極１７Ｂ’が、第２の部分Ｓ２の対応する表面層２’上に配置されるように構成したものである。この場合、表面層２のＸ方向の右側端に並んで形成された各入力電極１７Ａ’は、表面層２’を貫通するスルーホール１５Ｄに設けられた導電材料を介して、内面層３上の第４の中継電極１４Ｄに接続され、第４の中継電極１４Ｄを駆動回路１２に接続する複数の配線１３Ｅの接続端子部と、駆動回路１２の接続端子との接続は、ワイヤーボンディング１６Ｃである。また、アース電極１７Ｂ’は、表面層２のＹ方向の両側辺にＸ方向に沿って第５の中継電極１４Ｃ’が設けられ、各複数の層３，４を貫通するスルーホール１５Ｅに設けられた導電材料を介して、内面層４下面側に対応して配置された第５の接続電極（図示せず）に接続される。

よって、複数の入力電極１７Ａ’およびアース電極１７Ｂ’を、第２の部分Ｓ２の対応する表面層２’上に配置する場合であっても、駆動回路１２からの複数の配線１３Ａ，１３Ｅを、表面層２とそれの下側の内面層３とに分散して、低コストで、高密度な接続電極１１Ａ，１１Ｂの配置に対して配線することを実現することができる。
（第３の実施の形態）
次に第３の実施形態について説明する。この実施の形態においては、図７〜図９に示すように、複数の接続電極１１Ａ’，１１Ｂ’は、第１実施形態と同様に前記積層基板の第２の部分Ｓ２に対応する内面層４の下面側に駆動回路１２の配置位置よりも右側の部分において、Ｙ方向に沿って複数並び、かつ、Ｘ方向に８列配列されている。接続電極１１Ｂ’は、平面視で、駆動回路１２からＸ方向に遠い側（右側端側）に２列配列され、次いでＸ方向にそって、接続電極１１Ａ’と１１Ｂ’の配列が２列ずつ交互に配置されている。

表面層２には、その右側端側に複数の第２の中継電極１４Ｂ’がＹ方向に沿って並び、かつ、Ｘ方向に２列配列され、中央部にもＸ方向に２列配列されている。そして、複数の配線１３Ｂが、第２の中継電極１４Ｂ’同士間を通って、駆動回路１２まで引き出されている。第２の中継電極１４Ｂ’は、第１実施形態と同様にスルーホール１５Ｂに充填される導電材料等により、接続電極１１Ｂ’に接続されている。内面層３には、表面層２から連通するスルーホール１５Ｂの列がＸ方向に各２列ずつ貫通形成されているとともに、そのスルーホール１５Ｂの列と交互に第１中継電極１４Ａ’がＸ方向に各２列ずつ配置されている。そして、配線１３Ａが、ワイヤーボンディング領域Ｓ１２までＸ方向に向かって、隣り合う第１中継電極１４Ａ’，１４Ａ’間同士および、隣り合うスルーホール１５Ｂ，１５Ｂ同士間を通って、引き出されている。なお、入力電極１７Ａ，１７Ｂ、および第３中継電極１４Ｃ、配線１３Ｄ、図示しない第３の接続電極は、第１実施形態と同様の構成である。

よって、前記第１の実施の形態と同様に、駆動回路１２からの複数の配線１３Ａ，１３Ｂを、表面層２とそれの下側の内面層３とに分散して、低コストで、高密度な接続電極１１Ａ，１１Ｂの配置に対して配線することを実現することができる。

なお、第１および第２の実施形態と同様にスルーホール、各接続電極、各中継電極、各入力電極、各配線の配置等は、適宜仕様に合わせて設計変更可能である。また、各種電極の配置位置（表面層２もしくは内面層３）や、基板および配線との接続方法も第１および第２の実施形態と同様に適宜仕様にあわせて設計変更可能である。積層する複数の内面層も適宜増減して配線基板１を形成できる。

本発明は、前述した第１から第３の実施の形態のほか、次のように変更して、実施することも可能である。

(i)例えば図１０に示すように、複数の接続電極１１Ａ，１１Ｂは、配線基板１の内面層４下面側に、平面視で、駆動回路１２を挟んだ両側で、第２の部分Ｓ２に対応する部分と、第１の部分Ｓ１に対応する部分とにそれぞれ、Ｙ方向に並んでＸ方向に４列ずつ配列されている構成とし、第２の中継電極（図示せず）は、接続電極１１Ｂに対応して、第２の部分Ｓ２に対応する表面層２上に、第１の中継電極（図示せず）は、接続電極１１Ａに対応して、第１の部分Ｓ１に対応する露出した内面層３上にそれぞれＹ方向に並んでＸ方向に４列ずつ配置し、ワイヤーボンディング領域Ｓ１１，Ｓ１２まで配線１３Ａ，１３Ｂがそれぞれ引き出され、駆動回路１２とワイヤーボンディング接続されている。

図１１は、図１０に示す実施形態の場合に、駆動回路１２と基板、配線間との接続をフリップチップ接合およびワイヤーボンディング接続の両者を用いて接続された実施形態である。

(ii)例えば図１２に示すように、駆動回路１２は、第２の部分Ｓ２に対応する表面層２上に実装され、第２の部分Ｓ２と、駆動回路１２が配置されている境界部分付近を含む配線基板１の下面側に、接続電極１１Ａ，１１Ｂが複数配列されている構成とすることも可能である。そして、この場合、第２の中継電極（接続電極１１Ｂ）は第２の部分Ｓ２に対応する表面層２上に、第１の中継電極（接続電極１１Ａ）は駆動回路１２を配置された前記境界部分付近に対応する内面層３上（具体的には、第１の部分Ｓ１または駆動回路１２が配置されている第１の部分Ｓ１付近に対応する内面層３上）にそれぞれ配置されているようにすることができる。

この場合も、図１３に示すように、駆動回路１２のバンプ１２ａ（接続端子）と表面層２上の配線の接続端子部との接続はフリップチップ接合であり、駆動回路１２のバンプ１２ａと内面層３上の配線の接続端子部との接続はワイヤーボンディング１６Ｄによる構成とし、接続の態様を使い分けることも可能である。

このような構成の場合には、配線基板１の平面視で駆動回路１２を実装した位置の直下の部分にも接続電極１１Ａもしくは１１Ｂを配置できるので、配線基板１のＸ方向の長さ寸法を短くする上で有利であり、小型な配線基板を提供することができる。

(iii)図１４には、駆動回路１２を第２の部分Ｓ２の表面層２上ではなく、第１の部分Ｓ１の内面層３上に、駆動回路１２を配置した実施形態である。図１４では、前述した(i)の実施形態について、駆動回路１２を内面層３上に実装した例である。

図１５は、前述した(ii)の実施形態（図１２参照）において、駆動回路１２を内面層３上に実装した例である。図１５に示すように、内面層３の下面側もしくは、内面層４の上面側に複数の補助配線３１が形成され、表面層２上にＸ方向に４列配列された第１の中継電極（図示せず）は、内面層３を貫通するスルーホール１５Ａ’に設けられた導電材料を介して、複数の補助配線３１と接続し、その補助配線３１が内面層４の下面側の接続電極１１Ａに対応する位置まで引き出され、さらに内面層４を貫通するスルーホール１５Ａに設けられた導電材料を介して、複数の接続電極１１Ａに接続されている構成とすることも可能である。

(iv)前述したように、駆動回路１２と配線１１Ａ，１１Ｂとの接続などは、ワイヤーボンディング、フィリップチップのほか、ＩＣ貫通電極を用いることも可能である。

(v)配線基板１は、例えばインクジェットプリンタのインク液滴を吐出するインクジェットヘッドなどの液体吐出ヘッドに適用することも可能である。

インクジェットヘッド１００は、例えば特許文献１に記載されるような公知の構成に適用でき、フレキシブル配線材の代わりに本発明に係る配線基板１が適用できる。インクジェットヘッド１００は、図１６に示すように、複数枚のプレートからなる流路ユニット４２の上側に圧電式のアクチュエータ４１が接合され、このアクチュエータ４１の上側に外部機器との接続のために配線基板１を電気的に接合されている。

具体的には、図１７及び図１８に示すように、流路ユニット４２に設けられた各インク流通路は、図示しないインクカートリッジから供給された４色のインク（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を、インク供給口２４Ｙ，２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｂからインク色ごとに内部に設けた各共通インク室４３に貯めるように形成されている。加えて、インク流通路は、共通インク室４３からアクチュエータ４１の各活性部と対向する位置（上面側の位置）に設けた多数の圧力室２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｂにインクを分配するように連通し、さらに、上面側の各圧力室２３Ｙ〜２３Ｂから下面に設けたノズル７にインク色ごとに連通するように形成されている。そして、圧力室２３Ｙ〜２３Ｂのインクが、アクチュエータ４１から所定の吐出圧力を受けると、ノズル７からインクを吐出し、共通インク室４３側から各圧力室２３Ｙ〜２３Ｂにインクを補充するように構成されている。なお、この実施の形態の場合には、複数のノズル７がＹ方向に沿ってＸ方向に８列形成されていて、インク色ごとに２列ずつノズルが形成されている。

アクチュエータ４１は、特開２００５−３２２８５０号公報等に開示された公知のものと同様に、全ての圧力室２３Ｙ〜２３Ｂにわたる大きさを有する扁平形状で、且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層６０と、この複数のセラミックス層６０の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とを備える。この電極層としては、圧力室２３Ｙ〜２３Ｂ毎に形成される個別電極６１の層と、複数の圧力室２３Ｙ〜２３Ｂに跨って形成されるコモン電極６２の層とが、各セラミックス層６０を挟んで対向するように形成された駆動用電極の層と、配線基板１と電気的に接続するために最上面に配置された個別表面電極３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｂおよびコモン表面電極３４の層とが設けられている。個別表面電極３６Ｙ〜３６Ｂは個別電極６１とスルーホールに充填される導電材料等で電気的に接続され、コモン表面電極３４はコモン電極６２とスルーホールに充填される導電材料等で電気的に接続されている。

配線基板１は、例えば、第１の実施形態の配線基板１の構成を適用すると、図１、図１６および図１７に示すように、配線基板１の内面層４の下面側のＸ方向に配列された４列の接続電極１１Ｂが、イエローとシアン用の個別用表面電極３６Ｙ，３６Ｃと接続され、残りの４列の接続電極１１Ａが、マゼンタとブラック用の個別用表面電極列３６Ｍ，３６Ｂと接続される。また、アース用電極（接続電極）は、コモン用表面電極３４と接続される。配線基板１の接続電極１１Ａ，１１Ｂと表面電極３６，３４との接続は、リフロー処理、もしくは、上面からヒーター等で加熱圧着することで、各バンプ１１Ａ１，１１Ｂ１の導電材料が溶融固化させ接合して電気的に導通することができる。なお、図１７では、説明のため、配線基板１のソルダーレジスト層と、封止樹脂は記載していない。

このように電極層が設けられたアクチュエータ４１では、公知のように個別電極６１とコモン電極６２との間に高電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層６０の部分が分極され、活性部として形成される。この活性部が、配線基板１を介して駆動回路１２から選択的に供給された印字信号（電圧）により変形すると、流路ユニット４２の圧力室２３Ｙ〜２３Ｂに吐出圧力を与える。

配線基板１としては、ノズルの配列などの仕様に適宜対応させて、前述した各実施の形態を適用できる。このように、インクジェットプリンタの高解像度、高性能化に伴い、ノズル数が増えた場合でも、配線基板１の駆動回路１２に接続する配線を表面層と内面層に分散させることができるので、小型かつ高密度の配線を広い配線ピッチで製造することができる。さらに配線の数が増える場合は、内面層を増やすことで対応できる。また、高価なフレキシブル配線材を使用しないため、コストダウンが図れる。

(vi)配線基板（積層基板）は、フレキシブルなものでも、硬質のものでも適用することが可能である。アクチュエータに信号を供給するためにフレキシブル基板を用いることが従来行われているが、フレキシブル基板の配線材料は高価であるので、硬質の基板で同様な機能を発揮させれば、コストダウンが図れる。

本発明の第１の実施の形態に係る駆動回路付き配線基板の構造を示す平面図である。 同断面図である。 表面層を除いた図１と同様の図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ前記第１の実施の形態の変形例を示す図２と同様の図である。 本発明の第２の実施の形態に係る駆動回路付き配線基板の構造を示す平面図である。 表面層を除いた図３と同様の図である。 本発明の第３の実施の形態に係る駆動回路付き配線基板の構造を示す平面図である。 同断面図である。 表面層を除いた図３と同様の図である。 第１の変形例についての図２と同様の断面図である。 第１の変形例についての他の実施の形態を示す断面図である。 第２の変形例についての図２と同様の断面図である。 第２の変形例についての他の実施の形態を示す断面図である。 第３の変形例についての図２と同様の断面図である。 第４の変形例についての図２と同様の断面図である。 インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）に適用した例の説明図である。 同分解斜視図である。 同断面図である。

符号の説明

Ｓ１ 第１の部分
Ｓ２ 第２の部分
１ 配線基板
２ 表面層
３，４ 内面層
１１Ａ，１１Ｂ 接続電極
１２ 駆動回路
１３Ａ，１３Ｂ 配線
１４Ａ，１４Ｂ 中継電極
１５Ａ，１５Ｂ スルーホール
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ ワイヤーボンディング
１７Ａ 入力電極
４１ 流路ユニット
４２ アクチュエータ

Claims (13)

1. 最も上側に配置される表面層とそれ以外の内面層とを含む複数の層が積層された積層基板であって、その下面側に複数の接続電極を有し、上面側に駆動回路が実装され、前記複数の接続電極に対し前記駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線を備える駆動回路付き配線基板の構造において、
   前記積層基板の一側端は、前記内面層の一部が露出した第１の部分と、前記内面層の残部の上に前記表面層が積層されている第２の部分とを備え、
   前記第１の部分および第２の部分の境界部分付近であって前記第１の部分または第２の部分のいずれか一方に対し前記駆動回路が実装され、
   前記駆動回路からの複数の信号を供給するための複数の配線のうちの一部の配線は、前記表面層上に形成される複数の第２の中継電極と、前記複数の層を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の一部に接続され、
   前記複数の配線のうちの残部の配線は、前記内面層上のいずれかに形成される複数の第１の中継電極と、前記複数の層の一部を貫通する導電部とを介して、前記複数の接続電極の残部に接続されていることを特徴とする駆動回路付き配線基板の構造。
2. 前記複数の接続電極は、前記積層基板の前記第２の部分に対応する下面側に複数配列されていて、
   平面視で、前記第２の中継電極は前記駆動回路から遠い側の接続電極の列に、前記第１の中継電極は前記駆動回路に近い側の接続電極の列にそれぞれ接続されているものであることを特徴とする請求項１記載の駆動回路付き配線基板の構造。
3. 前記複数の接続電極は、前記積層基板の前記第２の部分に対応する下面側に複数配列されていて、
   平面視で、前記第２の中継電極に接続する接続電極の列と、前記第１の中継電極に接続する接続電極の列とは、前記配列方向において交互に配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動回路付き配線基板の構造。
4. 前記複数の接続電極は、前記積層基板の下面側に、平面視で、前記駆動回路を挟んで複数配列されていて、
   前記第２の中継電極は前記第２の部分に対応する前記表面層上に、前記第１の中継電極は、前記第１の部分に対応する前記表面層を除去した内面層上にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動回路付き配線基板の構造。
5. 前記複数の接続電極は、前記第２の部分と、前記駆動回路が配置されている前記境界部分付近とを含む前記積層基板の下面側に、複数配列されていて、
   前記第２の中継電極は前記第２の部分に対応する前記表面層上に、前記第１の中継電極は、前記駆動回路が配置された前記境界部分付近に対応する前記表面層を除去した内面層上にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動回路付き配線基板の構造。
6. 前記駆動回路は、前記第２の部分に対応する前記表面層上に実装され、
   前記第２の中継電極は前記第２の部分に対応する前記表面層上に、前記第１の中継電極は前記第１の部分または前記駆動回路が配置されている前記第１の部分付近に対応する前記表面層を除去した内面層上にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動回路付き配線基板の構造。
7. 前記駆動回路の接続端子と、前記配線の接続端子部との接続は、ワイヤーボンディングによることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の駆動回路付き配線基板の構造。
8. 前記駆動回路の接続端子と、前記表面層上の配線の接続端子部との接続は、フリップチップ接合であり、
   前記駆動回路の接続端子と、前記表面層を除去した内面層上の配線の接続端子部との接続は、ワイヤーボンディングによることを特徴とする請求項６記載の駆動回路付き配線基板の構造。
9. 前記接続電極は、前記中継電極から前記基板配列方向にずれて配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の駆動回路付き配線基板の構造。
10. 前記内面層のいずれかの下面側に複数の補助配線が形成され、前記複数の第１の中継電極は、前記複数の補助配線を介して、前記複数の接続電極の残部に接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の駆動回路付き配線基板の構造。
11. 前記駆動回路に制御信号を供給するための複数の入力電極が、前記第１の部分の対応する前記表面層を除去した内面層上に配置され、
    前記複数の入力電極を前記駆動回路に接続する複数の配線の接続端子部と、前記駆動回路の接続端子との接続は、ワイヤーボンディングであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の駆動回路付き配線基板の構造。
12. 前記駆動回路に制御信号を供給するための複数の入力電極が、前記第２の部分の対応する表面層上に配置され、
    前記入力電極は、前記表面層を貫通する導電部を介して、前記内面層上の第３の中継電極に接続され、
    前記第３の中継電極を前記駆動回路に接続する複数の配線の接続端子部と、前記駆動回路の接続端子との接続は、ワイヤーボンディングであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の駆動回路付き配線基板の構造。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の駆動回路付き配線基板の構造を備えた積層基板を、
    液体を吐出する複数の配列されたノズルと、前記ノズルと対応する複数の配列された圧力室とを有する流路ユニットと、
    前記流路ユニットの背面に、前記駆動回路からの信号により、前記圧力室に液体を吐出させるための圧力波を発生させるエネルギー発生部を有するアクチュエータとに接合させてなる液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記アクチュエータは、前記流路ユニットと反対面に前記エネルギー発生部を駆動させるための複数の配列された表面電極を有していて、
    前記積層基板の接続端子は、前記表面電極と対応して接合されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。

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