JP2009267428A - Device packaging method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device packaging structure that packs a device with an excellent reliability, with a good yield, and without lowering workability in conducting electrical connection even when a connection terminal and a forming pitch of a connecting part become smaller. <P>SOLUTION: A first conductive connection part 80 formed on a first face of a substrate and a connection terminal 200a of a device arranged on a second face which is arranged with a level difference from the first face are electrically connected. On the second face which is arranged on the same side as the first face, a second conductive connection part 34 which is connected to the conductive terminal is formed, and a process is included in which the first conductive connection part and the second conductive connection part are electrically connected via a connector 360 which includes a first terminal electrode 36b which at least has the height of the level difference and which is connected to the first conductive connection part; a second terminal electrode 36c which is connected to the second conductive connection part and provided facing the same side as the first terminal electrode; and a connecting wiring 36d which electrically connects between the first terminal electrode and the second terminal electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、デバイス実装方法に関するものである。   The present invention relates to a device mounting method.

ICチップ等のデバイスを回路基板上に配置し電気的に接続する方法として、従来からワイヤボンディング法が知られ、一般的に用いられている。例えば、画像の形成やマイクロデバイスの製造に際して液滴吐出法(インクジェット法)を適用する場合に用いられる液滴吐出ヘッド(インクジェット式記録ヘッド)においても、インク吐出動作を行うための圧電素子と、圧電素子に電気信号を供給する駆動回路部(ICチップ等)との接続に、ワイヤボンディング法が用いられている(例えば特許文献1、特許文献2及び特許文献3参照)。   As a method for arranging and electrically connecting devices such as an IC chip on a circuit board, a wire bonding method has been conventionally known and generally used. For example, even in a droplet discharge head (inkjet recording head) used when applying a droplet discharge method (inkjet method) in forming an image or manufacturing a microdevice, a piezoelectric element for performing an ink discharge operation; A wire bonding method is used for connection with a drive circuit unit (IC chip or the like) that supplies an electrical signal to a piezoelectric element (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).

特開2000−127379号公報JP 2000-127379 A 特開2003−159800号公報JP 2003-159800 A 特開2004−284176号公報JP 2004-284176 A

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
近年ICチップ等の高集積化に伴いICチップ等の外部接続端子が狭小化、狭ピッチ化される傾向にあり、それに伴い回路基板上に形成される配線パターンも狭ピッチ化される傾向にある。そのため、上記ワイヤボンディングを用いた接続方法の適用が困難になってきている。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
In recent years, along with the high integration of IC chips and the like, external connection terminals such as IC chips tend to be narrowed and pitched, and accordingly, wiring patterns formed on circuit boards tend to be narrowed. . For this reason, it has become difficult to apply a connection method using the wire bonding.

また、液滴吐出法に基づいて画像形成やマイクロデバイス製造を行う方法にあっては、画像の高精細化やマイクロデバイスの微細化を実現するために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部同士の間の距離(ノズルピッチ)をできるだけ小さく(狭く)することが好ましい。上記圧電素子はノズル開口部に対応して複数形成されるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに応じて圧電素子同士の間の距離も小さくする必要がある。ところが、圧電素子同士の間の距離が小さくなると、それら複数の圧電素子のそれぞれとドライバICとをワイヤボンディングの手法によって接続することが困難となる。   In addition, in the method of forming an image and manufacturing a micro device based on the droplet discharge method, a nozzle opening provided in the droplet discharge head is used in order to realize high definition of the image and miniaturization of the micro device. It is preferable to make the distance (nozzle pitch) between the portions as small as possible (narrow). Since a plurality of the piezoelectric elements are formed corresponding to the nozzle openings, when the nozzle pitch is reduced, it is necessary to reduce the distance between the piezoelectric elements in accordance with the nozzle pitch. However, when the distance between the piezoelectric elements becomes small, it becomes difficult to connect each of the plurality of piezoelectric elements and the driver IC by a wire bonding technique.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、優れた信頼性をもって歩留まりよくデバイスを実装する方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a method of mounting a device with excellent reliability and high yield.

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明のデバイス実装方法は、基体の第1面に形成された第1導電接続部と、前記第1面とは段差をもって配された第2面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、前記第1面と同一側に配置された前記第2面に、前記接続端子と接続される第2導電接続部が形成され、前記第1導電接続部と前記第2導電接続部とを、少なくとも前記段差の高さを有し、前記第1導電接続部に接続される第1端子電極と、前記第2導電接続部に接続され、前記第1端子電極と同一側に向けて設けられた第2端子電極と、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間を電気的に接続する接続配線とを備えるコネクタを介して電気的に接続する工程を有することを特徴とする。
従って、本発明のデバイス実装方法では、半導体素子等の各種デバイスを基体上に実装するに際して、デバイスの接続端子と、基体の第1導電接続部とが段差を介して離間されている場合に、少なくとも係る段差の高さを有するコネクタを用いるので、極めて簡便な構成で前記段差を解消することができる。そのため、本発明のデバイス実装方法では、効率よく確実に、また低コストにデバイスを実装することができる。また、本発明では、デバイスの接続端子と接続された第2導電接続部を計測することにより、コネクタを実装する前にデバイスの導通チェックを実施することも可能になる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
According to the device mounting method of the present invention, the first conductive connection portion formed on the first surface of the base and the connection terminal of the device disposed on the second surface disposed with a step from the first surface are electrically connected. A second conductive connection portion connected to the connection terminal is formed on the second surface arranged on the same side as the first surface, and the first conductive connection portion A first terminal electrode having at least the height of the step and connected to the first conductive connection; and a first terminal electrode connected to the second conductive connection; Electrically connecting via a connector comprising a second terminal electrode provided toward the same side and a connection wiring for electrically connecting the first terminal electrode and the second terminal electrode It is characterized by having.
Therefore, in the device mounting method of the present invention, when various devices such as semiconductor elements are mounted on the base, when the connection terminals of the device and the first conductive connection portion of the base are separated via a step, Since the connector having at least the height of the step is used, the step can be eliminated with a very simple configuration. Therefore, in the device mounting method of the present invention, the device can be mounted efficiently and reliably at low cost. In the present invention, it is also possible to perform a continuity check of the device before mounting the connector by measuring the second conductive connection portion connected to the connection terminal of the device.

本発明では、前記デバイス及び前記コネクタを、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装する構成も好適に採用できる。
これにより本発明では、デバイス及びコネクタを同一の装置(実装装置)により実装することが可能になり生産効率の向上に寄与できる。
In the present invention, a configuration in which the device and the connector are flip-chip mounted on the base body can be suitably employed.
Thereby, in this invention, it becomes possible to mount a device and a connector with the same apparatus (mounting apparatus), and it can contribute to the improvement of production efficiency.

実施形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視構成図。FIG. 2 is a perspective configuration diagram of a droplet discharge head according to the embodiment. 同、液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図。FIG. 3 is a perspective configuration diagram of the droplet discharge head as viewed from below. 図1のA−A線に沿う断面構成図。The cross-sectional block diagram which follows the AA line of FIG. 図3に示すコネクタを説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the connector shown in FIG. コネクタの作製工程の一例を示す断面工程図。Sectional process drawing which shows an example of the manufacturing process of a connector. 第2実施形態に係る液滴吐出ヘッドを説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the droplet discharge head which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る液滴吐出ヘッドを説明するための構成図。FIG. 9 is a configuration diagram for explaining a droplet discharge head according to a third embodiment. 液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図。The perspective block diagram which shows an example of a droplet discharge device. 半導体装置の一例を示す断面構成図。FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of a semiconductor device. 第4の実施形態を示す図であって、液滴吐出ヘッドの斜視構成図である。It is a figure which shows 4th Embodiment, Comprising: It is a perspective block diagram of a droplet discharge head. 図10のA−A線に沿う断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which follows the AA line of FIG. コネクタの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a connector. 液滴吐出ヘッドの製造方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the manufacturing method of a droplet discharge head. 液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図である。It is a perspective block diagram which shows an example of a droplet discharge device.

(第1の実施形態)
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で参照する各図面においては、図面を見易くするために各構成部材の寸法を変更したり、一部を省略して表示している。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Moreover, in each drawing referred in the following description, the dimension of each structural member is changed or a part is abbreviate | omitted and displayed in order to make drawing easy to see.

<液滴吐出ヘッド>
まず、本発明の一実施の形態として、本発明にデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドについて図1から図4を参照して説明する。図1は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図2は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図の一部破断図、図3は図1のA−A線に沿う断面構成図である。
なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。
<Droplet ejection head>
First, as an embodiment of the present invention, a droplet discharge head having a device mounting structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective configuration diagram showing an embodiment of a droplet discharge head, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the droplet discharge head viewed from below, and FIG. 3 is taken along line AA in FIG. FIG.
In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A predetermined direction in the horizontal plane is defined as the X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as the Y-axis direction, and a direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is defined as the Z-axis direction.

本実施形態の液滴吐出ヘッド1は、インク(機能液)を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図1から図3に示すように、液滴吐出ヘッド1は、液滴が吐出されるノズル開口15を備えたノズル基板16と、ノズル基板16の上面(+Z側)に接続されてインク流路を形成する流路形成基板10と、流路形成基板10の上面に接続されて圧電素子(駆動素子)300の駆動によって変位する振動板400と、振動板400の上面に接続されてリザーバ100を形成するリザーバ形成基板(保護基板)20と、リザーバ形成基板20上に設けられた前記圧電素子300を駆動するための4個の駆動回路部(ドライバIC)200A〜200Dと、駆動回路部200A〜200Dと接続された複数の配線パターン(導電接続部)34とを備えて構成されている。   The droplet discharge head 1 according to the present embodiment discharges ink (functional liquid) from a nozzle in the form of droplets. As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the droplet discharge head 1 is connected to a nozzle substrate 16 having a nozzle opening 15 through which droplets are discharged, and an upper surface (+ Z side) of the nozzle substrate 16 to connect an ink flow path. A diaphragm 400 that is connected to the upper surface of the channel forming substrate 10 and is displaced by driving of the piezoelectric element (driving element) 300, and a reservoir 100 that is connected to the upper surface of the diaphragm 400. A reservoir forming substrate (protective substrate) 20 to be formed, four driving circuit units (driver ICs) 200A to 200D for driving the piezoelectric element 300 provided on the reservoir forming substrate 20, and driving circuit units 200A to 200A A plurality of wiring patterns (conductive connection portions) 34 connected to the 200D are provided.

液滴吐出ヘッド1の動作は、各駆動回路部200A〜200Dに接続された図示略の外部コントローラによって制御される。図2に示す流路形成基板10には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されており、これらの開口領域のうち、X軸方向に延びて形成された部分が、ノズル基板16と振動板400とにより囲まれて圧力発生室12を形成する。また、上記平面視略櫛歯状の開口領域のうち、図示Y方向に延びて形成された部分が、リザーバ形成基板20と流路形成基板10とにより囲まれてリザーバ100を形成している。   The operation of the droplet discharge head 1 is controlled by an external controller (not shown) connected to each of the drive circuit units 200A to 200D. In the flow path forming substrate 10 shown in FIG. 2, a plurality of substantially comb-shaped opening regions in plan view are defined, and a portion of these opening regions extending in the X-axis direction is a nozzle. The pressure generating chamber 12 is formed by being surrounded by the substrate 16 and the diaphragm 400. In addition, a portion extending in the Y direction in the figure in the substantially comb-shaped opening region in plan view is surrounded by the reservoir forming substrate 20 and the flow path forming substrate 10 to form the reservoir 100.

図2及び図3に示すように、流路形成基板10の図示下面側(−Z側)は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板16が流路形成基板10の下面に接続されている。流路形成基板10の下面とノズル基板16とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。ノズル基板16には、液滴を吐出する複数のノズル開口15が設けられている。具体的には、ノズル基板16に設けられた複数のノズル開口15はY軸方向に配列されており、本実施形態では、ノズル基板16上の複数の領域に配列された一群のノズル開口15を、それぞれ第1ノズル開口群15A、第2ノズル開口群15B、第3ノズル開口群15C、及び第4ノズル開口群15Dを構成している。   2 and 3, the lower surface side (−Z side) of the flow path forming substrate 10 is open, and the nozzle substrate 16 is connected to the lower surface of the flow path forming substrate 10 so as to cover the opening. ing. The lower surface of the flow path forming substrate 10 and the nozzle substrate 16 are fixed via, for example, an adhesive or a heat welding film. The nozzle substrate 16 is provided with a plurality of nozzle openings 15 for discharging droplets. Specifically, the plurality of nozzle openings 15 provided in the nozzle substrate 16 are arranged in the Y-axis direction. In the present embodiment, a group of nozzle openings 15 arranged in a plurality of regions on the nozzle substrate 16 are arranged. The first nozzle opening group 15A, the second nozzle opening group 15B, the third nozzle opening group 15C, and the fourth nozzle opening group 15D are respectively configured.

第1ノズル開口群15Aと第2ノズル開口群15BとはX軸方向に関して互いに対向するように配置されている。第3ノズル開口群15Cは第1ノズル開口群15Aの+Y側に設けられており、第4ノズル開口群15Dは第2ノズル開口群15Bの+Y側に設けられている。これら第3ノズル開口群15Cと第4ノズル開口群15DとはX軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
なお、図2では各ノズル開口群15A〜15Dのそれぞれは6個のノズル開口15によって構成されているように示されているが、実際には、各ノズル開口群は例えば720個程度の多数のノズル開口15によって構成される。
The first nozzle opening group 15A and the second nozzle opening group 15B are arranged to face each other in the X-axis direction. The third nozzle opening group 15C is provided on the + Y side of the first nozzle opening group 15A, and the fourth nozzle opening group 15D is provided on the + Y side of the second nozzle opening group 15B. The third nozzle opening group 15C and the fourth nozzle opening group 15D are arranged so as to face each other in the X-axis direction.
In FIG. 2, each of the nozzle opening groups 15 </ b> A to 15 </ b> D is shown to be configured by six nozzle openings 15, but actually, each nozzle opening group has a large number of, for example, about 720 It is constituted by the nozzle opening 15.

流路形成基板10の内側には、その中央部からX方向に延びる複数の隔壁11が形成されている。本実施形態の場合、流路形成基板10はシリコンによって形成されており、複数の隔壁11は、流路形成基板10の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングにより部分的に除去して形成されたものである。複数の隔壁11を有する流路形成基板10と、ノズル基板16と、振動板400とにより区画された複数の空間が圧力発生室12である。   A plurality of partition walls 11 extending in the X direction from the center portion are formed inside the flow path forming substrate 10. In the case of this embodiment, the flow path forming substrate 10 is formed of silicon, and the plurality of partition walls 11 partially remove the silicon single crystal substrate that is the base material of the flow path forming substrate 10 by anisotropic etching. Is formed. A plurality of spaces defined by the flow path forming substrate 10 having the plurality of partition walls 11, the nozzle substrate 16, and the diaphragm 400 are pressure generation chambers 12.

圧力発生室12とノズル開口15とは、各々対応して設けられている。すなわち、圧力発生室12は、第1〜第4ノズル開口群15A〜15Dのそれぞれを構成する複数のノズル開口15に対応するように、Y軸方向に複数並んで設けられている。そして、第1ノズル開口群15Aに対応して複数形成された圧力発生室12が第1圧力発生室群12Aを構成し、第2ノズル開口群15Bに対応して複数形成された圧力発生室12が第2圧力発生室群12Bを構成し、第3ノズル開口群15Cに対応して複数形成された圧力発生室12が第3圧力発生室群12Cを構成し、第4ノズル開口群15Dに対応して複数形成された圧力発生室12が第4圧力発生室群12Dを構成している。
第1圧力発生室群12Aと第2圧力発生室群12BとはX軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁10Kが形成されている。同様に、第3圧力発生室群12Cと第4圧力発生室群12Dとの間にも隔壁10Kが形成されており、それらはX軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
The pressure generating chamber 12 and the nozzle opening 15 are provided corresponding to each other. That is, a plurality of pressure generation chambers 12 are provided side by side in the Y-axis direction so as to correspond to the plurality of nozzle openings 15 constituting each of the first to fourth nozzle opening groups 15A to 15D. A plurality of pressure generation chambers 12 corresponding to the first nozzle opening group 15A constitute a first pressure generation chamber group 12A, and a plurality of pressure generation chambers 12 formed corresponding to the second nozzle opening group 15B. Constitutes the second pressure generating chamber group 12B, and a plurality of pressure generating chambers 12 formed corresponding to the third nozzle opening group 15C constitute the third pressure generating chamber group 12C and correspond to the fourth nozzle opening group 15D. Thus, a plurality of pressure generation chambers 12 form a fourth pressure generation chamber group 12D.
The first pressure generation chamber group 12A and the second pressure generation chamber group 12B are arranged to face each other in the X-axis direction, and a partition wall 10K is formed between them. Similarly, a partition 10K is also formed between the third pressure generation chamber group 12C and the fourth pressure generation chamber group 12D, and they are arranged so as to face each other in the X-axis direction.

第1圧力発生室群12Aを形成する複数の圧力発生室12の基板中央部側(−X側)の端部は上述した隔壁10Kによって閉塞されているが、基板外縁部側(+X側)の端部は互いに接続するように集合され、リザーバ100と接続されている。リザーバ100は、図1及び図3に示す機能液導入口25と圧力発生室12との間で機能液を一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板20にY軸方向に延びる平面視矩形状に形成されたリザーバ部21と、流路形成基板10にY軸方向に延びる平面視矩形状に形成された連通部13とから構成されている。そして、連通部13において各圧力発生室12と接続され、第1圧力発生室群12Aを構成する複数の圧力発生室12の共通の機能液保持室(インク室)を形成している。図3に示す機能液の経路をみると、ヘッド外端上面に開口する機能液導入口25より導入された機能液が、導入路26を経てリザーバ100に流れ込み、供給路14を経て、第1圧力発生室群12Aを構成する複数の圧力発生室12のそれぞれに供給されるようになっている。   The ends of the plurality of pressure generating chambers 12 forming the first pressure generating chamber group 12A on the substrate center side (−X side) are closed by the partition wall 10K described above, but on the substrate outer edge side (+ X side). The ends are assembled so as to be connected to each other, and are connected to the reservoir 100. The reservoir 100 temporarily holds the functional liquid between the functional liquid inlet 25 and the pressure generation chamber 12 shown in FIGS. 1 and 3, and is a plan view extending in the Y axis direction on the reservoir forming substrate 20. The reservoir portion 21 is formed in a rectangular shape, and the communication portion 13 is formed in the flow path forming substrate 10 in a rectangular shape in plan view extending in the Y-axis direction. The communication section 13 is connected to each pressure generation chamber 12 to form a common functional liquid holding chamber (ink chamber) for the plurality of pressure generation chambers 12 constituting the first pressure generation chamber group 12A. Looking at the path of the functional liquid shown in FIG. 3, the functional liquid introduced from the functional liquid introduction port 25 opened on the upper surface of the outer end of the head flows into the reservoir 100 through the introduction path 26 and passes through the supply path 14 to the first. The pressure generation chamber group 12A is supplied to each of the plurality of pressure generation chambers 12.

また、第2、第3、第4圧力発生室群12B、12C、12Dのそれぞれを構成する圧力発生室12のそれぞれにも、上述と同様の構成のリザーバ100が接続されており、それぞれ供給路14を介して連通された圧力発生室群12B〜12Dに供給される機能液の一時貯留部を構成している。   In addition, a reservoir 100 having the same configuration as described above is connected to each of the pressure generation chambers 12 constituting each of the second, third, and fourth pressure generation chamber groups 12B, 12C, and 12D. 14 constitutes a temporary storage unit for the functional fluid supplied to the pressure generation chamber groups 12B to 12D communicated with each other.

流路形成基板10とリザーバ形成基板20との間に配置された振動板400は、流路形成基板10側から順に弾性膜50と下電極膜60とを積層した構造を備えている。流路形成基板10側に配される弾性膜50は、例えば1〜2μm程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、弾性膜50上に形成される下電極膜60は、例えば0.2μm程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜60は、流路形成基板10とリザーバ形成基板20との間に配される複数の圧電素子300の共通電極としても機能するようになっている。   The vibration plate 400 disposed between the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 has a structure in which the elastic film 50 and the lower electrode film 60 are laminated in order from the flow path forming substrate 10 side. The elastic film 50 disposed on the flow path forming substrate 10 side is made of, for example, a silicon oxide film having a thickness of about 1 to 2 μm. The lower electrode film 60 formed on the elastic film 50 is, for example, 0. It consists of a metal film having a thickness of about 2 μm. In the present embodiment, the lower electrode film 60 also functions as a common electrode for a plurality of piezoelectric elements 300 disposed between the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20.

振動板400を変形させるための圧電素子300は、図3に示すように、下電極膜60側から順に圧電体膜70と、上電極膜80とを積層した構造を備えている。圧電体膜70の厚さは例えば1μm程度、上電極膜80の厚さは例えば0.1μm程度である。
なお、圧電素子300の概念としては、圧電体膜70及び上電極膜80に加えて、下電極膜60を含むものであってもよい。下電極膜60は圧電素子300として機能する一方、振動板400としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜50及び下電極膜60が振動板400として機能する構成を採用しているが、弾性膜50を省略して下電極膜60が弾性膜(50)を兼ねる構成とすることもできる。
As shown in FIG. 3, the piezoelectric element 300 for deforming the diaphragm 400 has a structure in which a piezoelectric film 70 and an upper electrode film 80 are laminated in order from the lower electrode film 60 side. The thickness of the piezoelectric film 70 is, for example, about 1 μm, and the thickness of the upper electrode film 80 is, for example, about 0.1 μm.
The concept of the piezoelectric element 300 may include the lower electrode film 60 in addition to the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80. This is because the lower electrode film 60 functions as the piezoelectric element 300 and also functions as the diaphragm 400. In the present embodiment, a configuration in which the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as the diaphragm 400 is employed, but the elastic film 50 is omitted and the lower electrode film 60 also serves as the elastic film (50). You can also

圧電素子300(圧電体膜70及び上電極膜80)は、複数のノズル開口15及び圧力発生室12のそれぞれに対応するように複数設けられている。本実施形態では、便宜的に、第1ノズル開口群15Aを構成するノズル開口15のそれぞれに対応するようにY軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子300を第1圧電素子群と呼ぶこととする。また同様に、第2ノズル開口群15Bを構成するノズル開口15のそれぞれに対応するようにY軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子300を第2圧電素子群と呼ぶこととする。さらに、第3ノズル開口群15Cに対応する一群の圧電素子300を第3圧電素子群と呼び、第4ノズル開口群15Dに対応する一群の圧電素子300を第4圧電素子群と呼ぶこととする。   A plurality of piezoelectric elements 300 (the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80) are provided so as to correspond to the plurality of nozzle openings 15 and the pressure generating chambers 12, respectively. In the present embodiment, for the sake of convenience, a group of piezoelectric elements 300 provided in a line in the Y-axis direction so as to correspond to each of the nozzle openings 15 constituting the first nozzle opening group 15A is referred to as a first piezoelectric element group. I will call it. Similarly, a group of piezoelectric elements 300 provided in a line in the Y-axis direction so as to correspond to each of the nozzle openings 15 constituting the second nozzle opening group 15B is referred to as a second piezoelectric element group. Further, a group of piezoelectric elements 300 corresponding to the third nozzle opening group 15C is referred to as a third piezoelectric element group, and a group of piezoelectric elements 300 corresponding to the fourth nozzle opening group 15D is referred to as a fourth piezoelectric element group. .

流路形成基板10上の平面領域において、上記第1圧電素子群及び第2圧電素子群は、X軸方向に関して互いに対向するように配置されている。同様に、第3、第4ノズル開口群15C、15Dにそれぞれ対応する第3、第4圧電素子群は、X軸方向に関して互いに対向するように配置されている。   In the planar region on the flow path forming substrate 10, the first piezoelectric element group and the second piezoelectric element group are arranged to face each other in the X-axis direction. Similarly, the third and fourth piezoelectric element groups respectively corresponding to the third and fourth nozzle opening groups 15C and 15D are disposed so as to face each other in the X-axis direction.

圧電素子300を含む振動板400上の領域を覆って、リザーバ形成基板20が設けられており、リザーバ形成基板20の上面(流路形成基板10と反対側面)には、封止膜31と固定板32とを積層した構造のコンプライアンス基板30が接合されている。このコンプライアンス基板30において、内側に配される封止膜31は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さ6μm程度のポリフェニレンスルフィドフィルム)からなり、この封止膜31によってリザーバ部21の上部が封止されている。他方、外側に配される固定板32は、金属等の硬質の材料(例えば、厚さ30μm程度のステンレス鋼)からなる板状部材である。
この固定板32には、リザーバ100に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部33が形成されており、この構成によりリザーバ100の上部は、可撓性を有する封止膜31のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部22となっている。
A reservoir forming substrate 20 is provided so as to cover a region on the vibration plate 400 including the piezoelectric element 300, and the sealing film 31 is fixed to the upper surface of the reservoir forming substrate 20 (the side opposite to the flow path forming substrate 10). A compliance substrate 30 having a structure in which a plate 32 is laminated is bonded. In the compliance substrate 30, the sealing film 31 disposed on the inner side is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide film having a thickness of about 6 μm). The upper part of is sealed. On the other hand, the fixed plate 32 disposed on the outside is a plate-like member made of a hard material such as metal (for example, stainless steel having a thickness of about 30 μm).
The fixing plate 32 has an opening 33 formed by cutting out a planar region corresponding to the reservoir 100. With this configuration, the upper portion of the reservoir 100 is sealed only by the flexible sealing film 31. The flexible portion 22 can be deformed by a change in internal pressure.

通常、機能液導入口25からリザーバ100に機能液が供給されると、例えば、圧電素子300の駆動時の機能液の流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ100内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ100の上部が封止膜31のみよって封止された可撓部22を有しているので、この可撓部22が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ100内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板32によって十分な強度に保持されている。そして、リザーバ100の外側のコンプライアンス基板30上には、リザーバ100に機能液を供給するための機能液導入口25が形成されており、リザーバ形成基板20には、機能液導入口25とリザーバ100の側壁とを連通する導入路26が設けられている。   Normally, when the functional liquid is supplied to the reservoir 100 from the functional liquid inlet 25, a pressure change occurs in the reservoir 100 due to, for example, the flow of the functional liquid when the piezoelectric element 300 is driven or the ambient heat. However, as described above, since the upper portion of the reservoir 100 has the flexible portion 22 sealed only by the sealing film 31, the flexible portion 22 bends and deforms to absorb the pressure change. Therefore, the inside of the reservoir 100 is always maintained at a constant pressure. The other parts are held at a sufficient strength by the fixing plate 32. A functional liquid introduction port 25 for supplying a functional liquid to the reservoir 100 is formed on the compliance substrate 30 outside the reservoir 100, and the functional liquid introduction port 25 and the reservoir 100 are formed on the reservoir forming substrate 20. There is provided an introduction path 26 that communicates with the side wall.

リザーバ形成基板20は、流路形成基板10とともに液滴吐出ヘッド1の基体を成す部材であるから剛体とすることが好ましく、リザーバ形成基板20を形成する材料として流路形成基板10と略同一の熱膨張率を有する材料を用いることがより好ましい。本実施形態の場合、流路形成基板10がシリコンからなるものであるから、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適である。シリコン単結晶基板を用いた場合、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、圧電素子保持部24や溝部(貫通孔)700を容易に形成できるという利点が得られる。その他、流路形成基板10と同様、ガラス、セラミック材料等を用いてリザーバ形成基板20を作製することもできる。   Since the reservoir forming substrate 20 is a member that forms the base of the droplet discharge head 1 together with the flow path forming substrate 10, it is preferable that the reservoir forming substrate 20 be a rigid body, and the material forming the reservoir forming substrate 20 is substantially the same as the flow path forming substrate 10. It is more preferable to use a material having a thermal expansion coefficient. In the present embodiment, since the flow path forming substrate 10 is made of silicon, a silicon single crystal substrate made of the same material as that is suitable. When a silicon single crystal substrate is used, high-precision processing can be easily performed by anisotropic etching. Therefore, there is an advantage that the piezoelectric element holding portion 24 and the groove portion (through hole) 700 can be easily formed. It is done. In addition, similarly to the flow path forming substrate 10, the reservoir forming substrate 20 can be manufactured using glass, a ceramic material, or the like.

図1に示すように、リザーバ形成基板20上には4個の駆動回路部200A〜200Dが配設されている。駆動回路部200A〜200Dは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路(IC)を含んで構成されている。各駆動回路部200A〜200Dは、図示下面側に複数の接続端子200aを備えており、一部の接続端子200aがリザーバ形成基板20上に形成された配線パターン34に対して接続されている。駆動回路部200A〜200Dの他の一部の接続端子200aは、図3に示すように、リザーバ形成基板20の溝部内に配置されたコネクタ積層体350の端子電極352に対して接続されている。
そして、駆動回路部200A、200Cがリザーバ形成基板20上でY軸方向に沿って長手に配置され、駆動回路部200B、200Dはそれぞれ駆動回路部200A、200Cと略平行にY軸方向に長手に配置されている。各駆動回路部200A〜200Dと電気的に接続されている配線パターン34は、いずれも駆動回路部200A〜200Dの外側の端部からX軸方向に延びており、その先端部は外部コントローラとの接続端子として利用可能である。
As shown in FIG. 1, four drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> D are disposed on the reservoir forming substrate 20. The drive circuit units 200A to 200D are configured to include, for example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) including a drive circuit. Each of the drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> D includes a plurality of connection terminals 200 a on the lower surface side in the drawing, and some of the connection terminals 200 a are connected to the wiring pattern 34 formed on the reservoir forming substrate 20. As shown in FIG. 3, other part of the connection terminals 200 a of the drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> D is connected to the terminal electrode 352 of the connector laminate 350 disposed in the groove of the reservoir forming substrate 20. .
The drive circuit units 200A and 200C are disposed longitudinally along the Y-axis direction on the reservoir forming substrate 20, and the drive circuit units 200B and 200D are longitudinally parallel to the drive circuit units 200A and 200C, respectively, in the Y-axis direction. Is arranged. The wiring patterns 34 that are electrically connected to the drive circuit units 200A to 200D all extend in the X-axis direction from the outer ends of the drive circuit units 200A to 200D. It can be used as a connection terminal.

本実施形態の場合、第1ノズル開口群15Aに対応する第1圧電素子群の圧電素子300に対して電気的に接続される一群(図示では6本)の配線パターン34が第1配線群34Aを構成しており、第2ノズル開口群15Bに対応する第2圧電素子群の圧電素子300に対して電気的に接続される一群の配線パターン34が第2配線群34Bを構成している。また同様に、第3、第4圧電素子群の圧電素子300に対して電気的接続される一群の配線パターン34が、それぞれ第3配線群34C、第4配線群34Dを構成している。   In the present embodiment, a group (six in the figure) of wiring patterns 34 electrically connected to the piezoelectric elements 300 of the first piezoelectric element group corresponding to the first nozzle opening group 15A is the first wiring group 34A. A group of wiring patterns 34 electrically connected to the piezoelectric element 300 of the second piezoelectric element group corresponding to the second nozzle opening group 15B constitutes the second wiring group 34B. Similarly, a group of wiring patterns 34 electrically connected to the piezoelectric elements 300 of the third and fourth piezoelectric element groups constitute a third wiring group 34C and a fourth wiring group 34D, respectively.

第1配線群34Aを構成する一群の配線パターン34は駆動回路部200Aに接続され、第2配線群34Bを構成する一群の配線パターン34は駆動回路部200Bに接続され、第3配線群34Cを構成する一群の配線パターン34は駆動回路部200Cに接続され、第4配線群34Dを構成する一群の配線パターン34は駆動回路部200Dに接続されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、第1ノズル開口群15A〜第4ノズル開口群15Dにそれぞれ対応する第1圧電素子群〜第4圧電素子群を、それぞれ異なる駆動回路部200A〜200Dにより駆動する構成が採用されている。   A group of wiring patterns 34 constituting the first wiring group 34A is connected to the driving circuit unit 200A, and a group of wiring patterns 34 constituting the second wiring group 34B is connected to the driving circuit unit 200B, and the third wiring group 34C is connected. The group of wiring patterns 34 constituting the group is connected to the driving circuit unit 200C, and the group of wiring patterns 34 constituting the fourth wiring group 34D is connected to the driving circuit unit 200D. In the liquid droplet ejection head 1 of the present embodiment, the first piezoelectric element group to the fourth piezoelectric element group respectively corresponding to the first nozzle opening group 15A to the fourth nozzle opening group 15D are respectively provided by different drive circuit units 200A to 200D. A driving structure is adopted.

なお図1では、各配線群につき6本の配線パターン34を有する構成としているが、これは図2に示したノズル開口15の数、及び圧力発生室12の数に合わせて図示したものに過ぎず、先に記載のように各配線群34A〜34Dに含まれる配線パターン34は、駆動回路部200A〜200Dと外部コントローラとの接続配線を構成するものであるから、その本数は駆動回路部200A〜200Dを駆動制御するのに必要な本数であれば足り、通常は各駆動回路部により駆動される圧電素子300の数より少なくなる。   In FIG. 1, each wiring group has six wiring patterns 34, but this is only illustrated in accordance with the number of nozzle openings 15 and the number of pressure generating chambers 12 shown in FIG. 2. First, as described above, the wiring pattern 34 included in each of the wiring groups 34A to 34D constitutes a connection wiring between the driving circuit units 200A to 200D and the external controller, and therefore the number of the wiring patterns 34 is 200A. The number necessary for driving and controlling 200D is sufficient, and is usually smaller than the number of piezoelectric elements 300 driven by each driving circuit unit.

図1に示すように、リザーバ形成基板20のうち、X軸方向に関して中央部には、Y軸方向に延びる溝部(貫通孔)700が形成されている。すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、この溝部700が、圧電素子300の上電極膜80(回路接続部)と、それらに接続されるべき前記駆動回路部200A〜200Dの接続端子200aとを隔てる段差を形成している。   As shown in FIG. 1, a groove (through hole) 700 extending in the Y-axis direction is formed at the center of the reservoir forming substrate 20 in the X-axis direction. That is, in the liquid droplet ejection head of this embodiment, the groove portion 700 includes the upper electrode film 80 (circuit connection portion) of the piezoelectric element 300 and the connection terminals 200a of the drive circuit portions 200A to 200D to be connected thereto. A step is formed separating the two.

本実施形態では、図3に示すように、溝部700によってX軸方向に関し区画されるリザーバ形成基板20のうち、回路駆動部200Aと接続される複数の圧電素子300を封止している部分を第1封止部20Aとし、駆動回路部200Bと接続される複数の圧電素子300を封止ししている部分を第2封止部20Bとする。これらの第1封止部20A及び第2封止部20Bには、それぞれ圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する圧電素子保持部(素子保持部)24が設けられている。圧電素子300のうち、少なくとも圧電体膜70は、この圧電素子保持部24内に密封されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a portion of the reservoir forming substrate 20 partitioned by the groove 700 in the X-axis direction is sealed with a plurality of piezoelectric elements 300 connected to the circuit driver 200 </ b> A. A portion where the plurality of piezoelectric elements 300 connected to the drive circuit portion 200B is sealed as the first sealing portion 20A is referred to as a second sealing portion 20B. Each of the first sealing portion 20A and the second sealing portion 20B secures a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 in a region facing the piezoelectric element 300, and also seals the space. An element holding unit (element holding unit) 24 is provided. Of the piezoelectric element 300, at least the piezoelectric film 70 is sealed in the piezoelectric element holding portion 24.

また同様に、リザーバ形成基板20のうち、回路駆動部200Cと接続される複数の圧電素子300を封止している部分を第3封止部、駆動回路200Dと接続される複数の圧電素子300を封止している部分を第4封止部とすると、これら第3封止部及び第4封止部にも、それぞれ圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を確保してその空間を密封する圧電素子保持部が設けられている。
なお、本実施形態の場合、上記第1〜第4封止部にそれぞれ設けられている圧電素子保持部(24)は、各圧電素子群に含まれる圧電素子300の全体を封止できる寸法とされ、図3の紙面垂直方向に延びる平面視略矩形状の凹部を成している。上記圧電素子保持部は、各圧電素子300毎に区画されていてもよい。
Similarly, a portion of the reservoir forming substrate 20 that seals the plurality of piezoelectric elements 300 connected to the circuit driving unit 200C is a third sealing unit, and the plurality of piezoelectric elements 300 connected to the driving circuit 200D. As the fourth sealing portion, the third sealing portion and the fourth sealing portion each have a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300, and the space A piezoelectric element holding part for sealing is provided.
In the case of the present embodiment, the piezoelectric element holding portion (24) provided in each of the first to fourth sealing portions has dimensions that can seal the entire piezoelectric element 300 included in each piezoelectric element group. Thus, a concave portion having a substantially rectangular shape in plan view extending in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3 is formed. The piezoelectric element holding portion may be partitioned for each piezoelectric element 300.

図3に示すように、第1封止部20Aの圧電素子保持部24によって封止されている圧電素子300のうち、上電極膜80の−X側の端部は、第1封止部20Aの外側まで延びて、溝部700の底面部に露出している。溝部700における流路形成基板10上に下電極膜60の一部が配置されている場合においては、上電極膜80と下電極膜60との短絡を防止するための絶縁膜600が、上電極膜80と下電極膜60との間に介挿されている。同様に、第2封止部20Bの圧電素子保持部24によって封止されている圧電素子300のうち、上電極膜80の+X側の端部が、第2封止部20Bの外側まで延びて、溝部700内に露出しており、この露出側の端部にも、上電極膜80と下電極膜60との間に絶縁膜600が介挿されている。さらに不図示ではあるが、第3、第4封止部で封止されている圧電素子300についても、それらの上電極膜80の一部が、第3、第4封止部の外側まで延びて溝部700内に露出されている。   As shown in FIG. 3, in the piezoelectric element 300 sealed by the piezoelectric element holding part 24 of the first sealing part 20A, the end portion on the −X side of the upper electrode film 80 is the first sealing part 20A. It is exposed to the bottom surface of the groove 700. In the case where a part of the lower electrode film 60 is disposed on the flow path forming substrate 10 in the groove portion 700, the insulating film 600 for preventing a short circuit between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 is the upper electrode. It is interposed between the film 80 and the lower electrode film 60. Similarly, in the piezoelectric element 300 sealed by the piezoelectric element holding part 24 of the second sealing part 20B, the + X side end of the upper electrode film 80 extends to the outside of the second sealing part 20B. The insulating film 600 is interposed between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 at the exposed end portion. Further, although not shown, in the piezoelectric element 300 sealed by the third and fourth sealing portions, part of the upper electrode film 80 extends to the outside of the third and fourth sealing portions. And exposed in the groove 700.

そして、溝部700内には、その底面部に露出された各圧電素子300の上電極膜80に位置合わせされて、コネクタ積層体350が配設されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、このコネクタ積層体350によって溝部700の底面部と、駆動回路部200A〜200Dが配置されるリザーバ形成基板20の上面との段差が解消され、駆動回路部200A〜200Dがリザーバ形成基板20上に平面的に実装されている。   And in the groove part 700, the connector laminated body 350 is arrange | positioned in alignment with the upper electrode film | membrane 80 of each piezoelectric element 300 exposed to the bottom face part. In the droplet discharge head 1 of this embodiment, the connector laminate 350 eliminates a step between the bottom surface of the groove 700 and the top surface of the reservoir forming substrate 20 on which the drive circuit units 200A to 200D are arranged, and the drive circuit unit. 200A to 200D are mounted on the reservoir forming substrate 20 in a planar manner.

ここで図4(a)は、図3に示すコネクタ積層体350の斜視構成図であり、図4(b)は、(a)図のB−B線に沿う断面構成図である。本実施形態に係るコネクタ積層体350は、複数(図示では5枚)の板状のコネクタ35を互いに電気的に接続して積層したものである。各コネクタ35は、コネクタ基板(基材)351と、コネクタ基板351を貫通する複数の端子電極(貫通電極)352を備えて構成されている。端子電極352は、図4(a)に示すように、コネクタ基板351の長辺に沿って配列形成されている。   4A is a perspective configuration diagram of the connector laminate 350 shown in FIG. 3, and FIG. 4B is a sectional configuration diagram taken along line BB in FIG. 4A. The connector laminate 350 according to the present embodiment is obtained by electrically connecting and laminating a plurality of (in the drawing, five) plate-like connectors 35 to each other. Each connector 35 includes a connector substrate (base material) 351 and a plurality of terminal electrodes (through electrodes) 352 that penetrate the connector substrate 351. As shown in FIG. 4A, the terminal electrodes 352 are arranged along the long side of the connector substrate 351.

本実施形態では、コネクタ基板351の+X側の長辺に沿って配列された端子電極352のうち、−Y側寄りに配列された一群の端子電極352が第1端子電極群352Aを構成する一方、+Y側寄りに配列された一群の端子電極352が第3端子電極群352Cを構成している。また、コネクタ基板351の−X側の長辺に沿って配列された端子電極352のうち、−Y側寄りに配列された一群の端子電極352が第2端子電極群352Bを構成しており、+Y側寄りに配列された一群の端子電極352が第4端子電極群352Dを構成している。上記第1端子電極群352Aは、先に記載の第1圧電素子群に含まれる各圧電素子300に接続されるべき端子電極352の集合であり、第2端子電極群352Bは、第2圧電素子群に含まれる各圧電素子300に接続されるべき端子電極352の集合である。また同様に、第3端子電極群352C、第4端子電極群352Dは、それぞれ第3圧電素子群、第4圧電素子群に対応する。   In the present embodiment, among the terminal electrodes 352 arranged along the long side on the + X side of the connector substrate 351, a group of terminal electrodes 352 arranged closer to the −Y side constitutes the first terminal electrode group 352A. , A group of terminal electrodes 352 arranged closer to the + Y side constitutes a third terminal electrode group 352C. Of the terminal electrodes 352 arranged along the long side on the −X side of the connector substrate 351, a group of terminal electrodes 352 arranged closer to the −Y side constitutes a second terminal electrode group 352B. A group of terminal electrodes 352 arranged closer to the + Y side constitutes a fourth terminal electrode group 352D. The first terminal electrode group 352A is a set of terminal electrodes 352 to be connected to each piezoelectric element 300 included in the first piezoelectric element group described above, and the second terminal electrode group 352B is a second piezoelectric element. A set of terminal electrodes 352 to be connected to each piezoelectric element 300 included in the group. Similarly, the third terminal electrode group 352C and the fourth terminal electrode group 352D correspond to the third piezoelectric element group and the fourth piezoelectric element group, respectively.

なお、図4(a)に示すコネクタ積層体350では、図1に示す接続端子200aより多数の端子電極352が図示されているが、これらの図では、図面の視認性を確保するために接続端子200aや端子電極352の数を減じて表示しているのであり、実際の液滴吐出ヘッドにおいては、端子電極352の数と圧電素子300の数、及び接続端子200aの数は一致している。すなわち、圧電素子300は各圧電素子群ごとに720個程度設けられているから、各々の圧電素子300に接続される端子電極352も実際には各端子電極群ごとに720個程度設けられている。   In the connector laminated body 350 shown in FIG. 4A, a larger number of terminal electrodes 352 than those of the connection terminals 200a shown in FIG. 1 are shown. In these figures, however, connection is ensured to ensure the visibility of the drawing. The number of terminals 200a and terminal electrodes 352 is reduced and displayed. In an actual droplet discharge head, the number of terminal electrodes 352, the number of piezoelectric elements 300, and the number of connection terminals 200a are the same. . That is, since about 720 piezoelectric elements 300 are provided for each piezoelectric element group, about 720 terminal electrodes 352 connected to each piezoelectric element 300 are actually provided for each terminal electrode group. .

図4(b)に示す断面構造をみると、コネクタ35を構成するコネクタ基板351の表面には、絶縁層353と、下地層354とが積層形成されている。コネクタ基板351は、例えば厚さ50μm程度のシリコン基板であり、絶縁層353は例えば酸化シリコンである。下地層354は、例えばTiWからなるバリア層と、Cuからなるシード層とを積層したものとすることができる。   In the cross-sectional structure shown in FIG. 4B, an insulating layer 353 and a base layer 354 are stacked on the surface of the connector substrate 351 constituting the connector 35. The connector substrate 351 is, for example, a silicon substrate having a thickness of about 50 μm, and the insulating layer 353 is, for example, silicon oxide. The underlayer 354 can be formed by stacking, for example, a barrier layer made of TiW and a seed layer made of Cu.

端子電極352は、内面に絶縁層353及び下地層354が積層された貫通孔351a内に一部を挿入された断面視略T形の金属端子355と、金属端子355の上面に形成された接合層356とを備えて構成されている。金属端子355は、例えばめっき法を用いて形成したCuからなるものであり、接合層356は、例えば無鉛はんだ等のろう材である。端子電極352は、コネクタ基板351の両面にそれぞれその一部が突出するようにして形成されており、その突出高さは例えば20μm程度である。したがって、コネクタ35の厚さは、70μm程度となる。   The terminal electrode 352 has a substantially T-shaped metal terminal 355 having a part inserted in a through-hole 351 a having an insulating layer 353 and a base layer 354 laminated on the inner surface, and a junction formed on the upper surface of the metal terminal 355. And a layer 356. The metal terminal 355 is made of Cu formed using, for example, a plating method, and the bonding layer 356 is a brazing material such as lead-free solder. The terminal electrode 352 is formed so that a part thereof protrudes on both surfaces of the connector substrate 351, and the protruding height is, for example, about 20 μm. Therefore, the thickness of the connector 35 is about 70 μm.

そして、コネクタ積層体350は、複数のコネクタ35を平面視略同一位置にて積層するとともに、上層側(+Z側)に配されるコネクタ35の図示下面側に突出する金属端子355の先端部を、下層側(−Z側)に配されるコネクタ35の接合材356と接合して電気的に接続した構成を備えている。   The connector laminate 350 laminates the plurality of connectors 35 at substantially the same position in plan view, and has the tip of the metal terminal 355 protruding on the lower surface side of the connector 35 arranged on the upper layer side (+ Z side). The connector 35 is connected to and electrically connected to the bonding material 356 of the connector 35 disposed on the lower layer side (−Z side).

本実施形態の場合、上記積層構造を具備したコネクタ積層体350の高さは、溝部700の深さと略一致しており、かかるコネクタ積層体350を溝部700内に配置することで、コネクタ積層体350の最上面に設けられた端子電極352と、リザーバ形成基板20の上面に設けられた配線パターン34とがXY面内で略同一位置に配置されるようになっている。このような構成のもと、駆動回路部200A〜200Dと、それぞれの駆動回路部に対応する複数の圧電素子300とがコネクタ積層体350を介して電気的に接続されて、各駆動回路部200A〜200Dにより圧電素子300が駆動されるようになっている。   In the case of this embodiment, the height of the connector laminated body 350 having the above laminated structure substantially matches the depth of the groove 700, and the connector laminated body 350 is disposed in the groove 700 so that the connector laminated body The terminal electrode 352 provided on the uppermost surface of 350 and the wiring pattern 34 provided on the upper surface of the reservoir forming substrate 20 are arranged at substantially the same position in the XY plane. Under such a configuration, the drive circuit units 200A to 200D and the plurality of piezoelectric elements 300 corresponding to the respective drive circuit units are electrically connected via the connector laminate 350, so that each drive circuit unit 200A. The piezoelectric element 300 is driven by ~ 200D.

なお、本実施形態では5枚のコネクタ35を積層したコネクタ積層体350について説明したが、コネクタ35の積層数は、コネクタ積層体350が利用に供される段差の高さ(本実施形態では溝部700の深さ)に応じて適宜変更可能である。コネクタ35の一枚あたりの厚さは70μm程度であるから、段差の高さが200μm程度であれば、コネクタ35を3枚積層したコネクタ積層体を用いればよい。   In this embodiment, the connector laminated body 350 in which the five connectors 35 are laminated has been described. However, the number of the stacked connectors 35 is the height of the step provided for use of the connector laminated body 350 (in this embodiment, the groove portion). (Depth of 700) can be changed as appropriate. Since the thickness per connector 35 is about 70 μm, if the height of the step is about 200 μm, a connector laminate in which three connectors 35 are laminated may be used.

また本実施形態の場合、図3に示すように、圧電素子300の上電極膜80が圧電素子保持部24の外側に引き出されて溝部700内に露出され、その露出部位に対してコネクタ積層体350の端子電極352が電気的に接続される構成である。したがって、上電極膜80は圧電素子300の回路接続部を成している。
なお、上電極膜80と電気的に接続された電極配線を流路形成基板10上に形成し、この電極配線を圧電素子保持部24の外側に引き出して前記コネクタ積層体350と電気的に接続することもできる。この場合は、上電極膜80と電気的に接続された電極配線が圧電素子300の回路接続部を構成する。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 is drawn outside the piezoelectric element holding part 24 and exposed in the groove 700, and the connector laminate is exposed to the exposed part. 350 terminal electrodes 352 are electrically connected. Therefore, the upper electrode film 80 forms a circuit connection portion of the piezoelectric element 300.
An electrode wiring electrically connected to the upper electrode film 80 is formed on the flow path forming substrate 10, and this electrode wiring is drawn out of the piezoelectric element holding portion 24 and electrically connected to the connector laminate 350. You can also In this case, the electrode wiring electrically connected to the upper electrode film 80 constitutes a circuit connection portion of the piezoelectric element 300.

ここで、端子電極352と圧電素子300(上電極膜80)との導電接続構造は、ろう材、又は異方性導電フィルム(ACF:anisotropic conductive film)や異方性導電ペースト(ACP:anisotropic conductive paste)を含む異方性導電材料、非導電性フィルム(NCF:Non Conductive Film)や非導電性ペースト(NCP:Non Conductive Paste)を含む絶縁樹脂材料を用いたものとすることができる。   Here, the conductive connection structure between the terminal electrode 352 and the piezoelectric element 300 (upper electrode film 80) may be a brazing material, an anisotropic conductive film (ACF) or an anisotropic conductive paste (ACP). An anisotropic conductive material including paste), an insulating resin material including non-conductive film (NCF) and non-conductive paste (NCP: Non Conductive Paste) can be used.

また、コネクタ積層体350上面の端子電極352、及び配線パターン34に対する駆動回路部200A〜200Dのフリップチップ実装に際しても、上記ろう材、又は異方性導電膜や異方性導電ペーストを含む異方性導電材料、非導電性膜や非導電性ペーストを含む絶縁樹脂材料を用いた導電接続構造が採用できる。本実施形態では特に、駆動回路部200A〜200Dに設けられる接続端子200aとして、Auからなるバンプ、又は樹脂コアに金属膜を被覆してなるバンプを用いることが好ましい。接続端子200aにこれらのバンプを用いた駆動回路部200A〜200Dであれば、端子電極352及び配線パターン34に対して接続端子200aを押し当てた際にバンプが容易に変形するので、例えば、コネクタ積層体350の高さばらつきによって端子電極352のZ軸方向の位置が配線パターン34と面一な位置からずれていても、バンプの変形によってこのずれを吸収することができ、接続端子200aと端子電極352又は配線パターン34とを接合することができる。   In addition, when the flip-chip mounting of the drive circuit portions 200A to 200D to the terminal electrode 352 on the upper surface of the connector laminate 350 and the wiring pattern 34 is performed, the anisotropic material containing the brazing material, the anisotropic conductive film, or the anisotropic conductive paste is used. A conductive connection structure using an insulating resin material including a conductive material, a non-conductive film, or a non-conductive paste can be employed. In the present embodiment, it is particularly preferable to use bumps made of Au or bumps made by coating a resin core with a metal film as the connection terminals 200a provided in the drive circuit units 200A to 200D. If the drive circuit units 200A to 200D use these bumps for the connection terminal 200a, the bumps are easily deformed when the connection terminal 200a is pressed against the terminal electrode 352 and the wiring pattern 34. Even if the position of the terminal electrode 352 in the Z-axis direction is deviated from the position flush with the wiring pattern 34 due to the height variation of the multilayer body 350, the deviation can be absorbed by the deformation of the bumps. The electrode 352 or the wiring pattern 34 can be joined.

さらに、かかる導電接続の容易性、確実性を向上させるために、コネクタ積層体350と溝部700(上電極膜80)との位置決め機構を設けておくこともできる。このような位置決め機構としては、例えば、コネクタ積層体350に凸部を設け、かかる凸部を溝部700の側壁部に設けた凹部に嵌め合わせて位置決めする機構を採用することができる。   Furthermore, in order to improve the ease and certainty of such conductive connection, a positioning mechanism between the connector laminate 350 and the groove 700 (upper electrode film 80) can be provided. As such a positioning mechanism, for example, a mechanism in which a convex portion is provided on the connector laminate 350 and the convex portion is fitted to a concave portion provided on the side wall portion of the groove portion 700 can be employed.

このように、本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、リザーバ形成基板20に設けた溝部700内に、リザーバ形成基板20の厚さと略同一の高さを有するコネクタ積層体350を配設し、圧電素子保持部24から溝部700内に露出するように延出された圧電素子300の回路接続部(上電極膜80)に対して、前記コネクタ積層体350が接続されている。そして、リザーバ形成基板20の上面と略同一高さのコネクタ積層体350の上面に設けられた端子電極352に対して、駆動回路部200A〜200Dが実装されている。
これにより、本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、ワイヤボンディングにより駆動回路部と圧電素子とを接続する構造のようなワイヤを引き回す空間が不要となり、液滴吐出ヘッド1の薄型化を実現できるものとなっている。また、コネクタ積層体350によって溝部700が埋められているため、液滴吐出ヘッド1自体の剛性を高めることができ、反り等による吐出精度の低下を効果的に防止できるものとなっている。
As described above, in the droplet discharge head 1 of the present embodiment, the connector laminate 350 having a height substantially the same as the thickness of the reservoir forming substrate 20 is disposed in the groove 700 provided in the reservoir forming substrate 20. The connector laminate 350 is connected to a circuit connecting portion (upper electrode film 80) of the piezoelectric element 300 that is extended from the piezoelectric element holding portion 24 so as to be exposed in the groove portion 700. The drive circuit portions 200A to 200D are mounted on the terminal electrodes 352 provided on the upper surface of the connector laminate 350 having substantially the same height as the upper surface of the reservoir forming substrate 20.
Thereby, in the droplet discharge head 1 of the present embodiment, a space for drawing a wire, such as a structure for connecting the drive circuit unit and the piezoelectric element by wire bonding, is not required, and the droplet discharge head 1 can be thinned. It has become a thing. Further, since the groove portion 700 is filled with the connector laminate 350, the rigidity of the droplet discharge head 1 itself can be increased, and a decrease in discharge accuracy due to warpage or the like can be effectively prevented.

また、ノズル開口15の狭ピッチ化に伴って圧電素子300のピッチが狭くなり、ワイヤボンディングを行うのが極めて困難な場合であっても、容易に駆動回路部200A〜200Dと圧電素子300との電気的接続を行うことができる。すなわち、コネクタ積層体350を構成するコネクタ35の端子電極352は、後段の製造方法でも説明するように、正確な位置に正確な寸法で形成することが可能であるため、ノズル開口15を狭ピッチ化した場合にも、それに伴い狭ピッチで配列される圧電素子300に対して正確に位置合わせ可能なものを作製することができる。したがって本実施形態によれば、高精細の画像形成や機能膜のパターン形成が可能な液滴吐出ヘッド1を得ることができる。   In addition, even when the pitch of the piezoelectric elements 300 becomes narrower as the nozzle openings 15 become narrower and wire bonding is extremely difficult, the drive circuit units 200A to 200D and the piezoelectric elements 300 can be easily connected. An electrical connection can be made. That is, since the terminal electrode 352 of the connector 35 constituting the connector laminate 350 can be formed at an accurate position and with an accurate dimension as described in a later manufacturing method, the nozzle openings 15 are formed with a narrow pitch. Accordingly, it is possible to manufacture a device that can be accurately aligned with the piezoelectric elements 300 arranged at a narrow pitch. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain the droplet discharge head 1 capable of forming a high-definition image or a functional film pattern.

また本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、リザーバ形成基板20が、圧電素子300を外部環境と遮断して圧電素子300を封止する封止部材としても機能するようになっている。リザーバ形成基板20によって圧電素子300を封止することで、水分等の外部環境による圧電素子300の特性劣化等を防止することができる。また本実施形態では、圧電素子保持部24の内部を密封状態にしただけであるが、例えば、圧電素子保持部24内の空間を真空にしたり、あるいは窒素又はアルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部24内を低湿度に保持する構成も採用でき、これらの構成により圧電素子300の劣化をさらに効果的に防止することができる。   Further, in the liquid droplet ejection head 1 of the present embodiment, the reservoir forming substrate 20 functions as a sealing member that seals the piezoelectric element 300 by blocking the piezoelectric element 300 from the external environment. By sealing the piezoelectric element 300 with the reservoir forming substrate 20, it is possible to prevent deterioration of characteristics of the piezoelectric element 300 due to an external environment such as moisture. Further, in this embodiment, the inside of the piezoelectric element holding part 24 is only sealed, but for example, the space inside the piezoelectric element holding part 24 is evacuated, or the piezoelectric element holding part 24 has a nitrogen or argon atmosphere or the like. Configurations that hold the inside of the element holding portion 24 at a low humidity can also be adopted, and the deterioration of the piezoelectric element 300 can be more effectively prevented by these configurations.

上述した構成を有する液滴吐出ヘッド1により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド1に接続された外部コントローラ(図示略)によって機能液導入口25に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口25を介してリザーバ100に供給された後、ノズル開口15に至るまでの液滴吐出ヘッド1の内部流路を満たす。   In order to eject droplets of the functional liquid by the droplet discharge head 1 having the above-described configuration, an external controller (not shown) connected to the droplet discharge head 1 is connected to the functional liquid inlet 25 (not shown). The external functional liquid supply device is driven. The functional liquid delivered from the external functional liquid supply device fills the internal flow path of the droplet discharge head 1 from the functional liquid introduction port 25 to the reservoir 100 to the nozzle opening 15.

また外部コントローラは、リザーバ形成基板20上に実装された駆動回路部200等に駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部200は、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、配線パターン34、パッド35、導電部材36等を介して導電接続された各圧電素子300に送信する。
すると、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧が印加される結果、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体膜70に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室12の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口15より液滴が吐出される。
Further, the external controller transmits drive power and a command signal to the drive circuit unit 200 and the like mounted on the reservoir forming substrate 20. The drive circuit unit 200 that has received a command signal or the like transmits a drive signal based on a command from an external controller to each piezoelectric element 300 that is conductively connected via the wiring pattern 34, the pad 35, the conductive member 36, and the like.
Then, as a result of applying a voltage between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 70 are displaced. Due to the displacement, the volume of each pressure generating chamber 12 changes to increase the internal pressure, and a droplet is ejected from the nozzle opening 15.

<液滴吐出ヘッドの製造方法>
次に、液滴吐出ヘッド1の製造方法について図5の断面工程図を参照して説明する。
以下では、駆動回路部200と圧電素子300との電気的接続に用いるコネクタ積層体350の製造方法と、コネクタ積層体350を用いた接続手順について主に説明し、液滴吐出ヘッド1のうち、ノズル基板16、流路形成基板10、リザーバ形成基板20、圧電素子300等の製造及び接続・配置作業は既に完了しているものとする。
<Method for manufacturing droplet discharge head>
Next, a method of manufacturing the droplet discharge head 1 will be described with reference to the sectional process diagram of FIG.
Hereinafter, a manufacturing method of the connector laminate 350 used for electrical connection between the drive circuit unit 200 and the piezoelectric element 300 and a connection procedure using the connector laminate 350 will be mainly described. It is assumed that the manufacturing, connection, and arrangement of the nozzle substrate 16, the flow path forming substrate 10, the reservoir forming substrate 20, the piezoelectric element 300, and the like have already been completed.

[コネクタ積層体の作製]
まず、図5を参照してコネクタ積層体350の作製工程について説明する。図5(a)に示すように、例えば厚さ500μm程度のコネクタ用シリコン基板351Aを用意し、その表面全体に熱酸化等の方法で絶縁層353を形成する。本実施形態の場合、絶縁層353は酸化シリコン膜である。
[Production of connector laminate]
First, a manufacturing process of the connector laminate 350 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, for example, a connector silicon substrate 351A having a thickness of about 500 μm is prepared, and an insulating layer 353 is formed on the entire surface by a method such as thermal oxidation. In the present embodiment, the insulating layer 353 is a silicon oxide film.

次に、図5(b)に示すようにコネクタ用シリコン基板351Aに対して、金属端子を形成するための孔部135を形成する。これらの孔部135は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて所定の開口径と深さとを有して形成される。前記開口径は例えば50μm程度であり、深さは、形成する端子電極352の長さに応じて適宜変更されるが、図3に示したコネクタ35では、薄層化されたコネクタ基板351の厚さは70μm程度であり、端子電極352のコネクタ基板351からの突出長さは20μm程度であるから、孔部135の深さは90μm程度である。   Next, as shown in FIG. 5B, a hole 135 for forming a metal terminal is formed in the connector silicon substrate 351A. These holes 135 are formed with a predetermined opening diameter and depth using a known photolithography technique. The opening diameter is, for example, about 50 μm, and the depth is appropriately changed according to the length of the terminal electrode 352 to be formed. In the connector 35 shown in FIG. 3, the thickness of the thinned connector substrate 351 is reduced. The depth of the hole 135 is about 90 μm because the length of the terminal electrode 352 protruding from the connector substrate 351 is about 20 μm.

次に、図5(c)に示すように、上記工程で穿設された孔部135の内面を覆う絶縁膜135aを形成する。絶縁膜135aは、例えば、原料ガスにTEOS(テトラエトキシシラン)を用いたプラズマCVD法や、熱酸化法により孔部135の内面に露出したシリコン基板表面を直接酸化させる方法によって形成した酸化シリコン膜であり、端子電極352からコネクタ基板351への電流リークや、酸素や水分等によるコネクタ基板351の劣化等を防止するために設けられるものである。   Next, as shown in FIG. 5C, an insulating film 135a is formed to cover the inner surface of the hole 135 formed in the above process. The insulating film 135a is, for example, a silicon oxide film formed by a plasma CVD method using TEOS (tetraethoxysilane) as a source gas or a method of directly oxidizing the silicon substrate surface exposed on the inner surface of the hole 135 by a thermal oxidation method. In order to prevent current leakage from the terminal electrode 352 to the connector substrate 351, deterioration of the connector substrate 351 due to oxygen, moisture, or the like.

次に、図5(d)に示すように、孔部135が形成されたコネクタ用シリコン基板351Aの面上に下地層354をスパッタ法や真空蒸着法等を用いて形成する。本実施形態の場合、下地層354は、コネクタ用シリコン基板351A側から順にバリア層とシード層とを積層した積層膜であり、バリア層は例えばTiWにより形成され、シード層はCuにより形成される。図に示すように、下地層354は、コネクタ用シリコン基板351A上から孔部135の側壁及び底壁を覆うように連続して形成されている。上記バリア層の膜厚は100nm程度であり、シード層の膜厚は数百nm程度である。   Next, as shown in FIG. 5D, a base layer 354 is formed on the surface of the connector silicon substrate 351A in which the hole 135 has been formed by using a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like. In the case of the present embodiment, the base layer 354 is a laminated film in which a barrier layer and a seed layer are laminated in order from the connector silicon substrate 351A side. The barrier layer is made of, for example, TiW, and the seed layer is made of Cu. . As shown in the drawing, the base layer 354 is continuously formed so as to cover the side wall and the bottom wall of the hole 135 from above the connector silicon substrate 351A. The thickness of the barrier layer is about 100 nm, and the thickness of the seed layer is about several hundred nm.

次に、図5(e)に示すように、コネクタ用シリコン基板351A上にメッキレジストを塗布し、このメッキレジストパターニングすることで、端子電極352を形成するための開口部138aを有するメッキレジストパターン138を形成する。本実施形態では、開口部138aは孔部135の開口径より大きく形成されている。   Next, as shown in FIG. 5E, a plating resist is applied on the connector silicon substrate 351A, and this plating resist patterning is performed, whereby a plating resist pattern having openings 138a for forming the terminal electrodes 352 is formed. 138 is formed. In the present embodiment, the opening 138 a is formed larger than the opening diameter of the hole 135.

次に、Cu電解メッキを行って、図5(f)に示すようにコネクタ用シリコン基板351Aの孔部135及びメッキレジストパターン138の開口部138aにCu(銅)を埋め込み、貫通電極となる金属端子355を形成する。次いで、メッキレジストパターン138をそのままマスクとして用いることで、金属端子355上に無鉛はんだ等のろう材からなる接合材356を選択的に形成する。この接合材356は、作製したコネクタ35を複数積層する際に層間の接続を行うためのものである。接合材356はメッキレジストパターン138を剥離した後に形成してもよい。以上の工程により、金属端子355と接合材356とからなる端子電極352をコネクタ用シリコン基板351Aに形成することができる。   Next, Cu electrolytic plating is performed, and as shown in FIG. 5 (f), Cu (copper) is buried in the hole 135 of the connector silicon substrate 351A and the opening 138a of the plating resist pattern 138, thereby forming a through electrode. A terminal 355 is formed. Next, by using the plating resist pattern 138 as a mask as it is, a bonding material 356 made of a brazing material such as lead-free solder is selectively formed on the metal terminal 355. The bonding material 356 is used to connect the layers when a plurality of manufactured connectors 35 are stacked. The bonding material 356 may be formed after the plating resist pattern 138 is peeled off. Through the above steps, the terminal electrode 352 composed of the metal terminal 355 and the bonding material 356 can be formed on the connector silicon substrate 351A.

次に、メッキレジストパターン138をシリコン基板351Aから剥離し、その後、図5(g)に示すように、コネクタ用シリコン基板351Aを図示下面側からエッチングすることで50〜70μm程度の厚さにまで薄層化してコネクタ基板351とする。この薄層化工程により、コネクタ基板351の図示下面から端子電極352の一部を突出させる。またこのとき、端子電極352の先端部に金属端子355の表面を露出させて露出面355aを形成する。以上の工程により、図4に示したコネクタ積層体350を構成するコネクタ35を作製することができる。   Next, the plating resist pattern 138 is peeled from the silicon substrate 351A, and then, as shown in FIG. 5G, the connector silicon substrate 351A is etched from the lower surface side to the thickness of about 50 to 70 μm. The connector layer 351 is made thin. By this thinning step, a part of the terminal electrode 352 is protruded from the lower surface of the connector substrate 351 in the drawing. At this time, the exposed surface 355 a is formed by exposing the surface of the metal terminal 355 at the tip of the terminal electrode 352. Through the above steps, the connector 35 constituting the connector laminate 350 shown in FIG. 4 can be manufactured.

上記した手順によりコネクタ35を作製したならば、図4(b)に示したように、複数のコネクタ35を積層するとともに、隣接配置したコネクタ35の端子電極352同士を接合することでコネクタ積層体350が得られる。コネクタ35の端子電極352の一端側には、ろう材等からなる接合材356が形成され、端子電極352の他端側は金属端子355の一部が露出された露出面355aとされているので、図4に示すように、前記接合材356と前記露出面355aとを接触させた状態として加熱等すれば、積層配置されたコネクタ35同士を容易に接合し、電気的に接続することができる。   When the connector 35 is manufactured by the above-described procedure, as shown in FIG. 4B, a plurality of connectors 35 are stacked, and the terminal electrodes 352 of the connectors 35 arranged adjacent to each other are bonded to each other to form a connector stacked body. 350 is obtained. A bonding material 356 made of a brazing material or the like is formed on one end side of the terminal electrode 352 of the connector 35, and the other end side of the terminal electrode 352 is an exposed surface 355a from which a part of the metal terminal 355 is exposed. As shown in FIG. 4, if the bonding material 356 and the exposed surface 355a are brought into contact with each other and heated or the like, the stacked connectors 35 can be easily bonded and electrically connected. .

[駆動回路部の実装]
上記工程によりコネクタ積層体350を作製したならば、次に、コネクタ積層体350を用いて駆動回路部200A〜200Dの実装を行う。
まず、図3に示すように、リザーバ形成基板20の溝部700内に、上記工程で作製したコネクタ積層体350を配置し、コネクタ積層体350の下面側(溝部700底面側)に露出している端子電極352と、溝部700内に延出されている圧電素子の上電極膜80とを電気的に接続する。この端子電極352と上電極膜80との電気的接続は、無鉛はんだ等のろう材や、ACP、ACF等の異方性導電材料を用いて行う。具体的には、コネクタ積層体350を溝部700内に配置する以前に、前記上電極膜80上、又は上電極膜80と接続される端子電極352の露出面355aにろう材や異方性導電材料を設けておき、コネクタ積層体350を溝部700内に位置合わせして配置した後で、加熱や加圧により上電極膜80と端子電極352とを電気的に接続する。
[Mounting the drive circuit]
If the connector laminated body 350 is produced by the above process, the drive circuit units 200A to 200D are then mounted using the connector laminated body 350.
First, as shown in FIG. 3, the connector laminate 350 produced in the above process is disposed in the groove 700 of the reservoir forming substrate 20, and is exposed on the lower surface side (the groove 700 bottom surface side) of the connector laminate 350. The terminal electrode 352 is electrically connected to the upper electrode film 80 of the piezoelectric element extending into the groove 700. The terminal electrode 352 and the upper electrode film 80 are electrically connected using a brazing material such as lead-free solder or an anisotropic conductive material such as ACP or ACF. Specifically, before the connector laminate 350 is disposed in the groove 700, a brazing material or anisotropic conductive material is formed on the upper electrode film 80 or the exposed surface 355 a of the terminal electrode 352 connected to the upper electrode film 80. After providing the material and positioning the connector laminate 350 in the groove 700, the upper electrode film 80 and the terminal electrode 352 are electrically connected by heating or pressurization.

前記溝部700に配置するコネクタ積層体350の高さは、リザーバ形成基板20の厚さと同等以上とすることが好ましい。コネクタ積層体350の高さがリザーバ形成基板20の厚さに満たない場合、駆動回路部200A〜200Dを接続する端子電極352が配線パターン34より下側(流路形成基板10側)に配置されることとなり、駆動回路部200A〜200Dを実装する際の接続の確実性が低下する可能性がある。
コネクタ積層体350の高さは、コネクタ35の積層数を変えることで容易に調整することができる。あるいは、コネクタ35を作製する際に、端子電極352の接合材356の高さ(厚さ)や金属端子355の高さを調整してもよい。
The height of the connector laminate 350 disposed in the groove 700 is preferably equal to or greater than the thickness of the reservoir forming substrate 20. When the height of the connector laminate 350 is less than the thickness of the reservoir forming substrate 20, the terminal electrodes 352 that connect the drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> D are disposed below the wiring pattern 34 (on the flow path forming substrate 10 side). Therefore, there is a possibility that the reliability of connection when mounting the drive circuit units 200A to 200D is lowered.
The height of the connector laminate 350 can be easily adjusted by changing the number of connectors 35 laminated. Alternatively, when the connector 35 is manufactured, the height (thickness) of the bonding material 356 of the terminal electrode 352 and the height of the metal terminal 355 may be adjusted.

なお、上記説明では、図4(b)に示したコネクタ積層体350の端子電極352のうち、露出面355aが形成された先端部と、溝部700内の上電極膜80とを電気的に接続する場合について説明したが、コネクタ積層体350の向きを表裏反対にして配置してもよい。すなわち、図4(b)に示すコネクタ積層体350の図示上面側が溝部700の底面部に当接するようにして配置してもよい。この場合、上電極膜80と電気的に接続される端子電極352の先端部には接合材356が既に形成されているので、コネクタ積層体350を溝部700内に配置して加熱等すれば、接合材356によって端子電極352と上電極膜80とを電気的に接続することができる。   In the above description, among the terminal electrodes 352 of the connector laminate 350 shown in FIG. 4B, the tip portion where the exposed surface 355a is formed and the upper electrode film 80 in the groove 700 are electrically connected. Although the case where it does is demonstrated, you may arrange | position the direction of the connector laminated body 350 upside down. That is, you may arrange | position so that the illustration upper surface side of the connector laminated body 350 shown in FIG.4 (b) may contact | abut to the bottom face part of the groove part 700. FIG. In this case, since the bonding material 356 has already been formed at the tip of the terminal electrode 352 that is electrically connected to the upper electrode film 80, if the connector laminate 350 is placed in the groove 700 and heated, The terminal electrode 352 and the upper electrode film 80 can be electrically connected by the bonding material 356.

次に、リザーバ形成基板20上に形成されている配線パターン34と、コネクタ積層体350の上面に露出している端子電極352とに対して、駆動回路部200A〜200Dをフリップチップ実装する。すなわち、図3に示すように、駆動回路部200A〜200Dの一面側に形成された接続端子200aをリザーバ形成基板20側に向けて配置するとともに、配線パターン34端子電極352とに位置合わせし、これらの配線パターン34及び端子電極352に直接又は他の導電材料を介して接合することにより電気的に接続する。このフリップチップ実装の形態としては、Au−Au接合や、ACP,ACF等を用いた異方性導電材料による接合、NCP,NCF等を用いた非導電性材料を用いた接着等、種々のものを用いることができる。   Next, the drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> D are flip-chip mounted on the wiring pattern 34 formed on the reservoir forming substrate 20 and the terminal electrode 352 exposed on the upper surface of the connector laminate 350. That is, as shown in FIG. 3, the connection terminals 200a formed on one side of the drive circuit units 200A to 200D are arranged toward the reservoir forming substrate 20 side, and aligned with the wiring pattern 34 terminal electrode 352, The wiring pattern 34 and the terminal electrode 352 are electrically connected by bonding directly or through another conductive material. There are various flip chip mounting forms such as Au-Au bonding, bonding with an anisotropic conductive material using ACP, ACF, etc., bonding with a nonconductive material using NCP, NCF, etc. Can be used.

以上説明したように、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法では、圧電素子保持部24から溝部700の底面部に延出されている圧電素子300の回路接続部(上電極膜80)を、溝部350内に配設したコネクタ積層体350によってリザーバ形成基板20の上面に形成された配線パターン34と概略面一な位置まで引き出し、コネクタ積層体350の上面に露出している端子電極352と配線パターン34とに対して駆動回路部200A〜200Dを実装するようになっている。したがって本実施形態の製造方法によれば、駆動回路部200A〜200Dをリザーバ形成基板20に対して略平行に配置してフリップチップ実装することができ、これによって容易かつ確実な実装を可能にし、また液滴吐出ヘッドの薄型化を実現できるものとなっている。   As described above, in the method of manufacturing the droplet discharge head according to the present embodiment, the circuit connection portion (upper electrode film 80) of the piezoelectric element 300 extending from the piezoelectric element holding portion 24 to the bottom surface portion of the groove portion 700 is used. The terminal electrode 352 exposed to the upper surface of the connector laminate 350 is drawn to a position substantially flush with the wiring pattern 34 formed on the upper surface of the reservoir forming substrate 20 by the connector laminate 350 disposed in the groove 350. The drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> D are mounted on the wiring pattern 34. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the drive circuit units 200A to 200D can be flip-chip mounted by being arranged substantially parallel to the reservoir forming substrate 20, thereby enabling easy and reliable mounting. In addition, the droplet discharge head can be thinned.

また、本実施形態の製造方法は、高精細の液滴吐出ヘッドの製造にも容易に対応できるものである。すなわち、ノズルピッチを小さくすることにより圧電素子300同士の間のY軸方向に関する距離が小さく(狭く)なった場合であっても、コネクタ35の端子電極352はフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に形成することができるため、端子電極352を圧電素子300のピッチに合わせて小径化、狭ピッチ化することが容易である。   Further, the manufacturing method of the present embodiment can easily cope with the manufacture of a high-definition droplet discharge head. In other words, even when the distance in the Y-axis direction between the piezoelectric elements 300 is reduced (narrow) by reducing the nozzle pitch, the terminal electrode 352 of the connector 35 can be accurately used by photolithography. Since it can be formed, it is easy to reduce the diameter and the pitch of the terminal electrodes 352 in accordance with the pitch of the piezoelectric elements 300.

なお、上記コネクタ積層体350は、液滴吐出ヘッド1の流路形成基板10やリザーバ形成基板20とは別に用意する必要があり、その作製にはフォトリソグラフィ技術を用いた端子電極352の形成や配線の形成が行われるが、コネクタ積層体350を構成するコネクタ35は、大型のシリコン基板を用いて多数個を一時に作製することができるため、1個あたりの製造コストが著しく上昇することはない。   Note that the connector laminate 350 needs to be prepared separately from the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 of the droplet discharge head 1, and for the production thereof, the formation of the terminal electrode 352 using photolithography technology or the like Although the wiring is formed, a large number of the connectors 35 constituting the connector laminate 350 can be manufactured at a time using a large silicon substrate, so that the manufacturing cost per unit significantly increases. Absent.

(第2の実施形態)
次に、図6を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。図6(a)は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面構成図であって、先の実施形態における図3に相当する図面である。図6(b)は、図6(a)に示すコネクタ360の斜視構成図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a cross-sectional configuration diagram of the droplet discharge head of the present embodiment, and corresponds to FIG. 3 in the previous embodiment. FIG. 6B is a perspective configuration diagram of the connector 360 shown in FIG.

本実施形態の液滴吐出ヘッドは、溝部700内に配設されたコネクタ360の構成に特徴を有しており、その他の構成は、先の第1実施形態の液滴吐出ヘッドと同様である。したがって以下では、主にコネクタ360の構成について説明することとする。また、図6において、先の実施形態の液滴吐出ヘッドと共通の構成要素には、図1から図3と同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。   The droplet discharge head of this embodiment is characterized by the configuration of the connector 360 disposed in the groove 700, and the other configurations are the same as those of the droplet discharge head of the first embodiment. . Therefore, hereinafter, the configuration of the connector 360 will be mainly described. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are assigned to components common to the droplet discharge head of the previous embodiment, and detailed description thereof is omitted.

コネクタ360は、図6(b)に示すように、四角柱状のコネクタ基材36aと、このコネクタ基材36aの図示上面(+Z側面)に配列形成された複数の端子電極36bと、これらの端子電極36bが形成された基材面とは反対側の面(−Z側面)に配列形成された複数の端子電極36cと、コネクタ基材36aの側面(+X側面、−X側面)に形成されて前記各端子電極36bをそれと対応する前記各端子電極36cに接続する複数の接続配線36dと、を備えて構成されている。   As shown in FIG. 6B, the connector 360 includes a rectangular columnar connector base material 36a, a plurality of terminal electrodes 36b arranged on the upper surface (+ Z side surface) of the connector base material 36a, and these terminals. A plurality of terminal electrodes 36c arranged on the surface (-Z side surface) opposite to the substrate surface on which the electrode 36b is formed, and formed on the side surfaces (+ X side surface, -X side surface) of the connector substrate 36a. A plurality of connection wirings 36d for connecting the terminal electrodes 36b to the corresponding terminal electrodes 36c are provided.

コネクタ360において、端子電極36b、36cと、両者を接続する接続配線36dとが、1つのコネクタ端子を形成しており、これらのコネクタ端子は、図6(a)に示す溝部700内に延出された上電極膜80のピッチに一致するピッチでコネクタ基材36a上に配列されている。
コネクタ360の延在方向に配列された複数の前記コネクタ端子のうち、互いに近接して配置された一群のコネクタ端子が、図6(b)に示す第1コネクタ端子群36A〜第4コネクタ端子群36Dを形成している。第1コネクタ端子群36Aと第2コネクタ端子群36Bとは、コネクタ基材36aの上面(及び下面)でX軸方向に関し互いに対向して配置されており、第3コネクタ端子群36Cと第4コネクタ端子群36Dも、コネクタ基材36aの上面(及び下面)でX軸方向に関し互いに対向して配置されている。
In the connector 360, the terminal electrodes 36b and 36c and the connection wiring 36d that connects them form one connector terminal, and these connector terminals extend into the groove 700 shown in FIG. 6A. The upper electrode films 80 are arranged on the connector base material 36 a at a pitch that matches the pitch of the upper electrode film 80.
Among the plurality of connector terminals arranged in the extending direction of the connector 360, a group of connector terminals arranged close to each other is a first connector terminal group 36A to a fourth connector terminal group shown in FIG. 36D is formed. The first connector terminal group 36A and the second connector terminal group 36B are disposed opposite to each other in the X-axis direction on the upper surface (and the lower surface) of the connector base 36a. The third connector terminal group 36C and the fourth connector The terminal group 36D is also arranged opposite to each other in the X-axis direction on the upper surface (and lower surface) of the connector base material 36a.

コネクタ基材36aは、少なくともその表面が絶縁性を有する材料からなるものであり、例えば、セラミックス、ガラスエポキシ、ガラス等の絶縁性材料の成形体や、シリコンからなる基体の表面に熱酸化により酸化シリコン膜を形成したものや、前記シリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成したものを用いることができる。シリコン基体の表面に絶縁膜を形成したコネクタ基材36aを用いる場合、同じくシリコンからなる流路形成基板10やリザーバ形成基板20と熱膨張率を一致させることができるため、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できるという利点が得られる。
一方、ガラスエポキシやセラミックス等の成形体を用いると、シリコン基体を用いた場合に比して優れた耐衝撃性等を得られる。
The connector base 36a is made of a material having at least an insulating surface. For example, the connector base 36a is oxidized by thermal oxidation on a molded body of an insulating material such as ceramics, glass epoxy, or glass, or a surface of a base made of silicon. Those having a silicon film or those having an insulating resin film formed on the surface of the silicon substrate can be used. When the connector base material 36a having an insulating film formed on the surface of the silicon substrate is used, the coefficient of thermal expansion can be matched with that of the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 which are also made of silicon. An advantage is obtained that it is possible to effectively prevent peeling and the like at the conductive joint.
On the other hand, when a molded body such as glass epoxy or ceramics is used, excellent impact resistance and the like can be obtained as compared with the case where a silicon substrate is used.

コネクタ端子を構成する端子電極36b、36c、及び接続配線36dは、金属材料や導電性ポリマー、超電導体等により形成することができる。コネクタ端子はAu(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Pd(パラジウム)、Ni(ニッケル)等の金属材料からなるものであることが好ましい。特に端子電極36b、36cについては、Auを用いて形成されたパッドあるいはバンプであることが好ましい。駆動回路部200A〜200Dの接続端子200aがAuバンプである場合に、Au−Au接合によって確実な接合を容易に得られるからである。   The terminal electrodes 36b and 36c and the connection wiring 36d constituting the connector terminal can be formed of a metal material, a conductive polymer, a superconductor, or the like. The connector terminal is preferably made of a metal material such as Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Pd (palladium), or Ni (nickel). In particular, the terminal electrodes 36b and 36c are preferably pads or bumps formed using Au. This is because when the connection terminals 200a of the drive circuit units 200A to 200D are Au bumps, reliable bonding can be easily obtained by Au-Au bonding.

上記構成を具備したコネクタ360は、図6(a)に示すように、端子電極36cを溝部700の底面側に向けた状態で配置されるとともに、端子電極36cを介して溝部700内に延出されている圧電素子300の上電極膜80にフリップチップ実装されている。
フリップチップ実装の形態としては、先の実施形態のコネクタ積層体350と同様、ろう材による実装や、ACF、ACPを用いた実装、NCF、NCPを用いた実装等、種々の実装形態が採用できる。
As shown in FIG. 6A, the connector 360 having the above configuration is arranged with the terminal electrode 36c facing the bottom surface side of the groove 700, and extends into the groove 700 through the terminal electrode 36c. The piezoelectric element 300 is flip-chip mounted on the upper electrode film 80.
As the form of flip chip mounting, various mounting forms such as mounting using a brazing material, mounting using ACF, ACP, mounting using NCF, NCP, etc. can be adopted as in the connector laminate 350 of the previous embodiment. .

コネクタ360の実装状態をより詳細に説明すると、前記第1コネクタ端子群36Aは、溝部700の底面上に配列されている複数の上電極膜80のうち、第1ノズル開口群15A及び第1圧力発生室群12Aに対応する第1圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して、端子電極36cを介して電気的に接続されている。第2コネクタ端子群36Bは、第2ノズル開口群15B及び第2圧力発生室群12Bに対応する第2圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して、端子電極36cを介して電気的に接続されている。   The mounting state of the connector 360 will be described in more detail. The first connector terminal group 36A includes the first nozzle opening group 15A and the first pressure among the plurality of upper electrode films 80 arranged on the bottom surface of the groove 700. The piezoelectric element 300 constituting the first piezoelectric element group corresponding to the generation chamber group 12A is electrically connected to the upper electrode film 80 via the terminal electrode 36c. The second connector terminal group 36B is connected to the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 constituting the second piezoelectric element group corresponding to the second nozzle opening group 15B and the second pressure generating chamber group 12B via the terminal electrode 36c. Are electrically connected.

また図6(a)には表示されていないが、第3コネクタ端子群36Cは、上記第1コネクタ端子群36Aと同様、第3圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して端子電極36cを介して電気的に接続されており、第4コネクタ端子群36Dは、上記第2コネクタ端子群36Bと同様、第4圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して端子電極36cを介して電気的に接続されている。   Although not shown in FIG. 6A, the third connector terminal group 36C is similar to the first connector terminal group 36A with respect to the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 constituting the third piezoelectric element group. The fourth connector terminal group 36D is connected to the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 constituting the fourth piezoelectric element group in the same manner as the second connector terminal group 36B. It is electrically connected to the terminal electrode 36c.

上記構成を備えた本実施形態の液滴吐出ヘッドは、簡便な構成のコネクタ360を介して溝部700底面部の圧電素子300(上電極膜80)と、駆動回路部200A〜200Dとを電気的に接続するようになっているので、先の第1実施形態の液滴吐出ヘッドに比しても低コストに製造可能である。また溝部700を剛体であるコネクタ360により埋める構造であるため、液滴吐出ヘッドの剛性を高め、優れた信頼性を得ることができる。
特に、コネクタ基材36aとしてシリコン基体表面に絶縁膜を形成したものを用いるならば、同じくシリコン基板を用いて形成されている流路形成基板10やリザーバ形成基板20と熱膨張率を揃えることができ、温度変化に起因する体積変化によって電気的接続の信頼性が損なわれるのを効果的に防止することができる。
The droplet discharge head of the present embodiment having the above configuration electrically connects the piezoelectric element 300 (upper electrode film 80) on the bottom surface of the groove 700 and the drive circuit units 200A to 200D via the connector 360 having a simple configuration. Therefore, it can be manufactured at a lower cost than the droplet discharge head of the first embodiment. In addition, since the groove 700 is filled with the connector 360 that is a rigid body, the rigidity of the droplet discharge head can be increased and excellent reliability can be obtained.
In particular, if a connector base material 36a having an insulating film formed on the surface of a silicon substrate is used, the thermal expansion coefficient can be made uniform with the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 that are also formed using the silicon substrate. It is possible to effectively prevent the reliability of the electrical connection from being impaired by the volume change caused by the temperature change.

<コネクタの製造方法>
本実施形態の液滴吐出ヘッドに用いられているコネクタ360は、セラミックスやガラスエポキシ等の絶縁性の基材を用いる場合には、所定の四角柱状に形成したコネクタ基材36aの表面に、コネクタ端子(端子電極36b、36c、接続配線36d)をパターン形成することで作製することができる。また、シリコン基体のように導電性を有する基体を用いる場合には、所定の四角形状に形成したシリコン基体の表面に熱酸化等により酸化シリコン膜を形成して得られたコネクタ基材、あるいはシリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成することで得られたコネクタ基材の表面に、前記コネクタ端子をパターン形成することで作製することができる。
<Connector manufacturing method>
In the case of using an insulating base material such as ceramics or glass epoxy, the connector 360 used in the liquid droplet ejection head of the present embodiment is connected to the surface of the connector base material 36a formed in a predetermined quadrangular prism shape. The terminals (terminal electrodes 36b and 36c, connection wiring 36d) can be formed by pattern formation. When a conductive substrate such as a silicon substrate is used, a connector substrate obtained by forming a silicon oxide film on the surface of a silicon substrate formed in a predetermined rectangular shape by thermal oxidation or the like, or silicon It can be produced by patterning the connector terminals on the surface of the connector base material obtained by forming an insulating resin film on the surface of the substrate.

前記コネクタ端子をコネクタ基材36a上にパターン形成する方法としては、例えば、気相法を用いて形成した導電膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする方法、コネクタ基材36a上に所定パターンの開口部を具備したマスク材を配し、当該マスク材を介した気相法やめっき法により導電膜(金属膜)を選択的に形成する方法、液滴吐出法を用いて導電膜をパターン形成する方法、及び印刷法を用いてコネクタ基材36a上に導電膜をパターン形成する方法等を用いることができる。   Examples of a method of patterning the connector terminals on the connector base material 36a include a method of patterning a conductive film formed using a vapor phase method using a photolithography technique, and opening a predetermined pattern on the connector base material 36a. A mask material provided with a portion is provided, and a method of selectively forming a conductive film (metal film) by a vapor phase method or a plating method through the mask material, or pattern formation of the conductive film using a droplet discharge method A method and a method of patterning a conductive film on the connector base material 36a using a printing method and the like can be used.

以下、コネクタ360の製造方法の一例として、液滴吐出法を用いたコネクタ端子(端子電極36b、36c、接続配線36d)の形成方法について説明する。本実施形態では、コネクタ基材36aとして四角柱状のセラミックス成形体を用いた場合について説明するが、他の材質のコネクタ基材を用いた場合も同様である。   Hereinafter, as an example of a method for manufacturing the connector 360, a method for forming connector terminals (terminal electrodes 36b and 36c, connection wiring 36d) using a droplet discharge method will be described. In the present embodiment, a case where a square pillar-shaped ceramic molded body is used as the connector base material 36a will be described, but the same applies to the case where a connector base material of another material is used.

液滴吐出法によるコネクタ端子の形成には、図8に示すような液滴吐出装置IJを好適に用いることができる。すなわち、液滴吐出装置IJに設けられた液滴吐出ヘッド101から、コネクタ端子を形成するためのインクを吐出してコネクタ基材36a上に所定パターンを形成するように配置する。その後コネクタ基材36a上のインクを乾燥、焼成することで金属薄膜を形成する。以上の工程をコネクタ基材36aの周面(4面)について順次繰り返すことで、端子電極36b、36cとこれらを接続する接続配線36dとをコネクタ基材36a上に形成することができる。
なお、液滴吐出装置IJの構成については後段の(液滴吐出装置)の項で説明している。
For forming the connector terminal by the droplet discharge method, a droplet discharge device IJ as shown in FIG. 8 can be suitably used. That is, the ink is used to form a predetermined pattern on the connector substrate 36a by ejecting ink for forming the connector terminal from the droplet ejection head 101 provided in the droplet ejection apparatus IJ. Thereafter, the ink on the connector substrate 36a is dried and baked to form a metal thin film. The terminal electrodes 36b and 36c and the connection wiring 36d for connecting them can be formed on the connector base 36a by sequentially repeating the above steps on the peripheral surface (four sides) of the connector base 36a.
Note that the configuration of the droplet discharge device IJ is described in the paragraph (Droplet discharge device) in the subsequent stage.

[インク]
液滴吐出装置IJを用いてコネクタ端子を形成する場合、液滴吐出ヘッドから吐出するインク(機能液)は、導電性微粒子(パターン形成成分)を含有する液状体である。導電性微粒子を含有する液状体としては、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液を用いる。ここで用いられる導電性微粒子は、Au、Ag、Cu、Pd、Ni等を含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などを用いることもできる。
[ink]
When the connector terminal is formed using the droplet discharge device IJ, the ink (functional liquid) discharged from the droplet discharge head is a liquid containing conductive fine particles (pattern forming component). As the liquid containing conductive fine particles, a dispersion liquid in which conductive fine particles are dispersed in a dispersion medium is used. As the conductive fine particles used here, in addition to metal fine particles containing Au, Ag, Cu, Pd, Ni or the like, conductive polymer or superconductor fine particles can also be used.

導電性微粒子は、インク中での分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の表面にコーティングするコーティング材としては、例えばキシレン、トルエン等の有機溶剤やクエン酸等が挙げられる。また、導電性微粒子の粒径は5nm以上、0.1μm以下であることが好ましい。0.1μmより大きいと、ノズルの目詰まりが起こりやすく、液滴吐出法による吐出が困難になるからである。また、5nmより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となるからである。   The conductive fine particles can be used by coating the surface with an organic substance or the like in order to improve the dispersibility in the ink. Examples of the coating material that coats the surface of the conductive fine particles include organic solvents such as xylene and toluene, citric acid, and the like. The particle diameter of the conductive fine particles is preferably 5 nm or more and 0.1 μm or less. If it is larger than 0.1 μm, nozzle clogging is likely to occur and ejection by the droplet ejection method becomes difficult. On the other hand, if the thickness is smaller than 5 nm, the volume ratio of the coating agent to the conductive fine particles becomes large, and the ratio of the organic matter in the obtained film becomes excessive.

導電性微粒子を含有するインクの分散媒としては、室温での蒸気圧が0.001mmHg以上、200mmHg以下(約0.133Pa以上、26600Pa以下)であるものが好ましい。蒸気圧が200mmHgより高い場合には、吐出後に分散媒が急激に蒸発してしまい、良好な膜を形成することが困難となるためである。
また、分散媒の蒸気圧は、0.001mmHg以上、50mmHg以下(約0.133Pa以上、6650Pa以下)であることがより好ましい。蒸気圧が50mmHgより高い場合には、液滴吐出法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるためである。一方、室温での蒸気圧が0.001mmHgより低い分散媒の場合、乾燥が遅くなり膜中に分散媒が残留しやすくなり、後工程の熱及び/又は光処理後に良質の導電膜が得られにくい。
As the dispersion medium of the ink containing conductive fine particles, those having a vapor pressure at room temperature of 0.001 mmHg or more and 200 mmHg or less (about 0.133 Pa or more and 26600 Pa or less) are preferable. This is because when the vapor pressure is higher than 200 mmHg, the dispersion medium rapidly evaporates after discharge, making it difficult to form a good film.
The vapor pressure of the dispersion medium is more preferably 0.001 mmHg or more and 50 mmHg or less (about 0.133 Pa or more and 6650 Pa or less). This is because when the vapor pressure is higher than 50 mmHg, nozzle clogging due to drying tends to occur when droplets are ejected by the droplet ejection method, and stable ejection becomes difficult. On the other hand, in the case of a dispersion medium whose vapor pressure at room temperature is lower than 0.001 mmHg, drying is slow and the dispersion medium tends to remain in the film, and a high-quality conductive film can be obtained after heat and / or light treatment in the subsequent process. Hateful.

使用する分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されないが、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、又はエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を挙げることができる。   The dispersion medium to be used is not particularly limited as long as it can disperse the above-mentioned conductive fine particles and does not cause aggregation. In addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, n- Hydrocarbon compounds such as heptane, n-octane, decane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, cyclohexylbenzene, or ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl Ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether Le, p- ether compounds such as dioxane, propylene carbonate, .gamma.-butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, may be mentioned polar compounds such as cyclohexanone.

上記に挙げた分散媒のうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また、液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、更に好ましい分散媒としては水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散媒は、単独でも、あるいは2種以上の混合物としても使用できる。導電性微粒子を分散媒に分散する場合の分散質濃度は、1質量%以上、80質量%以下であり、所望の導電膜の膜厚に応じて調整することができる。80質量%を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜が得にくい。   Among the above-mentioned dispersion media, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are used in view of dispersibility of fine particles, stability of the dispersion, and ease of application to the droplet discharge method. More preferable examples of the dispersion medium include water and hydrocarbon compounds. These dispersion media can be used alone or as a mixture of two or more. When the conductive fine particles are dispersed in the dispersion medium, the dispersoid concentration is 1% by mass or more and 80% by mass or less, and can be adjusted according to the desired film thickness of the conductive film. If it exceeds 80% by mass, aggregation tends to occur and it is difficult to obtain a uniform film.

上記導電性微粒子を含むインクの表面張力は、0.02N/m以上、0.07N/m以下の範囲に入ることが好ましい。液滴吐出法によりインクを吐出する際、表面張力が0.02N/m未満であると、ノズル面に対するインクの濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、0.07N/mを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるためである。   The surface tension of the ink containing the conductive fine particles is preferably in the range of 0.02 N / m or more and 0.07 N / m or less. When ink is ejected by the droplet ejection method, if the surface tension is less than 0.02 N / m, the wettability of the ink with respect to the nozzle surface increases so that flight bending easily occurs, and if the surface tension exceeds 0.07 N / m. This is because the shape of the meniscus at the nozzle tip is not stable, and it becomes difficult to control the discharge amount and the discharge timing.

表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を不当に低下させない範囲で、フッ素系、シリコン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加することができる。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を良好化し、膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。上記分散液は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでいても差し支えない。   In order to adjust the surface tension, a trace amount of a surface tension adjusting agent such as a fluorine-based material, a silicon-based material, or a nonionic material can be added to the dispersion liquid in a range that does not unduly reduce the contact angle with the substrate. The nonionic surface tension modifier improves the wettability of the liquid to the substrate, improves the leveling property of the film, and helps to prevent the occurrence of crushing of the coating film and the generation of the itchy skin. The dispersion liquid may contain an organic compound such as alcohol, ether, ester, or ketone as necessary.

上記分散液の粘度は、1mPa・s以上、50mPa・s以下であることが好ましい。
液滴吐出法にて吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合には、ノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また、粘度が50mPa・sより大きい場合は、ノズルでの目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。
The viscosity of the dispersion is preferably 1 mPa · s or more and 50 mPa · s or less.
When discharging by the droplet discharge method, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the peripheral portion of the nozzle is easily contaminated by the outflow of ink, and if the viscosity is more than 50 mPa · s, the nozzle is clogged. This is because the frequency increases and it becomes difficult to smoothly discharge droplets.

図6(b)に示したコネクタ端子を金薄膜により形成する場合、例えば直径10nm程度の金微粒子をトルエン中に分散させた金微粒子分散液(真空冶金社製、商品名「パーフェクトゴールド」)をトルエンで希釈し、その粘度を5[mPa・s]程度、表面張力を20mN/m程度となるように調整し、この液状体を端子電極36b、36c及び接続配線36dを形成するためのインクとして用いる。   When the connector terminal shown in FIG. 6B is formed of a gold thin film, for example, a gold fine particle dispersion (trade name “Perfect Gold” manufactured by Vacuum Metallurgical Co., Ltd.) in which gold fine particles having a diameter of about 10 nm are dispersed in toluene is used. The ink is diluted with toluene, adjusted to have a viscosity of about 5 [mPa · s] and a surface tension of about 20 mN / m, and this liquid is used as ink for forming the terminal electrodes 36b and 36c and the connection wiring 36d. Use.

[コネクタ端子の形成手順]
上述したインクを用意したならば、図8に示す液滴吐出ヘッド101からインクの液滴を吐出してコネクタ基材36a上に配置する工程を行う。
ここで、上記液滴吐出工程に先立って、コネクタ基材36aに対する表面処理を行ってもよい。すなわち、コネクタ基材36aのインク塗布面について、インクの塗布に先立って撥インク処理(撥液処理)を施しておいてもよい。このような撥インク処理を施しておくことにより、コネクタ基材36a上に吐出配置(塗布)されるインクの位置をより高精度に制御することができる。
[Connector terminal formation procedure]
When the ink described above is prepared, a step of ejecting ink droplets from the droplet ejection head 101 shown in FIG. 8 and placing them on the connector base material 36a is performed.
Here, prior to the droplet discharge step, a surface treatment may be performed on the connector base material 36a. That is, ink repellent treatment (liquid repellent treatment) may be performed on the ink application surface of the connector base material 36a prior to ink application. By performing such an ink repellent treatment, the position of ink ejected (applied) on the connector base material 36a can be controlled with higher accuracy.

コネクタ基材36aの表面を撥インク処理するには、まず、用意したコネクタ基材36aをIPA(イソプロピルアルコール)等で洗浄する。その後さらに、波長254nmの紫外線を10mW/cm2程度の強度で照射してさらに洗浄(紫外線照射洗浄)してもよい。洗浄処理が終了したならば、コネクタ基材36aの表面に撥インク処理を施すため、コネクタ基材36aを、例えばヘキサデカフルオロ1,1,2,2テトラヒドロデシルトリエトキシシラン0.1gとともに密閉容器に入れ、加熱状態(120℃程度)に保持する。これにより、コネクタ基材36aの表面に撥インク性の単分子膜を形成することができる。単分子膜が形成されたコネクタ基材36aの表面は、前記インクとの接触角が例えば約60°となる。   In order to perform ink repellent treatment on the surface of the connector base material 36a, first, the prepared connector base material 36a is washed with IPA (isopropyl alcohol) or the like. Thereafter, further cleaning (ultraviolet irradiation cleaning) may be performed by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm with an intensity of about 10 mW / cm 2. When the cleaning process is completed, the connector base material 36a is sealed with 0.1 g of hexadecafluoro-1,1,2,2tetrahydrodecyltriethoxysilane, for example, in order to perform an ink repellent process on the surface of the connector base material 36a. And kept in a heated state (about 120 ° C.). Thereby, an ink-repellent monomolecular film can be formed on the surface of the connector base material 36a. The surface of the connector base material 36a on which the monomolecular film is formed has a contact angle with the ink of, for example, about 60 °.

なお、コネクタ基材36aの撥インク性が大きすぎる場合には、単分子膜を形成したコネクタ基材36aにさらに、紫外線(波長254nm)を例えば2分間照射すればよい。
この処理により、コネクタ基材36a表面の撥インク性を低下させることができる。
また、上述した撥インク処理の代わりに、コネクタ基材36a上に受容層を形成してもよい。すなわち、例えば多孔性シリカ粒子、アルミナ、アルミナ水和物等とバインダーとを有した多孔質層や親水性のポリマーによりインクを膨潤させて吸収させるものを受容層として形成してもよい。
When the ink repellency of the connector base material 36a is too high, the connector base material 36a on which the monomolecular film is formed may be further irradiated with ultraviolet rays (wavelength 254 nm) for 2 minutes, for example.
By this treatment, the ink repellency on the surface of the connector base material 36a can be lowered.
Moreover, you may form a receiving layer on the connector base material 36a instead of the ink repellent process mentioned above. That is, for example, a porous layer having porous silica particles, alumina, alumina hydrate, and the like and a binder, or a polymer that swells and absorbs ink with a hydrophilic polymer may be formed as the receiving layer.

前記コネクタ基材36a表面に必要に応じて上記撥インク処理を施したならば、上記インクの液滴を液滴吐出ヘッド101から吐出してコネクタ基材36a上の所定位置に滴下する。この工程では、コネクタ基材36a上で液滴吐出ヘッド101を走査しつつ液滴を吐出することで、コネクタ基材36aの一側面に複数のインクパターン(例えば端子電極36bとなるべきインクパターン)を形成する。
このとき、液滴を連続的に吐出してパターン形成を行う場合には、液だまり(バルジ)が生じないよう、液滴同士の重なりの程度を制御することが好ましい。この場合において、1回目の吐出では複数の液滴を互いに接しないように離間して吐出配置し、2回目以降の吐出によって、その間を埋めていくような吐出配置方法を採用すると、良好にバルジを防止できる。
If the ink repellent treatment is applied to the surface of the connector base material 36a as necessary, the ink droplets are discharged from the liquid droplet discharge head 101 and dropped onto a predetermined position on the connector base material 36a. In this step, a plurality of ink patterns (for example, ink patterns to be terminal electrodes 36b) are formed on one side surface of the connector substrate 36a by discharging droplets while scanning the droplet discharge head 101 on the connector substrate 36a. Form.
At this time, when pattern formation is performed by continuously ejecting droplets, it is preferable to control the degree of overlap between the droplets so as not to cause a bulge. In this case, if a discharge arrangement method is adopted in which a plurality of droplets are discharged and arranged so as not to contact each other in the first discharge, and the gap is filled by the second and subsequent discharges, a good bulge is obtained. Can be prevented.

液滴を吐出してコネクタ基材36a上に所定のインクパターンを形成したならば、その後、インクから分散媒の除去を行うため、必要に応じて乾燥処理する。乾燥処理は、例えば基板を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力10W以上、5000W以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では、100W以上、1000W以下の範囲で十分である。   If a predetermined ink pattern is formed on the connector base material 36a by ejecting the liquid droplets, then a drying process is performed as necessary to remove the dispersion medium from the ink. The drying process can be performed by lamp annealing, for example, in addition to a process using a normal hot plate or an electric furnace for heating the substrate. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but excimer laser such as infrared lamp, xenon lamp, YAG laser, argon laser, carbon dioxide laser, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. Can be used as a light source. These light sources generally have a power output in the range of 10 W or more and 5000 W or less, but in this embodiment, a range of 100 W or more and 1000 W or less is sufficient.

次いで、インクパターンを乾燥させて得られた乾燥膜に対し、微粒子間の電気的接触を良好なものとするための焼成処理を行う。この焼成処理により乾燥膜から分散媒が完全に除去され、また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるための有機物コーティング等が施されている場合には、このコーティングも除去される。
焼成処理は、熱処理又は光処理、あるいはこれらを組み合わせた処理により行われる。
焼成処理は、通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約300℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上100℃以下で行なうことが好ましい。
Next, the dried film obtained by drying the ink pattern is subjected to a baking treatment for improving the electrical contact between the fine particles. By this firing treatment, the dispersion medium is completely removed from the dried film, and when the surface of the conductive fine particles is provided with an organic coating for improving dispersibility, this coating is also removed.
The baking treatment is performed by heat treatment, light treatment, or a combination of these.
The firing treatment is usually performed in the air, but can also be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, helium, etc., if necessary. The treatment temperature of the firing treatment includes the boiling point (vapor pressure) of the dispersion medium, the type and pressure of the atmospheric gas, the thermal behavior such as dispersibility and oxidation of fine particles, the presence and amount of coating material, the heat resistance temperature of the substrate, etc. It is determined as appropriate in consideration. For example, in order to remove the coating material made of organic matter, it is necessary to bake at about 300 ° C. Moreover, when using a board | substrate, such as a plastic, it is preferable to carry out at room temperature or more and 100 degrees C or less.

焼成処理は、通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力10W以上、5000W以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では、100W以上、1000W以下の範囲で十分である。以上の工程により、膜中の微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。   The firing process can be performed by lamp annealing in addition to a process using a normal hot plate, electric furnace, or the like. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but excimer laser such as infrared lamp, xenon lamp, YAG laser, argon laser, carbon dioxide laser, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. Can be used as a light source. These light sources generally have a power output in the range of 10 W or more and 5000 W or less, but in this embodiment, a range of 100 W or more and 1000 W or less is sufficient. Through the above steps, electrical contact between the fine particles in the film is ensured and converted into a conductive film.

その後、以上の液滴吐出工程と、乾燥工程と、焼成工程とを、コネクタ基材36aの各側面について行うことで、コネクタ基材36a上に複数のコネクタ端子が形成されたコネクタ360を製造することができる。
なお、コネクタ基材36aの各側面について液滴吐出工程と乾燥工程とを行うことでコネクタ基材36aの各側面に所定パターンの乾燥膜を形成しておき、最後に一括して焼成工程を行うことで乾燥膜から導電膜への変換を行ってもよい。乾燥膜はそれを構成する導電性微粒子の間に多くの隙間を有しているため、その上にインクを配置した場合に良好にインクを保持することができる。したがって、コネクタ基材36aの側面に乾燥膜を形成した状態で他の側面について液滴吐出工程を行うことで、各側面に形成されている乾燥膜の接続性を向上させることができる。すなわち、端子電極36bと接続配線36dとの接続部位、及び端子電極36cと接続配線36dとの接続部位における接続性を向上させることができ、より信頼性に優れたコネクタ端子を形成することができる。
Then, the connector 360 in which a plurality of connector terminals are formed on the connector base material 36a is manufactured by performing the above-described droplet discharge process, drying process, and firing process for each side surface of the connector base material 36a. be able to.
In addition, by performing a droplet discharge process and a drying process on each side surface of the connector base material 36a, a dry film having a predetermined pattern is formed on each side surface of the connector base material 36a, and finally a baking process is performed collectively. Thus, the conversion from the dry film to the conductive film may be performed. Since the dry film has many gaps between the conductive fine particles constituting the dry film, the ink can be held well when the ink is disposed thereon. Therefore, the connectivity of the dry film formed on each side surface can be improved by performing the droplet discharge process on the other side surface with the dry film formed on the side surface of the connector base 36a. That is, the connectivity at the connection portion between the terminal electrode 36b and the connection wiring 36d and the connection portion between the terminal electrode 36c and the connection wiring 36d can be improved, and a connector terminal with higher reliability can be formed. .

<第3の実施形態>
次に、図7を参照して本発明の第3の実施形態について説明する。図7(a)は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面構成図であって、先の実施形態における図3に相当する図面である。図7(b)は、図7(a)に示すフレキシブル基板501の平面構成図である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a cross-sectional configuration diagram of the droplet discharge head of the present embodiment, which corresponds to FIG. 3 in the previous embodiment. FIG. 7B is a plan configuration diagram of the flexible substrate 501 shown in FIG.

本実施形態の液滴吐出ヘッドは、第1フレキシブル基板501、第2フレキシブル基板502、及び図示されない第3、第4フレキシブル基板を介して駆動回路部200A〜200Dを、図6(b)に示したコネクタ360に実装した構成に特徴を有している。したがって本実施形態の液滴吐出ヘッドにおいて、駆動回路部200A〜200Dの実装構造以外の構成は、図6に示した第2実施形態の液滴吐出ヘッドと同様であるから、図7においても、図6と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。   FIG. 6B shows the drive circuit units 200A to 200D through the first flexible substrate 501, the second flexible substrate 502, and the third and fourth flexible substrates (not shown). The configuration mounted on the connector 360 is characteristic. Therefore, in the droplet discharge head of the present embodiment, the configuration other than the mounting structure of the drive circuit units 200A to 200D is the same as that of the droplet discharge head of the second embodiment shown in FIG. Constituent elements common to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図7(a)に示す本実施形態の液滴吐出ヘッドは、リザーバ形成基板20を貫通して設けられた溝部700内にコネクタ360が配設され、このコネクタ360の図示上面(+Z側面)の端子電極36bに、第1フレキシブル基板501及び第2フレキシブル基板502が実装された構成を備えている。フレキシブル基板501,502の図示下面(−Z側面)には、それぞれ駆動回路部200A、200Bがフリップチップ実装されており、駆動回路部200A、200Bとフレキシブル基板501,502との間は、それぞれ樹脂モールド202により封止されている。駆動回路部200A〜200Dのフリップチップ実装には、先の実施形態と同様、ろう材による実装や、ACF、ACPを用いた実装、NCF、NCPを用いた実装等、種々の実装形態が採用できる。   In the droplet discharge head of the present embodiment shown in FIG. 7A, a connector 360 is disposed in a groove 700 provided through the reservoir forming substrate 20, and an upper surface (+ Z side surface) of the connector 360 is illustrated. The terminal electrode 36b has a configuration in which a first flexible substrate 501 and a second flexible substrate 502 are mounted. Drive circuit portions 200A and 200B are flip-chip mounted on the lower surfaces (-Z side surfaces) of the flexible substrates 501 and 502 shown in the drawing, respectively, and resin is provided between the drive circuit portions 200A and 200B and the flexible substrates 501 and 502, respectively. The mold 202 is sealed. For the flip-chip mounting of the drive circuit units 200A to 200D, various mounting forms such as mounting with a brazing material, mounting using ACF and ACP, mounting using NCF and NCP, etc. can be adopted as in the previous embodiment. .

図7(b)は、第1フレキシブル基板501を(a)図の下面側(−Z側)から見た平面構成図である。平面視で概略凸形の第1フレキシブル基板501上には駆動回路部200Aが実装されており、駆動回路部200Aの実装位置から、図示−X方向に複数の配線パターン510が延びており、各配線パターン510は、フレキシブル基板501の−X側端部に配列された複数の接続端子からなる接続端子群507に対し電気的に接続されている。また、駆動回路部200Aの実装位置から+X方向に複数の配線パターン511が延びており、各配線パターン511は、フレキシブル基板501の+X側の端部に配列形成された複数の接続端子からなる接続端子群508に対し電気的に接続されている。そして、第1フレキシブル基板501は、−X側端部の接続端子群507によりコネクタ360の端子電極36b(第1コネクタ端子群36A)に電気的に接続され、+X側端部の接続端子群508により図示略の外部回路に接続されるようになっている。   FIG. 7B is a plan view of the first flexible substrate 501 viewed from the lower surface side (−Z side) of FIG. The driving circuit unit 200A is mounted on the first flexible substrate 501 that is substantially convex in plan view, and a plurality of wiring patterns 510 extend in the −X direction from the mounting position of the driving circuit unit 200A. The wiring pattern 510 is electrically connected to a connection terminal group 507 including a plurality of connection terminals arranged at the −X side end of the flexible substrate 501. Also, a plurality of wiring patterns 511 extend in the + X direction from the mounting position of the drive circuit unit 200A, and each wiring pattern 511 is a connection composed of a plurality of connection terminals arrayed and formed at the end of the flexible substrate 501 on the + X side. The terminal group 508 is electrically connected. The first flexible substrate 501 is electrically connected to the terminal electrode 36b (first connector terminal group 36A) of the connector 360 by the connection terminal group 507 at the −X side end, and the connection terminal group 508 at the + X side end. Thus, an external circuit (not shown) is connected.

また図示は省略しているが、駆動回路部200Bが実装された第2フレキシブル基板502も第1フレキシブル基板501と同様の構成を具備している。さらに駆動回路部200C、200Dをそれぞれ実装した第3フレキシブル基板及び第4フレキシブル基板についても第1フレキシブル基板501と同様の構成である。
そして、図7(b)に示す第1フレキシブル基板501、及びこれと同等の構成を具備した第2〜第4フレキシブル基板が、リザーバ形成基板20の図示中央部に形成されている溝部700内に配置されているコネクタ360の上面の端子電極36bに対し電気的に接続されて、本実施形態の液滴吐出ヘッドが構成されている。第1〜第4フレキシブル基板と端子電極36bとの電気的接続は、ろう材、ACF、ACP、NCF、NCP等の種々の接合材を用いた接合により行うことができる。
本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、溝部700内に配置されるコネクタ360の厚さ(高さ)は、リザーバ形成基板20の厚さより大きくすることが好ましい。各フレキシブル基板を容易に接続することができるからであ。
Although not shown, the second flexible substrate 502 on which the drive circuit unit 200B is mounted also has the same configuration as the first flexible substrate 501. Further, the third flexible substrate and the fourth flexible substrate on which the drive circuit units 200C and 200D are mounted, respectively, have the same configuration as the first flexible substrate 501.
Then, the first flexible substrate 501 shown in FIG. 7B and the second to fourth flexible substrates having the same configuration are provided in the groove 700 formed in the central portion of the reservoir forming substrate 20 in the figure. The droplet discharge head of the present embodiment is configured by being electrically connected to the terminal electrode 36b on the upper surface of the connector 360 disposed. The electrical connection between the first to fourth flexible substrates and the terminal electrode 36b can be performed by bonding using various bonding materials such as brazing material, ACF, ACP, NCF, and NCP.
In the liquid droplet ejection head of this embodiment, it is preferable that the thickness (height) of the connector 360 disposed in the groove portion 700 is larger than the thickness of the reservoir forming substrate 20. This is because each flexible substrate can be easily connected.

上記構成を具備した本実施形態の液滴吐出ヘッドによれば、コネクタ360によりリザーバ形成基板20の上面側に引き出された圧電素子300の回路接続部に対して、駆動回路部200A〜200Dを実装した第1〜第4フレキシブル基板が電気的に接続されているので、この液滴吐出ヘッドをプリンタユニット等の液滴吐出装置に装着する際に、接続端子部の取り回しをフレキシブル基板の可撓性によって良好なものとすることができる。
また、駆動回路部200A〜200Dの実装形態の自由度が大きくなるため、駆動回路部の変更に伴う配線の引き回し形態の変更も容易になる。
According to the droplet discharge head of the present embodiment having the above-described configuration, the drive circuit units 200A to 200D are mounted on the circuit connection unit of the piezoelectric element 300 drawn to the upper surface side of the reservoir forming substrate 20 by the connector 360. Since the first to fourth flexible substrates are electrically connected, when the droplet discharge head is mounted on a droplet discharge device such as a printer unit, the connection terminal portion is handled flexibly. Can be good.
In addition, since the degree of freedom of the mounting form of the drive circuit units 200A to 200D is increased, it is easy to change the wiring routing mode accompanying the change of the drive circuit unit.

なお、本実施形態では、コネクタ360の各コネクタ端子群36A〜36に対して別々のフレキシブル基板を接続する構成について図示して説明したが、4個の駆動回路部200A〜200Dを1枚のフレキシブル基板に実装し、かかるフレキシブル基板をコネクタ360に電気的に接続した構成であってもよい。また、溝部700に対してX軸方向で同じ側に配置される第1フレキシブル基板と第3フレキシブル基板とを一体化したフレキシブル基板をコネクタ360の+X側のコネクタ端子に接続し、第2フレキシブル基板と第4フレキシブル基板とを一体化したフレキシブル基板を−X側のコネクタ端子に接続した構成とすることもできる。   In the present embodiment, the configuration in which separate flexible boards are connected to the connector terminal groups 36A to 36 of the connector 360 has been illustrated and described. However, the four drive circuit units 200A to 200D are combined into one flexible circuit. A configuration in which the flexible board is mounted on a board and the flexible board is electrically connected to the connector 360 may be employed. Further, a flexible substrate obtained by integrating the first flexible substrate and the third flexible substrate disposed on the same side in the X-axis direction with respect to the groove portion 700 is connected to the connector terminal on the + X side of the connector 360, and the second flexible substrate It is also possible to adopt a configuration in which a flexible board in which the first flexible board and the fourth flexible board are integrated is connected to a connector terminal on the -X side.

また、第1〜第4フレキシブル基板の下面側に実装された駆動回路部200A〜200Dと、リザーバ形成基板20との間を、さらに樹脂モールド等で封止した構成も採用できる。このようにして駆動回路部200A〜200Dをリザーバ形成基板20に封止、固定すれば、駆動回路部200A〜200Dを含む液滴吐出ヘッド全体を一体的に形成でき、ハンドリング性に優れた液滴吐出ヘッドを得られる。また、駆動回路部200A〜200Dがフレキシブル基板とリザーバ形成基板との間に封止されるため、駆動回路部200A〜200Dを良好に保護することができ、液滴吐出ヘッドの信頼性を高めることができる。   Moreover, the structure which sealed further between the drive circuit parts 200A-200D mounted in the lower surface side of the 1st-4th flexible substrate and the reservoir | reserver formation board | substrate 20 with the resin mold etc. is also employable. If the drive circuit units 200A to 200D are sealed and fixed to the reservoir forming substrate 20 in this way, the entire droplet discharge head including the drive circuit units 200A to 200D can be integrally formed, and the droplets have excellent handling properties. A discharge head can be obtained. Further, since the drive circuit units 200A to 200D are sealed between the flexible substrate and the reservoir forming substrate, the drive circuit units 200A to 200D can be well protected, and the reliability of the droplet discharge head is improved. Can do.

(液滴吐出装置)
次に、先の実施形態の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の一例について図7を参照しながら説明する。図8は、前記各実施形態の液滴吐出ヘッドを具備した液滴吐出装置IJの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置IJは、本発明に係る液滴吐出ヘッド101と、X軸方向駆動軸4と、Y軸方向ガイド軸5と、制御装置CONTと、ステージ7と、クリーニング機構8と、基台9と、ヒータ15とを備えている。ステージ7は、この液滴吐出装置IJによりインク(液体材料)を設けられる基板Pを支持するものであって、基板Pを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
(Droplet discharge device)
Next, an example of a droplet discharge device including the droplet discharge head of the previous embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a droplet discharge device IJ including the droplet discharge head of each of the embodiments.
The droplet discharge device IJ includes a droplet discharge head 101 according to the present invention, an X-axis direction drive shaft 4, a Y-axis direction guide shaft 5, a control device CONT, a stage 7, a cleaning mechanism 8, and a base. 9 and a heater 15. The stage 7 supports the substrate P on which ink (liquid material) is provided by the droplet discharge device IJ, and includes a fixing mechanism (not shown) that fixes the substrate P at a reference position.

液滴吐出ヘッド101は、先に記載のように、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とY軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド101の下面にY軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド101のノズルからは、ステージ7に支持されている基板Pに対して、形成する機能膜の種類に応じたインク(例えば導電性微粒子を含むインク)が吐出される。   As described above, the droplet discharge head 101 is a multi-nozzle type droplet discharge head provided with a plurality of discharge nozzles, and the longitudinal direction and the Y-axis direction coincide with each other. The plurality of discharge nozzles are provided on the lower surface of the droplet discharge head 101 at regular intervals along the Y-axis direction. From the nozzles of the droplet discharge head 101, ink (for example, ink containing conductive fine particles) corresponding to the type of functional film to be formed is discharged onto the substrate P supported by the stage 7.

X軸方向駆動軸4には、X軸方向駆動モータ2が接続されている。X軸方向駆動モータ2はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからX軸方向の駆動信号が供給されると、X軸方向駆動軸4を回転させる。X軸方向駆動軸304が回転すると、液滴吐出ヘッド101はX軸方向に移動する。
Y軸方向ガイド軸5は、基台9に対して動かないように固定されている。ステージ7は、Y軸方向駆動モータ3を備えている。Y軸方向駆動モータ3はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をY軸方向に移動する。
An X-axis direction drive motor 2 is connected to the X-axis direction drive shaft 4. The X-axis direction drive motor 2 is a stepping motor or the like, and rotates the X-axis direction drive shaft 4 when an X-axis direction drive signal is supplied from the control device CONT. When the X-axis direction drive shaft 304 rotates, the droplet discharge head 101 moves in the X-axis direction.
The Y-axis direction guide shaft 5 is fixed so as not to move with respect to the base 9. The stage 7 includes a Y-axis direction drive motor 3. The Y-axis direction drive motor 3 is a stepping motor or the like, and moves the stage 7 in the Y-axis direction when a drive signal in the Y-axis direction is supplied from the control device CONT.

制御装置CONTは、液滴吐出ヘッド101に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、X軸方向駆動モータ2に液滴吐出ヘッド101のX軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Y軸方向駆動モータ3にステージ7のY軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構8は、液滴吐出ヘッド101をクリーニングするものである。クリーニング機構8には、図示しないY軸方向の駆動モータが備えられている。このY軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Y軸方向ガイド軸5に沿って移動する。
クリーニング機構8の移動も制御装置CONTにより制御される。
ヒータ15は、ここではランプアニールにより基板Pを熱処理する手段であり、基板P上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ15の電源の投入及び遮断も制御装置CONTにより制御される。
The control device CONT supplies a droplet discharge control voltage to the droplet discharge head 101. In addition, a drive pulse signal for controlling the movement of the droplet discharge head 101 in the X-axis direction is supplied to the X-axis direction drive motor 2, and a drive pulse signal for controlling the movement of the stage 7 in the Y-axis direction is supplied to the Y-axis direction drive motor 3. Supply.
The cleaning mechanism 8 cleans the droplet discharge head 101. The cleaning mechanism 8 is provided with a Y-axis direction drive motor (not shown). By driving the drive motor in the Y-axis direction, the cleaning mechanism moves along the Y-axis direction guide shaft 5.
The movement of the cleaning mechanism 8 is also controlled by the control device CONT.
Here, the heater 15 is a means for heat-treating the substrate P by lamp annealing, and performs evaporation and drying of the solvent contained in the liquid material applied on the substrate P. The heater 15 is also turned on and off by the control device CONT.

液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド101と基板Pを支持するステージ7とを相対的に走査しつつ基板Pに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、X軸方向を走査方向、X軸方向と直交するY軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド101の吐出ノズルは、非走査方向であるY軸方向に一定間隔で並んで設けられている。
なお、図8では、液滴吐出ヘッド101は、基板Pの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド101の角度を調整し、基板Pの進行方向に対して交差させる向きにノズルが配列される配置としてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド101の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Pとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。
The droplet discharge device IJ discharges droplets onto the substrate P while relatively scanning the droplet discharge head 101 and the stage 7 that supports the substrate P. Here, in the following description, the X-axis direction is a scanning direction, and the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction is a non-scanning direction. Therefore, the discharge nozzles of the droplet discharge head 101 are provided side by side at regular intervals in the Y-axis direction, which is the non-scanning direction.
In FIG. 8, the droplet discharge head 101 is disposed at a right angle to the traveling direction of the substrate P. However, the angle of the droplet discharging head 101 is adjusted to intersect the traveling direction of the substrate P. Alternatively, the nozzles may be arranged in a row. In this way, the pitch between the nozzles can be adjusted by adjusting the angle of the droplet discharge head 101. Further, the distance between the substrate P and the nozzle surface may be arbitrarily adjusted.

上記構成を備えた液滴吐出装置IJは、液相法により各種デバイスを形成するためのデバイス形成装置として好適に用いることができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出されるインク(機能液)として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機EL装置、回路基板等を安価に製造することができる。   The droplet discharge apparatus IJ having the above configuration can be suitably used as a device forming apparatus for forming various devices by a liquid phase method. In this embodiment, as ink (functional liquid) discharged from the droplet discharge head, a liquid crystal display device forming material for forming a liquid crystal display device, an organic EL forming material for forming an organic EL display device, A material including a wiring pattern forming material for forming a wiring pattern of an electronic circuit is used. According to the manufacturing process in which these functional liquids are selectively arranged on a substrate by a droplet discharge device, the pattern arrangement of the functional material is possible without going through a photolithography process, so a liquid crystal display device, an organic EL device, a circuit board Etc. can be manufactured at low cost.

また、本発明に係る液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを画像形成手段として備えたプリンタ(インクジェットプリンタ)として構成することもでき、液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットとして構成することもできる。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用することができる。   The droplet discharge device according to the present invention can also be configured as a printer (inkjet printer) having a droplet discharge head as an image forming unit, and is configured as a printer unit realized by incorporating the droplet discharge head. You can also Such a printer unit is attached to, for example, a display device such as a television or an input device such as a whiteboard, and can be used to print an image displayed or input by the display device or the input device.

(半導体装置)
上記実施の形態では、本発明に係るデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドとその製造方法について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、三次元的に複数のICチップを積層した構造を有する半導体装置の実装構造にも適用することができる。
(Semiconductor device)
In the above-described embodiment, the liquid droplet ejection head having the device mounting structure according to the present invention and the manufacturing method thereof have been described. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. In particular, it can be applied to a mounting structure of a semiconductor device having a structure in which a plurality of IC chips are stacked.

図9は、SIP(System In Package)技術を用いた半導体装置の一例を示す断面構成図である。図9に示す半導体装置1000は、ベース基板(基体)1010と、ベース基板1010上に積層された複数のICチップ(デバイス)1020,1030,1040と、これらのICチップとベース基板1010との導電接続構造を構成する複数のコネクタ1060,1070,1080とを備えている。   FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of a semiconductor device using SIP (System In Package) technology. A semiconductor device 1000 illustrated in FIG. 9 includes a base substrate (base) 1010, a plurality of IC chips (devices) 1020, 1030, and 1040 stacked on the base substrate 1010, and conduction between these IC chips and the base substrate 1010. A plurality of connectors 1060, 1070, and 1080 constituting the connection structure are provided.

ベース基板1010は、例えばシリコン基板を主体としてなるものであり、ベース基板1010を板厚方向に貫通する複数(図示では8本)の貫通電極(導電接続部)1011が設けられている。ベース基板1010の図示下面側に露出した貫通電極1011のそれぞれに、半導体装置1000を電子機器等に実装する際の接続端子となる略球状のバンプ1012が設けられている。   The base substrate 1010 is mainly composed of, for example, a silicon substrate, and a plurality of (eight in the drawing) through-electrodes (conductive connection portions) 1011 penetrating the base substrate 1010 in the thickness direction are provided. Each through electrode 1011 exposed on the lower surface side of the base substrate 1010 is provided with a substantially spherical bump 1012 serving as a connection terminal when the semiconductor device 1000 is mounted on an electronic device or the like.

ベース基板1010の図示上面側に露出した貫通電極1011には、図示左側から順に、ICチップ1020と、コネクタ1060と、コネクタ1070とが実装されている。
ICチップ1020は、その図示上面側にも接続端子を具備した両面実装型のICチップである。またコネクタ1060,1070,1080は、シリコン基板等を基材としてなり、この基材を貫通する貫通電極(端子電極)1061,1071,1081を有している。これらのコネクタ1060,1070,1080には、第1実施形態に係るコネクタ35と同様の構成が適用でき、コネクタ35と同様の方法を用いて作製することができる。
An IC chip 1020, a connector 1060, and a connector 1070 are mounted in this order from the left side of the through electrode 1011 exposed on the upper surface side of the base substrate 1010 in the figure.
The IC chip 1020 is a double-sided mounting type IC chip having connection terminals on the upper surface side in the figure. The connectors 1060, 1070, and 1080 have a silicon substrate or the like as a base material and have through electrodes (terminal electrodes) 1061, 1071, and 1081 that penetrate the base material. These connectors 1060, 1070, and 1080 can have the same configuration as the connector 35 according to the first embodiment, and can be manufactured using the same method as the connector 35.

ICチップ1020の上面に設けられたパッド1021に、ICチップ1020より大きい幅を有するICチップ1030が実装されている。ICチップ1030は、ICチップ1020の外側の領域でコネクタ1070の貫通電極1071に対して実装されている。また、ICチップ1030と同層には、コネクタ1080がコネクタ1070上に積層されて配置されており、コネクタ1070,1080の貫通電極1071と貫通電極1081とが電気的に接続されている。そして、ICチップ1030の上面に設けられた複数のパッド1031と、コネクタ1080の貫通電極1081とに対して、ICチップ1030より大きい幅を有するICチップ1040が実装されている。   An IC chip 1030 having a width larger than that of the IC chip 1020 is mounted on a pad 1021 provided on the upper surface of the IC chip 1020. The IC chip 1030 is mounted on the through electrode 1071 of the connector 1070 in a region outside the IC chip 1020. In addition, in the same layer as the IC chip 1030, a connector 1080 is stacked on the connector 1070, and the through electrodes 1071 and the through electrodes 1081 of the connectors 1070 and 1080 are electrically connected. An IC chip 1040 having a width larger than that of the IC chip 1030 is mounted on the plurality of pads 1031 provided on the upper surface of the IC chip 1030 and the through electrode 1081 of the connector 1080.

すなわち、本実施形態の半導体装置1000では、ICチップ1020上にそれより大きいICチップ1030を積層配置したことでベース基板1010とICチップ1030との間に生じた段差を、かかる段差に相当する高さを有するコネクタ1060により解消し、かつICチップ1030とベース基板1010の貫通電極1011とを電気的に接続している。また、ICチップ1030上にそれより大きいICチップ1040を積層配置したことでベース基板1010とICチップ1040との間に生じた段差を、コネクタ1070とコネクタ1080とを積層することで前記段差に相当する高さとされたコネクタ積層体によって解消し、かつICチップ1040の接続端子とベース基板1010の貫通電極1011とを電気的に接続している。   That is, in the semiconductor device 1000 of the present embodiment, the step formed between the base substrate 1010 and the IC chip 1030 by stacking the larger IC chip 1030 on the IC chip 1020 is a high level corresponding to the step. The connector 1060 has a thickness and the IC chip 1030 and the through electrode 1011 of the base substrate 1010 are electrically connected. Further, the step formed between the base substrate 1010 and the IC chip 1040 by stacking the IC chip 1040 larger than the IC chip 1040 on the IC chip 1030 corresponds to the step by stacking the connector 1070 and the connector 1080. This is eliminated by the height of the connector laminate, and the connection terminal of the IC chip 1040 and the through electrode 1011 of the base substrate 1010 are electrically connected.

このように、本実施形態の半導体装置1000では、ベース基板1010側に小さいICチップを配置し、その上に大きいICチップを積層して実装する構成を採用したことで、上層側のICチップ1030,1040の信号線を、コネクタ1060及びコネクタ1070,1080によってベース基板1010の接続端子に直接的に引き出すことができるようになっている。これにより、下層側に配置されるICチップに、上層側のICチップの信号線を中継するための電極を設ける必要が無くなるので、汎用のICチップをベース基板1010上に実装できるようになり、低コストに高機能の半導体装置を得ることができる。   As described above, in the semiconductor device 1000 according to the present embodiment, the small IC chip is arranged on the base substrate 1010 side, and the large IC chip is stacked and mounted on the base substrate 1010 side. , 1040 signal lines can be directly drawn out to the connection terminals of the base substrate 1010 by the connector 1060 and the connectors 1070, 1080. This eliminates the need to provide an electrode for relaying the signal line of the upper IC chip on the IC chip arranged on the lower layer side, so that a general-purpose IC chip can be mounted on the base substrate 1010. A highly functional semiconductor device can be obtained at low cost.

なお、図9に示した構成は、本発明に係る半導体装置の一構成例を示したものであり、本発明の技術範囲はかかる実施形態に限定されるものではない。   The configuration shown in FIG. 9 shows one configuration example of the semiconductor device according to the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to such an embodiment.

<第4の実施形態>
<液滴吐出ヘッド>
続いて、本発明の第4の実施形態として、本発明にデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドについて図10から図11を参照して説明する。図10は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図11は図10のA−A線に沿う断面構成図である。
なお、これらの図において、図1乃至図9に示す第1〜第3の実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
<Fourth Embodiment>
<Droplet ejection head>
Subsequently, as a fourth embodiment of the present invention, a droplet discharge head having a device mounting structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a perspective configuration diagram showing an embodiment of a droplet discharge head, and FIG. 11 is a sectional configuration diagram taken along line AA in FIG.
In these drawings, the same components as those in the first to third embodiments shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態の液滴吐出ヘッド1は、インク(機能液)を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図10から図11に示すように、液滴吐出ヘッド1は、液滴が吐出されるノズル開口15を備えたノズル基板16と、ノズル基板16の上面(+Z側)に接続されてインク流路を形成する流路形成基板10と、流路形成基板10の上面に接続されて圧電素子(駆動素子)300の駆動によって変位する振動板400と、振動板400の上面に接続されてリザーバ100を形成するリザーバ形成基板(保護基板)20と、リザーバ形成基板20上に設けられた前記圧電素子300を駆動するための4個の駆動回路部(ドライバIC、デバイス)200A〜200Dと、駆動回路部200A〜200Dと接続された複数の配線パターン(第2導電接続部)34とを備えて構成されている。なお、上記流路形成基板10とリザーバ形成基板20とにより、本発明に係る基体が構成される。   The droplet discharge head 1 according to the present embodiment discharges ink (functional liquid) from a nozzle in the form of droplets. As shown in FIGS. 10 to 11, the droplet discharge head 1 is connected to a nozzle substrate 16 having a nozzle opening 15 through which droplets are discharged, and an upper surface (+ Z side) of the nozzle substrate 16 to connect an ink flow path. A diaphragm 400 that is connected to the upper surface of the channel forming substrate 10 and is displaced by driving of the piezoelectric element (driving element) 300, and a reservoir 100 that is connected to the upper surface of the diaphragm 400. A reservoir forming substrate (protective substrate) 20 to be formed, four driving circuit units (driver ICs, devices) 200A to 200D for driving the piezoelectric element 300 provided on the reservoir forming substrate 20, and a driving circuit unit A plurality of wiring patterns (second conductive connection portions) 34 connected to 200A to 200D are provided. The flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 constitute a base according to the present invention.

振動板400を変形させるための圧電素子300は、図11に示すように、流路形成基板10の上面(+Z側の面;第1面)10aに形成された、下電極膜60側から順に圧電体膜70と、上電極膜(第1導電接続部)80とを積層した構造を備えている。圧電体膜70の厚さは例えば1μm程度、上電極膜80の厚さは例えば0.1μm程度である。
なお、圧電素子300の概念としては、圧電体膜70及び上電極膜80に加えて、下電極膜60を含むものであってもよい。下電極膜60は圧電素子300として機能する一方、振動板400としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜50及び下電極膜60が振動板400として機能する構成を採用しているが、弾性膜50を省略して下電極膜60が弾性膜(50)を兼ねる構成とすることもできる。
As shown in FIG. 11, the piezoelectric element 300 for deforming the vibration plate 400 is formed on the upper surface (+ Z side surface; first surface) 10a of the flow path forming substrate 10 in order from the lower electrode film 60 side. A structure in which the piezoelectric film 70 and the upper electrode film (first conductive connection portion) 80 are stacked is provided. The thickness of the piezoelectric film 70 is, for example, about 1 μm, and the thickness of the upper electrode film 80 is, for example, about 0.1 μm.
The concept of the piezoelectric element 300 may include the lower electrode film 60 in addition to the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80. This is because the lower electrode film 60 functions as the piezoelectric element 300 and also functions as the diaphragm 400. In the present embodiment, a configuration in which the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as the diaphragm 400 is employed, but the elastic film 50 is omitted and the lower electrode film 60 also serves as the elastic film (50). You can also

図10に示すように、リザーバ形成基板20上には4個の駆動回路部200A〜200Dが配設されている。駆動回路部200A〜200Dは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路(IC)を含んで構成されている。各駆動回路部200A〜200Dは、図示下面側に複数の接続端子200aを備えており、この接続端子200aがリザーバ形成基板20の上面(第2面)20aに形成された配線パターン34に対して接続されている。   As shown in FIG. 10, four drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> D are disposed on the reservoir forming substrate 20. The drive circuit units 200A to 200D are configured to include, for example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) including a drive circuit. Each of the drive circuit units 200A to 200D includes a plurality of connection terminals 200a on the lower surface side in the drawing, and the connection terminals 200a are connected to the wiring pattern 34 formed on the upper surface (second surface) 20a of the reservoir forming substrate 20. It is connected.

図10及び図11に示すように、リザーバ形成基板20のうち、X軸方向に関して中央部には、断面が下方に向かうに従って縮径するテーパ形状を有し、Y軸方向に延びる溝部(貫通孔)700が形成されている。すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、この溝部700が、圧電素子300の上電極膜80(回路接続部)と、それらに接続されるべき前記駆動回路部200A〜200Dの接続端子200a(配線パターン34)とを隔てる段差を形成している。   As shown in FIGS. 10 and 11, in the reservoir forming substrate 20, a central portion with respect to the X-axis direction has a tapered shape whose diameter decreases as the cross section goes downward, and a groove portion (through hole) extending in the Y-axis direction. ) 700 is formed. That is, in the liquid droplet ejection head of this embodiment, the groove portion 700 includes the upper electrode film 80 (circuit connection portion) of the piezoelectric element 300 and the connection terminals 200a (200a to 200D) of the drive circuit portions 200A to 200D to be connected thereto. A step is formed separating the wiring pattern 34).

そして、溝部700内には、その底面部に露出された各圧電素子300の上電極膜80に位置合わせされて、コネクタ360が配設されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、このコネクタ360によって溝部700の底面部(流路形成基板10の上面10a)と、駆動回路部200A〜200Dが配置されるリザーバ形成基板20の上面20aとの段差が解消され、駆動回路部200A〜200Dがリザーバ形成基板20上に平面的に実装されている。   In the groove 700, a connector 360 is disposed so as to be aligned with the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300 exposed on the bottom surface thereof. In the droplet discharge head 1 of the present embodiment, the connector 360 allows the bottom surface of the groove 700 (the upper surface 10a of the flow path forming substrate 10) and the upper surface 20a of the reservoir forming substrate 20 on which the drive circuit units 200A to 200D are disposed. The drive circuit portions 200A to 200D are mounted on the reservoir forming substrate 20 in a planar manner.

コネクタ360は、図12に示すように、四角柱状の平板部41と、上方が縮径する傾斜面42aを有し平板部41の幅方向中央部に長さ方向(Y軸方向)に沿って突設された突部42とからなるコネクタ基材36aと、突部42の図示上面(+Z側面)に配列形成された複数の端子電極(第1端子電極)36bと、平板部41の図示上面(+Z側面)に配列形成された複数の端子電極(第2端子電極)36cと、突部42の傾斜面42a(+X側面、−X側面)に形成されて前記各端子電極36bとそれと対応する前記各端子電極36cとを電気的に接続する複数の接続配線36dと、端子電極36b、36cにそれぞれ突設されたバンプ36e、36fとを備えて構成されている。   As shown in FIG. 12, the connector 360 has a rectangular columnar flat plate portion 41 and an inclined surface 42a whose diameter is reduced on the upper side, along the length direction (Y-axis direction) at the center in the width direction of the flat plate portion 41. A connector base material 36a comprising projecting protrusions 42, a plurality of terminal electrodes (first terminal electrodes) 36b arranged on the upper surface (+ Z side surface) of the protrusion 42, and an upper surface of the flat plate portion 41. A plurality of terminal electrodes (second terminal electrodes) 36c arranged on the (+ Z side surface) and the inclined surface 42a (+ X side surface, -X side surface) of the protrusion 42 correspond to the terminal electrodes 36b. A plurality of connection wirings 36d for electrically connecting the terminal electrodes 36c and bumps 36e and 36f projecting from the terminal electrodes 36b and 36c are provided.

なお、突部42は、図11に示すように、リザーバ形成基板20の溝部700に接触しない幅に形成されている。また、突部42の高さ(Z方向の長さ)は、配線パターン34と上電極膜80との段差(すなわち、流路形成基板10の上面10aとリザーバ形成基板20の上面20aとの段差)の高さと略同一に形成されている。   As shown in FIG. 11, the protrusion 42 is formed with a width that does not contact the groove 700 of the reservoir forming substrate 20. The height of the protrusion 42 (the length in the Z direction) is a step between the wiring pattern 34 and the upper electrode film 80 (that is, a step between the upper surface 10a of the flow path forming substrate 10 and the upper surface 20a of the reservoir forming substrate 20). ) And substantially the same height.

コネクタ360において、端子電極36b、36cと、両者を接続する接続配線36dと、バンプ36e、36fとが、1つのコネクタ端子を形成しており、これらのコネクタ端子は、図11に示す溝部700内に延出された上電極膜80のピッチに一致するピッチでコネクタ基材36a上に配列されている。
コネクタ360の延在方向に配列された複数の前記コネクタ端子のうち、互いに近接して配置された一群のコネクタ端子が、図12に示す第1コネクタ端子群36A〜第4コネクタ端子群36Dを形成している。第1コネクタ端子群36Aと第2コネクタ端子群36Bとは、コネクタ基材36aの上面でX軸方向に関し互いに対向して配置されており、第3コネクタ端子群36Cと第4コネクタ端子群36Dも、コネクタ基材36aの上面でX軸方向に関し互いに対向して配置されている。
In the connector 360, the terminal electrodes 36b and 36c, the connection wiring 36d for connecting the two, and the bumps 36e and 36f form one connector terminal, and these connector terminals are provided in the groove 700 shown in FIG. Are arranged on the connector base material 36a at a pitch that matches the pitch of the upper electrode film 80 extending in the direction of the upper electrode film 80.
Among the plurality of connector terminals arranged in the extending direction of the connector 360, a group of connector terminals arranged close to each other forms a first connector terminal group 36A to a fourth connector terminal group 36D shown in FIG. is doing. The first connector terminal group 36A and the second connector terminal group 36B are arranged opposite to each other in the X-axis direction on the upper surface of the connector base 36a, and the third connector terminal group 36C and the fourth connector terminal group 36D are also arranged. The upper surface of the connector base 36a is disposed to face each other in the X-axis direction.

また、コネクタ360には、平板部41の上面に位置して、アライメントマークAMが形成されている。アライメントマークAMは、第1コネクタ端子群36A〜第4コネクタ端子群36Dの位置検出時の基準となるものであり、端子電極36c及びバンプ36fと同一面で、+X側の面では−Y側の端部近傍の位置、−X側の面では+Y側の端部近傍の位置(こちらのアライメントマークは図示省略)に、それぞれ第1コネクタ端子群36A〜第4コネクタ端子群36Dに対する相対位置が正確に位置決めして形成されている。これらアライメントマークAMは、端子電極36c及びバンプ36fと同一材料、且つ同一工程で形成されることにより、第1コネクタ端子群36A〜第4コネクタ端子群36Dとの相対位置精度を容易に維持することができる。   The connector 360 is formed with an alignment mark AM located on the upper surface of the flat plate portion 41. The alignment mark AM serves as a reference when the positions of the first connector terminal group 36A to the fourth connector terminal group 36D are detected. The alignment mark AM is on the same plane as the terminal electrode 36c and the bump 36f, and is on the −Y side on the + X side. The relative positions of the first connector terminal group 36 </ b> A to the fourth connector terminal group 36 </ b> D are accurate at the position near the end and the position near the + Y end on the −X side surface (this alignment mark is not shown). It is formed by positioning. These alignment marks AM are formed of the same material and in the same process as the terminal electrodes 36c and the bumps 36f, so that the relative positional accuracy with respect to the first connector terminal group 36A to the fourth connector terminal group 36D can be easily maintained. Can do.

コネクタ基材36aは、少なくともその表面が絶縁性を有する材料からなるものであり、例えば、セラミックス、ガラスエポキシ、ガラス等の絶縁性材料の成形体や、シリコン(Si)からなる基体の表面に熱酸化により酸化シリコン膜を形成したものや、前記シリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成したものを用いることができる。シリコン基体の表面に絶縁膜を形成したコネクタ基材36aを用いる場合、同じくシリコンからなる流路形成基板10やリザーバ形成基板20と線膨張係数が略同一となり、熱膨張率を一致させることができるため、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できるという利点が得られる。
一方、コネクタ基材36aとしてガラスエポキシやセラミックス等の成形体を用いると、シリコン基体を用いた場合に比して優れた耐衝撃性等を得られる。
The connector base 36a is made of a material having at least an insulating surface. For example, a molded body of an insulating material such as ceramics, glass epoxy, or glass, or a surface of a base made of silicon (Si) is heated. A film in which a silicon oxide film is formed by oxidation or a film in which an insulating resin film is formed on the surface of the silicon substrate can be used. When the connector base material 36a in which an insulating film is formed on the surface of the silicon base is used, the linear expansion coefficient is substantially the same as that of the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 which are also made of silicon, and the thermal expansion coefficient can be matched. Therefore, there is an advantage that it is possible to effectively prevent peeling or the like in the conductive joint due to a volume change due to a temperature change.
On the other hand, when a molded body such as glass epoxy or ceramic is used as the connector base material 36a, excellent impact resistance and the like can be obtained as compared with the case where a silicon substrate is used.

コネクタ端子を構成する端子電極36b、36c、及び接続配線36dは、金属材料や導電性ポリマー、超電導体等により形成することができる。コネクタ端子はAu(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Pd(パラジウム)、Ni(ニッケル)等の金属材料からなるものであることが好ましい。特に端子電極36b、36cにおけるバンプ36e、36fについては、Auで形成されることが好ましい。駆動回路部200A〜200Dの接続端子200aがAuバンプである場合に、Au−Au接合によって確実な接合を容易に得られるためである。   The terminal electrodes 36b and 36c and the connection wiring 36d constituting the connector terminal can be formed of a metal material, a conductive polymer, a superconductor, or the like. The connector terminal is preferably made of a metal material such as Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Pd (palladium), or Ni (nickel). In particular, the bumps 36e and 36f in the terminal electrodes 36b and 36c are preferably formed of Au. This is because when the connection terminals 200a of the drive circuit units 200A to 200D are Au bumps, reliable bonding can be easily obtained by Au-Au bonding.

上記構成を具備したコネクタ360は、図11に示すように、突部42において端子電極36b及びバンプ36eを溝部700の底面側(上電極膜80側)に向けた状態で配置されるとともに、溝部700内に延出されている圧電素子300の上電極膜80にバンプ36eを介してフリップチップ実装されている。また、コネクタ360は、平板部41において端子電極36c及びバンプ36fを配線パターン34(リザーバ形成基板20の上面20a)に向けた状態で配置されるとともに、配線パターン34にバンプ36fを介してフリップチップ実装されている。   As shown in FIG. 11, the connector 360 having the above-described configuration is arranged with the terminal electrodes 36 b and the bumps 36 e facing the bottom surface side (upper electrode film 80 side) of the groove portion 700 in the protruding portion 42. Flip-chip mounting is performed on the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 extending into 700 via bumps 36e. In addition, the connector 360 is disposed in the flat plate portion 41 with the terminal electrodes 36c and the bumps 36f facing the wiring pattern 34 (the upper surface 20a of the reservoir forming substrate 20), and is flip-chip connected to the wiring pattern 34 via the bumps 36f. Has been implemented.

コネクタ360の実装状態をより詳細に説明すると、前記第1コネクタ端子群36Aは、溝部700の底面上に配列されている複数の上電極膜80のうち、第1ノズル開口群15A及び第1圧力発生室群12Aに対応する第1圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して、端子電極36b及びバンプ36eを介して電気的に接続されている。第2コネクタ端子群36Bは、第2ノズル開口群15B及び第2圧力発生室群12Bに対応する第2圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して、端子電極36b及びバンプ36eを介して電気的に接続されている。   The mounting state of the connector 360 will be described in more detail. The first connector terminal group 36A includes the first nozzle opening group 15A and the first pressure among the plurality of upper electrode films 80 arranged on the bottom surface of the groove 700. The piezoelectric element 300 constituting the first piezoelectric element group corresponding to the generation chamber group 12A is electrically connected to the upper electrode film 80 via the terminal electrode 36b and the bump 36e. The second connector terminal group 36B has a terminal electrode 36b and a bump against the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 constituting the second piezoelectric element group corresponding to the second nozzle opening group 15B and the second pressure generating chamber group 12B. 36e is electrically connected.

また図11には表示されていないが、第3コネクタ端子群36Cは、上記第1コネクタ端子群36Aと同様、第3圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して端子電極36b及びバンプ36eを介して電気的に接続されており、第4コネクタ端子群36Dは、上記第2コネクタ端子群36Bと同様、第4圧電素子群を構成する圧電素子300の上電極膜80に対して端子電極36b及びバンプ36eを介して電気的に接続されている。   Although not shown in FIG. 11, the third connector terminal group 36C has terminal electrodes with respect to the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 constituting the third piezoelectric element group, like the first connector terminal group 36A. The fourth connector terminal group 36D is electrically connected to the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 constituting the fourth piezoelectric element group in the same manner as the second connector terminal group 36B. It is electrically connected to the terminal electrode 36b and the bump 36e.

本実施形態では特に、コネクタ360の端子電極36b、36cにAuからなるバンプ36e、36fを設けているので、配線パターン34及び上電極膜80に対してコネクタ360を押し当てた際にバンプ36e、36fが容易に変形するので、例えば、コネクタ360(平板部41及び突部42)の高さばらつきによって端子電極36b、36cのZ軸方向の位置がずれていても、バンプ36e、36fの変形によってこのずれを吸収することができ、端子電極36bと上電極膜80、及び端子電極36cと配線パターン34をそれぞれ電気的に接続することができる。   In the present embodiment, in particular, bumps 36e and 36f made of Au are provided on the terminal electrodes 36b and 36c of the connector 360. Therefore, when the connector 360 is pressed against the wiring pattern 34 and the upper electrode film 80, the bump 36e, Since 36f easily deforms, for example, even if the position of the terminal electrodes 36b and 36c in the Z-axis direction is shifted due to the height variation of the connector 360 (the flat plate portion 41 and the protrusion 42), the deformation of the bumps 36e and 36f This shift can be absorbed, and the terminal electrode 36b and the upper electrode film 80, and the terminal electrode 36c and the wiring pattern 34 can be electrically connected.

フリップチップ実装(導電接続構造)の形態としては、ろう材、又は異方性導電フィルム(ACF:anisotropic conductive film)や異方性導電ペースト(ACP:anisotropic conductive paste)を含む異方性導電材料、非導電性フィルム(NCF:Non Conductive Film)や非導電性ペースト(NCP:Non Conductive Paste)を含む絶縁樹脂材料を用いたものとすることができる。
また、配線パターン34に対する駆動回路部200A〜200Dのフリップチップ実装に際しても、上記ろう材、又は異方性導電膜や異方性導電ペーストを含む異方性導電材料、非導電性膜や非導電性ペーストを含む絶縁樹脂材料を用いた導電接続構造が採用できる。
As a form of flip chip mounting (conductive connection structure), a brazing material, an anisotropic conductive material including an anisotropic conductive film (ACF) or an anisotropic conductive paste (ACP), An insulating resin material including a non-conductive film (NCF) or a non-conductive paste (NCP: Non Conductive Paste) can be used.
Further, when flip-chip mounting the drive circuit portions 200A to 200D on the wiring pattern 34, the above brazing material, an anisotropic conductive material including an anisotropic conductive film or an anisotropic conductive paste, a non-conductive film, or a non-conductive film is used. A conductive connection structure using an insulating resin material containing a conductive paste can be employed.

上述した構成を有する液滴吐出ヘッド1により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド1に接続された外部コントローラ(図示略)によって機能液導入口25に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口25を介してリザーバ100に供給された後、ノズル開口15に至るまでの液滴吐出ヘッド1の内部流路を満たす。   In order to eject droplets of the functional liquid by the droplet discharge head 1 having the above-described configuration, an external controller (not shown) connected to the droplet discharge head 1 is connected to the functional liquid inlet 25 (not shown). The external functional liquid supply device is driven. The functional liquid delivered from the external functional liquid supply device fills the internal flow path of the droplet discharge head 1 from the functional liquid introduction port 25 to the reservoir 100 to the nozzle opening 15.

また外部コントローラは、リザーバ形成基板20上に実装された駆動回路部200等に駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部200は、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、配線パターン34、コネクタ360の端子電極等を介して導電接続された各圧電素子300に送信する。
すると、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧が印加される結果、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体膜70に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室12の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口15より液滴が吐出される。
Further, the external controller transmits drive power and a command signal to the drive circuit unit 200 mounted on the reservoir forming substrate 20. The drive circuit unit 200 that has received the command signal or the like transmits a drive signal based on the command from the external controller to each piezoelectric element 300 that is conductively connected via the wiring pattern 34, the terminal electrode of the connector 360, and the like.
Then, as a result of applying a voltage between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 70 are displaced. Due to the displacement, the volume of each pressure generating chamber 12 changes to increase the internal pressure, and a droplet is ejected from the nozzle opening 15.

<コネクタの製造方法>
本実施形態の液滴吐出ヘッドに用いられているコネクタ360は、セラミックスやガラスエポキシ等の絶縁性の基材が用いられる場合には、研削等の機械加工を施して、図12に示す断面視凸状に形成したコネクタ基材36aの表面に、コネクタ端子(端子電極36b、36c、接続配線36d、バンプ36e、36f)をパターン形成することで作製することができる。また、シリコン基体のように導電性を有する基体を用いる場合には、異方性エッチング等により部分的に除去して断面視凸状に形成したシリコン基体の表面に熱酸化等により酸化シリコン膜を形成して得られたコネクタ基材、あるいはシリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成することで得られたコネクタ基材の表面に、前記コネクタ端子をパターン形成することで作製することができる。
<Connector manufacturing method>
The connector 360 used in the droplet discharge head of this embodiment is subjected to mechanical processing such as grinding when an insulating base material such as ceramics or glass epoxy is used, and is shown in a cross-sectional view in FIG. It can be manufactured by patterning connector terminals (terminal electrodes 36b, 36c, connection wiring 36d, bumps 36e, 36f) on the surface of the connector base 36a formed in a convex shape. When a conductive substrate such as a silicon substrate is used, a silicon oxide film is formed by thermal oxidation or the like on the surface of the silicon substrate that is partially removed by anisotropic etching and formed in a convex shape in cross section. It can be produced by pattern-forming the connector terminal on the surface of the connector base material obtained by forming an insulating resin film on the surface of the connector base material obtained by forming the silicon base material. .

前記コネクタ端子をコネクタ基材36a上にパターン形成する方法としては、例えば、気相法を用いて形成した導電膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする方法、コネクタ基材36a上に所定パターンの開口部を具備したマスク材を配し、当該マスク材を介した気相法やめっき法により導電膜(金属膜)を選択的に形成する方法、液滴吐出法を用いて導電膜をパターン形成する方法、及び印刷法を用いてコネクタ基材36a上に導電膜をパターン形成する方法等を用いることができる。   Examples of a method of patterning the connector terminals on the connector base material 36a include a method of patterning a conductive film formed using a vapor phase method using a photolithography technique, and opening a predetermined pattern on the connector base material 36a. A mask material provided with a portion is provided, and a method of selectively forming a conductive film (metal film) by a vapor phase method or a plating method through the mask material, or pattern formation of the conductive film using a droplet discharge method A method and a method of patterning a conductive film on the connector base material 36a using a printing method and the like can be used.

以下、コネクタ360の製造方法の一例として、液滴吐出法を用いたコネクタ端子(端子電極36b、36c、接続配線36d、バンプ36e、36f)の形成方法について説明する。本実施形態では、コネクタ基材36aとして断面視凸状のセラミックス成形体を用いた場合について説明するが、他の材質のコネクタ基材を用いた場合も同様である。   Hereinafter, as an example of a method for manufacturing the connector 360, a method for forming connector terminals (terminal electrodes 36b and 36c, connection wiring 36d, bumps 36e and 36f) using a droplet discharge method will be described. In the present embodiment, a case where a ceramic molded body having a convex shape in cross section is used as the connector base material 36a will be described, but the same applies to the case where a connector base material of another material is used.

液滴吐出法によるコネクタ端子の形成には、上記の液滴吐出ヘッド1を有する液滴吐出装置を好適に用いることができる。すなわち、液滴吐出装置に設けられた液滴吐出ヘッド1から、コネクタ端子を形成するためのインクを吐出してコネクタ基材36a上に所定パターンを形成するように配置する。その後コネクタ基材36a上のインクを乾燥、焼成することで金属薄膜を形成する。以上の工程をコネクタ基材36aの突部42の上面及び傾斜面42a、平坦部41の上面について順次繰り返すことで、端子電極36b、36cとこれらを接続する接続配線36d及びバンプ36e、36fとをコネクタ基材36a上に形成することができる。   In forming the connector terminal by the droplet discharge method, the droplet discharge apparatus having the droplet discharge head 1 can be preferably used. That is, the ink is disposed so that a predetermined pattern is formed on the connector base material 36a by discharging ink for forming the connector terminal from the droplet discharge head 1 provided in the droplet discharge device. Thereafter, the ink on the connector substrate 36a is dried and baked to form a metal thin film. By repeating the above steps sequentially for the upper surface of the protrusion 42 and the inclined surface 42a of the connector base 36a and the upper surface of the flat portion 41, the terminal electrodes 36b and 36c and the connection wiring 36d and the bumps 36e and 36f for connecting them are formed. It can be formed on the connector base material 36a.

図12に示したコネクタ端子を金薄膜により形成する場合、例えば直径10nm程度の金微粒子をトルエン中に分散させた金微粒子分散液(真空冶金社製、商品名「パーフェクトゴールド」)をトルエンで希釈し、その粘度を5[mPa・s]程度、表面張力を20mN/m程度となるように調整し、この液状体を端子電極36b、36c及び接続配線36d、バンプ36e、36fを形成するためのインクとして用いる。   When the connector terminal shown in FIG. 12 is formed of a gold thin film, for example, a gold fine particle dispersion (trade name “Perfect Gold” manufactured by Vacuum Metallurgical Co., Ltd.) in which gold fine particles having a diameter of about 10 nm are dispersed in toluene is diluted with toluene. Then, the viscosity is adjusted to about 5 [mPa · s] and the surface tension is adjusted to about 20 mN / m, and this liquid material is used to form the terminal electrodes 36b and 36c, the connection wiring 36d, and the bumps 36e and 36f. Used as ink.

[コネクタ端子の形成手順]
上述したインクを用意したならば、液滴吐出ヘッド1からインクの液滴を吐出してコネクタ基材36a上に配置する工程を行う。
ここで、上記液滴吐出工程に先立って、コネクタ基材36aに対する表面処理を行ってもよい。すなわち、コネクタ基材36aのインク塗布面について、インクの塗布に先立って撥インク処理(撥液処理)を施しておいてもよい。このような撥インク処理を施しておくことにより、コネクタ基材36a上に吐出配置(塗布)されるインクの位置をより高精度に制御することができる。
[Connector terminal formation procedure]
When the ink described above is prepared, a step of ejecting ink droplets from the droplet ejection head 1 and placing them on the connector substrate 36a is performed.
Here, prior to the droplet discharge step, a surface treatment may be performed on the connector base material 36a. That is, ink repellent treatment (liquid repellent treatment) may be performed on the ink application surface of the connector base material 36a prior to ink application. By performing such an ink repellent treatment, the position of ink ejected (applied) on the connector base material 36a can be controlled with higher accuracy.

前記コネクタ基材36a表面に必要に応じて上記撥インク処理を施したならば、上記インクの液滴を液滴吐出ヘッド1から吐出してコネクタ基材36a上の所定位置に滴下する。この工程では、コネクタ基材36a上で液滴吐出ヘッド1を走査しつつ液滴を吐出することで、コネクタ基材36aの一側面に複数のインクパターン(例えば端子電極36bとなるべきインクパターン)を形成する。
このとき、液滴を連続的に吐出してパターン形成を行う場合には、液だまり(バルジ)が生じないよう、液滴同士の重なりの程度を制御することが好ましい。この場合において、1回目の吐出では複数の液滴を互いに接しないように離間して吐出配置し、2回目以降の吐出によって、その間を埋めていくような吐出配置方法を採用すると、良好にバルジを防止できる。
If the ink repellent treatment is applied to the surface of the connector base material 36a as necessary, the ink droplets are discharged from the liquid droplet discharge head 1 and dropped onto a predetermined position on the connector base material 36a. In this step, a plurality of ink patterns (for example, ink patterns to be terminal electrodes 36b) are formed on one side surface of the connector substrate 36a by discharging the droplets while scanning the droplet discharge head 1 on the connector substrate 36a. Form.
At this time, when pattern formation is performed by continuously ejecting droplets, it is preferable to control the degree of overlap between the droplets so as not to cause a bulge. In this case, if a discharge arrangement method is adopted in which a plurality of droplets are discharged and arranged so as not to contact each other in the first discharge, and the gap is filled by the second and subsequent discharges, a good bulge is obtained. Can be prevented.

液滴を吐出してコネクタ基材36a上に所定のインクパターンを形成したならば、その後、インクから分散媒の除去を行うため、必要に応じて乾燥処理する。乾燥処理は、例えば基板を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。   If a predetermined ink pattern is formed on the connector base material 36a by ejecting the liquid droplets, then a drying process is performed as necessary to remove the dispersion medium from the ink. The drying process can be performed by lamp annealing, for example, in addition to a process using a normal hot plate or an electric furnace for heating the substrate. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but excimer laser such as infrared lamp, xenon lamp, YAG laser, argon laser, carbon dioxide laser, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. Can be used as a light source.

次いで、インクパターンを乾燥させて得られた乾燥膜に対し、微粒子間の電気的接触を良好なものとするための焼成処理を行う。この焼成処理により乾燥膜から分散媒が完全に除去され、また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるための有機物コーティング等が施されている場合には、このコーティングも除去される。
焼成処理は、熱処理又は光処理、あるいはこれらを組み合わせた処理により行われる。
焼成処理は、通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約300℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上100℃以下で行なうことが好ましい。
Next, the dried film obtained by drying the ink pattern is subjected to a baking treatment for improving the electrical contact between the fine particles. By this firing treatment, the dispersion medium is completely removed from the dried film, and when the surface of the conductive fine particles is provided with an organic coating for improving dispersibility, this coating is also removed.
The baking treatment is performed by heat treatment, light treatment, or a combination of these.
The firing treatment is usually performed in the air, but can also be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, helium, etc., if necessary. The treatment temperature of the firing treatment includes the boiling point (vapor pressure) of the dispersion medium, the type and pressure of the atmospheric gas, the thermal behavior such as dispersibility and oxidation of fine particles, the presence and amount of coating material, the heat resistance temperature of the substrate, etc. It is determined as appropriate in consideration. For example, in order to remove the coating material made of organic matter, it is necessary to bake at about 300 ° C. Moreover, when using a board | substrate, such as a plastic, it is preferable to carry out at room temperature or more and 100 degrees C or less.

以上の工程により、膜中の微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。
その後、以上の液滴吐出工程と、乾燥工程と、焼成工程とを、コネクタ基材36aの各側面について行うことで、コネクタ基材36a上に複数のコネクタ端子が形成されたコネクタ360を製造することができる。
Through the above steps, electrical contact between the fine particles in the film is ensured and converted into a conductive film.
Then, the connector 360 in which a plurality of connector terminals are formed on the connector base material 36a is manufactured by performing the above-described droplet discharge process, drying process, and firing process for each side surface of the connector base material 36a. be able to.

なお、コネクタ基材36aの各側面について液滴吐出工程と乾燥工程とを行うことでコネクタ基材36aの各側面に所定パターンの乾燥膜を形成しておき、最後に一括して焼成工程を行うことで乾燥膜から導電膜への変換を行ってもよい。乾燥膜はそれを構成する導電性微粒子の間に多くの隙間を有しているため、その上にインクを配置した場合に良好にインクを保持することができる。したがって、コネクタ基材36aの側面に乾燥膜を形成した状態で他の側面について液滴吐出工程を行うことで、各側面に形成されている乾燥膜の接続性を向上させることができる。すなわち、端子電極36bと接続配線36dとの接続部位、及び端子電極36cと接続配線36dとの接続部位における接続性を向上させることができ、より信頼性に優れたコネクタ端子を形成することができる。   In addition, by performing a droplet discharge process and a drying process on each side surface of the connector base material 36a, a dry film having a predetermined pattern is formed on each side surface of the connector base material 36a, and finally a baking process is performed collectively. Thus, the conversion from the dry film to the conductive film may be performed. Since the dry film has many gaps between the conductive fine particles constituting the dry film, the ink can be held well when the ink is disposed thereon. Therefore, the connectivity of the dry film formed on each side surface can be improved by performing the droplet discharge process on the other side surface with the dry film formed on the side surface of the connector base 36a. That is, the connectivity at the connection portion between the terminal electrode 36b and the connection wiring 36d and the connection portion between the terminal electrode 36c and the connection wiring 36d can be improved, and a connector terminal with higher reliability can be formed. .

<液滴吐出ヘッドの製造方法>
次に、液滴吐出ヘッド1の製造方法について、図13のフローチャートを参照して説明する。
液滴吐出ヘッド1を製造するには、例えばシリコン単結晶基板に異方性エッチングを施すことで、図11に示す圧力発生室12や供給路14、連通部13等を形成して流路形成基板10を作製する(ステップSA1)。その後、流路形成基板10上に、弾性膜50と下電極膜60とを積層形成し、次いで下電極膜60上に圧電体膜70及び上電極膜80をパターン形成することで圧電素子300を形成する(ステップSA2)。
<Method for manufacturing droplet discharge head>
Next, a method for manufacturing the droplet discharge head 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In order to manufacture the droplet discharge head 1, for example, anisotropic etching is performed on a silicon single crystal substrate to form the pressure generation chamber 12, the supply path 14, the communication portion 13, and the like shown in FIG. The substrate 10 is produced (Step SA1). Thereafter, the elastic film 50 and the lower electrode film 60 are laminated and formed on the flow path forming substrate 10, and then the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are patterned on the lower electrode film 60 to form the piezoelectric element 300. Form (step SA2).

また、ステップSA1、SA2とは別工程で、シリコン単結晶基板に異方性エッチングを施すことで圧電素子保持部24や溝部700、導入路26を形成し、ドライエッチング法を用いてリザーバ部21を形成することでリザーバ形成基板20を作製する(ステップSA3)。次いで、リザーバ形成基板20上にコンプライアンス基板30を接合し、配線パターン34を形成する(ステップSA4)。   Further, in a step different from steps SA1 and SA2, anisotropic etching is performed on the silicon single crystal substrate to form the piezoelectric element holding portion 24, the groove portion 700, and the introduction path 26, and the reservoir portion 21 using a dry etching method. To form the reservoir forming substrate 20 (step SA3). Next, the compliance substrate 30 is bonded onto the reservoir forming substrate 20 to form the wiring pattern 34 (step SA4).

次に、ステップSA2を経た流路形成基板10上の圧電素子300を覆う位置に、ステップSA4を経たリザーバ形成基板20を位置合わせし(ステップSA5)、その後、流路形成基板10とリザーバ形成基板20を接着するとともに、コネクタ360を溝部700に挿入して圧電素子300の上電極膜80(回路接続部)と配線パターン34とを接続する(ステップSA6)。コネクタ360を溝部700に挿入する際には、コネクタ360に形成されたアライメントマークAMを計測することにより、リザーバ形成基板20に対する位置合わせを容易、且つ精度よく行うことができる。
次に、リザーバ形成基板20上の配線パターン34に対して駆動回路部200A〜200Dをフリップチップ実装する(ステップSA7)。
なお、ステップSA6とステップSA7とは、順序が逆であってもよい。
以上の工程により、液滴吐出ヘッド1を製造することができる。
Next, the reservoir forming substrate 20 that has undergone step SA4 is aligned with the position that covers the piezoelectric element 300 on the flow passage forming substrate 10 that has undergone step SA2 (step SA5), and then the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate. 20 and the connector 360 is inserted into the groove portion 700 to connect the upper electrode film 80 (circuit connection portion) of the piezoelectric element 300 and the wiring pattern 34 (step SA6). When the connector 360 is inserted into the groove 700, the alignment with respect to the reservoir forming substrate 20 can be easily and accurately performed by measuring the alignment mark AM formed on the connector 360.
Next, the drive circuit portions 200A to 200D are flip-chip mounted on the wiring pattern 34 on the reservoir forming substrate 20 (step SA7).
Note that the order of step SA6 and step SA7 may be reversed.
Through the above steps, the droplet discharge head 1 can be manufactured.

以上のように、本実施の形態では、リザーバ形成基板20に設けた溝部700内にコネクタ360を配設することで、段差をもって配された圧電素子300の回路接続部(上電極膜80)と、駆動回路部200A〜200Dの接続端子200aに接続された配線パターン34とを電気的に接続でき、ワイヤボンディングにより駆動回路部と圧電素子とを接続する構造のようなワイヤを引き回す空間が不要となり、液滴吐出ヘッド1の薄型化を実現できるものとなっている。また、コネクタ360によって溝部700が埋められているため、液滴吐出ヘッド1自体の剛性を高めることができ、反り等による吐出精度の低下を効果的に防止できるものとなっている。
さらに、本実施の形態では、駆動回路部200A〜200Dの接続端子200aに接続された配線パターン34に対して導通確認を行うことにより、コネクタ360を実装する前に駆動回路部200A〜200Dの導通チェックを実施することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, by arranging the connector 360 in the groove 700 provided in the reservoir forming substrate 20, the circuit connecting portion (upper electrode film 80) of the piezoelectric element 300 arranged with a step is provided. In addition, the wiring pattern 34 connected to the connection terminals 200a of the drive circuit units 200A to 200D can be electrically connected, and a space for routing a wire like a structure for connecting the drive circuit unit and the piezoelectric element by wire bonding is not required. Thus, it is possible to reduce the thickness of the droplet discharge head 1. Further, since the groove portion 700 is filled with the connector 360, the rigidity of the droplet discharge head 1 itself can be increased, and a decrease in discharge accuracy due to warpage or the like can be effectively prevented.
Further, in the present embodiment, the continuity of the drive circuit units 200A to 200D is mounted before the connector 360 is mounted by checking the continuity with respect to the wiring pattern 34 connected to the connection terminals 200a of the drive circuit units 200A to 200D. It becomes possible to carry out checks.

また、本実施形態では、ノズル開口15の狭ピッチ化に伴って圧電素子300のピッチが狭くなり、ワイヤボンディングを行うのが極めて困難な場合であっても、容易に駆動回路部200A〜200Dと圧電素子300との電気的接続を行うことができる。すなわち、コネクタ360の端子電極36b〜36fは、正確な位置に正確な寸法で形成することが可能であるため、ノズル開口15を狭ピッチ化した場合にも、それに伴い狭ピッチで配列される圧電素子300に対して正確に位置合わせ可能なものを作製することができる。したがって本実施形態によれば、高精細の画像形成や機能膜のパターン形成が可能な液滴吐出ヘッド1を得ることができる。   Further, in the present embodiment, even when the pitch of the piezoelectric elements 300 becomes narrower as the nozzle openings 15 become narrower and it is extremely difficult to perform wire bonding, the drive circuit units 200A to 200D can be easily connected. Electrical connection with the piezoelectric element 300 can be performed. In other words, since the terminal electrodes 36b to 36f of the connector 360 can be formed at an accurate position and with an accurate dimension, even when the nozzle openings 15 are narrowed, piezoelectric elements arranged at a narrow pitch along with it. A device that can be accurately aligned with the element 300 can be manufactured. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain the droplet discharge head 1 capable of forming a high-definition image or a functional film pattern.

また、本実施の形態では、コネクタ360が傾斜面42aを有しているので、溝部700への挿入時に案内となり安定した接続作業が可能になるとともに、傾斜面42aを有する突部42が溝部700よりも幅狭に形成されているため、配線パターン34がコネクタ360と接触して端子間ショートを引き起こすことを防止できる。さらに、本実施形態では、端子電極36bが形成された突部42の上面及び端子電極36cが形成された平板部41の上面に対して傾斜面42aが鈍角で交差することになるため、各面の交差部に形成された端子電極に加わる応力集中を緩和することが可能になり、断線等の発生を抑制できる。また、突部42の上面及び平板部41の上面に対して直交する場合と比較して、傾斜面42aへの配線形成が容易になるという効果も奏する。   Further, in the present embodiment, since the connector 360 has the inclined surface 42a, it becomes a guide when inserted into the groove 700, and a stable connection work is possible, and the protrusion 42 having the inclined surface 42a becomes the groove 700. Therefore, the wiring pattern 34 can be prevented from coming into contact with the connector 360 and causing a short circuit between the terminals. Furthermore, in this embodiment, the inclined surface 42a intersects at an obtuse angle with respect to the upper surface of the protrusion 42 on which the terminal electrode 36b is formed and the upper surface of the flat plate portion 41 on which the terminal electrode 36c is formed. It is possible to alleviate the stress concentration applied to the terminal electrodes formed at the intersections, and it is possible to suppress the occurrence of disconnection or the like. In addition, compared to the case where the upper surface of the protrusion 42 and the upper surface of the flat plate portion 41 are orthogonal to each other, there is an effect that the formation of wiring on the inclined surface 42a is facilitated.

また、本実施の形態では、コネクタ360にバンプ36e、36fを設けて上電極膜80、配線パターン34と接続させているので、コネクタ360を押し当てた際にバンプ36e、36fが容易に変形でき、例えば、コネクタ360(平板部41及び突部42)の高さばらつきによって端子電極36b、36cのZ軸方向の位置がずれていても、バンプ36e、36fの変形によってこのずれを吸収することができ、端子電極36bと上電極膜80、及び端子電極36cと配線パターン34をそれぞれ安定して電気的に接続することができる。加えて、本実施の形態では、コネクタ360の基材36aと流路形成基板10やリザーバ形成基板20と線膨張係数を同一としているので、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できるという利点が得られる。   In the present embodiment, the bumps 36e and 36f are provided on the connector 360 to be connected to the upper electrode film 80 and the wiring pattern 34. Therefore, when the connector 360 is pressed, the bumps 36e and 36f can be easily deformed. For example, even if the positions of the terminal electrodes 36b and 36c in the Z-axis direction are shifted due to the height variation of the connector 360 (the flat plate portion 41 and the protruding portion 42), the shift can be absorbed by the deformation of the bumps 36e and 36f. In addition, the terminal electrode 36b and the upper electrode film 80, and the terminal electrode 36c and the wiring pattern 34 can be electrically connected stably. In addition, in the present embodiment, the base material 36a of the connector 360 and the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 have the same linear expansion coefficient, so that the conductive joint is peeled off due to the volume change due to the temperature change. The advantage that can be effectively prevented is obtained.

さらに本実施の形態では、駆動回路部200A〜200D及びコネクタ360をフリップ実装する構成なので、同一の装置(実装装置)を用いてこれらを一括して搭載することも可能になり、生産効率の向上にも寄与できる。   Furthermore, in this embodiment, since the drive circuit units 200A to 200D and the connector 360 are flip-mounted, it is possible to mount them all together using the same device (mounting device), thereby improving production efficiency. Can also contribute.

また本実施形態の液滴吐出ヘッド1では、リザーバ形成基板20が、圧電素子300を外部環境と遮断して圧電素子300を封止する封止部材としても機能するようになっているので、水分等の外部環境による圧電素子300の特性劣化等を防止することができる。また本実施形態では、圧電素子保持部24の内部を密封状態にしただけであるが、例えば、圧電素子保持部24内の空間を真空にしたり、あるいは窒素又はアルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部24内を低湿度に保持する構成も採用でき、これらの構成により圧電素子300の劣化をさらに効果的に防止することができる。   Further, in the liquid droplet ejection head 1 of the present embodiment, the reservoir forming substrate 20 functions as a sealing member that seals the piezoelectric element 300 by blocking the piezoelectric element 300 from the external environment. It is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the piezoelectric element 300 due to the external environment. Further, in this embodiment, the inside of the piezoelectric element holding part 24 is only sealed, but for example, the space inside the piezoelectric element holding part 24 is evacuated, or the piezoelectric element holding part 24 has a nitrogen or argon atmosphere or the like. Configurations that hold the inside of the element holding portion 24 at a low humidity can also be adopted, and the deterioration of the piezoelectric element 300 can be more effectively prevented by these configurations.

<液滴吐出装置>
次に、上述した液滴吐出ヘッド1を備えた液滴吐出装置の一例について図14を参照しながら説明する。本例では、その一例として、前述の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット式記録装置について説明する。
<Droplet ejection device>
Next, an example of a droplet discharge device including the above-described droplet discharge head 1 will be described with reference to FIG. In this example, an ink jet recording apparatus including the above-described droplet discharge head will be described as an example.

液滴吐出ヘッドは、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ている。図14に示すように、液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bには、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ており、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が、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取り付けられている。   The droplet discharge head constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 14, cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided in recording head units 1A and 1B having a droplet discharge head, and the recording head units 1A and 1B are mounted. The carriage 3 is attached to a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction.

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がキャリッジ軸5に沿って移動するようになっている。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上に搬送されるようになっている。上記構成を具備したインクジェット式記録装置は、前述の液滴吐出ヘッドを備えているので、小型で信頼性が高く、更に低コストなインクジェット式記録装置となっている。   The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject 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 and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. It is like that. On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 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 onto the platen 8. It is like that. Since the ink jet recording apparatus having the above configuration includes the above-described droplet discharge head, the ink jet recording apparatus is small, highly reliable, and low in cost.

なお、図14では、本発明の液滴吐出装置の一例としてプリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明はこれに限らず、係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。   In FIG. 14, an ink jet recording apparatus as a single printer is shown as an example of the droplet discharge apparatus of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and a printer realized by incorporating such a droplet discharge head. It can also be applied to units. Such a printer unit is attached to a display device such as a television or an input device such as a whiteboard, and is used to print an image displayed or input by the display device or the input device.

また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機EL装置、回路基板等を安価に製造することができる。   The droplet discharge head can also be applied to a droplet discharge apparatus for forming various devices by a liquid phase method. In this embodiment, as the functional liquid discharged from the droplet discharge head, a liquid crystal display device forming material for forming a liquid crystal display device, an organic EL forming material for forming an organic EL display device, an electronic circuit A material including a wiring pattern forming material for forming a wiring pattern is used. According to the manufacturing process in which these functional liquids are selectively arranged on a substrate by a droplet discharge device, the pattern arrangement of the functional material is possible without going through a photolithography process, so a liquid crystal display device, an organic EL device, a circuit board Etc. can be manufactured at low cost.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、バンプをコネクタ360に設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、上電極膜80及び配線パターン34に設ける構成であってもよい。 また、上記実施形態では、溝部700及びコネクタ360の突部42がいずれもテーパ状に形成される構成としたが、いずれか一方、または双方ともが同一径で形成される構成であってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the bumps are provided on the connector 360. However, the present invention is not limited to this, and the bumps may be provided on the upper electrode film 80 and the wiring pattern 34. Moreover, in the said embodiment, although the groove part 700 and the protrusion part 42 of the connector 360 were all formed in the taper shape, the structure in which any one or both may be formed with the same diameter may be sufficient. .

また、上記実施形態では、半導体装置の一例として、デバイスとしての駆動回路部200A〜200Dを基体に実装した液滴吐出ヘッドの例を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、三次元的に電子デバイスを実装した構造を有する半導体装置にも適用することができる。   In the above-described embodiment, the example of the droplet discharge head in which the drive circuit units 200A to 200D as devices are mounted on the substrate is described as an example of the semiconductor device. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a semiconductor device having a structure in which an electronic device is originally mounted.

1…液滴吐出ヘッド、 10…流路形成基板(基体)、 10a…上面(第1面)、 15…ノズル開口、 15A〜15D…ノズル開口群、 20…リザーバ形成基板(保護基板、基体)、 20a…上面(第2面)、 21…リザーバ部(リザーバ)、 24…圧電素子保持部(素子保持部)、 34…配線パターン(導電接続部、第2導電接続部)、 34A〜34D…配線群、 36b…端子電極(第1端子電極)、 36c…端子電極(第2端子電極)、 36d…接続配線、 36e、36f…バンプ、 42a…傾斜面、 70…圧電体膜、 80…上電極膜(回路接続部、第1導電接続部)、 200A〜200D…駆動回路部(ドライバIC、デバイス)、 200a…接続端子、 300…圧電素子(駆動素子)、 350,360…コネクタ、 1000…半導体装置、 1010…ベース基板(基体)、 1011…貫通電極(導電接続部)、 1020,1030,1040…ICチップ(デバイス)、 1060,1070,1080…コネクタ、 1061,1071,1081…貫通電極(端子電極)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Droplet discharge head, 10 ... Channel formation board | substrate (base | substrate), 10a ... Upper surface (1st surface), 15 ... Nozzle opening, 15A-15D ... Nozzle opening group, 20 ... Reservoir formation board | substrate (protection board | substrate, base | substrate) 20a ... Upper surface (second surface), 21 ... Reservoir part (reservoir), 24 ... Piezoelectric element holding part (element holding part), 34 ... Wiring pattern (conductive connection part, second conductive connection part), 34A to 34D ... Wiring group, 36b ... Terminal electrode (first terminal electrode), 36c ... Terminal electrode (second terminal electrode), 36d ... Connection wiring, 36e, 36f ... Bump, 42a ... Inclined surface, 70 ... Piezoelectric film, 80 ... On Electrode film (circuit connection portion, first conductive connection portion), 200A to 200D ... drive circuit portion (driver IC, device), 200a ... connection terminal, 300 ... piezoelectric element (drive element), 350, 360 ... 1000, semiconductor device, 1010, base substrate (base body), 1011, through electrode (conductive connection portion), 1020, 1030, 1040, IC chip (device), 1060, 1070, 1080, connector, 1061, 1071, 1081 ... Penetration electrode (terminal electrode)

Claims (2)

基体の第1面に形成された第1導電接続部と、前記第1面とは段差をもって配された第2面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、
前記第1面と同一側に配置された前記第2面に、前記接続端子と接続される第2導電接続部が形成され、
前記第1導電接続部と前記第2導電接続部とを、少なくとも前記段差の高さを有し、前記第1導電接続部に接続される第1端子電極と、前記第2導電接続部に接続され、前記第1端子電極と同一側に向けて設けられた第2端子電極と、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間を電気的に接続する接続配線とを備えるコネクタを介して電気的に接続する工程を有することを特徴とするデバイス実装方法。
A device mounting method for electrically connecting a first conductive connection portion formed on a first surface of a substrate and a connection terminal of a device disposed on a second surface disposed with a step between the first surface and the first surface. And
A second conductive connection portion connected to the connection terminal is formed on the second surface arranged on the same side as the first surface,
The first conductive connection portion and the second conductive connection portion have at least the height of the step and are connected to the first terminal electrode connected to the first conductive connection portion and the second conductive connection portion. Via a connector provided with a second terminal electrode provided on the same side as the first terminal electrode, and connection wiring for electrically connecting the first terminal electrode and the second terminal electrode. And a device mounting method characterized by comprising a step of electrical connection.
請求項1記載のデバイス実装方法において、
前記デバイス及び前記コネクタを、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装する工程を有することを特徴とするデバイス実装方法。
The device mounting method according to claim 1,
A device mounting method comprising a step of flip-chip mounting the device and the connector on the substrate, respectively.
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