JP2010143116A - Recording head, inkjet recording device, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録ヘッド、インクジェット記録装置および半導体デバイスに関し、詳しくは、記録ヘッドにおける吐出エネルギー素子などが形成された基板と外部からの配線基板との電気的接続を行うための電極構成に関するものである。 The present invention relates to a recording head, an ink jet recording apparatus, and a semiconductor device, and more particularly to an electrode configuration for electrical connection between a substrate on which an ejection energy element or the like is formed in the recording head and an external wiring substrate. is there.
インクジェット記録装置は、記録ヘッドから紙や樹脂シートなどの記録媒体にインクを吐出して記録を行う。このような記録ヘッドは、吐出口やこれに連通するインク流路が形成された流路形成部材と、インク吐出のためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子やこれに電力を供給するための配線が形成された基板と、を有して構成される記録素子基板を備える。エネルギー発生素子としては、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いたもの、あるいはピエゾ素子などの電気機械変換素子を用いたものなどがある。
従来の記録素子基板では、外部との電気的接続用の電極は、エネルギー発生素子が形成された基板の表面側に形成されるものが一般的である。すなわち、記録素子基板の吐出口が開口した面側に外部基板などと接続する配線基板との接続部が配される。
An ink jet recording apparatus performs recording by discharging ink from a recording head to a recording medium such as paper or a resin sheet. Such a recording head has a discharge port and a flow path forming member formed with an ink flow path communicating therewith, an energy generating element that generates energy for ink discharge, and a wiring for supplying electric power thereto. And a recording element substrate configured to include the formed substrate. Examples of the energy generating element include an element using an electrothermal conversion element such as a heating resistor and an element using an electromechanical conversion element such as a piezo element.
In the conventional recording element substrate, the electrode for electrical connection with the outside is generally formed on the surface side of the substrate on which the energy generating element is formed. That is, a connection portion with a wiring substrate that is connected to an external substrate or the like is disposed on the side of the recording element substrate where the discharge port is opened.
この記録素子基板の吐出口が開口した面(吐出口面)は記録媒体と対向する面であり、吐出口面と記録媒体との間隔は記録品位に大きく影響する。この点からすれば、外部との電気的接続のための接続部が吐出口面側において一定量の厚みを持つこと、あるいは吐出口面側に配されることは好ましいことではない。 The surface of the recording element substrate on which the discharge ports are opened (discharge port surface) is a surface facing the recording medium, and the interval between the discharge port surface and the recording medium greatly affects the recording quality. From this point of view, it is not preferable that the connecting portion for electrical connection with the outside has a certain amount of thickness on the discharge port surface side or is disposed on the discharge port surface side.
また、近年は、インクジェット記録装置による記録の高密度化および高速化が進み、それに伴い、記録ヘッドも、吐出口の高密度配列化および多ノズル化が進んでいる。記録素子基板のサイズは、吐出口の数すなわちエネルギー発生素子の数に依存し、多ノズル化によって記録素子基板のサイズは大きくなる。また、フルカラー記録対応のために、記録ヘッドは、吐出するインクの色に対応した複数の記録素子基板を搭載する必要がある。そのことから記録素子基板は、吐出口の配列方向について必要な寸法は確保しつつも、それ以外の構造の小型化が求められている。また、記録素子基板を必要最小限の使用材料で構成できるよう、構成する各種材料の使用効率向上の観点からも、記録素子基板の小型化が求められている。 Further, in recent years, the recording density and speed of the recording by the ink jet recording apparatus have been increased, and accordingly, the recording head has also been increased in the density of the discharge ports and the number of nozzles. The size of the recording element substrate depends on the number of ejection openings, that is, the number of energy generating elements, and the size of the recording element substrate increases as the number of nozzles increases. In order to support full-color recording, the recording head needs to have a plurality of recording element substrates corresponding to the color of ink to be ejected. For this reason, the recording element substrate is required to be downsized in other structures while ensuring the necessary dimensions in the arrangement direction of the discharge ports. In addition, the recording element substrate is required to be downsized from the viewpoint of improving the use efficiency of various materials to be configured so that the recording element substrate can be configured with a minimum required material.
以上の点から、基板の表面と比較して配置領域が広い基板の裏面側を利用することが考慮でき、特許文献1、2は裏面側に電気接続部を配する構成が記載されている。
From the above points, it can be considered to use the back side of the substrate having a wider arrangement area than the front surface of the substrate, and
特許文献1には、電気接続部となるワイヤボンディング部を上記吐出口面とは反対側となる素子基板の裏面に配することが記載されている。この構成によれば、吐出口面側に電気接続部が配されないことから、電気接続部によって記録ヘッドと記録媒体との距離を一定以上にしなければならないという問題を回避することはできる。しかし、電気接続部を基板の裏面側に設けるために、この電気接続部と基板表側のエネルギー発生素子に電力を供給する電極配線などとを連結するための配線を基板の端を回り込むように配設する必要がある。このような回り込み配線は記録素子基板の小型化や高密度配列の支障となることがある。
一方、特許文献2には、素子基板の表面と裏面とを貫通する孔に電極を埋め込み、これよって基板表面側と裏面側とを電気的に接続する構成が記載されている。図1は、特許文献2に記載されるのと同様の電極が貫通孔に埋め込まれた従来の構成を示す図である。図1に示すように、記録素子基板を構成する基板10に貫通孔27が設けられ、この貫通孔に貫通電極19が配されその上端、下端それぞれは電極部12、24を構成する。そして、下端電極24には、記録素子基板1の外部の基板からの配線21が接続する。一方、上端の電極12には記録素子基板の基板10上に配された電極配線14が接続する。以上の構成によれば、特許文献1に記載のような回り込み配線を必要とせず、基板小型化などの支障とはならない。
On the other hand, Patent Document 2 describes a configuration in which an electrode is embedded in a hole penetrating the front surface and the back surface of an element substrate, thereby electrically connecting the substrate front surface side and the back surface side. FIG. 1 is a diagram showing a conventional configuration in which an electrode similar to that described in Patent Document 2 is embedded in a through hole. As shown in FIG. 1, a through-
しかしながら、図1に示すように、貫通電極によって記録素子基板の裏面で外部との電気的接続を行う構成では、貫通孔に電極を配設した後めっきで埋め込んで電極を固定する。この場合、めっきに必要なシード層やバリア層の形成工程や、めっき後の除去工程などが必要となり、その分工程数が増加し、また、コストの増加につながる。また、特許文献2では、電極を埋め込んだ後、この電極を裏面側で露出させるために基板を薄くする工程が必要となることが記載されている。 However, as shown in FIG. 1, in the configuration in which electrical connection with the outside is made on the back surface of the recording element substrate by the through electrode, the electrode is fixed by being embedded in the through hole after plating. In this case, a seed layer and barrier layer formation process necessary for plating, a removal process after plating, and the like are necessary, which increases the number of processes and leads to an increase in cost. Patent Document 2 describes that after embedding an electrode, a step of thinning the substrate is required to expose the electrode on the back surface side.
本発明の目的は、基板裏面側で外部との電気接続を行う構成において、工程の増大を抑制して上記電気接続部を形成し、それによって、小型化された記録ヘッド、その記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置および半導体デバイスを提供することである。 An object of the present invention is to form the above-described electrical connection portion while suppressing an increase in the number of steps in a configuration in which electrical connection with the outside is performed on the back side of the substrate, thereby using a downsized recording head and the recording head. Ink jet recording apparatus and semiconductor device.
そのために本発明では、外部からの配線と電気接続するための電極部が設けられた基板を備えた記録ヘッドであって、前記電極部は、前記基板の一方の面に設けられ、前記基板には、前記電極部に対応した位置に前記一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔が形成され、前記電極部は、前記基板の前記他方の面側に配された前記配線と、前記貫通孔内に配された部材を介して電気接続することを特徴とする。 Therefore, in the present invention, a recording head including a substrate provided with an electrode portion for electrical connection with an external wiring, wherein the electrode portion is provided on one surface of the substrate, Has a through-hole penetrating from the one surface to the other surface at a position corresponding to the electrode portion, and the electrode portion includes the wiring disposed on the other surface side of the substrate and the penetrating hole. Electrical connection is made through a member arranged in the hole.
また、インクジェット記録装置において、上記記録ヘッドを用いて記録を行うことを特徴とする。 In the ink jet recording apparatus, recording is performed using the recording head.
さらに、外部からの配線と電気接続するための電極部が設けられた基板を備えた半導体デバイスであって、前記電極部は、前記基板の一方の面に設けられ、前記基板には、前記電極部に対応した位置に前記一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔が形成され、前記電極部は、前記基板の前記他方の面側に配された前記配線と、前記貫通孔内に配された部材を介して電気接続することを特徴とする。 Furthermore, it is a semiconductor device comprising a substrate provided with an electrode part for electrical connection with an external wiring, wherein the electrode part is provided on one surface of the substrate, and the electrode includes the electrode A through hole penetrating from the one surface to the other surface is formed at a position corresponding to the portion, and the electrode portion is disposed in the through hole and the wiring disposed on the other surface side of the substrate. It is characterized in that the electrical connection is made through the formed member.
以上の構成によれば、貫通孔の内部に突起状電極などの部材を配置することによって基板の一方の面側と他方の面側との間の電気接続を行うことができる。これにより、この表裏面間の電極接続のためには基本的に貫通孔を形成する工程だけを実施すればよく、埋め込み電極を設ける場合のように製造工程の大幅な増大を回避することができる。 According to the above configuration, electrical connection between one surface side of the substrate and the other surface side can be performed by disposing a member such as a protruding electrode inside the through hole. Thus, for the electrode connection between the front and back surfaces, basically only the step of forming the through hole needs to be performed, and a significant increase in the manufacturing process can be avoided as in the case of providing the embedded electrode. .
その結果、工程の増大を抑制して上記電気接続部を形成し、それによって、小型化され、また、製造コストが低減された記録ヘッド得ることができる。 As a result, an increase in the number of steps can be suppressed to form the electrical connection portion, thereby obtaining a recording head that is reduced in size and reduced in manufacturing cost.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図2は、本発明の半導体デバイスの一実施形態である、記録ヘッドを構成する記録素子基板を示し、図2(a)はその部分平面図、図2(b)は、図2(a)のb−b線断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 2 shows a recording element substrate constituting a recording head, which is an embodiment of the semiconductor device of the present invention, FIG. 2 (a) is a partial plan view thereof, and FIG. 2 (b) is FIG. 2 (a). It is a bb sectional view taken on the line.
図2(a)および(b)に示すように、記録素子基板1は、基板10上に流路形成部材15を設けて形成される。基板10の表面側には、駆動回路素子(不図示)、論理回路素子(不図示)、エネルギー発生素子を構成する複数の発熱抵抗体13、発熱抵抗体13に電力信号などを伝えるための配線14などが設けられる。さらに、基板10の表面側には、後述されるように、外部より電力信号を入力するための電極部12が設けられ、この電極部12と配線14とが接続する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2(a)に示すように、基板10は、シリコン材料によって形成され、その幅方向(同図の横方向)中央部には、基板10の長手方向(同図の縦方向)に沿って延在するスリット状のインク供給口11が形成されている。このインク供給口11は基板10の表裏を貫通し、不図示の供給液室と連通している。また、基板10じょうに設けられた発熱抵抗体13は、このインク供給口11の両側にそれぞれ1列ずつ配列され、各列は配列ピッチの1/2ピッチ互いにずらして配置されている。流路形成部材15に設けられる吐出口(ノズル)17は、この発熱抵抗体13に対応して配置されている。
As shown in FIG. 2A, the
本発明の電極接続構成に係る第一の実施形態は、図2(b)に示すように、基板10上に設けられた電極12の底面に、基板10の貫通孔内に配された突起状電極23が接することによって電気接続が行われる。そして、突起状電極23の底部はTAB基板である外部配線基板21のリード電極24と接続し、これにより、記録素子基板1の外部の基板から配線14を介して発熱抵抗体13に電力を供給することができる。
As shown in FIG. 2B, the first embodiment according to the electrode connection configuration of the present invention has a protruding shape arranged in the through hole of the
このように本実施形態によれば、貫通孔20を形成しその内部に突起状電極23を配置することによって基板10の上面(一方の面)側と裏面(他方の面)側との間の電気接続が可能となる。これにより、この表裏面間の電極接続のためには基本的に貫通孔20を形成する工程だけを実施すればよく、図1に記載の埋め込み電極を設ける場合のように製造工程の大幅な増大を招くことがない。
As described above, according to the present embodiment, the through
ここで、本実施形態の電極部12は、複数の材料が積層された構造であり、最下層に配線14と同じ電気抵抗値が低い金属材料を用い、配線を形成する工程で形成する。その材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、金(Au)、あるいはアルミニウム合金、例えばAl−CuやAl−Si等である。また、貫通孔20は、電極部12が配される位置に対応して基板10にフォトリソグラフィ工程で所望のマスクを形成し、レーザ加工やドライエッチングによってシリコンを除去することで形成される。すなわち、基板10に配線などを形成する際に基板10の表面に形成した、シリコン熱酸化膜や、各種絶縁膜、層間膜(不図示)をフォトリソ工程、エッチング工程によってあらかじめ除去し、この部分にスパッタリング等の成膜工程によって電極部12を設ける。これにより、電極部12の底部の少なくとも一部は基板10の表面に配される。そして、基板裏面側からこの部分のシリコンを除去して貫通孔を形成した際には、基板10の表面に配した電極部12底部の少なくとも一部が、貫通孔20を介して裏面側にのぞく構成となる。
Here, the
また、電極部12は、基板10を外部配線との電気的な接続のみならず、機械的にも接続する必要がある。従って、機械的な接続強度を得るために、配線と同じ材料のみで形成した電極部12は強度不足となる。このため、上述した電極部12の最下層、本実施形態ではAlやAl合金を下地として、電解めっき法を用いてバンプを形成する。なお、本実施形態では、金(Au)バンプをフォトリソグラフィと電解めっき法にて形成されたAuバンプとする。
Moreover, the
また、突起状電極23は、スタッドバンプやめっき法を利用して、外部配線基体21のリード電極24上に形成される。突起状電極23の先端の形状は先端が円弧状であり、これにより、基板10に設けた電極部12との接続において機械的強度を得るようにしている。この突起状電極23は基板10に設けた貫通孔20を介してその底部が露出した電極部12と接続する。
Further, the protruding
外部配線基体21と記録素子基板1の位置決めは、記録素子基板1に設けたアライメントマークを読み取ることでなされ、外部配線基体21と記録素子基板1は正確な位置で固定される。このような方法で記録素子基板1と該部位配線基体21とを正確な位置に固定した後、記録素子基板1の電極部12と、外部配線基体21の突起状電極23との接続を行う。本実施形態では、電極部12と突起状電極23の材料としたAuが低剛性であるため、押しつけた際の圧力によってある程度接合され、さらに熱圧着を用いる接合で、より強固な接続がなされる。その後、貫通孔20を樹脂材料で封止する。これら一連の接続工程によって、記録素子基板1と外部配線基体21の電気的および機械的強度の強い接続がなされる。
The
図2(a)に示しように、流路形成部材15は、発熱抵抗体13に電力を供給して発熱させることによってインクに気泡を生じさせ、その気泡の圧力でインクを吐出するための流路構造を有したものである。各発熱抵抗体13と対向する位置にそれぞれ開口した吐出口17と、それぞれ発熱抵抗体13上を通ってインク供給口11と各吐出口17とを連通するインク流路16とが形成されている。流路形成部材15は、例えば樹脂材料で形成することができる。また、本実施形態では、基板10に形成した電極部12の上部にも流路形成部材15が形成され、外部配線基体との接続時に必要な強度を補う役割を果たす。この流路形成部材15が基板10の表面上に形成されて記録素子基板1が構成される。
As shown in FIG. 2A, the flow
以上説明した構成の記録素子基板1を用いた記録ヘッドは次のように構成される。記録素子基板1は、記録装置本体から入力される記録信号に基づいて、発熱抵抗体13に電力を供給するための回路や他の素子が設けられた外部配線基体21とともにベースプレート22に搭載され、これによって記録ヘッドが構成される。なお、本実施形態では、外部配線基体21は、ポリイミドフィルムに銅配線106が施してあり、リード電極24が銅配線に接続されているTAB(Tape Automated Bonding)基板である。
A recording head using the
ベースプレート22には、上記構成の接続がなされた記録素子基板1と外部配線基体21が搭載される。本実施形態の記録ヘッドは、ベースプレート22には、インク供給口11と対応する位置に、インクを収容保持しているインク収容部(不図示)と連通するインク導出口(不図示)が設けられている。インク収容部からインク供給口11に供給されたインクは、毛管力によって、インク流路16を満たして吐出口17でメニスカスを形成した状態で保たれる。この状態で発熱抵抗体13が発熱し、発熱抵抗体13上のインクに膜沸騰を生じさせ、この膜沸騰によって生じる気泡によってインクに圧力を作用させることで、吐出口17からインクが吐出する。
Mounted on the
図3(a)〜(f)は、本実施形態の記録素子基板1を構成する基板10の製造手順を説明する図である。
FIGS. 3A to 3F are views for explaining the manufacturing procedure of the
まず、図3(a)に示すように、基板10の元となるシリコンの基材101に駆動回路(不図示)や論理回路(不図示)を熱酸化やイオン注入などの半導体プロセスを経て形成する。次に、図3(b)に示すように、駆動回路や論理回路のフィールド酸化膜として使用されるシリコン熱酸化膜102や層間膜(不図示)をパターニングする。この際、回路に必要なパターニングに加え、貫通孔20となる部分もパターニングし除去する。
First, as shown in FIG. 3A, a drive circuit (not shown) and a logic circuit (not shown) are formed on a
さらに、図3(c)に示すように、電極部12の第1層となる金属材料を成膜する。その後、金属材料をドライエッチングでパターニングし、電極部12を形成する。本実施形態では、電極部12の第1層として、アルミニウム合金であるAl−Siをスパッタリング法により成膜する。その後、ドライエッチング装置を用い、エッチャントガスとして、三ホウ化塩素(BCl3)と塩素(Cl2)の混合ガスを用いてエッチングを行う。
Further, as shown in FIG. 3C, a metal material to be the first layer of the
次に、図3(d)に示すように、層間絶縁膜103をプラズマ化学的気相成長法(プラズマCVD法)で成膜した後、駆動回路のコンタクト部(不図示)と電極部12上の層間絶縁膜103をパターニングする。そして、図3(e)に示すように、発熱抵抗体の材料であるTaSiN及び配線材料であるAl−Cuをスパッタリング法にて成膜する。その後、フォトリソグラフィ、ドライエッチング、ウェットエッチング工程により、TaSiN膜からなる発熱抵抗体13および配線14を形成する。また、この一連の工程によって、電極部12と発熱抵抗体13及び配線14とが電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 3D, after the
次に、図3(f)に示すように、電極部12の上部にバンプ18を形成する。フォトレジストを塗布し、電極部12の上部をフォトリソグラフィによって除去し後、めっき法にてバンプ18を形成する。本実施形態ではバンプは金(Au)バンプとする。そして、発熱抵抗体13、配線14及び電極部12をインクから保護する保護膜(不図示)をプラズマCVD法にて成膜し、基板10が作製される。ここでは、保護膜の材料として、耐インクとの腐食性があり、この後の工程で基板10の上部に形成する流路形成部材との密着性も有するシリコン窒化膜とする。
Next, as shown in FIG. 3F, bumps 18 are formed on the upper portions of the
本実施形態では、シリコン基材101として厚さが625μmのものを用いた。また、発熱抵抗体13のサイズは、30μm×30μmとした。必要に応じて、発熱抵抗体13の上部にインクの消泡時に発生するキャビテーションによる発熱抵抗体13の破壊を防止する金属膜からなる耐キャビテーション層(不図示)を設けてもよい。
In this embodiment, a
続いて、基板10の上部に形成する流路形成部材の製造工程について説明する。上述した製造工程で作製した基板10の表面上に、流路形成部材15を樹脂材料の塗布、露光といったフォトリソグラフィ工程によって形成する。
Then, the manufacturing process of the flow path formation member formed in the upper part of the board |
図4(a)〜(d)は、図2に示した記録素子基板のc−c線断面を示し、流路形成部材の形成工程を説明する図である。図4(a)に示すように、発熱抵抗体13および配線14を形成した基板10の表面にポジ型のレジストを15μmの厚さで塗布し、露光および現像によって、レジストをインク流路となる形状にパターニングし、流路パターン材104を形成する。そして、図4(b)に示すように、流路パターン材104を覆って、感光性のネガ型のエポキシ樹脂105を30μmの厚さで塗布する。
4A to 4D are cross-sectional views taken along the line cc of the recording element substrate shown in FIG. 2 and are diagrams for explaining a flow path forming member forming process. As shown in FIG. 4A, a positive resist is applied to the surface of the
次に、図4(c)に示すように、流路パターン材104を覆うエポキシ樹脂105の、流路パターン材104を隔てて発熱抵抗体13と対向する位置に、露光および現像によって吐出口17を形成する。なお、本実施形態では吐出口17の直径は25μmとした。
Next, as shown in FIG. 4C, the
次いで、エポキシ樹脂105の表面に樹脂を塗布することによって、保護材層(不図示)を形成する。そして、図4(d)に示すように、基板10に、基板10の表裏を貫通するインク供給口11と、基板10の表面に設けた電極部12が現れれるように貫通孔20(不図示)を形成する。インク供給口11及び貫通孔20の形成は、例えば、次のようにして行うことができる。まず、基板10の裏面にエッチング用のマスク材を形成し、インク供給口11及び貫通孔20の形状にパターニングする。その後、ドライエッチングによってインク供給口11及び貫通孔20を形成し、最後にマスク材を除去する。
Next, a protective material layer (not shown) is formed by applying a resin to the surface of the
最後に、保護材層及び流路パターン材104を除去し、インク流路16を形成する。この一連の工程によって、基板10の表面上に流路形成部材15が形成される。
Finally, the protective material layer and the flow
以上の工程によって、記録素子基板1が作製される。上述のようにして作製された記録素子基板1では、基板10の表面に形成した電極部12は、基板10に形成した貫通孔20内に配した突起状電極23よって基板10の裏面側に接続部を形成することができる。これにより、記録素子基板1と外部配線基体21との電気的接続が記録素子基板1の裏面側で行うことができ、電極部12の配置を比較的自由に定めることができる。その結果、例えば、記録素子基板1の表面に形成される吐出口17をより高密度に配置することができる。また、記録素子基板1の表面側に突出する要素をなくすことができるので、記録媒体と吐出口17との間の寸法を、記録素子基板の表面側で電気的接続を行う場合と比べて小さくすることができる。そして、記録媒体と吐出口17との間の寸法を小さくできることによって、吐出したインク滴の着弾位置精度を向上させ、記録品位を向上させることができる。
The
(実施形態2)
上述の第1の実施形態では、基板10の表面に設けた、シリコン熱酸化膜や絶縁膜、層間膜を除去した部分に、電極部12を形成するものとした。本発明の第2の実施形態では、図5に示すように、電極部12をシリコン酸化膜や絶縁膜、層間膜を除去せず、これらの面上に形成する。その後のバンプの形成工程や流路形成部材15については、第一の実施形態で説明したものと同様である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment described above, the
貫通孔20は、基板10の裏面を所望の形状にマスクした後、ドライエッチングなどで開口することによって形成する。これにより、電極部12の底部が貫通孔20内にのぞむことになる。すなわち、本実施形態では、最初、電極部12の下層には基板10の表面に配された回路(不図示)を構成するシリコン熱酸化膜や絶縁膜、層間膜が存在する。従って、貫通孔形成の際にはこれらの膜についても、同様の工程で除去する。また、貫通孔20は電極部12のバンプ部分の幅、長さ寸法に対して、いずれも貫通孔20の方が小さい寸法とする。
The through
(実施形態3)
上述した第1および第2実施形態では、TABである外部配線体21のリード電極24上に設けた突起状の突起状電極23を、基板10に設けた貫通孔20に基盤0の裏面側から挿入して、記録素子基板1と外部配線体21との電気的、機械的接続を行うものとした。本発明の第3の実施形態では、図6(a)〜(c)に示すように、外部配線体21を湾曲させることによって、外部配線体21を貫通孔20内に挿入し、外部配線体のリード電極24を直接電極部12に接続する。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments described above, the protruding
詳しくは、第一の実施形態で説明した記録素子基板1について、記録素子基板1の電極部12と外部配線体21に設けたリード電極24が接合できるよう、記録素子基板1と外部配線基体21とをアライメントマークを用いて正確に位置合せを行う。そして、記録素子基板1の面に対して外部配線体21の面を垂直とした状態で、外部配線体21の延長部を貫通孔20に挿入し、圧着する(図6(a))。さらに、記録素子基板1の裏面と外部配線体21とが接するよう冶具を用いて外部配線体21を湾曲させる(図6(b))。その後、貫通孔20を樹脂材料で封止する。これら一連の接続方法により、記録素子基板1と外部配線基体21の電気的および機械的強度の強い接続がなされる(図6(c))。
Specifically, with respect to the
(他の実施形態)
上述の第1、第2実施形態では、外部配線基体21のリード電極24に設けた電極を、先端が円弧状の突起電極としたが、図7(a)および(b)に示すように、突起電極23の先端を針状にしてもよい。また、第3の実施形態に係る直方体のリード電極に代わって、はんだボール26とすることもできる。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments described above, the electrode provided on the
また、上述の第1〜第3実施形態では、シリコン基板10の厚さを625μmとしたが、基板10を裏面より薄化することにより、外部配線体21との接続を、より容易に行うことができる。基板の薄化は研磨、エッチング、バックグラインド等の工程を用いることで行う。
In the first to third embodiments described above, the thickness of the
図8は、以上説明した記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置の一例を示す図である。同図に示すインクジェット記録装置は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、フレームに支持されたガイド軸3に沿って往復移動可能に設けられたキャリッジ2を備える。また、記録が行われる記録媒体を積載し、積載した記録媒体を1枚ずつ送り出す自動給紙装置6と、自動給紙装置6から送り出された記録媒体を搬送する搬送ローラや排紙ローラ等で構成される搬送機構とを備える。キャリッジ2には、キャリッジモータ4の回転により駆動されるタイミングベルト5の一部位が固定されており、キャリッジモータ4を正回転および逆回転させることによって、キャリッジ2はガイド軸3に沿って往復移動することができる。キャリッジ2は、インクジェットカートリッジ7を着脱自在に搭載している。インクジェットカートリッジ7は、前述した記録素子基板1(図2参照)を具えた記録ヘッドと、記録ヘッドへ供給するインクを充填または再充填したインクタンクとを一体化したものである。そして、このカートリッジは記録ヘッドがインクを下向きに吐出するようにキャリッジ2に搭載されている。また、記録ヘッドは、単色記録用であれば1つの記録素子基板1を搭載し、カラー記録用であれば、吐出するインクの種類に応じた数の複数の記録素子基板1を搭載する。カラー記録用の場合、インクタンクも、吐出するインクの種類の数だけ設けられる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an ink jet recording apparatus using the recording head described above. The ink jet recording apparatus shown in the figure is a serial type ink jet recording apparatus, and includes a carriage 2 provided so as to be reciprocally movable along a guide shaft 3 supported by a frame. In addition, an automatic
自動給紙装置6から給紙された記録媒体は、搬送機構によって、インクジェットカートリッジ7に搭載された記録ヘッドと対向する領域に配置されたプラテン8上を通過するように、キャリッジ2の往復移動方向と交差する方向に搬送される。自動給紙装置6の動作および搬送機構の動作は、フィードモータ9によって行われる。この搬送とともに、キャリッジ2を往復移動させながら記録ヘッドからインク滴を吐出させることで、記録媒体に記録を行う。このとき、キャリッジ2の一方向への移動の都度、あるいは、1往復移動の都度、記録媒体を所定のピッチで間欠送りすることで、記録媒体全体に対して記録が行われる。なお、ここでは、インクジェットカートリッジ7として、記録ヘッドとインクタンクとを一体化した例を示した。しかし、両者を互いに分離可能な構成とし、インクタンク内のインクがなくなった場合には、インクタンクのみを交換できるように構成してもよいことはもちろんである。
The reciprocating direction of the carriage 2 is such that the recording medium fed from the
以上説明した実施形態は、記録ヘッドを構成する記録素子基板に本発明を適用する例について説明したが、本発明の適用はこのような半導体デバイスに限られないことはもちろんである。例えば、インクジェット方式以外の記録ヘッドなど、外部との電気接続部を持ち、その面上に半導体製造工程によって素子、回路が形成された基板を備えた半導体デバイスであればどのような形態であってもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the recording element substrate constituting the recording head has been described. However, the application of the present invention is not limited to such a semiconductor device. For example, any type of semiconductor device having an electrical connection part to the outside, such as a recording head other than an ink jet system, and a substrate on which elements and circuits are formed by a semiconductor manufacturing process is provided. Also good.
1 記録素子基板
10 基板
11 インク供給口
12 電極部
13 発熱抵抗体
14 配線
15 流路形成部材
16 インク流路
17 吐出口
18 バンプ
19 貫通電極
20 貫通孔
21 外部配線体
22 ベースプレート
23 突起状電極
24 リード電極
25 冶具
26 はんだボール
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電極部は、前記基板の一方の面に設けられ、
前記基板には、前記電極部に対応した位置に前記一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔が形成され、
前記電極部は、前記基板の前記他方の面側に配された前記配線と、前記貫通孔内に配された部材を介して電気接続することを特徴とする記録ヘッド。 A recording head comprising a substrate provided with an electrode part for electrical connection with wiring from outside,
The electrode portion is provided on one surface of the substrate,
In the substrate, a through-hole penetrating from the one surface to the other surface is formed at a position corresponding to the electrode portion,
The recording head according to claim 1, wherein the electrode portion is electrically connected to the wiring disposed on the other surface side of the substrate through a member disposed in the through hole.
前記電極部は、前記基板の一方の面に設けられ、
前記基板には、前記電極部に対応した位置に前記一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔が形成され、
前記電極部は、前記基板の前記他方の面側に配された前記配線と、前記貫通孔内に配された部材を介して電気接続することを特徴とする半導体デバイス。 A semiconductor device comprising a substrate provided with an electrode part for electrical connection with wiring from outside,
The electrode portion is provided on one surface of the substrate,
In the substrate, a through-hole penetrating from the one surface to the other surface is formed at a position corresponding to the electrode portion,
The semiconductor device, wherein the electrode portion is electrically connected to the wiring disposed on the other surface side of the substrate via a member disposed in the through hole.
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