JP2010201870A - 配線基板の接合構造及び接合構造の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 配線基板とバンプとの接合強度を大きくすると共に、接合用合成樹脂65がバンプの外側に広がることを防止又は抑制することができる配線基板の接合構造を提供すること。
【解決手段】 表面に複数の個別用表面電極32が設けられた圧電ユニット5と、この圧電ユニット5に個別用表面電極32を介して接合され圧電ユニット5を駆動するための信号を供給するFPC3とが、複数の凸状の第2バンプ62を介して互いに接合する配線基板の接合構造61において、第2バンプ62は、圧電ユニット5の表面に結合して設けられ、当該第2バンプ62のFPC3側の端面に凹部64が形成され、この凹部64に収容されている接合用合成樹脂65が、当該第2バンプ62とFPC3とを互いに接合する構成。
【選択図】 図4

Description

本発明は、インクジェットプリンタ等の液滴吐出装置に搭載される液滴吐出ヘッドが備える圧電ユニットと、この圧電ユニットを駆動するための信号を供給する配線基板とを互いに接合する配線基板の接合構造及び接合構造の製造方法に関する。
図12に示すインクジェットヘッド119は、複数の圧力室及びノズルを有する流路ユニット116と、圧電層が積層されて成る圧電ユニット110とを備えている。この圧電ユニット110の表面には、圧力室と対応する複数の表面電極が形成されている。そして、圧電ユニット110上にプリント回路基板(FPC)101が重ねられ、FPC101に形成された複数の各端子部が表面電極と接続され、FPC101の両方の各端部が引き出し部101a、101bとして圧電ユニット110から外部へ引き出されている。インクジェットヘッド119は、FPC101を介して供給される駆動信号により圧電ユニット110の表面電極に選択的に電圧が印加されると、その表面電極と対応する圧電層が変形し、その圧電層と対応する圧力室内のインクに吐出圧が付与され、対応するノズルからインクを吐出することができる。
特許文献1では、端子部と表面電極とは、FPC101と圧電ユニット110とをハンダ等の導電性ろう材を介して積層した後、加熱圧着することによりハンダを溶融させて、端子部と表面電極とを合金化させることで、両者を電気的かつ機械的に接続される。このとき、接触不良を回避するためにハンダの量を多めにすると、加圧力のバラツキや、ハンダ量のばらつき等の影響で溶融したハンダが表面電極の周辺へ流れ出し、この流れ出たハンダが電気的にショートを起したり、圧電ユニット110の表面で硬化することによってインクの吐出に影響を与えることがある。
また、特許文献2には、図13(a)(b)に示すように、絶縁材からなる可撓性を有する帯状のベースフィルム102の複数の配線105とその端子部105aを含む端子部形成領域103を、熱硬化性および絶縁性を有する合成樹脂ペーストを塗布して覆った、未硬化状態の合成樹脂層104を形成し、さらに、圧電ユニット110の表面電極111上に設けられた導電性を有するバンプ112に対して、FPC101の端子部105aを圧電ユニット110のバンプ112に押し当てる。これによって、バンプ112が合成樹脂層104を貫通して対応する端子部105aに当接する。このとき、未硬化の合成樹脂層104は、バンプ112の表面を包囲するようその表面に沿って流動すると共に、表面電極111と接触した状態となる。この状態で合成樹脂層104を加熱硬化させると、未硬化の合成樹脂は、バンプ112を包囲すると共に表面電極111と接触した状態で硬化する。合成樹脂層104は、このバンプ112を包囲する接触合成樹脂部104aと一体となった状態で硬化する。これによって、配線105の端子部105aは対応するバンプ112と直接接触して電気的に接続する。また、FPCは、ベースフィルム102の端子部形成領域外においては、被覆層106が形成され、配線を保護している。端子部形成領域においては、合成樹脂層104が、配線105および端子部を覆った状態で硬化するため、配線を保護している。
特開2005−313335号公報 特開2005−305847号公報
しかし、図13(a)、(b)に示すFPCの接合構造120では、ハンダ付けやろう付けによる接合方法と比べると接合強度が弱く、FPC101が圧電ユニット110から剥がれ易くなっていた。
例えばFPC101を圧電ユニット110と接合する工程の後には、このFPC101が接合されたインクジェットヘッド119をケーシング等に組み付けるために、図12に示すように、圧電ユニット110から外部に引き出されて自由端をなすFPC101の引き出し部101a、101bを作業者が掴み上げることがある。このとき、FPC101と圧電ユニット110との接合のうち、FPC101の引き出し部101a、101bが引き出されている側の最も外側に形成されている表面電極111とFPC101との接合部に対して引っ張り荷重等が集中的に掛かり、合成樹脂層104がバンプ112もしくは表面電極111から剥離することがある。そして、表面電極111と端子部105aとの導通状態はバンプ112と端子部105aとが直接接触している状態で確保されるため、このような剥離が生じると電気的な不具合が発生し易くなる。
また、図13(a)(b)に示すFPC101と圧電ユニット110は、FPC101の引き出し部101a側の表面電極111と端子部105aとの接続を示す拡大図であるが、圧電ユニット110とFPC101とを接合したインクジェットヘッド119は、次にケーシング等に組み付ける工程がある。このとき、引き出し部101aは、表面電極111の右側の所定の位置で上側に折り曲げてケーシングにコンパクトに組み付ける必要があるが、この硬化した合成樹脂層104によって折り曲げ作業が妨げられ、FPC101を規定通りの位置で折り曲げて組み立てることができないことがある。つまり、未硬化の合成樹脂層104は、配線105及び端子部105aが形成されたFPC101の端子部105aを、バンプ112に押し付けたときに、図13(b)に示すように、合成樹脂層104が流動して外側に広がり、接触合成樹脂部104aが形成される。このとき、加圧力のバラツキや合成樹脂層104の厚みのばらつき等によって合成樹脂層104の外側に大きく広がり、図13(b)のように、引出部101a側の被覆層106上にまで広がってしまうことがある。そしてこの状態で硬化することで、樹脂材が広がって硬化した位置が折れ曲げ位置となるため、本来の折り曲げ位置よりも外側位置で折り曲げられてしまい、コンパクトにケーシングに組み付けることができない。
本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、配線基板とバンプとの接合強度を大きくすると共に、接合用合成樹脂がバンプの外側に広がることを防止又は抑制することができる配線基板の接合構造及び接合構造の製造方法を提供することを目的としている。
第1発明に係る配線基板の接合構造は、その一面に複数の外部電極が設けられた圧電ユニットと、前記外部電極に電気的に接続され前記圧電ユニットを駆動するための信号を供給する配線基板とが、1又は2以上の凸状のバンプを介して互いに接合する配線基板の接合構造において、前記バンプは、前記圧電ユニットの前記一面に設けられ、その先端部の端面に凹部が形成され、この凹部に収容される接合用合成樹脂が、当該バンプと前記配線基板とを互いに接合することを特徴とするものである。
第1の発明に係る配線基板の接合構造によれば、圧電ユニットと、配線基板とを凸状のバンプを介して互いに接合することができる。そして、バンプの先端部の端面に形成された凹部には接合用合成樹脂が収容され、この接合用合成樹脂が、バンプと配線基板とを互いに接合することができる。そして、バンプの端面に形成された凹部の内面が、接合用合成樹脂との接着面となっており、この凹部の内面を広くするように凹部を形成することによって、バンプと接合用合成樹脂との接着面積を大きくすることができ、両者の接着強度を大きくすることができる。従って、配線基板と、圧電ユニットとの接合強度を高めることができる。
また、凹部内に接合用合成樹脂を収容しているので、例えば圧電ユニットと、配線基板とを接合する際に、接合用合成樹脂を凹部内に閉じ込めておくことができ、接合用合成樹脂がバンプの外側に広がることを防止又は抑制することができる。その結果、硬化した接合用合成樹脂が配線基板の表面に接着する範囲を規定することができる。
第2発明に係る接合構造の製造方法は、その一面に複数の外部電極が設けられた圧電ユニットと、前記外部電極に電気的に接続され前記圧電ユニットを駆動するための信号を供給する配線基板とが、1又は2以上の凸状のバンプを介して互いに接合する接合構造の製造方法において、前記圧電ユニットの前記一面に前記バンプを形成するバンプ形成工程であって、前記バンプが、中央に配置された中央凸部と、その中央凸部と間隔を隔ててその周囲を囲むように配置された筒状の外側凸部とを有するバンプ形成工程と、前記配線基板の前記圧電ユニット側の表面に未硬化の接合用合成樹脂層を形成する合成樹脂層形成工程と、前記配線基板を前記圧電ユニットに重ねて圧接することによって、前記バンプを、未硬化の前記接合用合成樹脂層を介して前記配線基板の前記表面に押し付けると共に、前記バンプを圧縮変形させる圧接工程と、前記未硬化の接合用合成樹脂層を硬化させる硬化工程とを備えるものである。
第2の発明に係る接合構造の製造方法によると、まず、圧電ユニットの一面にバンプを形成する(バンプ形成工程)。そして、配線基板の圧電ユニット側の表面に接合用合成樹脂層を形成する(合成樹脂層形成工程)。次に、配線基板を圧電ユニットに重ねて圧接することによって、バンプを、配線基板の表面に形成された未硬化の接合用合成樹脂層を介して配線基板の表面に押し付けると共に、バンプを圧縮変形させる(圧接工程)。そして、この圧縮工程において、バンプの中央凸部及び外側凸部が圧縮されて横側に広がり、中央凸部と外側凸部との間に形成されている環状の隙間の容積が小さくなるが、この環状の隙間が凹部として凹部内に接合用合成樹脂が収容された状態となる。しかる後に、未硬化の接合用合成樹脂層を硬化させる(硬化工程)。このようにして、圧電ユニットと、配線基板とを1又は2以上の凸状のバンプを介して互いに接合することができ、これによって、第1の発明の配線基板の接合構造を製造することができる。
本発明は、配線基板と、圧電ユニットとの接合強度を高めることができる構成としたので、配線基板が圧電ユニットから剥がれることによる電気的不具合の発生を防止することができる。また、接合用合成樹脂が接合時にはみ出しにくい構成としたため、硬化した接合用合成樹脂が配線基板の表面に接着する範囲を規定することができる。よって、例えば配線基板が可撓性を有するものであって、この配線基板を所定の位置で折り曲げて所定の大きさに組み立てる作業を行なうときなど、硬化した接合用合成樹脂によって折り曲げ作業が妨げられず、配線基板を規定通りの位置で折り曲げて組み立てることができる。
この発明の一実施形態に係る配線基板の接合構造を備えるインクジェットヘッドを示す斜視図である。 同実施形態に係る同接合構造を示す断面図であり、(a)は、A−A断面図、(b)は、縦断面図である。 同実施形態に係る同接合構造に使用されるバンプを示す図であり、(a)は、斜視図、(b)は、縦断面図である。 同実施形態に係る同接合構造の製造方法を説明するための図であり、(a)は、バンプ形成工程及び合成樹脂層形成工程を示す縦断面図、(b)、(c)は、圧接工程及び加熱硬化工程を示す縦断面図である。 同実施形態のインクジェットヘッドの分解斜視図である。 図5に示す流路ユニットと圧電ユニットとを接着した状態にして図5に示すB−B線に沿って切断して示すインクジェットヘッドの一部断面図である。 図5に示す圧電ユニットの平面図である。 図5に示すプリント回路基板の底面図である。 図5に示すプリント回路基板のC−C断面図である。 図5に示すインクジェットヘッドの製造工程を説明するための図であり、(a)は、バンプ形成工程及び合成樹脂層形成工程を示す縦断面図、(b)は、圧接工程及び加熱硬化工程を示す縦断面図である。 同発明の他の実施形態を説明するための圧電ユニットの平面図である。 従来の配線基板の接合構造を備えるインクジェットヘッドを示す斜視図である。 従来の接合構造を説明するための断面図であり、(a)は、バンプ形成工程及び合成樹脂形成工程を示す縦断面図、(b)は、接合工程後の縦断面図である。
以下、本発明に係る配線基板の接合構造及び接合構造の製造方法の第1実施形態を、図1〜図10を参照して説明する。この配線基板の接合構造は、液滴を吐出する液滴吐出装置の一例としてインクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドに適用されている。以下、インクジェットヘッドによるインクの吐出方向を下方として説明する。
このインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)は、図1、図5に示すように、複数枚のプレートを積層して構成される流路ユニット4と、流路ユニット4の上方から重ねて積層される圧電ユニット5とを備えている。そして、圧電ユニット5の上面には、フィルム状のプリント回路基板(FPC)3が接合されている。)
圧電ユニット5の上面には、多数の表面電極6(外部電極、図5参照)がAg−Pd系の材料を用いて印刷形成されており、後述する接合工程を経て、表面電極6がFPC3下面に形成された配線42、43の多数の端子部43a等(図8参照)と電気的に接続されている。また、FPC3には、FPC3の両方の各端部が引き出された自由端を成し、引き出し部3a、3bとなっている。そして、圧電ユニット5に印加する駆動電圧をこの配線に供給するための駆動回路を内蔵したICチップ7が各引き出し部3a、3bの上面側にそれぞれ実装され、所謂COFの形態をなしている。なお、本実施形態では、圧電ユニット5とFPC3とは、後述する第1バンプ51を介して両者を接合する第1接合部60と、本発明に係る後述する第2バンプ62を介して両者を接合する第2接合部61とにより接合がなされている。
この図1に示すインクジェットヘッド1は、図示しない略箱状のキャリッジ(ケーシング)の下面側にフレーム2を介して固定され、このキャリッジにはカートリッジ等のインクタンク(図示略)から供給されるインクを一時貯留するバッファタンク(図示略)が搭載されている。キャリッジに搭載されたインクジェットヘッド1は、走査方向(図5のX方向)に往復移動しながら、搬送方向(図5のY方向)に搬送される被吐出媒体(用紙等)に向けてインクを吐出するようになっている。
流路ユニット4の上面のY方向一端部には、インク流入口8がX方向に並んで形成され、これらインク流入口8がフィルタ9で覆われ、フィルタ9を介してバッファタンクから各インク流入口8にインクが供給される。
図6は、図5に示す流路ユニット4と圧電ユニット5とを接着した状態にして、図5に示すB−B線に沿って切断した状態を示すインクジェットヘッド1の一部断面図である。図6に示すように、フレーム2は、平面視枠形状に形成され、中央に矩形の開口部2aを有し、流路ユニット4の各インク流入口8に対応した位置に連通する貫通孔2bが並んで形成されている。開口部2aの内縁部は、流路ユニット4の外形よりも小さく、圧電ユニット5の外形よりも大きい寸法で、図6に示すように、フレーム2の下面は流路ユニット4の上面周縁部と接着固定され、FPC3の両方の各引き出し部3a、3bは、フレーム2の開口部2aを通って引き出され、圧電ユニット5はこの開口部2a内に配置される。開口部2aの内縁部と流路ユニット4及び圧電ユニット5との間隙には、合成樹脂製の封止材が充填される。
流路ユニット4は、圧力室層11、2層の接続流路層12、2層のマニホールド層13、2層のダンパ層14及びノズル層15がこの順で上側から積層されて構成されている。各層11〜15には孔や溝が形成され、各層11〜15が積層接合されることにより該孔や溝が互いに連通する形状となっている。そして、このように形成された流路ユニット4内には、インク流入孔8(図5参照)からノズル20までの間にインクが通るインク流路4aが多数形成されている。
図5に示す各インク流入口8は、図6に示す流路ユニット4のマニホールド層13に形成された共通インク室16に連通している。各共通インク室16は、接続流路17を介してその上方の圧力室18に連通している。なお、これら各共通インク室16は、Y方向に延びており、各接続流路17は、接続流路層12にY方向に配列されている。そして、圧力室18は、圧力層11にY方向に配列されている。圧力室18は、図5及び図6に示すように、X方向に長寸の平面視矩形状に形成された圧力室孔10で形成され、この圧力室孔10の下側開口は、接続流路層12で閉鎖され、上側開口は、圧電ユニット5の下面で閉鎖されて圧力室18を形成している。各圧力室孔10は、インク色に対応してY方向に配列された複数の孔列がX方向に並んでおり、略マトリクス状に配置されている。各圧力室18は、接続流路層12からダンパ層14まで貫通する流出路19を介して、ノズル層15に形成されたノズル20に連通している。ノズル層15の下面には、各ノズル20の噴射口が圧力室孔10と同様に略マトリクス状に配列されている。また、ダンパ層14には、所謂クロストーク現象を抑制すべくダンパ室14aが形成されている。
圧電ユニット5は、図6に示すように、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のセラミックス材料で形成された多数枚の圧電シート21〜26(30μm程度)と絶縁性を有するトップシート27とが積層されて構成されている。圧電シート21〜26のうち最下層の圧電シート21から上方へ数えて奇数番目の圧電シート21、23、25の上面には、流路ユニット4の全ての各圧力室孔10に対応するように配置された共通電極28が印刷形成され、同じく偶数番目の圧電シート22、24の上面には、各圧力室孔10に対し個別に対応するよう配置された多数の個別電極29が印刷形成されている。共通電極28及び個別電極29は、各圧電シート21〜26及びトップシート27に形成されたスルーホール内の中継配線(図示略)を介し、最上層のトップシート27の上面に印刷形成された表面電極6(共通用表面電極31と個別用表面電極32、図5及び図7参照)に導通されている。なお、圧電ユニット5は、振動板と共通電極と個別電極とをそれぞれ形成した2枚の圧電シートを積層し、圧電横効果による変形を用いる所謂ユニモルフタイプの圧電ユニットを用いてもよい。
上記構成のインクジェットヘッド1においては、フレーム2の貫通孔2b(図5参照)と連通したインク流入口8(図5参照)に供給されたインクが、共通インク室16、接続流路17、圧力室18及び流出路19内に充填される。そして、この状態で、FPC3上のICチップ7から供給される駆動電圧が選択的に個別電極29に印加されると、印加された個別電極29と共通電極28との間の活性部に電位差が生じ、該活性部に電界が作用して積層方向の歪み変形が発生する。このように活性部が変形すると、最下層の圧電シート21が圧力室18内に突出して圧力室18の内圧が上昇し、インクが流出路19を通じてノズル20の噴射口より外部下方に吐出される。
図7は、インクジェットヘッド1の平面図である。圧電ユニット5の上面の、共通用表面電極31は、トップシート27の短辺縁部に沿ってX方向に延在し、個別用表面電極32は、X方向に長い平面視長方形状に形成され、各圧力室18及び各個別電極29に対応して設けられており、夫々Y方向に配列された複数の電極列がX方向に並ぶように、略マトリクス状に配置されている。個別用表面電極32のX方向の端部上面には後述する第1バンプ51が、Y方向に交互に配置されるように形成され、共通用表面電極上にも複数の第1バンプ51(図7では3つ)が配置されている。また、複数の個別用表面電極32のX方向外側の領域には、第1接合部材63がY方向に3箇所設けられ、さらにその上に本発明に関わる第2バンプ62が設けられているが、詳細については後述する。
図8は、FPC3の底面図であり、図9は図8のC−C線に沿って示す断面図である。なお、以降の説明では、圧電ユニット5の外形端部よりも外側を外側とし、圧電ユニット5の外形端部から中央側を内側とする。図8及び図9に示すように、FPC3は、ポリイミドなどの樹脂材からなり絶縁性及び可撓性を有する帯状のベースフィルム41(基材)を有し、このベースフィルム41の下面(圧電ユニット5との接合面)である一方面41aに銅などの導電材により後述する端子部43a及び配線42、43を形成し、さらにそれを覆って絶縁材からなる被覆層44で被覆してなる。
図9に示すように、ベースフィルム41の一方面41aの略中央部が、圧電ユニット5に対して重ねられ、FPC3の両方の各端部の引き出し部3a、3bは、この圧電ユニット5に重ねられる範囲Aの外側(図9の右側及び左側)に引き出されている。圧電ユニット5のX方向の外形端部稜線のうちFPC3の右側の引き出し部3a側をA1、反対側の端部稜線をA2とすると、該稜線A1、A2によって上記の範囲Aが規定され、FPCの右端部(又は左端部)が引き出された側は、稜線A1(又はA2)を境界として引き出し部3a(又は3b)とされている。
ベースフィルム41の一方面41aには、図8に示すように、範囲Aにおいて個別用表面電極32に対応するよう配置された複数の個別用端子部43aを有し、各個別用端子部43aからは、各ICチップ7に接続する複数の個別用配線43がベースフィルム41の延在方向(X方向)に延びている。また、FPC3のY方向両側には、共通用表面電極31に対応する帯状の共通用配線42がベースフィルム41の延在方向に沿って延びており、この共通用配線42は所定電位(例えばグランド電位)に接続されている。ここで、FPC3の個別用端子部43a及び共通用配線42が設けられた領域を端子部形成領域Bとする。この端子部形成領域Bのうち、圧電ユニット5の稜線A1と最も近接する端子(列)43aの配置位置をB1とし、稜線A2と最も近接する端子(列)43aの配置位置をB2とする。つまり、両位置B1、B2は、端子部形成領域Bのうち最外両端(列)の端子部位置である。また、端子部形成領域BのX方向の外側には、圧電ユニットの第2バンプ62と対応して設けられた第2接合部材66が、端子部43aとともに印刷形成されている。第2接合部材66については、後で詳しく説明する。
被覆層44は、レジストなどで形成されていて、ベースフィルム41の一方面41aにおいて、ベースフィルム41の一方面41aの両方の各端部から圧電ユニットの端部稜線A1、A2まで延在し、さらに、圧電ユニット5に重ねられる範囲Aにおいては、端子部43a、第2接続材料66および共通用配線42を除いた領域に形成されている。つまり、圧電ユニット5の第1バンプおよび第2バンプと接続する領域を除いた配線領域に被覆されていて、複数の配線を保護している。そのため、被覆層44は、端子部43a、第2接続材料66および共通用配線42に対応する位置をエッチング等で圧電ユニット5側に露出するように開口されている。なお、図8においては、本発明の構成を分かり易くするため、被覆層44を記載していない。また、図9においても、被覆層44を簡略化して示している。
次に、インクジェットヘッド1の製造工程について説明する。まず、図5に示す流路ユニット4、圧電ユニット5及びプリント回路基板3を個別に製造し、流路ユニット4の圧力室18と圧電ユニット5の個別電極29とを重ね合わせるように位置決めして積層接着する。
図10(a)、(b)は、圧電ユニット5とFPC3とを第1接合部60にて接合するときの接合工程を説明するための拡大図である。まず、図10(a)に示すように、各共通用表面電極31(図7参照)及び個別用表面電極32の上面に、Agなどの金属材料と樹脂とを含む導電性接着剤の第1バンプ51(例えば、ニホンハンダ社製のNH-070A(T)等)をインクジェット法により上方に向けて突出して形成する。ここではインクジェット法によりバンプを形成したが、印刷形成など他の方法で形成してもよい。なお、第2バンプ62も同工程で形成するが、詳細については後述する。
また、図10(a)に示すように、FPC3の一方面41aの各端子部43aおよび共通用配線42を覆って熱硬化性を有する液状の樹脂ペースト(合成樹脂材)を塗布する。樹脂ペーストは、圧電ユニット5上の第2接合部材66上にも同時に塗布されるが、その詳細については後述する。そして、一度FPC3をバーヒーター等で加熱して半硬化状態にして未硬化の合成樹脂層52を形成する。
そして、各端子部43a、共通用配線42と対応する第1バンプ51とを上下に対向するように位置合わせして、FPC3の略中央部の圧電ユニット5と重なる範囲Aを圧電ユニット5の上に重ね、FPC3の両方の各引き出し部3a、3bは、X方向外側に引き出されている。
次に、図10(b)に示すように、FPC3を圧電ユニット5の上面から図示しないバーヒーター等で加圧することにより、各第1バンプ51をFPC3の一方面41aに塗布されている未硬化の合成樹脂層52を貫通して端子部43a、共通用配線42と接触させ、第1バンプ51を端子部43a、配線42と電気的に接続させる。このとき、第1バンプ51は、Agと樹脂とを含む導電性接着剤で形成されているため、端子部43aに接触したときにその先端部がその弾性により潰れることで接触面積を稼ぐことができ、電気的ノイズを減らすことができる。そして、未硬化の合成樹脂材は第1バンプ51の表面上に沿って流れるようにして逃げ、各第1バンプ51の表面を被覆する。また、合成樹脂層52の厚みd2が第1バンプ51の高さhよりも小さいため、合成樹脂層52が第1バンプ51や表面電極32、31からはみ出して圧電ユニット5の表面まで流れることはない。
次に、この状態でバーヒータにより加熱して合成樹脂層52を硬化させる。これにより、第1バンプ51周辺の合成樹脂層52が硬化し、ベースフィルム41を第1バンプ51と接合する第1接合部60(図1も参照)が形成される。また、共通用配線42は、その表面を合成樹脂層52により被覆されるため、披覆層としての配線保護層としても形成されている。
このようにして第1接合部60によりFPC3が圧電ユニット5に接合されて、インクジェットヘッド1を形成すると、次に、該インクジェットヘッド1を図5、図6に示すフレーム2と接合すべく、作業者は、FPC3の引き出し部3a、3bを掴み上げて予め開口部2a内に通しておく。その後、圧電ユニット5を開口部2a内に配置した状態で、流路ユニット3の上面をフレーム2の下側に接着剤で接着する。
このようにして、図6に示すインクジェットヘッド1を製造することができ、このインクジェットヘッド1にFPC3を接合することができる。
次に、図1〜図4を参照して、本発明に係る第2バンプ62と第2接合部材66との第2接合部61及びその製造方法を説明する。本発明に係る第2接合部61(請求項1の接合構造)は、例えば、FPCと圧電ユニット5との接合後に、キャリッジに組立てする作業中に、引き出し部3a、3bが引っ張られたり折り曲げられたときや、引っ張り荷重等が接合部にかかったときに、FPCが圧電ユニット5の表面から剥がれ難くすること、また、合成樹脂を外側に広げないようにすることを目的として設けられている。
この配線基板の第2接合部61は、圧電ユニット5の第1接合部材63と、FPC3の第2接合部材とを凸状の第2バンプ62を介して互いに接合する接合構造で、図1に示すように、第2接合部61は、端子部形成領域Bの外側であって、FPC3の引き出し部3a、3bのそれぞれの側に3つずつ設けられている。つまり、図9に示すように、この第2接合部61を構成する第1接合部材63および第2バンプ62は、圧電ユニット5の稜線A1、A2のそれぞれの内側であって、略マトリクス状に配置されている個別用表面電極32群の、それぞれの引き出し部3a、3b側の外側に設けられている。第1接合部材63は、表面電極6とは異なり、各圧電シート上の電極とは導通されていないダミー表面電極である。また、その第1接合部材63に対応する位置にFPC3の第2接合部材66が設けられている。第2接合部材66は、インクジェットヘッドを駆動する駆動信号を供給しないダミーの端子部である。つまり、本実施形態の第2接合部61は、第1バンプ51によって接合される第1接合部60とは異なり、インクジェットヘッドを駆動とは関係のない接合部となっている。
図2(a)は、この接合構造61を示す横断面図であり、図2(b)は、この接合構造61を示す縦断面図である。図3及び図4は、この接続構造61の製造方法を説明するための図である。図2(a)、(b)に示すように、圧電ユニット5の表面には、略矩形の第1接合部材63が表面電極32、31と共に印刷形成されている。そして第1接合部材63上に第2バンプ62が配置されている。第2バンプ62は、第1バンプ51と同様にAgなどの金属材料と樹脂とを含む導電性接着剤(例えば、ニホンハンダ社製のNH-070A(T)等)でインクジェット法にて同工程において形成されている。第2バンプ62は、中央凸部62aと、それを囲う円環状の外側凸部62bとで形成された凸状のバンプ形状となっていて、中央凸部62aと、外側凸部62bとの間には、円環状の凹部64(環状溝)が形成されている。つまり、第2バンプ62は、その先端部の端面には凹部64が形成されたバンプ形状となっている。また、FPC3の一方面41aには、第1接合部材63と対応する位置に第2接合部材66が形成され、第2接合部材66の表面に塗布された樹脂ペースト65(接合用合成樹脂)は、圧電ユニット5とFPC3とが接合されてFPC上3の第2接合部材66とその先端部が接触したときに、第2バンプ62のうち中央凸部62aの表面上を覆うとともに凹部64内に収容されていて、この合成樹脂65が第2バンプ62とFPC3とを互いに接合している。凹部64は、外側凸部が第2接合部材66と接触しているので、合成樹脂65を収容することができる。なお、合成樹脂65は、前述した端子部および配線を覆う合成樹脂52と同様のものである。また、第2バンプはその断面視直径L2が第1バンプの断面視直径L1よりも大きいのが好ましく、中央凸部62aの断面視直径が第1バンプのそれとほぼ同じ大きさ程度となっている。また、中央凸部の断面視寸法よりも外側凸部の方がその断面寸法が小さくなっている。
上記のように構成された配線基板の接合構造61によれば、図2(a)、(b)に示すように、圧電ユニット5と、FPC3とを凸状の第2バンプ62を介して互いに接合することができる。そして、第2バンプ62は、その先端部端面に凹部64が形成され、先端部がFPCに接触した状態で、凹部65内には合成樹脂65が収容されるため、この合成樹脂65が、第2バンプ62とFPC3とを互いに接合することができる。そして、第2バンプ62の先端面に形成された凹部64の内面が、合成樹脂65と第2バンプとの接着面となっている。一般的な円筒状の第1バンプ51による接合部である第1接合部60においては、合成樹脂との接着面は、第1バンプ51の表面を覆った領域であるが、第2接合部61においては、その接着面となる凹部64は、第1バンプとほぼ同じ直径である中央凸部とその周囲の外側凸部との間に形成されたものであるため、第1バンプ51による第1接合部よりも接着面積が大きくなっていて、両者の接着強度を大きくすることができる。また、合成樹脂65とバンプとの接着面積を大きくして接着強度を強くしようと考えた時に、第2バンプ62と同じ大きさの直径L2を有する円筒状のバンプを置くことが考えられる。この場合、その直径が大きくなることで合成樹脂65との接触面積を大きくすることができ、両者の接着強度を大きくする効果を得ることができるが、しかしながら、第2バンプ62では、凹部64の内面を広くして接触面積を大きくしているに加えて、図2(b)にあるように、断面視で、外側凸部62b、合成樹脂材、中央凸部、合成樹脂材、外側凸部というように、合成樹脂材と第2バンプとが互いに噛み込みあった構成となっているため、単に直径を大きくした円筒状のバンプよりも両者の接着強度を大きくすることができる。このように、第2接合部62においては、FPC3と、圧電ユニット5との接合強度を高めることができるので、FPC3が圧電ユニット5から剥がれることを防止することができる。よって、インクジェットヘッドの駆動に関わる第1接合部が電気的不具合の発生を防止することができる。
また、第2バンプ62は、断面視において外側凸部、中央凸部、外側凸部の3点において第2接続材料と接触された状態で合成樹脂により接合された状態となっているため、FPC3に対して剥がれる力がかかった場合に、接触ポイントが3点あるため、外側凸部の1点において剥がれる力がかかったとしても、他の2点において接触を維持させることができ、FPC3が圧電ユニット5から剥がれにくくしている。
そして、第2バンプ62は、図2(a)、(b)に示すように、凹部64を環状溝として形成してあるので、この環状溝の互いに向かい合う内側面64aに、接合用合成樹脂65が接着することができる。そして、この接合部を、環状の長い経路に亘って広い範囲に形成することができるので、第2バンプ62と接合用合成樹脂65との接着面積を大きく採ることができ、両者間の接着強度を十分に大きくすることができる。従って、FPC3と、圧電ユニット5との接合強度を高めることができる。
また、図2(a)、(b)に示すように、第2バンプ62は、その凹部64内に合成樹脂65を収容することができる。例えば圧電ユニット5と、FPC3とを接合する際に(図4(a)、(b)、(c)に示す後述する接合工程参照)FPC3の第2接合材料に塗布された合成樹脂65は、第2接合部材と第2バンプとが接触したときに、中央凸部の周囲に流動して流れる合成樹脂65が外側凸部により外側へ逃げないようになっていて、凹部64内に閉じ込めておくことができ、合成樹脂65が第2バンプ62の外側に広がることを防止又は抑制することができる。その結果、硬化した接合用合成樹脂65がFPC3の表面に接着する範囲を規定することができる。
これによって、図6に示すように、FPC3を所定の位置で折り曲げて所定の大きさに組み立てる作業を行なうときに、外側にはみ出して硬化した接合用合成樹脂65によって折り曲げ作業が妨げられず、FPC3を規定通りの位置で折り曲げて組み立てることができる。
この配線基板の第2接合部61がない場合、可撓性を有するFPC3を、折り曲げて組み立てる作業を行なうときに、FPC3が引き出される側の最も外側に配置されている個別用表面電極32、電極31と、FPC3の個別用端子部43aとを接合する第1接合部60に対して、引っ張り荷重等が集中的に掛かり、剥離が生じるとインクジェットヘッドの駆動に影響を及ぼしてしまう。しかしながら、この引き出されている側の最も外側に配置されている第1接合部60のある第1バンプ51よりもさらに外側の箇所に本発明の配線基板の第2接合部61を設けることによって、引っ張り荷重等を第2接合部61で受け止めることができ、個別用表面電極32等とFPC3とを接合する第1接合部60に対して、引っ張り荷重等が掛からないようにすることができる。これによって、インクジェットヘッドの駆動に関与する個別用表面電極32等と、個別用端子部43a等との電気的不具合の発生を効果的に防止することができ、駆動に影響を及ぼさない。
さらには、その第2接合部61が、前述したように第1接合部60よりも剥がれにくい構造になっているため、FPCと圧電ユニットとの剥がれによるインクジェットヘッドの駆動に影響を及ぼすことがない。また、接合工程において、合成樹脂を封じ込めて、外側方向へのはみ出しを防止することができ、さらには、組み立て等でFPCの引き出し部の折り曲げ位置がより外側にいくことを防止し、コンパクト化させることができる。
次に、図2に示す配線基板の接合構造61の製造方法を説明する。この図2に示す接合構造61の製造は、図9に示すように、圧電ユニット5の上面に形成されている各第1バンプ51と、FPC3の下面に形成されている各個別用端子部43a及び各共通用配線42とを互いに接合するときの製造工程で行なわれる。
まず、図3(b)及び図4(a)に示すように、圧電ユニット5の上面に設けられている第1接合部材63の上面に第2バンプ62を形成する(バンプ形成工程)。この第2バンプ62は、中央凸部62aと外側凸部62bとを有している。そして、第2バンプ62は、図9に示す第1バンプ51と同じ製造工程で形成される。
中央凸部62aは、細長な円柱形状であり、外側凸部62bは、中央凸部62aの周囲を囲う円環状に形成されている。そして、この中央凸部62a(高さK1)は、外側凸部62b(高さK2)よりも高さ方向の寸法が大きく形成され、その断面視直径は、外側凸部の方が中央凸部よりも大きく形成されている。第2バンプは、第1バンプと同様に、インクジェット法で形成され、その高さや、形状は、吐出する液滴径と吐出回数により調整することができる。
そして、図4(a)に示すように、FPC3の圧電ユニット5側の下面(一方面41a)に設けられている第2接合部材66の表面に合成樹脂層65を形成する(合成樹脂層形成工程)。この合成樹脂層65は、図4(b)、(c)に示すように、外側凸部62bの内側に収容される大きさ(直径)に形成されている。この合成樹脂層65は、図10(a)に示す合成樹脂層52と同じ製造工程で形成される。
次に、図4(b)、(c)に示すように、FPC3を圧電ユニット5に重ねてバーヒーター等で圧接することによって、第2バンプ62を、FPC3の下面に形成された未硬化の接合用合成樹脂層65を介してFPC3の下面に押し付けると共に、第2バンプ62を圧縮変形させる(圧接工程)。
この圧縮工程において、まず、高さの高い第2バンプ62の中央凸部62aが先に合成樹脂層65に到達し、中央凸部62aが合成樹脂層62を貫通し、中央凸部62aの周囲に沿って流れ出す、さらにFPCが圧接されることで、中央凸部62aが第2接合部材66と接触して先端が潰れるとともに、外側凸部62bが第2接合部材66と接触して圧縮されて横側に広がる。このとき、中央凸部62aの周囲に沿って流れ出した合成樹脂層62は、外側凸部62bによって堰き止められ、中央凸部62aと外側凸部62bとの間に形成されている環状の隙間62c内に収容された状態となる。この圧接工程は、図10(b)に示す製造工程で行なわれる。
また、図4(b)、(c)に示す圧接工程において、FPC3を圧電ユニット5に重ねて圧接していくと、まず、中央凸部62aがFPC3に当接して圧縮変形していき、次に、これと共に外側凸部62bがFPC3に当接して圧縮変形する。このように、圧接工程において、中央凸部62a及び外側凸部62bが順次段階を経て圧接されるので、圧接による衝撃を、段階を経て(分割して)圧電ユニット5に伝達されるようにすることができ、圧電ユニット5の損傷を防止することができる。
そして、バーヒーター等を加熱して、図4(c)に示す未硬化の接合用合成樹脂65を加熱硬化させる(硬化工程)。この加熱硬化工程は、図10(b)に示す加熱硬化の工程で行なわれる。このようにして、圧電ユニット5と、FPC3とを複数の凸状の第2バンプ62を介して互いに接合することができ、これによって、図2(a)、(b)に示す配線基板の接合構造61を製造することができる。
上記接合構造61の製造方法によると、圧接工程において、合成樹脂層65が外側凸部62bの内側に収容されるように、この接合用合成樹脂層65をFPC3に形成すると、この接合構造61が製造されたときに、接合用合成樹脂65を凹部64内に確実に封じ込めることができ、接合用合成樹脂65が第2バンプ62の外側に広がった状態で硬化しないようにすることができる。これによって、可撓性を有するFPC3の屈曲位置を正確に規定することができる。
なお、合成樹脂層は、第2接合部材の表面に外側凸部の内側に収容される程度に塗布するのが好ましいが、合成樹脂層が外側凸部の内側に収容される程度よりも広く塗布されていたとしても、第2バンプの凹部において合成樹脂層を収容するため、加圧時に外側へはみ出す合成樹脂量を少なくしてくれるため、従来よりも、硬化した合成樹脂65がFPC3の表面に接着する範囲を規定することができる。また、第2接合部の第2バンプは、第1接合部材および第2接合部材の間に介されてFPCと圧電ユニットとを接合しているが、第2接合部は、インクジェットヘッドの駆動とは関係のない電気的に導通されていないため、第1接合部材及び第2接合部材を設けずともよく、圧電ユニットの表面もしくはFPCの被覆層との間に直接第2バンプを介して接合されていてよい。第2バンプの凹部内の合成樹脂材は、圧電ユニットの表面において接着されることになるが、この第2接合部が設けられる位置が、駆動に関わる表面電極6よりも外側の領域に設けられているため、圧電ユニットの表面が合成樹脂材によって拘束された状態になっても、その弊害を少なくてすむ。また、第2バンプは、高さの高い中央凸部と、それよりも高さの低い外側凸部が、中央凸部より距離をおいてその周囲を囲って設けられていて、その両者の間に凹部が形成されているが、中央凸部と外側凸部とは、その両者の間に合成樹脂を収容できるだけの空間があれば、必ずしも分離されている必要はなく、溝が形成されて、凹部を形成されていてもよい。
よって、上記のように、本発明に関わる第2接合部は、FPCと圧電ユニット5との接着強度を大きくして、圧電ユニットの表面からFPCを剥がれ難くすることができ、また、合成樹脂を外側に広げないようにすることができる。
ただし、上記実施形態では、図4(a)、(b)、(c)からも分かるように、第2バンプ62を圧電ユニット5の上面に結合して設け、接合用合成樹脂層65をFPC3の下面に形成して、圧電ユニット5とFPC3とを互いに圧接し、更に、接合用合成樹脂層65を加熱硬化させることによって配線基板の接合構造61を製造したが、これに代えて、図には示さないが、第2バンプ62をFPC3の下面に結合して設け、接合用合成樹脂層65を圧電ユニット5の上面に形成して、圧電ユニット5とFPC3とを互いに圧接し、更に、接合用合成樹脂層65を加熱硬化させることによって配線基板の接合構造を製造してもよい。この接合構造は、図2(b)に示す接合構造61と上下逆の構造である。
このようにして製造された配線基板の接合構造では、第2バンプ62の凹部64に収容されている接合用合成樹脂65が圧電ユニット5の表面(第1接合部材63)に接合している。そして、上記実施形態と同様に、FPC3と、圧電ユニット5との接合強度を高めることができ、FPC3が圧電ユニット5から剥がれることによる電気的不具合の発生を防止することができる。
また、上記実施形態と同様に、凹部64内に接合用合成樹脂65を収容しているので、圧電ユニット5と、FPC3とを接合する際に、凹部64内の接合用合成樹脂65をこの凹部64内に閉じ込めておくことができ、接合用合成樹脂65が第2バンプ62の外側に広がることを防止又は抑制することができる。その結果、硬化した接合用合成樹脂65が圧電ユニット5の表面に接着する範囲を規定することができる。これによって、硬化した接合用合成樹脂65が、圧電ユニット5の変形動作を阻害することを防止できる。
更に、上記のような接合構造の製造方法によっても、圧接工程において、FPC3を圧電ユニット5に重ねて圧接していくと、まず、中央凸部62aが圧電ユニット5に当接して圧縮変形していき、次に、これと共に外側凸部62bが圧電ユニット5に当接して圧縮変形する。このように、上記実施形態と同様に、圧接工程において、中央凸部62a及び外側凸部62bが順次段階を経て圧縮されるので、圧接による衝撃を、段階を経て(分割して)圧電ユニット5に伝達されるようにすることができ、圧電ユニット5の損傷を防止することができる。
そして、上記実施形態のバンプ形成工程において、第2バンプ62は、中央凸部62a及び外側凸部62bを同一の材質である例えばAgを含んだ樹脂材料としたが、これに代えて、中央凸部62aが外側凸部62bよりもより軟質の材料で形成することができる。
このようにした接合構造の製造方法によると、中央凸部62aを外側凸部62bよりも軟質の材料で形成したので、圧接による衝撃を、この軟質の材料で形成した分だけ緩和することができる。そして、外側凸部62bは、中央凸部62aよりも硬質であるので、この第2バンプ62の凹部64内に収容される接合用合成樹脂層65を確実に封じ込めることができ、接合用合成樹脂65が凹部64から流出して広がることを防止又は抑制できる。
また、上記実施形態では、第2接合部61はインクジェットヘッドを駆動させるための共通用表面電極31及び個別用表面電極32とは関係のないダミー電極およびダミー端子部の接合部であり、言い換えれば、第2接合部の第2バンプは、FPCと圧電ユニットとの剥がれ防止および合成樹脂のはみ出しを抑制できることに特化したバンプとして設けられているが、これに代えて、駆動用電極である共通用表面電極31や個別用表面電極32に対して第2バンプを設けてもよく、同様の効果を得ることができる。また、そのような第2バンプを個別用表面電極や共通用表面電極に設けた場合、引っ張り荷重が集中的にかかったとしても、第2バンプは、断面視で、外側凸部、中央凸部、外側凸部の3点にて電気的な接触がとられているため、例えば、外側凸部が引っ張り荷重によって、どこか一点が剥がれたとしても、他の2点において電気的接触を得ることができるため、駆動を妨げるような電気的な不良を少なくすることができる。電気的に確実に接続することができる。
さらに、このようにした接合構造の製造方法によると、圧電ユニット5の共通用表面電極31(又は個別用表面電極32)と、FPC3の共通用配線42(又は個別用端子部43a)とを、第2バンプ62及び合成樹脂65によって確実に接合できるので、電極31、32と、配線42、端子部43aとを確実に電気的に接続できるようにすることができる。
このように第2バンプ62を個別用表面電極32等に設けた接合構造の製造方法によると、圧接工程において、まず、第2バンプ62の高さの高い中央凸部62aがFPC3の端子部43a等(又は圧電ユニット5に設けられている個別用表面電極32等)に対して圧接されて導通状態となる。次に、外側凸部62bがFPC3の端子部43a等に対して圧接されて導通状態となる。このように、少なくとも高さの高い中央凸部62aは、外側凸部よりも先にFPCの端子部と接触するため、中央凸部62aによって確実に電気導通を確保することができる。さらに外側凸部にて導通をとっているため、第2バンプ62自体をFPC3に設けられている端子部43a等(又は圧電ユニット5に設けられている個別用表面電極32等)に導通させることができる機会を2回確保することができ、電気的に確実に接続させることができる。
更に、このように第2バンプ62を個別用表面電極32等のインクジェットヘッドの駆動にかかわる電極と端子部との接合構造とした場合において、第2バンプ62を、複数の個別用表面電極32及び共通用表面電極31のうち、FPC3のそれぞれの引き出し部3a、3bの側の最も外側に配置されている個別用表面電極32の列設けることができる。
このようにした配線基板の接合構造によると、可撓性を有するFPC3を、折り曲げて組み立てる作業を行なうときに、FPC3が引き出される側の最も外側に配置されている個別用表面電極32とFPC3とを接合する第2バンプ62に対して、引っ張り荷重等が集中的に掛かるが、この第2バンプ62に対して本発明を適用して接合強度を大きくすることによって、個別用表面電極32等とFPC3との電気的不具合の発生を効果的に防止することができる。そして、第2バンプ62を個別用表面電極32等に設けた場合は、FPC3を折り曲げる位置を個別用表面電極32等の位置に近づけることができ、FPC3をコンパクトに折り曲げて組み立てることができる。
更に、上記実施形態では、図1に示す圧電ユニット5に対して本発明を適用したが、これに代えて、図11に示す圧電ユニット68に対して本発明を適用することができる。この図11に示す圧電ユニット68は、その表面に多数設けられている個別用表面電極69のうち、FPC3のそれぞれの引き出し部3a、3bの側の最も外側に配置されている個別用表面電極70は、圧電ユニット68の側縁部68aに対して所定の角度θを成す直線に沿って配置されている。
このような圧電ユニット68では、FPC3の引き出し部3a、3bを折り曲げると、角部に配置されている個別電極70に形成されている第1バンプ51の接合部に引っ張り力等が集中的に掛かり、その接合が剥がれてしまう可能性が高い。
そこで、図11に示すように、上記実施形態と同様に、それぞれの角部に設けられている第1バンプ51よりも引き出し部3a、3b側の位置に本発明の接続構造61を設け、これによって、角部に配置されている個別用表面電極70の第1バンプ51の接合部、及びそれ以外の第1バンプ51の接合部に引っ張り力等が掛からないようにすることができる。その結果、個別用表面電極69とFPC3との電気的接続の不具合の発生を防止できる。
また、上記実施形態では、図10に示す合成樹脂層52を絶縁性の熱硬化樹脂で形成したが、導電性の熱硬化樹脂で形成してもよい。
また、上記実施形態では、図4(a)、(b)、(c)に示すように、圧電ユニット5の上面に第1接合部材63を設け、この第1接合部材63の上面に第2バンプ62を形成したが、これに代えて、第1接合部材63を省略して、圧電ユニット5の上面に直接に第2バンプ62を形成してもよい。そして、FPC3の下面に第2接合部材66を設け、この第2接合部材66の下面に接合用合成樹脂層65を形成したが、これに代えて、第2接合部材66を省略して、FPC3の下面に直接に接合用合成樹脂層65を形成してもよい。
更に、上記実施形態では、図1に示すように、FPC3の両方の各端部が引き出し部3a、3bとして形成されているが、これに代えて、FPC3の一方の端部が引き出し部として形成され、他方の端部が引き出し部として形成されていないものとしてもよい。さらには、引き出し方向は、圧力室やノズルの列方向に直交する方向に引き出されるものに限定されることはなく、列方向に平行する方向に引き出されていてもよく、本発明の第2接合部は引き出される方向側の接合部として設けるのがよい。
また、本発明では、FPCと圧電ユニットとの接合時の剥がれにおいて、組み立て時などFPCを折れ曲げる時に発生する剥がれについて説明したが、必ずしもその場合に限らず、例えば、FPCのベースフィルムがポリイミドなどの熱膨張が大きい材質が採用されていることにより、接合時にかける加熱加圧によってベースフィルムが膨張し、接合後の冷却時における収縮によって、接合部分がその熱応力によって剥がれてしまうことがある。このような場合においても、本発明の第2接合部を用いることで剥がれに対する接着強度が大きくなっているため、剥がれ防止をすることができる。この場合、熱応力の影響が最も大きくなるのが、個別表面電極および共通表面電極が配された矩形状の端子部形成領域の4隅部分であるため、端子部形成領域Bの外側、もしくは、個別表面電極および共通電極そのものに対して、4隅の領域のバンプを第2バンプを採用して第2接合部を配置するのが好ましい。
以上のように、本発明に係る配線基板の接合構造及び接合構造の製造方法は、配線基板とバンプとの接合強度を大きくすると共に、接合用合成樹脂がバンプの外側に広がることを防止又は抑制することができる優れた効果を有し、このような配線基板の接合構造及び接合構造の製造方法に適用するのに適している。
1 インクジェットヘッド
2 フレーム
2a 開口部
2b 貫通孔
3 プリント配線基板(FPC)
3a、3b 引き出し部
4 流路ユニット
4a インク流路
5 圧電ユニット
6 表面電極
7 ICチップ
8 インク流入口
9 フィルタ
10 圧力室孔
11 圧力室層
12 接続流路層
13 マニホールド層
14 ダンパ層
14a ダンパ室
15 ノズル層
16 共通インク室
17 接続流路
18 圧力室
19 流出路
20 ノズル
21〜26 圧電シート
27 トップシート
28 共通電極
29 個別電極
31 共通用表面電極
32 個別用表面電極
41 ベースフィルム
41a 一方面
42 共通用配線
43 個別用配線
43a 端子部
44 被覆層
44a 端部
51 第1バンプ
52 合成樹脂層
60 第1接合部
61 配線基板の接合構造(第2接合部)
62 第2バンプ
62a 中央凸部
62b 外側凸部
62c 隙間
63 第1接合部材
64 凹部
64a 凹部の内側面
65 接合用合成樹脂層、接合用合成樹脂
66 第2接合部材
68 圧電ユニット
68a 側縁部
69 個別表面電極
70 外側の個別表面電極

Claims (10)

  1. その一面に複数の外部電極が設けられた圧電ユニットと、前記外部電極に電気的に接続され前記圧電ユニットを駆動するための信号を供給する配線基板とが、1又は2以上の凸状のバンプを介して互いに接合する配線基板の接合構造において、
    前記バンプは、前記圧電ユニットの前記一面に設けられその先端部の端面には凹部が形成され、この凹部に収容される接合用合成樹脂が、当該バンプと前記配線基板とを互いに接合することを特徴とする配線基板の接合構造。
  2. 前記凹部は、環状溝として形成されていることを特徴とする請求項1記載の配線基板の接合構造。
  3. その一面に複数の外部電極が設けられた圧電ユニットと、前記外部電極に電気的に接続されて前記圧電ユニットを駆動するための信号を供給する配線基板とが、1又は2以上の凸状のバンプを介して互いに接合する接合構造の製造方法において、
    前記圧電ユニットの前記一面に前記バンプを形成するバンプ形成工程であって、前記バンプが、中央に配置された中央凸部と、その中央凸部と間隔を隔ててその周囲を囲むように配置された筒状の外側凸部とを有するバンプ形成工程と、
    前記配線基板の前記圧電ユニット側の表面に未硬化の接合用合成樹脂層を形成する合成樹脂層形成工程と、
    前記配線基板を前記圧電ユニットに重ねて圧接することによって、前記バンプを、未硬化の前記接合用合成樹脂層を介して前記配線基板の前記表面に押し付けると共に、前記バンプを圧縮変形させる圧接工程と、
    前記未硬化の接合用合成樹脂層を硬化させる硬化工程とを備えることを特徴とする接合構造の製造方法。
  4. 前記バンプ形成工程において、前記バンプは、前記中央凸部が前記外側凸部よりも、高さ方向の寸法が大きく形成されていることを特徴とする請求項3記載の接合構造の製造方法。
  5. 前記バンプ形成工程において、前記バンプは、前記中央凸部が前記外側凸部よりも軟質の材料で形成されていることを特徴とする請求項4記載の接合構造の製造方法。
  6. 前記圧接工程において、前記接合用合成樹脂層が前記外側凸部の内側に収容されるように、前記合成樹脂層形成工程において、前記接合用合成樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の接合構造の製造方法。
  7. 前記バンプは、前記外部電極に設けられ、
    前記配線基板の前記外部電極と対向する端子部に前記接合用合成樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の接合構造の製造方法。
  8. 前記バンプの中央凸部及び外側凸部が導電性材料で形成され、かつ、前記中央凸部が前記外側凸部よりも、高さ方向の寸法が大きく形成されていることを特徴とする請求項7記載の接合構造の製造方法。
  9. 前記配線基板は、可撓性を有し、前記圧電ユニットの表面から一方側又は両側に引き出され、
    前記バンプは、前記複数の外部電極のうち、前記配線基板が引き出される側の最も外側に配置されている前記外部電極に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の配線基板の接合構造。
  10. 前記配線基板は、可撓性を有し、前記圧電ユニットの表面から一方側又は両側に引き出され、
    前記バンプは、前記配線基板が引き出される側であって、前記複数の外部電極が設けられている領域の外側に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の配線基板の接合構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220043011A (ko) * 2020-09-28 2022-04-05 한국전자통신연구원 신축성 전자 소자 및 그의 제조 방법

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