JP2012069548A - 配線基板の接続構造及び接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被接続体と配線基板の接続強度をより向上させる。
【解決手段】プリンタの圧電アクチュエータの入力接点とＣＯＦの基板側接点は、金属材料と熱硬化性樹脂とを含む導電性樹脂からなる導通部により電気的に接続されている。そして、圧電アクチュエータとＣＯＦは、導通部に加えて、補強部６２により機械的に接続されている。この補強部６２は、ＣＯＦ５０において、導通部とは異なる位置であり、且つ、ソルダーレジスト５４の表面と可撓性の基板５２の表面とにまたがる位置に配置されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、配線基板の接続構造及び接続方法に関する。

従来から、アクチュエータやセンサなどの電気接点を備えた被接続体に対して、配線基板を接続して、この配線基板を介して被接続体へ信号の送受信や電力供給などを行うものが知られている。このような被接続体と配線基板の接続構造として、例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドの圧電アクチュエータ（被接続体）に対するＦＰＣ（配線基板）の接続において、圧電アクチュエータとＦＰＣの電気接点を導通させるハンダ（導通部）で電気的に接続するとともに、導通用のハンダとは異なる位置に、圧電アクチュエータとＦＰＣを機械的に接続する補強用のハンダ（補強部）を設けている。

また、種々の理由を考慮して、ハンダではない材料を用いた被接続体と配線基板の接続構造として、例えば、特許文献２には、導電性粒子と熱硬化性の絶縁性接着剤を含む導電性樹脂を、フレキシブルプリント基板の配線端子（基板側接点）と被接続体であるプラズマディスプレイパネルの電極（電気接点）との間に設けて、フレキシブルプリント基板を加熱しながらプラズマディスプレイパネルに向かって加圧することによって、この導電性樹脂を硬化させて両者を電気的及び機械的に接続する構造が開示されている。

特開２００６−２３１９１３号公報（図１０） 特開２００５−１９７００１号公報（図１）

しかしながら、特許文献２に記載の接続構造のように、被接続体と配線基板とを、被接続体の電気接点と配線基板の基板側接点との導通を図る導電性樹脂で接続しているだけでは、ハンダの場合に比べて、被接続体と配線基板の接続強度は不十分であり、被接続体からの配線基板の剥離やずれが生じやすい。

そこで、特許文献２に記載されているような、被接続体と配線基板を接点間の導通に用いる導電性樹脂で接続している構造において、被接続体と配線基板の接続強度を向上させようとすると、接点間の導通に用いる導通部である導電性樹脂と同じ材料を用いて、補強部として導電性樹脂を配置するのが一般的である。

ところで、配線基板は、可撓性基板の上に配線や基板側接点が形成され、基板側接点が露出されるとともに、配線が保護用のソルダーレジストなどの被覆膜で覆われている。このとき、補強部が被覆膜の表面または可撓性基板の表面に重なるように配置されるのが一般的であるが、これでは被接続体と配線基板の接続強度が十分に得られないことが分かった。

そこで、本発明の目的は、被接続体との接続強度をより向上させた配線基板の接続構造及び製造方法を提供することである。

本発明の配線基板の接続構造は、電気接点を備えた被接続体に配線基板を接続する配線基板の接続構造であって、前記配線基板は、前記被接続体と対向する面に基板側接点が設けられた絶縁性樹脂からなる可撓性基板と、前記可撓性基板の前記被接続体と対向する面を、前記基板側接点及び一部領域を除いて覆う被覆膜と、を有しており、前記被接続体の前記電気接点と前記配線基板の前記基板側接点は、金属材料と熱硬化性樹脂とを含む導電性樹脂からなる導通部を介して電気的に接続されており、前記被接続体と前記配線基板の間には、前記導通部に加えて、前記導通部と同じ前記導電性樹脂からなり、前記被接続体と前記配線基板を機械的に接続する補強部が設けられており、前記補強部は、前記配線基板の、前記導通部とは異なる位置であり、且つ、前記被覆膜の表面と前記可撓性基板の前記一部領域の表面とにまたがる位置に配置されている。

本発明の配線基板の接続構造によると、補強部を配線基板の被覆膜の表面と可撓性基板の表面とにまたがる位置に配置しているため、補強部が配線基板の被覆膜の表面、または、可撓性基板の表面にだけ重なって配置されている場合に比べて、被接続体と配線基板の接続強度をより向上させて、被接続体からの配線基板のずれや剥離を防止することができる。

また、前記被接続体は、圧電層を含む圧電アクチュエータであることが好ましい。仮に、導電性樹脂からなる導通部と補強部の、被接続体と配線基板に対する密着性を高めて、被接続体と配線基板の接続強度を向上させようとしたときには、両者の接続の際に加圧を大きくすることが考えられるが、これでは圧電層が破壊されやすい。そこで、被接続体と配線基板の接続強度を向上させるために、両者を接続する際の加圧を大きくすることが困難な場合においても、補強部を配線基板の被覆膜の表面と可撓性基板の表面にまたがる位置に配置することで、被接続体と配線基板の接続強度を向上させることができる。

さらに、前記補強部は、複数のバンプが密集して配置されたバンプ群で構成されていることが好ましい。仮に、１つのバンプ群に属する複数のバンプの総和と同じ、１つの体積の大きなバンプを補強部にすると、被接続体と配線基板の間において、加圧により押しつぶされるバンプの広がり方を制御するのは困難であり、広がってほしくない方向に広がるおそれがある。例えば、補強部が導通部に向かって広がってしまい、導通部とショートしてしまうと、導通部の抵抗値が大きくなってしまうことなどが懸念される。そこで、複数のバンプから構成されるバンプ群を補強部とすることで、それぞれのバンプの配置を決めるだけで、補強部の形状を容易に制御することができる。

加えて、前記配線基板は、前記被接続体と接続された領域から所定の一方向に引き出されており、１つの前記バンプ群に属する前記複数のバンプは、前記配線基板の、前記基板側接点よりも前記一方向側において、前記配線基板と平行で且つ前記一方向と直交する幅方向に並べて配置されていることが好ましい。これによると、配線基板の引き出された部分に被接続体から離れる方向の力が加わったときに、最も力を受ける配線基板の一方向と直交する幅方向に沿った部分において、補強部を構成する複数のバンプが幅方向に並んでおり、接続強度をその部分において向上させることができ、被接続体からの配線基板の剥離を一層防止することができる。

また、前記配線基板は、前記被接続体と接続された領域から所定の一方向に引き出されており、前記補強部は、前記配線基板の、前記基板側接点よりも前記一方向側に配置されており、前記配線基板と平行で且つ前記一方向と直交する幅方向に長尺な形状を有していてもよい。これによると、配線基板の引き出された部分に被接続体から離れる方向の力が加わったときに、最も力を受ける配線基板の一方向と直交する幅方向に沿った部分において、補強部が幅方向に長尺な形状で配置されており、接続強度をその部分において向上させることができ、被接続体からの配線基板の剥離を一層防止することができる。

前記配線基板は、前記被接続体と接続された領域から所定の一方向に引き出されており、前記補強部は、引き出される方向に向かって、前記配線基板の、前記可撓性基板の表面、前記被覆膜の表面の順にまたがる位置に配置されていることが好ましい。これによると、被接続体からの配線基板の剥離をより一層防止することができる。

本発明の配線基板の接続方法は、電気接点を備えた被接続体に、前記被接続体と対向する面に基板側接点が設けられた絶縁性樹脂からなる可撓性基板と、前記可撓性基板の前記被接続体と対向する面を、前記基板側接点及び一部領域を除いて覆う被覆膜とを有する配線基板に接続する配線基板の接続方法であって、前記被接続体の前記電気接点の上、または、前記配線基板の前記基板側接点の上に、金属材料と熱硬化性樹脂とを含む導電性樹脂を付着させる第１付着工程と、前記配線基板との接続姿勢において、前記被接続体の、前記配線基板における前記被覆膜の表面と前記可撓性基板の前記一部領域の表面とにまたがる領域と対向する領域、または、前記配線基板の、前記被覆膜の表面と前記可撓性基板の前記一部領域の表面とにまたがる領域に、前記導電性樹脂を付着させる第２付着工程と、前記第１付着工程及び前記第２付着工程の後に、前記被接続体の前記電気接点と前記配線基板の前記基板側接点が対向するように位置合わせして、前記被接続体と前記配線基板を互いに加熱しながら押し付けて、前記被接続体と前記配線基板を接着する接着工程と、を備えており、前記接着工程において、前記第１付着工程で付着させた前記導電性樹脂は、前記電気接点と前記基板側接点を電気的に接続しており、前記第２付着工程で付着させた前記導電性樹脂は、前記被接続体と前記配線基板の機械的な接続を補強している。

本発明の配線基板の接続方法によると、補強部を配線基板の被覆膜の表面と可撓性基板の表面とにまたがる位置に配置しているため、補強部を配線基板の被覆膜の表面、または、可撓性基板の表面にだけ配置している場合に比べて、被接続体と配線基板の接続強度をより向上させて、被接続体からの配線基板のずれや剥離を防止することができる。

補強部を配線基板の被覆膜の表面と可撓性基板の表面とにまたがる位置に配置することで、補強部が配線基板の被覆膜の表面、または、可撓性基板の表面にだけ重なって配置されている場合に比べて、被接続体と配線基板の接続強度をより向上させて、被接続体からの配線基板のずれや剥離を防止することができる。

本実施形態に係るプリンタの概略平面図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 ＣＯＦの平面図である。 図２及び図３の部分拡大図であり、（ａ）は図２のＰ１部の拡大図であり、（ｂ）は図３のＰ２部の拡大図である。 図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。 圧電アクチュエータとＣＯＦの接続強度について説明する写真であり、（ａ）は比較例１におけるＣＯＦと圧電アクチュエータの補強部を含む縦断面図であり、（ｂ）は比較例１におけるＣＯＦ側の剥離面であり、（ｃ）は比較例２におけるＣＯＦと圧電アクチュエータの補強部を含む縦断面図であり、（ｄ）は比較例２におけるＣＯＦ側の剥離面であり、（ｅ）は実施例におけるＣＯＦ側の剥離面である。 圧電アクチュエータとＣＯＦとを接続する工程について説明する図であり、（ａ）は付着工程であり、（ｂ）は接着工程であり、（ｃ）は完成時である。 変形例１における図４（ｂ）相当の図である。 変形例２における図４（ｂ）相当の図である。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクを噴射するインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。

まず、本実施形態のプリンタの概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図１に示すように、プリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを走査方向と直交する紙送り方向に搬送する搬送機構４などを備えている。

キャリッジ２は、走査方向に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行にともなって走査方向に移動するようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に複数のノズル３５（図５参照）を備えている。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（紙送り方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを複数のノズル３５から噴射するように構成されている。

搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１３と、を有している。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１０と排紙モータ１１により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字などが記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２は、ＣＯＦ側から見たインクジェットヘッドの平面図である。図３は、インクジェットヘッド側から見たＣＯＦの平面図である。図４は、図２及び図３の部分拡大図であり、（ａ）は図２のＰ１部の拡大図であり、（ｂ）は図３のＰ２部の拡大図である。図５は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２に示すインクジェットヘッドの平面図では、圧電アクチュエータ３１の上方に配置されるＣＯＦ５０を２点鎖線で示している。また、図３においては、ドライバＩＣと基板側接点を接続する配線の図示を省略している。さらに、図４（ａ）においては、個別電極をハッチングで示し、図４（ｂ）においては、ソルダーレジストをハッチングで示している。

図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド３は、インク流路が形成された流路ユニット３０と、流路ユニット３０のインク流路内のインクに噴射圧力を付与する圧電アクチュエータ３１（被接続体）と、圧電アクチュエータ３１の上面を覆う配線基板５０（Chip On Film：ＣＯＦ）とを有している。

流路ユニット３０には、図示しない４つのインクカートリッジにそれぞれ接続される４つのインク供給口３２と、各インク供給口３２に接続され、図２の上下方向（紙送り方向）に沿って延びるマニホールド３３と、各マニホールド３３に連通した複数の圧力室３４と、複数の圧力室３４にそれぞれ連通する複数のノズル３５が形成されている。

複数の圧力室３４が紙送り方向に延在するマニホールド３３に沿って配列されることで、１つの圧力室列８が構成されている。さらに、走査方向に関して隣接する２つの圧力室列８によって１つの圧力室群７が構成され、流路ユニット３０には、走査方向に並んだ合計５つの圧力室群７が設けられている。なお、５つの圧力室群７のうち、図２中右側に位置する２つの圧力室群７は、インク供給口３２からブラックインクが供給される、ブラック用の圧力室群７である。また、図２中左側に位置する３つの圧力室群７は、３つのインク供給口３２からそれぞれ３色のカラーインク（イエロー、マゼンタ、シアン）が供給される、カラー用の圧力室群７である。

複数の圧力室３４にそれぞれ連通する複数のノズル３５は、流路ユニット３０の下面に貫通している。また、これら複数のノズル３５も、複数の圧力室３４と同様に配列されており、図２中右側には、２つの圧力室群７にそれぞれ対応した、ブラックインクを噴射する２つのノズル群が配置され、図２中左側には、３つの圧力室群７にそれぞれ対応した、３色のカラーインク用を噴射する３つのノズル群が配置されている。

圧電アクチュエータ３１は、複数の圧力室３４を覆うように流路ユニット３０に接合された振動板４０と、振動板４０の上面に配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に複数の圧力室３４と対応して設けられた複数の個別電極４２と、複数の個別電極４２の端部に形成された複数の入力接点４３（電気接点）とを有している。

そして、この圧電アクチュエータ３１は、後述するＣＯＦ５０のドライバＩＣ５１から個別電極４２に所定の駆動信号が供給されたときに、圧電層４１に生じる圧電歪みを利用して、振動板４０に撓み変形を生じさせるようになっている。この振動板４０の撓み変形により圧力室３４の容積が変動することで、圧力室３４内のインクに圧力が付与され、圧力室３４に連通するノズル３５からインクが噴射される。複数の入力接点４３は、複数のノズル３５に対応して紙送り方向に所定間隔をあけて並べて配置されているとともに、この列が走査方向に並べて配置されている。

次に、ＣＯＦ５０について説明する。図２、図５に示すように、ＣＯＦ５０は、複数の個別電極４２が配置された圧電アクチュエータ３１の上面に接続されており、紙送り方向に沿ってインク供給口３２とは反対側に引き出されて、上方に折り曲げられている。また、ＣＯＦ５０の引き出された側の先端部近傍にはドライバＩＣ５１が配置されている。

また、図３及び図４（ｂ）に示すように、ＣＯＦ５０は、基板５２と、基板５２の一方の面に形成された複数の基板側接点５３と、基板５２の基板側接点５３が形成された面に実装されたドライバＩＣ５１と、基板５２の基板側接点５３が形成された面を覆うソルダーレジスト５４（被覆膜）とを有している。

基板５２は、ポリイミドフィルムからなる矩形状の絶縁性基板であり、可撓性を有している。複数の基板側接点５３は、銅箔などの金属箔からなり、圧電アクチュエータ３１の上面に接続されたときに、基板５２の圧電アクチュエータ３１と対向する下面５２ａ（図３の紙面手前の面）に形成されており、圧電アクチュエータ３１に設けられた複数の入力接点４３と対向するように、基板５２の長手方向に所定間隔をあけて並べて配置されているとともに、この列が幅方向に並べて配置されている。そして、複数の基板側接点５３は、基板５２に形成された複数の配線５６（図４（ｂ）参照）によってドライバＩＣ５１とそれぞれ接続されている。

ドライバＩＣ５１は、複数の配線５６を介して複数の個別電極４２のそれぞれに対して駆動信号を供給するものである。ドライバＩＣ５１が供給する駆動信号は、電源電位とグランド電位の電位の切り替えによって生成されたパルス信号であり、このパルス信号の波形によってノズル３５から噴射される液滴径や噴射タイミングが異なる。

ソルダーレジスト５４は、絶縁性樹脂からなり、ドライバＩＣ５１の実装される領域５２ｂ、幅方向の両端に配置された１列の基板側接点５３を囲む領域５２ｃ、及び、この両端の２列の基板側接点５３を除く残りの基板側接点５３を走査方向に関して近接する２列の基板側接点５３ごとに囲む領域５２ｄを除いて、基板５２の下面５２ａを覆っている。すなわち、ドライバＩＣ５１、複数の基板側接点５３、及び、複数の基板側接点５３の周囲における基板５２の下面５２ａが、ソルダーレジスト５４から露出している。

次に、ＣＯＦ５０と圧電アクチュエータ３１との接続構造について説明する。図６は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図６においては、ＣＯＦ５０単体の断面図ではなく、ＣＯＦ５０に圧電アクチュエータ３１が接続されているときの断面図としている。また、圧電アクチュエータ３１の振動板４０の図示を省略し、ＣＯＦ５０と圧電アクチュエータ３１の上下関係を逆にして図示している。ＣＯＦ５０は、複数の基板側接点５３と圧電アクチュエータ３１の複数の入力接点４３が対向して、基板側接点５３と入力接点４３をそれぞれ導通（電気的に接続）させながら機械的に接続する複数の導通部６０（図５参照）と、圧電アクチュエータ３１との接続強度を向上させるための複数の補強部６２（図６参照）で、圧電アクチュエータ３１に機械的に接続されている。なお、以下の説明においては、機械的に接続することを単に「接続する」と表現する。

複数の導通部６０は、金属材料と熱硬化性樹脂とを含む導電性樹脂からなり、基板５２の複数の基板側接点５３と圧電アクチュエータ３１の複数の入力接点４３との間に設けられて、両者を導通させるとともに、接続している。

複数の補強部６２は、複数の導通部６０と同じ導電性樹脂からなり、基板５２と圧電アクチュエータ３１の間の、複数の導通部６０よりもドライバＩＣ５１側（ＣＯＦ５０の引き出されている側）において、走査方向に１列に並んで設けられている。そして、各補強部６２は、平面視で走査方向に長尺な楕円状をしており、ＣＯＦ５０側の接着面５０ａを見ると、基板側接点５３の列を囲む領域５２ｃ、５２ｄ内の基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる位置に配置されている。導通部６０と補強部６２は、ペースト状の導電性樹脂を基板５２または圧電アクチュエータ３１の所定の位置に塗布して、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ３１に向かって加熱しながら加圧することで、導電性樹脂を硬化させて形成される。

ところで、ＣＯＦ５０は、圧電アクチュエータ３１から離れる方向（上方）に折り曲げられて使用されるため、圧電アクチュエータ３１から離れる方向の力に抗って、圧電アクチュエータ３１から剥離しないように、圧電アクチュエータ３１とＣＯＦ５０の接続強度を向上させる必要がある。

しかしながら、圧電アクチュエータ３１の圧電層４１は圧力がかかりすぎると破壊されやすい。また、導通部６０となる導電性樹脂に圧力がかかりすぎると、入力接点４３から個別電極４２にこの導電性樹脂がはみ出しやすくなる。そして、導電性樹脂が個別電極４２まではみ出すと、この個別電極４２と重なる圧電層４１部分と対向し、撓み変形する振動板４０の変形を阻害することになり、ノズル３５からのインクの噴射特性が低下してしまう。上述したような問題が生じないように、ＣＯＦ５０と圧電アクチュエータ３１の接続時に加圧を大きくするのは困難である。

そこで、本実施形態においては、圧電アクチュエータ３１とＣＯＦ５０は、複数の導通部６０で接続されているのに加えて、さらに、接続補強を目的とした複数の補強部６２で接続されている。そして、複数の補強部６２は、接続強度をより向上させるために、基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる位置においてＣＯＦ５０に接着されている。

仮に、補強部６２が、ＣＯＦ５０の基板５２の表面にだけ接着しているときには（これを、以下、比較例１とする）、補強部６２自身の強度は比較的強い。そして、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ３１の圧電層４１から剥離すると、基板５２と補強部６２の接着面で剥離し、いわゆる界面破壊が生じる。

また、補強部６２が、ＣＯＦ５０のソルダーレジスト５４の表面にだけ接着しているときには（これを、以下、比較例２とする）、補強部６２内のクラック部分が多く、補強部６２自身の強度は弱い。これは、比較例２で補強部６２が接着しているソルダーレジスト５４が、比較例１で補強部６２が接着している基板５２よりも硬いことが理由として考えられる。

詳述すると、比較例１では、基板５２と圧電層４１をペースト状の導電性樹脂で接着してから硬化させると、導電性樹脂の硬化時の熱収縮に基板５２が追従して、導電性樹脂に引っ張られて圧電層４１に近づく方向に若干撓むため、導電性樹脂が硬化して形成された補強部６２内のクラック部分は存在しない。一方、比較例２では、ソルダーレジスト５４と圧電層４１をペースト状の導電性樹脂で接着してから硬化させると、ソルダーレジスト５４が硬いために、導電性樹脂の硬化時の熱収縮に追従せずに、熱収縮を阻害することになり、導電性樹脂が硬化して形成された補強部６２内のクラック部分が多くなる。したがって、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ３１の圧電層４１から剥離すると、クラック部分を起点にして破壊が生じる。

一方、図６に示すように、本実施形態の実施例として、補強部６２が、基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる位置に接着されている場合において、ＣＯＦ５０と圧電層４１をペースト状の導電性樹脂で接着してから硬化させると、導電性樹脂の硬化時の熱収縮に、基板５２の導電性樹脂と接着されている部分が追従して、導電性樹脂に引っ張られて圧電層４１に近づく方向に若干撓む。すると、基板５２と圧電層４１の間の導電性樹脂に加えて、ソルダーレジスト５４と圧電層４１の間の導電性樹脂も、この撓みの影響を受けて、熱収縮することが可能となり、導電性樹脂が硬化して形成された補強部６２にクラック部分は存在しない。

そして、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ３１の圧電層４１から剥離すると、基板５２の表面に補強部６２が接着されている部分においては、基板５２と補強部６２の接着面で剥離し、且つ、ソルダーレジスト５４の表面に補強部６２が接着されている部分においては、ソルダーレジスト５４と補強部６２の接着面で剥離せずに、ソルダーレジスト５４が破壊されて剥離し、いわゆる基材破壊が生じる。

また、比較例１と比較例２を比べると、比較例１のようなポリイミドフィルムからなる絶縁性の基板５２と導電性樹脂の接着よりも、比較例２のような絶縁性樹脂からなるソルダーレジスト５４と導電性樹脂の接着の方が、化学結合が強く、両者の接着強度が強い。したがって、本実施例は、比較例１と比べて、接着強度の強い接着面を有し、且つ、比較例２の場合と比べて、補強部６２自体の強度が向上している。これにより、実施例が、比較例１及び比較例２に比べて、接着強度が強いことがわかる。

次に、ＣＯＦ５０に対する補強部６２の接着位置の違いによる圧電アクチュエータ３１とＣＯＦ５０の接続強度の違いを検証した結果について説明する。図７は、圧電アクチュエータとＣＯＦの接続強度について説明する写真であり、（ａ）は比較例１におけるＣＯＦと圧電アクチュエータの補強部を含む縦断面図であり、（ｂ）は比較例１におけるＣＯＦ側の剥離面であり、（ｃ）は比較例２におけるＣＯＦと圧電アクチュエータの補強部を含む縦断面図であり、（ｄ）は比較例２におけるＣＯＦ側の剥離面であり、（ｅ）は実施例におけるＣＯＦ側の剥離面である。

ここでは、基板５２は、厚み３８μｍのポリイミドフィルム（デュポン社製 カプトンＥＮ−Ｃ）からなる矩形状の絶縁性基板を使用している。また、ソルダーレジスト５４は、ポリイミド系の絶縁性樹脂（日立化成工業社製 ＳＮ−９０００）を使用している。そして、導通部６０や補強部６２となる導電性樹脂は、金属材料であるＡｇが約８割を占め、残りを熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を使用している。

上述したように、補強部６２が、ＣＯＦ５０側において、基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる位置に接着されているものを実施例、基板５２の表面にだけ接着されているものを比較例１、ソルダーレジスト５４の表面にだけ接着されているものを比較例２として、圧電アクチュエータ３１からＣＯＦ５０を剥離したときの、ＣＯＦ５０側の剥離面の状態を比較する。

図７（ａ）に示すように、比較例１として、補強部１６２が、ＣＯＦ１５０の基板１５２の表面にだけ接着しているときには、補強部１６２自身の強度は比較的強い。そして、ＣＯＦ１５０を圧電アクチュエータ３１の圧電層４１から剥離すると、図７（ｂ）に示すように、基板１５２と補強部１６２の接着面で剥離しており、いわゆる界面破壊が生じている。

次に、図７（ｃ）に示すように、比較例２として、補強部２６２が、ＣＯＦ２５０のソルダーレジスト２５４の表面にだけ接着しているときには、補強部２６２内のクラック部分（補強部２６２内の黒い線状の部分）が多く、補強部１６２自身の強度は弱いことがわかる。これは、上述したように、比較例２において補強部２６２が接着しているソルダーレジスト２５４は、比較例１において補強部１６２が接着している基板１５２よりも硬いことが理由として考えられる。そして、ＣＯＦ２５０を圧電アクチュエータ３１の圧電層４１から剥離すると、図７（ｄ）に示すように、クラック部分を起点にして破壊が生じている。

一方、図６に示すように、本実施形態の実施例として、補強部６２が、基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる位置に接着されている場合において、ＣＯＦ５０と圧電層４１をペースト状の導電性樹脂で接着してから硬化させると、導電性樹脂が硬化して形成された補強部６２にクラック部分は存在しない。

そして、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ３１の圧電層４１から剥離すると、図７（ｅ）に示すように、基板５２の表面に補強部６２が接着されている部分においては、基板５２と補強部６２の接着面で剥離し、且つ、ソルダーレジスト５４の表面に補強部６２が接着されている部分においては、ソルダーレジスト５４と補強部６２の接着面で剥離せずに、ソルダーレジスト５４が破壊されて剥離しており、いわゆる基材破壊が生じている。この検証結果からも、実施例が、比較例１及び比較例２に比べて、接着強度が強いことがわかる。

次に、圧電アクチュエータ３１とＣＯＦ５０の接続方法について説明する。図８は、圧電アクチュエータとＣＯＦとを接続する工程について説明する図であり、（ａ）は付着工程であり、（ｂ）は接着工程であり、（ｃ）は完成時である。なお、図８において、圧電アクチュエータ３１の振動板４０の図示は省略し、圧電層４１のみ図示している。また、この断面図は、走査方向に沿った導通部６０の断面図、及び、走査方向に沿ったＣＯＦ５０の基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがった補強部６２の断面図を図示可能に、一方向に沿った断面図ではなく、紙送り方向にずれた２本の走査方向に沿った断面図からなる。

まず、図８（ａ）に示すように、圧電アクチュエータ３１の圧電層４１の表面における複数の入力接点４３、及び、ＣＯＦ５０と対向したときに、基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる領域と重なり合うようなマスク穴７０ａが形成されたマスク７０を、圧電層４１上に設置する。その後、マスク穴７０ａにペースト状の導電性樹脂７１を堆積させた後、マスク７０を圧電層４１上から取り除く（第１、第２付着工程）。

次に、図８（ｂ）に示すように、ＣＯＦ５０の長手方向が紙送り方向と平行となるように、圧電アクチュエータ３１の圧電層４１の上面にＣＯＦ５０を対向させて配置する。このとき、ＣＯＦ５０の複数の基板側接点５３と圧電アクチュエータ３１の複数の入力接点４３が対向するように位置合わせする。すると、入力接点４３上ではなく、圧電層４１上に形成された導電性樹脂７１は、基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる領域と対向する。

そして、ＣＯＦ５０を圧電層４１と反対側から圧電層４１に向かって図示しないヒータにて加熱しながら加圧する。すると、図８（ｃ）に示すように、圧電アクチュエータ３１の複数の入力接点４３上の導電性樹脂７１が、ＣＯＦ５０の複数の基板側接点５３と導通しながら接続され、硬化して導通部６０となるとともに、圧電層４１上の導電性樹脂が、ＣＯＦ５０の基板５２の表面とソルダーレジスト５４の表面とにまたがる位置に接続され、硬化して補強部６２となる（接着工程）。以上のようにして、ＣＯＦ５０と圧電アクチュエータ３１は接続される。

本実施形態における圧電アクチュエータ３１とＣＯＦ５０の接続構造によると、補強部６２をＣＯＦ５０のソルダーレジスト５４の表面と基板５２の表面とにまたがる位置（実施例）に配置しているため、補強部６２をＣＯＦ５０の基板５２の表面（比較例１）、または、ソルダーレジスト５４の表面（比較例２）にだけ配置している場合に比べて、圧電アクチュエータ３１とＣＯＦ５０の接続強度をより向上させて、圧電アクチュエータ３１からのＣＯＦ５０のずれや剥離を防止することができる。

また、ＣＯＦ５０の引き出された部分に圧電アクチュエータ３１から離れる方向の力が加わったときに、最も力を受けるＣＯＦ５０の走査方向に沿った部分において、複数の補強部６２が走査方向に並び、且つ、走査方向に長尺に押しつぶされているため、接続強度をその部分において局所的に向上させることができ、圧電アクチュエータ３１からのＣＯＦ５０の剥離を一層防止することができる。

また、圧電層４１を含む圧電アクチュエータ３１のように、加圧が困難な被接続体に対しても、補強部６２をＣＯＦ５０のソルダーレジスト５４の表面と基板５２の表面とにまたがる位置に配置することで、導電性樹脂の硬化時の熱収縮に基板５２が追従して、導電性樹脂に引っ張られて圧電層４１に近づく方向に若干撓む。それにともない、基板５２と圧電層４１の間の導電性樹脂に加えて、ソルダーレジスト５４と圧電層４１の間の導電性樹脂も、この撓みの影響を受けて、熱収縮することが可能となり、導電性樹脂が硬化して形成された補強部６２のクラック部分が存在しなくなる。したがって、加圧が困難な圧電アクチュエータ３１などの被接続体とＣＯＦ５０の接続強度を向上させることができる。

次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、上述した実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

本実施形態においては、検証用のソルダーレジスト５４として、ポリイミド系の絶縁性樹脂（日立化成工業社製 ＳＮ−９０００）を例に挙げて説明したが、エポキシ系の絶縁性樹脂（例えば、アサヒ化学研究所製 ＣＣＲ−２３２ＧＦ）やアクリル系の絶縁性樹脂（例えば、ＰＳＲ）をソルダーレジストの材料としてもよい。このように、ソルダーレジストとして、エポキシ系の絶縁性樹脂やアクリル系の絶縁性樹脂を使用したとしても、化学結合が強い接着面を得ることができ、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施形態においては、基板５２として、ポリイミドフィルムを用いていたが、ポリイミドフィルムに限らず、一般的なフィルム状の基板であれば、ソルダーレジスト５４よりも可撓性を有しているのは、当然であり、本実施形態と同様の効果を奏することができる。

さらに、本実施形態においては、１つの補強部６２は、走査方向に長尺に押しつぶされた１つのバンプ状の導電性樹脂からなっていたが、１つの補強部が、複数のバンプ状の導電性樹脂が密集して配置されたバンプ群で構成されていてもよい（変形例１）。図９は、変形例１における図４（ｂ）相当の図である。例えば、図９に示すように、１つの補強部８０は、複数のバンプ状の導電性樹脂８１が密集して走査方向に並んで配置されたバンプ群８２で構成されており、それぞれが接続時の加圧により押しつぶされて接続している。なお、補強部８０は、導通を目的としていないため、複数の導電性樹脂８１は互いに接続されていなくてもよい。上述した実施形態では、圧電アクチュエータ３１とＣＯＦ５０の間において、加圧により押しつぶされる補強部６２の広がり方を制御するのは比較的困難であり、広がってほしくない方向に広がるおそれがある。例えば、補強部６２が導通部６０に向かって広がってしまい、導通部６０とショートしてしまうと、導通部６０の抵抗値が大きくなってしまうことなどが懸念される。そこで、上述した変形例のように、複数のバンプ状の導電性樹脂８１から構成されるバンプ群８２を補強部８０とすることで、それぞれのバンプ状の導電性樹脂８１の配置を決めるだけで、補強部８０の形状を容易に制御することができる。

また、本実施形態においては、補強部６２は、ＣＯＦ５０の引き出される方向と直交する方向（走査方向）に沿って、ＣＯＦ５０の、ソルダーレジスト５４の表面と基板５２の表面にまたがる位置に配置されていた、すなわち、ＣＯＦ５０との接着面の、補強部６２の基板５２の表面に接着されている部分と補強部６２のソルダーレジスト５４の表面に接着されている部分は、走査方向に並んで配置されてが、どのように配置されていてもよい（変形例２）。例えば、図１０（ａ）に示すように、補強部１６２は、引き出される方向に向かって、ＣＯＦ１５０の、基板５２の表面、ソルダーレジスト１５４の表面の順にまたがる位置に配置されていてもよい。そして、補強部１６２は、ＣＯＦ１５０の長手方向の折り曲げられる位置よりも基板側接点５３側に配置されている。さらに、ソルダーレジスト１５４が、円弧状に形成されており、補強部１６２は、ソルダーレジスト１５４の円弧部分と基板５２の表面にまたがった位置に配置されている。これにより、補強部１６２は、折り曲げ位置から離れて配置されているため、ＣＯＦ１５０を折り曲げた際に補強部１６２に加わる力を小さくして、圧電アクチュエータ３１からの剥離を防止することができる。また、補強部１６２が円弧状のソルダーレジスト１５４にまたがっていることで、接続強度がより向上する。

さらに、上述した図１０（ａ）の形態の補強部１６２を、基板側接点５３から離して配置してもよい。例えば、図１０（ｂ）に示すように、補強部２６２は、図１０（ａ）に示す補強部１６２よりも最も近くに位置していた基板側接点５３から離れるように右側にずれて配置されている。このように、補強部２６２をどの基板側接点５３からもできるだけ離れた位置に配置することで、マイグレーションやショートの危険性を低減することができる。

また、本実施形態においては、ＣＯＦ５０との接着面の、補強部６２の基板５２の表面に接着されている部分と補強部６２のソルダーレジスト５４の表面に接着されている部分は、補強部６２の長尺方向に並んで配置されていたが、どのように配置されていてもよい。例えば、補強部６２のソルダーレジスト５４の表面に接着されている部分を、補強部６２の基板５２の表面に接着されている部分が囲んでいてもよい。

また、本実施形態においては、第１、第２付着工程において、ＣＯＦ５０側ではなく、圧電アクチュエータ３１側に導通部６０や補強部６２となる導電性樹脂７１を付着させていたが、ＣＯＦ５０側にこの導電性樹脂７１を付着させてもよい。

さらに、本実施形態では、補強部６２は、機械的な接続だけを目的としていたが、例えば、ＧＮＤなどの導通用として使用されてもよい。

以上説明した実施形態及びその変更形態は、インクジェットヘッドの圧電アクチュエータとＣＯＦの接続構造及び接続方法に本発明を適用したものであるが、本発明の適用対象はこのような圧電アクチュエータへの接続構造には限られるものではない。例えば、液晶ディスプレイの液晶セルと液晶セルを駆動するドライバＩＣが実装されたＣＯＦの接続構造及び接続方法など、その用途にかかわらず、あらゆる被接続体と配線基板の接続構造や接続方法に本発明を適用することが可能である。

１ プリンタ
３１ 圧電アクチュエータ
４３ 入力接点
５０ ＣＯＦ
５２ 基板
５３ 基板側接点
５４ ソルダーレジスト
６０ 導通部
６２ 補強部

Claims (7)

1. 電気接点を備えた被接続体に配線基板を接続する配線基板の接続構造であって、
   前記配線基板は、前記被接続体と対向する面に基板側接点が設けられた絶縁性樹脂からなる可撓性基板と、
   前記可撓性基板の前記被接続体と対向する面を、前記基板側接点及び一部領域を除いて覆う被覆膜と、を有しており、
   前記被接続体の前記電気接点と前記配線基板の前記基板側接点は、金属材料と熱硬化性樹脂とを含む導電性樹脂からなる導通部を介して電気的に接続されており、
   前記被接続体と前記配線基板の間には、前記導通部に加えて、前記導通部と同じ前記導電性樹脂からなり、前記被接続体と前記配線基板を機械的に接続する補強部が設けられており、
   前記補強部は、前記配線基板の、前記導通部とは異なる位置であり、且つ、前記被覆膜の表面と前記可撓性基板の前記一部領域の表面とにまたがる位置に配置されていることを特徴とする配線基板の接続構造。
2. 前記被接続体は、圧電層を含む圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の接続構造。
3. 前記補強部は、複数のバンプが密集して配置されたバンプ群で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の接続構造。
4. 前記配線基板は、前記被接続体と接続された領域から所定の一方向に引き出されており、
   １つの前記バンプ群に属する前記複数のバンプは、前記配線基板の、前記基板側接点よりも前記一方向側において、前記配線基板と平行で且つ前記一方向と直交する幅方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の配線基板の接続構造。
5. 前記配線基板は、前記被接続体と接続された領域から所定の一方向に引き出されており、
   前記補強部は、前記配線基板の、前記基板側接点よりも前記一方向側に配置されており、前記配線基板と平行で且つ前記一方向と直交する幅方向に長尺な形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の接続構造。
6. 前記配線基板は、前記被接続体と接続された領域から所定の一方向に引き出されており、
   前記補強部は、引き出される方向に向かって、前記配線基板の、前記可撓性基板の表面、前記被覆膜の表面の順にまたがる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の配線基板の接続構造。
7. 電気接点を備えた被接続体に、前記被接続体と対向する面に基板側接点が設けられた絶縁性樹脂からなる可撓性基板と、前記可撓性基板の前記被接続体と対向する面を、前記基板側接点及び一部領域を除いて覆う被覆膜とを有する配線基板に接続する配線基板の接続方法であって、
   前記被接続体の前記電気接点の上、または、前記配線基板の前記基板側接点の上に、金属材料と熱硬化性樹脂とを含む導電性樹脂を付着させる第１付着工程と、
   前記配線基板との接続姿勢において、前記被接続体の、前記配線基板における前記被覆膜の表面と前記可撓性基板の前記一部領域の表面とにまたがる領域と対向する領域、または、前記配線基板の、前記被覆膜の表面と前記可撓性基板の前記一部領域の表面とにまたがる領域に、前記導電性樹脂を付着させる第２付着工程と、
   前記第１付着工程及び前記第２付着工程の後に、前記被接続体の前記電気接点と前記配線基板の前記基板側接点が対向するように位置合わせして、前記被接続体と前記配線基板を互いに加熱しながら押し付けて、前記被接続体と前記配線基板を接着する接着工程と、を備えており、
   前記接着工程において、
   前記第１付着工程で付着させた前記導電性樹脂は、前記電気接点と前記基板側接点を電気的に接続しており、
   前記第２付着工程で付着させた前記導電性樹脂は、前記被接続体と前記配線基板の機械的な接続を補強していることを特徴とする配線基板の接続方法。