JP2015168120A - 積層配線の形成方法、液体噴射ヘッドの製造方法、配線実装構造、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

積層配線の形成方法、液体噴射ヘッドの製造方法、配線実装構造、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ウェットエッチングにより第1配線上に第2配線を形成する際に第1配線の剥離を抑えることができる積層配線の形成方法、液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。さらに、ウェットエッチングにより第2配線が形成される第1配線の剥離を抑えて信頼性が向上した配線実装構造、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】流路形成基板10上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層131上に、断面形状が第1密着層側の幅W1よりも第1密着層131とは反対側の幅W2が広い接続端子91形成し、第1密着層131と同じ材料からなる第2密着層132で接続端子91を覆い、エッチング液を用いたウェットエッチングによって接続端子91上に傾斜配線110を形成する。
【選択図】図10

Description

本発明は、積層配線の形成方法、液体噴射ヘッドの製造方法、配線実装構造、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッドに用いられる積層配線の形成方法及び配線実装構造、インクジェット式記録ヘッドの製造方法、インクジェット式記録ヘッド並びにインクジェット式記録装置に関する。
液滴を噴射する液体噴射ヘッドは、液体の一例としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッドが知られている。インクジェット式記録ヘッドは、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板(第2基体)と、流路形成基板の一方面側に設けられた圧電アクチュエーターと、流路形成基板の圧電アクチュエーター側に接合された保護基板(第1基体)とを具備し、圧電アクチュエーターによって圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせることでノズル開口からインクを噴射する。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、保護基板の流路形成基板に接合された面とは反対面に駆動IC(半導体素子)を設け、保護基板に貫通孔を形成して、貫通孔内に圧電アクチュエーターに接続されたリード電極(第1配線)を露出させている。貫通孔は、リード電極の形成面に対して傾斜している。そして、貫通孔の傾斜した側壁を経由して、駆動ICの配線端子と圧電アクチュエーターのリード電極とが傾斜配線(第2配線)を介して電気的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。
このようなリード電極と傾斜配線とは、例えば、次のように形成される。まず、流路形成基板上に密着層を設け、該密着層上に金などの金属からなるリード電極を形成する。そして、リード電極を密着層と同じ材料からなる保護層で覆う。次に、リード電極上の保護層上に傾斜配線をウェットエッチングにより形成する。
特開2006−289943号公報
しかしながら、傾斜配線をウェットエッチングにより形成する際に、エッチング液が密着層をサイドエッチングしてしまう虞がある。このように密着層がエッチングされると、リード電極が流路形成基板から剥離する虞があり、リード電極と傾斜配線との導通不良を引き起こす。また液体噴射ヘッドとしても導通不良を起こした部分に対応した圧電アクチュエーターが動作せず、インクの吐出不良を引き起こす虞がある。
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけではなく、液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在し、さらに、液体噴射ヘッドだけではなく、他のデバイスに用いられる積層配線の形成方法においても同様に存在する。また、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、液体噴射ヘッド及び該液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置においても同様に存在し、さらに、液体噴射ヘッドだけではなく、他のデバイスに用いられる配線実装構造においても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、ウェットエッチングにより第1配線上に第2配線を形成する際に第1配線の剥離を抑えることができる積層配線の形成方法、液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ウェットエッチングにより第2配線が形成される第1配線の剥離を抑えて信頼性が向上した配線実装構造、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い第1配線を形成し、前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層で前記第1配線を覆い、前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記第1配線上に前記第2密着層を介して第2配線を形成することを特徴とする積層配線の形成方法にある。
かかる態様では、第1密着層がサイドエッチングされることを抑制し、第1配線が基体から剥離することを抑制することができる。
ここで、前記基板上に前記第1密着層の材料で第1層を形成し、前記第1層上に前記第1配線の材料で第2層を形成し、前記第2層の前記第1配線が形成される領域上にレジストパターンを形成し、ウェットエッチングにより、前記第1層及び前記第2層にオーバーエッチングを施し、前記第2層の断面形状が、前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い前記第1配線を形成することが好ましい。これによれば、オーバーエッチングとなるようにウェットエッチングを実施する時間を調整することで、煩雑な工程を採用することなく、容易に逆台形状の第1配線を形成することができる。
また、前記基板上に前記第1密着層の材料で第1層を形成し、前記第1層上に前記第1配線の材料で第2層を形成し、フォトレジスト法により形成されて、前記基板の表面に対して傾斜した側面を有し、対向する側面間の幅が前記第2層から離れる方向に向けて拡張した開口部を有するレジストパターンを、前記第2層の前記第1配線となる領域が当該開口部に露出するように前記第2層上に形成し、めっきにより、前記開口部内に前記第1配線の材料でめっき層を形成し、前記レジストパターンを除去することで、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広く、前記めっき層及び前記第1層の間に設けられた前記第2層と、前記めっき層とによって構成された前記第1配線を形成することが好ましい。これによれば、フォトレジスト法により高精度に開口部を形成することができるので、開口部に形成しためっき層からなる第1配線を高精度に形成することができる。
また、本発明の他の態様は、半導体素子が電気的に接続される第1主面、前記第1主面とは反対の裏面とされる第2主面、及び前記第1主面と前記第2主面との間で傾斜して設けられた斜面を有する第1基体と、前記第1基体の前記第2主面に接続される第3主面、及び前記第3主面に設けられた第1配線を有する第2基体と、前記半導体素子と前記第1配線とを電気的に接続し、前記斜面から前記第1配線に連続して形成された第2配線とを備え、前記第2基体には、液体を噴射するノズル開口に連通する流路、及び該流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段が設けられており、前記半導体素子によって前記圧力発生手段が駆動される液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記第2基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い前記第1配線を形成し、前記第2基体の前記第3主面上に前記第1基体を接合し、前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層で前記第1配線を覆い、前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記斜面上から前記第1配線上に前記第2配線を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、第1密着層がサイドエッチングされることを抑制し、第1配線が第2基体から剥離することを抑制することができ、半導体素子と第1配線とを第2配線でより確実に導通して信頼性の高い液体の噴射を行える液体噴射ヘッドを製造することができる。
さらに本発明の他の態様は、基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い第1配線と、前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層上に前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記第1配線上に形成された第2配線とを備えることを特徴とする配線実装構造にある。
かかる態様では、第1密着層がサイドエッチングされることを抑制し、第1配線が基体から剥離することが抑制された信頼性の高い配線実装構造が提供される。
さらに、本発明の他の態様は、半導体素子が電気的に接続される第1主面、前記第1主面とは反対の裏面とされる第2主面、及び前記第1主面と前記第2主面との間で傾斜して設けられた斜面を有する第1基体と、前記第1基体の前記第2主面に接続される第3主面、及び前記第3主面に設けられた第1配線を有する第2基体と、前記半導体素子と前記第1配線とを電気的に接続し、前記斜面から前記第1配線に連続して形成された第2配線と、を備え、前記第2基体には、液体を噴射するノズル開口に連通する流路、及び該流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段が設けられており、前記半導体素子によって前記圧力発生手段が駆動される液体噴射ヘッドであって、前記第2基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い前記第1配線と、前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層上に前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記斜面上から前記第1配線上に形成された前記第2配線とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、第1密着層がサイドエッチングされることを抑制し、第1配線が第2基体から剥離することを抑制することができ、半導体素子と第1配線とを第2配線でより確実に導通して信頼性の高い液体の噴射を行える液体噴射ヘッドが提供される。
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、ウェットエッチングにより第2配線が形成される第1配線の剥離を抑えて信頼性が向上した液体噴射装置が提供される。
実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの平面図である。 図2のA−A′線断面図である。 実施形態1に係る保護基板の平面図である。 図4の保護基板の要部を拡大した平面図である。 図5のB−B′線断面図である。 図5のC−C′線断面図である。 実施形態1に係る積層配線の断面図である。 実施形態1に係る積層配線の断面図である。 実施形態1に係る積層配線の断面図である。 実施形態2に係る積層配線の断面図である。 実施形態3に係る積層配線の断面図である。 インクジェット式記録装置の概略斜視図である。
〈実施形態1〉
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単に記録ヘッドとも言う。
図1は実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は記録ヘッドの平面図であり、図3は図2のA−A′線断面図であり、図4は保護基板の平面図であり、図5は図4の保護基板の要部を拡大した平面図である。
本実施形態に係る記録ヘッド1は、流路形成基板10、連通板15、ノズルプレート20、保護基板30、コンプライアンス基板45、ケース部材40等の複数の部材を備える。また、記録ヘッド1は、配線実装構造を備えている。配線実装構造は、詳細は後述するが、第1基体の一例として保護基板30と、第2基体の一例として流路形成基板10と、第1配線の一例として接続端子91と、第2配線の一例として傾斜配線110とを備えている。
流路形成基板10は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrOあるいはAlを代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、MgO、LaAlOのような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板10は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12がインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向Xと称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12が第1の方向Xに沿って形成された圧力発生室12の列が複数列並べられた方向を、以降、第2の方向Yと称する。さらに、第1の方向X及び第2の方向Yに交差する方向を第3の方向Zと称する。なお、本実施形態では、説明理解を容易にするために各方向(X、Y、Z)の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるべきものでないことを言及しておく。
流路形成基板10には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部側に、当該圧力発生室12よりも開口面積が狭く、圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
流路形成基板10の一方面側(積層方向であって−Z方向)には、連通板15とノズルプレート20とが順次積層されている。すなわち、記録ヘッド1は、流路形成基板10の一方面に設けられた連通板15と、連通板15の流路形成基板10とは反対面側に設けられたノズル開口21を有するノズルプレート20とを具備する。
連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル開口21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル開口21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート20は圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16の開口を覆うだけで良いので、ノズルプレート20の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20の両面のうちインク滴を吐出する面、すなわち圧力発生室12とは反対側の面を液体噴射面20aと称する。
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18(絞り流路、オリフィス流路)とが設けられている。
第1マニホールド部17は、連通板15を厚さ方向(連通板15と流路形成基板10との積層方向)に貫通して設けられている。
第2マニホールド部18は、連通板15を厚さ方向に貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12毎に独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。
このような連通板15としては、ステンレスやNiなどの金属、またはジルコニウムなどのセラミックなどを用いることができる。なお、連通板15は、流路形成基板10と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板15として流路形成基板10と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板10と連通板15との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板15として流路形成基板10と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル開口21が形成されている。このようなノズル開口21は、第1の方向Xに並設され、この第1の方向Xに並設されたノズル開口21の列が第2の方向Yに2列形成されている。
このようなノズルプレート20としては、例えば、ステンレス鋼(SUS)等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート20としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート20と連通板15との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面側(ノズルプレート20が接合された面側)から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路の他方面は、弾性膜51によって画成されている。
流路形成基板10の振動板50上には、本実施形態の圧力発生手段である、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とを有する圧電アクチュエーター300が設けられている。ここで、圧電アクチュエーター300は、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第1電極60を複数の圧電アクチュエーター300に亘って連続して設けることで共通電極とし、第2電極80を圧電アクチュエーター300毎に独立して設けることで個別電極としている。もちろん、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、振動板50が弾性膜51及び絶縁体膜52で構成されたものを例示したが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52の何れか一方を設けたものであってもよく、また、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
圧電体層70は、第1電極60上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABOで示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
圧電アクチュエーター300の各第1電極60、第2電極80には、引き出し配線であるリード電極90の一端がそれぞれ接続されている。リード電極90の他端部は、振動板50上であって、第2の方向Yで隣り合う圧電アクチュエーター300の列の間に引き出されている。ここで、引き出されたリード電極90の他端部が、詳しくは後述する半導体素子である駆動回路120に接続される第1配線の一例である接続端子91となっている。本実施形態では、圧電アクチュエーター300の列毎に接続端子91が本実施形態の基準方向である第1の方向Xに並設された接続端子列が形成されている。すなわち、接続端子91が第1の方向Xに並設されて構成された接続端子列は、第2の方向Yに2列並設されている。
また、このように接続端子91を有するリード電極90が設けられた流路形成基板10が第2基体に相当し、流路形成基板10の保護基板30側の面、すなわち振動板50の保護基板30側の面を第3主面303と称する。
流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面には、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。本実施形態では、保護基板30が第1基体に相当し、保護基板30の流路形成基板10に接合される面とは反対側の面を第1主面301と称し、流路形成基板10に接合される面を第2主面302と称する。すなわち、第2基体である流路形成基板10の第3主面303は、第1基体の第2主面302と接合されている。
このような保護基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。また、流路形成基板10と保護基板30との接合方法は特に限定されず、例えば、本実施形態では、流路形成基板10と保護基板30とを接着剤35を介して接合されている。
保護基板30は、第2主面302の側に圧電アクチュエーター300を保護して収容するための空間である保持部31を有する。保持部31は、保護基板30を厚さ方向である第3の方向Zに貫通することなく、流路形成基板10側に開口する凹形状を有する。また、保持部31は、本実施形態では、第1の方向Xに並設された圧電アクチュエーター300の列毎に独立して設けられている。すなわち、保持部31は、圧電アクチュエーター300の第1の方向Xに並設された列に亘って連続して設けられており、圧電アクチュエーター300の列毎、すなわち2つが第2の方向Yに並設されている。このような保持部31は、圧電アクチュエーター300の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
保護基板30は、厚さ方向である第3の方向Zに貫通した貫通孔32を有する。貫通孔32は、第2の方向Yに並設された2つの保持部31の間に複数の圧電アクチュエーター300の並設方向である第1の方向Xに亘って連続して設けられている。つまり、貫通孔32は、複数の圧電アクチュエーター300の並設方向に長辺を有した開口とされている。
貫通孔32の第2の方向Yの両側の壁面である第1側壁部321は、第1主面301と第2主面302との間で傾斜して設けられた斜面となっている。すなわち、斜面である第1側壁部321は、第1の方向Xに延在している。第1側壁部321が斜面になっているとは、第1主面301及び第2主面302に対して傾斜して設けられていることを言う。すなわち、第1側壁部321は、第1主面301及び第2主面302に平行ではなく、かつ、第1主面301及び第2主面302に直交する第3の方向Zに平行でないことを言う。つまり、第1側壁部321は、第3の方向Zに対しても傾斜して設けられている。このような傾斜面の傾斜角度は特に限定されないが、例えば、保護基板30をシリコン単結晶基板で形成した場合、シリコン単結晶基板の面方位にもよるが、例えば、第1側壁部321は、第2主面302に対して54.7度となる。また、第2の方向Yで相対向する2つの第1側壁部321の間隔は、第3の方向Zにおいて流路形成基板10とは離れる方向に向かって拡がっている。
なお、本実施形態では、貫通孔32の第1の方向Xの両側の壁面である2つの第2側壁部322についても第1側壁部321と同様に第1主面301及び第2主面302に対して傾斜して設けられている。このように第1側壁部321と第2側壁部322とを傾斜して設けることにより、貫通孔32を例えばエッチングによって容易に高精度に形成することができる。
このような保護基板30に貫通孔32内には、流路形成基板(第2基体)10の第3主面303の一部(振動板50の一部)が露出され、その領域の中に圧電アクチュエーター300から引き出されたリード電極90の端部である接続端子91が露出して設けられている。
具体的には、リード電極90の貫通孔32の内側の領域に導出されて露出した部分が接続端子91となっている。流路形成基板10の第3主面303上に、第1の方向Xに並設された複数の接続端子91からなる群を接続端子列94と称する。本実施形態では、第3主面303の貫通孔32によって露出された部分(貫通孔32の内側の領域)において、2つの接続端子列94が第2の方向Yに並設されている。
また、保護基板30の第1主面301上には、半導体素子である駆動回路120が実装されている。本実施形態では、駆動回路120は、保護基板30の第1主面301に、貫通孔32の一部を覆って塞ぐように相対向して配置されている。すなわち、駆動回路120は、第2の方向Yの幅が貫通孔32よりも大きく、貫通孔32を第2の方向Yに跨がって配置されている。このような駆動回路120は、第1の方向Xに2つ並設されている。
駆動回路120には、保護基板30側の面に端子121が設けられている。端子121は、各圧電アクチュエーター300に対応して複数個設けられており、第1の方向Xに並設されて端子列123を形成している(図5参照)。本実施形態では、駆動回路120には、2つの端子列123が第2の方向Yに並設されている。
保護基板30には、駆動回路120と第1配線の一例である接続端子91(リード電極90)とを電気的に接続する第2配線の一例である傾斜配線110が形成されている。
具体的には、傾斜配線110は、第1主面301に設けられた第1配線部111と、第1配線部111に連続して、第1側壁部321上に形成された傾斜配線部112と、傾斜配線部112に連続して接続端子91上に形成された第2配線部113と、を具備する。
第1配線部111の一端部が、駆動回路120の端子121に電気的に接続される配線端子114となっている。第1主面301上に、第1の方向Xに並設された複数の配線端子114からなる群を配線端子列116と称する。本実施形態では、第1主面301上に、第2の方向Yにおいて貫通孔32を挟んだ両側に、配線端子列116がそれぞれ設けられている。
傾斜配線110は、駆動回路120の端子121と接続端子91との組ごとに複数本設けられている。すなわち、各傾斜配線110は、配線端子114が駆動回路120の端子121に電気的に接続され、第2配線部113が接続端子91に電気的に接続されている。このような傾斜配線110により、駆動回路120が接続端子91に電気的に接続されている。
駆動回路120の端子121には、金属バンプである接続部122が備えられている。接続部122と配線端子114との接続は、半田接続などの溶接、異方性導電性接着剤(ACP、ACF)、非導電性接着剤(NCP、NCF)等を介在させて圧着することで確実に電気的な接続が図られる。
上述した流路形成基板10、保護基板30、連通板15及びノズルプレート20の接合体には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド100を形成するケース部材40が固定されている。ケース部材40は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接合されると共に、上述した連通板15にも接合されている。具体的には、ケース部材40は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。これにより、流路形成基板10及び保護基板30とケース部材40との間には第3マニホールド部42が画成されている。そして、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18と、ケース部材40によって画成された第3マニホールド部42と、によって本実施形態のマニホールド100が構成されている。
なお、ケース部材40の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材40として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
また、連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18が開口する面には、コンプライアンス基板45が設けられている。このコンプライアンス基板45が、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18の液体噴射面20a側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板45は、本実施形態では、封止膜46と、固定基板47と、を具備する。封止膜46は、可撓性を有する薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やステンレス鋼(SUS)等により形成された厚さが20μm以下の薄膜)からなり、固定基板47は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板47のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部48となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜46のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部49となっている。
なお、ケース部材40には、マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給するための導入路44が設けられている。また、ケース部材40には、保護基板30の第1主面301を露出させて駆動回路120を内部に収容する接続口43が設けられている。駆動回路120を駆動させる信号及び電源の外部からの供給は、可撓性基板等を接続口43内に挿入して実装し、接続口43内で駆動回路120と電気的に接続する、又は保護基板30上に形成された図示しない配線等を介して接続される。
このような構成の記録ヘッド1では、インクを噴射する際に、インクが貯留された液体貯留手段から導入路44を介してインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路120からの信号に従い、圧力発生室12に対応する各圧電アクチュエーター300に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター300と共に振動板50をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室12内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
ここで、図5〜図7を用いて、第1配線の一例である接続端子91と、第2配線の一例である傾斜配線110とが積層された積層配線130について詳細に説明する。図6は図5のB−B′線断面図であり、図7は図5のC−C′線断面図である。
流路形成基板10の振動板50、すなわち第3主面303と、接続端子91との間には、第1密着層131が形成されている。本実施形態では、第1密着層131は、接続端子91を含むリード電極90全体と第3主面303との間に形成されている。
第1密着層131は、エッチング液によりエッチングされる材料からなる。当該エッチング液は後述する傾斜配線110をウェットエッチングにより形成する際に用いられるものである。
また、第1密着層131は、導電性を有し、第3主面303と接続端子91(リード電極90)との密着性を向上させる材料からなる。例えば、接続端子91が金から形成されている場合、第1密着層131の材料としては、ニッケルやニッケル・クロムの合金(ニクロム)などを用いることができる。
このような第1密着層131を設けることで、第3主面303と接続端子91(リード電極90)との密着性を向上させることができる。
第1密着層131の上面(第3主面303とは反対側の面)上には、第1配線の一例である接続端子91が設けられている。本実施形態では、接続端子91を含むリード電極90は、圧電アクチュエーター300に接続された部分を除いて、第1密着層131上に設けられている。以下、接続端子91の形状について言及するが、接続端子91を含むリード電極90も同様の形状である。
図7に示すように、接続端子91の断面形状は、第1密着層131側の幅W1よりも第1密着層131とは反対側の幅W2が広い。ここでいう接続端子91の断面形状は、接続端子91が延設された方向に交差する方向の断面形状である。本実施形態における接続端子91の断面形状は、接続端子91が延設された方向であるY方向(図5参照)に交差するX方向に平行な断面形状である。
また、第1密着層131側の幅とは、接続端子91の断面形状において第3主面303に面した下面91a及び第3主面303とは反対側に面した上面91bのうち、下面91aの幅W1をいう。第1密着層131とは反対側の幅とは、前記上面91bの幅W2をいう。
本実施形態に係る接続端子91は、下面91a側から上面91b側に向けて幅が拡大した逆台形状に形成されている。また、接続端子91は、例えば金などの導電性がある材料からなり、ウェットエッチングにより形成されている。このような接続端子91の製造方法については後述する。
接続端子91の上面91bと、傾斜配線110との間には、第2密着層132が形成されている。本実施形態では、第2密着層132は、接続端子91の上面91bと、傾斜配線110の一部である第2配線部113との間に形成されている。
第2密着層132は、第1密着層131と同様に、エッチング液によりエッチングされる材料からなる。また、詳細は後述するが、第2密着層132は、傾斜配線110をウェットエッチングで形成する際に、それより前に形成された接続端子91をエッチング液から保護するために設けられたものである。すなわち、第2密着層132は接続端子91全体を覆うように形成された後、ウェットエッチングによりエッチングされ、接続端子91と傾斜配線110との間に残ったものが第2密着層132となっている。
また、第2密着層132は、導電性を有し、接続端子91と傾斜配線110との密着性を向上させる材料からなる。例えば、傾斜配線110が金から形成されている場合、第2密着層132の材料としては、ニッケルやニッケル・クロムの合金(ニクロム)などを用いることができる。
このような第2密着層132を設けることで、接続端子91と傾斜配線110との密着性を向上させることができる。
第2密着層132上には、傾斜配線110が設けられている。上述したように、傾斜配線110は、第1配線部111、傾斜配線部112及び第2配線部113とから構成されている。
第1配線部111は、第1主面301上に、貫通孔32の第2の方向Yの両側に第1の方向Xに並設されて設けられている。本実施形態では、第1配線部111は、第2の方向Yに直線状に延設されている。第1配線部111の一端部が、配線端子114となっており、駆動回路120の接続部122に電気的に接続される。第1配線部111は、接続端子91のピッチよりも狭いピッチで第1の方向Xに並設されている。
第2配線部113は、リード電極90のうち、貫通孔32内に導出されて露出した部分である接続端子91の上面91bの第2密着層132上に設けられている。接続端子91の上面とは、接続端子91に対して流路形成基板10とは反対側の面である。第2配線部113は、第2の方向Yに直線状に延設されている。第2配線部113の第1の方向Xのピッチは、リード電極90の第1の方向Xのピッチと同じとなっている。
傾斜配線部112は、第1配線部111と第2配線部113とを繋ぐように形成されている。言い換えると、傾斜配線部112は、配線端子114とリード電極90の接続端子91とを電気的に接続する。
本実施形態では、傾斜配線部112は、第2配線部113側(斜面である第1側壁部321上において、第3主面303を平面ししたときの第1側壁部321と第3主面303との境界部分115側の端部)に設けられた直線部112aと、直線部112aに連続して第1配線部111側に設けられた傾斜部112bと、を具備する。このような直線部112aは、第2の方向Yに沿った直線状に延設されている。また、傾斜部112bは直線部112aに対して傾斜して直線状に延設されている。
第1の方向Xで隣接する直線部112a同士の間隔、すなわち接続端子91同士の間隔と、第1の方向Xで隣接する配線端子114同士の間隔とは異なっている。すなわち、 なお、端子列123を構成する端子121同士の第1の方向Xの間隔(ピッチ)は、接続端子列94を構成する接続端子91同士の第1の方向Xの間隔(ピッチ)よりも狭くなっている。
本実施形態では、全ての傾斜配線部112の傾斜部112bは、同じ傾斜角度で形成されている。ここでいう傾斜角度は、図5の平面視における第1の方向X及び第2の方向Yに対する角度である。したがって、傾斜配線110は、直線部112aの第2の方向Yの長さを調整することで、各接続端子91と配線端子114とを電気的に接続することができる。換言すれば、傾斜配線110は、間隔が異なる端子列(金属バンプ列)123及び接続端子列94について各端子121(接続部122)と接続端子91とを接続することができる。
第1配線部111、第2配線部113及び傾斜配線部112は、本実施形態では、同じ幅で形成されている。これにより、傾斜配線110の抵抗が高くなることを抑制すると共に、第1配線部111、第2配線部113及び傾斜配線部112の接続部分での断線等を抑制することができる。もちろん、傾斜配線110を構成する第1配線部111、第2配線部113及び傾斜配線部112の幅を同じ幅で形成しなくてもよい。
また、傾斜配線110の第2配線部113の幅W3は、接続端子91の上面91b側の幅W2よりも狭くなっているがこれに限定されない。幅W3は、幅W2と同じ又は幅W2よりも広くなっていてもよい。
上述したように、本実施形態に係る積層配線130は、流路形成基板10の第3主面303上に第1密着層131を介して設けられた接続端子91と、接続端子91上に第2密着層132を介して設けられた傾斜配線110とを備えている。
傾斜配線110は、ウェットエッチングにより形成されており、この傾斜配線110の形成と同時に第2密着層132が形成されている。この傾斜配線110と第2密着層132をウェットエッチングする際には、第1密着層131はサイドエッチングにより幅がW1よりも狭くなることが抑制されている。
すなわち、第1密着層131は、接続端子91の下面91aと同じ幅を有しており、接続端子91の下面91a全体を第3主面303に密着させている。これにより、接続端子91が第3主面303から剥離することが抑制され、積層配線130は、駆動回路120と圧電アクチュエーター300とを電気的により確実に接続することができる。したがって、このような積層配線130を有する配線実装構造としては、駆動回路120と圧電アクチュエーター300との電気的な接続をより確実にして信頼性が向上したものとなる。そして、記録ヘッド1としては、駆動回路120と圧電アクチュエーター300との電気的な接続をより確実にし、圧電アクチュエーターの動作不良を抑制して信頼性が向上したものとなる。
ちなみに、従来技術では、このような第1密着層131は、ウェットエッチング時にサイドエッチングが進行して、接続端子91の下面91aよりも狭くなってしまう。すなわち、接続端子91のX方向の両端は、第1密着層131が密着しておらず、第3主面303に接合されていない状態となる。この結果、接続端子91は第3主面から剥離しやすくなり、積層配線130としては、駆動回路120と圧電アクチュエーター300との電気的な接続を維持することができなくなってしまう。
なお、第1密着層131の幅は、接続端子91の下面91aの幅W1と同じである必要はなく、幅W1よりも広くてもよい。また、第2密着層132は、側面が若干サイドエッチングされるが、接続端子91と傾斜配線110とは金属同士の接合であるので、密着性の低下はほとんど無視することができる。
以下、本実施形態に係る積層配線の製造方法及び記録ヘッドの製造方法について、図8〜図10を参照して説明する。図8〜図10は、接続端子91及び傾斜配線110を備える積層配線の断面図である。なお、積層配線以外の記録ヘッドの製造工程については図示を省略する。
まず、例えばシリコン単結晶からなる流路形成基板10の表面に弾性膜を構成する酸化膜を形成する。例えば、流路形成基板10の表面を熱酸化することにより、二酸化シリコンからなる酸化膜を形成する。次いで、弾性膜(酸化膜)上に、弾性膜とは異なる材料の酸化膜からなる絶縁体膜を形成する。具体的には、弾性膜(酸化膜)上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム(Zr)層を形成後、このジルコニウム層を熱酸化することにより酸化ジルコニウム(ZrO)からなる絶縁体膜を形成する。
次いで、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜上に積層することにより第1電極膜を形成した後、この第1電極膜を所定形状にパターニングする。次に、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電体層と、例えば、イリジウム(Ir)からなる第2電極膜を形成し、これら圧電体層及び第2電極膜をパターニングすることによって圧電アクチュエーターを形成する。
圧電体層の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、圧電体層の形成方法は、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層を形成した。なお、圧電体層の形成方法は、特に限定されず、例えば、MOD法やスパッタリング法等を用いるようにしてもよい。
次に、第1密着層131及び接続端子91を形成する。具体的には、図8(a)に示すように、流路形成基板10上の振動板50の全面に亘って、例えば、ニクロムからなる第1層231を形成する。第1層231は、第1密着層131の材料で形成されている。さらに第1層231上に、例えば金からなる第2層190を形成する。第2層190は接続端子91の材料で形成されている。後述するように第2層190は、ウェットエッチングされて接続端子91が形成されるが、第1層231も当該ウェットエッチングに用いるエッチング液によりエッチングされる材料である。
次に、図8(b)に示すように、圧電アクチュエーターごとに、第2層190の接続端子91(リード電極90)が形成される領域上に、レジストパターン150を形成する。そして、第1層231及び第2層190をウェットエッチングする。このとき、エッチング液に浸漬する時間等を調整することで、オーバーエッチングとなるようにする。ここでいうオーバーエッチングとは、レジストパターン150の幅(平面視におけるX方向及びY方向の幅)よりも狭くなるように第1層231及び第2層190が幅方向にエッチングされることをいう。
上述したように、第1層231及び第2層190は、エッチング液に対してエッチングされる材料からなるので、レジストパターン150の第3主面303側を残して除去され、接続端子91とともに、第1密着層131が形成される。このようなオーバーエッチングにより、第2層190は、レジストパターン150よりも内側にエッチングされ、逆台形状となった接続端子91(リード電極90)が形成される。また、第1層231は、接続端子91と接合した領域以外は除去され、隣接する接続端子91とは絶縁される。
このように、本実施形態に係る積層配線の形成方法によれば、ウェットエッチングを実施する時間を調整することで、煩雑な工程を採用することなく、容易に逆台形状の接続端子91を形成することができる。
次に、図8(c)に示すように、レジストパターン150を除去することで、図9(a)に示すように、第1密着層131上に逆台形状の接続端子91が形成される。
次に、特に図示しないが、流路形成基板10の第3主面303上に、保護基板30を接着剤35で接合する(図6参照)。なお、保護基板30には、保持部31や貫通孔32が予め形成されている。これにより、保護基板30の貫通孔32内に、リード電極90の一部が導出されて露出する。その貫通孔32内に露出したリード電極90の一部が接続端子91となる。
次に、第1密着層131と同じ材料からなる第2密着層132を形成し、さらに、第2密着層132上に傾斜配線110を形成する。具体的には、図9(b)に示すように、第1密着層131と同じ材料からなり、第2密着層132となる第3層232を保護基板30の第1主面301(図6参照)、第1側壁部321及び接続端子91の上面に形成する。本実施形態では、貫通孔32内に露出した第3主面303と接続端子91とが覆われるように第3層232を形成した。また、第1主面301及び第1側壁部321についても、それらの全面に第3層232を形成している。
第3層232は、接続端子91と傾斜配線110との間の第2密着層132となるが、製造工程中においては、接続端子91全体を覆う保護膜として機能する。すなわち、第3層232は、傾斜配線110をウェットエッチングにより形成する際に、接続端子91をエッチングから保護する。
また、第3層232は、本実施形態ではニクロムからなりスパッタ法により形成されている。このとき、接続端子91は断面形状が逆台形状となっているため、接続端子91の側面にはスパッタ法による第3層232が形成されにくくなっている。すなわち、第3層232の膜厚は第3主面303に平行な面と当該面に交差する面とで異なっている。
第3主面303及び接続端子91の上面91b上に設けられた第3層232の一部を平面部232aとし、接続端子91の側面に形成された第3層232の一部を側面部232bとする。平面部232aの膜厚をαとし、側面部232bの膜厚をβとすると、膜厚αは膜厚βよりも厚い。
そして、さらに第3層232上に、傾斜配線110となる第4層210を形成する。第4層210は、ウェットエッチング可能な材料、本実施形態では例えば金からなり、スパッタ法により形成されている。本実施形態では、第3層232全体を覆うように第4層210が形成されている。
次に、図9(c)に示すように、第4層210の傾斜配線110が形成される領域上にレジストパターン150を形成する。そして、ウェットエッチングにより第4層210をウェットエッチングすることで傾斜配線110を形成する。図には、第3層232が露出するまで第4層210をウェットエッチングした状態を示している。
次に、図10(a)に示すように、第4層210をウェットエッチングする際に用いたエッチング液と同種のものを用いて、第3層232をウェットエッチングする。
ここで、隣接する接続端子91の対向する側面部232b同士の間の空間を空間部Sとする。この空間部Sのうち、側面部232bよりもZ方向に沿った第3主面303側の部分を第1空間部S1とする。空間部Sのうち第1空間部S1以外の部分、すなわち、Z方向において第3主面303とは反対側に開放された部分を第2空間部S2とする。
各接続端子91は、上述したように逆台形状に形成されているため、第1空間部S1においては、第3主面303と側面部232bとが近接し、第2空間部S2よりも狭い空間となっている。
したがって、第1空間部S1においてはエッチング液が流れにくく、例えば、矢印Aに示すように滞留する傾向にある。一方、第2空間部S2においては、Z方向において第3主面303とは反対側に開放されているため、エッチング液が流れやすく、例えば、矢印Bに示すように循環する傾向にある。
このため、第1空間部S1においては、エッチング液が流れにくいため側面部232bのエッチングレートが相対的に低くなる。一方、第2空間部S2及び接続端子91の上面91b近傍においては、エッチング液が流れやすいため平面部232aのエッチングレートが相対的に高くなる。
このように、側面部232bに面した第1空間部S1においては、エッチングレートが低くなるため、平面部232aが除去されても側面部232bを残すことができる。すなわち、側面部232bが第1密着層131をエッチングから保護する保護膜として機能する。このため、第1密着層131にまでエッチング液が達し、第1密着層131がサイドエッチングされることを抑制できる。
上述した逆台形状の接続端子91を形成し、該接続端子91にウェットエッチングにより傾斜配線110を形成することで、第3層232のうち、接続端子91と傾斜配線110との間の部分を残して第2密着層132とするとともに、第3主面303上に設けられた第3層232を除去して隣接する第1密着層131、接続端子91を絶縁することができる。
ちなみに、第3主面303上に第3層232の一部である平面部232aが形成されたままであると、各第1密着層131や各接続端子91が導通してしまう。第3主面303上に形成された平面部232aは、隣接する第1密着層131同士を絶縁するために、必ず除去されなければならない。
本実施形態に係る積層配線の形成方法によれば、第3層232の一部である第3主面303上の平面部232aを除去することで、隣接する第1密着層131間を確実に絶縁するとともに、第1密着層131がサイドエッチングされることを抑制することができる。
第1密着層131のサイドエッチングが抑制されることで、接続端子91が第3主面303から剥離することを抑制し、駆動回路120と圧電アクチュエーター300とをより確実に導通して信頼性の高いインクの噴射を行える記録ヘッド1を製造することができる。
上述したように、第3層232のうち平面部232aと側面部232bとはエッチングレートが異なるが、平面部232aの膜厚αは側面部232bの膜厚βよりも厚くなっている。すなわち、エッチングレートは異なるものの、膜厚αが膜厚βよりも厚いため、平面部232aと側面部232bの除去に要する時間が極端に異なることが回避されている。したがって、図10(a)に示すように、平面部232aを除去した際に、側面部232bが若干残るか、図10(b)に示すように、平面部232aと側面部232bとがほぼ同時に除去させることができる。
ちなみに、接続端子91の断面形状が逆台形状ではなく、例えば長方形状である場合、平面部232aと側面部232bに対するエッチングレートはほとんど相違無い。したがって、接続端子91の側面にスパッター法により形成される側面部232bの膜厚が薄い分、側面部232bが速く除去され、第1密着層131が露出するおそれがある。このため、第1密着層131がサイドエッチングされてしまう。
以降、特に図示しないが、レジストパターン150を除去することで積層配線130を形成することができる。
そして、流路形成基板10の第3主面303とは反対面側を加工して、流路形成基板10を所定の厚みとする。次いで、流路形成基板10の第3主面303とは反対面側に、圧力発生室12を形成する際のマスクとなる所定パターンの保護膜を形成する。すなわち、圧力発生室12に対向する領域に開口部を有する保護膜を形成する。次に、当該保護膜をマスクとして流路形成基板10を異方性エッチング(ウェットエッチング)する。これにより、流路形成基板10には、圧力発生室12が形成される。
さらに、流路形成基板10の第3主面303とは反対面側に、連通板15を接合する。連通板15には、予めノズル連通路16、第1マニホールド部17、第2マニホールド部18、及び供給連通路19が形成されている。圧力発生室12にノズル連通路16及び供給連通路19が連通するようにして連通板15を流路形成基板10に接合する。
また、ノズル開口21が設けられたノズルプレート20を、ノズル開口がノズル連通路16に連通するように連通板15の流路形成基板10とは反対側の面に接合する。
次に、コンプライアンス基板45を連通板15の流路形成基板10とは反対側の面に接合する。このとき、封止膜46が連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18を塞ぐようにする。
次に、保護基板30の第1主面301上に駆動回路120を載置するとともに、配線端子114と接続部122とを電気的に接続する。そして、予め凹部41や第3マニホールド部42を有するケース部材40を保護基板30及び連通板15に接着剤等で接着することで記録ヘッド1を製造することができる。
なお、本実施形態では、保護基板30及び流路形成基板10として説明したが、特にこれに限定されず、1枚のウェハーに保護基板30を複数一体的に形成すると共に、1枚のウェハーに流路形成基板10を複数一体的に形成し、これらを接合した後で、図3に示すサイズに分割するようにしてもよい。
また、本実施形態に係る記録ヘッド1では、駆動回路120が、貫通孔32を第2の方向Yに跨がって配置されている。すなわち、平面視(図4参照)において貫通孔32が存在する領域も駆動回路120の配置スペースとすることができる。これにより、保護基板30の第1主面301において駆動回路120を配置するスペースを抑え、記録ヘッド1の平面方向の小型化を図ることができる。
また、駆動回路120は、貫通孔32を第2の方向Yに跨がって設けられているため、貫通孔32によって剛性が低下した保護基板30を駆動回路120によって補強することができる。
さらに、2つの駆動回路120が第1の方向Xにおいて占める幅は、貫通孔32よりも短い。すなわち、第1の方向Xにおいて、各駆動回路120の両側に貫通孔32が外部と連通している。これにより、貫通孔32内の放熱を行うことができる。したがって、駆動回路120や傾斜配線110からの発熱が貫通孔32内にこもることを抑制することができる。
もちろん、駆動回路120の配置は、本実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、第1の方向Xにおける貫通孔32の片方に偏って配置されていてもよい。また駆動回路120の個数も特に制限はない。
さらに、一つの貫通孔32に2列の接続端子列94が露出するようにしたが、このような態様に限定されない。接続端子列94ごとに貫通孔32を設け、傾斜配線110を接続させてもよい。また、接続端子列94は、圧電アクチュエーター300の列数に合わせて2列としたが、これに限定されず、1列又は3列以上であってもよい。
〈実施形態2〉
本実施形態では、第1配線の一例である接続端子91を逆台形状に形成する製造方法の別態様について説明する。図11は、接続端子及び傾斜配線を備える積層配線の断面図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図11(a)に示すように、流路形成基板10上に振動板50を形成する。振動板50、すなわち第3主面303の全面に亘って、例えば、ニクロムからなる第1層231Aを形成し、第1層231A上に、例えば金からなる第2層190Aを形成する。さらに、第2層190Aの全面に亘ってレジストパターン150を形成する。
次に、図11(b)に示すように、第2層190Aの接続端子91(リード電極90)となる領域が露出するように、フォトレジスト法によりネガレジストでオーバー露光する。ここでいうオーバー露光とは、適正露光量の露光秒数よりも大きい秒数で露光することをいう。適性露光量とは、例えば線画を焼き付ける場合は、透過する原稿の線幅に対して露光現像処理で得られた導電性材料の線幅が同一に得られる露光秒数の範囲を求め、その範囲の中心の露光秒数で露光した時の露光量をいう。
これにより、第2層190Aの一部がZ方向に貫通した貫通孔である開口部191が形成され、開口部191の底部に第2層190Aが露出する。この開口部191は、オーバー露光により形成したことで、開口部191の側面192が傾斜し、側面192間の幅W4が第2層190Aから離れる方向に向かって拡張している。
次に、図11(c)に示すように、レジストパターン150Aをマスクとして、めっき処理を行う。具体的には第2層190Aと同じ材料、本実施形態では金めっき層190Bを開口部191内に形成する。
次に図11(d)に示すように、レジストパターン150Aを除去し、さらに、第2層190A及び第1層231Aの不要な部分を除去することで、金めっき層190B及び第1層231Aの間に設けられた第2層190Aと、金めっき層190Bとによって構成された逆台形状の接続端子91(リード電極90)を第1密着層131(第1層231Aの不要な部分を除去した層)上に形成することができる。
以降は、実施形態1に説明したように、上記接続端子91上に第2配線の一例である傾斜配線110を設けることで積層配線130を製造することができる。
本実施形態に係る積層配線の形成方法によれば、フォトレジスト法により高精度に開口部191を形成することができるので、開口部191に形成した金めっき層190Bからなる接続端子91を高精度に形成することができる。
〈実施形態3〉
実施形態1に記載する第1配線の一例である接続端子91は、逆台形状に形成されていたがこのような態様に限定されない。図12は、接続端子及び傾斜配線を備える積層配線の断面図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態に係る接続端子91Aの断面形状は、第1密着層131側の下部密着層92と、下部密着層92上に設けられた上部密着層93とを備えている。下部密着層92は断面形状が長方形状であり、上部密着層93も断面形状が長方形状である。上部密着層93のX方向の幅W6は、下部密着層92のX方向の幅W5よりも広い。
すなわち、接続端子91Aは、断面形状のX方向の幅が第3主面303から離れるにしたがって徐々に拡がる構成ではなく、下部密着層92と上部密着層93との境界で階段状に拡幅している。
このような構成の接続端子91Aでは、下部密着層92のX方向の両外側であり、かつ上部密着層93のZ方向の下方(第3主面303側)の第1空間部S1’が形成さている。この第1空間部S1’は実施形態1の第1空間部S1に相当する。すなわち、第1空間部S1’では、ウェットエッチングの際にエッチング液が滞留する傾向にあり、実施形態1と同様に、第1空間部S1’におけるエッチング液によるエッチングレートを低くすることができる。そして、実施形態1に係る積層配線の形成方法と同様に、第1密着層131がエッチング液によりエッチングされ、第3主面303から剥離することを抑制することができる。
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態1では、保護基板30に貫通孔32を設け、貫通孔32内に斜面である第1側壁部321を設けるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、保護基板30には、貫通孔32を設けずに、2つの保護基板30を第2の方向Yに所定距離離して設け、この第2の方向Yで相対向する面に傾斜面である第1側壁部321を形成してもよい。このような構成であっても、上述した実施形態1と同様の作用効果を奏する。
また、上述した実施形態1では、傾斜配線部112として、直線部112aと傾斜部112bとを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、直線部112aを設けずに、傾斜部112bのみを設けるようにしてもよい。
もちろん、1本の傾斜配線部112に対して2つ以上の直線部112aや2つ以上の傾斜部112bを設けてもよく、1本の傾斜配線部112に傾斜角度の異なる傾斜部112bを複数設けるようにしてもよい。
さらに、上述した実施形態1では、保護基板30上に駆動回路120が実装された構成を例示したが、特にこれに限定されず、駆動回路120をフレキシブル基板等に実装し、フレキシブル基板を保護基板30の配線端子114に電気的に接続するようにしてもよい。
また、上述した各実施形態では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター300を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
また、これら各実施形態の記録ヘッド1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インクジェット式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る。図13は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
インクジェット式記録装置Iにおいて、記録ヘッド1は、インク供給手段を構成するカートリッジ2が着脱可能に設けられ、記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に沿って軸方向(主走査方向)に移動可能に設けられている。
そして、駆動モーター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1を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4には搬送手段としての搬送ローラー8が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートSが搬送ローラー8により主走査方向とは直交する副走査方向に搬送されるようになっている。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
なお、上述したインクジェット式記録装置Iでは、記録ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド1が固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Iは、液体貯留手段であるカートリッジ2がキャリッジ3に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体4に固定して、貯留手段と記録ヘッド1とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
また、本発明は、広く配線実装構造全般を対象としたものであり、液体噴射ヘッド以外の他のデバイスに適用することができる。
I インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 1 インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 10 流路形成基板、 20 ノズルプレート、 20a 液体噴射面、 21 ノズル開口、 90 リード電極、 91 接続端子(第1配線)、 100 マニホールド、 110 傾斜配線(第2配線)、 114 配線端子、 120 駆動回路(半導体素子)、 121 端子、 130 積層配線、 131 第1密着層、 132 第2密着層、 150、150A レジストパターン、 190、190A 第2層、 190B 金めっき層、 191 開口部、 210 第4層、 231、231A 第1層、 300 圧電アクチュエーター、 301 第1主面、 302 第2主面、 303 第3主面、 321 第1側壁部(斜面)

Claims (7)

  1. 基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い第1配線を形成し、
    前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層で前記第1配線を覆い、
    前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記第1配線上に前記第2密着層を介して第2配線を形成する
    ことを特徴とする積層配線の形成方法。
  2. 請求項1に記載する積層配線の形成方法において、
    前記基板上に前記第1密着層の材料で第1層を形成し、
    前記第1層上に前記第1配線の材料で第2層を形成し、
    前記第2層の前記第1配線が形成される領域上にレジストパターンを形成し、
    ウェットエッチングにより、前記第1層及び前記第2層にオーバーエッチングを施し、前記第2層の断面形状が、前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い前記第1配線を形成する
    ことを特徴とする積層配線の形成方法。
  3. 請求項1に記載する積層配線の形成方法において、
    前記基板上に前記第1密着層の材料で第1層を形成し、
    前記第1層上に前記第1配線の材料で第2層を形成し、
    フォトレジスト法により形成されて、前記基板の表面に対して傾斜した側面を有し、対向する側面間の幅が前記第2層から離れる方向に向けて拡張した開口部を有するレジストパターンを、前記第2層の前記第1配線となる領域が当該開口部に露出するように前記第2層上に形成し、
    めっきにより、前記開口部内に前記第1配線の材料でめっき層を形成し、
    前記レジストパターンを除去することで、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広く、前記めっき層及び前記第1層の間に設けられた前記第2層と、前記めっき層とによって構成された前記第1配線を形成する
    ことを特徴とする積層配線の形成方法。
  4. 半導体素子が電気的に接続される第1主面、前記第1主面とは反対の裏面とされる第2主面、及び前記第1主面と前記第2主面との間で傾斜して設けられた斜面を有する第1基体と、
    前記第1基体の前記第2主面に接続される第3主面、及び前記第3主面に設けられた第1配線を有する第2基体と、
    前記半導体素子と前記第1配線とを電気的に接続し、前記斜面から前記第1配線に連続して形成された第2配線とを備え、
    前記第2基体には、液体を噴射するノズル開口に連通する流路、及び該流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段が設けられており、前記半導体素子によって前記圧力発生手段が駆動される液体噴射ヘッドの製造方法であって、
    前記第2基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い前記第1配線を形成し、
    前記第2基体の前記第3主面上に前記第1基体を接合し、
    前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層で前記第1配線を覆い、
    前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記斜面上から前記第1配線上に前記第2配線を形成する
    ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
  5. 基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い第1配線と、
    前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層上に前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記第1配線上に形成された第2配線と、を備える
    ことを特徴とする配線実装構造。
  6. 半導体素子が電気的に接続される第1主面、前記第1主面とは反対の裏面とされる第2主面、及び前記第1主面と前記第2主面との間で傾斜して設けられた斜面を有する第1基体と、
    前記第1基体の前記第2主面に接続される第3主面、及び前記第3主面に設けられた第1配線を有する第2基体と、
    前記半導体素子と前記第1配線とを電気的に接続し、前記斜面から前記第1配線に連続して形成された第2配線と、を備え、
    前記第2基体には、液体を噴射するノズル開口に連通する流路、及び該流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段が設けられており、前記半導体素子によって前記圧力発生手段が駆動される液体噴射ヘッドであって
    前記第2基体上に形成されてエッチング液によりエッチングされる第1密着層上に、断面形状が前記第1密着層側の幅よりも前記第1密着層とは反対側の幅が広い前記第1配線と、
    前記第1密着層と同じ材料からなる第2密着層上に前記エッチング液を用いたウェットエッチングによって前記斜面上から前記第1配線上に形成された前記第2配線とを備える
    ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
  7. 請求項6に記載する液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
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