JP2017052111A - Electromechanical transduction member, droplet discharging member, image formation device, and manufacturing method of electromechanical transduction member - Google Patents

Electromechanical transduction member, droplet discharging member, image formation device, and manufacturing method of electromechanical transduction member Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably suppress various kinds of problems which occur when an adhesive or underfill flows to a plurality of electromechanical transduction element sides.SOLUTION: An electromechanical transduction member includes a substrate equipped with a plurality of electromechanical transduction element 101 and a plurality of wirings 108 connected electrically to each of the plurality of electromechanical transduction elements, and a bonded member which is bonded, using an adhesive, to a bonding region present across the plurality of wirings. An inter-wiring structure 131 is provided between the wirings in the bonding region.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、電気機械変換部材、液滴吐出部材、画像形成装置、及び、電気機械変換部材の製造方法に関するものである。   The present invention relates to an electromechanical conversion member, a droplet discharge member, an image forming apparatus, and a method for manufacturing an electromechanical conversion member.

この種の電気機械変換部材としては、例えば、インクジェット記録装置等の画像形成装置の液滴吐出部材のノズル孔から液滴を吐出させるために液滴吐出部材の加圧液室を加圧するものが知られている。   As this type of electromechanical conversion member, for example, a member that pressurizes a pressurized liquid chamber of a droplet discharge member in order to discharge a droplet from a nozzle hole of a droplet discharge member of an image forming apparatus such as an ink jet recording apparatus. Are known.

例えば、特許文献1には、複数の圧電素子(電気機械変換素子)それぞれが引き出し配線を介して駆動IC(接続先部材)に電気的に接続された圧電素子基板が備わった電気機械変換部材を有する液滴吐出ヘッド(液滴吐出部材)が開示されている。その圧電素子基板上には、圧電素子に対向する部分に凹部を有する保持基板(接着対象部材)が接着剤によって接合されている。   For example, Patent Document 1 discloses an electromechanical conversion member including a piezoelectric element substrate in which each of a plurality of piezoelectric elements (electromechanical conversion elements) is electrically connected to a drive IC (connection destination member) via a lead wiring. A droplet discharge head (droplet discharge member) is disclosed. On the piezoelectric element substrate, a holding substrate (a member to be bonded) having a recess in a portion facing the piezoelectric element is bonded with an adhesive.

従来、複数の電気機械変換素子それぞれが配線を介して駆動IC等の電子部品(接続先部材)に接続された基板を有する電気機械変換部材において、その電子部品を実装する際に用いる液状硬化性樹脂(アンダーフィル)が電気機械変換素子側に流入する場合がある。この場合、電気機械変換素子あるいはその周囲の部材等にアンダーフィルが付着して種々の問題を引き起こす。例えば、電気機械変換素子にアンダーフィルが付着すると、電気機械変換素子の変形が阻害され、その電気機械変換部材の正常動作が困難になる。また、電気機械変換素子の周囲に配置される接触端子等にアンダーフィルが付着すると、その接触端子に対する電気的接触が阻害され、その電気機械変換部材の正常動作が困難になる。   Conventionally, in an electromechanical conversion member having a substrate in which each of a plurality of electromechanical conversion elements is connected to an electronic component (connection destination member) such as a drive IC via wiring, liquid curable properties used when mounting the electronic component Resin (underfill) may flow into the electromechanical conversion element side. In this case, underfill adheres to the electromechanical conversion element or its surrounding members, causing various problems. For example, when an underfill adheres to the electromechanical conversion element, deformation of the electromechanical conversion element is hindered, and normal operation of the electromechanical conversion member becomes difficult. Moreover, when an underfill adheres to the contact terminal etc. which are arrange | positioned around an electromechanical conversion element, the electrical contact with respect to the contact terminal will be inhibited, and normal operation of the electromechanical conversion member will become difficult.

前記特許文献1に記載の電気機械変換部材は、凹部を有する保持基板の脚部が、複数の圧電素子が配置される圧電素子領域と駆動ICとの間に位置する圧電素子基板上の接着領域に対して接着剤によって接着される。そのため、圧電素子領域と駆動ICとの間が保持基板の脚部及び接着剤によって適切に遮断できれば、駆動ICのアンダーフィルが圧電素子領域へ流入するのを安定して抑制できる。   The electromechanical conversion member described in Patent Document 1 includes an adhesive region on a piezoelectric element substrate in which a leg portion of a holding substrate having a recess is positioned between a piezoelectric element region where a plurality of piezoelectric elements are arranged and a driving IC. Are adhered to each other by an adhesive. Therefore, if the gap between the piezoelectric element region and the driving IC can be appropriately blocked by the legs of the holding substrate and the adhesive, the underfill of the driving IC can be stably suppressed from flowing into the piezoelectric element region.

しかしながら、保持基板の脚部が接着される接着領域には、各圧電素子と駆動ICとを電気的に接続する複数の引き出し配線が存在する。この引き出し配線の厚み(圧電素子基板の面から引き出し配線の高さ)によって、保持基板脚部の接着面と圧電素子基板の面との間に離間スペースが生じる。一般に、接着剤の付着量には多少のムラがあることから、接着剤が全体的に不足していると、接着剤の付着量が相対的に少ない部分では接着剤が離間スペースに充填されず、その離間スペースに隙間が生じてアンダーフィルの流入を抑制できなくなる。一方、接着剤の付着量が相対的に少ない部分でも離間スペースに接着剤が充填されるように多くの接着剤を使用すると、接着剤の付着量が相対的に多い部分で接着剤が過剰となり、余剰分の接着剤が圧電素子領域へ流入して、アンダーフィルの流入と同様の問題を引き起こす。   However, there are a plurality of lead-out wirings that electrically connect each piezoelectric element and the drive IC in the bonding region where the legs of the holding substrate are bonded. Depending on the thickness of the lead-out wiring (the height of the lead-out wiring from the surface of the piezoelectric element substrate), a space is formed between the adhesive surface of the holding substrate leg and the surface of the piezoelectric element substrate. In general, since the amount of adhesive attached is somewhat uneven, if there is a shortage of adhesive as a whole, the adhesive will not be filled into the space in areas where the amount of adhesive attached is relatively small. , A gap is generated in the separated space, and the inflow of underfill cannot be suppressed. On the other hand, if a large amount of adhesive is used so that the space is filled with the adhesive even in a portion where the adhesive amount is relatively small, the adhesive becomes excessive in the portion where the adhesive amount is relatively large. The excess adhesive flows into the piezoelectric element region and causes the same problem as the inflow of the underfill.

上述した課題を解決するため、本発明は、複数の電気機械変換素子と該複数の電気機械変換素子のそれぞれに電気的に接続される複数の配線とを備えた基板と、前記複数の配線にまたがって存在する接着領域に接着剤によって接着された接着対象部材とを有する電気機械変換部材において、前記接着領域における前記配線の間に、配線間構造体を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a substrate including a plurality of electromechanical transducers and a plurality of wires electrically connected to each of the plurality of electromechanical transducers, and the plurality of wires. An electromechanical conversion member having a bonding target member bonded to an adhesive region existing over the adhesive region by using an adhesive includes an inter-wiring structure between the wirings in the adhesive region.

本発明によれば、接着剤やアンダーフィル等が複数の電気機械変換素子側(圧電素子領域)へ流入することによって生じ得る各種問題を安定して抑制することができるという優れた効果が奏される。   According to the present invention, it is possible to stably suppress various problems that may occur when an adhesive, underfill, or the like flows into a plurality of electromechanical transducer elements (piezoelectric element regions). The

実施形態のインクジェット記録装置の構成を示す透視斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment. 同インクジェット記録装置の機構部の側面図である。It is a side view of the mechanism part of the ink jet recording apparatus. 液滴吐出ヘッド及びインクカートリッジが一体化したカートリッジの例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a cartridge in which a droplet discharge head and an ink cartridge are integrated. 同インクジェット記録装置における液滴吐出ヘッドの内部構成を示す部分破断した斜視図である。FIG. 2 is a partially broken perspective view showing an internal configuration of a droplet discharge head in the ink jet recording apparatus. 同液滴吐出ヘッドを構成するアクチュエータ基板の上面図である。It is a top view of an actuator substrate constituting the droplet discharge head. 図5中A−A’における液滴吐出ヘッドの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the droplet discharge head taken along A-A ′ in FIG. 5. 図5中C−C’における液滴吐出ヘッド50の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the droplet discharge head 50 taken along C-C ′ in FIG. 5. 下部電極を個別電極層101−2とし、上部電極を共通電極層101−1とした圧電素子の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the piezoelectric element which made the lower electrode the individual electrode layer 101-2, and made the upper electrode the common electrode layer 101-1. (a)〜(d)は、同液滴吐出ヘッドの製造工程の前段部分を説明するため、ノズル孔の並び方向に対して直交する断面を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the cross section orthogonal to the row direction of a nozzle hole, in order to demonstrate the front | former stage part of the manufacturing process of the droplet discharge head. (a)〜(c)は、同液滴吐出ヘッドの製造工程の中段部分を説明するため、ノズル孔の並び方向に対して直交する断面を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows the cross section orthogonal to the arrangement direction of a nozzle hole, in order to demonstrate the middle step part of the manufacturing process of the droplet discharge head. (a)〜(c)は、同液滴吐出ヘッドの製造工程の後段部分を説明するため、ノズル孔の並び方向に対して直交する断面を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows the cross section orthogonal to the arrangement direction of a nozzle hole, in order to demonstrate the back | latter stage part of the manufacturing process of the droplet discharge head. 同アクチュエータ基板に接着される保持基板の上面図である。It is a top view of the holding substrate bonded to the actuator substrate. (a)は、同アクチュエータ基板に同保持基板を接着する接着剤が不足した状態の接着部を示す説明図である。(b)は、十分な量の接着剤が付着している状態の接着部を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the adhesion part of the state which lacked the adhesive agent which adhere | attaches the holding substrate on the actuator substrate. (B) is explanatory drawing which shows the adhesion part of the state in which sufficient quantity of adhesives have adhered. 圧電素子側へのアンダーフィルの流入経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the inflow path | route of the underfill to the piezoelectric element side. シリコンウェア上に同アクチュエータ基板が形成された状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state in which the actuator board | substrate was formed on siliconware. 圧電素子列の列方向に隣り合う2つの圧電素子と配線間構造体のサイズを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the size of two piezoelectric elements adjacent to the row direction of a piezoelectric element row | line | column, and a structure between wiring. 圧電素子列の列方向で隣り合う2つの圧電素子とその引き出し配線と配線間構造体のサイズを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the size of two piezoelectric elements adjacent in the row direction of a piezoelectric element row | line | column, its extraction wiring, and the structure between wiring. 保持基板が接続される前のアクチュエータ基板の断面図である。It is sectional drawing of an actuator board | substrate before a holding board | substrate is connected. 実施例2におけるアクチュエータ基板の上面図である。6 is a top view of an actuator substrate in Embodiment 2. FIG. 実施例2におけるアクチュエータ基板上で圧電素子列の列方向に隣り合う2つの圧電素子とその引き出し配線と配線間構造体のサイズを説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the sizes of two piezoelectric elements adjacent to each other in the column direction of the piezoelectric element row, the lead-out wiring, and the interwiring structure on the actuator substrate in Example 2. 比較例におけるアクチュエータ基板の上面図である。It is a top view of an actuator substrate in a comparative example. 実施例2におけるアクチュエータ基板上で圧電素子列の列方向に隣り合う2つの圧電素子とその引き出し配線のサイズを説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the size of two piezoelectric elements adjacent to each other in the column direction of the piezoelectric element row on the actuator substrate in Example 2 and the size of the lead wiring. 効果確認試験の結果をまとめたグラフである。It is the graph which put together the result of the effect confirmation test.

以下、本発明に係る電気機械変換部材を有する液体吐出部材としての液滴吐出ヘッドを、画像形成装置としてのインクジェット記録装置に適用した一実施形態について説明する。
なお、本実施形態においては、インクを吐出する例であるが、吐出する液体は、インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばDNA試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
Hereinafter, an embodiment in which a droplet discharge head as a liquid discharge member having an electromechanical conversion member according to the present invention is applied to an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus will be described.
In this embodiment, ink is ejected. However, the liquid to be ejected is not limited to ink, and is not particularly limited as long as it becomes liquid when ejected. For example, Also included are DNA samples, resists, pattern materials, and the like.

図1は、本実施形態のインクジェット記録装置の構成を示す透視斜視図である。
図2は、本実施形態のインクジェット記録装置の機構部の側面図である。
図1及び図2に示すインクジェット記録装置は、装置本体の内部に主走査方向へ移動可能なキャリッジ1を備えている。このキャリッジ1には、液滴吐出ヘッド50及び液滴吐出ヘッド50に対してインクを供給するインクカートリッジ2等が搭載されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the ink jet recording apparatus of this embodiment.
FIG. 2 is a side view of a mechanism portion of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.
The ink jet recording apparatus shown in FIGS. 1 and 2 includes a carriage 1 that can move in the main scanning direction inside the apparatus main body. The carriage 1 is equipped with a droplet discharge head 50 and an ink cartridge 2 that supplies ink to the droplet discharge head 50.

液滴吐出ヘッド50及びインクカートリッジ2は、図3に示すようには、これらを一体化した構成としてもよい。このように液滴吐出ヘッド50及びインクカートリッジ2が一体となった構成では、液滴吐出ヘッド50のアクチュエータ基板を高精度化、高密度化、および高信頼化することが容易となる。よって、歩留まりや信頼性を向上することができ、低コスト化を図ることができる。   As shown in FIG. 3, the droplet discharge head 50 and the ink cartridge 2 may have a configuration in which these are integrated. Thus, with the configuration in which the droplet discharge head 50 and the ink cartridge 2 are integrated, it becomes easy to increase the accuracy, density, and reliability of the actuator substrate of the droplet discharge head 50. Thus, yield and reliability can be improved, and cost can be reduced.

装置本体の下方部には、前方側(図2中左側)から多数枚の記録材30を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい)4が抜き差し自在に装着されている。また、記録材30を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ5も有している。給紙カセット4あるいは手差しトレイ5から給送される記録材30は、印字機構部3によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ6に排紙される。なお、記録材30は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の材質の媒体を含むものとする。   A paper feed cassette (or a paper feed tray) 4 on which a large number of recording materials 30 can be stacked from the front side (left side in FIG. 2) is detachably attached to the lower part of the apparatus main body. Further, it also has a manual feed tray 5 that is opened to manually feed the recording material 30. The recording material 30 fed from the paper feed cassette 4 or the manual feed tray 5 records a required image by the printing mechanism unit 3 and then is discharged to a paper discharge tray 6 mounted on the rear side. The recording material 30 includes a medium made of a material such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics.

印字機構部3は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド7と従ガイドロッド8とでキャリッジ1を主走査方向に摺動自在に保持している。このキャリッジ1には、複数のインク吐出口(ノズル孔)が主走査方向と直交する副走査方向に配列され、液滴吐出方向が下方に向くように、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴(液滴)を吐出する液滴吐出ヘッド50が装着されている。また、キャリッジ1には、液滴吐出ヘッド50に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ2を交換可能に装着している。   The printing mechanism unit 3 holds the carriage 1 slidably in the main scanning direction by a main guide rod 7 and a sub guide rod 8 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). In the carriage 1, a plurality of ink discharge ports (nozzle holes) are arranged in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and yellow (Y), cyan (C), A droplet discharge head 50 for discharging ink droplets (droplets) of each color of magenta (M) and black (Bk) is mounted. In addition, each ink cartridge 2 for supplying ink of each color to the droplet discharge head 50 is mounted on the carriage 1 in a replaceable manner.

インクカートリッジ2は、上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッド50へインクを供給する供給口が設けられている。内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッド50へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッド50としては、色ごとに異なる液滴吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個の液滴吐出ヘッドでもよい。   The ink cartridge 2 is provided with an air opening communicating with the atmosphere above, and a supply opening supplying ink to the droplet discharge head 50 below. A porous body filled with ink is contained inside, and the ink supplied to the droplet discharge head 50 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, as the droplet discharge head 50, a different droplet discharge head is used for each color, but a single droplet discharge head having nozzles for discharging ink droplets of each color may be used.

キャリッジ1は、後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド7に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド8に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ1を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ9aで回転駆動される駆動プーリ10と従動プーリ11との間にタイミングベルト12を張装している。このタイミングベルト12をキャリッジ1に固定し、主走査モータ9aの正逆回転によりキャリッジ1が往復に走査される。   The carriage 1 is slidably fitted to the main guide rod 7 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the secondary guide rod 8 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). Yes. In order to move and scan the carriage 1 in the main scanning direction, a timing belt 12 is stretched between a driving pulley 10 and a driven pulley 11 that are rotationally driven by a main scanning motor 9a. The timing belt 12 is fixed to the carriage 1, and the carriage 1 is reciprocally scanned by forward and reverse rotation of the main scanning motor 9a.

また、本インクジェット記録装置は、給紙カセット4から記録材30を分離給装する給紙ローラ13及びフリクションパッド14、記録材30を案内するガイド部材15、給紙された記録材30を反転させて搬送する搬送ローラ16なども備えている。更に、この搬送ローラ16の周面に押し付けられる搬送コロ17及び搬送ローラ16からの記録材30の送り出し角度を規定する先端コロ18も有している。搬送ローラ16は副走査モータ9bによってギヤ列を介して回転駆動される。   The ink jet recording apparatus also reverses the paper feed roller 13 and the friction pad 14 for separating and feeding the recording material 30 from the paper feed cassette 4, the guide member 15 for guiding the recording material 30, and the fed recording material 30. And a transporting roller 16 for transporting. Further, a conveyance roller 17 that is pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 16 and a leading end roller 18 that defines the feeding angle of the recording material 30 from the conveyance roller 16 are also provided. The conveyance roller 16 is rotationally driven through a gear train by the sub-scanning motor 9b.

また、キャリッジ1の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ16から送り出された記録材30を液滴吐出ヘッド50の下方側で案内するため、用紙ガイド部材である印写受け部材19も有している。この印写受け部材19の用紙搬送方向下流側には、記録材30を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ20と拍車21を設け、さらに記録材30を排紙トレイ6に送り出す排紙ローラ23と拍車24と、排紙経路を形成するガイド部材25,26とを配設している。   Further, in order to guide the recording material 30 fed from the conveying roller 16 corresponding to the moving range of the carriage 1 in the main scanning direction on the lower side of the droplet discharge head 50, the printing receiving member 19 which is a paper guide member is also provided. Have. A conveyance roller 20 and a spur 21 which are rotationally driven to send the recording material 30 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the printing receiving member 19 in the paper conveyance direction, and the recording material 30 is further sent to the paper discharge tray 6. A paper discharge roller 23, a spur 24, and guide members 25 and 26 that form a paper discharge path are disposed.

インクジェット記録装置で画像を記録する際、キャリッジ1を移動させながら、画像信号に応じて液滴吐出ヘッド50を駆動することにより、停止している記録材30にインクを吐出して1行分を記録し、その後、記録材30を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号または記録材30の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ、記録材30を排紙する。   When an image is recorded by the ink jet recording apparatus, by moving the carriage 1 and driving the droplet discharge head 50 according to the image signal, the ink is discharged onto the recording material 30 that has stopped, and one line is left. After recording, the recording material 30 is conveyed by a predetermined amount, and then the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the recording material 30 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the recording material 30 is discharged.

また、キャリッジ1の移動方向一端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド50の吐出不良を回復するための回復装置27を配置している。回復装置27はそれぞれ図示していないキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ1は、印字待機中には回復装置27側に移動されてキャッピング手段で液滴吐出ヘッド50をキャッピングしてノズル孔の湿潤状態を保つことによりインクの乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、すべてのノズル孔のインクの粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   Further, a recovery device 27 for recovering the ejection failure of the droplet ejection head 50 is disposed at a position outside the recording area on one end side in the moving direction of the carriage 1. The recovery device 27 has a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit, which are not shown. The carriage 1 is moved to the recovery device 27 side during printing standby and capping the droplet discharge head 50 by the capping unit to keep the nozzle hole wet, thereby preventing discharge failure due to ink drying. Further, by ejecting ink not related to recording during recording or the like, the viscosity of ink in all nozzle holes is made constant, and stable ejection performance is maintained.

更に、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液滴吐出ヘッド50のノズル孔を密封し、チューブを通して吸引手段でノズル孔からインクとともに気泡等を吸い出す。これにより、ノズル面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され、吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   Further, when a discharge failure occurs, the nozzle hole of the droplet discharge head 50 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the nozzle hole with the suction unit through the tube. As a result, ink or dust adhering to the nozzle surface is removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

次に、液滴吐出ヘッド50の構成について説明する。
図4は、本実施形態の液滴吐出ヘッド50の内部構成を示す部分破断した斜視図である。
図5は、液滴吐出ヘッド50を構成するアクチュエータ基板の上面図である。
図6は、図5中A−A’における液滴吐出ヘッド50の断面図である。
図7は、図5中C−C’における液滴吐出ヘッド50の断面図である。
なお、図5では、説明のため、アクチュエータ基板上に接着される接着対象部材である保持基板200が取り除かれた状態になっている。
Next, the configuration of the droplet discharge head 50 will be described.
FIG. 4 is a partially broken perspective view showing the internal configuration of the droplet discharge head 50 of the present embodiment.
FIG. 5 is a top view of the actuator substrate constituting the droplet discharge head 50.
6 is a cross-sectional view of the droplet discharge head 50 taken along line AA ′ in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the droplet discharge head 50 taken along the line CC ′ in FIG.
In FIG. 5, for the sake of explanation, the holding substrate 200, which is a member to be bonded to the actuator substrate, is removed.

本実施形態の液滴吐出ヘッド50は、主に、アクチュエータ基板100と、保持基板200と、ノズル基板300とから構成されている。アクチュエータ基板100は、変位板としての振動板102の素子取付面(図中上面)上に、液体吐出エネルギーを発生させる電気機械変換素子としての圧電素子101を備えている。本実施形態における圧電素子101は、図6に示すように、下部電極である共通電極層101−1と上部電極である個別電極層101−2との間に圧電体層101−3が挟まれた構成となっている。ただし、図8に示すように、下部電極を個別電極層101−2とし、上部電極を共通電極層101−1とした圧電素子であってもよい。   The droplet discharge head 50 of this embodiment is mainly composed of an actuator substrate 100, a holding substrate 200, and a nozzle substrate 300. The actuator substrate 100 includes a piezoelectric element 101 as an electromechanical conversion element that generates liquid discharge energy on an element mounting surface (upper surface in the drawing) of a vibration plate 102 as a displacement plate. In the piezoelectric element 101 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, a piezoelectric layer 101-3 is sandwiched between a common electrode layer 101-1 that is a lower electrode and an individual electrode layer 101-2 that is an upper electrode. It becomes the composition. However, as shown in FIG. 8, a piezoelectric element in which the lower electrode is the individual electrode layer 101-2 and the upper electrode is the common electrode layer 101-1.

また、アクチュエータ基板100は、振動板102の素子取付面とは反対側の面(図中下面)に隔壁部103を備えている。振動板102と隔壁部103とノズル基板300によって囲まれる空間が加圧液室104となる。また、アクチュエータ基板100により、流体抵抗部105及び共通液室106も形成される。   In addition, the actuator substrate 100 includes a partition wall 103 on the surface (lower surface in the drawing) opposite to the element mounting surface of the diaphragm 102. A space surrounded by the diaphragm 102, the partition wall 103, and the nozzle substrate 300 is a pressurized liquid chamber 104. In addition, the fluid resistance portion 105 and the common liquid chamber 106 are also formed by the actuator substrate 100.

保持基板200は、インクカートリッジ2からのインクを供給するインク供給口を備えており、アクチュエータ基板100に接着されることにより、共通インク流路202と、アクチュエータ基板100の振動板102が撓んで変位できる空間を形成する凹部203とを形成する。保持基板200は、シリコンエッチング、プラスチック成型品等により形成できる。   The holding substrate 200 includes an ink supply port that supplies ink from the ink cartridge 2, and is bonded to the actuator substrate 100, whereby the common ink flow path 202 and the vibration plate 102 of the actuator substrate 100 are bent and displaced. And a recess 203 that forms a space that can be formed. The holding substrate 200 can be formed by silicon etching, plastic molding, or the like.

ノズル基板300は、個々の加圧液室104に対応した位置にノズル孔301が形成されている。ノズル基板300は、例えばSUSからなる板に対して、パンチ加工、エッチング、シリコンエッチング、ニッケル電気鋳造、樹脂レーザー加工などを施すことにより形成されたものを用いることができる。   In the nozzle substrate 300, nozzle holes 301 are formed at positions corresponding to the individual pressurized liquid chambers 104. As the nozzle substrate 300, for example, a plate formed of SUS by punching, etching, silicon etching, nickel electroforming, resin laser processing, or the like can be used.

本実施形態の液滴吐出ヘッド50は、各加圧液室104内にインクを満たした状態で、制御部(不図示)の制御の下、駆動IC120から駆動電圧信号を各個別電極層101−2に印加する。この駆動電圧信号としては、発振回路により生成した20[V]のパルス電圧を用いることができる。このような電圧パルスを印加することにより、圧電体層101−3は、圧電効果により圧電体層101−3そのものが振動板102と平行方向に縮む。これにより、振動板102が加圧液室104側へ凸になるように撓む結果、加圧液室104内の圧力が急激に上昇し、加圧液室104に連通するノズル孔301からインクが吐出される。   In the liquid droplet ejection head 50 of the present embodiment, each pressure liquid chamber 104 is filled with ink, and under the control of a control unit (not shown), a drive voltage signal is sent from the drive IC 120 to each individual electrode layer 101-. 2 is applied. As this drive voltage signal, a pulse voltage of 20 [V] generated by an oscillation circuit can be used. By applying such a voltage pulse, the piezoelectric layer 101-3 contracts in the direction parallel to the diaphragm 102 due to the piezoelectric effect. As a result, the vibration plate 102 is bent so as to protrude toward the pressurizing liquid chamber 104, and as a result, the pressure in the pressurizing liquid chamber 104 increases rapidly, and ink is ejected from the nozzle hole 301 communicating with the pressurizing liquid chamber 104. Is discharged.

パルス電圧が印加された後は、縮んだ圧電体層101−3が元に戻り、これに伴って撓んだ振動板102も元の位置に戻る。このため、加圧液室104内が共通液室106内に比べて負圧となり、インクカートリッジ2からインク供給口を介して供給されているインクが共通インク流路202、共通液室106から流体抵抗部105を介して加圧液室104へ供給される。これを繰り返すことにより、インクの液滴を連続的に吐出でき、液滴吐出ヘッド50に対向して配置される記録材に画像を形成する。   After the pulse voltage is applied, the contracted piezoelectric layer 101-3 returns to its original position, and the vibration plate 102 bent along with this returns to its original position. For this reason, the pressurized liquid chamber 104 has a negative pressure compared to the common liquid chamber 106, and the ink supplied from the ink cartridge 2 through the ink supply port is fluidized from the common ink flow path 202 and the common liquid chamber 106. It is supplied to the pressurized liquid chamber 104 through the resistance unit 105. By repeating this, ink droplets can be ejected continuously, and an image is formed on a recording material disposed facing the droplet ejection head 50.

次に、本実施形態における液滴吐出ヘッド50の製造方法について説明する。
図9〜図11は、本実施形態の液滴吐出ヘッド50の製造工程を説明するため、ノズル孔の並び方向に対して直交する断面を示す断面図である。
Next, a method for manufacturing the droplet discharge head 50 in the present embodiment will be described.
9 to 11 are cross-sectional views showing a cross section orthogonal to the arrangement direction of the nozzle holes in order to explain the manufacturing process of the droplet discharge head 50 of the present embodiment.

アクチュエータ基板100の基材としては、シリコン単結晶基板を用いることが好ましく、通常100〜600μmの厚みを持つことが好ましい。面方位としては、(100)、(110)、(111)と3種類あるが、半導体産業では一般的に(100)、(111)が広く使用されており、本実施形態では、主に(100)の面方位を持つ単結晶基板を使用する。また、加圧液室104を作製する段階では、エッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工していくが、この場合のエッチング方法としては、異方性エッチングを用いることが一般的である。異方性エッチングとは、結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。例えば、KOH等のアルカリ溶液に浸漬させる異方性エッチングでは、(100)面に比べて(111)面は約1/400程度のエッチング速度となる。従って、面方位(100)では約54°の傾斜を持つ構造体が作製できるのに対して、面方位(110)では深い溝をほることができ、より剛性を保ちつつ、配列密度を高くすることができる。そのため、(110)の面方位を持った単結晶基板を使用することも可能である。ただし、この場合、マスク材であるSiOもエッチングされてしまうので、この点の留意が必要である。 As a base material of the actuator substrate 100, it is preferable to use a silicon single crystal substrate, and it is preferable to have a thickness of usually 100 to 600 μm. There are three types of plane orientations, (100), (110), and (111), but (100) and (111) are generally widely used in the semiconductor industry. A single crystal substrate having a plane orientation of 100) is used. Further, in the stage of producing the pressurized liquid chamber 104, the silicon single crystal substrate is processed using etching. In this case, anisotropic etching is generally used as an etching method. Anisotropic etching utilizes the property that the etching rate differs with respect to the plane orientation of the crystal structure. For example, in anisotropic etching immersed in an alkaline solution such as KOH, the (111) plane has an etching rate of about 1/400 compared to the (100) plane. Accordingly, a structure having an inclination of about 54 ° can be produced in the plane orientation (100), whereas a deep groove can be removed in the plane orientation (110), and the arrangement density is increased while maintaining rigidity. be able to. Therefore, it is also possible to use a single crystal substrate having a (110) plane orientation. However, in this case, SiO 2 which is a mask material is also etched, so this point needs to be noted.

はじめに、図9(a)に示すように、このシリコン単結晶基板上に振動板102となる膜を成膜する。振動板102は、圧電素子101によって発生した力を受けて変形を繰り返すため、これに耐えうる十分な強度を有したものであることが好ましい。材料としては、Si、SiO、SiをCVD法により作製したものが挙げられる。また、振動板102は、これに接合される個別電極層101−2や圧電体層101−3の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。特に、本実施形態では、圧電体層101−3としてPZTが使用されることから、その線膨張係数である8×10-6[1/K]に近い線膨張係数として、5×10-6[1/K]〜10×10-6[1/K]の線膨張係数を有した材料が好ましく、さらには7×10-6[1/K]〜9×10-6[1/K]の線膨張係数を有した材料がより好ましい。具体的な材料としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化オスミウム、酸化レニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム及びそれらの化合物等であり、これらをスパッタ法もしくは、Sol−gel法を用いてスピンコーターにて作製することができる。膜厚としては、0.1〜10μmが好ましく、0.5〜3μmがさらに好ましい。この範囲より小さいと、加圧液室104の加工が難しくなり、この範囲より大きいと振動板102が変形変位しにくくなり、インク滴の吐出が不安定になりやすい。 First, as shown in FIG. 9A, a film to be the vibration plate 102 is formed on the silicon single crystal substrate. Since the vibration plate 102 is repeatedly deformed by receiving the force generated by the piezoelectric element 101, it is preferable that the vibration plate 102 has sufficient strength to withstand this. Examples of the material include Si, SiO 2 , and Si 3 N 4 produced by the CVD method. Moreover, it is preferable to select a material close to the linear expansion coefficient of the individual electrode layer 101-2 and the piezoelectric layer 101-3 to be bonded to the diaphragm 102. In particular, in the present embodiment, since PZT is used as the piezoelectric layer 101-3, the linear expansion coefficient close to 8 × 10 −6 [1 / K], which is the linear expansion coefficient, is 5 × 10 −6. A material having a linear expansion coefficient of [1 / K] to 10 × 10 −6 [1 / K] is preferable, and further 7 × 10 −6 [1 / K] to 9 × 10 −6 [1 / K]. A material having a linear expansion coefficient of is more preferable. Specific examples of the material include aluminum oxide, zirconium oxide, iridium oxide, ruthenium oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, osmium oxide, rhenium oxide, rhodium oxide, palladium oxide, and compounds thereof. It can be produced by a spin coater using a Sol-gel method. As a film thickness, 0.1-10 micrometers is preferable and 0.5-3 micrometers is more preferable. If it is smaller than this range, the processing of the pressurized liquid chamber 104 becomes difficult, and if it is larger than this range, the vibration plate 102 is difficult to be deformed and displaced, and ink droplet ejection tends to become unstable.

次に、このようにして成膜した振動板102上には、共通電極層101−1が成膜される。共通電極層101−1は、金属膜単層もしくは金属膜と酸化物膜とからなる複数層であることが好ましく、いずれの場合でも、振動板102と金属膜との間に密着層を入れて剥がれ等を抑制することが好ましい。   Next, the common electrode layer 101-1 is formed on the diaphragm 102 thus formed. The common electrode layer 101-1 is preferably a single metal film or a plurality of layers made of a metal film and an oxide film. In any case, an adhesive layer is inserted between the diaphragm 102 and the metal film. It is preferable to suppress peeling and the like.

密着層としては、Tiをスパッタ成膜後、RTA(rapid thermal annealing)装置を用いて、650〜800℃、1〜30分、O雰囲気でチタン膜を熱酸化し、チタン膜を酸化チタン膜にする。酸化チタン膜を作成するには反応性スパッタでもよいが、チタン膜の高温による熱酸化法が望ましい。反応性スパッタによる作製では、シリコン基板を高温で加熱する必要があるため、特別なスパッタチャンバ構成を必要とする。さらに、一般の炉による酸化よりも、RTA装置による酸化の方がチタン酸化膜の結晶性が良好になる。なぜなら、通常の加熱炉による酸化によれば、酸化しやすいチタン膜は、低温においてはいくつもの結晶構造を作るため、一旦、それを壊す必要が生じるためである。したがって、昇温速度の速いRTAによる酸化の方が良好な結晶を形成するために有利になる。またTi以外の材料としては、Ta、Ir、Ru等の材料でも好ましい。膜厚としては、10nm〜50nmが好ましく、15nm〜30nmがさらに好ましい。この範囲以下の場合においては、密着性に懸念があるのと、この範囲以上になってくるとその上で作製する電極膜の結晶の質に影響が出てくる。 As the adhesion layer, after Ti is sputtered, the titanium film is thermally oxidized in an O 2 atmosphere at 650 to 800 ° C. for 1 to 30 minutes using an RTA (rapid thermal annealing) apparatus, and the titanium film is converted into a titanium oxide film. To. Reactive sputtering may be used to form the titanium oxide film, but thermal oxidation at a high temperature of the titanium film is desirable. The production by reactive sputtering requires a special sputtering chamber configuration because the silicon substrate needs to be heated at a high temperature. Furthermore, the crystallinity of the titanium oxide film is better in the oxidation by the RTA apparatus than in the oxidation by a general furnace. This is because, according to oxidation in a normal heating furnace, a titanium film that is easily oxidized forms several crystal structures at a low temperature, and thus it is necessary to break it once. Therefore, oxidation by RTA having a high temperature rising rate is advantageous in order to form better crystals. As materials other than Ti, materials such as Ta, Ir, and Ru are also preferable. The film thickness is preferably 10 nm to 50 nm, and more preferably 15 nm to 30 nm. If it is below this range, there is a concern about the adhesion, and if it exceeds this range, the crystal quality of the electrode film produced thereon will be affected.

また、共通電極層101−1を作成するときの金属膜としては、従来から高い耐熱性と低い反応性を有する白金が用いられているが、鉛に対しては十分なバリア性を持つとはいえない場合もあり、イリジウムや白金−ロジウムなどの白金族元素や、これらの合金膜を用いてもよい。また、白金を使用する場合には、下地(特にSiO)との密着性が悪いため、上述した密着層を先に積層しておくことが好ましい。作製方法としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜が一般的である。膜厚としては、80〜200nmが好ましく、100〜150nmがさらに好ましい。この範囲より薄い場合においては、共通電極として十分な電流を供給することができなくなり、インク吐出をする際に不具合が発生する。また、この範囲より厚い場合には、白金族元素の高価な材料を使用する場合においては、コストアップとなる点、白金を材料とした場合においては膜厚を厚くしていったときに表面粗さが大きくなり、その上に作製する酸化物電極膜やPZTの表面粗さや結晶配向性に影響を及ぼして、インク吐出に十分な変位が得られない点が、不具合として発生する。 In addition, as a metal film for forming the common electrode layer 101-1, platinum having high heat resistance and low reactivity has been used conventionally, but it has sufficient barrier properties against lead. In some cases, a platinum group element such as iridium or platinum-rhodium, or an alloy film thereof may be used. Also, when using platinum, is poor adhesion to the underlying (in particular SiO 2), it is preferable to laminate the adhesion layer described above previously. As a manufacturing method, vacuum film formation such as sputtering or vacuum deposition is generally used. The film thickness is preferably 80 to 200 nm, and more preferably 100 to 150 nm. If the thickness is smaller than this range, a sufficient current cannot be supplied as a common electrode, and a problem occurs when ink is ejected. If the thickness is larger than this range, the cost increases when using an expensive platinum group material, and the surface roughness increases when the film thickness is increased when platinum is used. However, a problem arises in that the oxide electrode film or PZT formed thereon has an influence on the surface roughness and crystal orientation, and sufficient displacement for ink ejection cannot be obtained.

共通電極層101−1を作成するときの金属酸化膜としては、材料として、SrRuOを用いることが好ましい。これ以外でも、Sr(1−x)Ru(1−y)で記述されるような材料も挙げられる(A=Ba,Ca、B=Co,Ni、x,y=0〜0.5)。成膜方法はスパッタ法を採用できる。スパッタ条件によってSrRuO薄膜の膜質が変わるが、特に結晶配向性を重視し、金属膜で用いるPt(111)にならってSrRuO膜についても(111)で配向させるために、成膜温度については500℃以上での基板加熱を行い、成膜することが好ましい。成膜条件については、室温成膜でその後、RTA処理にて結晶化温度(650℃)で熱酸化している。この場合、SrRuO薄膜としては、十分結晶化され、電極としての比抵抗としても十分な値が得られるが、膜の結晶配向性は(110)が優先配向しやすくなり、その上に成膜されるPZTについても(110)配向しやすくなる。 As a metal oxide film for forming the common electrode layer 101-1, it is preferable to use SrRuO 3 as a material. Other than this, materials such as those described by Sr x A (1-x) Ru y B (1-y) are also included (A = Ba, Ca, B = Co, Ni, x, y = 0 to 0). .5). A sputtering method can be adopted as the film forming method. The film quality of the SrRuO 3 thin film varies depending on the sputtering conditions. In particular, the crystal orientation is emphasized, and the SrRuO 3 film is also oriented at (111) following the Pt (111) used in the metal film. It is preferable to form a film by heating the substrate at 500 ° C. or higher. As for the film forming conditions, the film is formed at room temperature and then thermally oxidized at the crystallization temperature (650 ° C.) by RTA treatment. In this case, the SrRuO 3 thin film is sufficiently crystallized, and a sufficient value can be obtained as a specific resistance as an electrode. However, (110) tends to be preferentially oriented as the crystal orientation of the film, and a film is formed thereon. The (110) orientation is also facilitated for PZT.

Pt(111)上に作製されるSrRuO薄膜の結晶性については、PtとSrRuOで格子定数が近いため、通常の2θ/θ測定では、SrRuO(111)とPt(111)の2θ位置が重なってしまい、判別が難しい。Ptについては、消滅則の関係から、Psi方向を35°傾けた2θが約32°付近の位置には回折線が打ち消し合い、回折強度が見られない。そのため、Psi方向を約35°傾けて、2θが約32°付近のピーク強度で判断することで、SrRuOが(111)に優先配向しているかを確認することができる。2θ=32°に固定してPsiを振ったとき、Psi=0°では、SrRuO(110)ではほとんど回折強度が見られず、Psi=35°付近において、回折強度が見られることから、本実施形態の成膜条件にて作製したものについては、SrRuOが(111)で配向していることが確認された。また、このように作製されたSrRuO膜については、Psi=0°のときにSrRuO(110)の回折強度が見られる。 Regarding the crystallinity of the SrRuO 3 thin film formed on Pt (111), the lattice constants of Pt and SrRuO 3 are close to each other. Therefore, in the normal 2θ / θ measurement, the 2θ positions of SrRuO 3 (111) and Pt (111). Are difficult to distinguish. With respect to Pt, due to the extinction rule, diffraction lines cancel each other at a position where 2θ inclined by 35 ° in the Psi direction is about 32 °, and no diffraction intensity is observed. Therefore, it is possible to confirm whether SrRuO 3 is preferentially oriented to (111) by inclining the Psi direction by about 35 ° and judging from the peak intensity of 2θ around 32 °. When Psi is shaken with 2θ = 32 ° fixed, almost no diffraction intensity is observed with SrRuO 3 (110) when Psi = 0 °, and diffraction intensity is observed near Psi = 35 °. It was confirmed that SrRuO 3 was orientated by (111) for those fabricated under the film forming conditions of the embodiment. In addition, regarding the SrRuO 3 film fabricated in this way, the diffraction intensity of SrRuO 3 (110) is observed when Psi = 0 °.

圧電素子101を連続変位させたときに、一定駆動後の変位量が、初期変位量に比べてどのくらい劣化したかを見積もったところ、PZTの配向性が非常に影響しており、(110)では変位劣化抑制において不十分である。さらに、SrRuO膜の表面粗さを見たとき、成膜温度が影響し、室温から300℃では表面粗さが非常に小さく2nm以下になる。この場合、SrRuO膜の表面粗さとしては非常にフラットにはなっているが、結晶性が十分でなく、その後成膜した圧電素子101の初期変位量や連続駆動後の変位量劣化については十分な特性が得られない。表面粗さとしては、4nm〜15nmになっていることが好ましく、6nm〜10nmがさらに好ましい。この範囲を超えると、その後成膜したPZTの絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる。したがって、良好な結晶性や表面粗さを得るためには、成膜温度としては500℃〜700℃、好ましくは520℃〜600℃の範囲で成膜を実施するのがよい。なお、表面粗さは、原子間力顕微鏡(AFM)により測定される表面粗さ(平均粗さ)を指標としたものである。 When the piezoelectric element 101 was continuously displaced, the amount of displacement after a constant drive was estimated as much as compared with the initial displacement, and the orientation of the PZT had a great influence. (110) Insufficient displacement suppression is insufficient. Furthermore, when looking at the surface roughness of the SrRuO 3 film, the film formation temperature has an effect, and the surface roughness is very small from room temperature to 300 ° C. and becomes 2 nm or less. In this case, the surface roughness of the SrRuO 3 film is very flat, but the crystallinity is not sufficient, and the initial displacement amount of the piezoelectric element 101 formed thereafter and the deterioration of the displacement amount after continuous driving are as follows. Sufficient characteristics cannot be obtained. The surface roughness is preferably 4 nm to 15 nm, and more preferably 6 nm to 10 nm. If this range is exceeded, the dielectric breakdown voltage of the PZT deposited thereafter is very poor and leaks easily. Therefore, in order to obtain good crystallinity and surface roughness, the film formation temperature is 500 ° C. to 700 ° C., preferably 520 ° C. to 600 ° C. The surface roughness is an index of surface roughness (average roughness) measured by an atomic force microscope (AFM).

SrRuO膜の成膜後のSrとRuの組成比については、Sr/Ruが0.82以上1.22以下であることが好ましい。この範囲から外れると比抵抗が大きくなり、共通電極層101−1として十分な導電性が得られなくなる。また、SrRuO膜の膜厚は、40nm〜150nmが好ましく、50nm〜80nmがさらに好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと、初期変位量や連続駆動後の変位量劣化については十分な特性が得られない点、PZTのオーバーエッチングを抑制するためのストップエッチング層としての機能が得られにくくなる点で不具合が出る。一方、この膜厚範囲よりも厚いと、その後成膜したPZTの絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる。また、SrRuO膜の比抵抗としては、5×10−3Ω・cm以下になっていることが好ましく、1×10−3Ω・cm以下になっていることが更に好ましい。この範囲よりも大きくなると、共通電極層101−1として、これに接触する電極との界面で接触抵抗が大きくなり、共通電極層101−1として十分な電流を供給することができず、インク吐出をする際に不具合が発生する。 Regarding the composition ratio of Sr and Ru after the formation of the SrRuO 3 film, Sr / Ru is preferably 0.82 or more and 1.22 or less. If it is out of this range, the specific resistance increases and sufficient conductivity as the common electrode layer 101-1 cannot be obtained. The film thickness of the SrRuO 3 film is preferably 40 nm to 150 nm, and more preferably 50 nm to 80 nm. If the thickness is smaller than this range, sufficient characteristics cannot be obtained for initial displacement and displacement deterioration after continuous driving, and it is difficult to obtain a function as a stop etching layer for suppressing overetching of PZT. There is a problem at this point. On the other hand, if it is thicker than this film thickness range, the dielectric strength of PZT formed thereafter is very poor and leaks easily. The specific resistance of the SrRuO 3 film is preferably 5 × 10 −3 Ω · cm or less, more preferably 1 × 10 −3 Ω · cm or less. If it is larger than this range, the contact resistance of the common electrode layer 101-1 with the electrode in contact with the common electrode layer 101-1 increases, and sufficient current cannot be supplied as the common electrode layer 101-1, so that the ink discharge Trouble occurs when doing.

次に、図9(b)に示すように、共通電極層101−1上に圧電体層101−3を形成する。圧電体層101−3の材料として、本実施形態ではPZTを用いる。PZTとは、ジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸(PbTiO)の固溶体で、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成はPbZrOとPbTiOの比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53,Ti0.47)Oと示される。PZT以外の複合酸化物としては、チタン酸バリウムなどが挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。これら材料は、一般式ABOで記述され、A=Pb,Ba,Sr、B=Ti,Zr,Sn,Ni,Zn,Mg,Nbを主成分とする複合酸化物が該当し、その具体的な記述は、例えば、(Pb1−x,Ba)(Zr,Ti)O、(Pb1−x,Sr)(Zr,Ti)Oとなる。これらは、AサイトのPbを部分的にBaやSrで置換した場合を意味する。このような置換は、2価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。 Next, as shown in FIG. 9B, a piezoelectric layer 101-3 is formed on the common electrode layer 101-1. In this embodiment, PZT is used as the material for the piezoelectric layer 101-3. PZT is a solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and titanic acid (PbTiO 3 ), and the characteristics differ depending on the ratio. In general, the composition exhibiting excellent piezoelectric characteristics has a ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 of 53:47, and is expressed as Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 in the chemical formula. Examples of composite oxides other than PZT include barium titanate. In this case, it is also possible to prepare a barium titanate precursor solution by dissolving barium alkoxide and a titanium alkoxide compound in a common solvent. It is. These materials are described by the general formula ABO 3 and include composite oxides mainly composed of A = Pb, Ba, Sr, B = Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, and Nb. Such descriptions are, for example, (Pb 1-x , Ba) (Zr, Ti) O 3 , (Pb 1-x , Sr) (Zr, Ti) O 3 . These mean the case where Pb of the A site is partially substituted with Ba or Sr. Such substitution is possible with a divalent element, and the effect thereof has an effect of reducing characteristic deterioration due to evaporation of lead during heat treatment.

圧電体層101−3の作製方法としては、スパッタ法もしくはSol−gel法を用いて、スピンコーターにて作製することができる。その場合は、パターニング化が必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。PZTをSol−gel法により作製した場合、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させて均一溶液を得ることで、PZT前駆体溶液が作製できる。金属アルコキシド化合物は、大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、前駆体溶液に安定剤として、アセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどの安定化剤を適量、添加しても良い。   As a manufacturing method of the piezoelectric layer 101-3, it can be manufactured by a spin coater using a sputtering method or a Sol-gel method. In that case, since patterning is required, a desired pattern is obtained by photolithography etching or the like. When PZT is produced by the Sol-gel method, a PZT precursor solution can be produced by using lead acetate, zirconium alkoxide, and titanium alkoxide compound as starting materials and dissolving them in methoxyethanol as a common solvent to obtain a uniform solution. Since the metal alkoxide compound is easily hydrolyzed by moisture in the atmosphere, an appropriate amount of a stabilizer such as acetylacetone, acetic acid or diethanolamine may be added to the precursor solution as a stabilizer.

下地基板全面にPZT膜を得る場合、スピンコートなどの溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で100nm以下の膜厚が得られるように前駆体濃度の調整が必要になる。圧電体層101−3の層厚としては、0.5〜5μmが好ましく、さらに好ましくは1μm〜2μmとなる。この範囲より小さいと、十分な変位を発生することができなくなり、この範囲より大きいと、何層も積層させていくため、工程数が多くなりプロセス時間が長くなる。   When a PZT film is obtained on the entire surface of the base substrate, it is obtained by forming a coating film by a solution coating method such as spin coating and performing heat treatments such as solvent drying, thermal decomposition, and crystallization. Since the transformation from the coating film to the crystallized film involves volume shrinkage, it is necessary to adjust the precursor concentration so that a film thickness of 100 nm or less can be obtained in one step in order to obtain a crack-free film. The layer thickness of the piezoelectric layer 101-3 is preferably 0.5 to 5 μm, and more preferably 1 to 2 μm. If it is smaller than this range, it will not be possible to generate a sufficient displacement, and if it is larger than this range, many layers will be laminated, resulting in an increase in the number of steps and a longer process time.

また、圧電体層101−3の比誘電率としては、600以上2000以下になっていることが好ましく、さらに1200以上1600以下になっていることが好ましい。この範囲よりも小さいと、十分な変位特性が得られにくく、またこの範囲より大きくなると、分極処理が十分行われず、連続駆動後の変位劣化により十分な特性が得られにくい。   The relative dielectric constant of the piezoelectric layer 101-3 is preferably 600 or more and 2000 or less, and more preferably 1200 or more and 1600 or less. If it is smaller than this range, it is difficult to obtain sufficient displacement characteristics, and if it is larger than this range, the polarization treatment is not sufficiently performed, and it is difficult to obtain sufficient characteristics due to displacement deterioration after continuous driving.

圧電体層101−3を成膜した後は、次に、個別電極層101−2を成膜する。個別電極層101−2も、共通電極層101−1と同様、金属膜単層もしくは金属膜と酸化物膜とからなる複数層であることが好ましい。酸化物膜としては、共通電極層101−1で説明した酸化物膜を用いることができる。このとき、SrRuO膜の膜厚としては、20nm〜80nmが好ましく、40nm〜60nmがさらに好ましい。また、金属膜も、共通電極層101−1で説明した金属膜を用いることができる。このとき、膜厚としては、30〜200nmが好ましく、50〜120nmがさらに好ましい。 After the piezoelectric layer 101-3 is formed, the individual electrode layer 101-2 is formed next. Similarly to the common electrode layer 101-1, the individual electrode layer 101-2 is preferably a single metal film layer or a plurality of layers composed of a metal film and an oxide film. As the oxide film, the oxide film described in the common electrode layer 101-1 can be used. At this time, the film thickness of the SrRuO 3 film is preferably 20 nm to 80 nm, and more preferably 40 nm to 60 nm. As the metal film, the metal film described in the common electrode layer 101-1 can be used. At this time, the film thickness is preferably 30 to 200 nm, and more preferably 50 to 120 nm.

次に、図9(c)に示すように、共通電極層101−1及び圧電素子101と、後に形成する引き出し配線108との間を絶縁するために、層間絶縁膜110を成膜する。また、層間絶縁膜110は、成膜、エッチングの工程による圧電素子101へのダメージを防ぐとともに、大気中の水分が透過しづらい材料を選定する必要があるため、緻密な無機材料とする必要がある。有機材料では、十分な保護性能を得るために膜厚を厚くする必要があるため、適さない。層間絶縁膜110を厚い膜とした場合、振動板102の変形を阻害してしまうため、吐出性能の低いインクジェットヘッドなってしまうからである。   Next, as shown in FIG. 9C, an interlayer insulating film 110 is formed to insulate the common electrode layer 101-1 and the piezoelectric element 101 from the lead wiring 108 to be formed later. In addition, the interlayer insulating film 110 needs to be a dense inorganic material because it is necessary to select a material that prevents moisture in the atmosphere from passing through while preventing damage to the piezoelectric element 101 due to film formation and etching processes. is there. Organic materials are not suitable because it is necessary to increase the film thickness in order to obtain sufficient protection performance. This is because if the interlayer insulating film 110 is a thick film, deformation of the diaphragm 102 is hindered, resulting in an inkjet head with low ejection performance.

層間絶縁膜110について、薄膜で高い保護性能を得るには、酸化物、窒化物、炭化物を用いるのが好ましいが、層間絶縁膜110の下地となる電極材料、圧電体材料、振動板材料との密着性が高い材料を選定することが必要になる。また、成膜法も、圧電素子101を損傷しない成膜方法を選定する必要がある。すなわち、反応性ガスをプラズマ化して基板上に堆積するプラズマCVD法や、プラズマをターゲット材に衝突させて飛ばすことで成膜するスパッタリング法は好ましくない。好ましい成膜方法としては、蒸着法、ALD法などが例示できるが、使用できる材料の選択肢が広いALD法が好ましい。好ましい材料としては、Al、ZrO、Y、Ta、TiOなどのセラミクス材料に用いられる酸化膜が例として挙げられる。特にALD法を用いることで、膜密度の非常に高い薄膜を作製し、プロセス中でのダメージを抑制することができる。 In order to obtain high protection performance with a thin film for the interlayer insulating film 110, it is preferable to use oxides, nitrides, and carbides. It is necessary to select a material with high adhesion. Also, it is necessary to select a film forming method that does not damage the piezoelectric element 101. That is, a plasma CVD method in which a reactive gas is turned into plasma and deposited on a substrate, or a sputtering method in which a film is formed by causing plasma to collide with a target material and flying is not preferable. Examples of a preferable film forming method include a vapor deposition method and an ALD method, but an ALD method with a wide choice of usable materials is preferable. Preferable materials include oxide films used for ceramic materials such as Al 2 O 3 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , Ta 2 O 3 , and TiO 2 . In particular, by using the ALD method, a thin film having a very high film density can be produced and damage in the process can be suppressed.

層間絶縁膜110の膜厚は、圧電素子101の保護性能を確保できる十分な薄膜とする必要があると同時に、振動板102の変形を阻害しないように可能な限り薄くする必要がある。そのため、層間絶縁膜110の膜厚の好ましい範囲は、20nm〜100nmである。100nmより厚い場合は、振動板102の変形量が低下するため、吐出効率の低いインクジェットヘッドとなる。一方、20nmより薄い場合は、圧電素子101の保護層としての機能が不足してしまうため、圧電素子101の性能が低下してしまう。   The film thickness of the interlayer insulating film 110 needs to be a thin film enough to ensure the protection performance of the piezoelectric element 101, and at the same time needs to be as thin as possible so as not to inhibit the deformation of the diaphragm 102. Therefore, a preferable range of the film thickness of the interlayer insulating film 110 is 20 nm to 100 nm. When the thickness is greater than 100 nm, the deformation amount of the diaphragm 102 is reduced, and the ink jet head has low ejection efficiency. On the other hand, when the thickness is smaller than 20 nm, the function of the piezoelectric element 101 as a protective layer is insufficient, and the performance of the piezoelectric element 101 is deteriorated.

また、層間絶縁膜110を2層構成としてもよい。この場合は、図7に示すように、2層目の絶縁保護膜110bを厚くするとともに、振動板102の変形を阻害しないように、圧電素子101に重なる付近では2層目の絶縁保護膜を除去して1層目の絶縁保護膜110aのみとする構成としてもよい。このとき、2層目の絶縁保護膜110bとしては、任意の酸化物、窒化物、炭化物またはこれらの複合化合物を用いることができるが、半導体デバイスで一般的に用いられるSiOを用いることができる。成膜は、任意の手法を用いることができ、CVD法、スパッタリング法が例示でき、段差被覆を考慮すると、等方的に成膜できるCVD法を用いることが好ましい。層間絶縁膜110の膜厚は、共通電極層101−1と個別電極層101−2の間に印加される電圧で絶縁破壊されない程度の膜厚とする必要がある。すなわち、絶縁保護膜に印加される電界強度を、絶縁破壊しない範囲に設定する必要がある。さらには、層間絶縁膜110の下地の表面性やピンホール等を考慮すると、層間絶縁膜110の膜厚は200nm以上であるのが好ましく、さらに好ましくは500nm以上である。 The interlayer insulating film 110 may have a two-layer structure. In this case, as shown in FIG. 7, the second-layer insulating protective film 110b is thickened, and the second-layer insulating protective film is formed in the vicinity of the piezoelectric element 101 so as not to hinder the deformation of the diaphragm 102. A configuration may be adopted in which only the first insulating protective film 110a is removed. At this time, as the second insulating protective film 110b, any oxide, nitride, carbide, or a composite compound thereof can be used, but SiO 2 generally used in semiconductor devices can be used. . Arbitrary methods can be used for the film formation, and a CVD method and a sputtering method can be exemplified, and considering the step coverage, it is preferable to use a CVD method capable of forming an isotropic film. The film thickness of the interlayer insulating film 110 needs to be a film thickness that does not cause dielectric breakdown by a voltage applied between the common electrode layer 101-1 and the individual electrode layer 101-2. That is, it is necessary to set the electric field strength applied to the insulating protective film within a range not causing dielectric breakdown. Furthermore, considering the surface properties of the base of the interlayer insulating film 110, pinholes, and the like, the thickness of the interlayer insulating film 110 is preferably 200 nm or more, and more preferably 500 nm or more.

層間絶縁膜110を成膜した後、個別電極層101−2と引き出し配線108とを接続するための接続孔111をリソエッチ法で形成する。また、共通電極層101−1を別の引き出し配線と接続する場合には、同様に接続孔を層間絶縁膜110に形成する。その後、図9(d)に示すように、引き出し配線108を形成する。   After the interlayer insulating film 110 is formed, a connection hole 111 for connecting the individual electrode layer 101-2 and the lead wiring 108 is formed by a lithoetch method. Further, when the common electrode layer 101-1 is connected to another lead wiring, a connection hole is similarly formed in the interlayer insulating film 110. Thereafter, as shown in FIG. 9D, the lead wiring 108 is formed.

引き出し配線108の材料としては、Ag合金、Cu、Al、Au、Pt、Irのいずれかからなる金属電極材料であることが好ましい。作製方法としては、スパッタ法、スピンコート法を用いて作製し、その後フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。引き出し配線108の膜厚は、0.1〜20μmが好ましく、0.2〜10μmがさらに好ましい。この範囲より小さいと、抵抗が大きくなって個別電極層101−2に十分な電流を流すことができなくなり、ヘッド吐出が不安定になる。また、この範囲より大きいと、プロセス時間が長くなる。また、接続孔111における個別電極層101−2との接触抵抗は、1Ω以下が好ましく、さらに好ましくは0.5Ω以下である。また、接続孔における共通電極層101−1との接触抵抗は、10Ω以下が好ましく、さらに好ましくは5Ω以下である。これらの範囲を超えると、十分な電流を供給することができなくなり、インク吐出をする際に不具合が発生する。   The material of the lead-out wiring 108 is preferably a metal electrode material made of any one of an Ag alloy, Cu, Al, Au, Pt, and Ir. As a manufacturing method, a sputtering method or a spin coating method is used, and then a desired pattern is obtained by photolithography etching or the like. The film thickness of the lead-out wiring 108 is preferably 0.1 to 20 μm, and more preferably 0.2 to 10 μm. If it is smaller than this range, the resistance will increase, and it will not be possible to pass a sufficient current through the individual electrode layer 101-2, resulting in unstable head ejection. If it is larger than this range, the process time becomes longer. Further, the contact resistance with the individual electrode layer 101-2 in the connection hole 111 is preferably 1Ω or less, and more preferably 0.5Ω or less. The contact resistance with the common electrode layer 101-1 in the connection hole is preferably 10Ω or less, more preferably 5Ω or less. If these ranges are exceeded, sufficient current cannot be supplied, and problems occur when ink is ejected.

また、引き出し配線108は、後述するように、保持基板200の接着領域内にも介在することになる。そのため、本実施形態では、保持基板200の接着領域における高さ均一性を確保するために、図7に示すように、圧電素子101を挟んで引き出し配線108とは反対側(共通インク流路202側)で保持基板200が接着される接着領域109においても、引き出し配線108側の接着領域と同一の層構成を残し、保持基板200の接着の信頼性を高めている。   Further, as will be described later, the lead wiring 108 is also interposed in the adhesion region of the holding substrate 200. Therefore, in the present embodiment, in order to ensure the height uniformity in the adhesion region of the holding substrate 200, as shown in FIG. In the bonding region 109 to which the holding substrate 200 is bonded on the side), the same layer configuration as that of the bonding region on the lead wiring 108 side is left, and the reliability of bonding of the holding substrate 200 is enhanced.

次に、図10(a)に示すように、引き出し配線108の保護層として機能するパッシベーション膜112を成膜する。このようなパッシベーション膜112を設けることで、引き出し配線108の材料として、安価なAlもしくはAlを主成分とする合金材料を用いることができる。その結果、低コストかつ信頼性の高いインクジェットヘッドとすることができる。パッシベーション膜112の材料としては、任意の無機材料、有機材料を使用することができるが、透湿性の低い材料とする必要がある。無機材料としては、酸化物、窒化物、炭化物等が例示でき、有機材料としては、ポリイミド、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が例示できる。ただし、有機材料の場合には厚膜とすることが必要となるため、後述のパターニングには適さない。そのため、薄膜で配線保護機能を発揮できる点で、無機材料とすることが好ましい。特に、Alの引き出し配線108に対してSiのパッシベーション膜112を用いることが、半導体デバイスで実績のある技術であり、好適である。また、パッシベーション膜112の膜厚は200nm以上とすることが好ましく、さらに好ましくは500nm以上である。膜厚が薄い場合は十分なパッシベーション機能を発揮できないため、引き出し配線108の腐食による断線が発生し、インクジェットの信頼性を低下させてしまう。 Next, as shown in FIG. 10A, a passivation film 112 that functions as a protective layer for the lead-out wiring 108 is formed. By providing such a passivation film 112, inexpensive Al or an alloy material containing Al as a main component can be used as the material of the lead-out wiring 108. As a result, a low-cost and highly reliable ink jet head can be obtained. As a material of the passivation film 112, any inorganic material or organic material can be used, but it is necessary to use a material with low moisture permeability. Examples of the inorganic material include oxides, nitrides, and carbides, and examples of the organic material include polyimide, acrylic resin, and urethane resin. However, in the case of an organic material, it is necessary to form a thick film, which is not suitable for patterning described later. Therefore, it is preferable to use an inorganic material in that a thin film can exhibit a wiring protection function. In particular, the use of the Si 3 N 4 passivation film 112 for the Al lead-out wiring 108 is a technique that has been proven in semiconductor devices and is suitable. Further, the thickness of the passivation film 112 is preferably 200 nm or more, and more preferably 500 nm or more. When the film thickness is thin, a sufficient passivation function cannot be exhibited, so that disconnection due to corrosion of the lead-out wiring 108 occurs, thereby reducing the reliability of the ink jet.

また、パッシベーション膜112は、振動板102の変形を阻害しないように、圧電素子101及びその周囲に重なる部分を除去するのが好ましい。これにより、高効率かつ高信頼性のインクジェットヘッドとすることが可能になる。具体的には、図10(b)に示すように、フォトリソグラフィ法やドライエッチング法を用いて、駆動IC120に接続される個別電極パッド107となる引き出し配線108の端部と、圧電素子101の上面の一部と、共通インク流路202との箇所におけるパッシベーション膜112及び層間絶縁膜110を除去する。そして、図10(c)に示すように、リソエッチ法により、共通インク流路202と共通液室106とを連通させる箇所の振動板102を除去する。   Further, it is preferable that the passivation film 112 removes the piezoelectric element 101 and a portion overlapping therewith so as not to hinder the deformation of the vibration plate 102. This makes it possible to obtain a highly efficient and highly reliable ink jet head. Specifically, as shown in FIG. 10B, the end portion of the lead-out wiring 108 serving as the individual electrode pad 107 connected to the driving IC 120 and the piezoelectric element 101 are formed by using a photolithography method or a dry etching method. The passivation film 112 and the interlayer insulating film 110 at a portion of the upper surface and the common ink flow path 202 are removed. Then, as shown in FIG. 10C, the vibration plate 102 at a place where the common ink flow path 202 and the common liquid chamber 106 communicate with each other is removed by a lithoetch method.

引き出し配線108の端部には、駆動IC120を接続するためのバンプ電極からなる個別電極パッド107を形成する。この個別電極パッド107の形成方法としては、電解めっき法、無電解メッキ法及びスタッドバンプ法などがある。個別電極パッド107の材料としては、Au、Ag、Cu、Ni、はんだなどがある。駆動IC120を個別電極パッド107に接続する方法としては、例えば、FPC(Flexible Printed Circuits)を用いたACF(Anisotropic Conductive Film)接合、ハンダ接合、ワイヤボンディング接合、駆動IC120の出力端子と直接接合するフリップチップ接合などを選択的に用いることができる。ただし、FPCを用いると、FPCの部品コストがかかるため、ワイヤボンディング接合やフリップチップ接合の方がコスト的に有利である。また、ワイヤボンディング接合は、フリップチップ接合と比較してタクトが遅いため、生産性が悪く、狭ピッチ化にも不利である。そのため、本実施形態においては、フリップチップ接合により駆動IC120を個別電極パッド107に接続し、駆動IC120をフリップチップ実装している。   An individual electrode pad 107 made of a bump electrode for connecting the driving IC 120 is formed at the end of the lead wiring 108. Examples of the method for forming the individual electrode pad 107 include an electrolytic plating method, an electroless plating method, and a stud bump method. Examples of the material of the individual electrode pad 107 include Au, Ag, Cu, Ni, and solder. As a method of connecting the driving IC 120 to the individual electrode pad 107, for example, an ACF (Anisotropic Conductive Film) bonding using FPC (Flexible Printed Circuits), solder bonding, wire bonding bonding, or a flip directly bonding to the output terminal of the driving IC 120 Chip bonding or the like can be selectively used. However, if FPC is used, FPC component costs are incurred, so wire bonding and flip chip bonding are more cost effective. In addition, wire bonding bonding has a slower tact than flip chip bonding, and thus has poor productivity and is disadvantageous for narrowing the pitch. Therefore, in this embodiment, the drive IC 120 is connected to the individual electrode pad 107 by flip-chip bonding, and the drive IC 120 is flip-chip mounted.

次に、図11(a)に示すように、振動板変位領域113に対応した位置に凹部203を形成した保持基板200の脚部200aと、アクチュエータ基板100上の接着領域109とを、接着剤114で接着する。アクチュエータ基板100は、加圧液室104等の形成のために20〜100μm程度の厚みにすると、十分な剛性を確保することができないので、保持基板200を接着して剛性を確保している。そのため、保持基板200は、樹脂などの低剛性材料ではなく、シリコンなどの高剛性材料であるのが好ましい。また、アクチュエータ基板100の反りを防止するために、アクチュエータ基板100に対して熱膨張係数の近い材料を選定する必要がある。そのため、ガラス、シリコンやSiO、ZrO、Al等のセラミクス材料とすることが好ましい。 Next, as shown in FIG. 11A, the leg portion 200a of the holding substrate 200 in which the concave portion 203 is formed at a position corresponding to the diaphragm displacement region 113 and the adhesive region 109 on the actuator substrate 100 are bonded to the adhesive. Adhere at 114. If the actuator substrate 100 has a thickness of about 20 to 100 μm for forming the pressurized liquid chamber 104 and the like, sufficient rigidity cannot be ensured, so the holding substrate 200 is adhered to ensure rigidity. Therefore, the holding substrate 200 is preferably not a low-rigidity material such as resin but a high-rigidity material such as silicon. In order to prevent the actuator substrate 100 from warping, it is necessary to select a material having a thermal expansion coefficient close to that of the actuator substrate 100. Therefore, it is preferable to use ceramic materials such as glass, silicon, SiO 2 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 .

また、保持基板200の圧電素子101に対向する振動板変位領域113に対応した位置には、凹部203が形成されている。この凹部203により、圧電素子101が変形するための空間が確保される。保持基板200の各凹部203は、図12に示すように、1つの圧電素子101ごとに区画されている。これにより、板厚の薄いアクチュエータ基板100でも十分な剛性を確保することができるとともに、各圧電素子101を駆動した際に隣接する加圧液室104間の相互干渉を低減することが可能となる。また、図12に示すように、保持基板200の凹部203については、圧電素子101ごとに区画されるため、圧電素子101の高密度化のためには高度な加工精度が要求され、例えば300dpiの画像記録が可能な液滴吐出ヘッドを実現する場合には、保持基板200の凹部203を区画する隔壁の幅は5〜20μmとするのが好ましい。   A recess 203 is formed at a position corresponding to the diaphragm displacement region 113 facing the piezoelectric element 101 of the holding substrate 200. The recess 203 secures a space for the piezoelectric element 101 to deform. Each recess 203 of the holding substrate 200 is partitioned for each piezoelectric element 101 as shown in FIG. Accordingly, sufficient rigidity can be ensured even with the actuator substrate 100 having a thin plate thickness, and mutual interference between the adjacent pressurized liquid chambers 104 can be reduced when each piezoelectric element 101 is driven. . Further, as shown in FIG. 12, since the concave portion 203 of the holding substrate 200 is partitioned for each piezoelectric element 101, a high processing accuracy is required to increase the density of the piezoelectric element 101, for example, 300 dpi. In the case of realizing a liquid droplet ejection head capable of image recording, the width of the partition wall defining the concave portion 203 of the holding substrate 200 is preferably 5 to 20 μm.

次に、図11(b)に示すように、リソ法により、加圧液室104、共通液室106、流体抵抗部105以外の隔壁部103をレジストで被覆した後、アルカリ溶液(KOH溶液あるいはTMHA溶液)で異方性ウェットエッチングを行い、加圧液室104、共通液室106、流体抵抗部105を形成する。アルカリ溶液による異方エッチング以外にも、例えばICPエッチャーを用いたドライエッチングで、加圧液室104、共通液室106、流体抵抗部105を形成してもよい。その後、図11(c)に示すように、各加圧液室104に対応した位置にノズル孔301が開口したノズル基板300を接合する。   Next, as shown in FIG. 11B, the partition wall portion 103 other than the pressurized liquid chamber 104, the common liquid chamber 106, and the fluid resistance portion 105 is coated with a resist by a litho method, and then an alkaline solution (KOH solution or An anisotropic wet etching is performed with a TMHA solution) to form a pressurized liquid chamber 104, a common liquid chamber 106, and a fluid resistance portion 105. In addition to anisotropic etching with an alkaline solution, the pressurized liquid chamber 104, the common liquid chamber 106, and the fluid resistance portion 105 may be formed by dry etching using, for example, an ICP etcher. After that, as shown in FIG. 11C, the nozzle substrate 300 having the nozzle holes 301 opened at positions corresponding to the pressurized liquid chambers 104 is bonded.

なお、以上の説明は、液滴吐出ヘッド50の製造方法の一例であり、これに限られない。   The above description is an example of a method for manufacturing the droplet discharge head 50, and is not limited thereto.

次に、保持基板200をアクチュエータ基板100に接着する接着領域の構成について説明する。
駆動IC120と引き出し配線108の端部に形成されている個別電極パッド107との接続部は、曲げや衝撃などの外力が加わると、駆動IC120と個別電極パッド107との接続が外れやすい。また、熱応力により、駆動IC120と個別電極パッド107との接続が外れるおそれもある。また、温度や湿度変化により、駆動IC120と個別電極パッド107との接続部に水分が付着して、接続部が腐食するおそれもある。そのため、駆動IC120と個別電極パッド107との接続部は、液状硬化性樹脂(アンダーフィル)等の封止剤で封止する必要がある。
Next, the configuration of the bonding region where the holding substrate 200 is bonded to the actuator substrate 100 will be described.
The connection between the driving IC 120 and the individual electrode pad 107 formed at the end of the lead-out wiring 108 is easily disconnected when an external force such as bending or impact is applied. Further, the connection between the driving IC 120 and the individual electrode pad 107 may be disconnected due to thermal stress. In addition, due to temperature and humidity changes, moisture may adhere to the connection portion between the drive IC 120 and the individual electrode pad 107 and the connection portion may be corroded. Therefore, the connection portion between the drive IC 120 and the individual electrode pad 107 needs to be sealed with a sealant such as a liquid curable resin (underfill).

本実施形態において、保持基板200には、図12に示すように、駆動IC120を収容するためのIC収容部201が形成されている。アンダーフィル130は、図7に示すように、保持基板200のIC収容部201内に入れられ、駆動IC120と個別電極パッド107との接続部がアンダーフィル130によって覆われて封止される。   In the present embodiment, the holding substrate 200 is formed with an IC housing portion 201 for housing the drive IC 120 as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the underfill 130 is placed in the IC accommodating portion 201 of the holding substrate 200, and the connection portion between the driving IC 120 and the individual electrode pad 107 is covered and sealed with the underfill 130.

アンダーフィル130は液体状であるため、IC収容部201の下部が密閉状態でないと、IC収容部201からアンダーフィル130が流出することがある。本実施形態では、図7に示すように、IC収容部201の下部において、保持基板200の脚部200aとアクチュエータ基板100とが接着剤114で接着される接着部が存在する。そのため、この接着部において接着剤114が不足していると、接着部に隙間が生じ、その隙間からIC収容部201内のアンダーフィル130が流出する場合がある。この場合、流出したアンダーフィル130は、圧電素子101及びその周囲の振動板変位領域113へ達することがある。ここでいう振動板変位領域113は、圧電素子101の伸縮によって振動板102が撓む(変位する)領域であり、図11(b)又は図11(c)に示すように、加圧液室104の壁面を構成する振動板102の部分に相当する。この振動板変位領域113までアンダーフィル130が流出すると、の剛性が変化し、圧電素子101の伸縮によって振動板102の撓む量(変位量)が変わってくる。その結果、振動板102を所望のとおり撓ませる(変位させる)ことができず、吐出動作不良を引き起こすおそれがある。   Since the underfill 130 is in a liquid state, the underfill 130 may flow out of the IC housing portion 201 if the lower portion of the IC housing portion 201 is not sealed. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, an adhesive portion where the leg portion 200 a of the holding substrate 200 and the actuator substrate 100 are bonded with an adhesive 114 is present below the IC housing portion 201. For this reason, if the adhesive 114 is insufficient in the bonding portion, a gap is generated in the bonding portion, and the underfill 130 in the IC housing portion 201 may flow out from the gap. In this case, the overflowed underfill 130 may reach the piezoelectric element 101 and the surrounding diaphragm displacement region 113. The diaphragm displacement area 113 here is an area in which the diaphragm 102 bends (displaces) due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 101. As shown in FIG. 11B or FIG. This corresponds to the portion of the diaphragm 102 constituting the wall surface 104. When the underfill 130 flows out to the diaphragm displacement region 113, the rigidity of the underfill 130 changes, and the amount of deflection (displacement) of the diaphragm 102 changes due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 101. As a result, the diaphragm 102 cannot be flexed (displaced) as desired, and there is a risk of causing a discharge operation failure.

特に、本実施形態における接着部は、図13(a)及び(b)に示すように、保持基板200の脚部200aが接着されるアクチュエータ基板100上の接着領域に、各圧電素子101と駆動IC120とを接続する複数の引き出し配線108が存在する。そのため、接着部では、この引き出し配線108の厚み(基板面からの引き出し配線108の高さ)によって、保持基板200の脚部200aにおける接着面と基板面との間が離間した状態になる。一般に、接着剤114の付着量には多少のムラが生じるので、接着剤114が全体的に不足していると、図13(a)に示すように、接着剤114の付着量が相対的に少ない部分で、脚部200aの接着面と基板面との離間スペースに接着剤が充填されず、IC収容部201からアンダーフィルが流出可能な隙間ができてしまう。この場合、図14の矢印で示すように、引き出し配線108間にける離間スペースを通って、アンダーフィルが、圧電素子101の配置されている振動板変位領域113へ流入する。   In particular, as shown in FIGS. 13A and 13B, the bonding portion in the present embodiment is driven with each piezoelectric element 101 in the bonding region on the actuator substrate 100 to which the leg portion 200a of the holding substrate 200 is bonded. There are a plurality of lead wires 108 that connect the IC 120. For this reason, in the bonding portion, the thickness of the lead-out wiring 108 (the height of the lead-out wiring 108 from the substrate surface) is in a state where the adhesion surface and the substrate surface of the leg portion 200a of the holding substrate 200 are separated from each other. In general, some unevenness occurs in the adhesion amount of the adhesive 114. Therefore, when the adhesive 114 is insufficient as a whole, the adhesion amount of the adhesive 114 is relatively decreased as shown in FIG. With a small portion, the space between the bonding surface of the leg portion 200a and the substrate surface is not filled with the adhesive, and a gap through which the underfill can flow out from the IC housing portion 201 is formed. In this case, as indicated by the arrows in FIG. 14, the underfill flows into the diaphragm displacement region 113 in which the piezoelectric element 101 is disposed through the space between the lead wires 108.

一方、図13(b)に示すように、接着剤114の付着量が相対的に少ない部分でも脚部200aの接着面と基板面との離間スペースに接着剤114が充填されるように多くの接着剤114を使用すれば、IC収容部201からのアンダーフィルの流出を防ぐことができる。しかしながら、この場合、接着剤114の付着量が相対的に多い部分では、接着剤114の量が過剰となり、アンダーフィル130の代わりに、接着剤114が振動板変位領域113へ流入して吐出動作不良を引き起こすおそれがある。   On the other hand, as shown in FIG. 13B, a large amount of adhesive 114 is filled in the space between the adhesion surface of the leg 200a and the substrate surface even in a portion where the adhesion amount of the adhesive 114 is relatively small. If the adhesive 114 is used, it is possible to prevent the underfill from flowing out from the IC housing portion 201. However, in this case, in a portion where the amount of adhesive 114 attached is relatively large, the amount of adhesive 114 becomes excessive, and instead of underfill 130, adhesive 114 flows into diaphragm displacement region 113 and is discharged. May cause defects.

そこで、本実施形態では、図5に示すように、保持基板200の脚部200aが接着されるアクチュエータ基板100上の接着領域における引き出し配線108の間に、配線間構造体131を設けた。このような配線間構造体131が接着領域内の引き出し配線108間に存在すると、この配線間構造体131が存在しない従来構成よりも、保持基板200の脚部200aの接着面と基板面との離間スペースが減る。これにより、接着剤114の付着量ムラにより接着剤付着量が相対的に多くなる部分でも接着剤114が振動板変位領域113側へ流入しない程度の少なめの接着剤114を使用しても、接着剤付着量が相対的に少ない部分の離間スペースを接着剤114で充填することができるようになる。したがって、接着剤114及びアンダーフィル130の両方について、振動板変位領域113側への流入を安定して抑制でき、接着剤114やアンダーフィル130が振動板変位領域113側へ流入することによって生じ得る吐出動作不良を安定して抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the inter-wiring structure 131 is provided between the lead-out wirings 108 in the adhesion region on the actuator substrate 100 to which the leg portion 200 a of the holding substrate 200 is adhered. When such an inter-wiring structure 131 exists between the lead-out wirings 108 in the adhesion region, the bonding surface of the leg portion 200a of the holding substrate 200 and the substrate surface are more than in the conventional configuration in which the inter-wiring structure 131 does not exist. Spacing space is reduced. As a result, even if a small amount of the adhesive 114 is used so that the adhesive 114 does not flow into the vibration plate displacement region 113 side even in a portion where the adhesive adhesion amount becomes relatively large due to uneven adhesion amount of the adhesive 114, It becomes possible to fill the space with a relatively small amount of agent adhesion with the adhesive 114. Therefore, inflow of both the adhesive 114 and the underfill 130 to the diaphragm displacement region 113 side can be stably suppressed, and can be caused by the adhesive 114 and the underfill 130 flowing into the diaphragm displacement region 113 side. Discharge operation failure can be stably suppressed.

なお、保持基板200の脚部200aの接着面と基板面との離間スペースを減らす方法としては、引き出し配線108間の距離を短くする方法も考えられる。しかしながら、この方法では、引き出し配線108間の電流リークなど、配線間の電気的関係性(抵抗成分、容量成分、誘導成分など)の問題が顕著なるので、配線間の距離を短くするにも限度があり、配線間構造体131を用いずに、配線間の離間スペースを十分に減らすことは困難である。   Note that as a method of reducing the space between the bonding surface of the leg portion 200a of the holding substrate 200 and the substrate surface, a method of shortening the distance between the lead-out wirings 108 is also conceivable. However, in this method, problems of electrical relationships (resistance component, capacitance component, inductive component, etc.) between the wirings such as current leakage between the lead-out wirings 108 are significant, and therefore there is a limit to shortening the distance between the wirings. Therefore, it is difficult to sufficiently reduce the space between the wirings without using the inter-wiring structure 131.

また、本実施形態において、配線間構造体131と引き出し配線108との間の距離が近すぎると、両者間の電気的関係性が問題となり得る。しかしながら、配線間構造体131は、引き出し配線108間の離間スペースを減らす機能さえあればよいので、その機能に特化した配線間構造体131、すなわち、引き出し配線108との間の電気的関係性の影響が少ない材料、構成の配線間構造体131を用いることができる。配線間構造体131は、実質的に、配線とは電気的に独立したものであるのが好ましく、例えば絶縁性材料で形成するのが好ましいが、導電性材料であっても引き出し配線108との間の電気的関係性の影響が少なければ問題ない。   In the present embodiment, if the distance between the inter-wiring structure 131 and the lead-out wiring 108 is too short, the electrical relationship between the two may be a problem. However, since the inter-wiring structure 131 only needs to have a function of reducing the space between the lead-out wirings 108, the electrical relationship between the inter-wiring structure 131 specialized for the function, that is, the lead-out wiring 108. Therefore, it is possible to use the inter-wiring structure 131 having a material and configuration that are less affected by the above. It is preferable that the inter-wiring structure 131 is substantially electrically independent from the wiring. For example, the inter-wiring structure 131 is preferably formed of an insulating material. There is no problem if there is little influence of the electrical relationship between them.

〔実施例1〕
以下、上述した実施形態のアクチュエータ基板100及び保持基板200からなる電気機械変換部材についての一実施例(以下、本実施例を「実施例1」という。)を説明する。
アクチュエータ基板100に関しては、6インチのシリコンウェハ上に、振動板102となる熱酸化膜(膜厚1μm)を形成した後、共通電極層101−1を形成する(図9(a))。共通電極層101−1の形成では、まず、密着層として、チタン膜(膜厚30nm)をスパッタ装置にて成膜した後にRTAを用いて750℃にて熱酸化し、引き続き、金属膜として白金膜(膜厚100nm)、酸化物膜としてSrRuO膜(膜厚60nm)をスパッタ成膜した。スパッタ成膜時の基板加熱温度は550℃とした。
[Example 1]
Hereinafter, an example of the electromechanical conversion member including the actuator substrate 100 and the holding substrate 200 according to the above-described embodiment (hereinafter, this example is referred to as “Example 1”) will be described.
With respect to the actuator substrate 100, a thermal oxide film (film thickness: 1 μm) to be the vibration plate 102 is formed on a 6-inch silicon wafer, and then a common electrode layer 101-1 is formed (FIG. 9A). In the formation of the common electrode layer 101-1, first, a titanium film (thickness 30 nm) is formed as an adhesion layer by a sputtering apparatus, and then thermally oxidized at 750 ° C. using RTA, and subsequently platinum as a metal film. A SrRuO 3 film (film thickness 60 nm) was formed by sputtering as a film (film thickness 100 nm) and an oxide film. The substrate heating temperature during sputtering film formation was 550 ° C.

次に、圧電体層101−3として、Pb:Zr:Ti=114:53:47に調整された溶液(PZT前駆体溶液)を準備し、スピンコート法により圧電体膜を成膜して形成した。具体的なPZT前駆体溶液は、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、ノルマルプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水は、メトキシエタノールに溶解後に脱水した。化学量論組成に対して鉛量は過剰にしてある。これは、熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。イソプロポキシドチタン、ノルマルポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、前記酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することで、PZT前駆体溶液を合成した。このPZT前駆体溶液のPZT濃度は、0.5モル/Lとした。このPZT前駆体溶液を用い、スピンコートにより成膜し、成膜後、120℃で乾燥した後、500℃で熱分解を行った。3層目の熱分解処理後、結晶化熱処理(温度750℃)をRTA(急速熱処理)にて行った。このときの膜厚は240nmであった。この工程を計8回(24層)実施し、最終的に、約2μmの圧電体層101−3を得た。   Next, as the piezoelectric layer 101-3, a solution (PZT precursor solution) adjusted to Pb: Zr: Ti = 114: 53: 47 is prepared, and a piezoelectric film is formed by spin coating. did. A specific PZT precursor solution used lead acetate trihydrate, isopropoxide titanium, and normal propoxide zirconium as starting materials. The crystal water of lead acetate was dehydrated after dissolving in methoxyethanol. The amount of lead is excessive with respect to the stoichiometric composition. This is to prevent crystallinity deterioration due to so-called lead loss during heat treatment. Isopropoxide titanium and normal oxide zirconium were dissolved in methoxyethanol, alcohol exchange reaction and esterification reaction proceeded, and mixed with the methoxyethanol solution in which the lead acetate was dissolved to synthesize a PZT precursor solution. The PZT concentration of this PZT precursor solution was 0.5 mol / L. Using this PZT precursor solution, a film was formed by spin coating. After film formation, the film was dried at 120 ° C. and then pyrolyzed at 500 ° C. After thermal decomposition treatment of the third layer, crystallization heat treatment (temperature 750 ° C.) was performed by RTA (rapid heat treatment). The film thickness at this time was 240 nm. This process was performed a total of 8 times (24 layers), and finally, a piezoelectric layer 101-3 having a thickness of about 2 μm was obtained.

次に、個別電極層101−2を形成する。個別電極層101−2の形成では、まず、酸化物膜としてSrRuO膜(膜厚40nm)、金属膜としてPt膜(膜厚125nm)をスパッタ成膜した。その後、東京応化社製フォトレジスト(TSMR8800)をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィ法でレジストパターンを形成した後、ICPエッチング装置(サムコ社製)を用いてPt膜、酸化物膜をエッチングした後、セミツール社製のレジスト剥離装置にて、アミン系の剥離液を用いて30分レジスト剥離処理、およびキャノン社製のアッシャーにて3分のアッシング処理を行い、個別電極層101−2のパターニングを行った(図9(b))。 Next, the individual electrode layer 101-2 is formed. In forming the individual electrode layer 101-2, first, an SrRuO 3 film (film thickness of 40 nm) was formed as an oxide film, and a Pt film (film thickness of 125 nm) was formed as a metal film by sputtering. Thereafter, a photoresist made by Tokyo Ohka Co., Ltd. (TSMR8800) is formed by a spin coating method, a resist pattern is formed by a normal photolithography method, and then a Pt film and an oxide film are formed using an ICP etching apparatus (manufactured by Samco). After etching, the resist stripping apparatus manufactured by Semitool Co., Ltd. was subjected to a resist stripping process using an amine-based stripping solution for 30 minutes, and the ashing process manufactured by Canon Inc. for 3 minutes. Patterning 2 was performed (FIG. 9B).

また、同様にフォトリソグラフィ法でレジストパターンを形成した後、圧電体層101−3をエッチングし、レジスト剥離処理、アッシング処理を行い、圧電体層101−3及び配線間構造体131をパターニングした(図9(b))。すなわち、本実施例1において、配線間構造体131は、圧電体層101−3と同じ材料で形成される。   Similarly, after forming a resist pattern by a photolithography method, the piezoelectric layer 101-3 is etched, a resist peeling process and an ashing process are performed, and the piezoelectric layer 101-3 and the interwiring structure 131 are patterned ( FIG. 9B). That is, in Example 1, the interwiring structure 131 is formed of the same material as the piezoelectric layer 101-3.

本実施例1においては、300個の圧電素子101からなる圧電素子列を2列セットで1チップとしており、図15に示すように、1つのシリコンウェハから64個のチップが作製される。
また、図16に示すように、圧電素子101の配列ピッチ(圧電素子101の中心間距離)は85μmとし、圧電素子列の列方向における圧電素子101の長さ(圧電素子101の短手方向長さ)は40μmであり、配線間構造体131は70μm×70μmの正方形の角を丸めた形状である。
In the first embodiment, a piezoelectric element array composed of 300 piezoelectric elements 101 is made into one chip in two sets, and as shown in FIG. 15, 64 chips are produced from one silicon wafer.
Also, as shown in FIG. 16, the arrangement pitch of the piezoelectric elements 101 (distance between the centers of the piezoelectric elements 101) is 85 μm, and the length of the piezoelectric elements 101 in the column direction of the piezoelectric element rows (the length in the short direction of the piezoelectric elements 101). ) Is 40 μm, and the inter-wiring structure 131 has a shape in which square corners of 70 μm × 70 μm are rounded.

次に、フォトリソグラフィ法で、共通電極層101−1のパターンを形成した後(図9(b))、レジスト剥離処理、アッシング処理を行い、共通電極層101−1をパターニングした後、2層からなる層間絶縁膜110を形成する(図9(c))。層間絶縁膜110の形成では、まず、ALD工法を用いてAl膜を50nmで成膜した後、CVD法を用いてSiO膜を1μmで成膜した。Al膜は、原材料のAlであるTMA(シグマアルドリッチ社)とオゾンジェネレーターによって発生させたOとを交互に積層させることで、成膜を進めた。層間絶縁膜110の成膜後、エッチングにより、個別電極層101−2と引き出し配線108とを接続するための接続孔111を形成した(図9(c))。 Next, after the pattern of the common electrode layer 101-1 is formed by photolithography (FIG. 9B), resist stripping and ashing are performed, the common electrode layer 101-1 is patterned, and then two layers are formed. An interlayer insulating film 110 made of is formed (FIG. 9C). In the formation of the interlayer insulating film 110, first, an Al 2 O 3 film was formed at 50 nm using an ALD method, and then an SiO 2 film was formed at 1 μm using a CVD method. The Al 2 O 3 film was formed by alternately stacking TMA (Sigma Aldrich), which is the raw material Al, and O 3 generated by an ozone generator. After the formation of the interlayer insulating film 110, a connection hole 111 for connecting the individual electrode layer 101-2 and the lead wiring 108 was formed by etching (FIG. 9C).

次に、引き出し配線108と共通電極用の配線として、Alをスパッタ成膜し、エッチングよりパターニングした(図9(d))。本実施例1において、個別電極用の引き出し配線108は、図17に示すように、接続孔111に位置する75μmの正方形状配線部から、8μm幅の配線が延び、その端部に個別電極パッド107となる20μmの正方形状配線部が形成された構成となっている。配線間構造体131と引き出し配線108との間隔は、3.5μmになっている。   Next, Al was sputtered as the lead-out wiring 108 and the common electrode wiring, and was patterned by etching (FIG. 9D). In the first embodiment, as shown in FIG. 17, the lead-out wiring 108 for the individual electrode has an 8 μm wide wiring extending from a 75 μm square wiring portion located in the connection hole 111, and an individual electrode pad at the end thereof. A 20 μm square wiring portion 107 is formed. The distance between the inter-wiring structure 131 and the lead-out wiring 108 is 3.5 μm.

本実施例1では、上述したように、圧電体層101−3と同じ材料で配線間構造体131を形成し、圧電体層101−3の形成時に配線間構造体131も一緒に形成しているが、例えば、引き出し配線108と同じ材料で配線間構造体131を形成し、引き出し配線108の形成時に配線間構造体131も一緒に形成するようにしてもよい。   In the first embodiment, as described above, the inter-wiring structure 131 is formed of the same material as the piezoelectric layer 101-3, and the inter-wiring structure 131 is also formed at the time of forming the piezoelectric layer 101-3. However, for example, the inter-wiring structure 131 may be formed of the same material as the lead-out wiring 108, and the inter-wiring structure 131 may be formed together when the lead-out wiring 108 is formed.

次に、パッシベーション膜112を形成する(図10(a))。パッシベーション膜112の形成では、SiをプラズマCVD法により500nmで成膜し、個別電極パッド107を形成する箇所等をエッチングした(図10(b))。次に、共通インク流路202となる振動板102の部分をドライエッチングにより除去した(図10(c))。その後、引き出し配線108や共通電極用の配線上に駆動IC等との接続のための個別電極パッド107等を、Auからなるスタッドバンプ121で形成し、図18に示すように、保持基板200が接着されるアクチュエータ基板100を形成した。 Next, a passivation film 112 is formed (FIG. 10A). In the formation of the passivation film 112, Si 3 N 4 was formed at a thickness of 500 nm by a plasma CVD method, and the portions where the individual electrode pads 107 were formed were etched (FIG. 10B). Next, the portion of the vibration plate 102 that becomes the common ink flow path 202 was removed by dry etching (FIG. 10C). After that, individual electrode pads 107 and the like for connection to the drive IC and the like are formed on the lead wiring 108 and the common electrode wiring with stud bumps 121 made of Au, and as shown in FIG. An actuator substrate 100 to be bonded was formed.

次に、保持基板200の作成について説明する。
まず、ウェハを厚さ400μmに研磨し、保持基板200のアクチュエータ基板100側に酸化膜を形成した。次に、凹部203、IC収容部201、共通インク流路202となる箇所の酸化膜を、フォトリソパターニングにより除去した。その後、パターニングされた酸化膜上にレジストを形成し、IC収容部201及び共通インク流路202などの保持基板200を貫通する貫通孔を形成するためのレジストをフォトリソパターニングした。そして、図12に示すように、ICPエッチングでIC収容部201や共通インク流路202等の貫通孔を形成した。
Next, creation of the holding substrate 200 will be described.
First, the wafer was polished to a thickness of 400 μm, and an oxide film was formed on the holding substrate 200 on the actuator substrate 100 side. Next, the recessed portions 203, the IC accommodating portions 201, and the oxide films at the portions that become the common ink flow paths 202 were removed by photolithography patterning. Thereafter, a resist was formed on the patterned oxide film, and the resist for forming a through-hole penetrating the holding substrate 200 such as the IC housing portion 201 and the common ink flow path 202 was subjected to photolithography patterning. Then, as shown in FIG. 12, through holes such as the IC accommodating portion 201 and the common ink flow path 202 were formed by ICP etching.

続いて、保持基板200のアクチュエータ基板100側のレジストのみを除去し、はじめにパターニングした酸化膜パターンをマスクとして、アクチュエータ基板100側をICPエッチングでハーフエッチングすることで、凹部203を形成した。最後に、酸化膜を除去することで、IC収容部201、共通インク流路202、凹部203が形成された保持基板200を形成した。   Subsequently, only the resist on the actuator substrate 100 side of the holding substrate 200 was removed, and the recess 203 was formed by half-etching the actuator substrate 100 side by ICP etching using the first patterned oxide film pattern as a mask. Finally, by removing the oxide film, the holding substrate 200 in which the IC accommodating portion 201, the common ink flow path 202, and the recess 203 are formed is formed.

このようにして形成された保持基板200の接着面(脚部200aの面)にエポキシ系接着剤114をフレキソ印刷機により塗布したものを、上述したアクチュエータ基板100上の接着領域に当てた後、その接着剤114を硬化させることで、保持基板200をアクチュエータ基板100に接着した。その後、駆動IC120をアクチュエータ基板100の個別電極パッド107上にフリップチップ実装し、IC収容部201と駆動IC120の隙間からIC収容部201内にアンダーフィル130を注入し、硬化させた。   After the epoxy adhesive 114 is applied to the adhesive surface (the surface of the leg portion 200a) of the holding substrate 200 formed in this way by a flexographic printing machine, the adhesive region on the actuator substrate 100 described above is applied, The holding substrate 200 was bonded to the actuator substrate 100 by curing the adhesive 114. Thereafter, the driving IC 120 was flip-chip mounted on the individual electrode pads 107 of the actuator substrate 100, and the underfill 130 was injected into the IC housing 201 from the gap between the IC housing 201 and the driving IC 120 and cured.

〔実施例2〕
次に、上述した実施形態のアクチュエータ基板100及び保持基板200からなる電気機械変換部材についての他の実施例(以下、本実施例を「実施例2」という。)を説明する。
本実施例2は、図19及び図20に示すように、配線間構造体131のサイズを65μm×65μmの正方形の角を丸めた形状であり、配線間構造体131と引き出し配線108との間隔が6.0μmである点を除き、前記実施例1と同様の電気機械変換部材を形成した。
[Example 2]
Next, another example of the electromechanical conversion member including the actuator substrate 100 and the holding substrate 200 of the above-described embodiment (hereinafter, this example is referred to as “Example 2”) will be described.
In the second embodiment, as shown in FIGS. 19 and 20, the size of the inter-wiring structure 131 is a shape in which square corners of 65 μm × 65 μm are rounded, and the interval between the inter-wiring structure 131 and the lead-out wiring 108 is The same electromechanical conversion member as that of Example 1 was formed except that is 6.0 μm.

〔比較例〕
また、後述する効果確認試験のため、比較例とする電気機械変換部材も形成した。
比較例では、図21及び図22に示すように、配線間構造体131を設けない点を除き、前記実施例1と同様の電気機械変換部材を形成した。
[Comparative Example]
Moreover, the electromechanical conversion member used as a comparative example was also formed for the effect confirmation test mentioned later.
In the comparative example, as shown in FIGS. 21 and 22, an electromechanical conversion member similar to that of Example 1 was formed except that the interwiring structure 131 was not provided.

〔効果確認試験〕
本実施例1及び2並びに比較例で形成した電機機械変換部材を用い、IR顕微鏡を用いて、保持基板200側からアンダーフィル130の圧電素子101側への流入状況、保持基板200とアクチュエータ基板100とを接着する接着剤114の圧電素子101側への流入状況を検査し、流入箇所の数をカウントする効果確認試験を行った。この効果確認試験では、本実施例1及び2並びに比較例で形成する電機機械変換部材について、保持基板200の接着面に接着剤114をフレキソ印刷機により塗布するときの厚みを1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μmの5水準でそれぞれ5枚ずつ形成した。上述したとおり、1枚のウェハから64個のチップが作成されるため、本効果確認試験で用いた電機機械変換部材の数は、各実施例1及び2並びに比較例について、64チップ×5枚=320個である。そして、アンダーフィル130及び接着剤114それぞれについての圧電素子101側への流入状況を、その流入が発生したチップの発生率(アンダーフィルor接着剤の流入発生チップ数÷320個)として算出した。
[Effect confirmation test]
Using the electromechanical conversion member formed in Examples 1 and 2 and the comparative example and using an IR microscope, the inflow situation from the holding substrate 200 side to the piezoelectric element 101 side of the underfill 130, the holding substrate 200 and the actuator substrate 100 The inflow situation of the adhesive 114 to the piezoelectric element 101 side was inspected, and an effect confirmation test was performed in which the number of inflow locations was counted. In this effect confirmation test, with respect to the electromechanical conversion members formed in Examples 1 and 2 and the comparative example, the thickness when the adhesive 114 is applied to the adhesive surface of the holding substrate 200 by a flexographic printing machine is 1.0 μm, 1 Five sheets were formed on each of five levels of 0.5 μm, 2.0 μm, 2.5 μm, and 3.0 μm. As described above, since 64 chips are produced from one wafer, the number of electromechanical conversion members used in this effect confirmation test is 64 chips × 5 for each of Examples 1 and 2 and the comparative example. = 320. Then, the inflow state of the underfill 130 and the adhesive 114 to the piezoelectric element 101 side was calculated as the occurrence rate of the chips in which the inflow occurred (the number of inflow generated chips of the underfill or adhesive / 320).

図23は、本効果確認試験の結果をまとめたグラフである。
まず、アンダーフィル130の流入状況についてみると、配線間構造体131が設けられた実施例1及び2と、配線間構造体131が設けられていない比較例との間で、明らかな差が確認できた。また、配線間構造体131のサイズを大きくするほど、アンダーフィル130の流入状況が改善されることも確認された。これは、引き出し配線108の厚みによって生じる保持基板200の接着面と基板面との離間スペースが、配線間構造体131が大きいほど減り、接着剤114が少なくても離間スペースに接着剤が安定して充填され、アンダーフィル130の流入経路を封じたためである。
FIG. 23 is a graph summarizing the results of this effect confirmation test.
First, regarding the inflow state of the underfill 130, a clear difference was confirmed between Examples 1 and 2 in which the interwiring structure 131 was provided and the comparative example in which the interwiring structure 131 was not provided. did it. It was also confirmed that the inflow state of the underfill 130 was improved as the size of the interwiring structure 131 was increased. This is because the space between the bonding surface of the holding substrate 200 and the substrate surface caused by the thickness of the lead-out wiring 108 decreases as the inter-wiring structure 131 increases, and the adhesive stabilizes in the space even if the adhesive 114 is small. This is because the inflow path of the underfill 130 is sealed.

また、接着剤114の流入状況についてみると、配線間構造体131が設けられた実施例1及び2と、配線間構造体131が設けられていない比較例との間では、大きな差は確認されなかった。一方、接着剤114の厚みが厚いほど、接着剤114の流入状況が悪化することが確認された。これにより、接着剤114の流入については、配線間構造体131の有無よりも、接着剤114の厚み(量)が支配的であると考えられる。   Further, regarding the inflow state of the adhesive 114, a large difference is confirmed between the first and second embodiments in which the inter-wiring structure 131 is provided and the comparative example in which the inter-wiring structure 131 is not provided. There wasn't. On the other hand, it was confirmed that the inflow situation of the adhesive 114 worsened as the thickness of the adhesive 114 increased. Thereby, it is considered that the thickness (amount) of the adhesive 114 is more dominant than the presence or absence of the inter-wiring structure 131 with respect to the inflow of the adhesive 114.

以上より、実施例1や2のように接着領域内の引き出し配線108の間に配線間構造体131を設けることにより、接着剤114及びアンダーフィル130の両方について、振動板変位領域113側への流入を安定して抑制でき、チップの取れ数を増やすことができる。   As described above, by providing the inter-wiring structure 131 between the lead wires 108 in the adhesion region as in the first and second embodiments, both the adhesive 114 and the underfill 130 are directed to the diaphragm displacement region 113 side. Inflow can be stably suppressed, and the number of chips taken can be increased.

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
複数の圧電素子101等の電気機械変換素子と該複数の電気機械変換素子のそれぞれに電気的に接続される複数の配線108等の配線とを備えたアクチュエータ基板100等の基板と、前記複数の配線にまたがって存在する接着領域に接着剤114によって接着された保持基板200等の接着対象部材とを有する電気機械変換部材において、前記接着領域における前記配線の間に、配線間構造体131を有することを特徴とする。
本態様によれば、接着領域における配線間に配線間構造体が存在するため、配線の厚みによって接着対象部材と基板面との間に生じ得る離間スペースの一部が配線間構造体によって埋められ、配線間構造体が存在しない従来構成よりも離間スペースが減る。これにより、接着剤の付着量ムラにより接着剤付着量が相対的に多くなる部分でも接着剤が複数の電気機械変換素子側へ流入しない程度の少なめの接着剤を使用しても、接着剤付着量が相対的に少ない部分の離間スペースを接着剤で充填することが可能になる。したがって、接着剤及びアンダーフィルの両方について、複数の電気機械変換素子側への流入を安定して抑制でき、接着剤やアンダーフィルが複数の電気機械変換素子側へ流入することによって生じ得る各種問題を安定して抑制することができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A substrate such as an actuator substrate 100 including electromechanical conversion elements such as a plurality of piezoelectric elements 101 and wirings such as a plurality of wirings 108 electrically connected to each of the plurality of electromechanical conversion elements; In an electromechanical conversion member having a bonding target member such as the holding substrate 200 bonded to the bonding region existing over the wiring by the adhesive 114, an inter-wiring structure 131 is provided between the wirings in the bonding region. It is characterized by that.
According to this aspect, since the inter-wiring structure exists between the wirings in the bonding region, a part of the separation space that can be generated between the bonding target member and the substrate surface is filled with the inter-wiring structure due to the thickness of the wiring. In addition, the separation space is reduced as compared with the conventional configuration in which no interwiring structure exists. As a result, even if a small amount of adhesive is used so that the adhesive does not flow into multiple electromechanical transducers even in areas where the adhesive adhesion is relatively large due to uneven adhesive adhesion, It becomes possible to fill the space with a relatively small amount with the adhesive. Therefore, for both the adhesive and the underfill, the inflow to the plurality of electromechanical conversion elements can be stably suppressed, and various problems that can occur when the adhesive and the underfill flow into the plurality of electromechanical conversion elements. Can be stably suppressed.

(態様B)
前記態様Aにおいて、前記接着対象部材は、前記電気機械変換素子と対向する部分に凹部203を備え、該凹部の側壁を形成する脚部200aが前記基板上の接着領域に接着されるものであることを特徴とする。
これによれば、電気機械変換素子の変形を阻害することなく基板の強度を確保する等の目的で基板に接着される接着対象部材の接着領域で、接着剤及びアンダーフィルの両方について複数の電気機械変換素子側へ流入することを安定して抑制できる。
(Aspect B)
In the aspect A, the member to be bonded includes a recess 203 in a portion facing the electromechanical conversion element, and a leg portion 200a forming a side wall of the recess is bonded to an adhesion region on the substrate. It is characterized by that.
According to this, in the bonding region of the bonding target member to be bonded to the substrate for the purpose of ensuring the strength of the substrate without hindering the deformation of the electromechanical conversion element, a plurality of electric materials for both the adhesive and the underfill are used. Inflow to the mechanical conversion element side can be stably suppressed.

(態様C)
前記態様A又はBにおいて、前記配線と前記配線間構造体との隙間は6.0μm以下であることを特徴とする。
これによれば、上述した効果確認試験より、接着剤及びアンダーフィルの両方について複数の電気機械変換素子側へ流入することを安定して抑制できる。
(Aspect C)
In the aspect A or B, a gap between the wiring and the inter-wiring structure is 6.0 μm or less.
According to this, it can suppress stably flowing into the several electromechanical conversion element side about both an adhesive agent and an underfill from the effect confirmation test mentioned above.

(態様D)
前記態様A〜Cのいずれかの態様において、前記配線間構造体は、前記電気機械変換素子と同じ材料で形成されていることを特徴とする。
これによれば、基板上に電気機械変換素子を形成する工程で、配線間構造体も一緒に形成することができ、製造が容易な電気機械変換部材を提供できる。
(Aspect D)
In any one of the aspects A to C, the inter-wiring structure is formed of the same material as the electromechanical transducer.
According to this, in the process of forming the electromechanical conversion element on the substrate, the inter-wiring structure can be formed together, and an electromechanical conversion member that is easy to manufacture can be provided.

(態様E)
前記態様A〜Cのいずれかの態様において、前記配線間構造体は、前記配線と同じ材料で形成されていることを特徴とする。
これによれば、基板上に前記配線を形成する工程で、配線間構造体も一緒に形成することができ、製造が容易な電気機械変換部材を提供できる。
(Aspect E)
In any one of the aspects A to C, the inter-wiring structure is formed of the same material as the wiring.
According to this, the inter-wiring structure can be formed together in the step of forming the wiring on the substrate, and an electromechanical conversion member that is easy to manufacture can be provided.

(態様F)
前記態様A〜Eのいずれかの態様において、前記接着領域に対して前記複数の電気機械変換素子の反対側で前記複数の配線にフリップチップ実装される駆動IC120等の電子部品を有することを特徴とする。
これによれば、フリップチップ実装された電子部品と基板との接続部に充填されるアンダーフィルが複数の電気機械変換素子側へ流入することによって生じ得る各種問題を安定して抑制することができる。
(Aspect F)
In any one of the aspects A to E, the electronic component such as the drive IC 120 that is flip-chip mounted on the plurality of wirings on the opposite side of the plurality of electromechanical conversion elements with respect to the adhesion region is provided. And
According to this, it is possible to stably suppress various problems that may be caused by the underfill filled in the connection part between the flip-chip mounted electronic component and the substrate flowing into the plurality of electromechanical transducer elements. .

(態様G)
前記態様A〜Fのいずれかの態様において、前記配線の厚みは4.0μm以下であることを特徴とする。
これによれば、複数の電気機械変換素子側への接着剤の流入を抑制できる少なめの接着剤で、複数の電気機械変換素子側へのアンダーフィルの流入経路を良好に遮蔽できる。
(Aspect G)
In any one of the aspects A to F, the wiring has a thickness of 4.0 μm or less.
According to this, it is possible to satisfactorily shield the inflow path of the underfill to the plurality of electromechanical transducer elements with a small amount of adhesive that can suppress the inflow of the adhesive to the plurality of electromechanical transducer elements.

(態様H)
前記態様A〜Gのいずれかの態様に係る電気機械変換部材の電気機械変換素子を変形させることによりインク滴等の液滴を吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッド50等の液滴吐出部材。
これによれば、複数の電気機械変換素子側への接着剤やアンダーフィルの流入によって生じ得る吐出動作不良が抑制された液滴吐出部材を実現することができる。
(Aspect H)
Droplet ejection by a droplet ejection head 50 or the like, wherein a droplet such as an ink droplet is ejected by deforming the electromechanical conversion element of the electromechanical conversion member according to any one of the aspects A to G Element.
According to this, it is possible to realize a droplet discharge member in which defective discharge operations that can be caused by the inflow of adhesive or underfill to the plurality of electromechanical transducer elements are suppressed.

(態様I)
液滴吐出ヘッド50等の液滴吐出部材から液滴を吐出して画像を形成するインクジェット記録装置等の画像形成装置において、前記液滴吐出部材として、前記態様Hに係る液滴吐出部材を用いたことを特徴とする。
これによれば、複数の電気機械変換素子側への接着剤やアンダーフィルの流入によって生じ得る吐出動作不良が抑制された画像形成装置を実現することができる。
(Aspect I)
In an image forming apparatus such as an ink jet recording apparatus that forms an image by ejecting droplets from a droplet ejection member such as the droplet ejection head 50, the droplet ejection member according to the aspect H is used as the droplet ejection member. It is characterized by that.
According to this, it is possible to realize an image forming apparatus in which defective ejection operation that may occur due to the inflow of adhesive or underfill to the plurality of electromechanical conversion element sides is suppressed.

(態様J)
前記態様A〜Gのいずれかの態様に係る電気機械変換部材の製造方法であって、前記基板と前記接着対象部材とを接着する接着工程で、前記基板又は前記接着対象部材に付着させる接着剤の厚みが1.5μm以上2.5μm以下であることを特徴とする。
これによれば、上述した効果確認試験より、接着剤及びアンダーフィルの両方について複数の電気機械変換素子側へ流入することを安定して抑制できる。
(Aspect J)
An electromechanical conversion member manufacturing method according to any one of the aspects A to G, wherein the adhesive is attached to the substrate or the adhesion target member in an adhesion step of adhering the substrate and the adhesion target member. The thickness is 1.5 μm or more and 2.5 μm or less.
According to this, it can suppress stably flowing into the several electromechanical conversion element side about both an adhesive agent and an underfill from the effect confirmation test mentioned above.

1 キャリッジ
2 インクカートリッジ
3 印字機構部
4 給紙カセット
50 液滴吐出ヘッド
100 アクチュエータ基板
101 圧電素子
101−1 共通電極層
101−2 個別電極層
101−3 圧電体層
102 振動板
104 加圧液室
106 共通液室
107 個別電極パッド
108 引き出し配線
110 層間絶縁膜
111 接続孔
112 パッシベーション膜
113 振動板変位領域
114 接着剤
121 スタッドバンプ
130 アンダーフィル
131 配線間構造体
200 保持基板
200a 脚部
201 IC収容部
202 共通インク流路
203 凹部
300 ノズル基板
301 ノズル孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carriage 2 Ink cartridge 3 Printing mechanism part 4 Paper feed cassette 50 Droplet discharge head 100 Actuator board 101 Piezoelectric element 101-1 Common electrode layer 101-2 Individual electrode layer 101-3 Piezoelectric layer 102 Vibration plate 104 Pressurizing liquid chamber 106 Common liquid chamber 107 Individual electrode pad 108 Lead wire 110 Interlayer insulating film 111 Connection hole 112 Passivation film 113 Diaphragm displacement region 114 Adhesive 121 Stud bump 130 Underfill 131 Inter-wiring structure 200 Holding substrate 200a Leg portion 201 IC housing portion 202 Common ink flow path 203 Recess 300 Nozzle substrate 301 Nozzle hole

特開2014−172281号公報JP 2014-172281 A

Claims (10)

複数の電気機械変換素子と該複数の電気機械変換素子のそれぞれに電気的に接続される複数の配線とを備えた基板と、
前記複数の配線にまたがって存在する接着領域に接着剤によって接着された接着対象部材とを有する電気機械変換部材において、
前記接着領域における前記配線の間に、配線間構造体を有することを特徴とする電気機械変換部材。
A substrate comprising a plurality of electromechanical transducers and a plurality of wires electrically connected to each of the plurality of electromechanical transducers;
In an electromechanical conversion member having a bonding target member bonded by an adhesive to an adhesive region existing across the plurality of wirings,
An electromechanical conversion member comprising an interwiring structure between the wirings in the adhesion region.
請求項1に記載の電気機械変換部材において、
前記接着対象部材は、前記電気機械変換素子と対向する部分に凹部を備え、該凹部の側壁を形成する脚部が前記基板上の接着領域に接着されるものであることを特徴とする電気機械変換部材。
The electromechanical conversion member according to claim 1,
The electrical machine is characterized in that the adhesion target member includes a recess in a portion facing the electromechanical conversion element, and a leg portion forming a side wall of the recess is bonded to an adhesion region on the substrate. Conversion member.
請求項1又は2に記載の電気機械変換部材において、
前記配線と前記配線間構造体との隙間は6.0μm以下であることを特徴とする電気機械変換部材。
The electromechanical conversion member according to claim 1 or 2,
The electromechanical conversion member, wherein a gap between the wiring and the inter-wiring structure is 6.0 μm or less.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気機械変換部材において、
前記配線間構造体は、前記電気機械変換素子と同じ材料で形成されていることを特徴とする電気機械変換部材。
The electromechanical conversion member according to any one of claims 1 to 3,
The inter-wiring structure is formed of the same material as that of the electromechanical conversion element.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気機械変換部材において、
前記配線間構造体は、前記配線と同じ材料で形成されていることを特徴とする電気機械変換部材。
The electromechanical conversion member according to any one of claims 1 to 3,
The electromechanical conversion member, wherein the inter-wiring structure is formed of the same material as the wiring.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電気機械変換部材において、
前記接着領域に対して前記複数の電気機械変換素子の反対側で前記複数の配線にフリップチップ実装される電子部品を有することを特徴とする電気機械変換部材。
The electromechanical conversion member according to any one of claims 1 to 5,
An electromechanical conversion member comprising an electronic component flip-chip mounted on the plurality of wirings on the opposite side of the plurality of electromechanical conversion elements with respect to the adhesion region.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電気機械変換部材において、
前記配線の厚みは4.0μm以下であることを特徴とする電気機械変換部材。
The electromechanical conversion member according to any one of claims 1 to 6,
The electromechanical conversion member, wherein the wiring has a thickness of 4.0 μm or less.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電気機械変換部材の電気機械変換素子を変形させることにより液滴を吐出させることを特徴とする液滴吐出部材。   A liquid droplet ejection member, wherein a liquid droplet is ejected by deforming the electromechanical conversion element of the electromechanical conversion member according to any one of claims 1 to 7. 液滴吐出部材から液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
前記液滴吐出部材として、請求項8に記載の液滴吐出部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus that forms an image by discharging droplets from a droplet discharge member,
An image forming apparatus using the droplet discharge member according to claim 8 as the droplet discharge member.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電気機械変換部材の製造方法であって、
前記基板と前記接着対象部材とを接着する接着工程で、前記基板又は前記接着対象部材に付着させる接着剤の厚みが1.5μm以上2.5μm以下であることを特徴とする電気機械変換部材の製造方法。
It is a manufacturing method of the electromechanical conversion member according to any one of claims 1 to 7,
An electromechanical conversion member having a thickness of 1.5 μm or more and 2.5 μm or less in an adhesive that adheres to the substrate or the member to be bonded in the bonding step of bonding the substrate and the member to be bonded. Production method.
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JP2018199291A (en) * 2017-05-29 2018-12-20 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric device, liquid discharge head, liquid discharge device
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