JP2017077708A - Mems device, liquid jetting head, and liquid jetting device - Google Patents

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陽一 長沼
Yoichi Naganuma
陽一 長沼
栄樹 平井
Eiki Hirai
栄樹 平井
敏昭 ▲浜▼口
敏昭 ▲浜▼口
Toshiaki Hamaguchi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MEMS device in which breakage such as burning, in an end part of an upper electrode layer 39 stacked on a piezoelectric layer 38 is suppressed, and to provide a liquid jetting head and a liquid jetting device.SOLUTION: A MEMS device comprises a drive area 35 having a laminate structure in which a lower electrode layer 37, a piezoelectric layer 38, and an upper electrode layer 39 are stacked in this order. The lower electrode layer 37, piezoelectric layer 38, and upper electrode layer 39 are extended from the drive area 35 to a non-drive area 36 outside the drive area 35. In the upper electrode layer 39 in at least the non-drive area 36 and on the opposite side of the piezoelectric layer 38, a common metal layer 40b electrically connected to the piezoelectric layer 38 is formed. In the extending direction of the upper electrode layer 39, the end of the common metal layer 40b on the opposite side of the drive area 35 is formed more on the drive area 35 side from the end of the upper electrode layer 39 on the opposite side of the drive area 35.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、第1の電極層、第2の電極層、及び、これらの電極層間に挟まれた絶縁体層を備えたMEMSデバイス、このMEMSデバイスを備えた液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置に関するものである。   The present invention relates to a MEMS device including a first electrode layer, a second electrode layer, and an insulator layer sandwiched between these electrode layers, a liquid ejecting head including the MEMS device, and a liquid ejecting apparatus It is about.

第1の電極層、第2の電極層、及び、これらの電極層間に挟まれた絶縁体層を備えたMEMSデバイスは、各種の装置(例えば、液体噴射装置やセンサー等)に応用されている。例えば、液体噴射装置においては、絶縁体層の一種として圧電体層を備えたMEMSデバイスが、液体を噴射する液体噴射ヘッドに組み込まれている。このような液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。   A MEMS device including a first electrode layer, a second electrode layer, and an insulator layer sandwiched between these electrode layers is applied to various apparatuses (for example, a liquid ejecting apparatus and a sensor). . For example, in a liquid ejecting apparatus, a MEMS device including a piezoelectric layer as a kind of insulator layer is incorporated in a liquid ejecting head that ejects liquid. As such a liquid ejecting apparatus, for example, there are image recording apparatuses such as an ink jet printer and an ink jet plotter. Recently, there are various kinds of liquid ejecting apparatuses taking advantage of the feature that a very small amount of liquid can be accurately landed on a predetermined position. It is also applied to manufacturing equipment. For example, a display manufacturing apparatus for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode forming apparatus for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display or FED (surface emitting display), a chip for manufacturing a biochip (biochemical element) Applied to manufacturing equipment. The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.

上記の液体噴射ヘッドは、第1の電極層、第2の電極層との間に挟まれた圧電体層が両電極層への電圧(電気信号)の印加により駆動される。そして、この駆動により圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用してノズルから液体を噴射するように構成されている。すなわち、両電極層及びこれらに挟まれた部分が、圧力室に圧力変動を生じさせる圧電素子として機能する。ここで、各電極層には、配線基板に形成された配線及びバンプを介して制御部からの電圧が供給される。このため、両電極層のうち少なくとも圧電体層よりも上方に積層された第2の電極層の端部には、配線基板に形成されたバンプと接続されるパッド(電極)が積層されている。そして、このようなバンプとパッドとの接続は圧電体層上において行われる(特許文献1参照)。   In the liquid jet head, a piezoelectric layer sandwiched between the first electrode layer and the second electrode layer is driven by applying a voltage (electric signal) to both electrode layers. And it is comprised so that a pressure fluctuation may be produced in the liquid in a pressure chamber by this drive, and a liquid may be ejected from a nozzle using this pressure fluctuation. That is, both electrode layers and the portion sandwiched between them function as a piezoelectric element that causes pressure fluctuation in the pressure chamber. Here, a voltage from the control unit is supplied to each electrode layer via a wiring and a bump formed on the wiring board. For this reason, pads (electrodes) connected to bumps formed on the wiring substrate are stacked at least at the end of the second electrode layer stacked above the piezoelectric layer of both electrode layers. . And such a connection of a bump and a pad is performed on a piezoelectric material layer (refer patent document 1).

特開2004―136663号公報JP 2004-136663 A

ところで、外部から加えられた力や圧電素子の駆動による圧電体層自体の変形等により圧電体層にダメージが加わると、パッドの端部、すなわち圧電体層よりも上方に形成された第2の電極層の端部と、圧電体層よりも下方に形成された第1の電極層等の電極との間にリーク電流が流れ、圧電体層及び第2の電極層等が破壊される虞があった。具体的には、第2の電極層の端部において焼損が起こる虞があった。   By the way, when the piezoelectric layer is damaged due to externally applied force or deformation of the piezoelectric layer itself due to driving of the piezoelectric element, the second end formed above the end of the pad, that is, the piezoelectric layer. There is a possibility that leakage current flows between the end of the electrode layer and the electrode such as the first electrode layer formed below the piezoelectric layer, and the piezoelectric layer and the second electrode layer are destroyed. there were. Specifically, there was a risk of burning out at the end of the second electrode layer.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁体層に積層された第2の電極層の端部における焼損等の破損が抑制されたMEMSデバイス、液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a MEMS device, a liquid jet, in which damage such as burning at the end of the second electrode layer laminated on the insulator layer is suppressed. A head and a liquid ejecting apparatus are provided.

本発明のMEMSデバイスは、上記目的を達成するために提案されたものであり、第1の電極層、絶縁体層、及び第2の電極層がこの順に積層された積層構造体を有する駆動領域を備え、
前記第1の電極層、前記絶縁体層、及び前記第2の電極層は、前記駆動領域から当該駆動領域よりも外側の非駆動領域まで延在され、
少なくとも前記非駆動領域における前記第2の電極層の前記絶縁体層とは反対側には、当該第2の電極層と電気的に接続される第3の電極層が形成され、
前記第2の電極層の延在方向において、前記第3の電極層の前記駆動領域とは反対側の端は、前記第2の電極層の前記駆動領域とは反対側の端よりも前記駆動領域側に形成されたことを特徴とする。
The MEMS device of the present invention has been proposed to achieve the above object, and includes a drive region having a stacked structure in which a first electrode layer, an insulator layer, and a second electrode layer are stacked in this order. With
The first electrode layer, the insulator layer, and the second electrode layer extend from the driving region to a non-driving region outside the driving region,
A third electrode layer electrically connected to the second electrode layer is formed at least on the side of the second electrode layer opposite to the insulator layer in the non-driving region,
In the extending direction of the second electrode layer, the end of the third electrode layer on the side opposite to the driving region is more driven than the end of the second electrode layer on the side opposite to the driving region. It is formed on the region side.

この構成によれば、第3の電極層の駆動領域とは反対側の端よりも外側に形成された第2の電極層における電気抵抗が、第2の電極層と第3の電極層とが積層された領域よりも高くなるため、この第3の電極層よりも外側の第2の電極層に流れる電流を抑制することができる。これにより、第2の電極層の端部における電圧の上昇を抑えて、この端部にリーク電流が流れることによる絶縁体層及び第2の電極層の破損を抑制することができる。その結果、MEMSデバイスの信頼性が向上する。   According to this configuration, the electrical resistance in the second electrode layer formed outside the end opposite to the driving region of the third electrode layer is such that the second electrode layer and the third electrode layer are Since the height is higher than the stacked region, the current flowing through the second electrode layer outside the third electrode layer can be suppressed. Thereby, the rise in voltage at the end portion of the second electrode layer can be suppressed, and damage to the insulator layer and the second electrode layer due to leakage current flowing through the end portion can be suppressed. As a result, the reliability of the MEMS device is improved.

上記構成において、前記第3の電極層の前記駆動領域とは反対側の端よりも外側に形成された前記第2の電極層の膜厚は、前記第3の電極層が形成された領域の前記第2の電極層の膜厚よりも薄いことが望ましい。   In the above configuration, the film thickness of the second electrode layer formed outside the end of the third electrode layer opposite to the driving region is the thickness of the region where the third electrode layer is formed. It is desirable that the thickness of the second electrode layer is smaller.

この構成によれば、第3の電極層の駆動領域とは反対側の端よりも外側に形成された第2の電極層における電気抵抗を一層高めることができる。これにより、第2の電極層の端部における絶縁体層及び第2の電極層の破損を一層抑制することができる。   According to this configuration, the electrical resistance of the second electrode layer formed outside the end of the third electrode layer opposite to the driving region can be further increased. Thereby, damage to the insulator layer and the second electrode layer at the end of the second electrode layer can be further suppressed.

また、上記各構成において、前記第2の電極層は、導電性を有する複数の層からなることが望ましい。   In each of the above structures, it is preferable that the second electrode layer includes a plurality of conductive layers.

この構成によれば、第3の電極層の駆動領域とは反対側の端よりも外側の電気抵抗が高められた第2の電極層を容易に形成できる。   According to this configuration, it is possible to easily form the second electrode layer having an increased electrical resistance outside the end opposite to the driving region of the third electrode layer.

また、本発明の液体噴射ヘッドは、上記各構成のMEMSデバイスと、
前記駆動領域により少なくとも一部が区画された圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、を備え、
前記絶縁体層が圧電体層であることを特徴とする。
Moreover, the liquid jet head of the present invention includes the MEMS device having the above-described configuration,
A pressure chamber at least partially partitioned by the drive region;
A nozzle communicating with the pressure chamber,
The insulator layer is a piezoelectric layer.

この構成によれば、MEMSデバイスの信頼性の向上により、液体噴射ヘッドの信頼性が向上する。   According to this configuration, the reliability of the liquid jet head is improved by improving the reliability of the MEMS device.

上記構成において、前記第3の電極層に当接するバンプが形成され、前記MEMSデバイスに対して間隔を空けて配置された配線基板を備えたことが望ましい。   In the above-described configuration, it is preferable that a bump substrate that contacts the third electrode layer is formed, and a wiring board that is spaced apart from the MEMS device is provided.

この構成によれば、圧電素子を保護するように配線基板を配置することができる。これにより、圧電素子を保護する保護基板を別途設ける必要が無く、液体噴射ヘッドの構成が簡単になる。   According to this configuration, the wiring board can be arranged so as to protect the piezoelectric element. Accordingly, it is not necessary to separately provide a protective substrate for protecting the piezoelectric element, and the configuration of the liquid ejecting head is simplified.

また、上記構成において、前記バンプは、配線基板に突設された樹脂部と、当該樹脂部の表面に形成された導電層と、を備えたことが望ましい。   In the above configuration, it is preferable that the bump includes a resin portion protruding from the wiring substrate and a conductive layer formed on the surface of the resin portion.

この構成によれば、第3の電極層にバンプを接合する際に、樹脂部が弾性変形することにより第3の電極層とバンプ(導電層)との接合面積を確保して両者をより確実に導通させることができる。   According to this configuration, when the bump is bonded to the third electrode layer, the resin portion is elastically deformed to secure a bonding area between the third electrode layer and the bump (conductive layer), thereby making the both more reliable. Can be conducted.

さらに、上記構成において、前記バンプは、配線基板に突設された導電部からなることが望ましい。   Further, in the above configuration, it is preferable that the bumps are formed of conductive portions protruding from the wiring board.

この構成によれば、バンプを容易に形成できる。   According to this configuration, the bump can be easily formed.

そして、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。   According to another aspect of the invention, a liquid ejecting apparatus includes the liquid ejecting head having the above-described configuration.

プリンターの構成を説明する斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a printer. 記録ヘッドの構成を説明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a recording head. 圧電デバイスの構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of a piezoelectric device. 圧電デバイスの構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the structure of a piezoelectric device. 圧電デバイスの要部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the principal part of the piezoelectric device was expanded. 第2の実施形態における圧電デバイスの構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the piezoelectric device in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における圧電デバイスの構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the piezoelectric device in 3rd Embodiment. 第4の実施形態における圧電デバイスの構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the piezoelectric device in 4th Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明に係るMEMSデバイスの一種である圧電デバイスを備えた液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッド)、及び、これを搭載した液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター(以下、プリンター)を例に挙げて説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following, an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) which is a kind of a liquid ejecting head including a piezoelectric device which is a kind of MEMS device according to the present invention, and a kind of a liquid ejecting apparatus equipped with the ink jet recording head. An ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) will be described as an example.

プリンター1の構成について、図1を参照して説明する。プリンター1は、記録紙等の記録媒体2(着弾対象の一種)の表面に対してインク(液体の一種)を噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター1は、記録ヘッド3、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構5、記録媒体2を副走査方向に移送する搬送機構6等を備えている。ここで、上記のインクは、液体供給源としてのインクカートリッジ7に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジがプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジからインク供給チューブを通じて記録ヘッドに供給される構成を採用することもできる。   The configuration of the printer 1 will be described with reference to FIG. The printer 1 is an apparatus that records an image or the like by ejecting ink (a type of liquid) onto the surface of a recording medium 2 (a type of landing target) such as a recording paper. The printer 1 includes a recording head 3, a carriage 4 to which the recording head 3 is attached, a carriage moving mechanism 5 that moves the carriage 4 in the main scanning direction, a conveyance mechanism 6 that transfers the recording medium 2 in the sub scanning direction, and the like. Yes. Here, the ink is stored in an ink cartridge 7 as a liquid supply source. The ink cartridge 7 is detachably attached to the recording head 3. It is also possible to employ a configuration in which the ink cartridge is disposed on the main body side of the printer and supplied from the ink cartridge to the recording head through the ink supply tube.

上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモーター等のパルスモーター9により駆動される。したがってパルスモーター9が作動すると、キャリッジ4は、プリンター1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録媒体2の幅方向)に往復移動する。キャリッジ4の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー(図示せず)によって検出される。リニアエンコーダーは、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス(位置情報の一種)をプリンター1の制御部に送信する。   The carriage moving mechanism 5 includes a timing belt 8. The timing belt 8 is driven by a pulse motor 9 such as a DC motor. Therefore, when the pulse motor 9 operates, the carriage 4 is guided by the guide rod 10 installed on the printer 1 and reciprocates in the main scanning direction (width direction of the recording medium 2). The position of the carriage 4 in the main scanning direction is detected by a linear encoder (not shown) which is a kind of position information detecting means. The linear encoder transmits the detection signal, that is, the encoder pulse (a kind of position information) to the control unit of the printer 1.

次に記録ヘッド3について説明する。図2は、記録ヘッド3の構成を説明する断面図である。図3は、記録ヘッド3の要部を拡大した断面図、すなわち圧電デバイス14の断面図である。図4は、圧電デバイス14の要部(図3における左側の端部)を拡大した平面図である。図5は、圧電デバイス14の要部を拡大した断面図である。なお、図5における白抜き矢印は、電流の流れを表している。また、便宜上、圧電デバイス14を構成する各部材の積層方向を上下方向として説明する。本実施形態における記録ヘッド3は、図2に示すように、配線基板33、圧電デバイス14、及び流路ユニット15が積層された状態でヘッドケース16に取り付けられている。   Next, the recording head 3 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the recording head 3. FIG. 3 is an enlarged sectional view of the main part of the recording head 3, that is, a sectional view of the piezoelectric device 14. FIG. 4 is an enlarged plan view of a main part (left end part in FIG. 3) of the piezoelectric device 14. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the piezoelectric device 14. In addition, the white arrow in FIG. 5 represents the flow of electric current. For convenience, the stacking direction of the members constituting the piezoelectric device 14 will be described as the vertical direction. As shown in FIG. 2, the recording head 3 in this embodiment is attached to the head case 16 in a state where the wiring substrate 33, the piezoelectric device 14, and the flow path unit 15 are stacked.

ヘッドケース16は、合成樹脂製の箱体状部材であり、その内部には各圧力室30にインクを供給する液体導入路18が形成されている。この液体導入路18は、後述する共通液室25と共に、複数形成された圧力室30に共通なインクが貯留される空間である。本実施形態においては、2列に並設された圧力室30の列に対応して液体導入路18が2つ形成されている。また、ヘッドケース16の下面側には、当該下面からヘッドケース16の高さ方向の途中まで直方体状に窪んだ収容空間17が形成されている。後述する流路ユニット15がヘッドケース16の下面に位置決めされた状態で接合されると、連通基板24上に積層された圧電デバイス14、及び、配線基板33が収容空間17内に収容されるように構成されている。   The head case 16 is a box-shaped member made of synthetic resin, and a liquid introduction path 18 for supplying ink to each pressure chamber 30 is formed therein. The liquid introduction path 18 is a space for storing ink common to a plurality of formed pressure chambers 30 together with a common liquid chamber 25 described later. In the present embodiment, two liquid introduction paths 18 are formed corresponding to the rows of pressure chambers 30 arranged in two rows. An accommodation space 17 that is recessed in a rectangular parallelepiped shape from the lower surface to the middle of the height direction of the head case 16 is formed on the lower surface side of the head case 16. When the flow path unit 15 described later is joined in a state of being positioned on the lower surface of the head case 16, the piezoelectric device 14 and the wiring board 33 stacked on the communication substrate 24 are accommodated in the accommodation space 17. It is configured.

ヘッドケース16の下面に接合される流路ユニット15は、複数のノズル22が列状に開設されたノズルプレート21、及び共通液室25等が設けられた連通基板24を有している。列状に開設された複数のノズル22(ノズル列)は、一端側のノズル22から他端側のノズル22までドット形成密度に対応したピッチで等間隔に設けられている。共通液室25は、複数の圧力室30に共通の流路として圧力室30の並設方向(ノズル列方向)に沿って長尺に形成されている。各圧力室30と共通液室25とは、連通基板24に形成された個別連通路26を介して連通する。すなわち、共通液室25内のインクが、個別連通路26を介して各圧力室30に分配される。また、ノズル22とこれに対応する圧力室30とは、連通基板24を板厚方向に貫通したノズル連通路27を介して連通する。   The flow path unit 15 joined to the lower surface of the head case 16 includes a nozzle plate 21 having a plurality of nozzles 22 arranged in a row, and a communication substrate 24 provided with a common liquid chamber 25 and the like. A plurality of nozzles 22 (nozzle rows) arranged in a row are provided at equal intervals from the nozzle 22 on one end side to the nozzle 22 on the other end side at a pitch corresponding to the dot formation density. The common liquid chamber 25 is formed in a long shape along the direction in which the pressure chambers 30 are arranged side by side (nozzle row direction) as a flow path common to the plurality of pressure chambers 30. Each pressure chamber 30 and the common liquid chamber 25 communicate with each other through an individual communication passage 26 formed in the communication substrate 24. That is, the ink in the common liquid chamber 25 is distributed to each pressure chamber 30 via the individual communication passage 26. Further, the nozzle 22 and the pressure chamber 30 corresponding to the nozzle 22 communicate with each other via a nozzle communication passage 27 that penetrates the communication substrate 24 in the plate thickness direction.

MEMSデバイスの一種である圧電デバイス14は、図2及び図3に示すように、圧力室形成基板29、振動板31、及び圧電素子32がこの順に積層されている。また、この圧電デバイス14の上面には、圧電素子32の駆動を阻害しない程度の間隔を空けて、配線基板33が配置されている。なお、本実施形態における圧電デバイス14及び配線基板33は、接着剤48により接合されて、ユニット化された状態で、収容空間17内に収容されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the piezoelectric device 14, which is a kind of MEMS device, includes a pressure chamber forming substrate 29, a diaphragm 31, and a piezoelectric element 32 that are stacked in this order. A wiring substrate 33 is disposed on the upper surface of the piezoelectric device 14 with an interval that does not hinder the driving of the piezoelectric element 32. In addition, the piezoelectric device 14 and the wiring board 33 in this embodiment are accommodated in the accommodation space 17 in a united state by being bonded by an adhesive 48.

圧力室形成基板29は、シリコン製の硬質な板材であり、例えば、表面(上面および下面)を(110)面としたシリコン単結晶基板から作製されている。この圧力室形成基板29には、エッチングにより一部が板厚方向に除去されて、圧力室30となるべき空間がノズル列方向に沿って複数形成されている。この空間は、下側が連通基板24により区画され、上側が振動板31により区画されて、圧力室30を構成する。また、この空間、すなわち圧力室30は、2列に形成されたノズル列に対応して2列に形成されている。各圧力室30は、ノズル列方向に直交する方向に長尺に形成され、長手方向の一側の端部に個別連通路26が連通し、他側の端部にノズル連通路27が連通する。なお、本実施形態における圧力室30の側壁は、シリコン単結晶基板の結晶性に起因して、圧力室形成基板29の上面或いは下面に対して傾斜している。   The pressure chamber forming substrate 29 is a hard plate material made of silicon, for example, made of a silicon single crystal substrate whose surface (upper surface and lower surface) has a (110) plane. A part of the pressure chamber forming substrate 29 is removed in the plate thickness direction by etching, and a plurality of spaces to be the pressure chambers 30 are formed along the nozzle row direction. This space is partitioned by the communication substrate 24 on the lower side and partitioned by the diaphragm 31 to constitute the pressure chamber 30. In addition, this space, that is, the pressure chamber 30 is formed in two rows corresponding to the nozzle rows formed in two rows. Each pressure chamber 30 is formed in an elongated shape in a direction orthogonal to the nozzle row direction, the individual communication passage 26 communicates with one end portion in the longitudinal direction, and the nozzle communication passage 27 communicates with the other end portion. . Note that the sidewall of the pressure chamber 30 in the present embodiment is inclined with respect to the upper surface or the lower surface of the pressure chamber forming substrate 29 due to the crystallinity of the silicon single crystal substrate.

振動板31は、弾性を有する薄膜状の部材であり、圧力室形成基板29の上面(連通基板24とは反対側の面)に積層されている。この振動板31によって、圧力室30となるべき空間の上部開口が封止されている。換言すると、振動板31によって、圧力室30の一部である上面が区画されている。この振動板31における圧力室30の上面を区画する領域は、圧電素子32の撓み変形に伴ってノズル22から遠ざかる方向あるいは近接する方向に変形(変位)する変位部として機能する。すなわち、振動板31における圧力室30の一部、具体的には上面を区画する領域が、撓み変形が許容される駆動領域35となる。一方、振動板31における圧力室30の上部開口から外れた領域(駆動領域35から外れた領域)は撓み変形が阻害される非駆動領域36となる。なお、振動板31は、例えば、圧力室形成基板29の上面に形成された二酸化シリコン(SiO)からなる弾性膜と、この弾性膜上に形成された二酸化ジルコニウム(ZrO)からなる絶縁体膜と、から成る。そして、この絶縁膜上(振動板31の圧力室30側とは反対側の面)における駆動領域35に対応する位置に圧電素子32がそれぞれ積層されている。 The diaphragm 31 is a thin film member having elasticity, and is laminated on the upper surface of the pressure chamber forming substrate 29 (surface opposite to the communication substrate 24). The diaphragm 31 seals the upper opening of the space to be the pressure chamber 30. In other words, the upper surface which is a part of the pressure chamber 30 is partitioned by the diaphragm 31. A region defining the upper surface of the pressure chamber 30 in the diaphragm 31 functions as a displacement portion that deforms (displaces) in a direction away from or in the direction of approaching the nozzle 22 as the piezoelectric element 32 is bent and deformed. That is, a part of the pressure chamber 30 in the diaphragm 31, specifically, a region defining the upper surface is a drive region 35 in which bending deformation is allowed. On the other hand, a region outside the upper opening of the pressure chamber 30 in the diaphragm 31 (a region outside the driving region 35) is a non-driving region 36 in which bending deformation is inhibited. The diaphragm 31 is, for example, an elastic film made of silicon dioxide (SiO 2 ) formed on the upper surface of the pressure chamber forming substrate 29 and an insulator made of zirconium dioxide (ZrO 2 ) formed on the elastic film. And a membrane. And the piezoelectric element 32 is laminated | stacked in the position corresponding to the drive area | region 35 on this insulating film (surface on the opposite side to the pressure chamber 30 side of the diaphragm 31), respectively.

本実施形態の圧電素子32は、所謂撓みモードの圧電素子である。この圧電素子32は、2列に並設された圧力室30の列に対応して2列に並設されている。各圧電素子32は、図3に示すように、振動板31上に、下電極層37(本発明における第1の電極層に相当)、絶縁体層(誘電体層)の一種である圧電体層38、上電極層39(本発明における第2の電極層に相当)が順次積層されてなる。すなわち、圧電素子32は、下電極層37、圧電体層38、上電極層39からなる積層構造体の一種である。本実施形態では、下電極層37が圧電素子32毎に独立して形成される個別電極となっており、上電極層39が複数の圧電素子32に亘って連続して形成される共通電極となっている。すなわち、図4に示すように、下電極層37及び圧電体層38は、圧力室30毎に形成されている。一方、上電極層39は、複数の圧力室30に亘って形成されている。また、本実施形態では、図3に示すように、圧力室30の列が2列に並設されているため、これに対応して下電極層37及び圧電体層38が2列に並設されている。さらに、上電極層39は、一方の圧力室30の列に対応する位置から他方の圧力室30列に対応する位置に亘って形成されている。   The piezoelectric element 32 of the present embodiment is a so-called flexure mode piezoelectric element. The piezoelectric elements 32 are arranged in two rows corresponding to the rows of pressure chambers 30 arranged in two rows. As shown in FIG. 3, each piezoelectric element 32 is a piezoelectric body that is a kind of a lower electrode layer 37 (corresponding to the first electrode layer in the present invention) and an insulating layer (dielectric layer) on the diaphragm 31. The layer 38 and the upper electrode layer 39 (corresponding to the second electrode layer in the present invention) are sequentially laminated. That is, the piezoelectric element 32 is a kind of a laminated structure including the lower electrode layer 37, the piezoelectric layer 38, and the upper electrode layer 39. In this embodiment, the lower electrode layer 37 is an individual electrode formed independently for each piezoelectric element 32, and the upper electrode layer 39 is a common electrode formed continuously across the plurality of piezoelectric elements 32. It has become. That is, as shown in FIG. 4, the lower electrode layer 37 and the piezoelectric layer 38 are formed for each pressure chamber 30. On the other hand, the upper electrode layer 39 is formed across the plurality of pressure chambers 30. In this embodiment, as shown in FIG. 3, since the rows of pressure chambers 30 are arranged in two rows, the lower electrode layer 37 and the piezoelectric layer 38 are arranged in two rows correspondingly. Has been. Further, the upper electrode layer 39 is formed from a position corresponding to one row of pressure chambers 30 to a position corresponding to the other row of pressure chambers 30.

各層37、38、39の形状に関し、以下で詳しく説明する。図4に示すように、本実施形態における下電極層37は、駆動領域35(圧力室30)の幅(ノズル列方向における寸法)よりも狭い幅で圧力室30の長手方向に沿って延在されている。本実施形態では、駆動領域35の端部から非駆動領域36まで延在された下電極層37の幅が駆動領域35の中央部に形成された下電極層37の幅よりも狭く(小さく)形成されている。換言すると、下電極層37の端部における幅は、中央部における幅よりも狭くなっている。なお、この下電極層37の端部における幅は、後述する共通バンプ42aの幅よりも狭くなっている。また、下電極層37の延在方向(長手方向)における両端は、駆動領域35から非駆動領域36まで延設されている。具体的には、本実施形態における下電極層37の一側(圧電デバイス14における外側)の端は、図3に示すように、同側における圧電体層38の端よりも外側まで延設されている。この圧電体層38の端よりも外側の下電極層37には、後述する個別金属層40cが積層されて、当該個別金属層40cと同電位になっている。また、下電極層37の延在方向における他側(圧電デバイス14における内側)の端は、図3に示すように、同側における駆動領域35の端と圧電体層38の端との間の非駆動領域36まで延設されている。   The shape of each layer 37, 38, 39 will be described in detail below. As shown in FIG. 4, the lower electrode layer 37 in the present embodiment extends along the longitudinal direction of the pressure chamber 30 with a width narrower than the width (dimension in the nozzle row direction) of the drive region 35 (pressure chamber 30). Has been. In the present embodiment, the width of the lower electrode layer 37 extending from the end of the drive region 35 to the non-drive region 36 is narrower (smaller) than the width of the lower electrode layer 37 formed at the center of the drive region 35. Is formed. In other words, the width at the end of the lower electrode layer 37 is narrower than the width at the center. Note that the width of the end portion of the lower electrode layer 37 is narrower than the width of a common bump 42a described later. Further, both ends of the lower electrode layer 37 in the extending direction (longitudinal direction) are extended from the driving region 35 to the non-driving region 36. Specifically, the end on one side of the lower electrode layer 37 (outside in the piezoelectric device 14) in the present embodiment is extended to the outside of the end of the piezoelectric layer 38 on the same side as shown in FIG. ing. An individual metal layer 40c, which will be described later, is laminated on the lower electrode layer 37 outside the end of the piezoelectric layer 38, and has the same potential as the individual metal layer 40c. Further, the end on the other side (the inner side in the piezoelectric device 14) in the extending direction of the lower electrode layer 37 is between the end of the drive region 35 and the end of the piezoelectric layer 38 on the same side as shown in FIG. It extends to the non-driving area 36.

また、本実施形態における圧電体層38は、図4に示すように、駆動領域35の幅よりも狭い幅で圧力室30の長手方向に沿って延在されている。この圧電体層38の延在方向(長手方向)における両端は、図3に示すように、駆動領域35から非駆動領域36まで延設されている。具体的には、本実施形態における圧電体層38の一側の端は、図3に示すように、同側における駆動領域35の端と下電極層37の端との間の非駆動領域36まで延設されている。そして、この非駆動領域36における圧電体層38の端部には、下電極層37と重なる位置から延在された個別金属層40cが積層されている。また、圧電体層38の延在方向における他側の端は、図3に示すように、同側における下電極層37の端よりも外側まで延設されている。   In addition, as shown in FIG. 4, the piezoelectric layer 38 in the present embodiment extends along the longitudinal direction of the pressure chamber 30 with a width narrower than the width of the drive region 35. Both ends in the extending direction (longitudinal direction) of the piezoelectric layer 38 are extended from the drive region 35 to the non-drive region 36 as shown in FIG. Specifically, one end of the piezoelectric layer 38 in this embodiment is a non-driving region 36 between the end of the driving region 35 and the end of the lower electrode layer 37 on the same side, as shown in FIG. It is extended to. An individual metal layer 40 c extending from a position overlapping the lower electrode layer 37 is laminated at the end of the piezoelectric layer 38 in the non-driving region 36. Further, the other end in the extending direction of the piezoelectric layer 38 extends to the outside of the end of the lower electrode layer 37 on the same side, as shown in FIG.

さらに、本実施形態における上電極層39は、図4に示すように、ノズル列方向において、その両端が一群の圧力室30の列と重なる領域よりも外側まで延在されている。また、上電極層39は、図3に示すように、圧力室30の長手方向において、圧電デバイス14における一端側の非駆動領域36から他端側の非駆動領域36に亘って形成されている。具体的には、上電極層39の延在方向における一側の端は、2列に並設された圧電体層38のうち一方の圧電体層38と重なる領域であって、一方の駆動領域35よりも外側の非駆動領域36まで延設されている。より詳しくは、上電極層39の延在方向における一側の端は、一方の駆動領域35の外側の端と一方の圧電体層38の外側の端との間の領域まで延設されている。また、上電極層39の延在方向における他側の端は、2列に並設された圧電体層38のうち他方の圧電体層38と重なる領域であって、他方の駆動領域35よりも外側の非駆動領域36まで延設されている。より詳しくは、上電極層39の延在方向における他側の端は、他方の駆動領域35の外側の端と他方の圧電体層38の外側の端との間の領域まで延設されている。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the upper electrode layer 39 in the present embodiment extends in the nozzle row direction to the outside of the region where both ends thereof overlap the row of the group of pressure chambers 30. Further, as shown in FIG. 3, the upper electrode layer 39 is formed from the non-driving region 36 on one end side to the non-driving region 36 on the other end side in the piezoelectric device 14 in the longitudinal direction of the pressure chamber 30. . Specifically, one end in the extending direction of the upper electrode layer 39 is an area that overlaps one of the piezoelectric layers 38 arranged in parallel in one row, and is one driving area. It extends to the non-driving area 36 outside 35. More specifically, one end in the extending direction of the upper electrode layer 39 extends to a region between the outer end of one drive region 35 and the outer end of one piezoelectric layer 38. . The other end in the extending direction of the upper electrode layer 39 is a region overlapping the other piezoelectric layer 38 of the piezoelectric layers 38 arranged in two rows, and is more than the other driving region 35. It extends to the outer non-drive region 36. More specifically, the other end in the extending direction of the upper electrode layer 39 extends to a region between the outer end of the other drive region 35 and the outer end of the other piezoelectric layer 38. .

そして、下電極層37、圧電体層38及び上電極層39の全てが積層された領域、換言すると下電極層37と上電極層39との間に圧電体層38が挟まれた領域が、圧電素子32として機能することになる。すなわち、下電極層37と上電極層39との間に両電極の電位差に応じた電界が付与されると、圧電体層38がノズル22から遠ざかる方向あるいは近接する方向に撓み変形し、駆動領域35の振動板31を変形させる。本実施形態における圧電素子32の両端は、圧電素子32の長手方向において、駆動領域35よりも外側の非駆動領域36まで延在されている。なお、圧電素子32のうち非駆動領域36と重なる部分は、圧力室形成基板29により変形(変位)が阻害される。   A region where all of the lower electrode layer 37, the piezoelectric layer 38 and the upper electrode layer 39 are laminated, in other words, a region where the piezoelectric layer 38 is sandwiched between the lower electrode layer 37 and the upper electrode layer 39, It functions as the piezoelectric element 32. That is, when an electric field corresponding to the potential difference between the two electrodes is applied between the lower electrode layer 37 and the upper electrode layer 39, the piezoelectric layer 38 bends and deforms in a direction away from or close to the nozzle 22, thereby driving region The 35 diaphragms 31 are deformed. In the present embodiment, both ends of the piezoelectric element 32 extend to the non-driving area 36 outside the driving area 35 in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32. It should be noted that deformation (displacement) of the portion of the piezoelectric element 32 that overlaps the non-drive region 36 is inhibited by the pressure chamber forming substrate 29.

なお、上記した下電極層37及び上電極層39としては、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、チタン(Ti)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、金(Au)等の各種金属、及び、これらの合金やLaNiO3等の合金等が用いられる。また、圧電体層38としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、ビスマス(Bi)又はイットリウム(Y)等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その他、チタン酸バリウムなどの非鉛材料も用いることができる。   As the above-described lower electrode layer 37 and upper electrode layer 39, iridium (Ir), platinum (Pt), titanium (Ti), tungsten (W), nickel (Ni), palladium (Pd), gold (Au) And various metals such as these, alloys thereof, and alloys such as LaNiO 3 are used. As the piezoelectric layer 38, a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT), niobium (Nb), nickel (Ni), magnesium (Mg), bismuth (Bi) or yttrium is used. A relaxor ferroelectric or the like to which a metal such as (Y) is added is used. In addition, non-lead materials such as barium titanate can also be used.

このように形成された圧電素子32の各電極層37、39上には、それぞれ金属層40が積層されている。本実施形態では、駆動領域35の他側の端の変形を抑制する金属錘層40a、後述する共通バンプ42aが接続されるパッドとなる共通金属層40b、及び、後述する個別バンプ42bが接続されるパッドとなる個別金属層40cが形成されている。なお、金属層40としては、金(Au)、銅(Cu)、及び、これらの合金等が用いられる。また、金属層40が金(Au)等からなる場合には、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、タングステン(W)、及び、これらの合金等からなる密着層を金属層40の下方に設けても良い。   A metal layer 40 is laminated on each of the electrode layers 37 and 39 of the piezoelectric element 32 thus formed. In the present embodiment, a metal weight layer 40a that suppresses deformation of the other end of the drive region 35, a common metal layer 40b serving as a pad to which a common bump 42a described later is connected, and an individual bump 42b described later are connected. An individual metal layer 40c to be a pad is formed. As the metal layer 40, gold (Au), copper (Cu), an alloy thereof, or the like is used. When the metal layer 40 is made of gold (Au) or the like, the adhesion layer made of titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), tungsten (W), or an alloy thereof is used as the metal layer. You may provide below 40.

金属錘層40aは、図3に示すように、圧電素子32の長手方向における他側(圧電デバイス14における内側)の端部であって、圧電素子32を構成する上電極層39上に積層されている。これにより、金属錘層40aは、上電極層39と電気的に接続される。本実施形態における金属錘層40aは、圧電素子32の長手方向において、駆動領域35の他側の端部と重なる領域から圧電素子32(圧電体層38)の他側の端より外側の非駆動領域36と重なる領域まで延設されている。すなわち、金属錘層40aは、駆動領域35の長手方向における他側の駆動領域35と非駆動領域36との境界に形成されている。これにより、駆動領域35と非駆動領域36との境界における変形が抑制され、当該境界における圧電体層38の破損を抑制できる。なお、金属錘層40aのノズル列方向における両端は、上電極層39と同様に、一群の圧力室30の列と重なる領域よりも外側まで延設されている。   As shown in FIG. 3, the metal weight layer 40 a is laminated on the upper electrode layer 39 constituting the piezoelectric element 32, which is an end portion on the other side in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32 (inner side in the piezoelectric device 14). ing. As a result, the metal weight layer 40 a is electrically connected to the upper electrode layer 39. In the present embodiment, the metal weight layer 40a is non-driven outside the other end of the piezoelectric element 32 (piezoelectric layer 38) from the region overlapping the other end of the drive region 35 in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32. It extends to a region overlapping with the region 36. That is, the metal weight layer 40 a is formed at the boundary between the drive region 35 on the other side in the longitudinal direction of the drive region 35 and the non-drive region 36. Thereby, the deformation | transformation in the boundary of the drive area | region 35 and the non-drive area | region 36 is suppressed, and the failure | damage of the piezoelectric material layer 38 in the said boundary can be suppressed. Note that both ends of the metal weight layer 40 a in the nozzle row direction are extended to the outside of the region overlapping the row of the group of pressure chambers 30, similarly to the upper electrode layer 39.

共通金属層40b(本発明における第3の電極層に相当)は、図3に示すように、圧電素子32の長手方向における一側(圧電デバイス14における外側)の端部であって、圧電素子32を構成する上電極層39上に積層されている。すなわち、上電極層39の絶縁体層38とは反対側に積層されている。これにより、共通金属層40bは、上電極層39と電気的に接続される。本実施形態における共通金属層40bは、圧電素子32の長手方向において、駆動領域35の一側の端部と重なる領域から上電極層39の一側の端より内側の非駆動領域36と重なる領域まで延設されている。より詳しく説明すると、図4及び図5に示すように、圧電素子32の長手方向(上電極層39の延在方向)において、共通金属層40bの駆動領域35とは反対側の端は、上電極層39の駆動領域35とは反対側の端よりも駆動領域35側に形成されている。換言すると、上電極層39の一側の端は、共通金属層40bの一側の端よりも外側に形成されている。すなわち、圧電デバイス14における圧電体層38よりも上方(下電極層37側とは反対側)に形成された金属部分が、後述する共通バンプ42aが接続される領域から外側(駆動領域35とは反対側)に向けて薄くなるように形成されている。なお、共通金属層40bのノズル列方向における両端は、金属錘層40aと同様に、一群の圧力室30の列と重なる領域よりも外側まで延設されている。また、駆動領域35と非駆動領域36との境界は、この金属錘層40aにより変形が抑制される。そして、非駆動領域36における金属錘層40a上に、共通バンプ42aが接続される。   As shown in FIG. 3, the common metal layer 40b (corresponding to the third electrode layer in the present invention) is an end portion on one side (outside of the piezoelectric device 14) in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32, and the piezoelectric element 32 is laminated on the upper electrode layer 39 constituting 32. That is, the upper electrode layer 39 is laminated on the side opposite to the insulator layer 38. As a result, the common metal layer 40 b is electrically connected to the upper electrode layer 39. In the present embodiment, the common metal layer 40 b overlaps with the non-driving region 36 on the inner side from the end on one side of the upper electrode layer 39 from the region overlapping the one end on the driving region 35 in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32. It is extended to. More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32 (the extending direction of the upper electrode layer 39), the end of the common metal layer 40b opposite to the drive region 35 is the upper side. The electrode layer 39 is formed closer to the drive region 35 than the end opposite to the drive region 35. In other words, one end of the upper electrode layer 39 is formed outside the one end of the common metal layer 40b. That is, the metal portion formed above the piezoelectric layer 38 in the piezoelectric device 14 (on the side opposite to the lower electrode layer 37 side) is outside from the region where the common bump 42a described later is connected (the drive region 35 is defined as It is formed so as to become thinner toward the opposite side. Note that both ends of the common metal layer 40b in the nozzle row direction are extended to the outside of a region overlapping the row of the group of pressure chambers 30 in the same manner as the metal weight layer 40a. Further, deformation of the boundary between the drive region 35 and the non-drive region 36 is suppressed by the metal weight layer 40a. The common bump 42a is connected to the metal weight layer 40a in the non-drive region 36.

個別金属層40cは、図3及び図4に示すように、圧電素子32の長手方向における一側の端よりも外側の圧電体層38及び下電極層37上に積層されている。具体的には、個別金属層40cは、圧電素子32の長手方向において、上電極層39の一側の端から外れた領域であって圧電体層38の一側の端部と重なる領域から当該領域を越えて下電極層37の一側の端部と重なる領域まで延設されている。本実施形態における個別金属層40cは、図4に示すように、下電極層37の端部における幅よりも広い幅に形成され、ノズル列方向に沿って複数形成されている。なお、個別金属層40c上には、後述する個別バンプ42bが接続される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the individual metal layer 40 c is laminated on the piezoelectric layer 38 and the lower electrode layer 37 outside the one end in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32. Specifically, the individual metal layer 40c is a region that is out of one end of the upper electrode layer 39 in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32 and that overlaps with one end of the piezoelectric layer 38. It extends beyond the region to a region overlapping with one end of the lower electrode layer 37. As shown in FIG. 4, the individual metal layer 40 c in the present embodiment is formed to have a width wider than the width at the end of the lower electrode layer 37, and a plurality of individual metal layers 40 c are formed along the nozzle row direction. Note that individual bumps 42b, which will be described later, are connected on the individual metal layer 40c.

圧電デバイス14に接続された配線基板33は、複数のバンプ42を介在させた状態で、圧電素子32を保護するように振動板31(或いは、圧電素子32)に対して間隔を開けて配置された平板状の部材である。なお、この間隔は、圧電素子32の変形が阻害されない程度の間隔に設定されている。配線基板33は、例えば、表面(上面および下面)が(110)面のシリコン単結晶基板から成り、平面視において圧力室形成基板29(圧電デバイス14)の外形と略同じに揃えられている。図3に示すように、この配線基板33の圧電素子32と対向する領域には、各圧電素子32を個々に駆動する信号(駆動信号)を出力する駆動回路46(ドライバー回路)が形成されている。駆動回路46は、配線基板33となるシリコン単結晶基板(シリコンウェハ)の表面に、半導体プロセス(即ち、成膜工程、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程など)を用いて作成される。   The wiring board 33 connected to the piezoelectric device 14 is disposed with a gap from the diaphragm 31 (or the piezoelectric element 32) so as to protect the piezoelectric element 32 with a plurality of bumps 42 interposed therebetween. It is a flat plate-shaped member. This interval is set to such an extent that the deformation of the piezoelectric element 32 is not hindered. The wiring substrate 33 is made of, for example, a silicon single crystal substrate whose surface (upper surface and lower surface) is a (110) plane, and is arranged to be substantially the same as the outer shape of the pressure chamber forming substrate 29 (piezoelectric device 14) in plan view. As shown in FIG. 3, a drive circuit 46 (driver circuit) that outputs a signal (drive signal) for individually driving each piezoelectric element 32 is formed in a region facing the piezoelectric element 32 of the wiring board 33. Yes. The drive circuit 46 is formed on the surface of a silicon single crystal substrate (silicon wafer) to be the wiring substrate 33 by using a semiconductor process (that is, a film forming process, a photolithography process, an etching process, etc.).

また、配線基板33における駆動領域35と対向する領域から外れた領域(非駆動領域36と対向する領域)であって、圧電体層38上に形成された共通金属層40bおよび個別金属層40cに対向する領域には、圧力室形成基板29側に突出したバンプ42が形成されている。このバンプ42は、図3及び図5に示すように、配線基板33に突設された弾性を有する樹脂部43と、駆動回路46内の対応する配線と電気的に接続され、樹脂部43の表面に形成された導電層44と、からなる。本実施形態では、2列に形成された圧電素子32のそれぞれの個別金属層40cに接続される個別バンプ42bが2列に形成されている。また、2列に形成された圧電素子32のそれぞれの共通金属層40bに接続される共通バンプ42aが、2列に形成されている。なお、樹脂部43としては、例えば、ポリイミド樹脂等の樹脂が用いられる。また、導電層44としては、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、タングステン(W)等やこれらの合金等からなる金属が用いられる。   Further, the wiring substrate 33 is a region that is out of the region facing the driving region 35 (the region facing the non-driving region 36), and is formed on the common metal layer 40b and the individual metal layer 40c formed on the piezoelectric layer 38. Bumps 42 projecting toward the pressure chamber forming substrate 29 are formed in the opposing regions. As shown in FIGS. 3 and 5, the bump 42 is electrically connected to an elastic resin portion 43 projecting from the wiring board 33 and a corresponding wiring in the drive circuit 46. And a conductive layer 44 formed on the surface. In the present embodiment, the individual bumps 42b connected to the individual metal layers 40c of the piezoelectric elements 32 formed in two rows are formed in two rows. In addition, common bumps 42a connected to the common metal layers 40b of the piezoelectric elements 32 formed in two rows are formed in two rows. For example, a resin such as a polyimide resin is used as the resin portion 43. As the conductive layer 44, a metal made of gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), titanium (Ti), tungsten (W), or an alloy thereof is used.

詳しく説明すると、個別バンプ42bの樹脂部43は、配線基板33の表面における個別金属層40cに対向する領域に、ノズル列方向に沿って突条に形成されている。個別バンプ42bの導電層44は、ノズル列方向に沿って並設された圧電素子32に対応して、当該ノズル列方向に沿って複数形成されている。すなわち、個別バンプ42bは、ノズル列方向に沿って複数形成されている。そして、各個別バンプ42bは、圧電体層38上において対応する個別金属層40cに接続されている。これにより、各個別バンプ42bは、個別金属層40cを介して下電極層37と電気的に接続される。   More specifically, the resin portion 43 of the individual bump 42b is formed in a protruding shape along the nozzle row direction in a region facing the individual metal layer 40c on the surface of the wiring board 33. A plurality of conductive layers 44 of the individual bumps 42b are formed along the nozzle row direction corresponding to the piezoelectric elements 32 arranged in parallel along the nozzle row direction. That is, a plurality of individual bumps 42b are formed along the nozzle row direction. Each individual bump 42 b is connected to a corresponding individual metal layer 40 c on the piezoelectric layer 38. Thereby, each individual bump 42b is electrically connected to the lower electrode layer 37 via the individual metal layer 40c.

また、共通バンプ42aの樹脂部43は、配線基板33の表面における共通金属層40bに対向する領域に、ノズル列方向に沿って突条に形成されている。本実施形態における共通バンプ42aの導電層44は、ノズル列方向に沿って並設された圧電素子32に対応して、当該ノズル列方向に沿って複数形成されている。図4に示すように、各共通バンプ42a(導電層44)の幅(ノズル列方向における寸法)は、この共通バンプ42aと重なる領域における下電極層37(すなわち、下電極層37の端部)の幅よりも広く(大きく)形成されている。そして、各共通バンプ42aは、圧電体層38上のノズル列方向に沿った複数箇所で共通金属層40bと接続されている。これにより、各共通バンプ42aは、共通金属層40bを介して上電極層39と電気的に接続される。なお、共通バンプ42aの導電層44は、圧電素子32毎に形成されなくても良い。例えば、複数の圧電素子32に亘って形成されても良い。   In addition, the resin portion 43 of the common bump 42 a is formed in a ridge along the nozzle row direction in a region facing the common metal layer 40 b on the surface of the wiring substrate 33. In the present embodiment, a plurality of conductive layers 44 of the common bump 42a are formed along the nozzle row direction corresponding to the piezoelectric elements 32 arranged in parallel along the nozzle row direction. As shown in FIG. 4, the width (dimension in the nozzle row direction) of each common bump 42a (conductive layer 44) is the lower electrode layer 37 (that is, the end portion of the lower electrode layer 37) in the region overlapping the common bump 42a. It is wider (larger) than the width of. Each common bump 42 a is connected to the common metal layer 40 b at a plurality of locations along the nozzle row direction on the piezoelectric layer 38. Thereby, each common bump 42a is electrically connected to the upper electrode layer 39 via the common metal layer 40b. Note that the conductive layer 44 of the common bump 42 a may not be formed for each piezoelectric element 32. For example, it may be formed over a plurality of piezoelectric elements 32.

配線基板33と、MEMSデバイス14(振動板31及び圧電素子32が積層された圧力室形成基板29)とは、各バンプ42を介在させた状態で接着剤48により接合されている。接着剤48としては、感光性を有する樹脂が好適に用いられる。なお、このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、スチレン樹脂等を主成分に含む樹脂が望ましい。このような接着剤48は、硬化前の状態で配線基板33又は振動板31上に塗布され、その後、露光工程及び現像工程を経ることで、所定の位置に精度よく形成される。そして、接着剤48を挟んで配線基板33とMEMSデバイス14とが接合された状態で、当該接着剤48は本硬化される。   The wiring substrate 33 and the MEMS device 14 (the pressure chamber forming substrate 29 on which the vibration plate 31 and the piezoelectric element 32 are laminated) are joined together by an adhesive 48 with each bump 42 interposed. As the adhesive 48, a resin having photosensitivity is preferably used. In addition, as such resin, resin which has an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a polyimide resin, a silicone resin, a styrene resin etc. as a main component is desirable, for example. Such an adhesive 48 is applied onto the wiring substrate 33 or the vibration plate 31 in a state before being cured, and is then accurately formed at a predetermined position through an exposure process and a development process. Then, the adhesive 48 is fully cured in a state where the wiring substrate 33 and the MEMS device 14 are bonded with the adhesive 48 interposed therebetween.

このように構成された記録ヘッド3では、インクカートリッジ7からのインクが液体導入路18、共通液室25および個別連通路26等を介して圧力室30に導入される。この状態で、駆動回路46からの信号が各バンプ42を介して圧電素子32に供給されると、圧電素子32が駆動し、圧力室30内に圧力変動が生じる。記録ヘッド3は、この圧力変動を利用することで、ノズル連通路27を介してノズル22からインク滴を噴射する。   In the recording head 3 configured as described above, ink from the ink cartridge 7 is introduced into the pressure chamber 30 through the liquid introduction path 18, the common liquid chamber 25, the individual communication path 26, and the like. In this state, when a signal from the drive circuit 46 is supplied to the piezoelectric element 32 via each bump 42, the piezoelectric element 32 is driven and pressure fluctuation occurs in the pressure chamber 30. The recording head 3 uses this pressure fluctuation to eject ink droplets from the nozzles 22 via the nozzle communication path 27.

そして、上記したように、本実施形態における記録ヘッド3のでは、上電極層39の延在方向において、共通金属層40bの駆動領域35とは反対側の端は、上電極層39の駆動領域35とは反対側の端よりも駆動領域35側に形成されたので(図5参照)、共通金属層40bの駆動領域35とは反対側の端よりも外側に形成された上電極層39における電気抵抗が、上電極層39と共通金属層40bとが積層された領域よりも高くなる。これにより、この共通金属層40bよりも外側の上電極層39に流れる電流を抑制することができる。すなわち、図5における白抜き矢印で示すように、上電極層39及び共通金属層40bから共通バンプ42aへ比較的大きな電流が流れる一方、共通金属層40bよりも外側の上電極層39には比較的小さな電流しか流れない。このため、上電極層39の端部における電圧の上昇が抑えられ、この上電極層39の端から圧電体層38に向けてリーク電流が流れることによる圧電体層38及び上電極層39の破損(焼損等)を抑制することができる。その結果、圧電デバイス14の信頼性が向上し、記録ヘッド3の信頼性が向上する。このような効果は、特に、電圧の変化が激しいパルス駆動を行う記録ヘッド3において、より高められる。すなわち、パルス駆動においては、上電極層39及び共通金属層40bに流れる電流の変化(電荷の充放電)が激しいため、この上電極層39及び共通金属層40bに一定の電圧を印加したとしても、電流が流れ難い上電極層39の端部においては、電圧の上昇が抑制される。   As described above, in the recording head 3 according to this embodiment, the end of the common metal layer 40 b opposite to the drive region 35 in the extending direction of the upper electrode layer 39 is the drive region of the upper electrode layer 39. In the upper electrode layer 39 formed outside the end opposite to the drive region 35 of the common metal layer 40b because it is formed closer to the drive region 35 than the end opposite to the end 35 (see FIG. 5). The electric resistance becomes higher than the region where the upper electrode layer 39 and the common metal layer 40b are laminated. Thereby, the electric current which flows into the upper electrode layer 39 outside this common metal layer 40b can be suppressed. That is, as indicated by the white arrow in FIG. 5, a relatively large current flows from the upper electrode layer 39 and the common metal layer 40b to the common bump 42a, while the comparison is made to the upper electrode layer 39 outside the common metal layer 40b. Only small current flows. For this reason, an increase in voltage at the end of the upper electrode layer 39 is suppressed, and the piezoelectric layer 38 and the upper electrode layer 39 are damaged due to leakage current flowing from the end of the upper electrode layer 39 toward the piezoelectric layer 38. (Burnout etc.) can be suppressed. As a result, the reliability of the piezoelectric device 14 is improved, and the reliability of the recording head 3 is improved. Such an effect can be further enhanced particularly in the recording head 3 that performs pulse driving in which the voltage changes drastically. That is, in the pulse drive, since the current flowing through the upper electrode layer 39 and the common metal layer 40b (charge charge / discharge) is severe, even if a constant voltage is applied to the upper electrode layer 39 and the common metal layer 40b. In the end portion of the upper electrode layer 39 where current is difficult to flow, a rise in voltage is suppressed.

また、本実施形態では、バンプ42が形成された配線基板33が、圧電デバイス14に対して間隔を空けて配置されたので、配線基板33により圧電素子32を保護することができる。すなわち、配線基板33を、圧電素子32を保護する保護基板として機能させることができるので、保護基板を別途設ける必要が無く、記録ヘッド3の構成が簡単になる。なお、本発明における配線基板は、上記したような駆動回路46を備えた配線基板33に限られない。例えば、駆動回路を配線基板とは異なる他の部材(例えば、配線基板の上方に設けられた駆動IC等)に設け、この駆動回路からの信号を中継する配線のみを配線基板に形成してもよい。すなわち、本発明における配線基板には、駆動回路を備えた配線基板に限られず、単に配線のみが形成された配線基板も含まれる。そして、本実施形態では、バンプ42が配線基板33に突設された樹脂部43と、当該樹脂部43の表面に形成された導電層44と、を備えたので、樹脂部43が弾性変形することにより金属層40とバンプ42(導電層44)との接合面積を確保して両者をより確実に導通させることができる。また、圧電デバイス14と配線基板33とを接合する際において、バンプ42と金属層40とを確実に導通させるために圧電デバイス14と配線基板33との間に加える圧力を抑制できる。その結果、圧電デバイス14或いは配線基板33が破損することを抑制できる。   In the present embodiment, since the wiring substrate 33 on which the bumps 42 are formed is arranged with a space from the piezoelectric device 14, the piezoelectric element 32 can be protected by the wiring substrate 33. That is, since the wiring substrate 33 can function as a protective substrate for protecting the piezoelectric element 32, it is not necessary to separately provide a protective substrate, and the configuration of the recording head 3 is simplified. The wiring board in the present invention is not limited to the wiring board 33 provided with the driving circuit 46 as described above. For example, the driving circuit may be provided on another member different from the wiring board (for example, a driving IC provided above the wiring board), and only wiring for relaying a signal from the driving circuit may be formed on the wiring board. Good. That is, the wiring board in the present invention is not limited to a wiring board provided with a drive circuit, and includes a wiring board on which only wiring is formed. In this embodiment, the resin portion 43 is elastically deformed because the bump 42 is provided with the resin portion 43 projecting from the wiring board 33 and the conductive layer 44 formed on the surface of the resin portion 43. As a result, a bonding area between the metal layer 40 and the bump 42 (conductive layer 44) can be ensured, and both can be conducted more reliably. In addition, when bonding the piezoelectric device 14 and the wiring substrate 33, it is possible to suppress the pressure applied between the piezoelectric device 14 and the wiring substrate 33 in order to reliably connect the bump 42 and the metal layer 40. As a result, damage to the piezoelectric device 14 or the wiring board 33 can be suppressed.

ところで、上記した第1の実施形態では、上電極層39の膜厚は略一定に揃えられたが、これには限られない。図6に示す第2の実施形態では、上電極層39の端部の膜厚が薄くなるように形成されている。具体的には、図6に示すように、共通金属層40bの駆動領域35とは反対側の端よりも外側に形成された上電極層39の膜厚が、共通金属層40bが形成された領域を含む、その他の領域に形成された上電極層39の膜厚よりも薄く形成されている。これにより、共通金属層40bの駆動領域35とは反対側の端よりも外側に形成された上電極層39における電気抵抗を一層高めることができる。その結果、上電極層39の端部における圧電体層38及び上電極層39の破損(焼損等)を一層抑制することができる。また、その他の領域における上電極層39の膜厚を厚くできるため、上電極層39及び共通金属層40bから共通バンプ42aへ向かう経路における電気抵抗(配線抵抗)を抑えることができる。なお、その他の構成は上記した第1の実施形態と同じであるため、説明を省略する。   By the way, in the above-described first embodiment, the film thickness of the upper electrode layer 39 is set to be substantially constant, but is not limited thereto. In the second embodiment shown in FIG. 6, the upper electrode layer 39 is formed so as to have a thin film thickness at the end. Specifically, as shown in FIG. 6, the thickness of the upper electrode layer 39 formed outside the end of the common metal layer 40 b opposite to the driving region 35 is the same as that of the common metal layer 40 b. It is formed thinner than the film thickness of the upper electrode layer 39 formed in other regions including the region. Thereby, the electrical resistance in the upper electrode layer 39 formed outside the end of the common metal layer 40b opposite to the drive region 35 can be further increased. As a result, damage (burnout, etc.) of the piezoelectric layer 38 and the upper electrode layer 39 at the end of the upper electrode layer 39 can be further suppressed. Further, since the film thickness of the upper electrode layer 39 in other regions can be increased, the electric resistance (wiring resistance) in the path from the upper electrode layer 39 and the common metal layer 40b to the common bump 42a can be suppressed. Since other configurations are the same as those of the first embodiment described above, description thereof is omitted.

また、上記した各実施形態では、単一の層からなる上電極層39を例示したが、これには限られない。上電極層39が導電性を有する複数の層からなる構成を採用することもできる。例えば、図7に示す第3の実施形態における上電極層39は、圧電体層38側から順に第1の層39a、第2の層39b、第3の層39c、及び、第4の層39dが積層されてなる。そして、第2の実施形態と同様に共通金属層40bの駆動領域35とは反対側の端よりも外側に形成された上電極層39の膜厚が、その他の領域に形成された上電極層39の膜厚よりも薄くなるように、共通金属層40bよりも外側の領域では、第3の層39c及び第4の層39dが除去されて第1の層39a及び第2の層39bにより上電極層39が形成されている。なお、このような構成の上電極層39は、半導体プロセス(即ち、成膜工程、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程など)を用いて各層39a〜39dを形成することで、容易に作製することができる。すなわち、共通金属層40bの駆動領域35とは反対側の端よりも外側の電気抵抗が高められた上電極層39を容易に形成できる。   Further, in each of the above-described embodiments, the upper electrode layer 39 made of a single layer is exemplified, but the present invention is not limited to this. A configuration in which the upper electrode layer 39 includes a plurality of conductive layers can also be employed. For example, the upper electrode layer 39 in the third embodiment shown in FIG. 7 includes a first layer 39a, a second layer 39b, a third layer 39c, and a fourth layer 39d in this order from the piezoelectric layer 38 side. Are laminated. As in the second embodiment, the upper electrode layer 39 formed on the outer side of the end of the common metal layer 40b opposite to the end opposite to the drive region 35 has an upper electrode layer formed in another region. In the region outside the common metal layer 40b, the third layer 39c and the fourth layer 39d are removed, and the first layer 39a and the second layer 39b are used so as to be thinner than the thickness of the layer 39. An electrode layer 39 is formed. The upper electrode layer 39 having such a configuration can be easily manufactured by forming the layers 39a to 39d using a semiconductor process (that is, a film forming process, a photolithography process, an etching process, and the like). . That is, it is possible to easily form the upper electrode layer 39 having an increased electrical resistance outside the end of the common metal layer 40b opposite to the drive region 35.

なお、第1の層39a〜第4の層39dは、同じ導電材料から形成されても良いし、それぞれ異なる導電材料から形成されても良い。また、金属層40が金(Au)等からなる場合には、上電極層39の最も上に位置する第4の層39dを、金属層40と密着しやすい導電材料で形成することが望ましい。本実施形態では、第1の層39a及び第3の層39cをイリジウム(Ir)で形成し、第2の層39b及び第4の層39dをチタン(Ti)で形成している。また、上電極層39を構成する層(導電性を有する層)は4層に限られず、2層以上の複数の層であればよい。さらに、共通金属層40bの外側の領域に残される電極層は、2層に限られず、少なくとも1層以上形成されていればよい。なお、その他の構成は上記した第1の実施形態と同じであるため、説明を省略する。   Note that the first layer 39a to the fourth layer 39d may be formed of the same conductive material, or may be formed of different conductive materials. In addition, when the metal layer 40 is made of gold (Au) or the like, it is desirable to form the fourth layer 39d located on the uppermost electrode layer 39 with a conductive material that is easily in close contact with the metal layer 40. In the present embodiment, the first layer 39a and the third layer 39c are formed of iridium (Ir), and the second layer 39b and the fourth layer 39d are formed of titanium (Ti). Moreover, the layer (conductive layer) which comprises the upper electrode layer 39 is not restricted to 4 layers, What is necessary is just two or more layers. Furthermore, the electrode layer left in the area | region outside the common metal layer 40b is not restricted to two layers, What is necessary is just to form at least 1 layer or more. Since other configurations are the same as those of the first embodiment described above, description thereof is omitted.

さらに、上記した各実施形態では、バンプ42が樹脂部43と導電層44とから形成されたが、これには限られない。バンプ42としては、種々の構成を採用できる。例えば、図8に示す第4の実施形態では、配線基板33に突設された金属等の導電部45からなるバンプ42が採用されている。すなわち、内部に樹脂を有さない金属製のバンプ42が採用されている。これにより、バンプ42の形成が容易になる。なお、このようなバンプ42に採用される金属としては、金(Au)、銅(Cu)、及び、これらの合金等が用いられる。その他、はんだからなるバンプを金属層に溶着する構成や、銀(Ag)を含有する樹脂を金属層に溶着する構成を採用することもできる。すなわち、本発明における導電部には、上記した金属のほか、金属を含む樹脂も含まれる。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the bump 42 is formed from the resin portion 43 and the conductive layer 44, but is not limited thereto. Various configurations can be adopted as the bump 42. For example, in the fourth embodiment shown in FIG. 8, bumps 42 made of conductive portions 45 such as metal protruding from the wiring board 33 are employed. That is, metal bumps 42 having no resin inside are employed. Thereby, formation of bump 42 becomes easy. In addition, as a metal employ | adopted as such a bump 42, gold | metal | money (Au), copper (Cu), these alloys, etc. are used. In addition, the structure which welds the bump which consists of solder to a metal layer, and the structure which welds resin containing silver (Ag) to a metal layer are also employable. That is, the conductive portion in the present invention includes a resin containing a metal in addition to the above-described metal.

また、上記した第1の実施形態では、2列に形成された圧力室30の列に共通な上電極層39が1列形成されたが、これには限られない。2列に形成された圧力室の列に対応して、それぞれの圧力室の列に対応する領域に別個に上電極層が形成される構成を採用することもできる。さらに、上記した第1の実施形態では、圧力室30や圧電素子32等が2列に形成されたが、これには限られない。圧力室や圧電素子等は、1列に形成されてもよい。また、上記した第1の実施形態では、共通金属層40bが、駆動領域35の一側の端部とこれより外側の非駆動領域36との間に亘って形成されていたがこれには限られない。共通金属層は少なくとも非駆動領域における上電極層上に形成されていればよい。   In the first embodiment described above, the upper electrode layer 39 common to the rows of the pressure chambers 30 formed in two rows is formed in one row, but the present invention is not limited to this. It is also possible to adopt a configuration in which the upper electrode layers are separately formed in regions corresponding to the respective pressure chamber rows corresponding to the rows of pressure chambers formed in two rows. Furthermore, in the above-described first embodiment, the pressure chambers 30, the piezoelectric elements 32, and the like are formed in two rows, but the present invention is not limited to this. The pressure chambers, piezoelectric elements, etc. may be formed in a single row. In the first embodiment, the common metal layer 40b is formed between one end of the drive region 35 and the non-drive region 36 outside the drive region 35. However, the present invention is not limited to this. I can't. The common metal layer may be formed at least on the upper electrode layer in the non-driving region.

さらに、上記した第1の実施形態では、下電極層37が圧電素子32毎に独立して形成される個別電極、上電極層39が複数の圧電素子32に亘って連続して形成された共通電極であったが、これには限られない。下電極層が複数の圧電素子に亘って連続して形成された共通電極、上電極層が圧電素子毎に独立して形成される個別電極となる構成を採用することもできる。この場合、個別電極となる上電極層が本発明における第2の電極層となり、この上電極層の端部上に積層される個別金属層が本発明における第3の電極層となる。そして、この場合でも、上電極層の延在方向において、個別金属層の駆動領域とは反対側の端は、上電極層の駆動領域とは反対側の端よりも駆動領域側に形成される。   Furthermore, in the first embodiment described above, the lower electrode layer 37 is an individual electrode formed independently for each piezoelectric element 32, and the upper electrode layer 39 is a common structure formed continuously over a plurality of piezoelectric elements 32. Although it was an electrode, it is not restricted to this. It is also possible to adopt a configuration in which the lower electrode layer is a common electrode formed continuously over a plurality of piezoelectric elements, and the upper electrode layer is an individual electrode formed independently for each piezoelectric element. In this case, the upper electrode layer serving as the individual electrode is the second electrode layer in the present invention, and the individual metal layer laminated on the end of the upper electrode layer is the third electrode layer in the present invention. Even in this case, in the extending direction of the upper electrode layer, the end of the individual metal layer opposite to the driving region is formed closer to the driving region than the end of the upper electrode layer opposite to the driving region. .

そして、以上では、MEMSデバイスの一種として、記録ヘッド3に組み込まれた圧電デバイス14を例に挙げて説明したが、本発明は、第1の電極層、絶縁体層、及び、第2の電極層、並びに、駆動領域を備えたその他のMEMSデバイスにも適用することができる。例えば、記録ヘッドに組み込まれたものの他に、駆動領域をセンサーの一部として機能させるMEMSデバイスにも適用することができる。さらに、液体噴射ヘッドとしては、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等にも本発明を適用することができる。   In the above description, the piezoelectric device 14 incorporated in the recording head 3 is described as an example of the MEMS device. However, the present invention is not limited to the first electrode layer, the insulator layer, and the second electrode. It can also be applied to other MEMS devices with layers and drive regions. For example, the present invention can be applied to a MEMS device that allows a drive region to function as a part of a sensor in addition to the one incorporated in a recording head. Furthermore, as the liquid ejecting head, for example, a color material discharge head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material discharge used for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display, FED (surface emitting display), etc. The present invention can also be applied to bioorganic discharge heads and the like used for manufacturing heads and biochips (biochemical elements).

1…プリンター,2…記録媒体,3…記録ヘッド,4…キャリッジ,5…キャリッジ移動機構,6…搬送機構,7…インクカートリッジ,8…タイミングベルト,9…パルスモーター,10…ガイドロッド,14…圧電デバイス,15…流路ユニット,16…ヘッドケース,17…収容空間,18…液体導入路,21…ノズルプレート,22…ノズル,24…連通基板,25…共通液室,26…個別連通路,27…ノズル連通路,29…圧力室形成基板,30…圧力室,31…振動板,32…圧電素子,33…配線基板,35…駆動領域,36…非駆動領域,37…下電極層,38…圧電体層,39…上電極層,39a…第1の層,39b…第2の層,39c…第3の層,39d…第4の層,40…金属層,40a…金属錘層,40b…共通金属層,40c…個別金属層,42…バンプ,42a…共通バンプ,42b…個別バンプ,43…樹脂部,44…導電層,45…導電部,46…駆動回路,48…接着剤   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 2 ... Recording medium, 3 ... Recording head, 4 ... Carriage, 5 ... Carriage moving mechanism, 6 ... Conveying mechanism, 7 ... Ink cartridge, 8 ... Timing belt, 9 ... Pulse motor, 10 ... Guide rod, 14 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Piezoelectric device, 15 ... Channel unit, 16 ... Head case, 17 ... Accommodating space, 18 ... Liquid introduction channel, 21 ... Nozzle plate, 22 ... Nozzle, 24 ... Communication substrate, 25 ... Common liquid chamber, 26 ... Individual communication Passage, 27 ... nozzle communication passage, 29 ... pressure chamber forming substrate, 30 ... pressure chamber, 31 ... vibration plate, 32 ... piezoelectric element, 33 ... wiring substrate, 35 ... drive region, 36 ... non-drive region, 37 ... lower electrode 38, piezoelectric layer, 39 ... upper electrode layer, 39a ... first layer, 39b ... second layer, 39c ... third layer, 39d ... fourth layer, 40 ... metal layer, 40a ... metal Weight layer, 40b ... Common Genus layer, 40c ... individual metal layer, 42 ... bumps, 42a ... common bumps, 42b ... individual bumps, 43 ... resin portion, 44 ... conductive layer, 45 ... conductive portion, 46 ... drive circuit, 48 ... adhesive

Claims (8)

第1の電極層、絶縁体層、及び第2の電極層がこの順に積層された積層構造体を有する駆動領域を備え、
前記第1の電極層、前記絶縁体層、及び前記第2の電極層は、前記駆動領域から当該駆動領域よりも外側の非駆動領域まで延在され、
少なくとも前記非駆動領域における前記第2の電極層の前記絶縁体層とは反対側には、当該第2の電極層と電気的に接続される第3の電極層が形成され、
前記第2の電極層の延在方向において、前記第3の電極層の前記駆動領域とは反対側の端は、前記第2の電極層の前記駆動領域とは反対側の端よりも前記駆動領域側に形成されたことを特徴とするMEMSデバイス。
A driving region having a laminated structure in which a first electrode layer, an insulator layer, and a second electrode layer are laminated in this order;
The first electrode layer, the insulator layer, and the second electrode layer extend from the driving region to a non-driving region outside the driving region,
A third electrode layer electrically connected to the second electrode layer is formed at least on the side of the second electrode layer opposite to the insulator layer in the non-driving region,
In the extending direction of the second electrode layer, the end of the third electrode layer on the side opposite to the driving region is more driven than the end of the second electrode layer on the side opposite to the driving region. A MEMS device formed on a region side.
前記第3の電極層の前記駆動領域とは反対側の端よりも外側に形成された前記第2の電極層の膜厚は、前記第3の電極層が形成された領域の前記第2の電極層の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項1に記載のMEMSデバイス。   The film thickness of the second electrode layer formed outside the end of the third electrode layer opposite to the drive region is the second film layer in the region where the third electrode layer is formed. The MEMS device according to claim 1, wherein the MEMS device is thinner than the film thickness of the electrode layer. 前記第2の電極層は、導電性を有する複数の層からなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のMEMSデバイス。   The MEMS device according to claim 1, wherein the second electrode layer includes a plurality of conductive layers. 請求項1から請求項3の何れか一項に記載のMEMSデバイスと、
前記駆動領域により少なくとも一部が区画された圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、を備え、
前記絶縁体層が圧電体層であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
A MEMS device according to any one of claims 1 to 3,
A pressure chamber at least partially partitioned by the drive region;
A nozzle communicating with the pressure chamber,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the insulator layer is a piezoelectric layer.
前記第3の電極層に当接するバンプが形成され、前記MEMSデバイスに対して間隔を空けて配置された配線基板を備えたことを特徴とする請求項4に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 4, further comprising: a wiring board on which bumps that contact the third electrode layer are formed and spaced from the MEMS device. 前記バンプは、配線基板に突設された樹脂部と、当該樹脂部の表面に形成された導電層と、を備えたことを特徴とする請求項5に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 5, wherein the bump includes a resin portion protruding from the wiring substrate and a conductive layer formed on a surface of the resin portion. 前記バンプは、配線基板に突設された導電部からなることを特徴とする請求項5に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 5, wherein the bump includes a conductive portion protruding from a wiring board. 請求項4から請求項7の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 4.
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