JP2018505804A - 電子デバイス - Google Patents

Abstract

バンプ電極の復元力による変形を抑えることができる電子デバイスを提供する。撓み変形が許容される駆動領域（ａ１）に当該駆動領域（ａ１）を変形させる圧電素子（３２）が設けられた圧力室形成基板（２９）と、弾性を有するバンプ電極（４０）を介在させた状態で圧力室形成基板（２９）に対して間隔を開けて配置された封止板（３３）と、間隔を保持した状態で圧力室形成基板（２９）と封止板（３３）とを接合する接着剤（４３）と、を備え、接着剤（４３）は、少なくともバンプ電極（４０）と駆動領域（ａ１）との間の領域に設けられている。

Description

本発明は、駆動領域を変形させる駆動素子が設けられた電子デバイスに関するものである。

電子デバイスは、電圧の印加により変形する圧電素子等の駆動素子を備えたデバイスであり、各種の装置やセンサー等に応用されている。例えば、液体噴射装置では、電子デバイスを利用した液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射している。この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。

上記の液体噴射ヘッドは、ノズルに連通する圧力室が形成された圧力室形成基板、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧電素子（駆動素子の一種）、及び、当該圧電素子に対して間隔を開けて配置された封止板等が積層された電子デバイスを備えている。近年、この封止板に、圧電素子を駆動するための駆動回路（ドライバー回路ともいう。）を設ける技術が開発されている。このような封止板と圧電素子が積層された圧力室形成基板とは、バンプ電極を介在させた状態で接着剤により接合されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、駆動回路と圧電素子とがバンプ電極を介して電気的に接続される。

特開２０１４−５１００８号公報

上記のバンプ電極は、封止板又は圧力室形成基板の何れか一方の基板に設けられ、加圧により他方の基板に設けられた電極と導通される。ここで、バンプ電極による導通をより確実なものとするために、樹脂の表面を導電膜で覆った弾性を有するバンプ電極が開発されている。このようなバンプ電極は、高さ方向に押し潰された状態で、封止板と圧力室形成基板との間に固定される。ところが、押し潰されたバンプ電極の弾性復元力により、封止板及び圧力室形成基板が押圧されて、封止板又は圧力室形成基板が変形する虞があった。特に、圧電素子により駆動される駆動領域（振動領域）が変形すると、液体を正常に噴射できない虞がある。

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、バンプ電極の復元力による変形を抑えることができる電子デバイスを提供することにある。

本発明の電子デバイスは、上記目的を達成するために提案されたものであり、撓み変形が許容される駆動領域に当該駆動領域を変形させる駆動素子が設けられた第１の基板と、 弾性を有するバンプ電極を介在させた状態で前記第１の基板に対して間隔を開けて配置された第２の基板と、
前記間隔を保持した状態で前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する感光性接着剤と、を備え、
前記感光性接着剤は、少なくとも前記バンプ電極と前記駆動領域との間の領域に設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、感光性接着剤がバンプ電極と駆動領域との間の領域に設けられているため、バンプ電極が持つ弾性復元力により、第１の基板と第２の基板との間に応力が働いたとしても、これらの基板が変形すること、特に駆動領域が変形することを抑制できる。また、第１の基板と第２の基板との接合に感光性接着剤を用いたため、フォトリソグラフィー技術により当該感光性接着剤を精度よくパターニングすることができる。これにより、駆動領域等の電子デバイスを構成する他の部分に対して感光性接着剤を可及的に近づけることができ、電子デバイスを小型化できる。さらに、感光性接着剤であるため、接着面に対して濡れ広がることが無く、高さ方向の途中における幅が細くなる（すなわち、くびれる）ことによる強度の低下を抑制できる。

また、上記構成において、前記感光性接着剤は、前記バンプ電極の両側に設けられたことが望ましい。

この構成によれば、第１の基板及び第２の基板が変形することを更に抑制できる。また、バンプ電極の両側において、当該バンプ電極に対して接着剤を対称的に配置することができる。その結果、第１の基板及び第２の基板にかかる応力の偏りを抑制でき、第１の基板及び第２の基板が変形することを一層抑制できる。

さらに、上記各構成において、前記感光性接着剤と前記バンプ電極とは、離間して設けられたことが望ましい。

この構成によれば、バンプ電極を押し潰すことで第１の基板と第２の基板とを導通させる際に、幅方向に広がるように弾性変形したバンプ電極が感光性接着剤と干渉することを抑制できる。すなわち、バンプ電極の潰し代を確保することができ、バンプ電極の導通不良を抑制することができる。

また、上記各構成において、前記バンプ電極を第１の方向に沿って複数備え、
前記感光性接着剤は、前記第１の方向に沿って列状に設けられたことが望ましい。

この構成によれば、感光性接着剤の接着面積を増加させることができる。これにより、接着強度を向上させることができ、第１の基板及び第２の基板が変形することをより一層抑制できる。

さらに、上記構成において、前記駆動素子を前記第１の方向に沿って複数備え、
前記感光性接着剤は、前記第１の方向に直交する第２の方向における前記バンプ電極の両側に設けられたことが望ましい。

この構成によれば、感光性接着剤の接着面積をより一層増加させることができる。これにより、接着強度を向上させることができ、第１の基板及び第２の基板が変形することをより確実に抑制できる。

図１は、プリンターの構成を説明する斜視図である。 図２は、記録ヘッドの構成を説明する断面図である。 図３は、電子デバイスの要部を拡大した断面図である。 図４は、接着剤とバンプ電極との位置関係を説明する平面図である。 図５Ａは、電子デバイスの製造工程を説明する模式図である。 図５Ｂは、電子デバイスの製造工程を説明する模式図である。

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、本発明に係る電子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）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。

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。

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。

また、キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジ４の走査の基点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、端部側から順に、記録ヘッド３のノズル面（ノズルプレート２１）に形成されたノズル２２を封止するキャップ１１、及び、ノズル面を払拭するためのワイピングユニット１２が配置されている。

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、図２における領域Ａの拡大図であり、記録ヘッド３に組み込まれた電子デバイス１４の要部を拡大した断面図である。図４は、接着剤４３とバンプ電極４０との位置関係を説明する模式図であり、振動板３１に接合された封止板３３を下面側（振動板３１側）から見た平面図である。本実施形態における記録ヘッド３は、図２に示すように、電子デバイス１４および流路ユニット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。なお、便宜上、各部材の積層方向を上下方向として説明する。

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リザーバー１８が形成されている。このリザーバー１８は、複数並設された圧力室３０に共通なインクが貯留される空間であり、ノズル列方向に沿って形成されている。なお、ヘッドケース１６の上方には、インクカートリッジ７側からのインクをリザーバー１８に導入するインク導入路（図示せず）が形成されている。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上に積層された電子デバイス１４（圧力室形成基板２９、封止板３３等）が収容空間１７内に収容されるように構成されている。

ヘッドケース１６の下面に接合される流路ユニット１５は、連通基板２４、ノズルプレート２１およびコンプライアンスシート２８を有している。連通基板２４は、シリコン製の板材であり、本実施形態では、表面（上面および下面）の結晶面方位を（１１０）面としたシリコン単結晶基板から作製されている。この連通基板２４には、図２に示すように、リザーバー１８と連通し、各圧力室３０に共通なインクが貯留される共通液室２５と、この共通液室２５を介してリザーバー１８からのインクを各圧力室３０に個別に供給する個別連通路２６とが、エッチングにより形成されている。共通液室２５は、ノズル列方向（圧力室３０の並設方向）に沿った長尺な空部である。この共通液室２５は、連通基板２４の板厚方向を貫通した第１液室２５ａと、連通基板２４の下面側から上面側に向けて当該連通基板２４の板厚方向の途中まで窪ませ、上面側に薄板部を残した状態で形成された第２液室２５ｂと、から構成される。個別連通路２６は、第２液室２５ｂの薄板部において、圧力室３０に対応して当該圧力室３０の並設方向に沿って複数形成されている。この個別連通路２６は、連通基板２４と圧力室形成基板２９とが接合された状態で、対応する圧力室３０の長手方向における一側の端部と連通する。

また、連通基板２４の各ノズル２２に対応する位置には、連通基板２４の板厚方向を貫通したノズル連通路２７が形成されている。すなわち、ノズル連通路２７は、ノズル列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。このノズル連通路２７によって、圧力室３０とノズル２２とが連通する。本実施形態のノズル連通路２７は、連通基板２４と圧力室形成基板２９とが接合された状態で、対応する圧力室３０の長手方向における他側（個別連通路２６とは反対側）の端部と連通する。

ノズルプレート２１は、連通基板２４の下面（圧力室形成基板２９とは反対側の面）に接合されたシリコン製の基板（例えば、シリコン単結晶基板）である。本実施形態のノズルプレート２１は、連通基板２４におけるコンプライアンスシート２８（共通液室２５）から外れた領域に接合されている。このノズルプレート２１には、複数のノズル２２が直線状（列状）に開設されている。この列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（例えば６００ｄｐｉ）で、主走査方向に直交する副走査方向に沿って等間隔に設けられている。

コンプライアンスシート２８は、連通基板２４のノズルプレート２１が接合された領域から外れた領域であって、共通液室２５に対応する領域に、当該共通液室２５となる空間の下面側の開口を塞ぐ状態で接合されている。このコンプライアンスシート２８は、可撓性を有する可撓膜２８ａと、この可撓膜２８ａが上面に固定される硬質な固定板２８ｂと、からなる。固定板２８ｂの共通液室２５に対応する位置には、可撓膜２８ａの可撓変形が阻害されないように開口が設けられている。これにより、共通液室２５の下面側は、可撓膜２８ａのみによって区画されたコンプライアンス部となる。このコンプライアンス部によって、リザーバー１８および共通液室２５内のインクに発生する圧力変化を吸収することができる。

本実施形態の電子デバイス１４は、各圧力室３０内のインクに圧力変動を生じさせるアクチュエーターとして機能する薄板状のデバイスである。この電子デバイス１４は、図２に示すように、圧力室形成基板２９、振動板３１、圧電素子３２および封止板３３が積層されてユニット化されている。なお、電子デバイス１４は、収容空間１７内に収容可能なように、収容空間１７よりも小さく形成されている。

圧力室形成基板２９は、シリコン製の硬質な板材であり、本実施形態では、表面（上面および下面）の結晶面方位を（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完全に除去されて、圧力室３０となるべき空間が形成されている。この空間、すなわち圧力室３０は、各ノズル２２に対応して、ノズル列方向（本発明における第１の方向に相当）に沿って複数並設されている。各圧力室３０は、ノズル列方向に直交する方向（本発明における第２の方向に相当）に長尺な空部であり、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が連通している。

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側とは反対側の面）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が区画されている。この振動板３１における圧力室３０（詳しくは、圧力室３０の上部開口）に対応する部分は、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の上部開口に対応する領域が、撓み変形が許容される駆動領域ａ１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が、撓み変形が阻害される非駆動領域ａ２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（ＳｉＯ₂）からなる弾性膜と、この弾性膜上に形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）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の圧力室形成基板２９側とは反対側の面）における各圧力室３０に対応する領域、すなわち駆動領域ａ１に圧電素子３２がそれぞれ積層されている。各圧電素子３２は、ノズル列方向（第１の方向）に沿って並設された圧力室３０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。なお、圧力室形成基板２９及びこれに積層された振動板３１が本発明における第１の基板に相当する。

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。図３に示すように、この圧電素子３２は、例えば、振動板３１上に、下電極層３７（個別電極）、圧電体層３８および上電極層３９（共通電極）が順次積層されてなる。このように構成された圧電素子３２は、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、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する。図３に示すように、上電極層３９の他側（図２および図３における左側）の端部は、駆動領域ａ１から圧電体層３８が積層された領域を超えて、非駆動領域ａ２まで延在されている。一方、図示はしていないが、下電極層３７の一側（図２および図３における右側）の端部は、駆動領域ａ１から圧電体層３８が積層された領域を超えて、上電極層３９が積層された非駆動領域ａ２とは反対側の非駆動領域ａ２まで延在されている。すなわち、圧力室３０の長手方向において、下電極層３７が一側の非駆動領域ａ２まで延在され、上電極層３９が他側の非駆動領域ａ２まで延在されている。そして、この延在された下電極層３７及び上電極層３９に、それぞれ対応するバンプ電極４０（後述）が接合されている。

封止板３３（本発明における第２の基板に相当）は、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シリコン基板である。本実施形態では、表面（上面および下面）の結晶面方位を（１１０）面としたシリコン単結晶基板から作製されている。図３に示すように、この封止板３３の圧電素子３２と対向する領域には、各圧電素子３２を個々に駆動するための駆動回路４６（ドライバー回路）が形成されている。駆動回路４６は、封止板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。また、封止板３３の圧電素子３２側の面における駆動回路４６上には、当該駆動回路４６に接続される配線層４７が、封止板３３の表面に露出した状態で形成されている。配線層４７は、駆動回路４６よりも外側であって、非駆動領域ａ２に積層された下電極層３７及び上電極層３９と対向する位置まで引き回されている。そして、その一部が後述するバンプ電極４０の導電膜４０ｂとして、内部樹脂４０ａ上に形成されている。なお、配線層４７は、図３において便宜上一体的に表されているが、複数の配線を含んでいる。配線層４７に含まれる各配線は、駆動回路４６内の対応する配線と電気的に接続されている。また、配線層４７としては、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属が用いられる。

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と封止板３３とは、バンプ電極４０を介在させた状態で、感光性を有する接着剤４３（本発明における感光性接着剤に相当）により接合されている。すなわち、接着剤４３は、圧力室形成基板２９と封止板３３との間隔を保持した状態で、当該圧力室形成基板２９と封止板３３とを接合している。具体的には、図２に示すように、圧電素子３２を挟んで圧力室３０の長手方向の両側の非駆動領域ａ２に形成されたバンプ電極４０及び接着剤４３により、振動板３１と封止板３３との間隔が保持されている。なお、この間隔は、圧電素子３２の歪み変形を阻害しない程度に設定され、例えば、約５μｍ〜約２５μｍに設定されている。

本実施形態のバンプ電極４０は、弾性を有しており、封止板３３の表面から圧力室形成基板２９側に向けて突設されている。具体的には、図３及び図４に示すように、バンプ電極４０は、弾性を有する内部樹脂４０ａと、内部樹脂４０ａの表面を覆う配線層４７からなる導電膜４０ｂと、を備えている。本実施形態の内部樹脂４０ａは、封止板３３の表面のうち、下電極層３７が形成された非駆動領域ａ２と対向する領域及び上電極層３９が形成された非駆動領域ａ２と対向する領域に、それぞれノズル列方向（第１の方向）に沿って突条に形成されている。また、下電極層３７（個別電極）に対向する導電膜４０ｂは、ノズル列方向に沿って列設された圧電素子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。同様に、上電極層３９（共通電極）に対向する導電膜４０ｂは、ノズル列方向に沿って複数形成されている。すなわち、バンプ電極４０は、それぞれノズル列方向（第１の方向）に沿って複数形成されている。なお、内部樹脂４０ａとしては、例えば、ポリイミド樹脂等の樹脂が用いられる。

ここで、図３及び図４に示すように、接着剤４３は、ノズル列方向（第１の方向）に対して直交する方向（第２の方向）におけるバンプ電極４０の両側に、当該バンプ電極４０に対して離間した状態で設けられている。具体的には、バンプ電極４０と駆動領域ａ１（或いは、圧電体層３８）との間の非駆動領域ａ２及びバンプ電極４０に対して駆動領域ａ１側とは反対側の非駆動領域ａ２に設けられている。これらの接着剤４３は、ノズル列方向（第１の方向）に沿って帯状に形成されている。なお、本実施形態の接着剤４３は、振動板３１の表面（詳しくは、下電極層３７又は上電極層３９の表面）又は封止板３３の表面（詳しくは、配線層４７の表面）における幅（第２の方向における寸法）が、振動板３１と封止板３３との間における幅よりも大きく形成されている。すなわち、接着剤４３は、振動板３１と封止板３３との中間部分が外側に膨らんで形成されている。また、バンプ電極４０の両側において、接着剤４３はバンプ電極４０に対して対称的に配置されている。

なお、上記では、図３に示すバンプ電極４０及び接着剤４３、すなわち他側（図２における左側）に配置されたバンプ電極４０及び接着剤４３に着目して説明したが、一側（図２における右側）に配置されたバンプ電極４０及び接着剤４３についても、同様の形状に形成されている。また、接着剤４３としては、感光性及び熱硬化性を有するものが用いられる。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好適に用いられる。

そして、上記のように形成された記録ヘッド３は、インクカートリッジ７からのインクをインク導入路、リザーバー１８、共通液室２５および個別連通路２６を介して圧力室３０に導入する。この状態で、駆動回路４６からの駆動信号を、バンプ電極４０を介して圧電素子３２に供給することで、圧電素子３２を駆動させて圧力室３０に圧力変動を生じさせる。この圧力変動を利用することで、記録ヘッド３はノズル連通路２７を介してノズル２２からインク滴を噴射する。

次に、上記した記録ヘッド３、特に電子デバイス１４の製造方法について説明する。図５Ａ、及び図５Ｂは、電子デバイス１４の製造工程を説明する模式図である。本実施形態の電子デバイス１４は、封止板３３となる領域が複数形成されたシリコン単結晶基板（シリコンウェハ）と、振動板３１及び圧電素子３２が積層されて圧力室形成基板２９となる領域が複数形成されたシリコン単結晶基板（シリコンウェハ）とを接合した後で、切断して個片化することで得られる。

詳しく説明すると、封止板３３側のシリコン単結晶基板では、まず、半導体プロセスにより、表面（圧力室形成基板２９側と対向する側の面）に駆動回路４６を形成する。次に、表面に樹脂膜を製膜し、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により、内部樹脂４０ａを形成した後、加熱により当該内部樹脂４０ａを溶融してその角を丸める。その後、蒸着やスパッタリング等により表面に金属膜を成膜し、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により、配線層４７（導電膜４０ｂ）を形成する。これにより、シリコン単結晶基板に、個々の記録ヘッド３に対応した封止板３３となる領域が複数形成される。一方、圧力室形成基板２９側のシリコン単結晶基板では、まず、表面（封止板３３側と対向する側の面）に振動板３１を積層する。次に、半導体プロセスにより、下電極層３７、圧電体層３８及び上電極層３９等を順次パターニングし、圧電素子３２を形成する。これにより、シリコン単結晶基板に、個々の記録ヘッド３に対応した圧力室形成基板２９となる領域が複数形成される。

それぞれのシリコン単結晶基板に封止板３３及び圧力室形成基板２９が形成されたならば、圧力室形成基板２９側のシリコン単結晶基板の表面に接着剤層を製膜し、フォトリソグラフィー工程により、所定の位置に接着剤４３を形成する。具体的には、感光性および熱硬化性を有する液体状の接着剤を、スピンコーター等を用いて振動板３１上に塗布し、加熱することで弾性を有する接着剤層を形成する。そして、露光及び現像することで、所定の位置に接着剤４３の形状をパターニングする（図５Ａ参照）。ここで、接着剤４３は、バンプ電極４０の潰し代を確保するために、当該バンプ電極４０から離れて形成される。このバンプ電極４０と接着剤４３との間隔は、封止板３３及び圧力室形成基板２９が押圧されて当該バンプ電極４０及び接着剤４３が押し潰されたとしても、お互いに干渉しない程度の寸法に設定されている。

そして、接着剤４３が形成されたならば、両シリコン単結晶基板を接合する。具体的には、何れか一方のシリコン単結晶基板を他方のシリコン単結晶基板側に向けて相対的に移動させて、接着剤４３を両シリコン単結晶基板の間に挟んで張り合わせる。この状態で、バンプ電極４０の復元力に抗して、両シリコン単結晶基板を上下方向から加圧する（図５Ｂにおける矢印参照）。これにより、図５Ｂに示すように、バンプ電極４０が押し潰され、圧力室形成基板２９側の下電極層３７及び上電極層３９等と確実に導通をとることができる。そして、加圧しながら、接着剤４３の硬化温度まで加熱する。その結果、バンプ電極４０が押し潰された状態で、接着剤４３が硬化し、両シリコン単結晶基板が接合される。このとき接着剤４３は、その高さ方向における中央部が外側に膨らんだ状態で硬化する。

両シリコン単結晶基板が接合されたならば、圧力室形成基板２９側のシリコン単結晶基板を裏面側（封止板３３側のシリコン単結晶基板側とは反対側）から研磨し、当該圧力室形成基板２９側のシリコン単結晶基板を薄くする。その後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により、薄くなった圧力室形成基板２９側のシリコン単結晶基板に圧力室３０を形成する。最後に、所定のスクライブラインに沿ってスクライブし、個々の電子デバイス１４に切断する。なお、上記の方法では、２枚のシリコン単結晶基板を接合してから個片化することで電子デバイス１４を作製したが、これには限られない。例えば、先に封止板および圧力室形成基板をそれぞれ個片化してから、これらを接合するようにしてもよい。この場合でも、バンプ電極を介した封止板と圧力室形成基板との接合は、上記の方法と同様になる。

そして、上記の過程により製造された電子デバイス１４は、接着剤等を用いて流路ユニット１５（連通基板２４）に位置決めされて固定される。そして、電子デバイス１４をヘッドケース１６の収容空間１７に収容した状態で、ヘッドケース１６と流路ユニット１５とを接合することで、上記の記録ヘッド３が製造される。

このように、上記した実施形態では、接着剤４３がバンプ電極４０と駆動領域ａ１との間の領域に設けられているため、バンプ電極４０が持つ弾性復元力により、封止板３３と圧力室形成基板２９との間に応力が働いたとしても、これら封止板３３及び圧力室形成基板２９が変形すること、特に駆動領域ａ１が変形することを抑制できる。また、封止板３３と圧力室形成基板２９との接合に感光性を有する接着剤４３を用いたため、フォトリソグラフィー技術により当該接着剤４３を精度よくパターニングすることができる。これにより、駆動領域ａ１等の電子デバイス１４を構成する他の部分に対して接着剤４３を可及的に近づけることができ、電子デバイス１４を小型化できる。さらに、感光性を有する接着剤４３であるため、接着面に対して濡れ広がることが無く、高さ方向の途中における幅が細くなる（すなわち、くびれる）ことによる強度の低下を抑制できる。

また、本実施形態では、接着剤４３をバンプ電極４０の両側に設けたので、封止板３３及び圧力室形成基板２９が変形することを更に抑制できる。さらに、バンプ電極４０の両側において、当該バンプ電極４０に対して接着剤４３を対称的に配置することができる。その結果、封止板３３及び圧力室形成基板２９にかかる応力の偏りを抑制でき、封止板３３及び圧力室形成基板２９が変形することを一層抑制できる。また、接着剤４３をノズル列方向に沿って列状に設けたので、接着剤４３の接着面積を増加させることができる。これにより、接着強度を向上させることができ、封止板３３及び圧力室形成基板２９が変形することをより一層抑制できる。さらに、ノズル列方向に直交する方向におけるバンプ電極４０の両側に列状の接着剤４３を設けたので、接着剤４３の接着面積をより一層増加させることができる。これにより、接着強度を向上させることができ、封止板３３及び圧力室形成基板２９が変形することをより確実に抑制できる。加えて、接着剤４３とバンプ電極４０とは、離間して設けられたので、封止板３３と圧力室形成基板２９とを導通させる際に、押し潰されて幅方向に広がるように弾性変形したバンプ電極４０が接着剤４３と干渉することを抑制できる。すなわち、バンプ電極４０の潰し代を確保することができ、バンプ電極４０の導通不良を抑制することができる。

ところで、上記した実施形態では、バンプ電極４０を封止板３３側に設けたが、これには限られない。例えば、バンプ電極を圧力室基板側に設けることもできる。また、上記した製造方法では、圧力室形成基板２９側のシリコン単結晶基板に接着剤４３を塗布したが、これには限られない。例えば、接着剤を封止板側のシリコン単結晶基板に塗布することもできる。また、圧力室形成基板側のシリコン単結晶基板及び接着剤を封止板側のシリコン単結晶基板の両方に接着剤を塗布することもできる。さらに、上記した実施形態では、バンプ電極４０が、内部樹脂４０ａと導電膜４０ｂとから構成されたが、これには限られない。要するに、弾性を有するバンプ電極であればどのようなものであってもよい。

また、上記した実施形態では、接着剤４３をバンプ電極４０に対して左右対称に設けたが、これには限られない。バンプ電極に対して内側又は外側の何れか一方の接着面積の方が他方の接着面積よりも大きくするように接着剤を形成しても良い。例えば、比較的、スペースに余裕のあるバンプ電極よりも外側の領域に配置される接着剤の量を多くし、接着面積を大きくすることで、封止板３３及び圧力室形成基板２９が変形することをより一層抑制できる。

さらに、上記した実施形態では、封止板３３に駆動回路４６が形成されたが、これには限られない。封止板に電極となる層が形成され、当該電極と圧力室形成基板側の電極とがバンプ電極により導通される構成であればどのような構成であっても良い。例えば、封止板上に駆動回路が形成された基板を接合し、当該封止板には配線のみを設けるようにしても良い。この場合、封止板に形成された配線とバンプ電極とを介して、封止板とは別の基板に形成された駆動回路と圧電素子とを電気的に接続する。

そして、以上では、液体噴射ヘッドとして、インクジェットプリンターに搭載されるインクジェット式記録ヘッドを例示したが、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。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噴射ヘッド、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噴射ヘッド、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噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。

また、本発明は、液体噴射ヘッドにアクチュエーターとして用いられるものには限られず、例えば、各種センサー等に使用される電子デバイス等にも適用することができる。

１…プリンター，３…記録ヘッド，１４…電子デバイス，１５…流路ユニット，１６…ヘッドケース，１７…収容空間，１８…リザーバー，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，２８…コンプライアンスシート，２９…圧力室形成基板，３０…圧力室，３１…振動板，３２…圧電素子，３３…封止板，３７…下電極層，３８…圧電体層，３９…上電極層，４０…バンプ電極，４３…接着剤，４６…駆動回路，４７…配線層。

Claims (5)

1. 撓み変形が許容される駆動領域に当該駆動領域を変形させる駆動素子が設けられた第１の基板と、弾性を有するバンプ電極を介在させた状態で前記第１の基板に対して間隔を開けて配置された第２の基板と、前記間隔を保持した状態で前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する感光性接着剤と、を備え、前記感光性接着剤は、少なくとも前記バンプ電極と前記駆動領域との間の領域に設けられたことを特徴とする電子デバイス。
2. 前記感光性接着剤は、前記バンプ電極の両側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記感光性接着剤と前記バンプ電極とは、離間して設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子デバイス。
4. 前記バンプ電極を第１の方向に沿って複数備え、前記感光性接着剤は、前記第１の方向に沿って列状に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電子デバイス。
5. 前記駆動素子を前記第１の方向に沿って複数備え、前記感光性接着剤は、前記第１の方向に直交する第２の方向における前記バンプ電極の両側に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の電子デバイス。

Images