JP2022160181A - 素子基板、液体吐出ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護膜の屈曲部に発生したクラックへ水分が侵入することを阻止する素子基板や液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】記録材に液体を吐出する液体吐出ヘッドに用いられる素子基板であって、基板と、液体の吐出に用いられるエネルギを発生するエネルギ発生素子と、外部と電気的に接続するための電極部を有し、エネルギ発生素子を駆動するための回路配線であって、基板に実装される回路配線と、電極部を露出させる開口部にする、回路配線を覆う第１の保護膜層と、電極部の上に形成されるメッキ下地層と、メッキ下地層の上に形成される金属材料からなるメッキバンプ層と、を備え、第１の保護膜層には、第１の保護膜層が回路配線の有する凸状部を覆うことによって形成される屈曲部が形成されており、屈曲部を覆うように第１の保護膜層の上に第２の保護膜層が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、素子基板、液体吐出ヘッドおよびその製造方法に関する。

インクジェット記録装置（以下、単に記録装置と言う）は、様々な記録媒体に対して、高密度で高速な記録が可能であり、記録時の騒音がほとんど生じないといった特徴を持つ。このような記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドと言う）の代表的なインク吐出方式として、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものが知られている。

電気熱変換素子を用いた記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設けている。電気熱変換素子に記録信号となる電気パルスを供給して発熱させてインクに熱エネルギーを与え、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡時の気泡圧力を利用して、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させて、記録媒体に対し記録を行うものである。記録ヘッドは、インク滴を吐出するためのインクジェット記録ノズルと、このノズルにインクを供給する供給系とを有している。

記録ヘッドの製造では、ヒータなどが形成された基板とノズル形成材とを有して構成される記録素子基板上の電極端子上のバンプと、装置本体との電気接続を行うための電気配線テープの電極リード（以下、単にリードと言う）とを電気的に接続する工程がある。近年では、印刷速度の高速化のためにノズル数が増え、コストを低減させるために１ウエハあたりの記録素子基板の取り個数を増やすために記録素子基板サイズの狭小化が進んでいる。そのため、１ウエハあたりに配置される電極端子数すなわちバンプ数が増加傾向にある。よって、ボールバンプのように１つ１つバンプを形成し、バンプ高さを一定にするためにレベリングを行い、個々にリードと電極端子との接続を行うと工程タクトが長くなってしまう。その点、金を電解メッキによって成長させて形成するメッキバンプは、ウエハ毎に複数のバンプを一括処理で形成でき、バンプ高さのバラツキを抑えることができる。その結果、工程タクトを短縮することができるため、記録素子基板の電極端子にはメッキバンプを採用されることが主流となっている。

記録素子基板との接続方法として、特許文献１ではギャングボンディング方式が採用されている。ギャングボンディング方式は、リードを一括して熱加圧にて圧着して記録素子基板上の電極端子上のメッキバンプに接合する。そのため、リードの全てを幅広のボンディングツールでボンディングするため、リード本数に関係なく、ボンディングの加工タクトをほぼ同じにすることができるという特徴がある。

記録素子基板と電気配線テープとを電気接続する工程を含む記録ヘッドの組立方法においては、後工程であるベース部材への接着固定工程までの間、搬送やハンドリング時に生じる衝撃や振動などにより、電気接続部に少なからず負荷が加わる。これらについては、記録素子基板サイズの拡大、電極端子数の増大、電極端子サイズの狭小化、および電極端子配列の挟ピッチ化が進むほどに留意すべき事項となり、はがれや破断などの電気接続不良が生じることのないようにしなければいけない。はがれや破断などの電気接続不良を防止する方法としては、ボンディング時の条件であるボンディングツール温度、メッキバンプに作用する衝撃荷重、押圧荷重を大きくして、メッキバンプとリードとの接合強度の向上を図ることが挙げられる。

特許第４９９４９６８号

しかしながら、メッキバンプとリードとを電気接続するボンディング方式では、メッキバンプにボンディングツールで加圧力を加えることで、メッキバンプの外側にある保護膜層の屈曲部が破損してクラックができてしまうことがあった。クラックが生じると、クラックへインク等の水分が侵入し、保護膜層で覆われていた配線が腐食する恐れがある。

そこで本発明は、保護膜層の屈曲部にクラックが発生したとしても、配線が水分により腐食してしまうことを抑制することができる素子基板や液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の素子基板は、
記録材に液体を吐出する液体吐出ヘッドに用いられる素子基板であって、
基板と、
液体の吐出に用いられるエネルギを発生するエネルギ発生素子と、
外部と電気的に接続するための電極部を有し、前記エネルギ発生素子を駆動するための回路配線であって、前記基板に実装される回路配線と、
前記電極部を露出させる開口部を有する、前記回路配線を覆う第１の保護膜層と、
前記電極部の上に形成されるメッキ下地層と、
前記メッキ下地層の上に形成される金属材料からなるメッキバンプ層と、
を備え、
前記第１の保護膜層には、前記第１の保護膜層が前記回路配線の有する凸状部を覆うことによって形成される屈曲部が形成されており、
前記屈曲部を覆うように前記第１の保護膜層の上に第２の保護膜層が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂膜層（伸縮性樹脂膜）の下に形成されている保護膜層にクラックが発生しても、クラックからのインクなどの水分の侵入を樹脂膜層により防ぎ、保護膜層で覆われている電気配線膜が腐食してしまうという問題を防ぐことができる。

本発明の実施例の電極端子部の基板断面と上面の模式図である。 本発明の実施例のメッキバンプ、樹脂膜層の形成方法である。 本発明の実施例の樹脂膜層の形成領域である。 インクジェット記録装置の一例である。 記録装置に搭載可能な記録ヘッドの構成例を示す斜視図である。 記録ヘッドの分解図である。 記録素子基板の一部を破断して示す斜視図である。 電気接合部の封止状態を示す記録ヘッドの一部断面図である。 従来のメッキバンプの形成方法である。 従来の電極端子部の基板断面と上面の模式図である。

＜実施例１＞
以下に本発明に係るインクジェット記録装置について説明する。この発明を実施するた
めの実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、これらの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

図４は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の一例を示す模式的平面図である。この記録装置は、記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１を位置決めして交換可能に搭載するキャリッジ１０２を有する。キャリッジ１０２には、記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１上の外部信号接続端子を介して各吐出部に駆動信号等を伝達するための電気接続部が設けられている。

キャリッジ１０２は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト１０３に沿って往復移動可能に支持されている。そして、キャリッジ１０２は、主走査モータ（キャリッジモータ）１０４によりモータプーリ１０５、従動プーリ１０６およびタイミングベルト１０７等の伝動機構を介して駆動されるとともに、その位置および移動が制御される。また、キャリッジ１０２にはホームポジションセンサ１３０が設けられている。キャリッジ１０２上のホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６の位置を通過した際に、ホームポジションとなる位置が検出される。

記録材である紙やプラスチック薄板等の記録媒体１０８は、給紙モータ１３５がギアを介してピックアップローラ１３１を回転させることにより、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２から一枚ずつ分離給紙される。さらに、記録媒体１０８は、搬送モータ１３４によりギアを介して駆動される搬送ローラ１０９の回転により、記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１の吐出口が形成された面（吐出口面）と対向する位置（記録領域）を通って搬送（副走査）される。記録媒体１０８が給紙されたか否かの判定と、給紙時における記録媒体の前縁位置の確定とは、記録媒体１０８がペーパエンドセンサ１３３を通過した時点で行われる。このペーパエンドセンサ１３３は、記録媒体１３３の後端が実際どこに有り、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出すためにも使用される。なお、記録媒体１０８は、記録領域において平坦な被記録面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）により支持される。この場合、キャリッジ１０２に搭載された記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１は、それらの吐出口面がキャリッジ１０２から下方へ突出して記録媒体１０８と平行になるように保持され、記録領域を主走査される。

記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１は、各吐出部における吐出口の配列方向がキャリッジ１０２の主走査方向に対して交差する方向（例えば副走査方向）になるようにキャリッジ１０２に搭載される。主走査の過程でこれらの吐出口列から液体であるインクを吐出することにより、吐出口配列範囲に対応した幅の記録を行う。

本実施例の記録ヘッド（液体吐出ヘッド）は、内部に液体を貯蔵する筐体であるインクタンクと一体構成となっている。そして、第１の記録ヘッドＨ１０００は、ブラックインクが充填されたインク収納部およびこのインク収納部から供給されるブラックインクを吐出する吐出部を有している。第２の記録ヘッドＨ１００１は、カラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）がそれぞれ充填されたインク収納部および各インク収納部から供給されるカラーインクを吐出する各吐出部を有している。これら記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１は、キャリッジ１０２上に、位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能なカートリッジの形態となっている。そして、充填されているインクが消費されてなくなった場合は、記録ヘッドを交換することができる。

図５～図７を参照して、以下に実施例で用いる記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１
のうち、カラー用の記録ヘッドＨ１００１の基本的構成に関して説明する。記録ヘッドＨ１０００については、ブラックインク１色のための構成であること以外は、記録ヘッドＨ１００１と同様の構成を採ることができるため、省略する。

図５は、図４の記録装置に搭載可能な記録ヘッドＨ１００１の構成例を示す斜視図である。図５＜ａ＞は、素子基板側から見た図であり、図５＜ｂ＞は、インクタンク側から見た図である。記録ヘッドＨ１００１は、図５＜ｂ＞に示すように、インクジェット記録装置のキャリッジ１０２の装着位置に案内するための装着ガイドＨ１５６０、キャリッジ側に設けた固定レバー（不図示）によりキャリッジに装着固定する係合部Ｈ１９３０を備えている。また、図５＜ａ＞に示すように、キャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（主走査方向）の突き当て部Ｈ１５７０、Ｙ方向（副走査方向）の突き当て部Ｈ１５８０、およびＺ方向（鉛直方向）の突き当て部Ｈ１５９０を備えている。これら突き当て部によりキャリッジ１０２上に位置決めされることで、電気配線テープＨ１３０１上の外部信号接続端子Ｈ１３０２とキャリッジ内に設けられた電気接続部のコンタクトピンとの電気的接触が可能となっている。記録ヘッドＨ１００１はシアン、マゼンタ及びイエローの３色のインクを吐出させるためのものである。

図６は、記録ヘッドＨ１００１の構成例の分解斜視図である。図６＜ａ＞は、電気配線テープ（中継配線部）Ｈ１３０１を分解した図であり、図６＜ｂ＞は、本体部材Ｈ１５０１を分解した図である。図６は、記録素子基板（素子基板）Ｈ１１０１、電気配線テープＨ１３０１、本体部材Ｈ１５０１、フィルタＨ１７０１、Ｈ１７０２、Ｈ１７０３、インク吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２、Ｈ１６０３、蓋部材Ｈ１９０１、シール部材Ｈ１８０１で構成される。

図６＜ａ＞に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成する。電気配線テープＨ１３０１には、記録素子基板Ｈ１１０１を組み込むための開口部Ｈ１３０３が形成されており、この開口部Ｈ１３０３の縁からは、記録素子基板Ｈ１１０１の電極部Ｈ１１０４に接続されるリードＨ１３０４が突出して形成されている。また、電気配線テープＨ１３０１には、本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号接続端子Ｈ１３０２が形成されており、リードＨ１３０４と外部信号接続端子Ｈ１３０２は連続した銅箔等を含む導電性の配線パターンでつながれている。ここで、電気配線テープＨ１３０１はＴＡＢテープを用いて形成されており、リードＨ１３０４は露出してフライングリードとなっている。

電気配線テープＨ１３０１と記録素子基板Ｈ１１０１の電気的接続は、記録素子基板Ｈ１１０１の電極部Ｈ１１０４上に形成したメッキバンプと、電気配線テープＨ１３０１のリードＨ１３０４とをギャングボンディング方式により電気接合されることでなされる。

図６＜ｂ＞に示すように、インク供給保持部材Ｈ１５０１は、内部に各色のインクを保持するための負圧を発生するための吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２，Ｈ１６０３をそれぞれ独立して保持するための空間を有することでインクタンクの機能を有する。また、記録素子基板Ｈ１１０１の各インク供給口Ｈ１１０２にそれぞれインクを導くための独立したインク流路を形成することでインク供給機能を備えている。インク吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２、Ｈ１６０３は、ＰＰ繊維を圧縮したものが使われているが、ウレタン繊維を圧縮したものでも良い。各インク流路の上流部のインク吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２、Ｈ１６０３との境界部には、記録素子基板Ｈ１１０１内部にゴミの進入を防ぐためのフィルタＨ１７０１、Ｈ１７０２、Ｈ１７０３がそれぞれ溶着により接合されている。各フィルタＨ１７０１、Ｈ１７０２、Ｈ１７０３は、ＳＵＳ金属メッシュタイプでも良いが、ＳＵＳ金属繊維焼結タイプのほうが好ましい。

図７は、記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部を破断して示す斜視図である。本実施例の記録素子基板は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギを生成する電気熱変換素子（エネルギ発生素子）を用いたものである。また、電気熱変換素子とインク吐出口とが対向するように配置され、基板の主平面に対して垂直な方向にインクを吐出させる形態のもの（サイドシュータと称される）である。図７に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１は、Ｓｉ基板Ｈ１１１０に、シアン、マゼンタおよびイエローの各色インク用の３個の長穴状のインク供給口Ｈ１１０２を並列に形成してなるものである。それぞれのインク供給口Ｈ１００２を挟んでその両側には、電気熱変換素子Ｈ１００３の列が１列ずつ配置され、各列間の電気熱変換素子同士は配列方向すなわち副走査方向に配列ピッチの１／２だけずれて配置されている。この記録素子基板Ｈ１１０１上に、吐出口形成部材Ｈ１１０９を各電気熱変換素子と吐出口と位置合わせして接合することで、各色の吐出部Ｈ１１０８が構成される。なお、吐出口形成部材Ｈ１１０９には、樹脂材料にフォトリソグラフィ技術によってインク流路壁Ｈ１１０６や吐出口Ｈ１１０７が形成されている。

また、Ｓｉ基板Ｈ１１１０上には、電気熱変換素子Ｈ１００３に電力を供給する電気配線、ヒューズ、記録データに応じて電気熱変換素子を駆動するためのロジック回路、およびこれら各部を外部と電気的に接続するための電極部Ｈ１１０４などが形成されている。さらに、電極部Ｈ１００４には、Ａｕ等のメッキバンプ形態の電極端子Ｈ１００５が形成されている。なお、電気熱変換素子Ｈ１１０３等は、既存の成膜技術を利用して形成することができる。

図８に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３０１との電気接続部分は、第１の封止剤Ｈ１３０７および第２の封止剤Ｈ１３０８により封止されており、これにより電気接続部分をインクなどの水分による腐食や外的衝撃から保護している。第１の封止剤Ｈ１３０７は、主に電気配線テープＨ１３０１のリードＨ１３０４と記録素子基板の電極端子Ｈ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤Ｈ１３０８はその電気接続部の表側を封止している。

本実施例の記録ヘッド用素子基板の電極端子およびバンプ部の構成について説明する。図１は、電極端子部の基板断面と上面の模式図である。基板２０１上に蓄熱層２０２、回路配線である第１の電気配線膜２０３、層間絶縁膜層２０４、エネルギ発生素子としてヒーター層２０５、回路配線である第２の電気配線膜２０６、回路配線を保護する保護膜層（第１の保護膜層とも称す）２０７が順次形成される。これらの層は、複数の膜層から積層構造になっている。ここで、第１の電気配線膜２０３と第２の電気配線膜２０６は、ヒーター層２０５を駆動する回路配線として積層構造に実装される。層間絶縁膜層２０４は、第１の電気配線膜２０３の縁部全周をカバーするように形成されている。このとき、層間絶縁膜層２０４は、第１の電気配線膜２０３の縁部全周に重なるように形成することから第１の電気配線膜２０３の上に形成する部分（重なり部）とそうでない部分で段差が生じる。そして、ヒーター層２０５、第２の電気配線膜２０６、保護膜層２０７と膜層を形成していく。ここで、第２の電気配線膜２０６は層間絶縁膜層２０４で生じた段差の上に積層されていることにより、凸状部を有し、その上に保護膜層２０７が形成されるため、保護膜層２０７においても凸状部を有する（保護膜凸状部）。さらに、パターニングによって保護膜層２０７に開口部が設けられ、外部と電気配線を電気的にコンタクトさせるスルーホール２００が形成されている。スルーホール２００から露出した回路配線の一部の電極部に、メッキ下地層として成膜されたＴｉＷ等の密着向上層（バリアメタル）２０８とメッキ用導体金２０９を介し、メッキバンプ層として金属材料である厚膜の金属膜２１０が電解メッキ法で形成されている。このような積層構造により、第２の電気配線膜２０６が有する凸状部を保護膜層２０７が覆うことで、電極部を露出させる開口部の周囲に、保護膜層２０７の屈曲部がある状態になっている。基板２０１は、特にその材質が限定さ
れるものではないが、熱伝導率等の観点から、シリコン基板を使用するのが好ましい。以下、基板２０１は、シリコン基板２０１として説明をする。

次に、図９を参照しながら従来におけるメッキバンプの形成方法を説明する。各工程における電極端子の膜状態を示しているが、ヒーター部やスルーホール部等、基板の全てにおける膜構造が図に示す工程のいくつかの工程によって同時に形成されることは勿論である。工程Ｓ１では、シリコン基板２０１上に、インク吐出に際してヒーターを駆動するための半導体素子からなるドライバＩＣ等のＩＣ膜層（６層程度で構成、図示せず）を形成する。そして、ＳｉＯ_２からなる蓄熱層２０２、駆動信号に応じた上記ドライバＩＣによるヒーター駆動において電源電力を供給するための共通電極または接地のための共通電極を構成するアルミからなる第１の電気配線膜２０３を形成する。ＳｉＯからなる層間絶縁膜層２０４は、第１の電気配線膜２０３の縁部全周をカバーするように形成し、電気配線膜２０３と重なる部分（重なり部）を有する。なお、重なる部分は、電気配線膜２０３の縁部の全周に沿って環状に形成される。そののち、ヒーターを構成する発熱抵抗膜層としてヒーター層２０５が、電気配線膜２０３の上と、層間絶縁膜層２０４の重なり部を含む領域をまたがって形成する。ヒーターに直接接続して電力を供給するためのアルミからなる第２の電気配線膜２０６、配線やヒーターを保護するＳｉＮやＳｉＣなどの脆性材からなる保護膜層２０７を順次形成していく。そして、フォトリソグラフィ技術により保護膜層をパターニングし、外部とアルミ回路配線を電気的にコンタクトさせるスルーホール２００が形成されている。

工程Ｓ２のように、高融点金属材料のＴｉＷの密着向上層２０８を真空成膜装置等により、所定の厚みで全面成膜する。そして、配線用金属として優れているメッキ用導体金２０９を真空成膜装置等により、所定の厚みで全面成膜する。工程Ｓ３で前記メッキ用導体金の表面に、例えばネガタイプのレジスト２２０をスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフィ法にてレジスト露光・現像を行う。そして、電解メッキ法によって、メッキ用導体金に所定の電流を流せばレジストで覆われていない所定の領域に金が析出して、バンプとなる厚膜の金属膜２１０がレジスト内側に形成される。工程Ｓ４で所定の時間、レジストの剥離液に浸漬させてレジストの除去を行いメッキ用導体金を露出させたのち、メッキ用導体金を窒素系有機化合物を含むよう素＋よう化カリウムのエッチング液に所定の時間浸漬させることで、密着向上層２０８を露出させる。工程Ｓ５で密着向上層をＨ_２Ｏ_２系のエッチング液に所定の時間浸漬させることで、アルミ電気配線に駆動電力を供給するためのメッキバンプが、メッキ用導体層からなる金メッキ層で形成される（メッキ工程）。なお、密着向上層２０８、メッキ用導体金２０９、および厚膜の金属膜２１０は、保護膜層２０７の縁部全周にオーバーラップして形成されている。

しかし、従来のメッキバンプとリードとを電気接続するボンディング方式では、メッキバンプにボンディングツールで加圧力を加えることで、メッキバンプの外側にある保護膜層の屈曲部（図１０の２１２部）が破損してクラックができてしまうことがあった。

ここで、保護膜層が破損してクラックが発生する過程を説明する。メッキバンプとリードを電気接合するため、ボンディングツールにより、リードを介してメッキバンプに荷重（衝撃荷重、押圧荷重）が加わる。ボンディングツールによりメッキバンプに加えられた加圧力によって、リード、メッキバンプが潰される。また、リード直下のメッキバンプの下に形成されているアルミからなる第１、および第２の電気配線膜もボンディングツールによりメッキバンプに加えられた加圧力により潰される。第１の電気配線膜の下に形成されている蓄熱層やシリコン基板はアルミに対して硬い材料が用いられているため、ボンディングツールによりメッキバンプに加えられた荷重で潰れることはない。

ボンディングツールによりメッキバンプに加えられた加圧力によって潰されたメッキバ
ンプ、第１、および第２の電気配線膜は、潰された領域の外側である保護膜層側へと動くこととなる。その際に、第２の電気配線膜の上側とメッキバンプの下側に形成され、第２の電気配線膜とメッキバンプとに密着している保護膜層も、第２の電気配線膜やメッキバンプの動きに追従して動くこととなる。その結果、メッキバンプの縁の外側にある保護膜層の屈曲部分に応力が集中し、保護膜層にクラックが発生することとなる。また、はがれや破断などの電気接続不良を防止するために、ボンディング時の加圧力を大きくした場合、保護膜層に発生するクラックの大きさ、発生数は増加する傾向である。

保護膜層の屈曲部にクラックができてしまうと、そのクラックからインクなどの水分が入ってしまい、保護膜層で覆われていたアルミからなる電気配線膜が腐食してしまうという問題が発生する。記録ヘッドの製造過程では、インクなどの水分からの電気接続部の保護を目的として、電気接続部に封止剤を塗布しているが、封止剤に吸湿された水分がクラックから入り込み、電気配線膜の腐食を引き起こす可能性がある。

そこで、本実施例では、厚膜の金属膜２１０を形成したのち、メッキバンプの縁の外側にある保護膜層２０７の屈曲部２１２を覆うように、第２の保護膜層として樹脂膜層２１１（伸縮性樹脂膜）を形成することを特徴とする。従来の電極端子の構成のように、保護膜層２０７の屈曲部２１２が露出していると、ギャングボンディングによりリードを一括して電極端子上のメッキバンプに接合した際、メッキバンプの外側にある保護膜層の屈曲部にクラックが発生することがあった。しかし、本実施例の構成にすることによって、保護膜層の屈曲部にクラックができても、クラック部は第２の保護膜層である樹脂膜層２１１により保護される。そのため、インクなどの水分や電気接続部の保護を目的として塗布されている封止剤に吸湿されている水分がクラックから入り、保護膜層で覆われていたアルミ配線が腐食してしまうという問題を防止することができる。

図２を参照しながら本実施例の構成の電極端子の製造方法を説明する。積層工程である工程Ｓ１～Ｓ５については、前述した工程と同様のため、省略する。ここでは、本実施例における特徴である工程Ｓ６～Ｓ９を説明する。工程Ｓ６で保護膜層２０７の表面に、樹脂膜層２１１をスピンコート法にて塗布し、樹脂膜層２１１を加熱硬化させる。なお、樹脂膜層２１１の材料は、ポリエーテルアミド樹脂、アクリル系樹脂、環化ゴム、エポキシ樹脂などを用いることが可能である。工程Ｓ７で樹脂膜層２１１の表面に、例えばネガタイプのレジスト２２０をスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフィ法にてレジスト露光・現像を行う。工程Ｓ８でメッキバンプの縁の外側にある保護膜層２０７の屈曲部を覆う樹脂膜層２１１を残して、その他領域の樹脂膜層をエッチングにて除去する。工程Ｓ９で所定の時間、レジストの剥離液に浸漬させることでレジスト２２０の除去を行う（保護膜形成工程）。このように、第２の保護膜層として樹脂膜層２１１を形成することで、保護膜層２０７の屈曲部に樹脂膜層２１１を形成し、保護膜層２０７にクラックが発生してもインク等の水分がクラックに侵入することを防ぐことができる。

図８に本実施例における電気接合部の封止状態を示す記録ヘッドの一部断面図を示す。図８に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３０１との電気接続部分は、インクによる腐食や外的衝撃から保護するために、第１の封止剤Ｈ１３０７および第２の封止剤Ｈ１３０８により封止する。第１の封止剤Ｈ１３０７は、主に電気配線テープＨ１３０１のリードＨ１３０４と記録素子基板の電極端子Ｈ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤Ｈ１３０８は、その接続部の表側を封止している。従来の電極端子の構成では、第２の封止剤Ｈ１３０８は保護膜層上に塗布されるのに対して、本実施例の構成においては、第２の封止剤Ｈ１３０８は保護膜層２０７上と樹脂膜層２１１上に塗布されることとなる。樹脂膜層２１１と第２の封止剤Ｈ１３０８との密着性に対して、保護膜層２０７と第２の封止剤Ｈ１３０８との密着性は大きくなるので、樹脂膜層２１１上に塗布された第２の封止剤Ｈ１３０８は、保護膜層２１１上
に塗布された場合よりも流れにくくなる。その結果、封止剤による電気接続部分の保護が十分得られない可能性がある。または、記録素子基板からの封止剤高さが高くなることにより画像記録部における記録材の搬送に影響を与える可能性がある。そのため、本実施例の構成においては、第２の封止剤の流動性低下による上記懸念を回避するため、樹脂膜層（伸縮性樹脂膜）の形成領域は限定的であることが望ましい。

＜実施例２＞
実施例１では、樹脂膜層２１１の形成領域として、図１に示すように保護膜層２０７の屈曲部全域を環状に覆うようにした。本実施例では、樹脂膜層２１１の形成領域を図３＜ａ＞、＜ｂ＞に示すように、メッキバンプ層にコの字型に形成してもよい。また、図３＜ｃ＞に示すように、ギャングボンディング時の熱圧着部２１３の少なくとも近傍にある保護膜層の屈曲部上に形成してもよい。

＜実施例３＞
ところで、記録素子基板上に、インク流路壁や吐出口を形成した吐出口形成部材（流路形成部材）が位置合わせして接合される接合工程がある。この接合時の密着性を高めるために、記録素子基板上には密着性向上層が設けられることがある。本実施例では、第２の保護膜層として、この密着性向上層を使用する。すなわち、密着性向上層を保護膜層の屈曲部分上に形成する。これによると、第１の実施例、第２の実施例のような樹脂膜層を別途配置することによる工程数の増大を防ぐことができる。

以上のように、本実施例の構成にすることにより、ギャングボンディングによる記録素子基板とリードの電気接合時に保護膜層の屈曲部分にクラックができても、樹脂膜層がクラック部を覆うように保護している。そのため、そのクラックからインクなどの水分が侵入し、保護膜層で覆われていたアルミ配線が腐食してしまうという問題を防止するとともに、電気信頼性の低下や印刷時の不具合を防止することができる。なお、本実施例ではギャングボンディングを行う場合について説明したが、本発明はシングルポイントボンディングを行う場合にも有効であることは勿論である。

また本発明は、インクジェット記録ヘッドの製造工程において、記録素子基板と電気配線基板を電気接続する工程が先行するものであっても、記録素子基板と電気配線基板とをそれぞれ単体で先にベース部材に固着してから両者の電気接続を行うものであってもよい。

さらに本実施例では、シアン、マゼンタおよびイエローの３色のインクを吐出させるカラー用の記録ヘッドの構成に本発明を適用した例について説明した。しかし、ブラックインク用の記録ヘッドについても同様の構成を採ることができるのは勿論である。また、記録ヘッドにおいて用いるインクの色調（色および濃度）の種類や数についても、適宜定め得ることは言うまでもない。

加えて、本実施例ではインク収納部分を分離不能に一体化してなる記録ヘッドに本発明を適用した場合を例示した。しかし、電極端子や保護層などに及ぶ負荷を緩和するという観点からは、インクタンクを分離可能に一体化してなる、もしくはインクタンクとは別体であるような記録ヘッドの形態へ適用してもよい。

２００：スルーホール、２０１：シリコン基板、２０２：蓄熱層、２０３：第１の電気配線膜、２０４：層間絶縁膜層、２０５：ヒーター層、２０６：第２の電気配線膜、２０７：保護膜層、２０８：密着向上層、２０９：メッキ用導体金、２１０：厚膜の金属膜、２１１：樹脂膜層、２１２：保護膜の屈曲部

Claims (14)

1. 記録材に液体を吐出する液体吐出ヘッドに用いられる素子基板であって、
   基板と、
   液体の吐出に用いられるエネルギを発生するエネルギ発生素子と、
   外部と電気的に接続するための電極部を有し、前記エネルギ発生素子を駆動するための回路配線であって、前記基板に実装される回路配線と、
   前記電極部を露出させる開口部を有する、前記回路配線を覆う第１の保護膜層と、
   前記電極部の上に形成されるメッキ下地層と、
   前記メッキ下地層の上に形成される金属材料からなるメッキバンプ層と、
   を備え、
   前記第１の保護膜層には、前記第１の保護膜層が前記回路配線の有する凸状部を覆うことによって形成される屈曲部が形成されており、
   前記屈曲部を覆うように前記第１の保護膜層の上に第２の保護膜層が形成されていることを特徴とする素子基板。
2. 前記回路配線は、複数の膜層からなる積層構造を有し、前記基板に対して蓄熱層を介して実装され、
   前記エネルギ発生素子は、前記積層構造に含まれる発熱抵抗膜層であり、
   前記積層構造は、
   前記蓄熱層の上に形成される第１の電気配線膜と、
   前記第１の電気配線膜の縁部の上に重なる重なり部を有し、前記蓄熱層の上に形成される層間絶縁膜層と、
   前記第１の電気配線膜の上と、前記層間絶縁膜層の前記重なり部を含む領域の上と、にまたがって形成される前記発熱抵抗膜層と、
   前記発熱抵抗膜層の上に形成される第２の電気配線膜と、
   を含み、
   前記重なり部は、前記第１の電気配線膜の縁部の全周に沿って環状に形成され、
   前記発熱抵抗膜層と前記第２の電気配線膜において前記重なり部の上に重なる部分が、前記回路配線の前記凸状部を形成することを特徴とする請求項１に記載の素子基板。
3. 前記屈曲部は、環状の前記凸状部に対応して環状に形成され、
   前記第２の保護膜層は、環状の前記屈曲部のうち、少なくとも、前記メッキバンプ層の上に接合されるリードの延びる方向と平行な領域を覆うように、前記第１の保護膜層の上に形成されることを特徴とする請求項２に記載の素子基板。
4. 前記屈曲部は、環状の前記凸状部に対応して環状に形成され、
   前記第２の保護膜層は、環状の前記屈曲部のうち、少なくとも、前記メッキバンプ層と前記リードとの間の熱圧着部の近傍の領域を覆うように、前記第１の保護膜層の上に形成されることを特徴とする請求項３に記載の素子基板。
5. 前記メッキ下地層は、前記第１の保護膜層の前記開口部の縁部全周の上に重なる部分を有して、前記電極部の上に形成されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の素子基板。
6. 前記第１の保護膜層は、前記回路配線の前記凸状部に対応して形成される保護膜凸状部を有し、
   前記屈曲部は、前記保護膜凸状部において前記メッキ下地層に近い側に形成される屈曲部であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の素子基板。
7. 前記第２の保護膜層は、樹脂膜層であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の素子基板。
8. 前記樹脂膜層の材料は、ポリエーテルアミド樹脂、アクリル系樹脂、環化ゴム、又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の素子基板。
9. 前記第１の保護膜層の上に接合される、液体吐出ヘッドにおける液体の流路を形成する流路形成部材をさらに備え、
   前記第２の保護膜層は、前記第１の保護膜層と前記流路形成部材との間の密着性を高めるための密着性向上層であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の素子基板。
10. 記録材に液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、
    基板と、
    液体の吐出に用いられるエネルギを発生するエネルギ発生素子と、
    外部と電気的に接続するための電極部を有し、前記エネルギ発生素子を駆動するための回路配線であって、前記基板に実装される回路配線と、
    前記電極部を露出させる開口部を有する、前記回路配線を覆う第１の保護膜層と、
    前記電極部の上に形成されるメッキ下地層と、
    前記メッキ下地層の上に形成される金属材料からなるメッキバンプ層と、
    を備え、
    前記第１の保護膜層には、前記第１の保護膜層が前記回路配線の有する凸状部を覆うことによって形成される屈曲部が形成されている素子基板と、
    前記電極部と接続するリードを備える中継配線部と、
    前記素子基板に供給する前記液体を内部に貯蔵する筐体と、
    を有する液体吐出ヘッドにおいて、
    前記素子基板は、前記屈曲部を覆うように前記第１の保護膜層の上に第２の保護膜層が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
11. 基板と、
    液体の吐出に用いられるエネルギを発生するエネルギ発生素子と、
    外部と電気的に接続するための電極部を有し、前記エネルギ発生素子を駆動するための回路配線であって、前記基板に実装される回路配線と、
    前記電極部を露出させる開口部を有する、前記回路配線を覆う第１の保護膜層と、
    前記電極部の上に形成されるメッキ下地層と、
    前記メッキ下地層の上に形成される金属材料からなるメッキバンプ層と、
    前記第１の保護膜層には、前記第１の保護膜層が前記回路配線の有する凸状部を覆うことによって形成される屈曲部と、を有し、記録材に液体を吐出する液体吐出ヘッドに用いられる素子基板の製造方法であって、
    前記基板に前記エネルギ発生素子を含む複数の膜層からなる前記回路配線の積層構造を形成し、前記開口部を介して前記電極部を露出させるように前記回路配線を前記第１の保護膜層で覆う積層工程と、
    前記メッキ下地層を前記電極部の上に形成し、前記メッキ下地層の上に前記メッキバンプ層をメッキ法によって形成するメッキ工程と、
    を含む素子基板の製造方法において、
    前記メッキ工程の後に、前記積層工程において前記回路配線が有する凸状部を前記第１の保護膜層で覆うことで前記第１の保護膜層の前記開口部の周囲に形成された屈曲部を覆うように、第２の保護膜層を形成する保護膜形成工程を有することを特徴とする素子基板の製造方法。
12. 前記積層工程において、前記回路配線を、前記基板に対して蓄熱層を介して実装し、
    前記エネルギ発生素子は、前記積層構造に含まれる発熱抵抗膜層であり、
    前記積層工程は、前記積層構造として、
    第１の電気配線膜を、前記蓄熱層の上に形成する工程と、
    層間絶縁膜層を、前記第１の電気配線膜の縁部の上に重なる重なり部を前記第１の電気配線膜の縁部の全周に沿って環状に有するように、前記蓄熱層の上に形成する工程と、
    前記発熱抵抗膜層を、前記第１の電気配線膜の上と、前記層間絶縁膜層の前記重なり部を含む領域の上と、にまたがって形成する工程と、
    第２の電気配線膜を、前記発熱抵抗膜層の上に形成する工程と、
    を含み、
    前記凸状部は、前記発熱抵抗膜層と前記第２の電気配線膜において前記重なり部の上に重なる部分によって形成されることを特徴とする請求項１１に記載の素子基板の製造方法。
13. 基板と、
    液体の吐出に用いられるエネルギを発生するエネルギ発生素子と、
    外部と電気的に接続するための電極部を有し、前記エネルギ発生素子を駆動するための回路配線であって、前記基板に実装される回路配線と、
    前記電極部を露出させる開口部を有する、前記回路配線を覆う第１の保護膜層と、
    前記電極部の上に形成されるメッキ下地層と、
    前記メッキ下地層の上に形成される金属材料からなるメッキバンプ層と、
    を備え、
    前記第１の保護膜層には、前記第１の保護膜層が前記回路配線の有する凸状部を覆うことによって形成される屈曲部が形成されている素子基板と、
    前記電極部と接続するリードを備える中継配線部と、
    前記素子基板に供給する前記液体を内部に貯蔵する筐体と、
    前記保護膜層の上に接合される、液体吐出ヘッドにおける液体の流路を形成する流路形成部材と、
    を備える、記録材に液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記基板に前記エネルギ発生素子を含む複数の膜層からなる前記回路配線の積層構造を形成し、前記開口部を介して前記電極部を露出させるように前記回路配線を前記第１の保護膜層で覆う積層工程と、
    前記メッキ下地層を前記電極部の上に形成し、前記メッキ下地層の上に前記メッキバンプ層をメッキ法によって形成するメッキ工程と、
    前記素子基板に前記流路形成部材を位置合わせして接合する接合工程と、
    を含む液体吐出ヘッドの製造方法において、
    前記メッキ工程の後、かつ前記接合工程の前に、前記第１の保護膜層と前記流路形成部材との間の密着性を高めるための密着性向上層を、前記積層工程において前記回路配線が有する凸状部を前記第１の保護膜層で覆うことで前記第１の保護膜層の前記開口部の周囲に形成された屈曲部を覆うように形成する工程を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
14. 前記積層工程において、前記回路配線を、前記基板に対して蓄熱層を介して実装し、
    前記エネルギ発生素子は、前記積層構造に含まれる発熱抵抗膜層であり、
    前記積層工程は、前記積層構造として、
    第１の電気配線膜を、前記蓄熱層の上に形成する工程と、
    層間絶縁膜層を、前記第１の電気配線膜の縁部の上に重なる重なり部を前記第１の電気配線膜の縁部の全周に沿って環状に有するように、前記蓄熱層の上に形成する工程と、
    前記発熱抵抗膜層を、前記第１の電気配線膜の上と、前記層間絶縁膜層の前記重なり部を含む領域の上と、にまたがって形成する工程と、
    第２の電気配線膜を、前記発熱抵抗膜層の上に形成する工程と、
    を含み、
    前記凸状部は、前記発熱抵抗膜層と前記第２の電気配線膜において前記重なり部の上に重なる部分によって形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
    

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