JP5817176B2 - Wiring board, liquid jet head, and method of manufacturing liquid jet head - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板、液体噴射ヘッド及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a wiring board, a liquid jet head, and a method for manufacturing the liquid jet head .
基板上に配線部がパターニングされた配線基板を具備するものとしては、例えば、液体噴射ヘッドが挙げられる。下記特許文献1には、液体噴射ヘッドとして、ノズルに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方の面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側に接合され、その基板上にパターニングされた配線部を介して駆動IC等が実装される保護基板(配線基板)と、を有するものが開示されている。 For example, a liquid ejecting head may be used as the wiring board having the wiring portion patterned on the substrate. In the following Patent Document 1, as a liquid ejecting head, a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle is formed, a piezoelectric element formed on one surface side of the flow path forming substrate, and a flow path forming A substrate having a protective substrate (wiring substrate) which is bonded to the piezoelectric element side of the substrate and on which a driving IC or the like is mounted via a wiring portion patterned on the substrate is disclosed.
この配線部は、スパッタ法により、基板上に密着層及び金属層を順次全面に成膜し、その後、金属層上にレジストを形成し、このレジストをマスクとしてウェットエッチングすることによってパターニングされている。密着層は、二酸化シリコン(SiO2)からなる基板と金(Au)からなる金属層との密着性を確保するためのもので、例えば、卑金属であるニッケルクロム(NiCr)を材料とし、50〜100ナノメートル(nm)程度の厚みで形成される。金属層は、この密着層の上に1000nm程度の厚みで形成される。 The wiring portion is patterned by sputtering, by sequentially forming an adhesion layer and a metal layer on the entire surface of the substrate, and then forming a resist on the metal layer and performing wet etching using the resist as a mask. . The adhesion layer is for ensuring adhesion between a substrate made of silicon dioxide (SiO 2 ) and a metal layer made of gold (Au). For example, nickel chrome (NiCr) which is a base metal is used as a material, and 50 to It is formed with a thickness of about 100 nanometers (nm). The metal layer is formed with a thickness of about 1000 nm on this adhesion layer.
ところで、スパッタ法は、数百℃の高温雰囲気下で行うため、成膜後、常温に戻ると、上記厚みを有する金属層の熱収縮による膜応力で、基板に反りが生じやすい。また、金属層は、駆動IC等との接続配線として機能するため、比抵抗が小さいことが望ましい。
そこで、本願発明者は、金属層の成膜法として、数十℃の低温雰囲気下で行え、且つ、スパッタ層よりも比抵抗を小さくできるメッキ法を採用することを考えた。
By the way, since the sputtering method is performed in a high temperature atmosphere of several hundred degrees Celsius, the substrate is likely to warp due to the film stress due to the thermal contraction of the metal layer having the above thickness after returning to room temperature after film formation. In addition, since the metal layer functions as a connection wiring with a driving IC or the like, it is desirable that the specific resistance is small.
Therefore, the inventor of the present application has considered adopting a plating method that can be performed in a low-temperature atmosphere of several tens of degrees Celsius and can have a specific resistance smaller than that of the sputtered layer.
しかしながら、メッキ法により形成されたメッキ層は、スパッタ法により形成されたスパッタ層よりも表面が粗く、毛細管力が働き易い。このため、メッキ層が、密着層の幅(外縁部)からはみ出して形成された場合、例えば、所定部材を基板に接着する接着剤が、基板とメッキ層との微小な隙間に沿って流れ出し、この隙間から毛細管力によりメッキ層の表面に乗り上がり、駆動IC等との電気的な接続を不良とさせる、といった事態を生じさせ得る。また、このような場合、密着層から浮いたはみ出し部を起点として、金属層の剥離が生じ易くなる。 However, the plated layer formed by the plating method has a rougher surface than the sputtered layer formed by the sputtering method, and the capillary force tends to work. For this reason, when the plating layer is formed so as to protrude from the width (outer edge portion) of the adhesion layer, for example, an adhesive that adheres the predetermined member to the substrate flows out along a minute gap between the substrate and the plating layer, From this gap, it is possible to cause a situation where the surface of the plating layer is climbed by the capillary force, resulting in poor electrical connection with the driving IC or the like. Further, in such a case, the metal layer is likely to be peeled off starting from the protruding portion floating from the adhesion layer.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、メッキ法を採用するにあたり生じ得る配線部の電気的接続不良及び剥離を抑制できる配線基板、液体噴射ヘッド及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a wiring board, a liquid ejecting head, and a method for manufacturing the liquid ejecting head that can suppress poor electrical connection and peeling of the wiring portion that may occur when the plating method is employed. The purpose is to do.
上記の課題を解決するために、本発明は、基板上に配線部がパターニングされた配線基板であって、上記配線部は、上記基板に形成された密着層と、上記密着層に接して形成された金属層と、上記金属層に接して形成されたメッキ層と、を含む積層構造であり、上記密着層の外縁部を含む上記配線部の断面において、上記密着層の外縁部は、上記金属層および上記メッキ層の外縁部よりも大きく形成されており、上記メッキ層は、上記密着層に延出して設けられているという構成を採用する。
また、本発明においては、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、上記圧力発生室に対向して上記流路形成基板に設けられ、上記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、上記圧力発生手段を収容する保持部を有し、上記流路形成基板の上記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、上記保護基板の上記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備え、上記配線部は、上記保護基板に形成された密着層と、上記密着層に形成された金属層と、少なくとも上記金属層に形成されたメッキ層とを有し、上記密着層は、上記金属層および上記メッキ層の外縁部よりも大きく形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドを採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、金属層とメッキ層の2層構造が、密着層の外縁部内に収められることから、接着剤が流れ出してもスパッタ法により形成され毛細管力が働き難い密着層で堰き止められるため、メッキ層の表面への接触及び乗り上がりを防止でき、また、密着層からのはみ出し部が形成されないため、メッキ層の剥離が生じ難くなる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a wiring board in which a wiring portion is patterned on a substrate, wherein the wiring portion is formed in contact with the adhesion layer formed on the substrate and the adhesion layer. And a plating layer formed in contact with the metal layer, and in the cross section of the wiring portion including the outer edge portion of the adhesion layer, the outer edge portion of the adhesion layer is The metal layer is formed larger than the outer edge of the plating layer, and the plating layer is provided so as to extend from the adhesion layer .
Further, in the present invention, a flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with a nozzle for ejecting liquid, and provided on the flow path forming substrate facing the pressure generating chamber, A pressure generating means for causing a pressure change in the liquid; a protective substrate having a holding portion for accommodating the pressure generating means; and being bonded to a surface of the flow path forming substrate on which the pressure generating means is provided; A wiring portion provided on a surface opposite to the surface to be bonded to the flow path substrate of the protective substrate, and the wiring portion is formed on the adhesion layer formed on the protection substrate and the adhesion layer A liquid jet, wherein the metal layer and at least a plating layer formed on the metal layer are formed, and the adhesion layer is formed larger than an outer edge portion of the metal layer and the plating layer. Adopt a head.
By adopting such a configuration, in the present invention, since the two-layer structure of the metal layer and the plating layer is stored in the outer edge portion of the adhesion layer, the capillary force is formed by the sputtering method even if the adhesive flows out. Since it is dammed by the adhesion layer which is hard to work, it is possible to prevent the plating layer from contacting and climbing on the surface, and since the protruding portion from the adhesion layer is not formed, the plating layer is hardly peeled off.
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドであって、上記メッキ層は、上記密着層にも延出して設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、メッキ層が金属層からはみ出しても、密着層から浮くことがなくなるため剥離が生じ難くなる。
In the present invention, the liquid ejecting head described above is configured such that the plating layer is provided to extend to the adhesion layer.
By adopting such a configuration, in the present invention, even if the plating layer protrudes from the metal layer, it does not float from the adhesion layer, so that peeling does not easily occur.
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドであって、上記金属層および上記メッキ層は、金で形成されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、配線部が金(Au)から形成される金属層及びメッキ層を含むこととなるため、スパッタ法のみで形成するよりも、基板に対する反りを低減でき、また、比抵抗を小さくすることができる。
In the present invention, the above-described liquid ejecting head employs a configuration in which the metal layer and the plating layer are made of gold.
By adopting such a configuration, in the present invention, since the wiring portion includes a metal layer and a plating layer formed of gold (Au), the warp to the substrate is made rather than forming only by the sputtering method. The specific resistance can be reduced.
また、本発明においては、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、上記圧力発生室に対向して上記流路形成基板に設けられ上記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、上記圧力発生手段を収容する保持部を有し、上記流路形成基板の上記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、上記保護基板の上記流路基板と接合される面とは反対側の面に設けられた配線部と、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記保護基板上に、スパッタ法により密着層と金属層とを順次形成し、上記密着層と上記金属層とをエッチングすることによりパターニングする第1パターニング工程と、上記第1パターニング工程によりエッチングされた上記金属層を、上記密着層の外縁部よりも小さくなるようにさらにエッチングする第2パターニング工程と、メッキ法により、少なくとも上記第2パターニング工程によりエッチングされた上記金属層に、メッキ層を形成するメッキ層形成工程と、を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、配線部をエッチングによりパターニングした後、さらに金属層を密着層の外縁部よりも小さくする第2のパターニングを行うことにより、金属層とメッキ層の2層構造が、密着層の外縁部内に収められることから、接着剤が流れ出してもスパッタ法により形成され毛細管力が働き難い密着層で堰き止められるため、メッキ層の表面への接触及び乗り上がりを防止でき、また、密着層からのはみ出し部が形成されないため、メッキ層の剥離が生じ難くなる。
In the present invention, the flow path forming substrate provided with the pressure generating chamber communicating with the nozzle for ejecting the liquid, and the liquid in the pressure generating chamber provided on the flow path forming substrate facing the pressure generating chamber. A pressure generating means that causes a pressure change in the liquid crystal, a holding portion that accommodates the pressure generating means, a protective substrate that is bonded to a surface of the flow path forming substrate on which the pressure generating means is provided, and the protection And a wiring portion provided on a surface opposite to the surface to be bonded to the flow path substrate of the substrate, and a manufacturing method of a liquid ejecting head, wherein an adhesion layer is formed on the protective substrate by a sputtering method. A metal layer is sequentially formed, and a patterning process is performed by etching the adhesion layer and the metal layer, and the metal layer etched by the first patterning process is connected to an outer edge of the adhesion layer. A second patterning step of further etching so as to be smaller than a plating layer, and a plating layer forming step of forming a plating layer on at least the metal layer etched by the second patterning step by a plating method. The manufacturing method of the liquid jet head is adopted.
By adopting such a technique, in the present invention, after the wiring portion is patterned by etching, the metal layer and the plating layer are further formed by performing second patterning that makes the metal layer smaller than the outer edge portion of the adhesion layer. Since the two-layer structure is housed in the outer edge portion of the adhesion layer, it is dammed by the adhesion layer that is formed by the sputtering method even if the adhesive flows out, and the capillary force is difficult to work. The rise can be prevented, and the protruding portion from the adhesion layer is not formed, so that the plating layer hardly peels off.
また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記メッキ層形成工程は、上記メッキ層を上記密着層にも延出して形成するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、メッキ層が金属層からはみ出しても、密着層から浮くことがなくなるため剥離が生じ難くなる。
In the present invention, the method for manufacturing the liquid jet head described above, wherein the plating layer forming step employs a technique in which the plating layer is formed to extend to the adhesion layer.
By adopting such a method, in the present invention, even if the plating layer protrudes from the metal layer, it does not float from the adhesion layer, and therefore, peeling does not easily occur.
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、インクジェット式記録ヘッドを例示して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an ink jet recording head will be described as an example.
図1は、本発明の実施形態における製造方法によって製造された保護基板(配線基板)を具備するインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図2は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。図3は、本発明の実施形態における保護基板上の配線構造を示す断面図である。
図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an ink jet recording head including a protective substrate (wiring substrate) manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view showing the configuration of the ink jet recording head in the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a wiring structure on the protective substrate in the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the flow
この流路形成基板10には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された複数の圧力発生室12が幅方向に並設されている。各圧力発生室12の外側には、各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構成する連通部13が形成され、各圧力発生室12の長手方向一端部とそれぞれインク供給路14を介して連通されている。
A plurality of
また、流路形成基板10の一方の開口面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側で連通するノズル21が穿設されたノズルプレート20が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、あるいはステンレス鋼(SUS)などからなる。
Further, a
流路形成基板10の上記開口面とは反対側には、上述したように二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)等からなる絶縁体膜55が積層形成されている。また、絶縁体膜55上には、圧力発生手段としての、下電極膜60と圧電体層70と上電極膜80とからなる圧電素子300が形成されている。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80を含む部分をいう。
As described above, the
一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。例えば、本実施形態では、下電極膜60を圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。圧電素子300の個別電極である各上電極膜80の端部近傍には、例えば、金(Au)等からなるリード電極90が接続され、このリード電極90は、圧電素子300を駆動するための駆動IC(駆動部)220と駆動配線200を介して接続される。
In general, one electrode of the
このような圧電素子300が形成された流路形成基板10上には、表面に配線部210が設けられた配線基板、本実施形態では、保護基板30が接着層35を介して接合されている。この保護基板30は、圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300を保護するための空間である保持部31を有し、圧電素子300はこの圧電素子300内に配置されている。なお、保持部31は、密封されていても密封されていなくてもよい。
On the flow
また、保護基板30には、連通部13に対向する領域に、保護基板30を厚さ方向に貫通する貫通部であるリザーバ部32が設けられている。このリザーバ部32は、上述したように、流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構成している。なお、保護基板30は、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、例えば、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成している。
Further, the
保護基板30上には、リザーバ部32に対向する領域に、例えば、PPSフィルム等の可撓性を有する材料からなる封止膜41及び、金属材料等の硬質材料からなる固定板42とで構成されるコンプライアンス基板40が接合されている。固定板42のリザーバ部32に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、リザーバ部32の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
On the
また、この保護基板30上には、各圧電素子300をそれぞれ選択的に駆動するための駆動IC220が実装されている。保護基板30上には、所定形状にパターニングされた配線部210が設けられており、駆動IC220は、この配線部210上に実装されている。配線部210には、例えば、FPC等の外部配線(図示なし)が電気的に接続され、この外部配線からの駆動信号及び駆動電圧が、配線部210を介して各駆動IC220に供給されるようになっている。
On the
図3に示すように、配線部210は、保護基板30上に、スパッタ法により設けられた密着層211を介して金属層213及びメッキ層214が設けられて構成されている。メッキ層214の表面は、密着層211、金属層213の表面よりも粗く、また、本実施形態では密着層211の上にも延出して設けられている。金属層213及びメッキ層214の大きさは、密着層211の外縁部よりも小さく形成されている。換言すると、図3に示す断面視では、密着層211の幅は、金属層213及びメッキ層214の幅以上に形成されている。
As shown in FIG. 3, the
金属層213及びメッキ層214の材料は、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等を用いることができる。本実施形態では、配線部210の所定の電気特性を確保するため、比抵抗の小さい金(Au)を用い、金属層213を200nm程度の厚さで形成し、メッキ層214を1200nm程度の厚さで形成した。
The material of the
密着層211は、金属層213と保護基板30(SiO2)との密着性を確保するための役割を果たすものであり、その材料は金属層213の材料に応じて適宜決定されればよいが、例えば、タングステン(W)、ニッケル(Ni)又はクロム(Cr)、若しくはこれらの化合物等が好適に用いられる。本実施形態では、金属層213が金(Au)からなるため、密着層211の材料としてニッケルクロム(NiCr)を用いている。なお、本実施形態では、密着層211を100nm程度の厚さで形成した。
The
上記構成のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ100からノズル21に至るまで内部をインクで満たした後、配線部210と電気的に接続された駆動IC220からの駆動信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に駆動電圧を印加し、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力を高め、ノズル21からインク滴を吐出させることが可能となっている。
In the ink jet recording head having the above-described configuration, ink is taken in from an external ink supply unit (not shown), filled with ink from the
以下、上記構成のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に、保護基板30上に配線部210を形成する工程について説明する。
なお、配線部210を形成する前の保護基板30には、予め保持部31及びリザーバ部32が形成されており、それらは例えば、保護基板30となるシリコン基板の表面に形成した二酸化シリコン膜をマスクとしてウェットエッチングすることによって形成されている。
Hereinafter, a method of manufacturing the ink jet recording head having the above-described configuration, particularly a process of forming the
Note that the holding
図4は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第1パターニング工程を説明するための図である。図5は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうちの第2パターニング工程及びメッキ層形成工程を説明するための図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining a first patterning step in the method of manufacturing an ink jet recording head in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining a second patterning step and a plating layer forming step in the method of manufacturing an ink jet recording head in the embodiment of the present invention.
先ず、図4(a)に示すように、保護基板30となる表面が二酸化シリコン膜で覆われたシリコン基板上に、順次、密着層211と金属層213とをスパッタ法によって全面に亘って成膜する。密着層211は、100nm程度の厚さで形成され、金属層213は、200nm程度の厚さで形成される。
次に、金属層213上にレジストを塗布等することによりレジストパターン160を形成する。具体的には、例えば、ネガレジストをスピンコート法等により金属層213上に塗布し、その後、所定形状のマスクを用いて露光・現像等を行うことによって所定パターンのレジストを形成する。勿論、ネガレジストの代わりにポジレジストを用いてもよい。
First, as shown in FIG. 4A, an
Next, a resist
次に、図4(b)に示すように、このレジストパターン160をマスクとして、金属層213をウェットエッチングして所定形状にパターニングする。すなわち、密着層211が露出するまで金属層213をウェットエッチングする。
次いで、図4(c)に示すように、レジストパターン160をマスクとして密着層211をウェットエッチングして所定形状にパターニングする。すなわち、保護基板30の表面が露出するまで密着層211をウェットエッチングする。このとき、密着層211は、深さ方向にエッチングされると共に面内方向にもエッチング(サイドエッチング)され、金属層213の下側の一部まで除去されてしまう。なお、この一因としては、金属層213と密着層211との間で生じる電食反応が考えられる。
Next, as shown in FIG. 4B, the
Next, as shown in FIG. 4C, the
次に、図5(a)に示すように、レジストパターン160を除去することなく、金属層213をさらにエッチング(サイドエッチング)することにより、金属層213の大きさを、密着層211の外縁部よりも小さくする。換言すると、金属層213の幅を、密着層211の幅未満にする。この第2パターニング工程では、後の工程で形成するメッキ層214の厚みに応じて、例えばエッチング時間等を管理することで、金属層213のエッチング量を調整する。本実施形態のように、配線部210の所定の電気特性を確保するために、メッキ層214の厚みを、例えば、上述のように1200nm程度と設定した場合には、金属層213の幅方向のエッチング量(図3において符号aで示す)を、当該メッキ層214の厚みと同等か、それ以上に大きくするように調整する。
Next, as shown in FIG. 5A, the
次いで、図5(b)に示すように、レジストパターン160を除去する。
そして、メッキ層形成工程として、図5(c)に示すように、メッキ法により、少なくとも金属層213の上にメッキ層214を形成すると共に、メッキ層214の幅を、密着層211の幅以下に調整する。このメッキ法としては、例えば無電解メッキ法を用いることができ、保護基板30を50℃程度のメッキ液に浸漬させ、金属層213を自己触媒としてメッキ液中の金(Au)を化学的に析出させることにより、所定厚のメッキ層214を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, the resist
Then, as a plating layer forming step, as shown in FIG. 5C, the
メッキ法では、厚み方向と略同じ分だけ幅方向にもメッキ層214が形成されることから、前の第2パターニング工程において、メッキ層214の厚みに応じて、金属層213の幅方向のエッチング量を調整することで、配線部210の所定の電気特性を確保できる厚みを維持しつつ、メッキ層214の密着層211からのはみ出しを防止することができる。以上により、保護基板30上に、図3に示すような、密着層211の大きさが、金属層213及びメッキ層214の外縁部よりも大きく形成された配線部210を設けることができる。
In the plating method, since the
なお、このように形成された保護基板30を、圧電素子300が形成された流路形成基板10と接合し、接合した側と逆側の流路形成基板10を研磨及びフッ硝酸によるエッチングにより所定の厚さとした後、窒化シリコンからなるマスクを形成し、このマスクを介して異方性エッチングすることで、圧力発生室12や連通部13等を形成し、さらに、連通部13とリザーバ部32とを連通させてリザーバ100を形成する。その後、配線部210上に駆動IC220を実装すると共に、駆動IC220とリード電極90とを駆動配線200を介して接続する。さらに、流路形成基板10に、ノズルプレート20を接合すると共に、保護基板30に、コンプライアンス基板40を接合することによって、図1及び図2に示す構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
The
続いて、上記のように形成された配線部210の作用効果について、図6に示す配線部310と比較して説明する。
図6は、密着層311の大きさが、メッキ層314の外縁部よりも小さく形成された配線部310を示す参考図である。
Subsequently, the operation and effect of the
FIG. 6 is a reference diagram showing the
図3及び図6に示すように、メッキ法により形成されたメッキ層214,314は、スパッタ法により形成された金属層213,313よりも表面が粗く、毛細管力が働き易い。この一因としては、スパッタの付着作用によるものと、メッキの析出作用によるものとの成膜法の違いが考えられる。図6に示すように、密着層311の大きさが、メッキ層314の外縁部よりも小さく形成され、メッキ層314が密着層311からはみ出した場合、保護基板30とメッキ層314との間に微小な隙間(具体的には、密着層311の厚み分である100nm程度以下の隙間)が形成される。
As shown in FIGS. 3 and 6, the plating layers 214 and 314 formed by the plating method have a rougher surface than the metal layers 213 and 313 formed by the sputtering method, and the capillary force is likely to work. One reason for this is considered to be a difference in the film formation method between the effect due to the adhesion of sputtering and the effect due to the deposition effect of plating. As shown in FIG. 6, when the size of the
このような隙間が形成されると、保護基板30に所定部材(例えば、コンプライアンス基板40)を接着する際に用いた接着剤が、当該隙間に沿って流れ出し易くなる。また、当該隙間に沿って流れ出した接着剤が、メッキ層314の表面の毛細管力により、メッキ層314の表面に乗り上がり、絶縁膜を形成し、その上に実装される駆動IC220との電気的な接続を不良とさせる場合がある。また、このような場合、メッキ層314の密着層311から浮いたはみ出し部を起点として、金属層313及びメッキ層314の剥離が生じやすくなる。
When such a gap is formed, the adhesive used when adhering a predetermined member (for example, the compliance substrate 40) to the
一方、本実施形態の配線部210によれば、上述の電気的接続不良及び剥離を抑制できる。すなわち、本実施形態の配線部210によれば、図3に示すように、密着層211の大きさが、金属層213及びメッキ層214の外縁部よりも大きく形成されているため、図6に示すような微小な隙間が形成されなくなり、接着剤が配線部210に沿って流れ出し難くなる。また、接着剤が、密着層211に沿って微量で流れ出したとしても、密着層211は、スパッタ法により形成され毛細管力が働き難い表面を有することから、接着剤は、当該密着層211によって堰き止められ、結果、メッキ層214の表面への接着剤の接触及び乗り上がりを防止できる。
On the other hand, according to the
また、金属層213及びメッキ層214は、密着層211の外縁部よりも小さく形成されるため、メッキ層214の密着層211からのはみ出し部が形成されず、当該はみ出し部を起点とする金属層213及びメッキ層214の剥離が生じ難くなる。また、本実施形態のメッキ層214は、金属層213の上から、密着層211の上にも延出して設けられている。このため、メッキ層214が金属層213からはみ出しても、密着層211からの浮きが生じることがなく、より剥離が生じ難くなる。
Further, since the
また、金属層213及びメッキ層214は、金(Au)から形成され、メッキ層214が、数十℃程度の低温雰囲気下で成膜できて熱収縮による膜応力が小さく、且つ、比抵抗が小さいメッキの層であるため、金属層213のみの場合よりも、保護基板30に対する反りを低減でき、また、比抵抗を小さくすることができる。
下の表1は、配線部210を、密着層211と金属層213で形成した従来例と、図3に示すように密着層211と金属層213とメッキ層214とで形成した実施例の、比抵抗及び反りの比較を示す。
Further, the
Table 1 below shows a conventional example in which the
このように、上述した本実施形態によれば、配線部210が、保護基板30に形成された密着層211と、密着層211に形成された金属層213と、少なくとも金属層213に形成されたメッキ層214とを有し、密着層211は、金属層213およびメッキ層214の外縁部よりも大きく形成されているという構成を採用することによって、メッキ法を採用するにあたり生じ得る配線部210の電気的接続不良及び剥離を抑制でき、且つ、低抵抗で、保護基板30の反りを低減することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、配線基板として保護基板30を例示して説明したが、同様に配線パターンが形成される基板、例えば、流路形成基板10に本発明を適用してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely intended for all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the present invention can also be applied to a method of manufacturing a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in manufacturing color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
勿論、本発明は、このような液体噴射ヘッドだけでなく、基板上に配線パターンを有するあらゆる配線基板及びその製造に適用可能なものである。 Needless to say, the present invention is applicable not only to such a liquid jet head but also to any wiring substrate having a wiring pattern on the substrate and the manufacture thereof.
10…流路形成基板(第1の基板)、12…圧力発生室、21…ノズル、30…保護基板(配線基板、第2の基板)、160…レジストパターン、210…配線部、211…密着層、213…金属層、214…メッキ層、220…駆動IC(駆動部)、300…圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記配線部は、
前記基板に形成された密着層と、
前記密着層に接して形成された金属層と、
前記金属層に接して形成されたメッキ層と、を含む積層構造であり、
前記密着層の外縁部を含む前記配線部の断面において、前記密着層の外縁部は、前記金属層および前記メッキ層の外縁部よりも大きく形成されており、
前記メッキ層は、前記密着層に延出して設けられていることを特徴とする配線基板。 A wiring board having a wiring portion patterned on the substrate,
The wiring part is
An adhesion layer formed on the substrate;
A metal layer formed in contact with the adhesion layer;
A plated layer formed in contact with the metal layer,
In the cross section of the wiring portion including the outer edge portion of the adhesion layer, the outer edge portion of the adhesion layer is formed larger than the outer edge portions of the metal layer and the plating layer,
The wiring board , wherein the plating layer is provided to extend to the adhesion layer .
前記金属層および前記メッキ層は、金で形成されていることを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The wiring board, wherein the metal layer and the plating layer are made of gold.
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室に対向して前記流路形成基板に設けられ、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生手段を収容する保持部を有し、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられている面に接合される保護基板と、を備え、
前記保護基板の前記流路基板と接合される面とは反対側の面に前記配線部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A liquid ejecting head having the wiring board according to claim 1 or 2,
A flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with a nozzle for ejecting liquid;
Pressure generating means provided on the flow path forming substrate facing the pressure generating chamber and causing a pressure change in the liquid in the pressure generating chamber;
A holding portion for accommodating the pressure generating means, and a protective substrate bonded to a surface of the flow path forming substrate on which the pressure generating means is provided ,
The liquid ejecting head, wherein the wiring portion is provided on a surface of the protective substrate opposite to a surface to be bonded to the flow path substrate.
前記保護基板上に、スパッタ法により密着層と金属層とを順次形成し、前記密着層と前記金属層とをエッチングすることによりパターニングする第1パターニング工程と、
前記第1パターニング工程によりエッチングされた前記金属層を、前記密着層の外縁部よりも小さくなるようにさらにエッチングする第2パターニング工程と、
メッキ法により、少なくとも前記第2パターニング工程によりエッチングされた前記金属層に、メッキ層を形成するメッキ層形成工程と、
を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 A flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with a nozzle for ejecting liquid, and a pressure provided on the flow path forming substrate facing the pressure generating chamber to cause a pressure change in the liquid in the pressure generating chamber A protective substrate that has a generating unit, a holding unit that accommodates the pressure generating unit, and is bonded to a surface of the flow path forming substrate on which the pressure generating unit is provided; and the flow channel substrate of the protective substrate; A wiring portion provided on a surface opposite to the surface to be joined, and a method of manufacturing a liquid jet head comprising:
A first patterning step of sequentially forming an adhesion layer and a metal layer on the protective substrate by sputtering, and patterning by etching the adhesion layer and the metal layer;
A second patterning step of further etching the metal layer etched by the first patterning step so as to be smaller than an outer edge portion of the adhesion layer;
A plating layer forming step of forming a plating layer on at least the metal layer etched by the second patterning step by plating;
A method for manufacturing a liquid jet head, comprising:
前記メッキ層形成工程は、前記メッキ層を前記密着層にも延出して形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 4,
The method of manufacturing a liquid jet head, wherein the plating layer forming step includes forming the plating layer so as to extend also to the adhesion layer.
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