JPH10776A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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- JPH10776A JPH10776A JP8154114A JP15411496A JPH10776A JP H10776 A JPH10776 A JP H10776A JP 8154114 A JP8154114 A JP 8154114A JP 15411496 A JP15411496 A JP 15411496A JP H10776 A JPH10776 A JP H10776A
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Abstract
ABリードとヒーターボードが接触しTABリードとヒ
ータボードが電気的にショートする問題の両方とも解決
できる方法がなかった。 【解決手段】 複数の発熱抵抗体を持つヒーターボード
100上の両端には電極パット101が形成され、電極
パット101にはバンプ102を介して外部配線板10
4のTABリード105と接続されている。バンプ10
2は、ワイヤーボンディング装置によるボールからなる
もので、そのバンプの高さは、樹脂封止後の実装部の高
さを低く、且つ、TABリードとヒーターボードが接触
しTABリードとヒーターボードが電気的にショートす
る問題の両方とも解決する寸法としてある。
Description
から噴射して液滴を形成するインクジェット記録ヘッド
に関する。特に、インクジェット記録ヘッド用基板と前
記基板に電気的に接続される外部配線板とを備え、前記
基板と前記外部配線板との電気接続を前記基板の電極上
に形成されたバンプにより、外部配線板の電極と接合す
ることによって、電気的接合をするインクジェット記録
ヘッドにおいて、前記バンプ形成方法に関する。
し、例えば特開昭54−51837号公報に記載されて
いるインクジェット記録法は、熱エネルギーを液体に作
用させて、液滴吐出の源動力を得るという点において、
他のインクジェット記録方法とは異なる特徴を有してい
る。
は、熱エネルギーの作用を受けた液体が加熱されて気泡
を発生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録
ヘッド部先端のオリフィスから液滴が形成され、この液
滴が被記録部材に付着して情報の記録が行われるという
ことを特徴としている。
般に液体を吐出するために設けられたオリフィスと、こ
のオリフィスに連通し、液滴を吐出するための熱エネル
ギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部
とする液流路とを有する。そして、熱作用部は、熱エネ
ルギーを発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗
層とそれをインクから保護する上部保護層と蓄熱するた
めの下部層を具備している。
述べられているように、オリフィスプレートを基板に貼
り付けることによって、熱作用部面から垂直に吐出する
タイプのヘッドが提案されている。図3は熱作用部面か
ら垂直に吐出するタイプのヘッド用基板の一般的な構成
を示したものである。図4は図3のA−A’線断面を示
したものである。
ン製の基板の中央にインク供給口103が長穴の形状で
開いており、この基板上には複数の発熱抵抗体(不図
示)がインク供給口103とほぼ等間隔になるようにイ
ンク供給口103の両側に並んでいる。このような発熱
抵抗体を形成した基板はヒーターボード100と呼ばれ
ている。そして、インクはヒータボード100のインク
供給口103から供給される。
抗体(不図示)に電力を供給するための配線(不図示)
が引き回されていて、発熱抵抗体(不図示)の列と同じ
方向でヒーターボード100上の両端に設置されている
外部取り出し電極パット101と結線されている。そし
て、このようなヒーターボード100上にオリフィスプ
レート107を貼り付けて、図3に示したようにヘッド
が完成する。
において外部取り出し電極パットと外部配線を結線する
方法として、特開昭61−16862号公報に示されて
いるように、電極パット101を有する実装部の紙間距
離を狭めるため、外部取り出しパット上にバンプを形成
し、外部配線板との間を薄い板上の部材によって、電気
接合することが知られている(TAB実装法と呼ばれて
いる)。
ープ上に銅箔を接着し、パターニングし銅箔をリード線
として外部配線とヒーターボードの電極パットとの電気
接続部材として使用するのが一般的である。この外部配
線板をTABテープと呼んでいる。
AB実装法で実装を行った場合には次のような問題点が
生じる。図5及び図6は従来技術における問題点を説明
するための図である。
(以下、「TABリード」称す)105とヒーターボー
ド100とが図5のAの部分で接触しTABリード10
5とヒーターボード100が電気的にショートする問題
が発生することがしばしばあった。そのため通常、図6
に示すようにTABリード105をフォーミング加工し
ヒーターボード100とTABリード105が接触する
のを防いでいる。
ング加工すると、図5に示すように、樹脂封止後の実装
部分の高さが高くなるため吐出口と紙の間が大きくな
り、印字品位が悪くなってしまう。
印字品位が悪くなってしまう理由として、吐出口と紙の
間の距離が大きい場合に吐出方向がノズルによって少し
でも異なっていると紙上のインクの着弾点が大きく異な
ってしまったり、吐出して飛んでいる時間が長いので外
部の影響(風など)を大きく受けるなどによって、印字
品位が落ちてしまう。
機械加工であるので、加工精度が出にくく、加工量(図
4のLfの寸法)を0.2mm以上でなければならなか
った。そして、結果的に、吐出口と紙の間の距離が大き
くなってしまい、印字品位を低下させていた。
する方法が考えられるが、従来の電極パットを形成する
手段として、メッキ法で形成する方法ではパットの高さ
が0.03mm(30μ)以上になるとメッキの残留応
力によって、バンプが剥離するなどの問題があり、高く
することは不可能であった。
くし、且つ、TABリードとヒーターボードが接触しT
ABリードとヒータボードが電気的にショートする問題
の両方とも解決できる方法がなかった。
鑑み、吐出口と紙の間の距離を小さくし、且つ、TAB
リードとヒーターボードの接触を防止することができる
製法によるインクジェット記録ヘッドを提供することを
目的とする。
に本発明は、一面に複数の発熱抵抗体を配設した基板と
当該基板に電気的に接続される外部配線板とを備え、前
記基板と前記外部配線板を前記基板の電極上に形成した
バンプにより前記外部配線板の電極と電気的に接合して
構成した、前記基板に対して垂直にインクが吐出するイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、前記バンプはワイヤ
ーボンディングのボールを用いて形成されたことを特徴
とする。
ングの際の条件、例えばワイヤーの太さや材料、ボール
/電極パット接合条件等を変えることによって、最終接
合時のバンプの高さを精度よく自由に決定することが可
能である。したがって、樹脂封止後の実装部の高さを低
く、且つ、TABリードとヒーターボードが接触しTA
Bリードとヒーターボードが電気的にショートする問題
の両方とも解決する寸法のバンプ高さを容易に決定する
ことができる。
接続はTAB実装方法によって行われていることを特徴
とする。
は金や半田を用いることが可能である。
を特徴とする。
ルを用いバンプを形成した後、ボールに圧力を加えてレ
ベリングした後に前記外部配線板と電気的に接合したも
のや、バンプを形成した後、その上にさらにボールを接
合しそれらを合わせてバンプとして、前記外部配線板と
電気的に接合したことを特徴とするものも考えられる。
て図面を参照して説明する。
ッドの実施形態を示す斜視図、図2は図1に示した記録
ヘッドのA−A’線断面図である。これらの図では、図
3乃至6の従来技術と同一の構成要素については同一符
号を付してある。
は、図1及び図2に示すように、中央に長穴の形状に開
いたインク供給口103を持つシリコン基板からなる。
このシリコン基板上には、ヒーターボード100とする
ために発熱抵抗体(不図示)がインク供給口103を間
に置いて並列に形成されている。そして、このようなシ
リコン基板からなるヒーターボード100上には各発熱
抵抗体に対向する吐出口108が形成されているオリフ
ィスプレート107が貼り付けられている。また、ヒー
ターボード100上の両端には電極パット101が形成
され、電極パット101にはバンプ102を介して外部
配線板104のTABリード105と接続されている。
ヤーボンディング装置により、ワイヤーの先端を溶融さ
せボール状部としたボールからなるものである。そし
て、バンプの高さは、樹脂封止後の実装部の高さを低
く、且つ、TABリードとヒーターボードが接触しTA
Bリードとヒーターボードが電気的にショートする問題
の両方とも解決する寸法として、50μから150μに
してある。この方法によると従来のメッキ法によるバン
プの形成に比べ、TABリードとヒーターボードの接触
が防止できる高さのバンプが形成できる。そのため、必
要以上に高くなって実装部の紙間距離を大きくしてしま
うフォーミング加工を使用する必要がなくなる。
部配線板104は、ヒーターボード100を収容する開
口部を持つ支持体109によって支持されている。
図2を参照し、さらに具体的に説明する。
録ヘッドを作製した。
層を作成しフォトリソ技術により発熱部、電極部、外部
取り出し電極パット部を作成する。次に保護層を形成
し、フォトリソ技術により保護層に穴を開けて外部取り
出し電極パット部を露出させる。そしてフォトリソ技術
により後述するTABリードの電気接続部分にパットを
形成する。このようにして、ヒータボード100が完成
する。発熱抵抗体の配列密度600dpi、発熱抵抗体
の数は100個である。
ト107をヒータボード100に貼り合わせて吐出エレ
メントが完成する。そして、ヒーターボード100の外
部取り出し電極パット部101上に表1に示したワイヤ
ーを用い、ワイヤーボンディング装置を使用して表1に
示した条件でボールを形成し、電極パット部101上に
表1に示した条件でボールを接合する。
ドフィルムに厚さ50ミクロンの銅箔を接着しパターニ
ングした外部配線106が形成されており、この銅配線
106のポリイミドが無い部分はリード線、すなわちT
ABリード105になっている。
おり、このTABリード105とヒーターボード100
上の電極パット101とを電極パット101上のバンプ
を介してTABボンダーによって、表1の条件で熱超音
波圧着法により電気接合する。尚、接合後のバンプの高
さ(基板からの高さ)は表1に示す通りであった。
守るため駆動素子上にシリコーン樹脂などで封止する。
尚、封止後の封止部の高さは(基板からの高さ)は表1
に示す通りであった。このように実装された記録ユニッ
トを支持体109に接着し、図1の記録ヘッドが完成す
る。
成した。第1の実施例と異なる点は表2に示したように
ボール/電極パット接合条件が異なる。このことによっ
て、表2に示すようにパンプの高さが異なるようにする
ことができる。
成した。第1の実施例と異なる点は表3に示したように
ワイヤーの太さを変えた。このことによって、表3に示
すようにバンプの高さが異なるようにすることができ
る。
や、ボール/電極パット接合条件を変えることによっ
て、自由に精度よくバンプの高さを変えることができ
る。そして、樹脂封止後の実装部の高さを低く、且つ、
TABリードとヒーターボードが接触しTABリードと
ヒーターボードが電気的にショートする問題の両方とも
解決する寸法として、バンプの高さを50μから150
μに制御することができた。そして、封止後の実装部の
高さを0.5mm以下にすることができた。
以上はバンプ剥がれの問題で不可能であった。そのた
め、TABリードとヒーターボードが接触しTABリー
ドとヒーターボードが電気的にショートする問題を回避
するため、TABリード105とバンプを接合する前に
TABリード105を図6に示したような加工(フォー
ミング加工)をして接合する必要があった。このように
して接合した封止後の高さは0.7mmになってしま
い、吐出口108と紙の間の距離が大きくなり印字品位
が低下した。封止部の厚みを薄くする方法が考えられる
が、インクミストがかかる部位でもあり、信頼性を低下
させるので困難である。
録ヘッドを作成した。第1の実施例と異なる点は表4に
示すようにワイヤーの材料を変えた。表4に示したよう
にワイヤーの材料を変えてもそれに合わせた条件を設定
することによって、自由に精度よくバンプの高さを変え
ることができる。
成した。第1の実施例と異なる点はバンプを形成後バン
プ上に平板を置き圧力(1バンプ当り0.2kg)をか
け、レベリングを行う。そして、バンプとリード線の接
合を行った。表5はこの時の条件を示したものである。
成した。第1の実施例と異なる点はバンプを形成後バン
プ上に平板を置き圧力(1バンプ当り0.2kg)をか
け、レベリングを行う。そして、バンプとリード線の接
合を行った。このようにすると、バンプとリード線の接
合条件のバンプの高さに対する自由度が増した。表6に
示される通り、第5の実施例に対してバンプ/リ−ド線
の接合条件を変えてもバンプ高さが変わらないことが判
った。したがって、バンプの高さが変わらず、バンプと
リード線の接合の信頼性を上げることができる。
作成した。第1の実施例と異なる点はボールを電極に接
合しバンプを形成した後、さらにその上にボールを接合
した。このようにするとバンプの径を小さくしながら高
さの高いバンプが形成できる。バット面積が大きくとれ
ない場合に有効である。表7はこの時の条件を示したも
のである。
る材料としてはボールが形成しやすい材料であれば何で
もよく、例えば、金、銅、半田などが挙げられる。ワイ
ヤーの径はパットの大きさや、目的のバンプの高さ、大
きさによって選定すればよいが直径20μから80μで
ある。ボール形成条件としては、装置によって異なる
が、トーチ電流値で5mA〜50mAである。ボール接
合条件としては、超音波強度0.1W〜1.5W、超音
波引加時間0.02sec〜0.5sec、荷重20g
〜100g、基板温度100℃〜250℃である。バン
プとリード線接合はシグナルポイント接合では超音波熱
併用圧着接合であり、条件としては超音波強度0.1W
〜1.5W、超音波引加時間0.1sec〜2.0se
c、荷重20g〜100g、基板温度100℃〜250
℃である。一括接合(ギャングボンディング)で熱圧着
接合であり、条件としては接合温度250℃〜450
℃、接合時間は0.2sec〜4.0secである。
設した基板と当該基板に電気的に接続される外部配線板
とを備え、前記基板と前記外部配線板を前記基板の電極
上に形成したバンプにより前記外部配線板の電極と電気
的に接合して構成した、前記基板に対して垂直にインク
が吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記バ
ンプはワイヤーボンディングのボールを用いて形成する
ものなので、ワイヤーの種類、ワイヤーの太さ、ボール
形成時の条件、ボールを電極パッドに接合する条件、T
ABテープのリード線とバンプを接合する条件を設定す
ることによって、最終接合時のバンプの高さを精度よく
自由に決定することができる。
く、且つ、外部配線板のリード線と基板が接触し外部配
線板のリード線と基板が電気的にショートする問題の両
方とも解決するバンプの高さが容易に決定できる。
圧力を加えてレベリングすることによって、最終接合時
のバンプの高さに対する、外部配線板のリード線とバン
プを接合する条件についての制約がなくなり、信頼性の
高い接合が可能になる。
法は、従来のメッキによる方法と比較して、ワイヤーボ
ンディング装置のみでできるため、メッキ法に比較し
て、設備が少なく且つ工程が少なく済むためコストが低
減できる可能性がある。
形態を示す斜視図である。
ある。
用基板の一般的な構成を示したものである。
ける問題点を説明するための図である。
ける問題点を説明するための図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 一面に複数の発熱抵抗体を配設した基板
と当該基板に電気的に接続される外部配線板とを備え、
前記基板と前記外部配線板を前記基板の電極上に形成し
たバンプにより前記外部配線板の電極と電気的に接合し
て構成した、前記基板に対して垂直にインクが吐出する
インクジェット記録ヘッドにおいて、 前記バンプはワイヤーボンディングのボールを用いて形
成されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記基板と前記外部配線板との電気接続
はTAB実装方法によって行われていることを特徴とす
る請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項3】 前記ワイヤーボンディングのボールとし
て金を用いたことを特徴とする請求項1に記載のインク
ジェット記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記ワイヤーボンディングのボールとし
て半田を用いたことを特徴とする請求項1に記載のイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項5】 前記外部配線板はTABテープであるこ
とを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘ
ッド。 - 【請求項6】 請求項1に記載のワイヤーボンディング
のボールを用いバンプを形成した後、ボールに圧力を加
えてレベリングした後に前記外部配線板と電気的に接合
したことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項7】 請求項1に記載のワイヤーボンディング
のボールを用いバンプを形成した後、その上にさらにボ
ールを接合しそれらを合わせてバンプとして、前記外部
配線板と電気的に接合したことを特徴とするインクジェ
ット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
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JP15411496A JP3459726B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family
ID=15577238
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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