JPH11334076A - Ink jet recording head and ink jet recorder employing it - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recorder employing it

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JPH11334076A
JPH11334076A JP14153898A JP14153898A JPH11334076A JP H11334076 A JPH11334076 A JP H11334076A JP 14153898 A JP14153898 A JP 14153898A JP 14153898 A JP14153898 A JP 14153898A JP H11334076 A JPH11334076 A JP H11334076A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
recording head
silicon substrate
ink jet
jet recording
Prior art date
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Application number
JP14153898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuji Kitani
充志 木谷
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH11334076A publication Critical patent/JPH11334076A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance reliability while reducing cost by forming a protrusion on a silicon substrate of a metal corrosion resistant against ink and an overlying plating layer. SOLUTION: Since TiW corrosion resistant against pretreatment liquid overlaps an aluminum electrode part and a silicon nitride SiN film by 15 μm and an aluminum electrode pad has opening of 100 μm, the size of a bump is 130 μmsq. The silicon substrate side is brought into tight contact with a top plate 300 by means of a retainer spring 330, and then the ink channel part around silicon sealant, the gap at the common liquid chamber part of the silicon substrate and the top plate 300, and the electric joint are covered and the silicon sealant is hardened to produce an ink jet recording head chip. Since the size of the silicon substrate can be standardized in the same recording head, cost can be reduced while enhancing the reliability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、記録用液体(以下
インクと称する)を飛翔的液滴としてインク吐出口(ノ
ズル)から吐出させて被記録材に付着させることにより
記録を行うインクジェット記録ヘッド、および該インク
ジェット記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for performing recording by discharging a recording liquid (hereinafter referred to as ink) as flying droplets from an ink discharge port (nozzle) and attaching it to a recording material. And an inkjet recording apparatus using the inkjet recording head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、インクジェット記録ヘッドにおい
て、プリント配線板を接着したアルミの支持部材上にシ
リコン基板を配置してワイヤーボンディングによって電
気的接続を行い、シリコン基板の電気熱変換体を配置し
た側と同じ側、或いは裏面側にプリンター本体との接続
部を配置して成る構成のものが開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an ink jet recording head, a silicon substrate is arranged on an aluminum support member to which a printed wiring board is adhered, and an electric connection is made by wire bonding. A configuration in which a connection portion with a printer main body is arranged on the same side as the above or on the back side is disclosed.

【0003】本構成の場合に、具体的にはプリント配線
板を曲げることが不可能なために電気熱変換体を配置し
た側と同一面、或いは電気熱変換体を配置した側に対向
する面にのみプリンターとの接続部分を設けることが出
来なかった。
In the case of this structure, specifically, since the printed wiring board cannot be bent, the same surface as the side on which the electrothermal converter is disposed, or the surface opposite to the side on which the electrothermal converter is disposed Could not be connected to the printer.

【0004】また、別のインクジェット記録ヘッドにお
いて、例えば米国特許第4635073号、或いは米国
特許第4827294号明細書において、開示されてい
るような、インク吐出用電気熱変換体を備えたシリコン
基板を、テーブル上の絶縁フィルム上に配線部材(以後
TABフィルムと称する)で囲む形態のインクジェット
記録ヘッドが開示されている。
In another ink jet recording head, for example, a silicon substrate provided with an ink discharge electrothermal transducer as disclosed in US Pat. No. 4,650,733 or US Pat. No. 4,827,294 is used. There is disclosed an ink jet recording head in which an insulating film on a table is surrounded by a wiring member (hereinafter referred to as a TAB film).

【0005】通常、TABフィルムを用いる半導体素
子、或いはインクジェット記録ヘッドの場合には、チッ
プの4辺がTABフィルムで囲まれている。
Usually, in the case of a semiconductor device using a TAB film or an ink jet recording head, four sides of a chip are surrounded by the TAB film.

【0006】更に、特公平5−169662号公報に開
示されているようにガラスエポキシ基板の裏打ちを行っ
たフレキシブルプリント基板(FPC)を用い、シリコ
ン基板と裏打ちを行ったフレキシブルプリント基板のボ
ンディング部をアルミニウム(Al)板の支持部材の上
に接着し、ワイヤーボンディングによって電気的接続を
行い、フレキシブルプリント基板を途中から曲げること
により印字装置本体との電気的接続面を、電気熱変換体
を設けた面との支持部材の裏面側に配置することを可能
にしている。
Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-169662, a flexible printed circuit (FPC) lined with a glass epoxy substrate is used, and a bonding portion between a silicon substrate and the lined flexible printed substrate is formed. An electrothermal converter was provided by bonding to a support member of an aluminum (Al) plate, making electrical connection by wire bonding, and bending the flexible printed circuit board from the middle to provide an electrical connection surface with the printing apparatus main body. It is possible to dispose it on the back side of the support member with the surface.

【0007】しかし、従来のこの様な形態の場合に、シ
リコン基板の電気熱変換体を設けた面と角度を付けたプ
リンター本体との電気的接合面を設けるためにフレキシ
ブル基板を用いると、ワイヤーボンディングを行うため
にシリコン基板とフレキシブルプリント基板を同一部材
上に対向させて固定保持させる必要があり、保持部材が
必要になる。しかも、保持部材に最終的にフレキシブル
プリント基板のプリンター本体との電気的接合面を固定
する必要があり、シリコン基板と対向させてフレキシブ
ルプリント基板を固定する工程と分けて製作する必要も
生じ、従って、コストがかかって高価に付く恐れがあ
る。例えば、2つのヘッドを用い、一方のヘッドを黒イ
ンク吐出用に、他方のヘッドをカラーインク吐出用にこ
れら2つのヘッドを並列して配置した場合に、それぞれ
のヘッドに上記工程が必要となるので、コストアップと
なる。また、従来からある方法に加えて、前述のTAB
フィルムを用いたインクジェット記録ヘッドの場合に
は、前記シリコン基板の4方向がTABフィルムに囲ま
れているために電気熱変換体を用いてインクを吐出させ
る場合に障害となって問題となる。
However, in the case of such a conventional configuration, if a flexible substrate is used to provide an electrical connection surface between the surface of the silicon substrate on which the electrothermal transducer is provided and the printer body at an angle, a wire is required. In order to perform bonding, it is necessary to fix and hold the silicon substrate and the flexible printed board so as to face each other on the same member, and a holding member is required. Moreover, it is necessary to finally fix the electrical connection surface of the flexible printed board to the printer body to the holding member, and it is necessary to manufacture the flexible printed board separately from the step of fixing the flexible printed board in opposition to the silicon substrate. Can be costly and expensive. For example, when two heads are used and one head is arranged for discharging black ink and the other head is arranged for discharging color ink, these steps are required for each head. Therefore, the cost increases. Further, in addition to the conventional method, the above-mentioned TAB
In the case of an ink jet recording head using a film, since the four directions of the silicon substrate are surrounded by a TAB film, there is a problem in that ink is ejected using an electrothermal converter, which becomes a problem.

【0008】以上のような問題点をそれぞれ解決するた
めに、本発明者らによって電気熱変換体、および電気熱
変換体を駆動するための駆動回路を配置した長方形状の
シリコン基板の4辺のうち3辺をTABフィルムで囲
み、TABフィルムと対向しない辺に電気熱変換体を並
べて配置したことによって一体的に形成されたノズル付
きの天板に複数個のシリコン基板を接合でき、しかもプ
リンター本体との接続部を吐出方向に対して角度を付け
て配置することが可能になるインクジェット記録ヘッド
が提案されている。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have proposed an electrothermal converter and a driving circuit for driving the electrothermal converter, which are arranged on four sides of a rectangular silicon substrate. The three sides are surrounded by a TAB film, and the electrothermal converters are arranged side by side on the side not facing the TAB film, so that a plurality of silicon substrates can be joined to a top plate with a nozzle formed integrally, and the printer itself There has been proposed an ink jet recording head capable of arranging a connection portion with an angle with respect to a discharge direction.

【0009】更に、別の提案として、上記提案を用いた
2チップのシリコン基板を一体的に形成された天板に接
合し、一方に記録用インクを入れ、他方に前処理液を夫
々入れた形態のインクジェット記録ヘッドも提案されて
いる。
Further, as another proposal, a two-chip silicon substrate using the above-mentioned proposal is joined to an integrally formed top plate, and one side is filled with a recording ink and the other side is filled with a pretreatment liquid. Ink jet recording heads of various forms have also been proposed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このような、上述の発
明者らが提案している2チップのシリコン基板を一体的
に形成された天板に接合し、一方に記録用インクを、他
方に前処理液を夫々入れた形態のインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、シリコン基板の電極に設けられる金属突
起(バンプ)は、1チップ当たりに設けられる電極数が
30個程度と少ないために、機械的に形成されるスタッ
ドバンプを用いていた。この様なスタッドバンプの場合
には、シリコン基板上のアルミニウム電極を全て金(A
u)金属で覆い隠すことが出来ず、必ず部分的に下のア
ルミニウムの電極が露出することになる。
The above-described two-chip silicon substrate proposed by the inventors is bonded to a top plate integrally formed, and one side is provided with a recording ink and the other side is provided with a recording ink. In the ink jet recording head in which the pretreatment liquid is respectively filled, the metal projections (bumps) provided on the electrodes of the silicon substrate are mechanically formed because the number of electrodes provided per chip is as small as about 30. Used stud bumps. In the case of such a stud bump, all the aluminum electrodes on the silicon substrate are made of gold (A
u) It cannot be covered with metal, and the lower aluminum electrode is always partially exposed.

【0011】この場合に、特に前処理液は、記録用イン
クがアルカリ性で、中和する必要があるために前処理液
は酸性となることが知られている。また、前処理液中に
存在する塩素イオン(Cl- )によってシリコン基板上
の電極部分に電界をかけた場合に、シリコン基板上の電
極部分に機械的に形成された金属突起(以後スタッドバ
ンプと称する)の周囲に露出するアルミニウムの電極が
腐食してしまうことが解った。
In this case, particularly, it is known that the pretreatment liquid becomes acidic because the recording ink is alkaline and must be neutralized. Further, when an electric field is applied to the electrode portion on the silicon substrate by chlorine ions (Cl ) present in the pretreatment liquid, metal protrusions (hereinafter referred to as stud bumps) mechanically formed on the electrode portion on the silicon substrate. ) Was exposed to corrosion.

【0012】そこで、前記前処理液による腐食を防止す
るためには、以下の方法が考えられる。
In order to prevent corrosion by the pretreatment liquid, the following method can be considered.

【0013】(1) 電極部分を前処理液の共通液室から充
分な距離を離す。
(1) The electrode portion is separated from the common liquid chamber of the pretreatment liquid by a sufficient distance.

【0014】(2) 電極部分を前処理液中の塩素イオン
(Cl- )が透過しない材料で覆う。
(2) The electrode portion is covered with a material through which chlorine ions (Cl ) in the pretreatment liquid do not pass.

【0015】(3) 電極部分の構成を腐食しない構成にす
る。
(3) The structure of the electrode portion is made not to corrode.

【0016】しかし乍ら、上記(1) の方法の場合、チッ
プサイズを大きくする必要があり、また、(2) の方法の
場合には塩素イオン(Cl- )が透過しない材料で覆う
スペースが必要となり、(1) 、(2) の方法のいずれもシ
リコン基板のチップサイズが大きくなることが避けられ
ないために大幅なコストアップを招くことになる。従っ
て、前処理インク吐出用のシリコン基板のチップサイズ
と記録インク吐出用のシリコン基板のチップサイズの変
動がない(3) の方法が最良となる。また、前処理液があ
っても電極部分を腐食させない構造とは、前処理液で腐
食しない金属であって、かつTABの配線との電気的接
合が行われて、信頼性が保てることが必要である。
[0016] However乍Ra, of the above methods (1), it is necessary to increase the chip size, and chloride ions in the case of the method (2) - a space covered with a material which is not transmitted (Cl) This is necessary, and both of the methods (1) and (2) inevitably increase the chip size of the silicon substrate, resulting in a significant increase in cost. Therefore, the method (3) is the best because there is no change in the chip size of the silicon substrate for discharging the pretreatment ink and the chip size of the silicon substrate for discharging the recording ink. In addition, a structure that does not corrode the electrode portion even in the presence of the pretreatment liquid is a metal that does not corrode with the pretreatment liquid and that electrical connection with the TAB wiring is performed to ensure reliability. It is.

【0017】従って、本発明の目的は、この様な従来に
おける問題を解決するために、シリコン基板に設けられ
た金属の突起がインクで腐食しない耐食性の金属と、こ
の金属の上のメッキ層とで形成されることを特徴とする
インクジェット記録ヘッドを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem by providing a corrosion-resistant metal on a silicon substrate which does not corrode metal protrusions with ink, and a plating layer on the metal. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head characterized by being formed by:

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に依れば、インクジェット記録ヘッドは、
記録用インクの吐出用エネルギーを発生する複数個の電
気熱変換体を駆動するための駆動回路を備えた長方形状
のシリコン基板と、インク流路であるノズルと該ノズル
にインクを供給する共通液室を備えた天板とを接合して
形成され、前記シリコン基板の4辺のうち3辺が金属配
線部材を載せた可撓性の絶縁フィルムと対向し、前記可
撓性の絶縁フィルムより金属導体のリードを該シリコン
基板に延在させてシリコン基板上の電極と接合され、前
記可撓性の絶縁フィルムと対向しない辺に前記電気熱変
換体を並べ、複数個の前記シリコン基板を用い、前記可
撓性の絶縁フィルムに配置された金属導体のリードとの
接合部に金属の突起を形成して電気的接合を行う構成の
インクジェット記録ヘッドにおいて、前記シリコン基板
に設けられた金属の突起がインクで腐食しない耐食性の
金属と該金属の上に形成されるメッキ層とによって構成
されることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording head comprising:
A rectangular silicon substrate provided with a drive circuit for driving a plurality of electrothermal transducers for generating energy for discharging recording ink, a nozzle serving as an ink flow path, and a common liquid for supplying ink to the nozzle The silicon substrate is formed by bonding a top plate having a chamber, and three sides of four sides of the silicon substrate face a flexible insulating film on which a metal wiring member is placed, and A conductor lead is extended to the silicon substrate and joined to an electrode on the silicon substrate, the electrothermal transducer is arranged on a side not facing the flexible insulating film, and a plurality of the silicon substrates are used. In an ink jet recording head having a configuration in which a metal protrusion is formed at a bonding portion between a lead of a metal conductor disposed on the flexible insulating film and electrical connection is made, the metal provided on the silicon substrate is provided. Protrusions are characterized by being constituted by a plated layer formed on the corrosion resistance of the metal and the metal that is not corroded by ink.

【0019】[0019]

【作用】本発明に依れば、前処理液を使用するインクジ
ェット記録ヘッドのインク吐出用電気熱変換体を配置し
たシリコン基板の外部との電気接続を行うアルミニウム
電極に、前記アルミニウム電極の腐食を防止するために
通常バリアーメタルとして用いられるチタンタングステ
ン(TiW)をスパッタリングし、更に、金(Au)を
メッキして形成されるバンプが用いられる。この様な本
発明のインクジェット記録ヘッドにおいては、チタンタ
ングステン(TiW)は酸性の前処理液および前処理液
中に存在する塩素イオン(Cl- )によって腐食されな
いために、前記チタンタングステン(TiW)を電極周
囲の保護膜である窒化シリコン(SiN)膜とオーバー
ラップさせて、アルミニウム電極部分を完全に覆い隠す
ことにより前処理液で電気配線部材が腐食しないように
することが出来、また、シリコン基板を同一記録ヘッド
内でサイズを統一することが可能となり、装置の共通化
を図ると共に、シリコン基板のコストの上昇を極力押さ
えて信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを安価に提
供することが可能になる。
According to the present invention, corrosion of the aluminum electrode to the aluminum electrode for making an electrical connection with the outside of the silicon substrate on which the electrothermal transducer for ink ejection of the ink jet recording head using the pretreatment liquid is disposed is provided. In order to prevent this, a bump formed by sputtering titanium tungsten (TiW), which is usually used as a barrier metal, and further plating gold (Au) is used. In such an ink jet recording head of the present invention, since titanium tungsten (TiW) is not corroded by an acidic pretreatment liquid and chlorine ions (Cl ) present in the pretreatment liquid, the titanium tungsten (TiW) is used. By overlapping the silicon nitride (SiN) film, which is a protective film around the electrodes, and completely covering and hiding the aluminum electrode portions, it is possible to prevent the electric wiring member from being corroded by the pretreatment liquid. It is possible to unify the size in the same print head, to achieve commonality of the apparatus, to minimize the increase in the cost of the silicon substrate, and to provide a highly reliable inkjet print head at a low cost. .

【0020】また、前処理液用のシリコン基板のアルミ
ニウム電極部分を耐腐食構造にすることによって、シリ
コン基板のチップサイズを、前処理液を吐出するための
電気熱変換体を配置したシリコン基板のサイズの記録用
インク側と同一サイズにすることにより、生産装置の共
有化が図れて装置の設計効率、およびラインの稼働率を
向上することが出来る。
Further, by forming the aluminum electrode portion of the silicon substrate for the pretreatment liquid to have a corrosion-resistant structure, the chip size of the silicon substrate can be reduced to the size of the silicon substrate on which the electrothermal converter for discharging the pretreatment liquid is disposed. By making the size the same as that of the recording ink side, the production apparatus can be shared, and the design efficiency of the apparatus and the operation rate of the line can be improved.

【0021】本発明のその他の目的と特徴および利点は
以下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかになろ
う。
Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図面の図1は、本発明のインクジ
ェット記録ヘッドの一実施例におけるTABフィルムを
接続したシリコン基板を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a silicon substrate to which a TAB film is connected in an embodiment of an ink jet recording head according to the present invention.

【0023】図1に示される様に、本発明のインクジェ
ット記録ヘッドは、電気熱変換体110の駆動回路等が
内蔵されたシリコン基板100と、半導体プロセスで作
られた電気熱変換体110と、インク吐出の邪魔になら
ないようにTABフィルム120の切断時にシリコン基
板100の電気熱変換体110を並べた辺に対向する部
分のフィルム部分が除去されてシリコン基板100とT
ABリード130とを接合した後にTABテープから切
断されて切り出されるTABフィルム120と、TAB
フィルム120のリード130と、TABフィルム12
0のリード130と接合するためのバンプ140と、シ
リコン基板100からの余分な熱を逃がす放熱ブロック
150と、TABフィルム120の裏面に設けられたプ
リンターとの電気接合部160と、予め適切に曲げられ
た上体として天板に接合されるTABフィルムの曲げ部
170とを有している。
As shown in FIG. 1, the ink jet recording head of the present invention comprises a silicon substrate 100 in which a drive circuit for an electrothermal converter 110 is built, an electrothermal converter 110 made by a semiconductor process, At the time of cutting the TAB film 120, the film portion of the silicon substrate 100 facing the side where the electrothermal transducers 110 are arranged is removed so as not to hinder the ink ejection.
A TAB film 120 cut and cut out from the TAB tape after joining the AB lead 130;
The lead 130 of the film 120 and the TAB film 12
Bumps 140 for bonding to the lead 130, a heat dissipating block 150 for releasing excess heat from the silicon substrate 100, and an electric joint 160 with the printer provided on the back surface of the TAB film 120, which are appropriately bent in advance. And a bent portion 170 of a TAB film to be joined to the top plate as the upper body.

【0024】このような本発明のインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、TABリード130の一端をシリコン基
板100に接合するために用いられるバンプ構造には図
2に示されるようなスタッドバンプ構造や、図3に示さ
れるようなメッキバンプ構造等がある。
In such an ink jet recording head of the present invention, the bump structure used to join one end of the TAB lead 130 to the silicon substrate 100 includes a stud bump structure as shown in FIG. 2 and a bump structure as shown in FIG. Such as a plated bump structure.

【0025】先ず、図2に示されるように、スタッドバ
ンプ構造においては、リード130は一端がTABフィ
ルム120に接合されて、他端が、シリコン基板100
上のアルミニウム電極240に接合されたスタッドバン
プ200に接合されている。また、アルミニウム電極2
40は、シリコン基板100上の配線部分を保護する窒
化シリコン(SiN)膜230の一部がアルミニウム電
極240の周辺部分の上にオーバーラップしていてオー
バーラップ部232を形成しており、このオーバーラッ
プ部232によってアルミニウム電極240の配線部へ
のインクの進入を阻止する構造を形成している。更に、
シリコン基板100上の配線部分を保護する窒化シリコ
ン(SiN)膜230の上には、インク吐出の発泡時の
耐キャビテーション膜を形成するタンタル(Ta)膜2
50が設けられている。
First, as shown in FIG. 2, in the stud bump structure, one end of the lead 130 is bonded to the TAB film 120 and the other end is connected to the silicon substrate 100.
It is joined to the stud bump 200 joined to the upper aluminum electrode 240. Aluminum electrode 2
Reference numeral 40 designates an overlapping portion 232 in which a part of a silicon nitride (SiN) film 230 for protecting a wiring portion on the silicon substrate 100 overlaps a peripheral portion of the aluminum electrode 240 to form an overlapping portion 232. The wrap portion 232 forms a structure that prevents ink from entering the wiring portion of the aluminum electrode 240. Furthermore,
On the silicon nitride (SiN) film 230 for protecting the wiring portion on the silicon substrate 100, a tantalum (Ta) film 2 for forming a cavitation resistant film at the time of bubbling of ink discharge.
50 are provided.

【0026】また、メッキバンプ構造においては、図3
に示されるように、リード130は一端がTABフィル
ム120に接合されて、他端がメッキバンプ210およ
びチタンタングステン(TiW)膜220を介してシリ
コン基板100上のアルミニウム電極240に接合され
ている。このメッキバンプ構造において、チタンタング
ステン(TiW)膜220はバリアーメタルおよび耐腐
食構造を形成しており、チタンタングステン(TiW)
膜220が窒化シリコン(SiN)膜230上にオーバ
ーラップしてオーバーラップ部225を形成しており、
このオーバーラップ部225によって下にあるアルミニ
ウム電極240の配線部へのインクの進入を阻止する構
造が形成されている。
In the plated bump structure, FIG.
As shown in FIG. 2, the lead 130 has one end joined to the TAB film 120 and the other end joined to the aluminum electrode 240 on the silicon substrate 100 via the plating bump 210 and the titanium tungsten (TiW) film 220. In this plated bump structure, the titanium tungsten (TiW) film 220 forms a barrier metal and a corrosion resistant structure, and is made of titanium tungsten (TiW).
The film 220 overlaps the silicon nitride (SiN) film 230 to form an overlap portion 225;
The overlap portion 225 forms a structure for preventing ink from entering the wiring portion of the aluminum electrode 240 below.

【0027】このようなスタッドバンプ構造またはメッ
キバンプ構造のTABフィルム電極リード構造を用いた
インクジェット記録ヘッドの一例が図4に示されてい
る。図示されるように、このインクジェット記録ヘッド
は溝付き天板300と、オリフィスプレート310と、
固定位置のTABフィルム315と、シリコン基板10
0を放熱ブロック150を介して裏面から天板300に
押しつける押さえばね320とを有している。また、こ
のインクジェット記録ヘッドにおいて、ジョイントシー
ル340はインク流路のシールを行っており、a側には
記録用インクを、b側には前処理用インクを夫々充填す
る構成となっている。
FIG. 4 shows an example of an ink jet recording head using such a TAB film electrode lead structure having a stud bump structure or a plated bump structure. As shown, the inkjet recording head includes a grooved top plate 300, an orifice plate 310,
The TAB film 315 at the fixed position and the silicon substrate 10
And a pressing spring 320 that presses the “0” from the back surface to the top plate 300 via the heat radiation block 150. Further, in this ink jet recording head, the joint seal 340 seals the ink flow path, and the recording liquid is filled on the a side, and the pre-processing ink is filled on the b side.

【0028】図5において、400はインクジェット記
録ヘッドの記録ヘッドチップであり、図4の部品を組み
立てた後に、インク流路部、シリコン基板100と天板
300の共通液室部の隙間、電気接合部160等を適宜
な封止材で封止して出来ている。この記録ヘッドチップ
400は、図示されるように、内部が記録用インク収納
部420と前処理液用収納部430に分離されているイ
ンクタンク410の頂部にジョイントシール340を介
して接合される。
In FIG. 5, reference numeral 400 denotes a recording head chip of an ink jet recording head. After assembling the parts shown in FIG. 4, the ink flow path, the gap between the common liquid chambers of the silicon substrate 100 and the top plate 300, and the electrical connection The part 160 and the like are sealed with an appropriate sealing material. As shown, the print head chip 400 is joined via a joint seal 340 to the top of an ink tank 410 whose inside is separated into a print ink storage section 420 and a pretreatment liquid storage section 430.

【0029】この様に構成される本発明のインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前処理液側に用いられるシリコ
ン基板は、記録液側のシリコン基板がウエハーの状態で
出来上がった後に、チタンタングステン(TiW)をス
パッタリングで3000Åの厚さに成膜し、更に、レジ
ストを塗布してフォトリソ工程でシリコン基板100の
電極部分に開口部を設けて下のチタンタングステン(T
iW)を電極にして電解メッキによって金(Au)を付
着し、更に、レジスト剥離後に金(Au)メッキ部分を
マスクにして二酸化水素(H22 )によってチタンタ
ングステン(TiW)をエッチングして取り去る。本実
施例の場合に、金(Au)メッキは厚さが20μmであ
るが、TABのリードがシリコン基板のエッジとショー
トしなければ更に厚さを薄くすることが出来る。
In the ink jet recording head of the present invention thus configured, the silicon substrate used on the pretreatment liquid side is formed by sputtering titanium tungsten (TiW) after the recording liquid side silicon substrate is completed in a wafer state. To form a film having a thickness of 3000 mm, further apply a resist, provide an opening in the electrode portion of the silicon substrate 100 by a photolithography process, and form a titanium tungsten (T
Using iW) as an electrode, gold (Au) is deposited by electrolytic plating, and after removing the resist, titanium tungsten (TiW) is etched with hydrogen dioxide (H 2 O 2 ) using the gold (Au) plated portion as a mask. Remove it. In the case of this embodiment, the gold (Au) plating has a thickness of 20 μm, but the thickness can be further reduced if the TAB lead does not short-circuit with the edge of the silicon substrate.

【0030】また、TiWが前処理液に腐食されず、更
に、チタンタングステンでアルミニウム電極部分を保護
膜である窒化シリコン(SiN)膜とオーバーラップさ
せており、本実施例において、このオーバーラップ量は
15μmで、アルミニウム電極パッドの開口部が100
μm□であるために、バンプの大きさは130μm□と
なる。従って、シリコン基板側を上記の構成にし、天板
と接合して押さえばねで天板に密着させた後に、シリコ
ーンシーラントで周囲のインク流路部、シリコン基板と
天板の共通液室部の隙間、電気接合部を覆い、シリコー
ンシーラントを硬化させることによってインクジェット
記録ヘッドチップが出来上がる。その後に、インクタン
クに接続されて共通液室にインクが充填される。ここで
TABリードはAuメッキで覆われているために腐食し
ない。
Further, TiW is not corroded by the pretreatment liquid, and further, the aluminum electrode portion is overlapped with a silicon nitride (SiN) film as a protective film by titanium tungsten. Is 15 μm and the opening of the aluminum electrode pad is 100 μm.
Since it is μm □, the size of the bump is 130 μm □. Therefore, the silicon substrate side is configured as described above, and is bonded to the top plate and brought into close contact with the top plate with the presser spring. Then, a silicone sealant is used to surround the ink flow path portion, and the gap between the silicon substrate and the common liquid chamber portion of the top plate. By covering the electrical joint and curing the silicone sealant, an ink jet recording head chip is completed. Thereafter, the ink is connected to the ink tank and the common liquid chamber is filled with ink. Here, since the TAB lead is covered with Au plating, it does not corrode.

【0031】以上の構成をとることによって、弱酸性
で、かつ塩素イオン(Cl- )が800ppmの前処理
液を共通液室に充填して使用しても腐食が発生しないこ
とが確認された。
[0031] By taking the above structure, a weakly acidic, and chlorine ions (Cl -) corrosion be used by filling a treatment solution 800ppm to the common liquid chamber was confirmed that not occur.

【0032】また、インクジェット記録インクは封止材
で覆われたアルミニウム電極を腐食しないために、図4
に示すインクジェット記録ヘッドのa側の記録用インク
吐出用のシリコン基板100は、図2に示されるスタッ
ドバンプ200を用いたシリコン基板100の構成を採
り、前処理液側には、b側の図3に示す構成のメッキバ
ンプ、また記録用インク吐出用のシリコン基板100
は、図2に示すスタッドバンプ200を用いる構成を夫
々採ることによってシリコン基板100のコスト上昇を
最小限に押さえることを可能にしている。
The ink jet recording ink does not corrode the aluminum electrode covered with the sealing material.
The silicon substrate 100 for discharging the recording ink on the a side of the ink jet recording head shown in FIG. 2 has the configuration of the silicon substrate 100 using the stud bumps 200 shown in FIG. 3 and a silicon substrate 100 for discharging recording ink.
The structure using the stud bumps 200 shown in FIG. 2 makes it possible to minimize an increase in the cost of the silicon substrate 100.

【0033】上述したように、本発明においては、電気
熱変換体を駆動する駆動回路を備えたシリコン基板と、
インク流路であるノズルとこのノズルにインクを供給す
る共通液室を備えた天板とを接合して形成され、シリコ
ン基板と対向した絶縁フィルムから金属導体のリードが
延在されてシリコン基板上の電極と接合され、シリコン
基板に設けられた金属の突起がAuのような金属とこの
金属の上にメッキによって形成されたメッキ層とによっ
て形成され、電極部分が完全に被覆保護されるので、突
起や電気配線がインクや前処理液等によって腐食される
ことがなく、更に、シリコン基板を同一ヘッド内でサイ
ズを統一することができ、装置の統一化を図って、生産
装置の設計効率およびラインの稼働率の向上を図ること
ができる。
As described above, in the present invention, a silicon substrate provided with a drive circuit for driving an electrothermal transducer,
A nozzle, which is an ink flow path, is formed by joining a top plate having a common liquid chamber for supplying ink to the nozzle, and a lead of a metal conductor is extended from an insulating film facing the silicon substrate to form a liquid on the silicon substrate. Since the metal projection provided on the silicon substrate is formed by a metal such as Au and a plating layer formed on the metal by plating, the electrode portion is completely covered and protected. The projections and electrical wiring are not corroded by ink or pretreatment liquid, and the size of the silicon substrate can be unified in the same head. The operation rate of the line can be improved.

【0034】次に、上記のインクジェット記録装置とし
ての印字装置に付いて説明するに、図6には本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装
置が示されている。
Next, the printing apparatus as the above-mentioned ink jet recording apparatus will be described. FIG. 6 shows an ink jet recording apparatus using the ink jet recording head of the present invention.

【0035】同図に示される様に、キャリッジHCは駆
動モーター(図示しない)と、駆動モーターと連動する
タイミングベルト5030とによって正転逆転に連動し
て図中のB方向およびC方向に往復移動を行う。
As shown in the figure, the carriage HC reciprocates in the B and C directions in the figure in conjunction with the forward and reverse rotations by a drive motor (not shown) and a timing belt 5030 linked to the drive motor. I do.

【0036】図示のキャリッジHCには、ブラック(B
k)インクおよび前処理液用の2チップの記録ヘッド部
5025、ブラックインクおよび前処理液用インクタン
ク部5026、1チップ3色カラー用の記録ヘッド部5
027、3色カラー用インクタンク部5028が並んで
装着されている。
The carriage HC shown in FIG.
k) Two-chip recording head unit 5025 for ink and pretreatment liquid, ink tank unit 5026 for black ink and pretreatment liquid, recording head unit 5 for one-chip three-color color
027 and three color ink tank units 5028 are mounted side by side.

【0037】ブラックインクおよび前処理液用インクタ
ンク部5026のD側には記録用インクが入っており、
E側には前処理液が入っていて、記録信号に応じて前記
各インクを前処理液、記録用インクの順で記録紙上に噴
射する。5016はブラックインク、前処理液記録ヘッ
ド5025のブラックインク側、5017はブラックイ
ンク、前処理液記録ヘッド5025のオリフィス面をキ
ャップする前処理液側のキャップ部材であり、5018
はカラー記録ヘッド5027のオリフィス面をキャップ
するキャップ部材である。5019、5020はそれぞ
れキャップ内を吸引する手段で、このような吸引手段に
おける吸引機構は中で前処理液と記録用インクが混ざり
合うと固まってしまうので、吸引機構はブラックイン
ク、前処理液が別々に分けられている。また、吸引手段
は各キャップ内の開口部を介して記録ヘッドの吸引回復
を行うことが出来る。5021は前処理液用のクリーニ
ングブレードで、5022はブラックインク用のクリー
ニングブレードで、5023はカラーインク用のクリー
ニングブレードであり、夫々前処理液用と記録インク用
とに別々に分けられている。
Recording ink is contained on the D side of the black ink and pretreatment liquid ink tank section 5026.
The E side contains a pretreatment liquid, and the inks are ejected onto recording paper in order of the pretreatment liquid and the recording ink in accordance with a recording signal. Reference numeral 5016 denotes a black ink, a black ink side of the pretreatment liquid recording head 5025, 5017 denotes a black ink, a pretreatment liquid side cap member for capping the orifice surface of the pretreatment liquid recording head 5025, and 5018.
Is a cap member for capping the orifice surface of the color recording head 5027. 5019 and 5020 are means for sucking the inside of the cap. The suction mechanism in such a suction means hardens when the pretreatment liquid and the recording ink are mixed, so that the suction mechanism uses black ink and pretreatment liquid. Separated separately. Further, the suction means can perform suction recovery of the recording head through the opening in each cap. Reference numeral 5021 denotes a pretreatment liquid cleaning blade, 5022 denotes a black ink cleaning blade, and 5023 denotes a color ink cleaning blade, which are separately divided into a pretreatment liquid and a recording ink.

【0038】上述した様に、記録用インクと前処理液を
印字装置上で使用可能にした結果、前処理液を記録用イ
ンクの前に記録紙上に噴射する方法で、記録用インクと
前処理液を併用することによってインクの前に記録紙上
でにじむことを押さえ、エッジ、すなわち輪郭のはっき
りした画像が得られることになる。更に、このような印
字の耐水性を向上させることが可能になるものである。
As described above, as a result of making the recording ink and the pretreatment liquid usable on the printing apparatus, the recording ink and the pretreatment liquid are ejected onto recording paper before the recording ink. The combined use of the liquid suppresses bleeding on the recording paper before the ink, and an image having a sharp edge, that is, a sharp contour is obtained. Further, it is possible to improve the water resistance of such printing.

【0039】(その他)なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が
達成できるからである。
(Others) It should be noted that the present invention includes a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) for generating thermal energy as energy used for performing ink ejection, particularly in an ink jet recording system. An excellent effect is obtained in a recording head and a recording apparatus of a type in which the state of ink is changed by the thermal energy. This is because according to such a method, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.

【0040】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書,同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型,
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長,収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐
出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第4463359号明細書,同第
4345262号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第4313124号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。
The typical configuration and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
It is preferable to use the basic principle disclosed in the specification of Japanese Patent No. 796. This method is a so-called on-demand type,
Although it can be applied to any type of continuous type, in particular, in the case of the on-demand type, it can be applied to a sheet holding liquid (ink) or an electrothermal converter arranged corresponding to the liquid path. By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and giving a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling, heat energy is generated in the electrothermal transducer, and film boiling occurs on the heat acting surface of the recording head. Liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis.
This is effective because air bubbles inside can be formed. The liquid (ink) is ejected through the ejection opening by the growth and contraction of the bubble to form at least one droplet. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of a liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.

【0041】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口,液路,電気熱変換体
の組合せ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第4558333号明細書,米国特許第44
59600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭59−123670号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭59−138461号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。
As the configuration of the recording head, in addition to the combination of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal converter (a linear liquid flow path or a right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned respective specifications, U.S. Pat. No. 4,558,333 and U.S. Pat. No. 44,558 which disclose a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bending region.
A configuration using the specification of Japanese Patent No. 59600 is also included in the present invention. In addition, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of an electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and an aperture for absorbing a pressure wave of thermal energy is provided. The effect of the present invention is effective even if the configuration is based on JP-A-59-138461, which discloses a configuration corresponding to a discharge unit. That is, according to the present invention, recording can be reliably and efficiently performed regardless of the form of the recording head.

【0042】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
Further, the present invention can be effectively applied to a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium on which a recording apparatus can record. Such a recording head may have a configuration that satisfies the length by a combination of a plurality of recording heads, or a configuration as one integrally formed recording head.

【0043】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
In addition, even in the case of the serial type as described above, a recording head fixed to the apparatus main body or an electric connection with the apparatus main body and ink from the apparatus main body can be provided by being mounted on the apparatus main body. The present invention is also effective when a replaceable chip-type recording head that can be supplied or a cartridge-type recording head in which an ink tank is provided integrally with the recording head itself is used.

【0044】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。
It is preferable to add a recording head ejection recovery unit, a preliminary auxiliary unit, and the like as the configuration of the recording apparatus of the present invention since the effects of the present invention can be further stabilized. If these are specifically mentioned, the recording head is heated using capping means, cleaning means, pressurizing or suction means, an electrothermal transducer, another heating element or a combination thereof. Pre-heating means for performing the pre-heating and pre-discharging means for performing the discharging other than the recording can be used.

【0045】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して1個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。
The type and number of recording heads to be mounted are not limited to those provided only for one color ink, for example, and for a plurality of inks having different recording colors and densities. A plurality may be provided. That is, for example, the printing mode of the printing apparatus is not limited to a printing mode of only a mainstream color such as black, but may be any of integrally forming a printing head or a combination of a plurality of printing heads. The present invention is also very effective for an apparatus provided with at least one of the recording modes of full color by color mixture.

【0046】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。
In addition, in the embodiment of the present invention described above, the ink is described as a liquid. However, an ink which solidifies at room temperature or lower and which softens or liquefies at room temperature may be used. In general, the ink jet method generally controls the temperature of the ink itself within a range of 30 ° C. or more and 70 ° C. or less to control the temperature so that the viscosity of the ink is in a stable ejection range. Sometimes, the ink may be in a liquid state. In addition, in order to positively prevent temperature rise due to thermal energy by using it as energy for changing the state of the ink from a solid state to a liquid state, or to prevent evaporation of the ink, the ink is solidified in a standing state and heated. May be used. In any case, the application of heat energy causes the ink to be liquefied by the application of the heat energy according to the recording signal and the liquid ink to be ejected, or to start solidifying when it reaches the recording medium. The present invention is also applicable to a case where an ink having a property of liquefying for the first time is used. In such a case, the ink
JP-A-54-56847 or JP-A-60-7
As described in Japanese Patent Publication No. 1260, it is also possible to adopt a form in which the sheet is opposed to the electrothermal converter in a state where it is held as a liquid or solid substance in the concave portion or through hole of the porous sheet. In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0047】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
Further, the form of the ink jet recording apparatus of the present invention is not limited to the one used as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmission / reception function. It may take a form.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の請求項
1記載のインクジェット記録ヘッドに依れば、記録用イ
ンクの吐出用エネルギーを発生する複数の電気熱変換体
を駆動するための駆動回路を備えた長方形状のシリコン
基板と、インク流路であるノズルと該ノズルにインクを
供給する共通液室を備えた天板とを接合して形成され、
前記シリコン基板の4辺のうち3辺が金属配線部材を載
せた可撓性の絶縁フィルムと対向し、前記可撓性の絶縁
フィルムより金属導体のリードを該シリコン基板に延在
させてシリコン基板上の電極と接合され、前記可撓性の
絶縁フィルムと対向しない辺に前記電気熱変換体を並
べ、前記シリコン基板を複数用い、前記可撓性の絶縁フ
ィルムに配された金属導体のリードとの接合部に金属の
突起を形成して電気的接合を行う構成のインクジェット
記録ヘッドにおいて、前記シリコン基板に設けられた金
属の突起が耐腐食性の金属と該金属の上のメッキ層とに
よって形成されているので、金属の突起および電気配線
が前処理液や前処理液中に存在するCl- で腐食されな
いようにすることが出来ると共に、シリコン基板を同一
記録ヘッド内でサイズを統一することが可能となり、生
産装置の共通化を図ることができ、シリコン基板のコス
トの上昇を極力押さえて信頼性の高いインクジェット記
録ヘッドを安価に提供することが可能になる。更に、前
処理液を吐出するための電気熱変換体を配置したシリコ
ン基板のサイズを記録用インク側と同一サイズにするこ
とによって生産装置の共有化を図ることが出来ると共
に、生産装置の設計効率およびラインの稼働率を向上す
ることが出来る。
As described above, according to the ink jet recording head of the first aspect of the present invention, the driving for driving the plurality of electrothermal transducers for generating the energy for discharging the recording ink is performed. A rectangular silicon substrate provided with a circuit, formed by bonding a nozzle serving as an ink flow path and a top plate having a common liquid chamber for supplying ink to the nozzle,
Three of the four sides of the silicon substrate are opposed to a flexible insulating film on which a metal wiring member is mounted, and a lead of a metal conductor is extended from the flexible insulating film to the silicon substrate. The electrode is joined to the upper electrode, the electrothermal transducer is arranged on a side not facing the flexible insulating film, and a plurality of the silicon substrates are used, and a lead of a metal conductor arranged on the flexible insulating film is used. In the ink jet recording head having a configuration in which a metal protrusion is formed at a bonding portion to perform electrical bonding, a metal protrusion provided on the silicon substrate is formed by a corrosion-resistant metal and a plating layer on the metal. because it is, Cl metal protrusions and the electric wires are present in the pretreatment solution and the pretreatment solution - together be prevented from being corroded by the can, Sai silicon substrate in the same recording head It becomes possible to unify the can be used in common production apparatus, it is possible to provide an inexpensive and reliable ink jet recording head as much as possible down the rise in the cost of the silicon substrate. Further, by making the size of the silicon substrate on which the electrothermal transducer for discharging the pretreatment liquid is disposed the same size as that of the recording ink side, production equipment can be shared and design efficiency of the production equipment can be improved. And the operation rate of the line can be improved.

【0049】本発明の請求項2記載のインクジェット記
録ヘッドは、複数のシリコン基板を用いたインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、シリコン基板に設けられた突起
が耐腐食性の金属である金(Au)と該金の上のメッキ
層とで形成され、該突起が機械的に形成されるシリコン
基板を併用するので、突起および電気配線が前処理液で
腐食されないようにでき、シリコン基板のサイズを統一
して、生産装置の共通化を図ることができ、信頼性の高
いインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head using a plurality of silicon substrates, wherein the projections provided on the silicon substrate are made of gold (Au) which is a metal having corrosion resistance and the gold. Since the silicon substrate is formed with a plating layer on which the protrusions are mechanically formed, the protrusions and the electrical wiring can be prevented from being corroded by the pretreatment liquid, and the size of the silicon substrate is unified, The production apparatus can be shared, and a highly reliable inkjet recording head can be obtained.

【0050】本発明の請求項3記載のインクジェット記
録ヘッドは、シリコン基板上の電極に設けられた金属突
起を形成する場合に、アルミニウム電極上に高融点金属
であるチタンタングステン(TiW)を用い、該高融点
金属の上に金(Au)をメッキしてメッキ層を形成して
いるので、チタンタングステン(TiW)が酸性の前処
理液および前処理液中に存在する塩素イオン(Cl-
で腐食されないために、アルミニウム電極部分および電
気配線が腐食しないようにすることが出来る。
In the ink jet recording head according to the third aspect of the present invention, when forming a metal projection provided on an electrode on a silicon substrate, titanium tungsten (TiW) which is a high melting point metal is used on an aluminum electrode. Since a plating layer is formed by plating gold (Au) on the high melting point metal, titanium tungsten (TiW) is an acidic pretreatment liquid and chlorine ions (Cl ) present in the pretreatment liquid.
Therefore, the aluminum electrode portion and the electric wiring can be prevented from being corroded.

【0051】本発明の請求項4記載のインクジェット記
録ヘッドは、インクジェット記録ヘッドが記録用インク
と前処理液を併用するインクを用いるヘッドであり、前
処理液側に金属突起をメッキして形成した基板を用いる
ので、電極部分が前処理液で腐食しないようにすること
が出来、シリコン基板のサイズを統一することが可能と
なる。
The ink jet recording head according to claim 4 of the present invention is a head using an ink which uses both a recording ink and a pretreatment liquid, and is formed by plating metal projections on the pretreatment liquid side. Since the substrate is used, the electrode portion can be prevented from being corroded by the pretreatment liquid, and the size of the silicon substrate can be unified.

【0052】本発明の請求項5記載のインクジェット記
録ヘッドは、通常の記録液側に機械的に金属突起を形成
した基板を用いるので、シリコン基板のサイズを統一す
ることが可能となる。
Since the ink jet recording head according to the fifth aspect of the present invention uses a substrate on which metal projections are mechanically formed on the ordinary recording liquid side, the size of the silicon substrate can be unified.

【0053】本発明の請求項6記載のインクジェット記
録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクに気泡を生
じさせ、気泡の生成に伴ってインクを吐出するので、好
適にインクを吐出して良好な画像を得ることができる。
In the ink jet recording head according to the sixth aspect of the present invention, bubbles are generated in the ink using thermal energy, and the ink is discharged with the generation of the bubbles. Images can be obtained.

【0054】本発明の請求項7記載のインクジェット記
録装置は、請求項1乃至請求項6いずれか記載のインク
ジェット記録ヘッドを用いるので、前処理液を吐出する
ための電気熱変換体を配置したシリコン基板のサイズを
記録用インク側と同一サイズにすることによって生産装
置の共有化を図ることが出来ると共に、生産装置の設計
効率およびラインの稼働率を向上することが出来る。
Since the ink jet recording apparatus according to the seventh aspect of the present invention uses the ink jet recording head according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, it is possible to use a silicon substrate having an electrothermal converter for discharging a pretreatment liquid. By making the size of the substrate the same as the size of the recording ink, the production equipment can be shared, and the design efficiency of the production equipment and the operation rate of the line can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のTABフィルムを接続したシリコン基
板を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a silicon substrate to which a TAB film of the present invention is connected.

【図2】スタッドバンプで形成されたTABフィルムリ
ードの拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a TAB film lead formed by stud bumps.

【図3】メッキで形成されたTABフィルムとリードと
の拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a TAB film formed by plating and leads.

【図4】2チップのシリコン基板を用いたインクジェッ
ト記録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of an ink jet recording head using a two-chip silicon substrate.

【図5】2チップのシリコン基板を用いたインクジェッ
ト記録ヘッドのインクタンクの斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of an ink tank of an ink jet recording head using a two-chip silicon substrate.

【図6】インクジェット記録装置を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an ink jet recording apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 シリコン基板 110 電気熱変換体 120 TABフィルム 130 TABのリード 140 バンプ 150 放熱ブロック 160 プリンターとの接合部 170 TAB曲げ部 200 スタッドバンプ 210 メッキバンプ 220 チタンタングステン(TiW)膜 225 チタンタングステン(TiW)膜と窒化シリコ
ン(SiN)膜のオーバーラップ部 230 窒化シリコン(SiN)膜 240 アルミニウム電極 250 タンタル(Ta)膜 300 溝付き天板 310 オリフィスプレート 315 TABフィルム 320 インク吐出口 330 押さえばね 340 ジョイントシール 400 インクジェット記録ヘッドチップ 410 インクタンク 420 記録用インク収納部 430 前処理液用収納部
REFERENCE SIGNS LIST 100 silicon substrate 110 electrothermal transducer 120 TAB film 130 TAB lead 140 bump 150 heat dissipation block 160 junction with printer 170 TAB bending section 200 stud bump 210 plating bump 220 titanium tungsten (TiW) film 225 titanium tungsten (TiW) film And silicon nitride (SiN) film overlap portion 230 silicon nitride (SiN) film 240 aluminum electrode 250 tantalum (Ta) film 300 top plate with groove 310 orifice plate 315 TAB film 320 ink discharge port 330 presser spring 340 joint seal 400 inkjet Recording head chip 410 Ink tank 420 Recording ink storage section 430 Pretreatment liquid storage section

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録用インクの吐出用エネルギーを発生
する複数個の電気熱変換体を駆動するための駆動回路を
備えた長方形状のシリコン基板と、インク流路であるノ
ズルと該ノズルにインクを供給する共通液室を備えた天
板とを接合して形成され、前記シリコン基板の4辺のう
ち3辺が金属配線部材を載せた可撓性の絶縁フィルムと
対向し、前記絶縁フィルムより金属導体のリードを該シ
リコン基板に延在させてシリコン基板上の電極と接合さ
れ、前記絶縁フィルムと対向しない辺に前記電気熱変換
体を並べ、複数個の前記シリコン基板を用い、前記絶縁
フィルムに配置された金属導体のリードとの接合部に金
属の突起を形成して電気的接合を行うよう構成されたイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、 前記シリコン基板に設けられた金属の突起が耐腐食性の
金属と該金属の上に形成されるメッキ層とによって構成
されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
1. A rectangular silicon substrate having a driving circuit for driving a plurality of electrothermal transducers for generating energy for discharging recording ink, a nozzle serving as an ink flow path, and an ink And a top plate provided with a common liquid chamber for supplying a liquid supply member. Three of the four sides of the silicon substrate face a flexible insulating film on which a metal wiring member is mounted, and A lead of a metal conductor is extended to the silicon substrate and joined to an electrode on the silicon substrate, the electrothermal transducer is arranged on a side not facing the insulating film, and a plurality of the silicon substrates are used. In an ink jet recording head configured to form a metal projection at a bonding portion between a metal conductor and a lead arranged at a position to perform electrical bonding, the metal substrate provided on the silicon substrate An ink jet recording head, characterized in that it is constituted by a plated layer formed on the outs corrosion resistance of the metal and the metal.
【請求項2】 複数個のシリコン基板を用いたインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、前記シリコン基板に設けら
れた突起が耐腐食性の金属である金(Au)と該金の上
のメッキ層とで形成され、該突起が機械的に形成される
シリコン基板を併用することを特徴とする請求項1記載
のインクジェット記録ヘッド。
2. In an ink jet recording head using a plurality of silicon substrates, a projection provided on the silicon substrate is formed of gold (Au) which is a corrosion-resistant metal and a plating layer on the gold. 2. An ink jet recording head according to claim 1, wherein a silicon substrate on which said projections are mechanically formed is used in combination.
【請求項3】 前記シリコン基板上の電極に設けられた
金属の突起を形成する場合にアルミニウム電極上に高融
点金属であるチタンタングステン(TiW)を用い、該
高融点金属の上に金(Au)をメッキしてメッキ層を形
成したことを特徴とする請求項1、2いずれか記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。
3. When forming a metal projection provided on an electrode on the silicon substrate, titanium tungsten (TiW), which is a high melting point metal, is used on an aluminum electrode, and gold (Au) is formed on the high melting point metal. 3. The ink-jet recording head according to claim 1, wherein a plating layer is formed by plating.
【請求項4】 前記インクジェット記録ヘッドは記録用
インクと前処理液を併用するインクを用いるヘッドであ
り、前記前処理液側に前記金属の突起をメッキして形成
した基板を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項
3いずれか1項記載のインクジェット記録ヘッド。
4. The ink jet recording head is a head that uses an ink that uses both a recording ink and a pretreatment liquid, and uses a substrate that is formed by plating the metal protrusions on the pretreatment liquid side. The inkjet recording head according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】 通常の記録用インク側には前記機械的に
金属の突起を形成した基板を用いることを特徴とする請
求項1乃至請求項4いずれか1項記載のインクジェット
記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a substrate on which the metal protrusion is mechanically formed is used on a normal recording ink side.
【請求項6】 前記インクジェット記録ヘッドは、熱エ
ネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ、該気泡の
生成に伴ってインクを吐出することを特徴とする請求項
1乃至請求項5いずれか1項記載のインクジェット記録
ヘッド。
6. The ink jet recording head according to claim 1, wherein bubbles are generated in the ink by using thermal energy, and the ink is ejected as the bubbles are generated. Item 7. The ink jet recording head according to Item 1.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6いずれか記載のイ
ンクジェット記録ヘッドを用いることを特徴とするイン
クジェット記録装置。
7. An ink jet recording apparatus using the ink jet recording head according to claim 1.
JP14153898A 1998-05-22 1998-05-22 Ink jet recording head and ink jet recorder employing it Pending JPH11334076A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10438912B2 (en) 2017-03-21 2019-10-08 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection head substrate and semiconductor substrate

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