TW201622193A - 壓電裝置、液體噴射頭、壓電裝置之製造方法及液體噴射頭之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種確保充足之接著強度,且可小型化之壓電裝置、液體噴射頭、壓電裝置之製造方法及液體噴射頭之製造方法。 本發明之壓電裝置包含:第1基板,其具備設置於容許彎曲變形之第1區域之壓電元件32、及電性連接於該壓電元件32之電極層39;第2基板,其形成有抵接於電極層39而導通之、具有彈性之凸塊電極43,且與壓電元件32對向地隔開間隔而配置;及接著劑43,其係以保持第1基板與第2基板之間隔之狀態接合;且接著劑43係相對於第1基板或第2基板之表面的高度方向之中央部之寬度大於同一方向之端部之寬度。

Description

壓電裝置、液體噴射頭、壓電裝置之製造方法及液體噴射頭之製造方法
本發明係關於具備藉由電壓之施加而變形之壓電元件之壓電裝置、液體噴射頭、壓電裝置之製造方法及液體噴射頭之製造方法者。
壓電裝置係具備壓電元件之裝置,應用於各種裝置或感測器等。例如,於液體噴射裝置中,利用壓電裝置而自液體噴射頭噴射各種液體。作為該液體噴射裝置,例如有噴墨式印表機或噴墨式繪圖機等圖像記錄裝置,最近發揮可使極少量之液體準確地噴附至特定位置之特點而亦應用於各種製造裝置。例如應用於製造液晶顯示器等之彩色濾光片之顯示器製造裝置,形成有機EL(Electro Luminescence:電致發光)顯示器或FED(面發光顯示器)等之電極之電極形成裝置,製造生物晶片(生物化學元件)之晶片製造裝置。且,於圖像記錄裝置用之記錄頭中噴射液狀之墨水,於顯示器製造裝置用之顏色材料噴射頭中噴射R(Red:紅色)、G(Green:綠色)、B(Blue:藍色)之各顏色材料之溶液。又,於電極形成裝置用之電極材料噴射頭中噴射液狀之電極材料,於晶片製造裝置用之生物體有機物噴射頭中噴射生物體有機物溶液。
上述液體噴射頭係積層形成有複數個噴嘴之噴嘴板、形成有與各噴嘴對應之壓力室之壓力室形成基板、使各壓力室內之液體產生壓力變動之壓電元件(致動器之一種)、及形成有收容壓電元件之凹部之密封板等而構成。且,上述液體噴射頭係構成為藉由對壓電元件供給驅動信號,而使壓力室內之液體產生壓力變動(壓力變化),且利用該壓力變動自噴嘴噴射液體。此處,開發有一種於密封板之凹部內之與壓電元件對向之面形成用以對各壓電元件發送驅動信號之驅動電路(亦稱為驅動器電路)之技術(例如參照專利文獻1)。於形成有該驅動電路之面,形成有用以將該驅動電路與壓電元件電性連接之凸塊電極。另,因可藉由半導體製程(亦即成膜步驟、光微影步驟及蝕刻步驟等)製作驅動電路,故密封板可使用矽製之基板(以下稱為矽基板)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-252882號公報
上述凹部係利用蝕刻技術製作於密封板上,故其內部之表面容易變得粗糙。若於此種面形成驅動電路,則有無法獲得期望之性能之虞。因此,可考慮於未形成凹部之平板狀之矽基板之表面形成驅動電路,且以隔開可收容壓電元件之間隔之狀態,藉由接著劑接著該矽基板與供積層壓電元件之面。然而,於此種構成中,因接著劑較厚,故硬化前之接著劑容易自預定之區域溢出,而有因該接著劑之溢出部分而產生不佳狀況之虞。例如,有因接著劑溢出至振動板之振動區域(變動區域)上而阻礙該振動板之振動,從而產生噴射不良之虞。因此,為了避免振動板之變位部等構成壓電裝置之其他部分與接著劑干涉,必須使包含接著劑之溢出區域等餘裕之接著區域較寬,難以進行 壓電裝置及液體噴射頭之小型化。
本發明係鑑於此種狀況而完成者,其目的在於提供確保充分之接著強度,並可小型化之壓電裝置、液體噴射頭、壓電裝置之製造方法及液體噴射頭之製造方法。
本發明之壓電裝置係為了達成上述目的而提出者,其特徵在於包含:第1基板,其具備設置於容許彎曲變形之第1區域之壓電元件、及電性連接於該壓電元件之電極層;第2基板,其形成有抵接於上述電極層而導通之、具有彈性之凸塊電極,且與上述壓電元件對向地隔開間隔而配置;及接著劑,其係以保持上述第1基板與上述第2基板之間隔之狀態接合;且上述接著劑係相對於上述第1基板或上述第2基板之表面的高度方向之中央部之寬度大於同一方向之端部之寬度。
根據該構成,因使接著劑之高度方向之中央部之寬度大於接著劑之高度方向之端部之寬度,故可確保充足之可確保接著強度之接著劑之量,且抑制與第1基板或第2基板之接著面上接著劑擴展。藉此,可抑制接著劑自預定之區域溢出,可使接著劑相對於構成第1區域等之壓電裝置之其他部分儘可能地接近。其結果,可確保充足之接著強度,且將壓電裝置小型化。
又,本發明之液體噴射頭之特徵在於包含上述構成之壓電裝置。
進而,本發明係一種壓電裝置之製造方法,該壓電裝置包含:第1基板,其形成有壓電元件及電性連接於壓電元件之電極層;第2基板,其係與上述壓電元件對向地隔開間隔而配置,且形成有抵接於上述電極層而導通之、具有彈性之凸塊電極;及接著劑,其係以保持上 述第1基板與上述第2基板之間隔之狀態接合,且具有熱硬化性;且該壓電裝置之製造方法之特徵在於包含如下步驟:凸塊電極形成步驟,於上述第2基板形成特定高度之凸塊電極;接著劑積層步驟,於上述第1基板或上述第2基板之任一基板,形成自該基板之表面之高度為上述凸塊電極之高度以下之接著劑;及基板接合步驟,於使上述接著劑夾於上述第1基板與上述第2基板之間,且藉由加壓於高度方向收縮之狀態下,藉由加熱使該接著劑硬化而接合上述第1基板與上述第2基板。
根據該方法,因於藉由加壓而使接著劑於高度方向收縮之狀態下,藉由加熱使該接著劑硬化而接合兩個基板,故可確保充足之可確保接著強度之接著劑之量,且抑制與第1基板或第2基板之接著面上之接著劑朝該面方向擴展。藉此,可抑制接著劑自預定之區域溢出,可使接著劑相對於構成第1區域等之壓電裝置之其他部分儘可能地接近。其結果,可確保充足之接著強度,且將壓電裝置小型化。
且,本發明之液體噴射頭之製造方法之特徵在於包含如下步驟:利用上述方法製造壓電裝置。
1‧‧‧印表機
2‧‧‧記錄媒體
3‧‧‧記錄頭
4‧‧‧支架
5‧‧‧支架移動機構
6‧‧‧搬送機構
7‧‧‧墨水匣
8‧‧‧時規皮帶
9‧‧‧脈衝馬達
10‧‧‧導桿
11‧‧‧蓋
12‧‧‧擦拭單元
14‧‧‧致動器單元
15‧‧‧流道單元
16‧‧‧頭殼
17‧‧‧收容空間
18‧‧‧儲液器
21‧‧‧噴嘴板
22‧‧‧噴嘴
24‧‧‧連通基板
25‧‧‧共通液室
25a‧‧‧第1液室
25b‧‧‧第2液室
26‧‧‧個別連通路徑
27‧‧‧噴嘴連通路徑
28‧‧‧撓性片材
28a‧‧‧可撓膜
28b‧‧‧固定板
29‧‧‧壓力室形成基板
30‧‧‧壓力室
31‧‧‧振動板
32‧‧‧壓電元件
33‧‧‧密封板
37‧‧‧下電極層
38‧‧‧壓電體層
39‧‧‧上電極層
40‧‧‧凸塊
41‧‧‧內部樹脂
42‧‧‧導電膜
43‧‧‧接著劑
46‧‧‧驅動電路
A‧‧‧區域
a1‧‧‧第1區域
a2‧‧‧第2區域
Ha‧‧‧高度
Hb‧‧‧高度
Sa1~Sa3‧‧‧步驟
Sb1~Sb5‧‧‧步驟
Sc1‧‧‧步驟
Sc2‧‧‧步驟
Wa‧‧‧寬度
Wb‧‧‧寬度
圖1係說明印表機之構成之立體圖。
圖2係說明記錄頭之構成之剖視圖。
圖3係說明致動器單元之構成之剖視圖。
圖4係圖3之區域A之放大圖。
圖5(a)、(b)係說明藉由接著劑接合兩個基板之示意圖。
圖6係說明致動器單元之製造步驟之流程之流程圖。
以下,參照附加圖式說明用以實施本發明之形態。另,於以下所敘述之實施形態中,作為本發明之適宜之具體例而進行各種限定, 但只要於以下之說明中不存在特別限定本發明的意旨之記載,則本發明之範圍並非限於該等態樣者。又,於以下之說明中,作為本發明之壓電裝置,舉出用作用以於搭載有液體噴出頭之一種即噴墨式記錄頭(以下為記錄頭)的液體噴出裝置之一種即噴墨式印表機(以下為印表機)中噴射墨水之致動器之情形之例。
關於印表機1之構成,參照圖1進行說明。印表機1係對記錄紙等記錄媒體2(噴附對象之一種)之表面噴射墨水(液體之一種)而進行圖像等之記錄的裝置。該印表機1包含:記錄頭3、供安裝該記錄頭3之支架4、使支架4沿主掃描方向移動之支架移動機構5、及沿副掃描方向移送記錄媒體2之搬送機構6等。此處,上述墨水儲存於作為液體供給源之墨水匣7。該墨水匣7係可相對於記錄頭3裝卸地安裝。另,亦可採用將墨水匣配置於印表機之本體側,自該墨水匣通過墨水供給管而供給至記錄頭之構成。
上述支架移動機構5具備時規皮帶8。且,該時規皮帶8係由DC馬達等脈衝馬達9驅動。因此,當脈衝馬達9作動時,支架4由架設於印表機1之導桿10引導,而沿主掃描方向(記錄媒體2之寬度方向)往復移動。支架4之主掃描方向之位置係由位置資訊檢測機構之一種即線性編碼器(未圖示)檢測。線性編碼器係將其檢測信號、即編碼器脈衝(位置資訊之一種)發送至印表機1之控制部。
又,於支架4之移動範圍內之較記錄區域更靠外側之端部區域,設定有成為支架4之掃描基點之靜止位置。於該靜止位置,自端部側依序配置有將形成於記錄頭3之噴嘴面(噴嘴板21)之噴嘴22予以密封之蓋11、及用以擦拭噴嘴面之擦拭單元12。
其次,對記錄頭3進行說明。圖2係說明記錄頭3之構成之剖視圖。圖3係放大記錄頭3之主要部分之剖視圖、即致動器單元14(相當於本發明之壓電裝置)之剖視圖。圖4係圖3之區域A之放大圖。本實施 形態之記錄頭3係如圖2所示,以積層有致動器單元14及流道單元15之狀態安裝於頭殼16。另,為了方便起見,將各構件之積層方向作為上下方向而進行說明。
頭殼16係合成樹脂製之箱體狀構件,於其內部形成有對各壓力室30供給墨水之儲液器18。該儲液器18係儲存對複數個並列設置之壓力室30共通之墨水之空間,沿著噴嘴列(nozzle row)方向形成。另,於頭殼16之上方,形成有將來自墨水匣7側之墨水導入至儲液器18之墨水導入路徑(未圖示)。又,於頭殼16之下表面側,形成有自該下表面至頭殼16之高度方向之中途以長方體狀凹陷之收容空間17。以當以定位狀態將後述之流道單元15接合於頭殼16之下表面時,積層於連通基板24上之致動器單元14(壓力室形成基板29、密封板33等)被收容於收容空間17之方式構成。
接合於頭殼16之下表面之流道單元15具有連通基板24、噴嘴板21及撓性片材28。連通基板24係矽製之板材,於本實施形態中,由以表面(上表面及下表面)為(110)面之單晶矽基板製作。於該連通基板24,如圖2所示,藉由各向異性蝕刻而形成有與儲液器18連通且儲存對各壓力室30共通之墨水之共通液室25、及經由該共通液室25將來自儲液器18之墨水個別地供給至各壓力室30之個別連通路徑26。共通液室25係沿著噴嘴列方向(壓力室30之並列設置方向)之長條之空部。該共通液室25包含:第1液室25a,其貫通連通基板24之板厚方向;及第2液室25b,其係以自連通基板24之下表面側朝上表面側凹陷至該連通基板24之板厚方向之中途,且於上表面側殘留有薄板部之狀態形成。個別連通路徑26於第2液室25b之薄板部,與壓力室30對應地沿著該壓力室30之並列設置方向形成有複數個。該個別連通路徑26係於連通基板24與壓力室形成基板29以定位狀態接合之狀態下,與所對應之壓力室30之長邊方向之一側之端部連通。
又,於連通基板24之與各噴嘴22對應之位置,形成有貫通連通基板24之板厚方向之噴嘴連通路徑27。即,噴嘴連通路徑27係與噴嘴列對應地沿著該噴嘴列方向形成有複數個。藉由該噴嘴連通路徑27,壓力室30與噴嘴22連通。本實施形態之噴嘴連通路徑27係以連通基板24與壓力室形成基板29被定位而接合之狀態,與所對應之壓力室30之長邊方向上之另一側(與個別連通路徑26相反之側)之端部連通。
噴嘴板21係接合於連通基板24之下表面(與壓力室形成基板29為相反側之面)之矽製之基板(例如單晶矽基板)。本實施形態之噴嘴板21接合於連通基板24之遠離撓性片材28(共通液室25)之區域。於該噴嘴板21,以直線狀(列狀)開設有複數個噴嘴22。該列設之複數個噴嘴22(噴嘴列)係自一端側之噴嘴22至另一端側之噴嘴22為止,以與點形成密度對應之間距(例如180dpi),沿著正交於主掃描方向之副掃描方向等間隔地設置。
撓性片材28係以閉塞成為該共通液室25之空間之下表面側之開口之狀態接合於連通基板24之遠離接合有噴嘴板21之區域之區域、即與共通液室25對應之區域。該撓性片材28包含具有可撓性之可撓膜28a、及上表面固定有該可撓膜28a之硬質之固定板28b。於固定板28b之與共通液室25對應之位置,以不阻礙可撓膜28a之可撓變形之方式設置有開口。藉此,共通液室25之下表面側成為僅由可撓膜28a區劃之撓性部。可藉由該撓性部,吸收儲液器18及共通液室25內之墨水所產生之壓力變化。
致動器單元14係作為使各壓力室30內之墨水產生壓力變動之致動器而發揮功能之薄板狀之裝置,如圖3所示,將壓力室形成基板29、振動板31、壓電元件32及密封板33積層而單元化。該致動器單元14係以可收容於收容空間17內之方式,形成為較收容空間17更小。
壓力室形成基板29(相當於本發明之支持板)係矽製之硬質板材, 於本實施形態中,由以表面(上表面及下表面)為(110)面之單晶矽基板製作。於該壓力室形成基板29,藉由各向異性蝕刻而沿板厚方向將一部分完全去除,形成應成為壓力室30之空間。該空間、即壓力室30係與各噴嘴22對應而並列設置有複數個。各壓力室30係於正交於噴嘴列方向之方向上為長條之空部,於長邊方向之一側之端部連通個別連通路徑26,於另一側之端部連通噴嘴連通路徑27。
振動板31(相當於本發明之彈性板)係具有彈性之薄膜狀構件,積層於壓力室形成基板29之上表面(與連通基板24側為相反側之面)。藉由該振動板31,密封應成為壓力室30之空間之上部開口。換言之,藉由振動板31,區劃出壓力室30。該振動板31之與壓力室30(詳細而言為壓力室30之上部開口)對應之部分係作為隨著壓電元件32之彎曲變形而朝自噴嘴22遠離之方向或接近之方向變位之變位部發揮功能。即,振動板31之與壓力室30對應之區域係容許彎曲變形之第1區域a1,振動板31之自壓力室30偏離之區域係阻礙彎曲變形之第2區域a2。另,振動板31例如包含形成於壓力室形成基板29之上表面的包含二氧化矽(SiO2)之彈性膜、及形成於該彈性膜上的包含二氧化鋯(ZrO2)之絕緣體膜。且,於該絕緣膜上(振動板31之與壓力室形成基板29側為相反側之面)之與各壓力室30對應之區域、即第1區域a1分別積層有壓電元件32。另,壓力室形成基板29及積層於其之振動板31相當於本發明之第1基板。
本實施形態之壓電元件32係所謂彎曲模式之壓電元件。該壓電元件32係例如於振動板31上依序積層下電極層37(個別電極)、壓電體層38及上電極層39(共通電極)而成。如此般構成之壓電元件32係於對下電極層37與上電極層39之間賦予與兩個電極之電位差相應之電場時,朝自噴嘴22遠離之方向或接近之方向彎曲變形。如圖3所示,上電極層39及下電極層37之一部分係自相對於壓電元件32電性連接之區 域(即第1區域a1)延伸至壓電體層38之外側、即較與壓力室30對應之區域更外側之區域(即第2區域a2)。於本實施形態中,於壓力室30之長邊方向上,上電極層39延伸至一側之第2區域a2,下電極層37延伸至另一側之第2區域a2。且,於該延伸之部分分別抵接有對應之凸塊40(後述)。另,上電極層39或下電極層37相當於本發明之電極層。
密封板33(相當於本發明之第2基板)係矽製之板材,於本實施形態中,由以表面(上表面及下表面)為(110)面之單晶矽基板製作。又,本實施形態之密封板33與先前之密封板不同,未形成供收容壓電元件32之凹狀之密封空間,而形成為平板狀。該密封板33與積層有振動板31之壓力室形成基板29係藉由厚壁之接著劑43而固定。藉此,密封板33係以相對於振動板31上之壓電元件32,隔開不阻礙該壓電元件32之彎曲變形之程度之間隔,而覆蓋壓電元件32之行之方式配置。即,藉由接著劑43,將積層有振動板31之壓力室形成基板29與密封板33以保持間隔之狀態予以接合。另,振動板31與密封板33之間隔係例如設定為5μm~25μm。
又,於密封板33之與壓電元件32對向之區域,形成有用以個別地驅動各壓電元件32之驅動電路46(驅動器電路)。該驅動電路46係於成為密封板33之單晶矽基板(矽晶圓)之表面使用半導體製程(即成膜步驟、光微影步驟及蝕刻步驟等)而製作。進而,於驅動電路46之端部區域,形成有朝壓力室形成基板29側突出之、具有彈性之凸塊40(相當於本發明之凸塊電極)。該凸塊40包含:內部樹脂41,其具有彈性;及導電膜42,其係自驅動電路46被引繞成配線狀,且覆蓋內部樹脂41之表面。作為內部樹脂41,例如可使用聚醯亞胺樹脂等樹脂。又,作為導電膜42,可使用Au、Cu、Ni等金屬。
本實施形態之凸塊40係分別設置於壓力室30之長邊方向上之與朝一側之第2區域a2延伸之上電極層39對應之位置、及與朝另一側之 第2區域a2延伸之下電極層37對應之位置。且,各凸塊40係分別抵接於所對應之上電極層39及下電極層37而導通。藉此,將來自驅動電路46之驅動電壓經由各凸塊40而施加至各壓電元件32。另,凸塊40之自密封板33之尺寸(高度)於積層有振動板31之壓力室形成基板29與密封板33接合前之狀態下,大於接合後之振動板31與密封板33之間隔,例如設定為10μm~30μm。即,以於壓力室形成基板29與密封板33接合後,凸塊40略微壓縮之方式設定。又,密封板33之表面(下表面)中除凸塊40以外之表面(下表面)係由未圖示之矽氧化膜(SiO2)等具有絕緣性之氧化膜所覆蓋。
接合密封板33與積層有振動板31之壓力室形成基板29之接著劑43係配置於壓力室形成基板29之供形成壓電元件32之側之面上,自與壓力室30對應之區域偏離之區域(第2區域a2)、亦即不與凸塊40干涉之區域、即自凸塊40偏離之區域。於本實施形態中,以跨及上電極層39及下電極層37之一部分且以帶狀包圍壓電元件32之周圍之方式配置。具體而言,如圖3所示,於較配置於壓力室30之長邊方向上之一側(圖3之左側)之凸塊40更靠內側(壓電元件32側),沿著壓電元件32之行以帶狀配置有接著劑43。又,於配置於壓力室30之長邊方向上之另一側(圖3之右側)之凸塊40之內側及外側,沿著壓電元件32之行而配置有接著劑43。另,於本實施形態中,於振動板31上接著有接著劑43,但亦可去除供接合接著劑43之區域之振動板31。又,於本實施形態中,將一部分接著劑43配置於電極層上,但亦可以避開電極層之方式配置接著劑43。進而,於本實施形態中,將凸塊40設置於密封空間外,但於將凸塊40設置於密封空間中之情形時,接著劑43係不跨及上電極層39或下電極層37之一部分地配置。
此處,接著劑43係如圖4所示,形成為相對於振動板31或密封板33之表面的高度方向(厚壁方向、或相對於接著面垂直之方向)之中央 部之寬度Wa(相對於接著面平行且相對於接著劑43之延伸方向正交之方向之尺寸)大於同一方向之端部之寬度Wb。換言之,已硬化之狀態之接著劑43係振動板31與密封板33之中間部分朝外側凸出而形成。於本實施形態中,以使振動板31側之接著面之寬度與密封板33側之接著面之寬度大致相同地一致,且自兩個接著面至該兩個接著面之大致中間之位置寬度逐漸變寬之方式形成。即,接著劑43之高度方向之中央部係以截面積(相對於接著面平行之面之面積)相較於端部更寬之方式形成。另,於上述雖著眼於圖4所示之接著劑43、即配置於一側(圖3之左側)之接著劑43而進行說明,但關於接合密封板33與積層有振動板31之壓力室形成基板29之其他接著劑43,亦形成為相同之形狀。又,關於形成此種形狀之接著劑43之方法,將予以後述。進而,作為接著劑43,適宜使用具有感光性及熱硬化性之樹脂等。例如,較理想為主要成分中包含環氧樹脂、丙稀酸樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽樹脂、苯乙烯樹脂等之樹脂。
於如此般形成之記錄頭3中,將來自墨水匣7之墨水經由墨水導入路徑、儲液器18、共通液室25及個別連通路徑26而導入至壓力室30,將來自驅動電路46之驅動信號經由凸塊40供給至壓電元件32,藉此驅動壓電元件32而使壓力室30產生壓力變動。且,藉由利用該壓力變動,經由連通基板24之噴嘴連通路徑27而自噴嘴22噴射墨滴。
其次,對上述之記錄頭3、尤其是致動器單元14之製造方法進行說明。圖5係說明藉由接著劑43接合兩個基板之示意圖,圖5(a)係說明接合兩個基板前之接著劑43之形狀之剖視圖,圖5(b)係說明接合兩個基板後之接著劑43之形狀之剖視圖。又,圖6係說明致動器單元14之製造步驟之流程之流程圖。另,於本實施形態中,並行進行於密封板33側形成凸塊40之步驟及於壓力室形成基板29側形成接著劑43之步驟,但亦可先進行任一個步驟。
起初,對密封板33側之製造步驟進行說明。首先,藉由半導體製程,於單晶矽基板製作驅動電路46等,而形成密封板33(Sa1)。其次,於凸塊電極形成步驟中,於密封板33之形成有驅動電路46之面側形成特定高度(自密封板33之最表面之尺寸)之凸塊40。具體而言,首先,於密封板33之表面塗佈樹脂膜,其後藉由進行蝕刻等之圖案化處理而形成內部樹脂41(Sa2)。其次,藉由蒸鍍或濺鍍等成膜金屬膜,且進行圖案化處理而形成導電膜42(Sa3)。另,亦可進而以Au電鍍等覆蓋由Cu、Ni、Al等構成之基底之導電膜42之表面。藉此,於密封板33之壓力室形成基板29側之面形成朝同側突出之凸塊40。此時,凸塊40係以較接合後之自振動板31之表面至密封板33之表面為止之高度(即振動板31與密封板33之間隔)更高之方式形成。例如,接合後之振動板31與密封板33之間隔係設定為5μm~25μm,相對於此,形成於密封板33上之凸塊40之高度係設定為10μm~30μm。
其次,對壓力室形成基板29側之製造步驟進行說明。首先,藉由光微影及蝕刻技術等於單晶矽基板形成壓力室30。又,形成該矽基板上之振動板31及壓電元件32等。藉此,形成積層有振動板31及各層之壓力室形成基板29(Sb1)。另,只要形成積層有振動板31及壓電元件32之壓力室形成基板29,則可為任意方法,例如,亦可於單晶矽基板積層振動板及壓電元件,其後形成壓力室。其次,於接著劑積層步驟中,於積層有該振動板31及各層之壓力室形成基板29上,積層自該壓力室形成基板29之表面之高度Ha為凸塊40之高度Hb以下之接著劑43。例如,以自壓力室形成基板29之表面之高度Ha為10μm~30μm之方式積層接著劑43。具體而言,於塗佈步驟中,使用旋轉塗佈機等將具有感光性及熱硬化性之液體狀之接著劑43塗佈於振動板31上(Sb2),且藉由進行烘烤(加熱)而形成具有彈性之接著劑層(Sb3)。然後,於曝光步驟中對接著劑層照射光(Sb4),藉由於其後之顯影步驟 中使接著劑層顯影,而於特定之位置將接著劑43之形狀圖案化(Sb5)。
然後,若藉由上述之步驟於密封板33形成凸塊40,於壓力室形成基板29形成接著劑43,則於基板接合步驟中將接著劑43抵接於密封板33,而接合壓力室形成基板29與密封板33。具體而言,如圖5(a)所示,使壓力室形成基板29朝密封板33側相對移動,使接著劑43夾於兩個基板之間而貼合(Sc1)。於該狀態下,如圖5(b)之箭頭符號所示,藉由自壓力室形成基板29側及密封板33側加壓而使凸塊40及接著劑43於高度方向收縮,且於該狀態下進行加熱(Sc2)。例如,於5分~4小時之間,施加使凸塊40及接著劑43壓縮3μm~5μm左右之壓力,且施加120℃~300℃之熱而使接著劑43硬化。藉此,接著劑43之高度方向之中央部朝外側擴展,且接著劑43之高度方向之兩端部與壓力室形成基板29及密封板33接著。
此處,以使凸塊40之高度高於接合後之自振動板31之表面至密封板33之表面之高度之方式形成,且以壓縮凸塊40之狀態接合兩個基板,故可使凸塊40與所對應之電極層37、39確實地導通。又,因以使高度Ha成為凸塊40之高度Hb以下之方式形成接著劑43,且使該接著劑43以壓縮之狀態硬化,故可藉由確認該接著劑43之高度方向上之中央部之擴展程度(即接著劑43之壓縮程度),確認凸塊40與所對應之電極層37、39之導通。
且,藉由上述過程所製造之致動器單元14係使用接著劑等而被定位固定於流道單元15(連通基板24)。且,藉由以將致動器單元14收容於頭殼16之收容空間17之狀態接合頭殼16與流道單元15,而製造記錄頭3。
如此,因於藉由加壓使接著劑43於高度方向收縮之狀態下,藉由加熱使該接著劑43硬化而接合兩個基板,故可確保充足之可確保接 著強度之接著劑43之量,且抑制與積層有振動板31及各層之壓力室形成基板29、或密封板33之接著面上之接著劑43朝該面方向擴展。藉此,可抑制接著劑43自預定之區域溢出,可使接著劑43相對於構成致動器單元14之其他部分、例如振動板31之變位部(第1區域a1)儘可能地接近。其結果,可確保充足之接著強度而抑制因接著劑剝落所致之異物之產生,且將致動器單元14,進而將記錄頭3小型化。
另外,於上述實施形態中,於密封板33與壓力室形成基板29被接合前之狀態下,接著劑43形成於壓力室形成基板29側,但並非限於此。例如,亦可構成為接著劑形成於密封板側。該情形時,於接著劑積層步驟中,於密封板側形成接著劑。
且,以上,作為液體噴射頭,例示搭載於噴墨印表機之噴墨式記錄頭,但亦可應用於噴射墨水以外之液體者。例如,亦可將本發明應用於液晶顯示器等之彩色濾光片之製造所使用之顏色材料噴射頭、有機EL(Electro Luminescence:電致發光)顯示器、FED(面發光顯示器)等之電極形成所使用之電極材料噴射頭、生物晶片(生物化學元件)之製造所使用之生物體有機物噴射頭等。
又,本發明並非限於作為致動器而使用於液體噴射頭者,例如亦可應用於各種感測器等所使用之壓電裝置等。
29‧‧‧壓力室形成基板
30‧‧‧壓力室
31‧‧‧振動板
32‧‧‧壓電元件
33‧‧‧密封板
39‧‧‧上電極層
40‧‧‧凸塊
41‧‧‧內部樹脂
42‧‧‧導電膜
43‧‧‧接著劑
46‧‧‧驅動電路
Wa‧‧‧寬度
Wb‧‧‧寬度

Claims (4)

  1. 一種壓電裝置,其特徵在於包含:第1基板,其具備設置於容許彎曲變形之第1區域之壓電元件、及電性連接於該壓電元件之電極層;第2基板,其形成有抵接於上述電極層而導通之、具有彈性之凸塊電極,且與上述壓電元件對向地隔開間隔而配置;及接著劑,其係以保持上述第1基板與上述第2基板之間隔之狀態接合;且上述接著劑係相對於上述第1基板或上述第2基板之表面的高度方向之中央部之寬度大於同一方向之端部之寬度。
  2. 一種液體噴射頭,其特徵在於包含如請求項1之壓電裝置。
  3. 一種壓電裝置之製造方法,其特徵在於:該壓電裝置包含:第1基板,其形成有壓電元件及電性連接於壓電元件之電極層;第2基板,其係與上述壓電元件對向地隔開間隔而配置,且形成有抵接於上述電極層而導通之、具有彈性之凸塊電極;及接著劑,其係以保持上述第1基板與上述第2基板之間隔之狀態接合,且具有熱硬化性;且該壓電裝置之製造方法包含如下步驟:凸塊電極形成步驟,於上述第2基板形成特定高度之凸塊電極;接著劑積層步驟,於上述第1基板或上述第2基板之任一基板,形成自該基板之表面之高度為上述凸塊電極之高度以下之接著劑;及基板接合步驟,於使上述接著劑夾於上述第1基板與上述第2基板之間,且藉由加壓於高度方向收縮之狀態下,藉由加熱使 該接著劑硬化而接合上述第1基板與上述第2基板。
  4. 一種液體噴射頭之製造方法,其特徵在於包含如下步驟:利用如請求項3之製造方法而製造壓電裝置。
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