(57)【要約】【課題】貫通電極の封止に対して高い信頼性を確保しながら配線抵抗の増大を抑制する。【解決手段】液体吐出ヘッド１は、基板２と、基板２の一方の面７の側に設けられ、積層された複数の配線層１２および複数の配線層１２を内部に備える絶縁層１３を有する多層配線層３と、多層配線層３の基板２の側とは反対側に設けられ、液体を吐出する吐出口１７が形成された吐出口形成部材５と、基板２を貫通するとともに複数の配線層１２の積層方向において多層配線層３の少なくとも一部を貫通し、複数の配線層１２に電気的に接続された貫通電極１０と、を有し、複数の配線層１２が、積層方向において吐出口形成部材５に最も近い第１の配線層１２ａと、第１の配線層１２ａとは別の第２の配線層１２ｂとを含み、貫通電極１０は、積層方向において第１の配線層１２ａの吐出口形成部材５に最も近い面以外の面で、複数の配線層１２に電気的に接続されている。【選択図】図１
2020037229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の一方の面の側に設けられ、積層された複数の配線層および前記複数の配線層を内部に備える絶縁層を有する多層配線層と、前記多層配線層の前記基板の側とは反対側に設けられ、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材と、前記基板を貫通するとともに前記複数の配線層の積層方向において前記多層配線層の少なくとも一部を貫通し、前記複数の配線層に電気的に接続された貫通電極と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記複数の配線層が、前記積層方向において前記吐出口形成部材に最も近い第１の配線層と、前記第１の配線層とは別の第２の配線層とを含み、
前記貫通電極は、前記積層方向において前記第１の配線層の前記吐出口形成部材に最も近い面以外の面で、前記複数の配線層に電気的に接続されている、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記基板および前記多層配線層には、前記基板および前記多層配線層を貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通電極は、前記多層配線層の前記吐出口形成部材に対向する面から突出しないように前記貫通孔の内部に形成されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記貫通電極は、前記第２の配線層の前記吐出口形成部材の側を向いた面で、前記第２の配線層に電気的に接続されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記多層配線層の前記貫通孔が、前記第２の配線層の前記吐出口形成部材の側を向いた面を露出させるように、深さ方向で段階的に変化する孔径を有する、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１の配線層が、前記吐出口形成部材に最も近い面から前記基板の側に向けて傾斜した傾斜面を含み、
前記貫通電極は、前記傾斜面で前記第１の配線層に電気的に接続されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記貫通電極は、前記第１の配線層の側面で前記第１の配線層に電気的に接続されているか、または前記第２の配線層の側面で前記第２の配線層に電気的に接続されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記吐出口形成部材は、前記貫通孔の開口を塞ぐように前記多層配線層に設けられている、請求項２から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記吐出口形成部材と同じ材料からなり、前記貫通孔の開口を塞ぐように前記多層配線層に設けられた封止材を有する、請求項２から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記貫通電極が、前記貫通孔の内面に形成された複数の金属層からなる、請求項２から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記基板には、該基板を貫通する貫通孔が形成され、前記多層配線層には、前記基板に対向する面に前記貫通孔に連通する凹部が形成され、
前記貫通電極は、前記貫通孔および前記凹部の内部に形成されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記貫通電極は、前記第２の配線層の前記吐出口形成部材の側を向いた面または前記基板の側を向いた面で前記第２の配線層に電気的に接続されている、請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記貫通電極は、前記第１の配線層の前記基板の側を向いた面で前記第１の配線層に電気的に接続されている、請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記貫通電極が、前記貫通孔および前記凹部の内面に形成された複数の金属層からなる、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記貫通電極が、金、銅、ニッケル、パラジウム、スズ、チタン、およびクロムの少なくともいずれかの金属を含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記基板がシリコンからなる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１６】
前記基板と前記貫通電極との間に絶縁層が設けられている、請求項１５に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
吐出口からインクなどの液体を吐出して記録媒体に画像を記録する液体吐出ヘッドが知られている。吐出する液体としては、記録用紙への画像記録を目的とする色材インクのみならず、デバイス配線やＤＮＡ診断をも可能にする金属インクや試薬なども用いられている。
近年、液体吐出ヘッドには画像の高画質化が強く求められており、そのためには、液滴を記録媒体上の本来着弾すべき位置に高精度に着弾させることが重要になる。液滴の着弾精度を向上させるためには、液体吐出ヘッドの吐出口が開口する吐出口面と記録媒体との距離をできるだけ短くすることが好ましい。しかしながら、液体吐出ヘッドのエネルギー発生素子に電気信号や電力を供給するための配線としてボンディングワイヤが用いられている場合（特許文献１参照）、吐出口面と記録媒体との距離を短くするには限界がある。すなわち、ボンディングワイヤとそれをインクから保護するための封止材が吐出口面から記録媒体側に突出しているため、この部分が記録媒体に干渉しないだけの距離を吐出口面と記録媒体との間に確保する必要がある。そこで、エネルギー発生素子に電気信号や電極を供給する構成として、ボンディングワイヤに代えて、３次元実装技術で採用されている貫通電極（基板を貫通する電極）を適用することが考えられる。
【０００３】
ここで、特許文献２には、半導体基板の表面に設けられた多層配線層の最上層の配線層を貫通電極により半導体基板の裏面に引き回す構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９６７７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５９８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体吐出ヘッドに貫通電極を適用する場合において、液体から貫通電極を保護することと貫通電極の配線抵抗の増大を抑制することが求められる。
そこで、本発明の目的は、貫通電極の封止に対して高い信頼性を確保しながら配線抵抗の増大を抑制する液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、基板と、基板の一方の面の側に設けられ、積層された複数の配線層および複数の配線層を内部に備える絶縁層を有する多層配線層と、多層配線層の基板の側とは反対側に設けられ、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材と、基板を貫通するとともに複数の配線層の積層方向において多層配線層の少なくとも一部を貫通し、複数の配線層に電気的に接続された貫通電極と、を有し、複数の配線層が、積層方向において吐出口形成部材に最も近い第１の配線層と、第１の配線層とは別の第２の配線層とを含み、貫通電極は、積層方向において第１の配線層の吐出口形成部材に最も近い面以外の面で、複数の配線層に電気的に接続されている。
このような液体吐出ヘッドによれば、多層配線層の吐出口形成部材に対向する面から貫通電極を突出させない範囲で、貫通電極の厚さを厚くして配線抵抗を小さくすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上、本発明によれば、貫通電極の封止に対して高い信頼性を確保しながら配線抵抗の増大を抑制する液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略断面図である。
【図３】第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略断面図である。
【図４】貫通電極を用いた液体吐出ヘッドの構成例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の実施形態に示す部材の寸法、材質、形状などは、一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの第１の構成例を示す概略断面図であり、図１（ｂ）は、第２の構成例を示す概略断面図である。図２（ａ）は、本実施形態の液体吐出ヘッドの第３の構成例を示す概略断面図であり、図２（ｂ）は、第４の構成例を示す概略断面図である。まず、各構成例について説明する前に、本実施形態の液体吐出ヘッド１に共通の構成について説明する。
【００１１】
液体吐出ヘッド１は、基板２と、多層配線層３と、吐出口形成部材５と、エネルギー発生素子４と、貫通電極１０と、封止材１１とを有している。
基板２は、上面７と下面８を有し、上面７の側に多層配線層３が設けられている。なお、本明細書では、便宜上、吐出口形成部材５の吐出口面５ａの側を上側、吐出口面５ａと反対側の基板２の面（下面８）の側を下側として上下方向を説明しているが、この上下方向は、液体吐出ヘッドの姿勢を規定するものではない。本実施形態では、基板２はシリコンからなる。基板２の材料としては、シリコンの他、ガラス、石英、セラミックなどを用いることもできる。ただし、半導体プロセスやＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術によって複数の微細なエッチング孔やトランジスタやヒータなどを基板２内に作り込むことができる点で、シリコンを用いることが好ましい。基板２には、後述する流路１６に液体を供給する供給路１５と、基板２を貫通する基板貫通孔６が形成されている。
基板２の下面８には、絶縁層１８を介して電極パッド９が設けられている。電極パッド９は、エネルギー発生素子４に電気信号や電極を供給する駆動電源（図示せず）に電気的に接続されている。電極パッド９と駆動電源との接続には、ワイヤボンディング、低融点はんだや銀ペーストなどの低温接合、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）等の一般的な方法を用いることができる。絶縁層１８は、本実施形態のように基板２が半導体基板（シリコン基板）である場合の他、基板２が導電性表面を有する場合にも設けられている。
【００１２】
多層配線層３は、交互に積層された複数の配線層１２および複数の絶縁層１３を有している。複数の配線層１２は、絶縁層１３に設けられたスルーホールを通じて互いに電気的に接続されていてもよい。絶縁層１３は、複数の配線層１２の上下にもそれぞれ設けられている。なお、複数の配線層１２の積層方向において隣接する配線層１２の間に複数の絶縁層１３が積層されていてもよい。すなわち、多層配線層３は、絶縁層１３の内部に複数の配線層１２が積層された構成であればよい。本実施形態では、配線層１２はアルミニウムからなる。配線層１２の材料としては、アルミニウムの他、銅、タングステン、タンタル、チタン、クロムなどの金属や、これらの合金を用いることもできる。絶縁層１３としては、シリコンの酸化物や窒化物を用いることができる。絶縁層１３の形成方法は特に限定されず、ＣＶＤ（化学気相成長）法、ＡＬＤ（原子層堆積）法、スパッタ法、熱酸化法、蒸着法、ゾルゲル法等を用いることができる。多層配線層３は、配線層１２の材料が絶縁層１３へ拡散することを抑制するバリア層も有している。このバリア層としては、チタン、ＴｉＮ、ＴｉＷ等のチタン化合物、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＯＣＮ、ＳｉＯＮ等のケイ素化合物を用いることができる。多層配線層３には、多層配線層３を貫通し、基板貫通孔６に連通する配線層貫通孔１４が形成されている。
【００１３】
吐出口形成部材５は、多層配線層３の上面３ａ、すなわち多層配線層３を挟んで基板２の反対側に設けられている。吐出口形成部材５には、液体を吐出するための吐出口１７と、吐出口１７に連通するとともに基板２の供給路１５に連通する流路１６が形成されている。本実施形態では、吐出口形成部材５は樹脂からなる。特に感光性樹脂を用いることで、露光、現像によって吐出口形成部材５を正確な形状に形成することができる。吐出口形成部材５の材料としては、樹脂の他、吐出される液体に対して耐性を有するものであれば、金属を用いることもできる。吐出口形成部材５が金属である場合、吐出口形成部材５と貫通電極１０とは電気的に絶縁される。吐出口形成部材５の厚さは、液体のリフィル性の点から４０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０μｍ以下であり、さらに好ましくは１０μｍ以下である。
エネルギー発生素子４は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するものであり、本実施形態では電気熱変換素子（ヒータ）である。エネルギー発生素子４は、多層配線層３の吐出口１７に対向する位置に設けられ、最上層の配線層１２ａに電気的に接続されている。エネルギー発生素子４とこれに電気的な接続を行う配線（図示せず）上には、吐出される液体に対して耐性を有する保護膜が設けられている。この保護膜としては、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ，ＳｉＣＮ、ＳｉＯＣＮ、ＳｉＯＮ等のケイ素化合物を用いることができる。また、この保護膜上には、例えばＴａからなる耐キャビテーション膜が設けられていてもよい。エネルギー発生素子４が発生する熱エネルギーにより、流路１６内の液体を発泡させて吐出口１７から吐出することができる。なお、吐出口１７から吐出される液体を流路１６内で循環させるために、基板２には、流路１６に連通して流路１６内の液体を回収する回収路が設けられていてもよい。
【００１４】
貫通電極１０は、基板２を貫通するとともに複数の配線層１２の積層方向において多層配線層３の少なくとも一部を貫通するように、貫通孔６，１４の内面に設けられている。貫通電極１０は、多層配線層３と電極パッド９に電気的に接続されている。これにより、電極パッド９、貫通電極１０、および多層配線層３を通じて、駆動電源（図示せず）からエネルギー発生素子４に電気信号や電力を供給することができる。なお、電極パッド９の代わりに、基板２の下面８にも多層配線層が設けられていてもよい。
複数の配線層１２のうち貫通電極１０が接続される面は、複数の配線層１２の積層方向において吐出口形成部材５に最も近い面以外の面、すなわち、最上層の配線層（吐出口形成部材５に最も近い第１の配線層）１２ａの最上面３ｃ以外の面である。具体的には、貫通電極１０は、最上層の配線層１２ａとは別の配線層（第２の配線層）１２ｂに接続されているか（図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ｂ）参照）、または、最上面３ｃ以外の面で最上層の配線層１２ａに接続されている（図２（ａ）参照）。こうすることで、多層配線層３の上面（吐出口形成部材５に対向する面）３ａから貫通電極１０を突出させない範囲で、貫通電極１０の厚さ（貫通孔６，１４の内面からの厚さ）を厚くして配線抵抗を小さくすることができる。
【００１５】
貫通電極１０は、少なくとも貫通孔６，１４の内面上に設けられていればよく、貫通孔６，１４の内部に充填されていてもよい。貫通電極１０の材料は、所望の配線抵抗やボンディング性から適宜決定される。貫通電極１０の材料としては、金、銅、ニッケル、パラジウム、スズ、チタン、およびクロムの少なくともいずれかを用いることができる。貫通電極１０は単層構造に限定されず、上記金属を含む複数の金属層からなっていてもよい。具体的には、貫通電極１０として、貫通孔６，１４の内面に、導電性の密着層、拡散防止層、耐食防止層、ボンディング層がこの順で積層されていてもよい。例えば、貫通電極１０の材料として高価な金の代わりに安価な銅を用いる場合でも、耐食性とボンディング性から、その表面には金を用いる必要があるが、金と銅は互いに拡散しやすいため、それらの間に拡散防止層としてニッケルが挿入される。一般的に、拡散防止層としてのニッケルは、数μｍの厚さで上記拡散を防止することができる。貫通電極１０の厚さは、貫通電極１０が多層配線層３の上面３ａから突出しない範囲であれば特に限定されず、所望の配線抵抗やボンディング性から適宜決定される。なお、ここでいう「多層配線層３の上面３ａから突出しない」とは、上面３ａから完全に突出しない場合の他、封止材１１による貫通電極１０の良好な封止を妨げない程度に突出する場合も含み、例えば１μｍ以内の範囲で突出する場合も含む。
基板貫通孔６および配線層貫通孔１４の横断面形状は特に限定されず、円形、四角形等の任意の形状であってよい。基板貫通孔６の縦断面形状も特に限定されず、図示したように基板２の厚み方向に平行な長辺を有する長方形状の他、基板２の下面８に向かって幅が狭くなるテーパー状や幅が広くなる逆テーパー状であってもよい。一方、配線層貫通孔１４の縦断面形状は、後述するように、貫通電極１０と多層配線層３との接続形態に応じて決定される。
【００１６】
本実施形態のように基板２が半導体基板（シリコン基板）である場合、基板貫通孔６の内面にも絶縁層１８が設けられている。この絶縁層１８としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等のケイ素化合物や金属酸化物、有機樹脂薄膜を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、貫通電極１０の材料によっては、基板貫通孔６の内面にバリア層が設けられていてもよい。このバリア層としては、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ等を用いることができる。
なお、本実施形態では、基板２だけでなく多層配線層３にも貫通孔（配線層貫通孔１４）が形成されているため、後述するように、多層配線層３は基板貫通孔６の孔径に比べて非常に薄い膜厚を有しているが、メンブレン構造は形成されない。したがって、例えば液体吐出ヘッド１の回復動作時にワイプ等によって吐出口面５ａに物理的な力が作用しても、多層配線層３が破損する可能性を低減することができる。
【００１７】
封止材１１は、配線層貫通孔１４の開口を塞ぐように多層配線層３の上面３ａに設けられている。この封止材１１により、吐出口１７から吐出される液体が配線層貫通孔１４を通じて貫通電極１０に接触することがなくなり、液体に対する貫通電極１０の絶縁を確保することができる。また、本実施形態では、上述したように貫通電極１０が多層配線層３の上面３ａから突出していないため、封止材１１による貫通電極１０の封止を良好に行うことができ、かつ封止材１１が吐出口面５ａと記録媒体の距離を短くすることの妨げにもならない。本実施形態では、封止材１１はエポキシ樹脂からなるが、吐出口形成部材５を形成する際に同時に形成されたものでもよく、すなわち、吐出口形成部材５と同じ材料から形成されたものでもよい。
封止材１１は、吐出口形成部材５と別個に設けられていなくてもよく、吐出口形成部材５が封止材１１を兼ねてもよい（図１（ｂ）参照）。封止材１１は、貫通電極１０に接触していても、接触していなくてもよい。
【００１８】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッド１の第１から第４の構成例について説明する。ここでは、上述した本実施形態に共通の構成については説明を省略し、各構成例に特有の構成のみ説明する。
【００１９】
図１（ａ）に示す第１の構成例では、厚さ６２５μｍの基板２の上面７に厚さ６μｍの多層配線層３が設けられている。多層配線層３は、それぞれがアルミニウムからなる４層の配線層１２を有し、最上層の配線層１２ａ上には、絶縁層１３として厚さ３００ｎｍのＳｉＯ２が設けられている。基板２には直径１００μｍの基板貫通孔６が設けられ、多層配線層３には、４層の配線層１２のうち最下層の配線層１２ｂの上面を露出させるように、深さ方向で直径が段階的に変化する配線層貫通孔１４が設けられている。すなわち、配線層貫通孔１４は、多層配線層３の下面３ｂ側に直径１００μｍの小径部を有し、上面３ａ側に直径１３０μｍの大径部を有している。これら貫通孔６，１４の内面に、貫通電極１０として、チタン、銅、ニッケル、金がこの順で積層されている。したがって、貫通電極１０は、最下層の配線層１２ｂの上面（吐出口形成部材５の側を向いた面）でその最下層の配線層１２ｂに電気的に接続されている。貫通電極１０において、チタンは密着層、銅は導電層、ニッケルは拡散防止層、金は耐食保護とワイヤボンディング性を高める層としてそれぞれ機能する。基板２の下面８および基板貫通孔６の内面には、絶縁層１８として厚さ５００ｎｍのＳｉＯ２が設けられている。
この構成例では、配線層貫通孔１４の大径部は深さが５μｍであり、貫通電極１０は厚さが４μｍである。したがって、貫通電極１０の上端面は多層配線層３の上面３ａよりも１μｍ低い位置にあり、その上面３ａから突出していないため、封止材１１によって貫通電極１０を良好に封止することができる。また、貫通電極１０において銅の厚さは１μｍであり、貫通電極１０の配線抵抗は３０ｍΩ以下と低い。なお、この構成例では、配線層貫通孔１４の大径部により露出された最下層の配線層１２ｂの上面に貫通電極１０が接続されるため、大径部の直径を大きくすることで、貫通電極１０と配線層１２ｂとの接触面積を大きくして接触抵抗を小さくすることができる。
【００２０】
図１（ｂ）に示す第２の構成例は、以下の点で第１の構成例と異なっている。すなわち、多層配線層３は５層の配線層１２を有し、厚さが８μｍである。５層の配線層１２のうち上から３層目の配線層１２ｂの上面が配線層貫通孔１４により露出されている。貫通電極１０として、貫通孔６，１４の内面に、チタン、銅、スズ、パラジウム、ニッケル、金がこの順で積層されている。したがって、貫通電極１０は、３層目の配線層１２ｂの上面（吐出口形成部材５の側を向いた面）でその３層目の配線層１２ｂに電気的に接続されている。また、吐出口形成部材５が封止材１１を兼ねており、配線層貫通孔１４の開口を塞ぐように多層配線層３の上面３ａに設けられている。絶縁層１８の厚さも第１の構成例と異なり３００ｎｍである。
この構成例では、配線層貫通孔１４の大径部は深さが４μｍであり、貫通電極１０は厚さが４μｍである。したがって、貫通電極１０の上端面は多層配線層３の上面３ａと同じ位置にあり、その上面３ａから突出していないため、吐出口形成部材５によって貫通電極１０を良好に封止することができる。また、貫通電極１０を構成する材料は第１の構成例と異なっているが、銅の厚さは第１の構成例と同様に１μｍであり、貫通電極１０の配線抵抗も３０ｍΩ以下と同様に低い。
【００２１】
図２（ａ）に示す第３の構成例は、以下の点で第１の構成例と異なっている。すなわち、４層の配線層１２のうち最上層の配線層１２ａが、最上面３ｃに接続され最上面３ｃに対して基板２の側に傾斜した傾斜面３ｄを有している。配線層貫通孔１４は、この傾斜面３ｄを露出させるように、下面３ｂに向かって直径が小さくなるテーパー状に形成されている。したがって、貫通電極１０は、最上層の配線層１２ａの傾斜面３ｄでその最上層の配線層１２ａに電気的に接続されている。貫通電極１０が最上層の配線層１２ａの傾斜面３ｄに接続されていることで、十分な厚さを確保しながら吐出口形成部材５の上面３ａから突出しないことは、第１の構成例と同様である。
図２（ｂ）に示す第４の構成例は、４層の配線層１２のうち最下層の配線層１２ｂの側面でその最下層の配線層１２ｂに電気的に接続されている点で第１の構成例と異なっている。この構成例では、配線層貫通孔１４は、深さ方向で直径が段階的に変化する多段構造を有しておらず、一定の直径（１００μｍ）を有している。ただし、配線層貫通孔１４の縦断面形状はこれに限定されず、最下層の配線層１２ｂの側面を露出させることができれば、多層配線層３の下面３ｂに向かって幅が狭くなるテーパー状であってもよく、幅が広くなる逆テーパー状であってもよい。また、この構成例では、貫通電極１０は、４層の配線層１２のうちいずれの配線層に接続されていてもよく、例えば、最上層の配線層１２ａの側面でその最上層の配線層１２ａに接続されていてもよい。
【００２２】
（第２の実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの一構成例を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は、別の構成例を示す概略断面図である。なお、第１の実施形態の液体吐出ヘッドと同一の構成については説明を省略する。
本実施形態は、多層配線層３に貫通孔（配線層貫通孔１４）が形成されていない点で第１の実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態では、多層配線層３の下面（基板に対向する面）３ｂに基板貫通孔６に連通する凹部１９が形成され、貫通電極１０は、基板貫通孔６と凹部１９の内面に設けられている。したがって、貫通電極１０の厚さ（基板貫通孔６および凹部１９の内面からの厚さ）を厚くして配線抵抗を小さくしても、貫通電極１０が多層配線層３の上面３ａから突出することがなく、吐出口１７から吐出される液体に接触することがない。これに伴い、本実施形態では、封止材１１は設けられていない。
【００２３】
図３（ａ）に示す構成例では、４層の配線層１２のうち、凹部１９により最下層の配線層１２ｂの下面（基板２の側を向いた面）が露出され、貫通電極１０は、その面で最下層の配線層１２ｂに電気的に接続されている。なお、この構成例では、貫通電極１０は、４層の配線層１２のうちいずれの配線層に接続されていてもよく、例えば、最上層の配線層１２ａの下面でその最上層の配線層１２ａに接続されていてもよい。この他の構成については、第１の実施形態の第１の構成例と同様である。
図３（ｂ）に示す構成例では、多層配線層３は２層の配線層１２を有し、そのうち凹部１９により最下層の配線層１２ｂの上面（吐出口形成部材５の側を向いた面）が露出され、貫通電極１０は、その面で最下層の配線層１２ｂに電気的に接続されている。この他の構成については、図３（ａ）に示す構成例と同様である。
【００２４】
最後に、比較例として、特許文献２に記載の技術を液体吐出ヘッドに適用した場合について説明する。図４（ａ）は、特許文献２に記載の技術を液体吐出ヘッドに適用した場合の一構成例を示す概略断面図であり、図４（ｂ）は、別の構成例を示す概略断面図である。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示す液体吐出ヘッド１０１は、基板１０２と、基板１０２の上面１０７に設けられた多層配線層１０３と、多層配線層１０３の上面１０３ａに設けられた吐出口形成部材１０５とを有している。基板１０２および多層配線層１０３には、基板１０２および多層配線層３を貫通する貫通孔１０６，１１４が設けられ、これら貫通孔１０６，１１４の内面に貫通電極１１０が設けられている。貫通電極１１０は、多層配線層１０３の複数の配線層１１２のうち、最上層の配線層１１２ａの上面１０３ｃでその最上層の配線層１１２ａに接続されている。貫通電極１１０は、基板２の下面８に設けられた電極パッド１０９にも接続され、電極パッド１０９は、駆動電源（図示せず）に電気的に接続されている。これにより、電極パッド１０９、貫通電極１１０、最上層の配線層１１２ａを通じて、駆動電源からエネルギー発生素子１０４に電気信号や電力を供給することができる。また、貫通電極１１０は、吐出口１１７から吐出される液体と接触しないように吐出口形成部材１０５によって封止されている。
【００２５】
図４（ａ）に示す比較例では、例えば、最上層の配線層１１２ａの上面１０３ｃに厚さ０．３μｍの絶縁層１１３が設けられ、その厚さに応じて、直径１００μｍの貫通孔１０６，１１４の内面に厚さ０．３μｍの貫通電極１１０が設けられている。この場合、多層配線層１０３の上面１０３ａから貫通電極１１０が突出しないため、貫通電極１１０の封止に対する信頼性は確保されるが、貫通電極１１０は厚さが０．３μｍと薄いため、配線抵抗が１００ｍΩ以上にもなってしまう。
一方、図４（ｂ）に示す比較例では、例えば、直径１００μｍの貫通孔１０６，１１４の内面に厚さ４μｍの貫通電極１１０が設けられている。そのため、図４（ａ）に示す比較例と比べて貫通電極１１０の厚さが厚くなる分、配線抵抗は３０ｍΩ以下と低くなるが、多層配線層１０３の上面１０３ａから貫通電極１１０が３．７μｍも突出してしまう。その結果、貫通電極１１０とそれを封止する吐出口形成部材１０５との間に隙間１２０が生じ、貫通電極１１０の封止に対する信頼性が低下してしまう。また、そもそも多層配線層１０３の上面１０３ａから貫通電極１１０が大きく突出すると、それが吐出口面１０５ａと記録媒体との距離を短くすることの妨げになる。
【符号の説明】
【００２６】
１  液体吐出ヘッド
２  基板
３  多層配線層
５  吐出口形成部材
１０  貫通電極
【図１】
2020037229.tif 000003
【図２】
2020037229.tif 000004
【図３】
2020037229.tif 000005
【図４】
2020037229.tif 000006