(57)【要約】【課題】記録素子基板と電気配線基板とをつなぐリードが、電気接続部以外で記録素子基板と接触することを抑制することができる、液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】本発明の液体吐出ヘッド２０は、吐出口４からインクを吐出させる記録素子基板１７と、記録素子基板１７を囲むように配置され、記録素子基板１７と電気的に接続された電気配線基板１０と、を有する。記録素子基板１７には少なくとも１つの電気接続部１９が設けられている。記録素子基板１７の縁と電気接続部１９との間には、絶縁材料からなる絶縁突起５が設けられている。電気接続部１９と電気配線基板１０とを電気的に接続するリード９が絶縁突起５の上を通るように設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口からインクを吐出させる記録素子基板と、前記記録素子基板を囲むように配置され、前記記録素子基板と電気的に接続された電気配線基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記記録素子基板には少なくとも１つの電気接続部が設けられており、
前記記録素子基板の縁と前記電気接続部との間には、絶縁材料からなる絶縁突起が設けられており、
前記電気接続部と前記電気配線基板とを電気的に接続するリードが前記絶縁突起の上を通るように設けられている、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記記録素子基板は、前記電気配線基板、前記リード、及び前記電気接続部を介して供給される電気によって、前記インクを吐出する吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子が設けられた支持基板と、前記電気接続部と重ならないように配置された、前記吐出口が形成されたオリフィスプレートと、を含み、
前記オリフィスプレートの高さは、前記絶縁突起の高さと同じか、前記絶縁突起の高さよりも高くなっている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記オリフィスプレートと前記絶縁突起は同じ絶縁材料からなる、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
複数の前記電気接続部が、前記縁に沿って並んでおり、前記絶縁突起が帯状に延びている、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記記録素子基板の前記縁は面取りをされているか、階段形状になっている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記面取りの角度は５４．７°である、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記面取りまたは前記階段形状は、エッチングによって形成されている、請求項５または６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、特に、インクジェット方式でインクを吐出して記録媒体に記録を行う液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置である。インクジェット記録装置は、高速な記録を行うことと様々な記録媒体に対して記録することとが可能であり、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されている。インクジェット記録装置における代表的な記録方法としては、電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用により、微小な吐出口からインクを吐出させ、記録媒体に対し記録を行うものなどが知られている。このような記録方法を行うため、インクジェット方式の液体吐出ヘッド、いわゆるインクジェット記録ヘッドが使用されている。インクジェット記録ヘッドには、液滴を形成するノズルと、ノズルに連通し、インクが加圧される加圧室と、加圧室内に設けられた電気熱変換素子とが設けられている。そして、電気熱変換素子に記録信号となる電気パルスを与えることで電気熱変換素子に隣接するインクに熱エネルギーを与え、発泡させることでノズル先端の吐出口を介して記録媒体にインクを吐出する。
【０００３】
近年、インクジェット記録装置は高速及び高画質化のニーズが日々高まっており、インクジェット記録ヘッドの高密度及び長尺化が進んでいる。高画質化においては、小液滴なインクを安定的に記録媒体に到達させるために、インクが吐出される吐出口と記録媒体との間隔を小さくする必要がある。インクジェット記録ヘッドは、記録素子基板とフレキシブルフィルム配線基板（電気配線基板）とを含んでいる。そして、記録素子基板のAuボンディングパッドとその上のバンプからなる電気接続部と記録素子基板を囲むように配置されるフレキシブルフィルム配線基板とがリードで接続されている。そのため、記録素子基板と記録媒体との間隔を小さくすると、リードに直接、あるいは間接的に外力（例えば記録媒体の接触）などが加わり、曲がる場合がある。この場合、リードが記録素子基板の端部と接触してショートするといった問題が発生する。
【０００４】
リードが外力などにより曲がることで生じる、リードと記録素子基板の端部との接触を抑制する方法の一例が特許文献１に開示されている。この方法では、記録素子基板の端部にダイシングブレードにて面取りを施すことで記録素子基板の端部とリードとの接触を抑制している。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている方法では、半導体ウェハーに形成された記録素子基板（半導体チップ）同士を分離切断するための境界領域に樹脂膜を形成することで、半導体ウェハーの切断後、記録素子基板の端部に樹脂膜を形成させる。この樹脂膜が保護膜になるので、リードが外力などにより曲がった場合でも記録素子基板の端部へ直接リードが接触することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３７５２８号公報
【特許文献２】特開２００２−４３３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示される方法では、記録素子基板端部に面取りが施されることでリードが外力で曲がった場合、面取りにしない記録素子基板に比べ、リードが記録素子基板の端部に接触しにくくなる。しかしながら、面取りが施された記録素子基板の表面よりも下方にフレキシブルフィルム配線基板の表面が位置する場合、リードが外力で曲がると、面取りをしていても、リードが面取りを施した記録素子基板の端部に接触しやすくなり、ショートする懸念が残る。
【０００８】
また特許文献２に開示される方法では、保護膜である樹脂膜を、記録素子基板を分離切断する境界領域に形成した場合、リードが外力で曲がった場合でもショートすることは抑制可能ではある。しかしながら、ダイシングにより半導体ウェハーが切断されるときに、ダイシングストリート領域の樹脂膜から発生する微細な樹脂が記録素子基板に付着する、ダイシングストリート領域の樹脂膜の剥がれ、ブレードに目詰まり生じる、などが懸念される。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、記録素子基板と電気配線基板とをつなぐリードが、電気接続部以外で記録素子基板と接触することを抑制することができる、液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液体吐出ヘッドは、吐出口からインクを吐出させる記録素子基板と、記録素子基板を囲むように配置され、記録素子基板と電気的に接続された電気配線基板と、を有する。また、記録素子基板には少なくとも１つの電気接続部が設けられ、記録素子基板の縁と電気接続部との間には、絶縁材料からなる絶縁突起が設けられ、電気接続部と電気配線基板とを電気的に接続するリードが絶縁突起の上を通るように設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、記録素子基板に形成された絶縁突起によって、電気接続部以外でのリードと記録素子基板との接触を抑制することができる。それによって液体吐出ヘッドと記録媒体との間隔を小さくすることができるので、高画質の記録を得ることができ、信頼性の高い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】
【００１２】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの実施形態１における斜視図である。
【図２】図１のＡＡ’断面の概略図である。
【図３】図２のX部の拡大概略図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】従来の液体吐出ヘッドの記録素子基板の長手方向の端部周辺の断面図である。
【図５】本発明の実施形態１による液体吐出ヘッドの製造過程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態２による液体吐出ヘッドの記録素子基板の長手方向端部周辺の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。
【００１４】
（実施形態１）
図１は、本発明の液体吐出ヘッドの実施形態１の斜視図であり、電気接続部を説明するためリード封止材１２を透視した図となっている。図２は、図１に示す液体吐出ヘッドのＡＡ'断面の概略図である。図３は、図２のＸ部の拡大概略図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。図４は、従来の液体吐出ヘッドの記録素子基板の長手方向の端部周辺の断面図である。なお、図３、図４は記録素子基板とフレキシブルフィルム配線基板との電気的な接続を説明するため、支持基板封止材とリード封止材とを省略している。
【００１５】
本発明の液体吐出ヘッド２０は、例えばインクジェット記録ヘッドであり、電気信号に応じて電気熱変換素子によりインクを加熱し、膜沸騰の作用により、微小な吐出口からインクを吐出させ、記録媒体に対し記録を行うものである。液体吐出ヘッド２０は記録素子基板１７と、ベースプレート１３と、フレキシブルフィルム配線基板（電気配線基板）１０とを有している。記録素子基板１７は、支持基板１と支持基板１上に配置されたオリフィスプレート３とからなる。支持基板１には、その長手方向に沿って、不図示のインクタンクなどからのインクを吐出口４に供給するインク供給口７が形成されている。オリフィスプレート３には、その長手方向に、インクを吐出する吐出口４がインク供給口７に沿って所定のピッチで形成されている。
【００１６】
支持基板１上には、吐出口４とそれぞれ対応するように、インクを吐出する吐出エネルギー（熱エネルギー）を発生する吐出エネルギー発生素子（電気熱変換素子（不図示）が配置されている。また、支持基板１上には、電気熱変換素子に電力を供給するための不図示の配線が配置されていて、支持基板１の長手方向の両端部のＡｕボンディングパッド６の下の複数の電極パッド（不図示）と繋がっている。
【００１７】
オリフィスプレート３と支持基板１との間には、密着向上層２が介在している。また、支持基板１の少なくとも長手方向の縁２１は面取りされているか、階段形状になっている。本実施形態では、面取りした場合について説明する。そして、支持基板１の長手方向の縁２１とＡｕボンディングパッド６との間には、絶縁材料、例えば樹脂からなる絶縁突起５が形成されている。絶縁突起５は、Ａｕボンディングパッド６上に形成されたバンプ８と後述するフレキシブルフィルム配線基板１０と電気的に接合するリード９の直下に少なくとも位置する。したがって、Ａｕボンディングパッド６とバンプ８とで電気接続部１９が形成されている。なお、絶縁突起５は、各電気接続部１９に対応するように設けられてもよく、並んだ電気接続部１９に沿って、つまり、支持基板１の縁に沿って、帯状に延びていてもよい。各図では帯状に延びた絶縁突起５を示している。
【００１８】
ベースプレート１３には凹部が形成され、その凹部に記録素子基板１７が配置されている。また、支持基板１のインク供給口７と連通するように、ベースプレート１３にもインク供給口１４が設けられている。ベースプレート１３と記録素子基板１７とは接着剤で結合されている。ベースプレート１３には、記録素子基板１７を囲むように、凹部ではない部分にフレキシブルフィルム配線基板１０が配置されている。そして、上述したように、フレキシブルフィルム配線基板１０と、支持基板１上のバンプ８とはリード９によって結合されている。
【００１９】
図４に示すように、従来、支持基板１の長手方向の両端部の不図示の電極パッド上にＡｕボンディングパッド６と、その上にバンプ８が形成される。バンプ８とフレキシブルフィルム配線基板１０をリード９でつなぐことによって、電気信号に応じて電気熱変換素子によりインクを加熱し、吐出口４からインクを吐出させることが可能となる。しかしながら、図４に示す破線のようにリード９が外力などにより曲がった場合、記録素子基板１７の端部（支持基板１の端部）に接触し、ショートする。
【００２０】
本発明の場合、リード９の直下に絶縁突起５が設けられているので、リード９と支持基板１との接触を抑制できる、また、図３に示すように、オリフィスプレート３の高さｈ１と絶縁突起５の支持基板１の表面からの高さｈ２の関係がｈ１≧ｈ２となる。即ち、オリフィスプレート３の高さは、絶縁突起５の高さと同じか、絶縁突起５の高さよりも高くなっている。このような関係を満たすことで、リード９がオリフィスプレート３よりも支持基板１とは反対側に突出してしまうことがなく、記録媒体などからの外力をうけることを抑制することができる。
【００２１】
インク吐出時に吐出口４から飛散したインクもしくは記録媒体から跳ね返ったインクが支持基板１上の配線、電気接続部１９、不図示の電極バッド、またはリード９とフレキシブルフィルム配線基板１０との結合部に付着する可能性がある。このインクの付着によって、それらを腐食する可能性がある。そのため、ディスペンサーを用いて例えば樹脂材を塗布し、熱によって硬化させることで、支持基板封止材１１と、Ａｕボンディングパッド６とバンプ８とリード９を覆うようにリード封止材１２とを形成する。
【００２２】
以上のように構成された液体吐出ヘッド２０では、リード９と記録素子基板１７の端部（支持基板１の端部）との間に、絶縁性を有する絶縁突起５が設けられているため、リード９が支持基板１の端部と接触することがなくなる。また、従来は、記録素子基板の端部とリードとの接触を避けるために、ベースプレートの凹部の底面からフレキシブルフィルム配線基板までの間隔を小さくするのに限界があった。しかしながら、本発明では、絶縁突起５によってリード９と記録素子基板１７の端部との接触が避けられるため、ベースプレート１３の凹部の底面からフレキシブルフィルム配線基板１０までの間隔を小さくすることができる。このことにより、ベースプレート１３の凹部の底面とリード封止材１２の表面との間隔も小さくすることができる。
【００２３】
これらのことから、液体吐出ヘッド２０と記録媒体との間隔を小さくしても、リード９が外力を受けづらく、かつ、支持基板１と接触しづらくなっているので、液体吐出ヘッド２０と記録媒体との間隔を小さくすることが可能である。
【００２４】
また、絶縁突起５は、オリフィスプレート３と同じ絶縁材料で形成することが好ましい。そのため、フォトリソグラフィー技術により、絶縁突起５とオリフィスプレート３とを同時に形成できるためコストや製造タクトの面においても有利である。なお、同じ絶縁材料とは、例えば絶縁突起５及びオリフィスプレート３を、ともにＳｉＮで形成することを意味する。必ずしも分子量までが全く同じである必要はない。
【００２５】
また、支持基板１の長手方向の縁２１は面取りされているため、リード９が変形したとしても、支持基板１に接触しにくくなっている。なお、絶縁突起５は、面取りされている部分と重なっていても、重なっていなくてもどちらでもよい。
【００２６】
以上のことから、本発明の液体吐出ヘッド２０を搭載する記録装置においては、信頼性が高く、インクが吐出される吐出口４と記録媒体の間隔を近づけることができ、高画質記録が可能となる。
【００２７】
次に、本発明の液体吐出ヘッド２０における記録素子基板１７の製造方法を、図５を用いて説明する。本発明の記録素子基板１７は、一般的なインクジェット記録ヘッドの製造方法で実施する事が可能であるため、代表的な製造工程のみ説明する。
【００２８】
始めに、図５（ａ）に示すように、所定の位置に不図示の電気熱変換素子と電極パッドとが設けられた支持基板１上にエッチング保護膜としてポジ型感光性環化ゴム１５をスピンコート法により塗布する。ポジ型感光性環化ゴム１５の膜厚は、エッチング後に支持基板１上に残る膜厚であれば、特に限定されるものではない。次に図５（ｂ）に示すように、完成した記録素子基板１７において支持基板１の長手方向の縁２１となる部分に選択的に露光、現像を行う。
【００２９】
そして、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）で露光、現像を行った部分にＶ溝を結晶異方性エッチングによって形成し、図５（ｄ）に示すように支持基板１上のポジ型感光性環化ゴム１５を除去する。なお、エッチング時、Ｖ溝は、例えば５４．７°の角度で開口させる。
【００３０】
次に図５（ｅ）に示すように、支持基板１の長手方向の端部の電極パッド上にＡｕボンディングパッド６を形成する。
【００３１】
次に図５（ｆ）に示すように支持基板１上に密着向上層２をスピンコート法により塗布した後、次に図５（ｇ）に示すようにエッチング保護膜としてポジ型感光性レジスト１６をスピンコート法により塗布し、図５（ｈ）に示すように選択的に露光、現像を行う。エッチング保護膜であるポジ型感光性レジスト１６の膜厚は５μｍ以上あればよく、例えばＩＰ５７００（東京応化株式会社製）を用いる事が出来る。
【００３２】
次に図５（ｉ）に示すように、ポジ型感光性レジスト１６を選択的に露光、現像を施した部分の密着向上層２をドライエッチングによってエッチングし、図５（ｊ）に示すように支持基板１上のポジ型感光性レジスト１６を除去する。
【００３３】
次に図５（ｋ）に示すように、ネガ型感光性レジスト１８をスピンコート法により塗布し、図５（ｌ）に示すように、オリフィスプレート３及び絶縁突起５になる部分を除いた部分と、吐出口４となる部分（図５（ｌ）では不図示）とに露光、現像を行う。次に図５（ｍ）に示すように、記録素子基板１７をチップ形態にするため、ダイシングストリートに沿って切断を行う。なお、図５（ｌ）に示す工程で形成した絶縁突起５同士の間は、ダイシングブレードが通過するダイシングストリート幅よりも大きくしておくため、切断時にダイシングブレードが絶縁突起５に触れることがない。
【００３４】
以上に示す工程を含むように液体吐出ヘッド２０を製造することで、本発明の液体吐出ヘッド２０を得ることができる。
【００３５】
（実施形態２）
本発明の実施形態２による液体吐出ヘッドを図４と図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態における液体吐出ヘッドの記録素子基板１７の長手方向の端部周辺の断面図である。なお、支持基板封止材１１とリード封止材１２を省略した図となっている。
【００３６】
本実施形態では、支持基板１の少なくとも長手方向の縁２１が階段形状になっている。この階段形状の段差はレーザもしくはエッチングにて形成することができる。また、階段形状部分と、絶縁突起５とが重なっていても、重なっていなくてもどちらでもよい。
【００３７】
本実施形態においても、リード９が外力などによって曲がった場合、絶縁突起５によって支持基板１とリードとの接触を抑制するとともに、支持基板１の長手方向の縁２１が階段状になっているので、リード９と支持基板１とがより接触しにくくなっている。
【符号の説明】
【００３８】
１  支持基板
３  オリフィスプレート
４  吐出口
５  絶縁突起
９  リード
１０  フレキシブルフィルム配線基板（電気配線基板）
１７  記録素子基板
１９  電気接続部
２０  液体吐出ヘッド
２１  縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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