(57)【要約】【課題】電子部品から発生する熱をより効率的に放散することが可能な電子部品搭載基板等を提供すること。【解決手段】電子部品搭載基板１は、金属製のプレート２、３と、プレート２の表面にセラミックス材料で形成され、且つ、その表面に発熱性のＩＣ５が設けられる絶縁材料層４と、ＩＣ５の表面に設けられる伝熱部材８０とを有するため、ＩＣ５で発生した熱は、伝熱部材８０を介して、絶縁材料層４及びプレート２、３に伝わり外部に放散される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の基材と、
この基材の一表面に絶縁性セラミックス材料で形成された絶縁材料層と、
その絶縁材料層の表面に設けられた発熱性の電子部品と、
前記電子部品及び前記絶縁材料層の両方に接触する伝熱部材とを備えることを特徴とする電子部品搭載基板。
【請求項２】
前記電子部品は複数の面を有する筐体を備え、前記伝熱部材は、その複数の面のうち、最も面積の大きい平面と接触していることを特徴とする請求項１に記載の電子部品搭載基板。
【請求項３】
前記絶縁材料層の表面には、前記電子部品の端子と接合される配線が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品搭載基板。
【請求項４】
前記伝熱部材が金属材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項５】
前記伝熱部材と前記絶縁材料層との接触面の少なくとも一部が絶縁性の接着剤によって接合されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項６】
前記絶縁材料層の前記配線が形成されない領域において、前記伝熱部材と前記絶縁材料層とが、金属製のろう材によって接合されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項７】
前記伝熱部材と前記基材とが、前記絶縁材料層を貫通する接合部材により直接接合されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項８】
前記接合部材が、伝熱性を有するボルトであることを特徴とする請求項７に記載の電子部品搭載基板。
【請求項９】
前記伝熱部材は、前記電子部品に対して前記絶縁材料層と反対側から接触する接触部と、この接触部から延びて前記絶縁材料層に接触する脚部とを有し、
前記伝熱部材が、前記基板の一表面と直交する方向から見たときに、前記電子部品の少なくとも一部を覆うように前記絶縁材料層の表面に配設されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項１０】
前記電子部品の前記絶縁材料層と反対側の面は平面状に形成されており、
前記接触部は、前記電子部品の前記絶縁材料層と反対側の面に全面的に接触していることを特徴とする請求項９に記載の電子部品搭載基板。
【請求項１１】
前記脚部は、前記絶縁材料層のうち前記電子部品が設けられる領域を取り囲む領域に接触していることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子部品搭載基板。
【請求項１２】
前記伝熱部材の脚部が弾性変形可能に形成され、
前記伝熱部材は、前記脚部の弾性力により前記電子部品を前記絶縁材料層へ押圧可能に構成されていることを特徴とする請求項９〜１１の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項１３】
さらに、前記基材又は前記絶縁材料層の前記電子部品に近接する部分の表面に設けられ、複数の凸状の放熱部を備えた放熱器を有することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項１４】
前記基材に、その内部を液体が流れる液体流路が形成されていることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の電子部品搭載基板。
【請求項１５】
前記伝熱部材は、前記電子部品に対して前記絶縁材料層と反対側から接触する接触部と、この接触部から延びて前記絶縁材料層に接触する脚部とを有し、前記液体流路が、前記脚部の下方に位置づけられるように前記基板に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の電子部品搭載基板。
【請求項１６】
金属製の基材と、この基材の一表面に絶縁性セラミックス材料で形成され、且つ、その表面に発熱性の電子部品が設けられる絶縁材料層とを有する電子部品搭載基板に用いられる伝熱部材であって、
前記電子部品に対して前記絶縁材料層と反対側から接触する接触部と、この接触部から延びて前記絶縁材料層に接触する脚部とを有し、前記電子部品の少なくとも一部を覆うように前記絶縁材料層の表面に配設される電子部品搭載基板用伝熱部材。
【請求項１７】
前記電子部品が複数の面を有する筐体を備えるときに、前記接触部は、前記複数の面のうち最も面積の大きい平面と接触可能であることを特徴とする請求項１６に記載の電子部品搭載基板用伝熱部材。
【請求項１８】
請求項１に記載の電子部品搭載基板と、
液体を噴射するノズルとそのノズルに連通する圧力室とを含む流路ユニットとを備え、  前記流路ユニットは、互いに積層されて前記圧力室を含む液体流路を形成する複数枚の金属プレートを有し、
前記金属製の基材は前記流路ユニットの一表面に前記圧力室を覆うように設けられ、前記圧電材料層は金属製の基材の前記流路ユニットと反対側の面に絶縁層セラミックス材料で形成されており、
前記絶縁性材料層と前記金属製の基材は前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータとして機能し、
前記電子部品が前記アクチュエータを駆動する駆動装置であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１９】
前記金属製の基板は振動板であることを特徴とする請求項１８に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項２０】
前記金属プレートにその内部を液体が流れる液体流路が形成されていることを特徴とする請求項１９に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項２１】
前記液体がインクであり、液体噴射ヘッドがインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１９に記載の液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣ等の発熱性の電子部品が設けられる電子部品搭載基板及びインクジェットヘッドのような液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器は、基板の表面に実装されたＩＣ（集積回路）や抵抗、コンデンサ等の多数の電子部品を備えている。このような電子部品が搭載される基板としては、ガラスクロスの表面にエポキシ樹脂を含浸させたもの（ガラスエポキシ基板）が広く用いられている。ところで、基板にＩＣ等の発熱性の電子部品が設けられている場合には、この電子部品から発生した熱によりその電子部品自体やその周辺の部品が破壊されるのを防止するために、電子部品から発生した熱を確実に外部へ放散する必要がある。しかし、近年では、電子機器を小型化するために、多数の電子部品が基板上の狭い領域に密集して配置される傾向にあるため、発熱性の電子部品から発生する熱を外部へ放散させることがより困難となっている。そこで、電子部品から発生した熱をより効率よく放散することが可能な種々の電子機器が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の電子機器には、ＣＰＵ等の発熱性の電子部品の表面に接触する金属板等からなる熱伝導体と、この熱伝導体の近傍に設置された冷却ファンと、電子部品から熱伝導体に伝わった熱を熱媒体に伝達する熱交換部とが設けられている。そして、電子部品から熱伝導体に伝わった熱は熱交換部において熱媒体（流体）に伝達され、この熱媒体を介して熱が外部へ放散される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７６４４５号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１の電子機器のように、電子部品の表面からの放熱が促進されるように構成されたとしても、電子部品が実装される基板はエポキシ樹脂等の熱伝導率の低い材料で構成されているために、基板側からはほとんど放熱が行われない。そのため、電子部品で発生した熱が十分に放散されず、電子部品の温度が過度に上昇してしまう虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、電子部品から発生する熱をより効率的に放散することが可能な電子部品搭載基板、それに使用される伝熱部材及びインクジェットヘッドのような液体噴射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及び発明の効果】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、金属製の基材と、この基材の一表面に絶縁性セラミックス材料で形成された絶縁材料層と、絶縁材料層の表面に設けられた発熱性の電子部品と、前記電子部品及び絶縁材料層の両方に接触する伝熱部材とを備える電子部品搭載基板が提供される。
【０００８】
本発明の電子基板搭載基板は、電子部品及び伝熱部材が基板及び絶縁材料層を有する基板上に搭載されたモジュールである。電子部品搭載基板では、電子部品で発生した熱は、絶縁材料層に配設された部分から熱伝導率の高い絶縁材料層及び金属製の基材に伝達されて外部に放散される。さらに、電子部品及び絶縁材料層の両方に接触する伝熱部材により、電子部品で発生する熱を、確実に熱伝導率が高い絶縁材料層及び金属製の基材に伝えることができるため、熱をより効率よく外部に放散することができる。
【０００９】
また、本発明の電子部品搭載基板においては、電子部品が複数の面を有する筐体を備える場合に、伝熱部材がその複数の面のうち、最も面積の大きい平面と接触し得る。これによると、伝熱部材の電子部品との接触面積を十分に確保することができる。そのため、電子部品で発生した熱がより効率よく伝熱部材から絶縁材料層及び基材に伝達される。
【００１０】
また、本発明の電子部品搭載基板においては、絶縁材料層の表面に電子部品の端子と接合される配線が形成されていてもよい。これによると、電子部品同士を接続する配線が絶縁材料層により絶縁されるため、回路の短絡を確実に防止することができる。
【００１１】
さらに、本発明の電子部品搭載基板においては、伝熱部材が金属材料からなることが好ましい。これによると、電子部品で発生した熱は、熱伝導率の高い金属材料からなる伝熱部材を介して、絶縁材料層及び基材にさらに効率よく伝達される。
【００１２】
また、本発明の電子部品搭載基板においては、伝熱部材と絶縁材料層との接触面の少なくとも一部が絶縁性の接着剤によって接合されていてもよい。これによると、配線が形成される領域においても、伝熱部材と絶縁材料層とを接合することができるので、設計的な自由度が高まる。
【００１３】
また、本発明の電子部品搭載基板において、絶縁材料層の配線が形成されていない領域において、伝熱部材と絶縁材料層とが、金属製のろう材によって接合されていてもよい。これによると、伝熱部材と絶縁材料層との接合面において熱がより効率よく伝わり、より効率よく熱を外部に放散することができる。
【００１４】
また、伝熱部材と基材とが、絶縁材料層を貫通する接合部材により直接接合されていてもよい。これによると、伝熱部材によって電子部品を絶縁材料層に押し付けることが可能となり、絶縁材料層に配線が形成されている場合には、電子部品の端子と配線とを半田接合などをせず接触によって導通させることができる。接合部材は伝熱性を有するボルトにし得る。
【００１５】
また、本発明の電子部品搭載基板においては、伝熱部材は、電子部品に対して絶縁材料層と反対側から接触する接触部と、この接触部から延びて絶縁材料層に接触する脚部とを有し、伝熱部材が、基板の一表面と直交する方向から見たときに、電子部品の少なくとも一部を覆うように絶縁材料層の表面に配設されていてもよい。これによると、電子部品から接触部に伝わった熱は脚部を介して確実に絶縁材料層へ伝達されるので、より効率よく熱を外部に放散することができる。また、伝熱部材により電子部品が完全に覆われている場合には、ＩＣ等の電子部品を伝熱部材により衝撃や塵等の異物から保護することができ、さらには、伝熱部材が金属等の導電性材料からなる場合には、電子部品に悪影響を及ぼす電磁波を遮断することも可能となる。
【００１６】
このとき、本発明の電子部品搭載基板においては、電子部品の絶縁材料層と反対側の面は平面状に形成されており、接触部は電子部品の絶縁材料層と反対側の面に全面的に接触し得る。これによると、伝熱部材と電子部品との接触面積が大きくなり、電子部品で発生した熱は伝熱部材が確実に伝わり、さらに、この伝熱部材を介して絶縁材料層及び基板に伝達されるので、電子部品で発生した熱をより効率よく外部へ放散することができる。
【００１７】
さらにこのとき、本発明の電子部品搭載基板においては、伝熱部材の脚部が絶縁材料層のうち電子部品が設けられる領域を取り囲む領域に接触し得る。これによると、伝熱部材と絶縁材料層との接触面積が大きくなり、伝熱部材から絶縁材料層により効率よく熱を伝達することができる。
【００１８】
また、本発明の電子部品搭載基板においては、伝熱部材の脚部が弾性変形可能に形成され、伝熱部材は、脚部の弾性力により電子部品を絶縁材料層へ押圧可能でもよい。これによると、伝熱部材により電子部品を絶縁材料層に押しつけることができるため、絶縁材料層に配線が形成されている場合には、電子部品の端子と配線とを半田接合などをせず接触によって導通させることができる。また、電子部品と接触部とが確実に密着するため、電子部品で発生した熱が伝熱部材に効率よく伝達される。
【００１９】
また、本発明の電子部品搭載基板は、基材又は絶縁材料層の電子部品に近接する部分の表面に設けられ、複数の凸状の放熱部を備えた放熱器を有していてもよい。これによると、電子部品から伝熱部材を介して絶縁材料層及び基材に伝達された熱を、放熱器により効率よく外部に放散することができる。
【００２０】
さらに、本発明の電子部品搭載基板においては、基材に、その内部を液体が流れる液体流路が形成されていてもよい。これによると、電子部品から伝熱部材を介して基材に伝わった熱を、流路内の液体により電子部品から離れた場所へ移送することができる。液体流路は脚部の下方に設けられるのが放熱性を向上させる上で望ましい。
【００２１】
本発明の第２の態様に従えば、金属製の基材と、基材の一表面に絶縁性セラミックス材料で形成され、且つ、表面に発熱性の電子部品が設けられる絶縁材料層とを有する電子部品搭載基板に用いられる伝熱部材であって、前記電子部品に対して前記絶縁材料層と反対側から接触する接触部と、この接触部から延びて前記絶縁材料層に接触する脚部とを有し、前記電子部品の少なくとも一部を覆うように前記絶縁材料層の表面に配設される電子部品搭載基板用伝熱部材が提供される。
【００２２】
これによると、電子部品で発生した熱を熱伝導率の高い伝熱部材により熱伝導率の高い絶縁性セラミックスからなる絶縁材料層及び金属材料からなる基材に確実に伝えることができる。
【００２３】
特に、電子部品から接触部に伝わった熱を、脚部を介して確実に絶縁材料層及び基材へ伝達することができる。また、伝熱部材が電子部品全体を覆う場合には、伝熱部材によりＩＣ等の電子部品を衝撃や塵等の異物から保護し、電磁波を遮断することも可能となる。
【００２４】
前記電子部品が複数の面を有する筐体を備えるときに、前記接触部は、前記複数の面のうち最も大きい平面と接触可能とし得る。これによると、伝熱部材の、電子部品と接触する部分を複雑な形状にすることなく、電子部品との接触面積を大きくすることができ、電子部品から伝熱部材により効率よく熱を伝達することができる。
【００２５】
本発明の第３の態様に従えば、本発明の第１の態様の電子部品搭載基板と、液体を吐出するノズルとそのノズルに連通する圧力室とを含む流路ユニットとを備え、前記流路ユニットは、互いに積層されて前記圧力室を含む液体流路を形成する複数枚の金属プレートを有し、前記金属製の基材は前記流路ユニットの一表面に前記圧力室を覆うように設けられ、前記絶縁材料層は金属製の基材の前記流路ユニットと反対側の面に絶縁性セラミックス材料で形成されており、前記絶縁性材料層と前記金属製の基材は前記圧力室の容積を変化させるアクチエータとして機能し、前記電子部材が前記アクチエータを駆動する駆動装置である液体噴射ヘッドが提供される。前記金属製の基材は振動板であり得る。
【００２６】
これによると、駆動装置で発生した熱が、伝熱部材から絶縁性セラミックスからなる絶縁材料層に伝わり、さらに金属製の基材（振動板）及び流路ユニットの複数枚の金属プレートに伝達されるため、金属製の振動板及び流路ユニットの複数枚の金属プレートを介して、効率よく外部へ熱を放散することができる。
【００２７】
また、本発明の液体噴射ヘッドにおいて、金属プレートにその内部を液体が流れる液体流路が形成されていてもよい。これによると、金属製のプレートに伝わった熱を流路内の液体により駆動装置から離れた位置へ移送することができる。
【００２８】
このとき、液体流路を流れる液体をインクとすることにより、放熱性に優れたインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器に用いられる電子部品搭載基板に本発明を適用した一例である。
【００３０】
図１は第１の実施の形態の電子部品搭載基板（モジュール）１の概略平面図、図２は図１の電子部品搭載基板１に実装されているＩＣ５の周辺の拡大図、図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。尚、図１における紙面手前側の面を上面と定義して以下説明する。図１〜図３に示すように、電子部品搭載基板１（以下単に基板１という）は、基材としての２枚の金属プレート２、３と、上側のプレート２の上面に形成された絶縁材料層４と、絶縁材料層４の上面と、ＩＣ５，６と、ＩＣ５，６の上面に夫々接触する２つの伝熱部材８０と、プレート２、３の内部に形成された流路１０と、絶縁材料層４の上面に設けられた放熱器９とを有している。
【００３１】
２枚のプレート２、３は、熱伝導率の高い金属材料、例えば、ステンレス鋼、鉄、銅、ニッケル、あるいは、アルミニウム等により形成されている。また、上側のプレート２の上面に形成された絶縁材料層４は、アルミナ、窒化アルミ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ムライト、あるいは、ジルコニア等の、熱伝導率の高いセラミックス材料からなる非常に薄い膜（例えば、０．５〜１０μｍ程度）である。この絶縁材料層４は、例えば、超微粒子材料を層形成面に高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）を用いて非常に薄い層に形成することができる。その他、ゾルゲル法、スパッタ法、あるいは、ＣＶＤ（化学蒸着）法を用いて薄い絶縁材料層４を形成することもできる。
【００３２】
絶縁材料層４の上面には、端子を介してＩＣ５、６、抵抗（図示しない）、コンデンサ（図示しない）等多数の電子部品が実装されている。さらに絶縁材料層４の上面には、ＩＣ５、６などの電子部品の端子（例えば、端子５ａ）と接合されて電子部品同士を電気的に接続する、複数の配線７も形成されている。従って、複数の配線７は絶縁材料層４により互いに絶縁されており、回路の短絡が防止されている。ここで、ＩＣ５、６などの電子部品の端子（例えば、端子５ａ）と配線７とは例えば半田などによって電気的に接続されている。そして、ＩＣ５等で発生した熱の一部は、端子５ａを介して絶縁材料層４に伝わる。尚、ＩＣ５はブロック状のパッケージ５ｂ（筐体）を有し、このパッケージ５ｂの上面は、絶縁材料層４と平行な平面に形成され、この上面はパッケージ５ｂの表面を形成する５面の中で最大の面積を有している。パッケージ５ｂはプラスチックまたはセラミックで形成されている。なお、ＩＣ５は、パッケージを有していないシリコン基板のようなベアチップでもよい。
【００３３】
図２、図３に示すように、絶縁材料層４の上面には、熱伝導率の高い金属材料（例えば、銅やアルミニウム等）からなる２つの伝熱部材８０がＩＣ５、６の全体を夫々覆うように設けられている。２つの伝熱部材８０は同様のものであるので、以下、ＩＣ５を覆う伝熱部材８０について説明する。この伝熱部材８０は、ＩＣ５のパッケージ５ｂの上面に平行な平板状の接触部８０ａと、この接触部８０ａから下方に延びた２つの脚部８０ｂとを有している。
【００３４】
平板状の接触部８０ａは、平面視で矩形状であり、ＩＣ５のパッケージ５ｂの上面を全面的に覆っており、さらに、このＩＣ５の上面に上方から接触している。そのため、ＩＣ５で発生した熱が、接触部８０ａに確実に伝わるようになっている。また、接触部８０ａは、パッケージ５ｂの表面を形成する面のうち、最大の面積を有する面である上面と接触するため、接触部８０ａが単純な平面形状であっても、ＩＣ５との接触面積を最大限に確保して、伝熱部材８０へ効率よく熱を伝えることができる。
【００３５】
２つの脚部８０ｂは、矩形状の接触部８０ａの対向する２辺（図２における左右両側部分）から夫々下方に延びている。そして、２つの脚部８０ｂは、接着剤１０１を介して絶縁材料層４と接着されている。そのため、ＩＣ５から接触部８０ａに伝わった熱は、さらに、２つの脚部８０ｂを介して絶縁材料層４に伝わる。従って、この伝熱部材８０により、ＩＣ５で発生した熱の大部分を、絶縁材料層４に確実に伝えることができる。
【００３６】
ところで、図２に示すように、本実施形態では、絶縁材料層４の上面の２つの脚部８０ｂと重なる領域には、複数の配線７が形成されている。そこで、複数の配線７の間で短絡が発生するのを防止しつつ、脚部８０ｂと絶縁材料層４とを接合するために、接着剤１０１としては、例えば、合成樹脂からなる、絶縁性を有するものを使用することが好ましい。このように、絶縁性の接着剤１０１を用いることにより、絶縁材料層４の上面の、配線７が形成されている部分においても脚部８０ｂと絶縁材料層４とを接合することができるため、脚部８０ｂが配線７を避けて接合される場合に比べて、伝熱部材８０と絶縁材料層４との接合位置の許容範囲が広くなり、設計における自由度が向上する。尚、一般に合成樹脂などの絶縁性の接着剤の熱伝導率は、セラミックス材料や金属材料よりも小さいことが多いことから、接着剤１０１の厚さは、十分な接合強度が得られる範囲内で、できる限り薄いことが好ましい。
【００３７】
尚、伝熱部材８０はＩＣ５を覆うように配設されているため、この伝熱部材８０によりＩＣ５が衝撃や塵等の異物から保護される。さらに、ＩＣ５に悪影響を及ぼす電磁波も、金属製の伝熱部材８０によりある程度遮断される。
【００３８】
ここで、表１に、プレート２、３及び伝熱部材８０を構成する金属材料、並びに、絶縁材料層４を構成するセラミックス材料の熱伝導率と、従来からガラスクロス等の基板の表面に含浸される樹脂材料として一般に使用されているエポキシ樹脂の熱伝導率を示す。
【００３９】
【表１】
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表１に示すように、金属材料やセラミックス材料の熱伝導率は、従来のガラスエポキシ基板で使用されるエポキシ樹脂の熱伝導率の数十倍〜数百倍の大きさである。そのため、ガラスエポキシ基板とは異なり、ＩＣ５で発生した熱の大部分は、熱伝導率の高い金属製の伝熱部材８０を介して、熱伝導率の高いセラミックス材料からなる絶縁材料層４及び金属製のプレート２、３に効率よく伝わり、プレート２、３を伝わって熱が外部に放散される。ここで、一般的に、セラミックス材料は金属材料よりも高価であり、また、セラミックス材料の熱伝導率は金属材料の熱伝導率よりも低い場合が多いことから、安価で且つ熱の放散効率が良好な基板とするために、セラミックス材料からなる絶縁材料層４の厚さは、金属材料からなるプレート２、３と比較して十分薄いことが好ましい。伝熱部材８０は、ステンレス鋼、銅またはアルミニウムが好ましく、特にアルミニウムが好ましい。
【００４０】
図１及び図３に示すように、２枚のプレート２、３の内部には閉ループ状の流路１０（液体流路）を形成する溝が形成されている。この溝は、例えば、上側のプレート２の下面にハーフエッチングにより形成される。溝内に形成された流路１０には水Ｗ（液体）が充填されており、この水Ｗは後述の加圧機構８によって加圧されて閉ループ状の流路１０を循環するようになっている。さらに、この流路１０は、多量の熱を発生するＩＣ５が配置された領域を通るように形成されている。図３に示すように、流路１０は、２枚のプレート２、３の内部において断面が矩形状に形成されており、流路１０と絶縁材料層４との間には上側プレート２の薄肉部２ａが介在している。このように、流路１０が形成された部分において、金属製のプレート２、３に比べて強度の小さいセラミックス材料からなる絶縁材料層の下側に、強度の大きい金属材料層（薄肉部２ａ）が存在するため、流路１０が形成された部分における基板１の強度低下が抑制されている。
【００４１】
さらに、図１に示すように、流路１０の途中には流路１０内の水Ｗを加圧して強制的に循環させる加圧機構８と、ＩＣ５から水Ｗに伝達された熱を外部へ放散する放熱器９とが設けられている。
【００４２】
図４は加圧機構８の周辺の拡大図、図５は図４のＣ−Ｃ線断面図である。図４、図５に示すように、加圧機構８は流路１０の途中に形成された加圧室２０と、加圧室２０の上方に配置された加圧室２０の容積を変化させる圧電アクチュエータ２１とを有する。図４に示すように、加圧室２０は流路１０の他の部分よりも幅が広くなっており、流路１０内で循環する水Ｗは図４及び図５の右側から加圧室２０に流入し、加圧室２０内で加圧されて、図４及び図５の左側へ送り出される。また、加圧室２０と、加圧室２０よりも上流側（図４及び図５における右側）の流路１０、及び、下流側（図４及び図５の左側）の流路１０との接続部には、流路１０の天井面から下方へ突出する２つの突出部２０ａ、２０ｂが夫々形成されている。２つの突出部２０ａ、２０ｂは、夫々、流路１０の下流側において鉛直的に最も突出し、且つ最も突出した部分から流路１０の上流側へ向かうにつれて徐々に上方に傾斜した、略直角三角形の断面形状を有する。そのため、突出部２０ａ、２０ｂが形成された部分において、流路１０の上流側から下流側へ流れる場合の流路抵抗が、流路１０の下流側から上流側へ流れる場合の流路抵抗より小さくなっており、水Ｗは、上流側から下流側へ流れるように規制される。従って、下流側から上流側への逆流が防止されるため、水Ｗによる熱の移送が連続的且つスムーズに行われる。また、突出部２０ａ、２０ｂの代わりに弁を設けて水Ｗの流れる方向を規制するようにしてもよい。
【００４３】
圧電アクチュエータ２１は、絶縁材料層４の上面において加圧室２０と対向する位置に形成された電極２４と電極２４の表面に形成された圧電層２２と、圧電層２２の電極２４と反対側の面に形成された電極２３とを有する。圧電層２２は強誘電性のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とするものである。圧電層２２の上側の電極２３は配線２３ａを介して接地されている。一方、圧電層２２の下側の電極２４は配線２４ａを介してＩＣ５に接続されており、圧電層２２の下側の電極２４にはＩＣ５から駆動パルス信号が供給されて、電極２４に対して所定の電圧が一定時間おきに印加されるようになっている。そして、ＩＣ５から下側の電極２４に対して所定の電圧が印加されたときには、２つの電極２３、２４に挟まれた圧電層２２に厚み方向の電界が与えられて、圧電層２２が分極方向と直交する水平方向に収縮する。この圧電層２２の収縮に伴い、プレート２及び絶縁材料層４の加圧室２０の上方を覆っている部分が加圧室２０側に凸になるように変形して、加圧室２０の容積が減少するため、加圧室２０内の水Ｗが加圧されて下流側の流路１０へ送出される。
【００４４】
図６は図１の放熱器９周辺の拡大図、図７は図６のＤ−Ｄ線断面図である。図１に示すように、放熱器９の下側を流路１０が通っている。また、放熱器９は熱伝導性のよい金属材料からなり、上方へ突出する多数の放熱部９ａを有する。流路１０内を循環する水Ｗにより移送されてきた熱は、プレート２及び絶縁材料層４を介して放熱器９に伝達され、多数の放熱部９ａから外部へ放散される。尚、図７においては放熱器９は上側のプレート２の表面の絶縁材料層４に設けられているが、下側のプレート３の下面に設けられていてもよい。
【００４５】
以上に説明した第１の実施の形態の基板１によれば、次のような効果が得られる。
【００４６】
基板１は、基材としての金属プレート２、３と、プレート２の表面にＩＣ５が設けられる絶縁材料層４とを有するため、ＩＣ５で発生した熱は、端子５ａを介して、絶縁材料層４及び金属プレート２、３に伝わる。さらに、基板１は、ＩＣ５と絶縁材料層４の両方に接触する金属製の伝熱部材８０を備えているため、ＩＣ５で発生した熱は、この伝熱部材８０を介して、絶縁材料層４及び金属製のプレート２、３に確実に伝わり、外部へ効率よく放散される。
【００４７】
プレート２、３の内部には、水Ｗが流れる閉ループ状の流路１０が形成されているため、ＩＣ５から伝熱部材８０及び絶縁材料層４に伝わった熱は、流路１０内を循環する水Ｗにより、ＩＣ５から離れた位置に確実に移送される。さらに、絶縁材料層４の上面には放熱器９が設けられているため、流路１０内の水Ｗにより移送された熱は放熱器９を介してより確実に外部へ放散される。
【００４８】
次に、第１の実施の形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、第１の実施の形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
［第１変更形態］
図８に示すように、伝熱部材９０が、ＩＣ５の上面の一部のみを覆うように絶縁材料層４に配設されていてもよい。この場合においても、ＩＣ５で発生した熱は伝熱部材９０を介して確実に絶縁材料層４及びプレート２、３に伝達される。
［第２変更形態］
図９のように、伝熱部材９１が矩形状をなす接触部９１ａの四辺から夫々下方に延びる脚部９１ｂを有し、これら脚部９１ｂがＩＣ５を取り囲む領域において絶縁材料層４に接合されて、ＩＣ５の全体が伝熱部材９１により完全に覆われていてもよい。この場合には、脚部９１ｂと絶縁材料層４との接触面積が大きくなるので、ＩＣ５から伝熱部材９１に伝達された熱が、絶縁材料層４及びプレート２、３に効率よく伝達される。さらに、ＩＣ５が伝熱部材９１により完全に覆われているので、伝熱部材９１によりＩＣ５をより確実に衝撃や塵等の異物から保護することができ、さらには、電磁波の遮断効果も高まる。
[第３変更形態]
伝熱部材が、絶縁材料層４の上面の配線７が形成されていない領域において、伝熱部材の脚部と絶縁材料層４とが熱伝導率のよい金属製のろう材によって接合されていてもよい（変更形態３）。例えば、図１０、図１１のように、伝熱部材９２が、ＩＣ５の上面と接触する接触部９２ａと、平面視で接触部９２ａの四隅の部分から下方へ夫々延びる４つの脚部９２ｂとを有していてもよい。図１１は図１０のＥ−Ｅ線断面図である。この場合には、脚部９２ｂから絶縁材料層４へ熱がより伝わりやすくなる。
［第４変更形態］
図１２、図１３のように、伝熱部材９３の脚部９３ｂが、配線７が形成されていない部分（例えば、平面視で接触部９３ａの四隅の部分）に設けられ、脚部９３ｂとプレート２とが絶縁材料層４を貫通する金属製のボルト９４のような接合部材によって接合されていてもよい。図１３は図１２のＦ−Ｆ線断面図である。この場合には、伝熱部材９３がＩＣ５を絶縁材料層の方向に押し付けるため、端子５ａと配線７とを、半田などを用いることなく直接接合することができる。さらに、伝熱部材９３とプレート２とを直接、金属製のボルト９４で接合しているので、ＩＣ５で発生した熱を、伝熱部材９３及び金属製のボルト９４を介して、金属製のプレート２、３よりも熱伝導率が低い絶縁材料層４を介することなく直接プレート２、３に伝えることができる。なお、接合部材はボルト９４の形状に限られるものではなく、ネジでも、釘でも、ピンでも構わない。
［第５変更形態］
図１４のように、伝熱部材９５の接触部９５ａから延びる、脚部９５ｂが弾性変形可能な形状からなり、伝熱部材９５が脚部９５ｂの弾性力によりＩＣ５を絶縁材料層４へ押圧可能に構成されていてもよい。この場合において、脚部９５ｂは、絶縁材料層４に接合された状態で接触部９５ａを絶縁材料層４に近接させる方向に伸縮可能とされる。よって、伝熱部材９５がＩＣ５を絶縁材料層４に押し付けることができるので、ＩＣ５の端子５ａと配線７とを半田などを用いず直接接合することができる。また、ＩＣ５と接触部９５ａとが確実に密着するため、ＩＣ５で発生した熱が伝熱部材９５に効率よく伝達される。
［第６変更形態］
また、第１の実施の形態で設けた流路１０及び放熱器９のうち、一方又は両方を省略してもよい。この場合、ＩＣ５で発生した熱は伝熱部材８０を介して、絶縁材料層４及びプレート２、３に伝達され、プレート２、３から外部に熱を放散されるが、流路による熱の移送又は放熱器による熱の放散はされなくなる。しかしながら、ＩＣ５で発生した熱は、熱伝導率の高い伝熱部材８０により効率よく絶縁材料層４及びプレート２、３に伝達されており、さらに、絶縁材料層４が熱伝導率の高いセラミックス材料、プレート２、３は熱伝導率の高い金属で構成されていることから、この構成でも十分に熱を外部に放散することができる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、記録用紙に対してインク（液体）を吐出するインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）に本発明を適用した一例である。図１５は第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドの概略斜視図、図１６は図１５の一点斜線で囲まれた部分の平面図、図１７は図１６のＧ−Ｇ断面図である。
【００４９】
図１５〜１７に示すように、第２の実施の形態のインクジェットヘッド３０は、内部に個別インク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に積層されたアクチュエータ３２とを備えている。
【００５０】
まず、流路ユニット３１について説明する。図１５〜図１７に示すように、流路ユニット３１はキャビティプレート４０、ベースプレート４１、マニホールドプレート４２、及び、ノズルプレート４３を備えており、これら４枚のプレート４０〜４３が積層状態で接着されている。このうち、キャビティプレート４０、ベースプレート４１及びマニホールドプレート４２は略矩形のステンレス鋼製の板である。また、ノズルプレート４３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート４２の下面に接着される。あるいは、ノズルプレート４３も、３枚のプレート４０〜４２と同じ様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。
【００５１】
図１７に示すように、キャビティプレート４０には、平面に沿って配列された複数の圧力室４４が形成されている。尚、図１６には、複数の圧力室４４のうちの一部（８つ）が示されている。各圧力室４４は、平面視で略楕円形状に形成されており、その長軸方向がキャビティプレート４０の長手方向に平行になるように配置されている。
【００５２】
ベースプレート４１の平面視で圧力室４４の長軸方向両端部に重なる位置には、夫々連通孔４５、４６が形成されている。また、マニホールドプレート４２には、マニホールドプレート４２の短手方向（図１６の上下方向）に２列に延び、平面視で圧力室４４の図１６における略右半分と重なるマニホールド４７が形成されている。マニホールド４７には、キャビティプレート４０に形成されたインク供給口４８を介してインクタンク（図示せず）からインクＩが供給される。また、平面視で圧力室４４の図１６における左端部と重なる位置には、連通孔４９も形成されている。さらに、ノズルプレート４３には、平面視で複数の圧力室４４の左端部に重なる位置に、複数のノズル５０が夫々形成されている。
【００５３】
図１７に示すように、マニホールド４７は連通孔４５を介して圧力室４４に連通し、さらに、圧力室４４は、連通孔４６、４９を介してノズル５０に連通している。このように、流路ユニット３１内には、マニホールド４７から圧力室４４を経てノズル５０に至る個別インク流路が形成されている。
【００５４】
次に、アクチュエータ３２について説明する。図１７に示すように、アクチュエータ３２は、流路ユニット３１の表面に配置された振動板６０と、振動板６０の表面に形成された絶縁材料層６１と、絶縁材料層６１の表面に形成され、複数の圧力室４４に夫々対応する複数の個別電極６２と、複数の個別電極６２の表面に形成された圧電層６３と、圧電層６３の表面に形成され、複数の個別電極６２に亙って共通に設けられた共通電極６４とを備えている。
【００５５】
振動板６０は、平面視で略矩形状の金属製（例えば、ステンレス鋼）の板であり、複数の圧力室４４を覆うようにキャビティプレート４０の上面に接合されている。振動板６０の表面には、アルミナ、ジルコニア、あるいは、窒化ケイ素等の熱伝導率の高いセラミックス材料からなる絶縁材料層６１が形成され、絶縁材料層６１により複数の個別電極６２は互いに電気的に絶縁されている。
【００５６】
絶縁材料層６１の表面において、複数の個別電極６２の一端部（図１７における右端部）からは、夫々、個別電極６２の長軸方向に平行に複数の配線部６５が延びており、複数の配線部６５の端部には夫々複数の端子部６６が形成されている。また、複数の端子部６６の高さ位置は全て同じである。そして、複数の個別電極６２に夫々対応する複数の端子部６６には、複数の個別電極６２に対して選択的に駆動電圧を供給するドライバＩＣ６７（駆動装置）の端子６７ａが接合されており、ドライバＩＣ６７は、絶縁材料層６１の表面に配置されている。尚、ドライバＩＣ６７は、絶縁材料層６１の表面に形成された複数の接続端子６８と複数の接続端子６８に接続されたフレキシブルプリント配線板等の可撓性を有する配線部材（図示せず）を介して、インクジェットプリンタの制御装置（図示せず）と接続されている。
【００５７】
複数の個別電極６２の表面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり、強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電層６３が形成されている。この圧電層６３は、複数の個別電極６２の表面全体を覆うように、複数の個別電極６２の全てに亙る連続した１つの層として形成されている。さらに、この圧電層６３の表面には、複数の個別電極に共通の共通電極６４が圧電層６３の全面に亙って形成されている。この共通電極６４も金などの導電性材料からなる。図１６に示すように、共通電極６４は１本の配線部７１によりドライバＩＣ６７と接続されている。共通電極６４は配線部７１及びドライバＩＣ６７を介して接地されて、グランド電位に保持されている。
【００５８】
次に、インク吐出時におけるアクチュエータ３２の作用について説明する。
【００５９】
ドライバＩＣ６７に複数の配線部６５を介してそれぞれ接続された複数の個別電極６２に対して、ドライバＩＣ６７から選択的に駆動電圧が供給されると、駆動電圧が供給された個別電極６２とグランド電位に保持されている共通電極６４の電位が異なった状態となり、両電極６２、６４の間に挟まれた圧電層６３に上下方向の電界が生じる。すると、圧電層６３のうち、駆動電圧が印加された個別電極６２の直上の部分が、分極方向である上下方向と直交する水平方向に収縮する。ここで圧電層６３の下側の絶縁材料層６１及び振動板６０はキャビティプレート４０に対して固定されているため、両電極６２、６４の間には挟まれた圧電層６３の部分圧力室４４を覆う部分圧力室４４側に凸となるように変形し、圧電層６３の部分的な変形に伴い、振動板６０の圧力室４４を覆う部分も、圧力室４４側に凸となるように変形する。すると、圧力室４４内の体積が減少するためにインク圧力が上昇し、圧力室４４に連通するノズル５０からインクＩが吐出される。
【００６０】
ここで、図１６、図１７に示すように、ドライバＩＣ６７の上面（絶縁材料層６１と反対側の面）には、金属製の伝熱部材９６が配置されている。伝熱部材９６は、ドライバＩＣ６７の上面に全面的に接触する平面状の接触部９６ａと、接触部９６ａから下方に延び絶縁性の接着剤１０３を介して絶縁材料層６１に接合されている脚部９６ｂとを有する。
【００６１】
そのため、ドライバＩＣ６７で発生した熱は、伝熱部材９６を介して、熱伝導率の高いセラミックス材料からなる絶縁材料層６１、金属製の振動板６０及びキャビティプレート４０に伝達される。さらに、この熱は、振動板６０及びキャビティプレート４０を伝わって、金属製のプレート４０〜４３で構成される流路ユニット３１の表面から放散される。従って、ドライバＩＣ６７で発生した熱を確実に外部へ放散することができ、ドライバＩＣ６７の温度が過度に上昇してしまうのを確実に防止できる。
【００６２】
さらに、図１６、図１７に示すように、ドライバＩＣ６７の下側の領域において、積層された振動板６０、キャビティプレート４０及びベースプレート４１の内部には、マニホールド４７に連通するインク流路７０（液体流路）が形成されている。このインク流路７０は、振動板６０にハーフエッチングで形成された凹部と、キャビティプレート４０にフルエッチングで形成された穴と、ベースプレート４１の上面とで形成されている。そして、ノズル５０からインクＩが吐出されるときに、マニホールド４７から圧力室４４へインクが引き込まれる際に、インク流路７０のインクＩが流れるため、マニホールド４７とドライバＩＣ６７の下側の領域の間でインクＩが循環する。
【００６３】
以上に説明した第２の実施の形態のインクジェットヘッドにおいては、ドライバＩＣ６７で発生した熱の大部分は、熱伝導率の高い金属製の伝熱部材９６を介して、熱伝導率の高いセラミックス材料からなる絶縁材料層６１、金属製の振動板６０及びキャビティプレート４０に伝達され、この熱が外部に放散される。また、振動板６０及びキャビティプレート４０に伝達された熱は、インク流路７０に伝達されインク流路７０のインクＩがマニホールド４７へ流れることによってこの熱がドライバＩＣ６７から離れた位置に移送される。従って、被記録媒体に記録を行うためのインクＩを熱を移送するための液体としても利用することができ、さらに、インクＩに吐出圧を付与するためのアクチュエータ３２をインク流路７０においてインクＩを循環させる加圧手段としても兼用することができるので、ドライバＩＣ６７の放熱対策が施されたインクジェットヘッドを安価に構成することができる。
【００６４】
尚、液体流路７０の途中部に、液体流路７０内のインクＩを加圧する種々の加圧手段（例えば、図４、図５の第１の実施の形態の加圧機構８等）や、インクＩに伝達された熱を放散する放熱器（例えば、図６、図７の第１の実施の形態の放熱器９等）が設けられていてもよい。また、マニホールド４７とドライバＩＣの下側の領域に設けられた液体流路７０とを連通しないようにし、液体流路７０を循環する液体を水等の他の種類の液体にしてもよい。すなわち、本発明の液体噴射ヘッドはインクジェットヘッドに限らず、水や溶剤や血液や接着剤や導電性材料など種々の液体を噴射する装置の噴射ヘッドとして使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品搭載基板の概略平面図である。
【図２】図１のＩＣ周辺の拡大図である。
【図３】図２の断面図であり（ａ）はＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１の加圧室周辺の拡大図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図１の放熱器周辺の拡大図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】第１変更形態の図３（ａ）相当の断面図である。
【図９】第２変更形態の図２相当の平面図である。
【図１０】第３変更形態の図２相当の平面図である。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】第４変更形態の図２相当の平面図である。
【図１３】図１１のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１４】第５変更形態の図３（ａ）相当の断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。
【図１６】図１４の一点鎖線で示された部分の平面図である。
【図１７】図１５のＧ−Ｇ線断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  電子部品搭載基板２  プレート３  プレート４  絶縁材料層５  ＩＣ（電子部品）５ａ  接続端子７  配線９  放熱器１０  流路３０  インクジェットヘッド３１  流路ユニット３２  アクチュエータ４０  キャビティプレート４１  ベースプレート４２  マニホールドプレート４３  ノズルプレート４４  圧力室５０  ノズル６０  振動板６１  絶縁材料層６７  ドライバＩＣ７０  インク流路（液体流路）８０  伝熱部材８０ａ  接触部８０ｂ  脚部９０〜９３  伝熱部材９１ａ〜９３ａ  接触部９１ｂ〜９３ｂ  脚部９４  ボルト９５、９６  伝熱部材９５ａ、９６ａ  接触部９５ｂ、９６ｂ  脚部１０１〜１０３  接着剤
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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