(57)【要約】【課題】  紫外線硬化型樹脂を用いて、接着部材と被接着体とを接着させたときに、紫外線が当たらず硬化しない部分を硬化させる接着方法及びその接着方法を用いて製造された液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】  接着部材２又は被着体１の少なくとも一方の接着面に予め紫外線硬化型樹脂３の重合触媒として働く金属イオンを含有する溶剤からなるプライマー４を付着させ、前記紫外線硬化型樹脂３を介して前記接着部材２を前記被着体１に載置すると共に紫外線を照射した後、加熱処理を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着部材又は被着体の少なくとも一方の接着面に予め紫外線硬化型樹脂の重合反応触媒として働く金属イオンを含有する溶剤からなるプライマーを付着させ、前記紫外線硬化型樹脂を介して前記接着部材を前記被着体に載置すると共に紫外線を照射した後、加熱処理を行うことを特徴とする接着方法。
【請求項２】
請求項１において、前記溶剤が、６０℃で測定したときの飽和蒸気圧が３００ｍｍＨｇ以上となる有機溶剤であることを特徴とする接着方法。
【請求項３】
請求項１又は２の何れかにおいて、前記接着部材又は被着体の少なくとも一方が、半導体素子又は半導体装置であることを特徴とする接着方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記接着部材の接着面をプライマーが貯留された凹部を有するプライマー槽に接触させることで、前記接着部材の接着面に前記プライマーを付着させることを特徴とする接着方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記プライマーが供給される付着ツールの先端面と前記接着部材の接着面とを前記プライマーを介して当接させることで、前記接着部材の接着面に前記プライマーを付着させることを特徴とする接着方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記紫外線硬化型樹脂が、アクリル系紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする接着方法。
【請求項７】
圧力発生室が形成される基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記基板の前記圧電素子側の面に接合されると共に当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられる保護基板と、該保護基板上に接着される接着部材であると共に前記圧電素子を駆動する駆動ＩＣとを具備し、前記駆動ＩＣが、該駆動ＩＣ又は前記保護基板の少なくとも一方の接着面に予め紫外線硬化型樹脂の重合反応触媒として働く金属イオンを含有する溶剤からなるプライマーを付着し、前記紫外線硬化型樹脂を介して前記駆動ＩＣを前記保護基板に載置すると共に紫外線を照射した後、加熱処理を行うことで、前記保護基板上に接着されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線が当たらない部分の紫外線硬化型樹脂を加熱硬化させて被接着部材と接着体とを接着させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、接着部材と接着体とを接着する方法としては、その被接着部材と接着体との組み合わせにより、熱硬化樹脂や紫外線硬化型樹脂などを用いたさまざまな接着方法が行われてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。特に、紫外線硬化型樹脂は、選択的に樹脂を硬化可能であること、その硬化速度の速いこと、及び熱硬化性・嫌気硬化性などの性能を付加することによって不透明な物も接着することが可能であることなどから、近年応用分野が急速に広まっている。
【０００３】
しかし、比較的熱に弱い半導体素子で構成されるインクジェット式記録ヘッドなどでは、その半導体素子に加熱処理の熱による悪影響が出ないように、比較的低い制限温度が設定されているため、図７に示すように、半導体装置１００と半導体素子２００とを接着させる場合に、接着剤として熱硬化性を付加した紫外線硬化型樹脂を使用しても、十分な加熱処理を行なうことができず、紫外線が照射する部分６００は硬化するが、紫外線が照射しない部分５００は硬化しないという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３５８７５号公報
【特許文献２】特開２００１−０１８３８６号公報
【特許文献３】特開２００３−２３８７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑み、紫外線硬化型樹脂を用いて、接着部材と被接着体とを接着させたときに、紫外線が当たらず硬化しない部分を硬化させる接着方法及びその接着方法を用いて製造された液体噴射ヘッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の第１の態様は、接着部材又は被着体の少なくとも一方の接着面に予め紫外線硬化型樹脂の重合反応触媒として働く金属イオンを含有する溶剤からなるプライマーを付着させ、前記紫外線硬化型樹脂を介して前記接着部材を前記被着体に載置すると共に紫外線を照射した後、加熱処理を行うことを特徴とする接着方法にある。
かかる第１の態様では、紫外線硬化型樹脂を用いて、接着部材と被接着体とを接着させたときに、紫外線が当たらず硬化しない部分の紫外線硬化型樹脂を加熱処理により硬化させることができる。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記溶剤が、６０℃で測定したときの飽和蒸気圧が３００ｍｍＨｇ以上となる有機溶剤であることを特徴とする接着方法にある。
かかる第２の態様では、加熱処理する過程で有機溶剤が蒸発しやすくなるため、その有機溶剤による紫外線硬化型樹脂の熱硬化反応妨害を防止することができる。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１又は２の何れかの態様において、前記接着部材又は被着体の少なくとも一方が、半導体素子又は半導体装置であることを特徴とする接着方法にある。
かかる本発明の第３の態様では、加熱処理の熱による悪影響を出さずに半導体素子と半導体装置とを強固に接着させることができる。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記接着部材の接着面をプライマーが貯留された凹部を有するプライマー槽に接触させることで、前記接着部材の接着面に前記プライマーを付着させることを特徴とする接着方法にある。
かかる本発明の第４の態様では、既存の製造工程にプライマーを付着する工程を付加するだけで、製造工程を煩雑にせずにプライマーを付着させることができる。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記プライマーが供給される付着ツールの先端面と前記接着部材の接着面とを前記プライマーを介して当接させることで、前記接着部材の接着面に前記プライマーを付着させることを特徴とする接着方法にある。
かかる本発明の第５の態様では、既存の製造工程にプライマーを付着する工程を付加するだけで、製造工程を煩雑にせずにプライマーを付着させることができる。
【００１１】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記紫外線硬化型樹脂が、アクリル系紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする接着方法にある。
かかる第６の態様では、アクリル系紫外線硬化型樹脂は、ポストキュア併用の場合、低温硬化することができるので接着に時間を要しない。
【００１２】
本発明の第７の態様は、圧力発生室が形成される基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記基板の前記圧電素子側の面に接合されると共に当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられる保護基板と、該保護基板上に接着される接着部材であると共に前記圧電素子を駆動する駆動ＩＣとを具備し、前記駆動ＩＣが、該駆動ＩＣ又は前記保護基板の少なくとも一方の接着面に予め紫外線硬化型樹脂の重合反応触媒として働く金属イオンを含有する溶剤からなるプライマーを付着し、前記紫外線硬化型樹脂を介して前記駆動ＩＣを前記保護基板に載置すると共に紫外線を照射した後、加熱処理を行うことで、前記保護基板上に接着されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第７の態様では、駆動ＩＣが保護基板により強固に接着されているので、より破損しにくい液体噴射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】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂を用いた接着方法である。本実施形態に係る紫外線硬化型樹脂を用いた接着方法は、図１（ｂ）に示すように、半導体装置１又は半導体素子２の少なくとも一方の接着面上に予めプライマー４を付着させ、紫外線硬化型樹脂３を介して半導体装置１の上に半導体素子２を載置すると共に紫外線を照射した後、比較的低温の加熱処理をすることで、紫外線を照射しても硬化しなかった部分５の紫外線硬化型樹脂を硬化させる方法である。この方法は、予めプライマー４を紫外線硬化型樹脂３に混合して硬化させる方法とは明らかに異なる。予めプライマーを紫外線硬化型樹脂に混合したものは、熱を加えても硬化しにくく、本発明のように比較的低温の加熱処理で未硬化の紫外線硬化樹脂を硬化することはできない。
【００１４】
ここで、本発明に用いるプライマー４は、重合反応触媒として働く金属イオンを含有した有機溶剤からなるものである。金属イオンは、加熱処理したときに紫外線硬化樹脂３のラジカル重合反応やイオン重合反応などを促進させる重合反応触媒であれば特に限定されないが、特に鉄イオンが好ましい。鉄イオンを重合反応触媒として用いると、よりラジカル重合反応を促進することができる。有機溶剤は、特に限定されないが、常温で液体であることが好ましく、６０℃で測定したときの飽和蒸気圧が３００ｍｍＨｇ以上の有機溶剤がさらに好ましく、特にメタノール、エタノール、アセトンが好ましい。有機溶剤の飽和蒸気圧が３００ｍｍＨｇ以上であると、加熱処理中に有機溶剤が蒸発しやすくなり、その有機溶剤による紫外線硬化型樹脂の熱硬化反応妨害を防止することができる。
【００１５】
また、本発明に用いる紫外線硬化型樹脂３は、熱硬化性を有する紫外線硬化型樹脂であれば特に限定されないが、アクリル系の熱硬化性を有する紫外線硬化型樹脂が好ましい。アクリル系の熱硬化性を有する紫外線硬化型樹脂は、ポストキュア併用の場合、低温硬化できる点が特徴として挙げられる。
【００１６】
本発明に用いる半導体装置１は、特に限定されないが、例えば、インクジェット式記録ヘッド用のアクチュエーターチップのように、温度が６５℃以上になると悪影響がでるものなどである。
【００１７】
本発明に用いる半導体素子２は、特に限定されないが、例えば、インクジェット式記録ヘッド用のドライバーコントローラーＩＣのように、温度が６５℃以上になると悪影響がでるものなどである。
【００１８】
本発明の加熱処理で設定する温度は、半導体装置１及び半導体素子２に影響を及ぼさない程度の温度であり、かつ、熱硬化性を有する紫外線硬化型樹脂３が硬化する温度よりも低い温度である。例えば、紫外線硬化型樹脂３にアクリル系紫外線硬化型樹脂を用いて、インクジェット式記録ヘッドのアクチュエーターチップにドライバーコントローラーＩＣを接着させる場合には、６５℃である。
【００１９】
以下に、半導体装置１をインクジェット式記録ヘッド用のアクチュエーターチップとし、半導体素子２をインクジェット式記録ヘッド用のドライバーコントローラーＩＣ２とし、紫外線硬化型樹脂３をアクリル系紫外線硬化型樹脂とした場合の、本発明の紫外線硬化型樹脂を用いた接着方法について具体的に説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１（ａ）に示すように、アクチュエーターチップ１の上のドライバーコントローラーＩＣ２を接着させる部分に、アクリル系紫外線硬化型樹脂３を付着させる。ドライバーコントローラーＩＣ２の下面にプライマー４を付着させる方法は後述するが、その後、図１（ｂ）に示すように、プライマー４が付着したドライバーコントローラーＩＣ２を、アクリル系紫外線硬化型樹脂３が付着したアクチュエーターチップの上に載置する。ここで、プライマー４は、鉄イオンとエタノールとを混合した溶剤である。
【００２１】
そして、図１（ｃ）に示すように、ドライバーコントローラーＩＣ２が載置されたアクチュエーターチップ１に、波長が２００〜４００ｎｍの紫外線をドライバーコントローラーＩＣ２の上方から照射する。すると、紫外線が当たる部分６のアクリル系紫外線硬化型樹脂３は紫外線により硬化する。しかし、ドライバーコントローラーＩＣ２によって遮光された部分５のアクリル系紫外線硬化型樹脂３は、紫外線が当たらないため硬化しないまま存在することになる。
【００２２】
その後、そのドライバーコントローラーＩＣ２が載置されたアクチュエーターチップ１をオーブンに入れ、９０分間、６５℃で加熱処理する。すると、プライマー４に含まれていた鉄イオンがラジカル重合反応の触媒として作用し、通常、アクリル系紫外線硬化型樹脂３が硬化しない６５℃であってもアクリル系紫外線硬化型樹脂３を硬化させることができる。したがって、図１（ｄ）に示すように、この加熱処理により、紫外線が当たらないため硬化しないまま存在していた部分５のアクリル系紫外線硬化型樹脂３も硬化させることができる。なお、この加熱処理により硬化したアクリル系紫外線硬化型樹脂３の硬化部分７及びその近辺に存在していたプライマー４は、この加熱処理によってアクリル系紫外線硬化型樹脂３と混合することになるので、加熱処理後、図１（ｄ）に示すように、プライマー４はなくなる。
【００２３】
このように、従来、紫外線が当たらなかったため硬化しなかった部分５のアクリル系紫外線硬化型樹脂３が硬化することになるので、より強固にアクチュエーターチップ１とドライバーコントローラーＩＣ２とを接着させることができると共に、比較的低温で加熱処理するため、アクチュエーターチップ１やドライバーコントローラーＩＣ２に悪影響を与えることなく接着させることができる。
【００２４】
次に、接着部材であるドライバーコントローラーＩＣ２の下面にプライマー４を付着させる方法を説明する。図２（ａ）に示す装置は、プライマー層である凹部を有する中間ステージ１１と、その中間ステージ１１の凹部に貯蔵されたプライマー１２と、その中間ステージの上方に位置するアーム１０と、アーム１０に保持されたドライバーコントローラーＩＣ２とからなっている。
【００２５】
この装置が稼動すると、まず、アーム１０が降下して、ドライバーコントローラーＩＣ２の下面が、中間ステージ１１の凹部に貯蔵されたプライマー１２の表面に接する。すると、アーム１０は停止し、その後上昇する。すると、図２（ｂ）に示すように、ドライバーコントローラーＩＣ２の下面にプライマー４が付着することになる。
【００２６】
そして、プライマー４が付着したドライバーコントローラーＩＣ２はアーム１０に保持されたまま搬送され、図２（ｃ）に示すように、紫外線硬化型樹脂３が付着したアクチュエーターチップ１に載置されることになる。
【００２７】
このようなドライバーコントローラーＩＣ２にプライマー４を付着させる方法は、現在、ドライバーコントローラーＩＣ２をアクチュエーターチップ１の上に接着するための装置の動作構成に対し、追加動作を付加することなくドライバーコントローラーＩＣ２にプライマー４を付着させることができるので、現状のインクジェット式記録ヘッドを製造するのに係る時間とほとんど変わらない時間で本発明に係るインクジェット式記録ヘッドを製造することができる。
【００２８】
また、図３（ａ）に示す装置によっても、ドライバーコントローラーＩＣ２の下面にプライマー４を付着させることができる。図３（ａ）に示す装置は、下から突き上げられることによって開放口２４が形成されるベルトコンベアー２１と、ベルトコンベアー２１の上に置かれたドライバーコントローラーＩＣ２と、ドライバーコントローラーＩＣ２の上方に位置するアーム１０と、アーム１０の鉛直線上に位置すると共にベルトコンベアー２１の下方に位置する付着ツールである突き上げピン２０と、突き上げピン２０が格納された凹部２３に流れ込むプライマー４と、そのプライマー４がその凹部２３に流れ込み易いように成形された構造部２２とからなっている。
【００２９】
この装置が稼動すると、ドライバーコントローラーＩＣ２は、ベルトコンベアー２１によって、アーム１０と突き上げピン２０との間に位置するように搬送される。すると、ベルトコンベアー２１は停止し、プライマー４が付着した突き上げピン２０が上昇する。
【００３０】
すると、上昇した突き上げピン２０によりベルトコンベアー２１に開放口２４が形成されると共に、ベルトコンベアー２１の上に置かれていたドライバーコントローラーＩＣ２は突き上げピン２０によって押し上げられる。
【００３１】
そして、押し上げられたドライバーコントローラーＩＣ２は、アーム１０と接触する。そこで、突き上げピン２０は停止し、その後下降する。すると、図３（ｂ）に示すように、ドライバーコントローラーＩＣ２はアーム１０に保持されると共に下面にプライマー４が付着することになる。
【００３２】
その後は、図４に示すように、アクチュエーターチップ１の上方に搬送され、アクチュエーターチップ１の上に載置される。
【００３３】
このようなドライバーコントローラーＩＣ２にプライマー４を付着させる方法を用いても、前述したドライバーコントローラーＩＣ２にプライマー４を付着させる方法と同様に、現状のインクジェット式記録ヘッドを製造するのに係る時間とほとんど変わらない時間で本発明に係るインクジェットプリンタヘッドを製造することができる。
【００３４】
（実施例２）
図５（ａ）に示すように、アクチュエーターチップ１の上のドライバーコントローラーＩＣ２を接着させる部分に、プライマー４を付着させる。ここで、プライマー４は、実施例１に使用したものと同じものである。
【００３５】
次に、図５（ｂ）に示すように、アクチュエーターチップ１のプライマー４が付着した部分の上に、さらにアクリル系紫外線硬化型樹脂３を塗布する。
【００３６】
そして、図５（ｃ）に示すように、アクチュエーターチップ１に接着させるドライバーコントローラーＩＣ２をそのアクリル系紫外線硬化型樹脂３の上に載置した後、実施例１と同様に、波長域として２００〜４００ｎｍの紫外線をドライバーコントローラーＩＣ２の上方からアクチュエーターチップ１に照射する。すると、紫外線が照射した部分６のアクリル系紫外線硬化型樹脂３は紫外線により硬化する。しかし、ドライバーコントローラーＩＣ２によって遮光された部分５のアクリル系紫外線硬化型樹脂３は、紫外線が当たらないため硬化しないまま存在する。
【００３７】
その後、実施例１と同様の加熱処理を行うことにより、図５（ｄ）に示すように、硬化しないまま存在していた部分５のアクリル系紫外線硬化型樹脂３を硬化させることができる。なお、本実施例においても、加熱処理後、図５（ｄ）に示すように、プライマー４は存在しなくなる。
【００３８】
このように、本実施例でも実施例１と同様に、従来、紫外線が当たらなかったため硬化しなかった部分５のアクリル系紫外線硬化型樹脂３が硬化することになるので、より強固にアクチュエーターチップ１とドライバーコントローラーＩＣ２とを接着させることができると共に、比較的低温で加熱処理するため、アクチュエーターチップ１やドライバーコントローラーＩＣ２に悪影響を与えることなく接着させることができる。
【００３９】
（その他の実施例）
実施例１及び２では、アクチュエーターチップ１又はドライバーコントローラーＩＣ２の何れか一方の接着面にプライマー４を付着させたが、アクチュエーターチップ１及びドライバーコントローラーＩＣ２の両方の接着面にプライマー４を付着させてもよい。この場合には、より短時間の加熱処理で、紫外線の照射では硬化しなかった部分のアクリル系紫外線硬化型樹脂３を硬化させることができる。
【００４０】
また、前述した紫外線硬化型樹脂を用いた接着方法を用いると、図６に示すように、被着体であるアクチュエーターチップ１と接着部材であるドライバーコントローラーＩＣ２とが接着されたインクジェット式記録ヘッドを製造することができる。
【００４１】
図６に示すインクジェット式記録ヘッド３０は、アクチュエーターチップ１とドライバーコントローラーＩＣ２とを有しており、アクチュエーターチップ１は、複数のノズル開口４７が穿設されたノズルプレート４１と、ノズル開口４７に連通する圧力発生室４２が形成される流路形成基板４３と、流路形成基板４３の上側に弾性膜５０及び絶縁体膜５１を介して設けられる下電極５２、圧電体層５３及びドライバーコントローラー２と接続される上電極５４からなる複数の圧電素子４４と、流路形成基板４３の圧電素子４４の側の面に接合されると共に圧電素子４４を保護する圧電素子保持部４５を有する保護基板４６とからなっている。そして、このアクチュエーターチップ１とドライバーコントローラーＩＣ２とは前述した紫外線硬化型樹脂を用いた接着方法により接着されている。
【００４２】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド３０では、流路形成基板４３と保護基板４６とに亘って設けられたリザーバ４８に、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ４８からノズル開口４７に至るまで内部をインクで満たした後、ドライバーコントローラーＩＣ２からの駆動信号に従い、圧力発生室４２に対応するそれぞれの下電極膜５２と上電極膜５４との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５１、下電極膜５２及び圧電体層５３をたわみ変形させることにより、各圧力発生室４２内の圧力が高まりノズル開口４７からインク滴が吐出する。
【００４３】
このように、前述した接着方法によると、アクチュエーターチップ１とドライバーコントローラーＩＣ２とがより強固に接着したインクジェット式記録ヘッド３０を得ることができると共に、アクチュエーターチップ１とドライバーコントローラーＩＣ２とを接着させるときの加熱処理の温度が比較的低温であることから、加熱処理によって生じる、構成物質の熱膨張率の違いによる悪影響や内部空間を有する場合の内部空間の膨張による悪影響などのないアクチュエーターチップ１やドライバーコントローラーＩＣ２からなるインクジェット式記録ヘッド３０を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、紫外線が当たらない部分の紫外線硬化型樹脂を加熱硬化させて被接着部材と接着体とを接着させる方法に関するが、紫外線硬化型樹脂ではなく、Ｘ線や電子線などにより硬化するその他の光硬化型樹脂を加熱硬化させて被接着部材と接着体とを接着させる場合にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態１に係る接着方法の概念図である。
【図２】実施形態１に係るプライマーを付着させる方法の概念図である。
【図３】実施形態１に係るプライマーを付着させる方法の概念図である。
【図４】実施形態１に係るプライマーを付着させる方法の概念図である。
【図５】実施形態２に係る接着方法の概念図である。
【図６】接着方法により製造したインクジェット式記録ヘッドの概念図である。
【図７】従来の半導体装置と半導体素子とを接着させたときの概念図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  半導体装置（アクチュエーターチップ），  ２  半導体素子（ドライバーコントローラーＩＣ），  ３  紫外線硬化型樹脂（アクリル系紫外線硬化型樹脂），  ４  プライマー，  ５  アクリル系紫外線硬化型樹脂の未硬化部分，  ６  アクリル系紫外線硬化型樹脂の硬化部分，  ７  加熱処理により硬化したアクリル系紫外線硬化型樹脂の硬化部分，  １０  アーム，  １１  中間ステージ，  １２  プライマー，  ２０  突き上げピン，  ２１  ベルトコンベアー，  ２２  構造部，  ２３  凹部，  ２４  開放口，  ３０  インクジェット式記録ヘッド３０，  ４１  ノズルプレート，  ４２  圧力発生室，  ４３  流路形成基板，  ４４  圧電素子，  ４５  圧電素子保持部，  ４６  保護基板，  ４７  ノズル開口，５０  弾性膜，  ５１  絶縁体膜，  ５２  下電極，  ５３  圧電体層，  ５４  上電極  
【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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