(57)【要約】【課題】ＩＣチップ等のデバイスによる段差や、デバイスが実装される基板の形状に起因する段差を介してデバイスの接続端子と前記基板の接続部とを電気的に接続するデバイス実装構造であって、前記接続端子及び接続部の形成ピッチが狭小化した場合にも電気的接続を行う際の作業性を低下させず、優れた信頼性をもって歩留まりよくデバイスを実装できるデバイス実装構造の提供。【解決手段】本発明のデバイス実装構造は、基体上にデバイスを配置し、段差により隔てられたデバイスの接続端子と基体の導電接続部とを電気的に接続してなる実装構造である。同デバイス実装構造を具備した半導体装置１０００は、ベース基板１０１０（基体）上に配されたＩＣチップ（デバイス）１０３０，１０４０の接続端子と貫通電極（導電接続部）１０１１とが、両者を隔てる段差と略同一の高さを有するコネクタ１０６０，１０７０，１０８０により電気的に接続されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電接続部を有する基体上に配されたデバイスの接続端子と前記導電接続部とを、段差を介して電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、
前記デバイスの接続端子と前記導電接続部とが、前記段差の高さと略同一の高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２】
導電接続部を有する基体上に配されたデバイスの接続端子と、前記導電接続部とを、段差を介して電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、
前記デバイスの接続端子と前記導電接続部とが、前記段差の高さより大きい高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項３】
前記コネクタが、基材と、該基材を貫通して設けられた端子電極とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス実装構造。
【請求項４】
前記デバイスの接続端子と前記基体の導電接続部との間に、複数の前記コネクタが積層配置されていることを特徴とする請求項３に記載のデバイス実装構造。
【請求項５】
前記コネクタが、基材と、該基材の対向する２面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス実装構造。
【請求項６】
前記コネクタの基材が、ガラスエポキシ、Ｓｉ、セラミック、又はガラスであることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のデバイス実装構造。
【請求項７】
前記端子電極の構成材料が、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかであることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載のデバイス実装構造。
【請求項８】
前記基体の一面又は内面に前記導電接続部が形成されるとともに、該基体を貫通して前記導電接続部に達する貫通孔が形成されており、
前記デバイスが、前記貫通孔内に配設された前記コネクタにより前記導電接続部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のデバイス実装構造。
【請求項９】
接続端子を有するデバイスを、導電接続部を有する基体上に配置するとともに、前記接続端子と前記導電接続部とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、
前記基体上に前記デバイスを配置したときに前記デバイスの接続端子と前記導電接続部との間に形成される段差と略同一の高さを有するコネクタを、前記基体上に配置するとともに前記導電接続部と電気的に接続する工程と、
前記コネクタに前記デバイスの接続端子を電気的に接続する工程と
を含むことを特徴とするデバイス実装方法。
【請求項１０】
接続端子を有するデバイスを、導電接続部を有する基体上に配置するとともに、前記接続端子と前記導電接続部とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、
前記基体上に前記デバイスを配置したときに前記デバイスの接続端子と前記導電接続部との間に形成される段差より大きい高さを有するコネクタを、前記基体上に配置するとともに前記導電接続部に電気的に接続する工程と、
前記コネクタに前記デバイスの接続端子を電気的に接続する工程と
を含むことを特徴とするデバイス実装方法。
【請求項１１】
前記コネクタを、前記導電接続部に対しフリップチップ実装することを特徴とする請求項９又は１０に記載のデバイス実装方法。
【請求項１２】
前記デバイスを、前記コネクタに対しフリップチップ実装することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のデバイス実装方法。
【請求項１３】
基材と、該基材を貫通する端子電極とを具備したコネクタを用い、前記基体の導電接続部と前記デバイスの接続端子とを前記端子電極により電気的に接続することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載のデバイス実装方法。
【請求項１４】
複数の前記コネクタを積層するとともに、隣接する前記コネクタの端子電極同士を電気的に接続してなるコネクタ積層体を用い、前記基体の導電接続部と前記デバイスの接続端子とを前記端子電極により電気的に接続することを特徴とする請求項１３に記載のデバイス実装方法。
【請求項１５】
基材と、該基材の対向する２面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを具備したコネクタを用い、
前記基材の一の面に設けられた前記端子電極を前記基体の導電接続部と電気的に接続し、前記基材の他の面に設けられた前記端子電極を前記デバイスの接続端子と電気的に接続することにより、前記導電接続部と前記接続端子とを電気的に接続することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載のデバイス実装方法。
【請求項１６】
基体と、請求項１から８のいずれか１項に記載のデバイス実装構造を用いて前記基体上に実装された電子デバイスとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
基体の第１面に形成された第１導電接続部と、前記第１面とは段差をもって配された第２面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、
前記第２面には、前記接続端子と接続される第２導電接続部が形成され、
前記第１導電接続部と前記第２導電接続部とが、少なくとも前記段差の高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項１８】
請求項１７記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタは、前記第１導電接続部に接続される第１端子電極と、前記第２導電接続部に接続される第２端子電極と、前記第１端子電極と前記第２端子電極との間を電気的に接続する接続配線とを備えていることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項１９】
請求項１８記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタは、前記第１端子電極が形成される面と前記第２端子電極が形成される面との間に位置する傾斜面を有し、
前記傾斜面には、前記接続配線が形成されていることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載のデバイス実装構造において、
前記第１端子電極及び前記第２端子電極には、それぞれバンプが形成されていることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２１】
請求項１８から２０のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記第１端子電極と前記第２端子電極との少なくとも一方の構成材料が、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかであることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２２】
請求項１７から２１のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記基体の線膨張係数と前記コネクタの線膨張係数とが略同一であることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２３】
請求項１７から２２のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記デバイス及び前記コネクタは、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装されることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２４】
請求項１７から２３のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタの基材が、ガラスエポキシ、Ｓｉ、セラミック、又はガラスであることを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２５】
請求項１７から２４のいずれかに記載のデバイス実装構造において、
前記コネクタは、位置検出用のマークを有することを特徴とするデバイス実装構造。
【請求項２６】
液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられた液滴吐出ヘッドであって、
前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とが、請求項１７から２５のいずれかに記載のデバイス実装構造により電気的に接続されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２７】
基体と、請求項１７から２５のいずれかに記載のデバイス実装構造を用いて前記基体上に実装された電子デバイスとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２８】
第１端子電極と、該第１端子電極とは段差をもって配された第２端子電極と、前記第１端子電極と前記第２端子電極との間を前記段差に跨って電気的に接続する接続配線とを備えることを特徴とするコネクタ。
【請求項２９】
請求項２８記載のコネクタにおいて、
前記第１端子電極が形成される面と前記第２端子電極が形成される面との間に位置する傾斜面を有し、
前記傾斜面には、前記接続配線が形成されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項３０】
請求項２８または２９記載のコネクタにおいて、
前記第１端子電極及び前記第２端子電極には、それぞれバンプが形成されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項３１】
請求項２８から３０のいずれかに記載のコネクタにおいて、
位置検出用のマークを有することを特徴とするコネクタ。
【請求項３２】
基体の第１面に形成された第１導電接続部と、前記第１面とは段差をもって配された第２面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、
前記第２面に、前記接続端子と接続される第２導電接続部を形成する工程と、
前記第１導電接続部と前記第２導電接続部とを、少なくとも前記段差の高さを有するコネクタを介して電気的に接続する工程とを有することを特徴とするデバイス実装方法。
【請求項３３】
請求項３２記載のデバイス実装方法において、
前記デバイス及び前記コネクタを、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装する工程を有することを特徴とするデバイス実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス実装構造とデバイス実装方法、液滴吐出ヘッド及びコネクタ並びに半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップ等のデバイスを回路基板上に配置し電気的に接続する方法として、従来からワイヤボンディング法が知られ、一般的に用いられている。例えば、画像の形成やマイクロデバイスの製造に際して液滴吐出法（インクジェット法）を適用する場合に用いられる液滴吐出ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）においても、インク吐出動作を行うための圧電素子と、圧電素子に電気信号を供給する駆動回路部（ＩＣチップ等）との接続に、ワイヤボンディング法が用いられている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−１２７３７９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９８００号公報
【特許文献３】特開２００４−２８４１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
近年ＩＣチップ等の高集積化に伴いＩＣチップ等の外部接続端子が狭小化、狭ピッチ化される傾向にあり、それに伴い回路基板上に形成される配線パターンも狭ピッチ化される傾向にある。そのため、上記ワイヤボンディングを用いた接続方法の適用が困難になってきている。
【０００４】
また、液滴吐出法に基づいて画像形成やマイクロデバイス製造を行う方法にあっては、画像の高精細化やマイクロデバイスの微細化を実現するために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部同士の間の距離（ノズルピッチ）をできるだけ小さく（狭く）することが好ましい。上記圧電素子はノズル開口部に対応して複数形成されるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに応じて圧電素子同士の間の距離も小さくする必要がある。ところが、圧電素子同士の間の距離が小さくなると、それら複数の圧電素子のそれぞれとドライバＩＣとをワイヤボンディングの手法によって接続することが困難となる。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、ＩＣチップ等のデバイスによる段差や、デバイスが実装される基板の形状に起因する段差を介してデバイスの接続端子と前記基板の接続部とを電気的に接続するデバイス実装構造であって、前記接続端子及び接続部の形成ピッチが狭小化した場合にも前記電気的接続を行う際の作業性を低下させることなく、優れた信頼性をもって歩留まりよくデバイスを実装することを可能とするデバイス実装構造、滴吐出ヘッド及びコネクタを提供することを目的としている。また本発明は、優れた信頼性をもって歩留まりよくデバイスを実装する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、導電接続部を有する基体上に配されたデバイスの接続端子と前記導電接続部とを、段差を介して電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、前記デバイスの接続端子と前記基体の導電接続部とが、前記段差の高さと略同一の高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造を提供する。
このデバイス実装構造によれば、半導体素子等の各種デバイスを基体上に実装するに際して、デバイスの接続端子と、基体の導電接続部とが段差を介して離間されている場合に、かかる段差と略同一の高さを有するコネクタを用いるので、極めて簡便な構成で前記段差を解消することがでる。したがって本発明のデバイス実装構造では、効率よく確実に、また低コストにデバイスを実装することができる。
【０００７】
また本発明に係るデバイス実装構造としては、導電接続部を有する基体上に配されたデバイスの接続端子と前記導電接続部とを、段差を介して電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、前記デバイスの接続端子と前記導電接続部とが、前記段差の高さより大きい高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするデバイス実装構造も適用できる。この場合、前記コネクタとして段差より大きい高さのものを用いるので、コネクタにより引き出された導電接続部が、段差から突出して配置されることとなり、コネクタに対する電気的な接続に係る作業を行いやすくなる。
【０００８】
本発明のデバイス実装構造では、前記コネクタが、基材と、該基材を貫通して設けられた端子電極とを備えていることが好ましい。基材を貫通する端子電極を具備したコネクタを用いることで、前記基体上に設けられる他の部材との接触を避けつつ基材の上下を導通させることができるので、簡便な構成で信頼性に優れたデバイス実装構造を得ることができる。
【０００９】
本発明のデバイス実装構造では、前記デバイスの接続端子と前記基体の導電接続部との間に、複数の前記コネクタが積層配置されている構成とすることもできる。この構成によれば、段差の高さに応じてコネクタの積層数を調整することで、デバイスの接続端子とコネクタとの接続部の位置を調整することができるので、デバイスの導電接続が容易な実装構造を得ることができる。
【００１０】
本発明のデバイス実装構造では、前記コネクタが、基材と、該基材の対向する２面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを備えている構成であってもよい。この構成によっても、簡便な構成で信頼性に優れた実装構造を得ることができる。
【００１１】
本発明のデバイス実装構造では、前記コネクタの基材が、ガラスエポキシ、Ｓｉ、セラミック、又はガラスであることが好ましい。これらの基材を用いることで安価にかつ信頼性に優れたコネクタを作製できるので、安価に形成可能なデバイス実装構造となる。
【００１２】
本発明のデバイス実装構造では、前記端子電極の構成材料が、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかであることが好ましい。
【００１３】
本発明のデバイス実装構造では、前記基体の一面又は内面に前記導電接続部が形成されるとともに、該基体を貫通して前記導電接続部に達する貫通孔が形成されており、前記デバイスが、前記貫通孔内に配設された前記コネクタにより前記導電接続部と電気的に接続されている構成とすることができる。この構成によれば、前記基体自体が前記デバイスと前記導電接続部との段差を形成している場合にも、デバイスの接続端子と基体の導電接続部とを確実に電気的に接続することができる実装構造を提供することができる。
【００１４】
本発明のデバイス実装方法は、接続端子を有するデバイスを、導電接続部を有する基体上に配置するとともに、前記接続端子と前記導電接続部とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、前記基体上に前記デバイスを配置したときに前記デバイスの接続端子と前記導電接続部との間に形成される段差と略同一の高さを有するコネクタを、前記基体上に配置するとともに前記導電接続部と電気的に接続する工程と、前記コネクタの端子電極に前記デバイスの接続端子を電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
このデバイス実装方法によれば、前記段差と略同一の高さを有するコネクタを基体上に配設し、前記導電接続部と前記接続端子とを電気的に接続するので、簡便な工程で容易かつ確実にデバイスと基体との電気的接続を形成することができる。また、前記接続端子と前記導電接続部とがそれぞれ複数ある場合であっても、前記コネクタにより一括に電気的に接続することが可能であり、迅速に効率よくデバイスを実装することができる。
【００１５】
本発明のデバイス実装方法は、接続端子を有するデバイスを、導電接続部を有する基体上に配置するとともに、前記接続端子と前記導電接続部とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、前記基体上に前記デバイスを配置したときに前記デバイスの接続端子と前記導電接続部との間に形成される段差より大きい高さを有するコネクタを、前記基体上に配置するとともに前記導電接続部と電気的に接続する工程と、前記コネクタの端子電極に前記デバイスの接続端子を電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
このデバイス実装方法によれば、前記段差より大きい高さを有するコネクタを基体上に配設し、前記導電接続部と前記接続端子とを電気的に接続するので、簡便な工程で容易かつ確実にデバイスと基体との電気的接続を形成することができる。特に、基体上に前記コネクタを配置したときに、その一部が前記段差から突出するので、前記コネクタに対する前記デバイスの実装をより容易かつ確実に行うことができるという利点がある。また、前記接続端子と前記導電接続部とがそれぞれ複数ある場合であっても、前記コネクタにより一括に電気的に接続することが可能であり、迅速に効率よくデバイスを実装することができる。
【００１６】
本発明のデバイス実装方法では、前記コネクタを、前記導電接続部に対しフリップチップ実装することが好ましい。また本発明のデバイス実装方法では、前記デバイスを、前記コネクタの端子電極に対しフリップチップ実装することが好ましい。
上記フリップチップ実装を採用することで、デバイスを薄型に実装することができ、電子機器の小型化、薄型化に有効なデバイス実装体を得ることができる。
【００１７】
本発明のデバイス実装方法では、基材と、該基材を貫通する端子電極とを具備したコネクタを用い、前記基体の導電接続部と前記デバイスの接続端子とを前記端子電極により電気的に接続することが好ましい。このデバイス実装方法によれば、基材を貫通して設けられた前記端子電極を具備したコネクタを用いることで、前記端子電極と基体上の他の構成部材との短絡を良好に防止しつつ前記接続端子と前記導電接続部とを電気的に接続することができる。
【００１８】
本発明のデバイス実装方法では、複数の前記コネクタを積層するとともに、隣接する前記コネクタの端子電極同士を電気的に接続してなるコネクタ積層体を用い、前記基体の導電接続部と前記デバイスの接続端子とを前記端子電極により電気的に接続することもできる。上記コネクタ積層体を用いることで、任意の高さの段差に対して前記コネクタの高さを容易に合わせることができ、前記導電接続部と前記接続端子とが比較的大きな段差を隔てて配置されている場合にも容易かつ確実に両者を電気的に接続することができる。
【００１９】
本発明のデバイス実装方法では、基材と、該基材の対向する２面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを具備したコネクタを用い、前記基材の一の面に設けられた前記端子電極を前記基体の導電接続部と電気的に接続し、前記基材の他の面に設けられた前記端子電極を前記デバイスの接続端子と電気的に接続することにより、前記導電接続部と前記接続端子とを電気的に接続することもできる。この実装方法によっても、前記接続端子と前記導電接続部とを容易かつ確実に電気的に接続することができる。
【００２０】
次に、本発明の半導体装置は、基体と、先に記載のデバイス実装構造を用いて前記基体上に実装された電子デバイスとを備えたことを特徴としている。この構成によれば、電気的信頼性に優れた実装構造を具備した高信頼性の半導体装置を提供することができる。
【００２１】
また本発明の半導体装置の製造方法は、先に記載の本発明のデバイス実装方法を用いて電子デバイスを実装する工程を含むことを特徴とする。この製造方法によれば、電気的信頼性に優れた実装構造を有する半導体装置を容易に製造することができる。
【００２２】
本発明の半導体装置の製造方法では、基材と該基材を貫通して設けられた端子電極とを具備したコネクタを作製する工程を含み、前記コネクタの端子電極を、めっき法、転写法、ディスペンス法、液滴吐出法、及び印刷法から選ばれる方法により形成することが好ましい。この製造方法によれば、前記端子電極が高精度に形成されたコネクタを安価に製造することができ、もって優れた電子的信頼性を有する半導体装置を安価に製造することができる。
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法では、複数の前記コネクタを積層配置するとともに、隣接する前記コネクタの端子電極を互いに電気的に接続してコネクタ積層体を作製する工程を含み、当該コネクタ積層体を用いて前記基体の導電接続部と前記電子デバイスの接続端子とを電気的に接続することが好ましい。この製造方法によれば、前記電子デバイスの接続端子と前記基体の導電接続部とが比較的大きな段差を介して隔てられていても容易かつ確実に両者を電気的に接続することができ、電気的信頼性に優れた半導体装置を容易に得ることができる。
【００２４】
本発明の半導体装置の製造方法では、基材と、該基材の対向する２面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを具備したコネクタを作製する工程を含み、前記コネクタの端子電極及び接続配線を、めっき法、ディスペンス法、液滴吐出法、及び印刷法から選ばれる方法により形成することが好ましい。この製造方法によれば、前記端子電極が高精度に形成されたコネクタを安価に製造することができ、もって優れた電子的信頼性を有する半導体装置を安価に製造することができる。
【００２５】
また本発明によれば、高精細の画像形成や微小デバイスの製造に適用することができ、かつ電気的信頼性に優れた液滴吐出ヘッド、及びその製造方法、並びに液滴吐出装置を提供することができる。
【００２６】
本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられており、前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とが、前記保護基板を厚さ方向に貫通する貫通孔内に配設されたコネクタにより電気的に接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記保護基板を挟んで両側に配置された駆動回路部と前記駆動素子とが、前記コネクタにより接続されているので、ノズル開口の狭小化により駆動素子が狭小化され、ワイヤボンディングでは接続が極めて困難になった場合にも、前記接続孔の狭小化を容易に行うことができ、駆動素子と駆動回路部とを高い接続信頼性をもって容易に接続することができるため、高精細の液滴吐出ヘッドを提供することができる。
また、ワイヤボンディングにより両者を接続する構造では必須のワイヤを引き回すための空間が不要であり、液滴吐出ヘッドを薄型化することができる。さらに、駆動回路部が保護基板上に実装されている構造を採ることができるため、駆動回路部を含めた液滴吐出ヘッド全体の薄型化、コンパクト化に有利な構成となっている。
【００２７】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、複数の前記ノズル開口と、前記各ノズル開口に対応する前記圧力発生室及び前記駆動素子を備えており、前記保護基板の貫通孔内に配設されたコネクタにより、前記駆動回路部と前記各駆動素子とが電気的に接続されている構成とすることができる。すなわち本発明は、複数のノズル開口が配列形成され、各ノズル開口に対応して圧力発生室及び駆動素子が配列形成されている液滴吐出ヘッドに特に好適に用いることができる。
【００２８】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記コネクタが、基材と、該基材を貫通して設けられた端子電極とを備えていることが好ましい。基材を貫通する端子電極を具備したコネクタを用いることで、前記貫通孔内において前記端子電極と前記保護基板等との接触を避けつつ前記駆動素子と前記駆動回路部とを導通させることができるので、簡便な構成で電気的信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２９】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記駆動回路部の接続端子と前記駆動素子の回路接続部との間に、複数の前記コネクタが積層配置されている構成とすることもできる。この構成によれば、前記保護基板の厚さに応じてコネクタの積層数を調整することで、駆動回路部の接続端子と前記コネクタとの接続部の位置を調整することができるので、保護基板の厚さによらず高信頼性の導電接続構造を具備した液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００３０】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記コネクタが、基材と、該基材の対向する２面にそれぞれ設けられた端子電極と、前記基材の表面に沿って設けられて前記端子電極間を電気的に接続する接続配線とを備えている構成であってもよい。この構成によっても、簡便な構成で信頼性に優れた実装構造を得ることができる。
【００３１】
次に、本発明の液滴吐出装置は、先に記載の本発明の液滴吐出ヘッドを具備したことを特徴とする。この構成によれば、狭ノズルピッチの液滴吐出ヘッドを具備し、高精細の画像形成やマイクロデバイス形成を液滴吐出法により良好に行うことができる液滴吐出装置を提供することができる。
【００３２】
また、本発明のデバイス実装構造は、基体の第１面に形成された第１導電接続部と、前記第１面とは段差をもって配された第２面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、前記第２面には、前記接続端子と接続される第２導電接続部が形成され、前記第１導電接続部と前記第２導電接続部とが、少なくとも前記段差の高さを有するコネクタを介して電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００３３】
従って、本発明のデバイス実装構造では、半導体素子等の各種デバイスを基体上に実装するに際して、デバイスの接続端子と、基体の第１導電接続部とが段差を介して離間されている場合に、少なくとも係る段差の高さを有するコネクタを用いるので、極めて簡便な構成で前記段差を解消することができる。そのため、本発明のデバイス実装構造では、効率よく確実に、また低コストにデバイスを実装することができる。また、本発明では、デバイスの接続端子と接続された第２導電接続部を計測することにより、コネクタを実装する前にデバイスの導通チェックを実施することが可能になる。
【００３４】
前記コネクタとしては、前記第１導電接続部に接続される第１端子電極と、前記第２導電接続部に接続される第２端子電極と、前記第１端子電極と前記第２端子電極との間を電気的に接続する接続配線とを備えることが好ましい。
これにより、本発明では、接続配線を介して接続された第１端子電極、第２端子電極により、第１導電接続部とデバイスの接続端子とが接続される。
【００３５】
また、この構成においては、コネクタは、前記第１端子電極が形成される面と前記第２端子電極が形成される面との間に位置する傾斜面を有し、前記傾斜面には、前記接続配線が形成されている構成を好適に採用できる。
これにより本発明では、第１端子電極が形成される面と第２端子電極が形成される面とに対して傾斜面が鈍角で交差することになるため、接続配線に加わる応力集中を緩和することができ、断線等等の不具合を回避することが可能になる。また、例えば液滴吐出方式で接続配線を製膜する際にも、互いに直交する面に製膜する場合と比べて容易に製膜することが可能になる。
【００３６】
また、前記第１端子電極及び前記第２端子電極にはそれぞれバンプが形成される構成も好適に採用できる。
この構成では、コネクタを基体に実装する際の、コネクタの高さばらつきを吸収することができるとともに、バンプを基体に形成する場合と比較して、第１端子電極や第２端子電極、接続配線を形成する際にバンプを形成できるので、製造が容易になる。
【００３７】
本発明のデバイス実装構造では、前記第１端子電極と前記第２端子電極との少なくとも一方の構成材料が、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかであることが好ましい。また、本発明のデバイス実装構造では、前記コネクタの基材が、ガラスエポキシ、Ｓｉ、セラミック、又はガラスであることが好ましい。
【００３８】
さらに、本発明では、前記基体の線膨張係数と前記コネクタの線膨張係数とが略同一である構成を好適に採用できる。
従って、本発明では、基体及びコネクタに温度変動が生じた場合でも、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できる。
【００３９】
また、本発明では、前記デバイス及び前記コネクタは、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装される構成も好適に採用できる。
これにより本発明では、デバイス及びコネクタを同一の装置（実装装置）により実装することが可能になり生産効率の向上に寄与できる。
【００４０】
また、本発明では、コネクタは、位置検出用のマークを有する構成も採用可能である。
これにより、コネクタを基体に実装する際にマークを検出することにより、コネクタの位置を検出して基体に対する位置決めを実施することが可能になる。
【００４１】
一方、本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられた液滴吐出ヘッドであって、前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とが、先に記載のデバイス実装構造により電気的に接続されていることを特徴としている。
【００４２】
従って、本発明では、前記保護基板を挟んで両側に配置された駆動回路部と前記駆動素子とが、前記コネクタにより接続されているので、ノズル開口の狭小化により駆動素子が狭小化され、ワイヤボンディングでは接続が極めて困難になった場合にも、前記接続孔の狭小化を容易に行うことができ、駆動素子と駆動回路部とを高い接続信頼性をもって容易に接続することができるため、高精細の液滴吐出ヘッドを提供することができる。
また、ワイヤボンディングにより両者を接続する構造では必須のワイヤを引き回すための空間が不要であり、液滴吐出ヘッドを薄型化することができる。さらに、駆動回路部が保護基板上に実装されている構造を採ることができるため、駆動回路部を含めた液滴吐出ヘッド全体の薄型化、コンパクト化に有利な構成となっている。
【００４３】
また、本発明の半導体装置は、基体と、先に記載のデバイス実装構造を用いて前記基体上に実装された電子デバイスとを備えたことを特徴とするものである。
従って、本発明では電気的信頼性に優れた実装構造を具備した高信頼性の半導体装置を提供することができる。
【００４４】
そして、本発明のコネクタは、第１端子電極と、該第１端子電極とは段差をもって配された第２端子電極と、前記第１端子電極と前記第２端子電極との間を前記段差に跨って電気的に接続する接続配線とを備えることを特徴としている。
従って、本発明では、半導体素子等の各種デバイスを基体上に実装するに際して、デバイスの接続端子と、基体の第１導電接続部とが段差を介して離間されている場合に、少なくとも係る段差を、極めて簡便な構成で解消することがでる。したがって本発明では、効率よく確実に、また低コストにデバイスを実装することが可能になる。
【００４５】
この構成においては、前記第１端子電極が形成される面と前記第２端子電極が形成される面との間に位置する傾斜面を有し、前記傾斜面には、前記接続配線が形成される構成を好適に採用できる。
これにより本発明では、第１端子電極が形成される面と第２端子電極が形成される面とに対して傾斜面が鈍角で交差することになるため、接続配線に加わる応力集中を緩和することができ、断線等等の不具合を回避することが可能になる。また、例えば液滴吐出方式で接続配線を製膜する際にも、互いに直交する面に製膜する場合と比べて容易に製膜することが可能になる。
【００４６】
また、本発明のコネクタとしては、前記第１端子電極及び前記第２端子電極にそれぞれバンプが形成される構成も好適に採用できる。
この構成では、コネクタを基体に実装する際の、コネクタの高さばらつきを吸収することができるとともに、バンプを基体に形成する場合と比較して、第１端子電極や第２端子電極、接続配線を形成する際にバンプを形成できるので、製造が容易になる。
【００４７】
さらに、本発明のコネクタとしては、位置検出用のマークを有する構成も採用可能である。
これにより、コネクタを基体に実装する際にマークを検出することにより、コネクタの位置を検出して基体に対する位置決めを実施することが可能になる。
【００４８】
一方、本発明のデバイス実装方法は、基体の第１面に形成された第１導電接続部と、前記第１面とは段差をもって配された第２面に配されるデバイスの接続端子とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、前記第２面に、前記接続端子と接続される第２導電接続部を形成する工程と、前記第１導電接続部と前記第２導電接続部とを、少なくとも前記段差の高さを有するコネクタを介して電気的に接続する工程とを有することを特徴としている。
【００４９】
従って、本発明のデバイス実装方法では、半導体素子等の各種デバイスを基体上に実装するに際して、デバイスの接続端子と、基体の第１導電接続部とが段差を介して離間されている場合に、少なくとも係る段差の高さを有するコネクタを用いるので、極めて簡便な構成で前記段差を解消することができる。そのため、本発明のデバイス実装方法では、効率よく確実に、また低コストにデバイスを実装することができる。また、本発明では、デバイスの接続端子と接続された第２導電接続部を計測することにより、コネクタを実装する前にデバイスの導通チェックを実施することも可能になる。
【００５０】
本発明では、前記デバイス及び前記コネクタを、それぞれ前記基体に対してフリップチップ実装する構成も好適に採用できる。
これにより本発明では、デバイス及びコネクタを同一の装置（実装装置）により実装することが可能になり生産効率の向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で参照する各図面においては、図面を見易くするために各構成部材の寸法を変更したり、一部を省略して表示している。
【００５２】
＜液滴吐出ヘッド＞
まず、本発明の一実施の形態として、本発明にデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドについて図１から図４を参照して説明する。図１は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図２は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図の一部破断図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００５３】
本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、インク（機能液）を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図１から図３に示すように、液滴吐出ヘッド１は、液滴が吐出されるノズル開口１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面（＋Ｚ側）に接続されてインク流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続されて圧電素子（駆動素子）３００の駆動によって変位する振動板４００と、振動板４００の上面に接続されてリザーバ１００を形成するリザーバ形成基板（保護基板）２０と、リザーバ形成基板２０上に設けられた前記圧電素子３００を駆動するための４個の駆動回路部（ドライバＩＣ）２００Ａ〜２００Ｄと、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと接続された複数の配線パターン（導電接続部）３４とを備えて構成されている。
【００５４】
液滴吐出ヘッド１の動作は、各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄに接続された図示略の外部コントローラによって制御される。図２に示す流路形成基板１０には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されており、これらの開口領域のうち、Ｘ軸方向に延びて形成された部分が、ノズル基板１６と振動板４００とにより囲まれて圧力発生室１２を形成する。また、上記平面視略櫛歯状の開口領域のうち、図示Ｙ方向に延びて形成された部分が、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とにより囲まれてリザーバ１００を形成している。
【００５５】
図２及び図３に示すように、流路形成基板１０の図示下面側（−Ｚ側）は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板１６が流路形成基板１０の下面に接続されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。ノズル基板１６には、液滴を吐出する複数のノズル開口１５が設けられている。具体的には、ノズル基板１６に設けられた複数のノズル開口１５はＹ軸方向に配列されており、本実施形態では、ノズル基板１６上の複数の領域に配列された一群のノズル開口１５を、それぞれ第１ノズル開口群１５Ａ、第２ノズル開口群１５Ｂ、第３ノズル開口群１５Ｃ、及び第４ノズル開口群１５Ｄを構成している。
【００５６】
第１ノズル開口群１５Ａと第２ノズル開口群１５ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。第３ノズル開口群１５Ｃは第１ノズル開口群１５Ａの＋Ｙ側に設けられており、第４ノズル開口群１５Ｄは第２ノズル開口群１５Ｂの＋Ｙ側に設けられている。これら第３ノズル開口群１５Ｃと第４ノズル開口群１５ＤとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
なお、図２では各ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれは６個のノズル開口１５によって構成されているように示されているが、実際には、各ノズル開口群は例えば７２０個程度の多数のノズル開口１５によって構成される。
【００５７】
流路形成基板１０の内側には、その中央部からＸ方向に延びる複数の隔壁１１が形成されている。本実施形態の場合、流路形成基板１０はシリコンによって形成されており、複数の隔壁１１は、流路形成基板１０の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングにより部分的に除去して形成されたものである。複数の隔壁１１を有する流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とにより区画された複数の空間が圧力発生室１２である。
【００５８】
圧力発生室１２とノズル開口１５とは、各々対応して設けられている。すなわち、圧力発生室１２は、第１〜第４ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル開口１５に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。そして、第１ノズル開口群１５Ａに対応して複数形成された圧力発生室１２が第１圧力発生室群１２Ａを構成し、第２ノズル開口群１５Ｂに対応して複数形成された圧力発生室１２が第２圧力発生室群１２Ｂを構成し、第３ノズル開口群１５Ｃに対応して複数形成された圧力発生室１２が第３圧力発生室群１２Ｃを構成し、第４ノズル開口群１５Ｄに対応して複数形成された圧力発生室１２が第４圧力発生室群１２Ｄを構成している。
第１圧力発生室群１２Ａと第２圧力発生室群１２ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁１０Ｋが形成されている。同様に、第３圧力発生室群１２Ｃと第４圧力発生室群１２Ｄとの間にも隔壁１０Ｋが形成されており、それらはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
【００５９】
第１圧力発生室群１２Ａを形成する複数の圧力発生室１２の基板中央部側（−Ｘ側）の端部は上述した隔壁１０Ｋによって閉塞されているが、基板外縁部側（＋Ｘ側）の端部は互いに接続するように集合され、リザーバ１００と接続されている。リザーバ１００は、図１及び図３に示す機能液導入口２５と圧力発生室１２との間で機能液を一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板２０にＹ軸方向に延びる平面視矩形状に形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０にＹ軸方向に延びる平面視矩形状に形成された連通部１３とから構成されている。そして、連通部１３において各圧力発生室１２と接続され、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２の共通の機能液保持室（インク室）を形成している。図３に示す機能液の経路をみると、ヘッド外端上面に開口する機能液導入口２５より導入された機能液が、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、供給路１４を経て、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２のそれぞれに供給されるようになっている。
【００６０】
また、第２、第３、第４圧力発生室群１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれを構成する圧力発生室１２のそれぞれにも、上述と同様の構成のリザーバ１００が接続されており、それぞれ供給路１４を介して連通された圧力発生室群１２Ｂ〜１２Ｄに供給される機能液の一時貯留部を構成している。
【００６１】
流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配置された振動板４００は、流路形成基板１０側から順に弾性膜５０と下電極膜６０とを積層した構造を備えている。流路形成基板１０側に配される弾性膜５０は、例えば１〜２μｍ程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、弾性膜５０上に形成される下電極膜６０は、例えば０．２μｍ程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜６０は、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配される複数の圧電素子３００の共通電極としても機能するようになっている。
【００６２】
振動板４００を変形させるための圧電素子３００は、図３に示すように、下電極膜６０側から順に圧電体膜７０と、上電極膜８０とを積層した構造を備えている。圧電体膜７０の厚さは例えば１μｍ程度、上電極膜８０の厚さは例えば０．１μｍ程度である。
なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。下電極膜６０は圧電素子３００として機能する一方、振動板４００としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能する構成を採用しているが、弾性膜５０を省略して下電極膜６０が弾性膜（５０）を兼ねる構成とすることもできる。
【００６３】
圧電素子３００（圧電体膜７０及び上電極膜８０）は、複数のノズル開口１５及び圧力発生室１２のそれぞれに対応するように複数設けられている。本実施形態では、便宜的に、第１ノズル開口群１５Ａを構成するノズル開口１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第１圧電素子群と呼ぶこととする。また同様に、第２ノズル開口群１５Ｂを構成するノズル開口１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第２圧電素子群と呼ぶこととする。さらに、第３ノズル開口群１５Ｃに対応する一群の圧電素子３００を第３圧電素子群と呼び、第４ノズル開口群１５Ｄに対応する一群の圧電素子３００を第４圧電素子群と呼ぶこととする。
【００６４】
流路形成基板１０上の平面領域において、上記第１圧電素子群及び第２圧電素子群は、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。同様に、第３、第４ノズル開口群１５Ｃ、１５Ｄにそれぞれ対応する第３、第４圧電素子群は、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
【００６５】
圧電素子３００を含む振動板４００上の領域を覆って、リザーバ形成基板２０が設けられており、リザーバ形成基板２０の上面（流路形成基板１０と反対側面）には、封止膜３１と固定板３２とを積層した構造のコンプライアンス基板３０が接合されている。このコンプライアンス基板３０において、内側に配される封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜３１によってリザーバ部２１の上部が封止されている。他方、外側に配される固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼）からなる板状部材である。
この固定板３２には、リザーバ１００に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部３３が形成されており、この構成によりリザーバ１００の上部は、可撓性を有する封止膜３１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。
【００６６】
通常、機能液導入口２５からリザーバ１００に機能液が供給されると、例えば、圧電素子３００の駆動時の機能液の流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ１００内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ１００の上部が封止膜３１のみよって封止された可撓部２２を有しているので、この可撓部２２が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ１００内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板３２によって十分な強度に保持されている。そして、リザーバ１００の外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ１００に機能液を供給するための機能液導入口２５が形成されており、リザーバ形成基板２０には、機能液導入口２５とリザーバ１００の側壁とを連通する導入路２６が設けられている。
【００６７】
リザーバ形成基板２０は、流路形成基板１０とともに液滴吐出ヘッド１の基体を成す部材であるから剛体とすることが好ましく、リザーバ形成基板２０を形成する材料として流路形成基板１０と略同一の熱膨張率を有する材料を用いることがより好ましい。本実施形態の場合、流路形成基板１０がシリコンからなるものであるから、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適である。シリコン単結晶基板を用いた場合、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、圧電素子保持部２４や溝部（貫通孔）７００を容易に形成できるという利点が得られる。その他、流路形成基板１０と同様、ガラス、セラミック材料等を用いてリザーバ形成基板２０を作製することもできる。
【００６８】
図１に示すように、リザーバ形成基板２０上には４個の駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが配設されている。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されている。各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、図示下面側に複数の接続端子２００ａを備えており、一部の接続端子２００ａがリザーバ形成基板２０上に形成された配線パターン３４に対して接続されている。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの他の一部の接続端子２００ａは、図３に示すように、リザーバ形成基板２０の溝部内に配置されたコネクタ積層体３５０の端子電極３５２に対して接続されている。
そして、駆動回路部２００Ａ、２００Ｃがリザーバ形成基板２０上でＹ軸方向に沿って長手に配置され、駆動回路部２００Ｂ、２００Ｄはそれぞれ駆動回路部２００Ａ、２００Ｃと略平行にＹ軸方向に長手に配置されている。各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと電気的に接続されている配線パターン３４は、いずれも駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの外側の端部からＸ軸方向に延びており、その先端部は外部コントローラとの接続端子として利用可能である。
【００６９】
本実施形態の場合、第１ノズル開口群１５Ａに対応する第１圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的に接続される一群（図示では６本）の配線パターン３４が第１配線群３４Ａを構成しており、第２ノズル開口群１５Ｂに対応する第２圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的に接続される一群の配線パターン３４が第２配線群３４Ｂを構成している。また同様に、第３、第４圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的接続される一群の配線パターン３４が、それぞれ第３配線群３４Ｃ、第４配線群３４Ｄを構成している。
【００７０】
第１配線群３４Ａを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ａに接続され、第２配線群３４Ｂを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｂに接続され、第３配線群３４Ｃを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｃに接続され、第４配線群３４Ｄを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｄに接続されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、第１ノズル開口群１５Ａ〜第４ノズル開口群１５Ｄにそれぞれ対応する第１圧電素子群〜第４圧電素子群を、それぞれ異なる駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄにより駆動する構成が採用されている。
【００７１】
なお図１では、各配線群につき６本の配線パターン３４を有する構成としているが、これは図２に示したノズル開口１５の数、及び圧力発生室１２の数に合わせて図示したものに過ぎず、先に記載のように各配線群３４Ａ〜３４Ｄに含まれる配線パターン３４は、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと外部コントローラとの接続配線を構成するものであるから、その本数は駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを駆動制御するのに必要な本数であれば足り、通常は各駆動回路部により駆動される圧電素子３００の数より少なくなる。
【００７２】
図１に示すように、リザーバ形成基板２０のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝部（貫通孔）７００が形成されている。すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、この溝部７００が、圧電素子３００の上電極膜８０（回路接続部）と、それらに接続されるべき前記駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａとを隔てる段差を形成している。
【００７３】
本実施形態では、図３に示すように、溝部７００によってＸ軸方向に関し区画されるリザーバ形成基板２０のうち、回路駆動部２００Ａと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第１封止部２０Ａとし、駆動回路部２００Ｂと接続される複数の圧電素子３００を封止ししている部分を第２封止部２０Ｂとする。これらの第１封止部２０Ａ及び第２封止部２０Ｂには、それぞれ圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する圧電素子保持部（素子保持部）２４が設けられている。圧電素子３００のうち、少なくとも圧電体膜７０は、この圧電素子保持部２４内に密封されている。
【００７４】
また同様に、リザーバ形成基板２０のうち、回路駆動部２００Ｃと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第３封止部、駆動回路２００Ｄと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第４封止部とすると、これら第３封止部及び第４封止部にも、それぞれ圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保してその空間を密封する圧電素子保持部が設けられている。
なお、本実施形態の場合、上記第１〜第４封止部にそれぞれ設けられている圧電素子保持部（２４）は、各圧電素子群に含まれる圧電素子３００の全体を封止できる寸法とされ、図３の紙面垂直方向に延びる平面視略矩形状の凹部を成している。上記圧電素子保持部は、各圧電素子３００毎に区画されていてもよい。
【００７５】
図３に示すように、第１封止部２０Ａの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の−Ｘ側の端部は、第１封止部２０Ａの外側まで延びて、溝部７００の底面部に露出している。溝部７００における流路形成基板１０上に下電極膜６０の一部が配置されている場合においては、上電極膜８０と下電極膜６０との短絡を防止するための絶縁膜６００が、上電極膜８０と下電極膜６０との間に介挿されている。同様に、第２封止部２０Ｂの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の＋Ｘ側の端部が、第２封止部２０Ｂの外側まで延びて、溝部７００内に露出しており、この露出側の端部にも、上電極膜８０と下電極膜６０との間に絶縁膜６００が介挿されている。さらに不図示ではあるが、第３、第４封止部で封止されている圧電素子３００についても、それらの上電極膜８０の一部が、第３、第４封止部の外側まで延びて溝部７００内に露出されている。
【００７６】
そして、溝部７００内には、その底面部に露出された各圧電素子３００の上電極膜８０に位置合わせされて、コネクタ積層体３５０が配設されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、このコネクタ積層体３５０によって溝部７００の底面部と、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが配置されるリザーバ形成基板２０の上面との段差が解消され、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄがリザーバ形成基板２０上に平面的に実装されている。
【００７７】
ここで図４（ａ）は、図３に示すコネクタ積層体３５０の斜視構成図であり、図４（ｂ）は、（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面構成図である。本実施形態に係るコネクタ積層体３５０は、複数（図示では５枚）の板状のコネクタ３５を互いに電気的に接続して積層したものである。各コネクタ３５は、コネクタ基板（基材）３５１と、コネクタ基板３５１を貫通する複数の端子電極（貫通電極）３５２を備えて構成されている。端子電極３５２は、図４（ａ）に示すように、コネクタ基板３５１の長辺に沿って配列形成されている。
【００７８】
本実施形態では、コネクタ基板３５１の＋Ｘ側の長辺に沿って配列された端子電極３５２のうち、−Ｙ側寄りに配列された一群の端子電極３５２が第１端子電極群３５２Ａを構成する一方、＋Ｙ側寄りに配列された一群の端子電極３５２が第３端子電極群３５２Ｃを構成している。また、コネクタ基板３５１の−Ｘ側の長辺に沿って配列された端子電極３５２のうち、−Ｙ側寄りに配列された一群の端子電極３５２が第２端子電極群３５２Ｂを構成しており、＋Ｙ側寄りに配列された一群の端子電極３５２が第４端子電極群３５２Ｄを構成している。上記第１端子電極群３５２Ａは、先に記載の第１圧電素子群に含まれる各圧電素子３００に接続されるべき端子電極３５２の集合であり、第２端子電極群３５２Ｂは、第２圧電素子群に含まれる各圧電素子３００に接続されるべき端子電極３５２の集合である。また同様に、第３端子電極群３５２Ｃ、第４端子電極群３５２Ｄは、それぞれ第３圧電素子群、第４圧電素子群に対応する。
【００７９】
なお、図４（ａ）に示すコネクタ積層体３５０では、図１に示す接続端子２００ａより多数の端子電極３５２が図示されているが、これらの図では、図面の視認性を確保するために接続端子２００ａや端子電極３５２の数を減じて表示しているのであり、実際の液滴吐出ヘッドにおいては、端子電極３５２の数と圧電素子３００の数、及び接続端子２００ａの数は一致している。すなわち、圧電素子３００は各圧電素子群ごとに７２０個程度設けられているから、各々の圧電素子３００に接続される端子電極３５２も実際には各端子電極群ごとに７２０個程度設けられている。
【００８０】
図４（ｂ）に示す断面構造をみると、コネクタ３５を構成するコネクタ基板３５１の表面には、絶縁層３５３と、下地層３５４とが積層形成されている。コネクタ基板３５１は、例えば厚さ５０μｍ程度のシリコン基板であり、絶縁層３５３は例えば酸化シリコンである。下地層３５４は、例えばＴｉＷからなるバリア層と、Ｃｕからなるシード層とを積層したものとすることができる。
【００８１】
端子電極３５２は、内面に絶縁層３５３及び下地層３５４が積層された貫通孔３５１ａ内に一部を挿入された断面視略Ｔ形の金属端子３５５と、金属端子３５５の上面に形成された接合層３５６とを備えて構成されている。金属端子３５５は、例えばめっき法を用いて形成したＣｕからなるものであり、接合層３５６は、例えば無鉛はんだ等のろう材である。端子電極３５２は、コネクタ基板３５１の両面にそれぞれその一部が突出するようにして形成されており、その突出高さは例えば２０μｍ程度である。したがって、コネクタ３５の厚さは、７０μｍ程度となる。
【００８２】
そして、コネクタ積層体３５０は、複数のコネクタ３５を平面視略同一位置にて積層するとともに、上層側（＋Ｚ側）に配されるコネクタ３５の図示下面側に突出する金属端子３５５の先端部を、下層側（−Ｚ側）に配されるコネクタ３５の接合材３５６と接合して電気的に接続した構成を備えている。
【００８３】
本実施形態の場合、上記積層構造を具備したコネクタ積層体３５０の高さは、溝部７００の深さと略一致しており、かかるコネクタ積層体３５０を溝部７００内に配置することで、コネクタ積層体３５０の最上面に設けられた端子電極３５２と、リザーバ形成基板２０の上面に設けられた配線パターン３４とがＸＹ面内で略同一位置に配置されるようになっている。このような構成のもと、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと、それぞれの駆動回路部に対応する複数の圧電素子３００とがコネクタ積層体３５０を介して電気的に接続されて、各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄにより圧電素子３００が駆動されるようになっている。
【００８４】
なお、本実施形態では５枚のコネクタ３５を積層したコネクタ積層体３５０について説明したが、コネクタ３５の積層数は、コネクタ積層体３５０が利用に供される段差の高さ（本実施形態では溝部７００の深さ）に応じて適宜変更可能である。コネクタ３５の一枚あたりの厚さは７０μｍ程度であるから、段差の高さが２００μｍ程度であれば、コネクタ３５を３枚積層したコネクタ積層体を用いればよい。
【００８５】
また本実施形態の場合、図３に示すように、圧電素子３００の上電極膜８０が圧電素子保持部２４の外側に引き出されて溝部７００内に露出され、その露出部位に対してコネクタ積層体３５０の端子電極３５２が電気的に接続される構成である。したがって、上電極膜８０は圧電素子３００の回路接続部を成している。
なお、上電極膜８０と電気的に接続された電極配線を流路形成基板１０上に形成し、この電極配線を圧電素子保持部２４の外側に引き出して前記コネクタ積層体３５０と電気的に接続することもできる。この場合は、上電極膜８０と電気的に接続された電極配線が圧電素子３００の回路接続部を構成する。
【００８６】
ここで、端子電極３５２と圧電素子３００（上電極膜８０）との導電接続構造は、ろう材、又は異方性導電フィルム（ACF:anisotropic conductive film）や異方性導電ペースト（ACP:anisotropic conductive paste）を含む異方性導電材料、非導電性フィルム（NCF:Non Conductive Film）や非導電性ペースト（NCP:Non Conductive Paste）を含む絶縁樹脂材料を用いたものとすることができる。
【００８７】
また、コネクタ積層体３５０上面の端子電極３５２、及び配線パターン３４に対する駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄのフリップチップ実装に際しても、上記ろう材、又は異方性導電膜や異方性導電ペーストを含む異方性導電材料、非導電性膜や非導電性ペーストを含む絶縁樹脂材料を用いた導電接続構造が採用できる。本実施形態では特に、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄに設けられる接続端子２００ａとして、Ａｕからなるバンプ、又は樹脂コアに金属膜を被覆してなるバンプを用いることが好ましい。接続端子２００ａにこれらのバンプを用いた駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄであれば、端子電極３５２及び配線パターン３４に対して接続端子２００ａを押し当てた際にバンプが容易に変形するので、例えば、コネクタ積層体３５０の高さばらつきによって端子電極３５２のＺ軸方向の位置が配線パターン３４と面一な位置からずれていても、バンプの変形によってこのずれを吸収することができ、接続端子２００ａと端子電極３５２又は配線パターン３４とを接合することができる。
【００８８】
さらに、かかる導電接続の容易性、確実性を向上させるために、コネクタ積層体３５０と溝部７００（上電極膜８０）との位置決め機構を設けておくこともできる。このような位置決め機構としては、例えば、コネクタ積層体３５０に凸部を設け、かかる凸部を溝部７００の側壁部に設けた凹部に嵌め合わせて位置決めする機構を採用することができる。
【００８９】
このように、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、リザーバ形成基板２０に設けた溝部７００内に、リザーバ形成基板２０の厚さと略同一の高さを有するコネクタ積層体３５０を配設し、圧電素子保持部２４から溝部７００内に露出するように延出された圧電素子３００の回路接続部（上電極膜８０）に対して、前記コネクタ積層体３５０が接続されている。そして、リザーバ形成基板２０の上面と略同一高さのコネクタ積層体３５０の上面に設けられた端子電極３５２に対して、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが実装されている。
これにより、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、ワイヤボンディングにより駆動回路部と圧電素子とを接続する構造のようなワイヤを引き回す空間が不要となり、液滴吐出ヘッド１の薄型化を実現できるものとなっている。また、コネクタ積層体３５０によって溝部７００が埋められているため、液滴吐出ヘッド１自体の剛性を高めることができ、反り等による吐出精度の低下を効果的に防止できるものとなっている。
【００９０】
また、ノズル開口１５の狭ピッチ化に伴って圧電素子３００のピッチが狭くなり、ワイヤボンディングを行うのが極めて困難な場合であっても、容易に駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと圧電素子３００との電気的接続を行うことができる。すなわち、コネクタ積層体３５０を構成するコネクタ３５の端子電極３５２は、後段の製造方法でも説明するように、正確な位置に正確な寸法で形成することが可能であるため、ノズル開口１５を狭ピッチ化した場合にも、それに伴い狭ピッチで配列される圧電素子３００に対して正確に位置合わせ可能なものを作製することができる。したがって本実施形態によれば、高精細の画像形成や機能膜のパターン形成が可能な液滴吐出ヘッド１を得ることができる。
【００９１】
また本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、リザーバ形成基板２０が、圧電素子３００を外部環境と遮断して圧電素子３００を封止する封止部材としても機能するようになっている。リザーバ形成基板２０によって圧電素子３００を封止することで、水分等の外部環境による圧電素子３００の特性劣化等を防止することができる。また本実施形態では、圧電素子保持部２４の内部を密封状態にしただけであるが、例えば、圧電素子保持部２４内の空間を真空にしたり、あるいは窒素又はアルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部２４内を低湿度に保持する構成も採用でき、これらの構成により圧電素子３００の劣化をさらに効果的に防止することができる。
【００９２】
上述した構成を有する液滴吐出ヘッド１により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド１に接続された外部コントローラ（図示略）によって機能液導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口２５を介してリザーバ１００に供給された後、ノズル開口１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たす。
【００９３】
また外部コントローラは、リザーバ形成基板２０上に実装された駆動回路部２００等に駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部２００は、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、配線パターン３４、パッド３５、導電部材３６等を介して導電接続された各圧電素子３００に送信する。
すると、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧が印加される結果、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室１２の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口１５より液滴が吐出される。
【００９４】
＜液滴吐出ヘッドの製造方法＞
次に、液滴吐出ヘッド１の製造方法について図５の断面工程図を参照して説明する。
以下では、駆動回路部２００と圧電素子３００との電気的接続に用いるコネクタ積層体３５０の製造方法と、コネクタ積層体３５０を用いた接続手順について主に説明し、液滴吐出ヘッド１のうち、ノズル基板１６、流路形成基板１０、リザーバ形成基板２０、圧電素子３００等の製造及び接続・配置作業は既に完了しているものとする。
【００９５】
［コネクタ積層体の作製］
まず、図５を参照してコネクタ積層体３５０の作製工程について説明する。図５（ａ）に示すように、例えば厚さ５００μｍ程度のコネクタ用シリコン基板３５１Ａを用意し、その表面全体に熱酸化等の方法で絶縁層３５３を形成する。本実施形態の場合、絶縁層３５３は酸化シリコン膜である。
【００９６】
次に、図５（ｂ）に示すようにコネクタ用シリコン基板３５１Ａに対して、金属端子を形成するための孔部１３５を形成する。これらの孔部１３５は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて所定の開口径と深さとを有して形成される。前記開口径は例えば５０μｍ程度であり、深さは、形成する端子電極３５２の長さに応じて適宜変更されるが、図３に示したコネクタ３５では、薄層化されたコネクタ基板３５１の厚さは７０μｍ程度であり、端子電極３５２のコネクタ基板３５１からの突出長さは２０μｍ程度であるから、孔部１３５の深さは９０μｍ程度である。
【００９７】
次に、図５（ｃ）に示すように、上記工程で穿設された孔部１３５の内面を覆う絶縁膜１３５ａを形成する。絶縁膜１３５ａは、例えば、原料ガスにＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたプラズマＣＶＤ法や、熱酸化法により孔部１３５の内面に露出したシリコン基板表面を直接酸化させる方法によって形成した酸化シリコン膜であり、端子電極３５２からコネクタ基板３５１への電流リークや、酸素や水分等によるコネクタ基板３５１の劣化等を防止するために設けられるものである。
【００９８】
次に、図５（ｄ）に示すように、孔部１３５が形成されたコネクタ用シリコン基板３５１Ａの面上に下地層３５４をスパッタ法や真空蒸着法等を用いて形成する。本実施形態の場合、下地層３５４は、コネクタ用シリコン基板３５１Ａ側から順にバリア層とシード層とを積層した積層膜であり、バリア層は例えばＴｉＷにより形成され、シード層はＣｕにより形成される。図に示すように、下地層３５４は、コネクタ用シリコン基板３５１Ａ上から孔部１３５の側壁及び底壁を覆うように連続して形成されている。上記バリア層の膜厚は１００ｎｍ程度であり、シード層の膜厚は数百ｎｍ程度である。
【００９９】
次に、図５（ｅ）に示すように、コネクタ用シリコン基板３５１Ａ上にメッキレジストを塗布し、このメッキレジストパターニングすることで、端子電極３５２を形成するための開口部１３８ａを有するメッキレジストパターン１３８を形成する。本実施形態では、開口部１３８ａは孔部１３５の開口径より大きく形成されている。
【０１００】
次に、Ｃｕ電解メッキを行って、図５（ｆ）に示すようにコネクタ用シリコン基板３５１Ａの孔部１３５及びメッキレジストパターン１３８の開口部１３８ａにＣｕ（銅）を埋め込み、貫通電極となる金属端子３５５を形成する。次いで、メッキレジストパターン１３８をそのままマスクとして用いることで、金属端子３５５上に無鉛はんだ等のろう材からなる接合材３５６を選択的に形成する。この接合材３５６は、作製したコネクタ３５を複数積層する際に層間の接続を行うためのものである。接合材３５６はメッキレジストパターン１３８を剥離した後に形成してもよい。以上の工程により、金属端子３５５と接合材３５６とからなる端子電極３５２をコネクタ用シリコン基板３５１Ａに形成することができる。
【０１０１】
次に、メッキレジストパターン１３８をシリコン基板３５１Ａから剥離し、その後、図５（ｇ）に示すように、コネクタ用シリコン基板３５１Ａを図示下面側からエッチングすることで５０〜７０μｍ程度の厚さにまで薄層化してコネクタ基板３５１とする。この薄層化工程により、コネクタ基板３５１の図示下面から端子電極３５２の一部を突出させる。またこのとき、端子電極３５２の先端部に金属端子３５５の表面を露出させて露出面３５５ａを形成する。以上の工程により、図４に示したコネクタ積層体３５０を構成するコネクタ３５を作製することができる。
【０１０２】
上記した手順によりコネクタ３５を作製したならば、図４（ｂ）に示したように、複数のコネクタ３５を積層するとともに、隣接配置したコネクタ３５の端子電極３５２同士を接合することでコネクタ積層体３５０が得られる。コネクタ３５の端子電極３５２の一端側には、ろう材等からなる接合材３５６が形成され、端子電極３５２の他端側は金属端子３５５の一部が露出された露出面３５５ａとされているので、図４に示すように、前記接合材３５６と前記露出面３５５ａとを接触させた状態として加熱等すれば、積層配置されたコネクタ３５同士を容易に接合し、電気的に接続することができる。
【０１０３】
［駆動回路部の実装］
上記工程によりコネクタ積層体３５０を作製したならば、次に、コネクタ積層体３５０を用いて駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの実装を行う。
まず、図３に示すように、リザーバ形成基板２０の溝部７００内に、上記工程で作製したコネクタ積層体３５０を配置し、コネクタ積層体３５０の下面側（溝部７００底面側）に露出している端子電極３５２と、溝部７００内に延出されている圧電素子の上電極膜８０とを電気的に接続する。この端子電極３５２と上電極膜８０との電気的接続は、無鉛はんだ等のろう材や、ＡＣＰ、ＡＣＦ等の異方性導電材料を用いて行う。具体的には、コネクタ積層体３５０を溝部７００内に配置する以前に、前記上電極膜８０上、又は上電極膜８０と接続される端子電極３５２の露出面３５５ａにろう材や異方性導電材料を設けておき、コネクタ積層体３５０を溝部７００内に位置合わせして配置した後で、加熱や加圧により上電極膜８０と端子電極３５２とを電気的に接続する。
【０１０４】
前記溝部７００に配置するコネクタ積層体３５０の高さは、リザーバ形成基板２０の厚さと同等以上とすることが好ましい。コネクタ積層体３５０の高さがリザーバ形成基板２０の厚さに満たない場合、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを接続する端子電極３５２が配線パターン３４より下側（流路形成基板１０側）に配置されることとなり、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを実装する際の接続の確実性が低下する可能性がある。
コネクタ積層体３５０の高さは、コネクタ３５の積層数を変えることで容易に調整することができる。あるいは、コネクタ３５を作製する際に、端子電極３５２の接合材３５６の高さ（厚さ）や金属端子３５５の高さを調整してもよい。
【０１０５】
なお、上記説明では、図４（ｂ）に示したコネクタ積層体３５０の端子電極３５２のうち、露出面３５５ａが形成された先端部と、溝部７００内の上電極膜８０とを電気的に接続する場合について説明したが、コネクタ積層体３５０の向きを表裏反対にして配置してもよい。すなわち、図４（ｂ）に示すコネクタ積層体３５０の図示上面側が溝部７００の底面部に当接するようにして配置してもよい。この場合、上電極膜８０と電気的に接続される端子電極３５２の先端部には接合材３５６が既に形成されているので、コネクタ積層体３５０を溝部７００内に配置して加熱等すれば、接合材３５６によって端子電極３５２と上電極膜８０とを電気的に接続することができる。
【０１０６】
次に、リザーバ形成基板２０上に形成されている配線パターン３４と、コネクタ積層体３５０の上面に露出している端子電極３５２とに対して、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄをフリップチップ実装する。すなわち、図３に示すように、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの一面側に形成された接続端子２００ａをリザーバ形成基板２０側に向けて配置するとともに、配線パターン３４端子電極３５２とに位置合わせし、これらの配線パターン３４及び端子電極３５２に直接又は他の導電材料を介して接合することにより電気的に接続する。このフリップチップ実装の形態としては、Ａｕ−Ａｕ接合や、ＡＣＰ，ＡＣＦ等を用いた異方性導電材料による接合、ＮＣＰ，ＮＣＦ等を用いた非導電性材料を用いた接着等、種々のものを用いることができる。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法では、圧電素子保持部２４から溝部７００の底面部に延出されている圧電素子３００の回路接続部（上電極膜８０）を、溝部３５０内に配設したコネクタ積層体３５０によってリザーバ形成基板２０の上面に形成された配線パターン３４と概略面一な位置まで引き出し、コネクタ積層体３５０の上面に露出している端子電極３５２と配線パターン３４とに対して駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを実装するようになっている。したがって本実施形態の製造方法によれば、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄをリザーバ形成基板２０に対して略平行に配置してフリップチップ実装することができ、これによって容易かつ確実な実装を可能にし、また液滴吐出ヘッドの薄型化を実現できるものとなっている。
【０１０８】
また、本実施形態の製造方法は、高精細の液滴吐出ヘッドの製造にも容易に対応できるものである。すなわち、ノズルピッチを小さくすることにより圧電素子３００同士の間のＹ軸方向に関する距離が小さく（狭く）なった場合であっても、コネクタ３５の端子電極３５２はフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に形成することができるため、端子電極３５２を圧電素子３００のピッチに合わせて小径化、狭ピッチ化することが容易である。
【０１０９】
なお、上記コネクタ積層体３５０は、液滴吐出ヘッド１の流路形成基板１０やリザーバ形成基板２０とは別に用意する必要があり、その作製にはフォトリソグラフィ技術を用いた端子電極３５２の形成や配線の形成が行われるが、コネクタ積層体３５０を構成するコネクタ３５は、大型のシリコン基板を用いて多数個を一時に作製することができるため、１個あたりの製造コストが著しく上昇することはない。
【０１１０】
（第２の実施形態）
次に、図６を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図６（ａ）は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面構成図であって、先の実施形態における図３に相当する図面である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すコネクタ３６０の斜視構成図である。
【０１１１】
本実施形態の液滴吐出ヘッドは、溝部７００内に配設されたコネクタ３６０の構成に特徴を有しており、その他の構成は、先の第１実施形態の液滴吐出ヘッドと同様である。したがって以下では、主にコネクタ３６０の構成について説明することとする。また、図６において、先の実施形態の液滴吐出ヘッドと共通の構成要素には、図１から図３と同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【０１１２】
コネクタ３６０は、図６（ｂ）に示すように、四角柱状のコネクタ基材３６ａと、このコネクタ基材３６ａの図示上面（＋Ｚ側面）に配列形成された複数の端子電極３６ｂと、これらの端子電極３６ｂが形成された基材面とは反対側の面（−Ｚ側面）に配列形成された複数の端子電極３６ｃと、コネクタ基材３６ａの側面（＋Ｘ側面、−Ｘ側面）に形成されて前記各端子電極３６ｂをそれと対応する前記各端子電極３６ｃに接続する複数の接続配線３６ｄと、を備えて構成されている。
【０１１３】
コネクタ３６０において、端子電極３６ｂ、３６ｃと、両者を接続する接続配線３６ｄとが、１つのコネクタ端子を形成しており、これらのコネクタ端子は、図６（ａ）に示す溝部７００内に延出された上電極膜８０のピッチに一致するピッチでコネクタ基材３６ａ上に配列されている。
コネクタ３６０の延在方向に配列された複数の前記コネクタ端子のうち、互いに近接して配置された一群のコネクタ端子が、図６（ｂ）に示す第１コネクタ端子群３６Ａ〜第４コネクタ端子群３６Ｄを形成している。第１コネクタ端子群３６Ａと第２コネクタ端子群３６Ｂとは、コネクタ基材３６ａの上面（及び下面）でＸ軸方向に関し互いに対向して配置されており、第３コネクタ端子群３６Ｃと第４コネクタ端子群３６Ｄも、コネクタ基材３６ａの上面（及び下面）でＸ軸方向に関し互いに対向して配置されている。
【０１１４】
コネクタ基材３６ａは、少なくともその表面が絶縁性を有する材料からなるものであり、例えば、セラミックス、ガラスエポキシ、ガラス等の絶縁性材料の成形体や、シリコンからなる基体の表面に熱酸化により酸化シリコン膜を形成したものや、前記シリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成したものを用いることができる。シリコン基体の表面に絶縁膜を形成したコネクタ基材３６ａを用いる場合、同じくシリコンからなる流路形成基板１０やリザーバ形成基板２０と熱膨張率を一致させることができるため、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できるという利点が得られる。
一方、ガラスエポキシやセラミックス等の成形体を用いると、シリコン基体を用いた場合に比して優れた耐衝撃性等を得られる。
【０１１５】
コネクタ端子を構成する端子電極３６ｂ、３６ｃ、及び接続配線３６ｄは、金属材料や導電性ポリマー、超電導体等により形成することができる。コネクタ端子はＡｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｎｉ（ニッケル）等の金属材料からなるものであることが好ましい。特に端子電極３６ｂ、３６ｃについては、Ａｕを用いて形成されたパッドあるいはバンプであることが好ましい。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａがＡｕバンプである場合に、Ａｕ−Ａｕ接合によって確実な接合を容易に得られるからである。
【０１１６】
上記構成を具備したコネクタ３６０は、図６（ａ）に示すように、端子電極３６ｃを溝部７００の底面側に向けた状態で配置されるとともに、端子電極３６ｃを介して溝部７００内に延出されている圧電素子３００の上電極膜８０にフリップチップ実装されている。
フリップチップ実装の形態としては、先の実施形態のコネクタ積層体３５０と同様、ろう材による実装や、ＡＣＦ、ＡＣＰを用いた実装、ＮＣＦ、ＮＣＰを用いた実装等、種々の実装形態が採用できる。
【０１１７】
コネクタ３６０の実装状態をより詳細に説明すると、前記第１コネクタ端子群３６Ａは、溝部７００の底面上に配列されている複数の上電極膜８０のうち、第１ノズル開口群１５Ａ及び第１圧力発生室群１２Ａに対応する第１圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して、端子電極３６ｃを介して電気的に接続されている。第２コネクタ端子群３６Ｂは、第２ノズル開口群１５Ｂ及び第２圧力発生室群１２Ｂに対応する第２圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して、端子電極３６ｃを介して電気的に接続されている。
【０１１８】
また図６（ａ）には表示されていないが、第３コネクタ端子群３６Ｃは、上記第１コネクタ端子群３６Ａと同様、第３圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して端子電極３６ｃを介して電気的に接続されており、第４コネクタ端子群３６Ｄは、上記第２コネクタ端子群３６Ｂと同様、第４圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して端子電極３６ｃを介して電気的に接続されている。
【０１１９】
上記構成を備えた本実施形態の液滴吐出ヘッドは、簡便な構成のコネクタ３６０を介して溝部７００底面部の圧電素子３００（上電極膜８０）と、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄとを電気的に接続するようになっているので、先の第１実施形態の液滴吐出ヘッドに比しても低コストに製造可能である。また溝部７００を剛体であるコネクタ３６０により埋める構造であるため、液滴吐出ヘッドの剛性を高め、優れた信頼性を得ることができる。
特に、コネクタ基材３６ａとしてシリコン基体表面に絶縁膜を形成したものを用いるならば、同じくシリコン基板を用いて形成されている流路形成基板１０やリザーバ形成基板２０と熱膨張率を揃えることができ、温度変化に起因する体積変化によって電気的接続の信頼性が損なわれるのを効果的に防止することができる。
【０１２０】
＜コネクタの製造方法＞
本実施形態の液滴吐出ヘッドに用いられているコネクタ３６０は、セラミックスやガラスエポキシ等の絶縁性の基材を用いる場合には、所定の四角柱状に形成したコネクタ基材３６ａの表面に、コネクタ端子（端子電極３６ｂ、３６ｃ、接続配線３６ｄ）をパターン形成することで作製することができる。また、シリコン基体のように導電性を有する基体を用いる場合には、所定の四角形状に形成したシリコン基体の表面に熱酸化等により酸化シリコン膜を形成して得られたコネクタ基材、あるいはシリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成することで得られたコネクタ基材の表面に、前記コネクタ端子をパターン形成することで作製することができる。
【０１２１】
前記コネクタ端子をコネクタ基材３６ａ上にパターン形成する方法としては、例えば、気相法を用いて形成した導電膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする方法、コネクタ基材３６ａ上に所定パターンの開口部を具備したマスク材を配し、当該マスク材を介した気相法やめっき法により導電膜（金属膜）を選択的に形成する方法、液滴吐出法を用いて導電膜をパターン形成する方法、及び印刷法を用いてコネクタ基材３６ａ上に導電膜をパターン形成する方法等を用いることができる。
【０１２２】
以下、コネクタ３６０の製造方法の一例として、液滴吐出法を用いたコネクタ端子（端子電極３６ｂ、３６ｃ、接続配線３６ｄ）の形成方法について説明する。本実施形態では、コネクタ基材３６ａとして四角柱状のセラミックス成形体を用いた場合について説明するが、他の材質のコネクタ基材を用いた場合も同様である。
【０１２３】
液滴吐出法によるコネクタ端子の形成には、図８に示すような液滴吐出装置ＩＪを好適に用いることができる。すなわち、液滴吐出装置ＩＪに設けられた液滴吐出ヘッド１０１から、コネクタ端子を形成するためのインクを吐出してコネクタ基材３６ａ上に所定パターンを形成するように配置する。その後コネクタ基材３６ａ上のインクを乾燥、焼成することで金属薄膜を形成する。以上の工程をコネクタ基材３６ａの周面（４面）について順次繰り返すことで、端子電極３６ｂ、３６ｃとこれらを接続する接続配線３６ｄとをコネクタ基材３６ａ上に形成することができる。
なお、液滴吐出装置ＩＪの構成については後段の（液滴吐出装置）の項で説明している。
【０１２４】
［インク］
液滴吐出装置ＩＪを用いてコネクタ端子を形成する場合、液滴吐出ヘッドから吐出するインク（機能液）は、導電性微粒子（パターン形成成分）を含有する液状体である。導電性微粒子を含有する液状体としては、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液を用いる。ここで用いられる導電性微粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等を含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などを用いることもできる。
【０１２５】
導電性微粒子は、インク中での分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の表面にコーティングするコーティング材としては、例えばキシレン、トルエン等の有機溶剤やクエン酸等が挙げられる。また、導電性微粒子の粒径は５ｎｍ以上、０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、ノズルの目詰まりが起こりやすく、液滴吐出法による吐出が困難になるからである。また、５ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となるからである。
【０１２６】
導電性微粒子を含有するインクの分散媒としては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上、２００ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上、２６６００Ｐａ以下）であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高い場合には、吐出後に分散媒が急激に蒸発してしまい、良好な膜を形成することが困難となるためである。
また、分散媒の蒸気圧は、０．００１ｍｍＨｇ以上、５０ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上、６６５０Ｐａ以下）であることがより好ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、液滴吐出法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるためである。一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い分散媒の場合、乾燥が遅くなり膜中に分散媒が残留しやすくなり、後工程の熱及び／又は光処理後に良質の導電膜が得られにくい。
【０１２７】
使用する分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されないが、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、又はエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を挙げることができる。
【０１２８】
上記に挙げた分散媒のうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また、液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、更に好ましい分散媒としては水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用できる。導電性微粒子を分散媒に分散する場合の分散質濃度は、１質量％以上、８０質量％以下であり、所望の導電膜の膜厚に応じて調整することができる。８０質量％を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜が得にくい。
【０１２９】
上記導電性微粒子を含むインクの表面張力は、０．０２Ｎ／ｍ以上、０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲に入ることが好ましい。液滴吐出法によりインクを吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、ノズル面に対するインクの濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるためである。
【０１３０】
表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を不当に低下させない範囲で、フッ素系、シリコン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加することができる。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を良好化し、膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。上記分散液は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでいても差し支えない。
【０１３１】
上記分散液の粘度は、１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
液滴吐出法にて吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合には、ノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また、粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズルでの目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。
【０１３２】
図６（ｂ）に示したコネクタ端子を金薄膜により形成する場合、例えば直径１０ｎｍ程度の金微粒子をトルエン中に分散させた金微粒子分散液（真空冶金社製、商品名「パーフェクトゴールド」）をトルエンで希釈し、その粘度を５［ｍＰａ・ｓ］程度、表面張力を２０ｍＮ／ｍ程度となるように調整し、この液状体を端子電極３６ｂ、３６ｃ及び接続配線３６ｄを形成するためのインクとして用いる。
【０１３３】
［コネクタ端子の形成手順］
上述したインクを用意したならば、図８に示す液滴吐出ヘッド１０１からインクの液滴を吐出してコネクタ基材３６ａ上に配置する工程を行う。
ここで、上記液滴吐出工程に先立って、コネクタ基材３６ａに対する表面処理を行ってもよい。すなわち、コネクタ基材３６ａのインク塗布面について、インクの塗布に先立って撥インク処理（撥液処理）を施しておいてもよい。このような撥インク処理を施しておくことにより、コネクタ基材３６ａ上に吐出配置（塗布）されるインクの位置をより高精度に制御することができる。
【０１３４】
コネクタ基材３６ａの表面を撥インク処理するには、まず、用意したコネクタ基材３６ａをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等で洗浄する。その後さらに、波長２５４ｎｍの紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ２程度の強度で照射してさらに洗浄（紫外線照射洗浄）してもよい。洗浄処理が終了したならば、コネクタ基材３６ａの表面に撥インク処理を施すため、コネクタ基材３６ａを、例えばヘキサデカフルオロ１，１，２，２テトラヒドロデシルトリエトキシシラン０．１ｇとともに密閉容器に入れ、加熱状態（１２０℃程度）に保持する。これにより、コネクタ基材３６ａの表面に撥インク性の単分子膜を形成することができる。単分子膜が形成されたコネクタ基材３６ａの表面は、前記インクとの接触角が例えば約６０°となる。
【０１３５】
なお、コネクタ基材３６ａの撥インク性が大きすぎる場合には、単分子膜を形成したコネクタ基材３６ａにさらに、紫外線（波長２５４ｎｍ）を例えば２分間照射すればよい。
この処理により、コネクタ基材３６ａ表面の撥インク性を低下させることができる。
また、上述した撥インク処理の代わりに、コネクタ基材３６ａ上に受容層を形成してもよい。すなわち、例えば多孔性シリカ粒子、アルミナ、アルミナ水和物等とバインダーとを有した多孔質層や親水性のポリマーによりインクを膨潤させて吸収させるものを受容層として形成してもよい。
【０１３６】
前記コネクタ基材３６ａ表面に必要に応じて上記撥インク処理を施したならば、上記インクの液滴を液滴吐出ヘッド１０１から吐出してコネクタ基材３６ａ上の所定位置に滴下する。この工程では、コネクタ基材３６ａ上で液滴吐出ヘッド１０１を走査しつつ液滴を吐出することで、コネクタ基材３６ａの一側面に複数のインクパターン（例えば端子電極３６ｂとなるべきインクパターン）を形成する。
このとき、液滴を連続的に吐出してパターン形成を行う場合には、液だまり（バルジ）が生じないよう、液滴同士の重なりの程度を制御することが好ましい。この場合において、１回目の吐出では複数の液滴を互いに接しないように離間して吐出配置し、２回目以降の吐出によって、その間を埋めていくような吐出配置方法を採用すると、良好にバルジを防止できる。
【０１３７】
液滴を吐出してコネクタ基材３６ａ上に所定のインクパターンを形成したならば、その後、インクから分散媒の除去を行うため、必要に応じて乾燥処理する。乾燥処理は、例えば基板を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上、５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では、１００Ｗ以上、１０００Ｗ以下の範囲で十分である。
【０１３８】
次いで、インクパターンを乾燥させて得られた乾燥膜に対し、微粒子間の電気的接触を良好なものとするための焼成処理を行う。この焼成処理により乾燥膜から分散媒が完全に除去され、また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるための有機物コーティング等が施されている場合には、このコーティングも除去される。
焼成処理は、熱処理又は光処理、あるいはこれらを組み合わせた処理により行われる。
焼成処理は、通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約３００℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上１００℃以下で行なうことが好ましい。
【０１３９】
焼成処理は、通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上、５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では、１００Ｗ以上、１０００Ｗ以下の範囲で十分である。以上の工程により、膜中の微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。
【０１４０】
その後、以上の液滴吐出工程と、乾燥工程と、焼成工程とを、コネクタ基材３６ａの各側面について行うことで、コネクタ基材３６ａ上に複数のコネクタ端子が形成されたコネクタ３６０を製造することができる。
なお、コネクタ基材３６ａの各側面について液滴吐出工程と乾燥工程とを行うことでコネクタ基材３６ａの各側面に所定パターンの乾燥膜を形成しておき、最後に一括して焼成工程を行うことで乾燥膜から導電膜への変換を行ってもよい。乾燥膜はそれを構成する導電性微粒子の間に多くの隙間を有しているため、その上にインクを配置した場合に良好にインクを保持することができる。したがって、コネクタ基材３６ａの側面に乾燥膜を形成した状態で他の側面について液滴吐出工程を行うことで、各側面に形成されている乾燥膜の接続性を向上させることができる。すなわち、端子電極３６ｂと接続配線３６ｄとの接続部位、及び端子電極３６ｃと接続配線３６ｄとの接続部位における接続性を向上させることができ、より信頼性に優れたコネクタ端子を形成することができる。
【０１４１】
＜第３の実施形態＞
次に、図７を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。図７（ａ）は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面構成図であって、先の実施形態における図３に相当する図面である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すフレキシブル基板５０１の平面構成図である。
【０１４２】
本実施形態の液滴吐出ヘッドは、第１フレキシブル基板５０１、第２フレキシブル基板５０２、及び図示されない第３、第４フレキシブル基板を介して駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを、図６（ｂ）に示したコネクタ３６０に実装した構成に特徴を有している。したがって本実施形態の液滴吐出ヘッドにおいて、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの実装構造以外の構成は、図６に示した第２実施形態の液滴吐出ヘッドと同様であるから、図７においても、図６と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【０１４３】
図７（ａ）に示す本実施形態の液滴吐出ヘッドは、リザーバ形成基板２０を貫通して設けられた溝部７００内にコネクタ３６０が配設され、このコネクタ３６０の図示上面（＋Ｚ側面）の端子電極３６ｂに、第１フレキシブル基板５０１及び第２フレキシブル基板５０２が実装された構成を備えている。フレキシブル基板５０１，５０２の図示下面（−Ｚ側面）には、それぞれ駆動回路部２００Ａ、２００Ｂがフリップチップ実装されており、駆動回路部２００Ａ、２００Ｂとフレキシブル基板５０１，５０２との間は、それぞれ樹脂モールド２０２により封止されている。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄのフリップチップ実装には、先の実施形態と同様、ろう材による実装や、ＡＣＦ、ＡＣＰを用いた実装、ＮＣＦ、ＮＣＰを用いた実装等、種々の実装形態が採用できる。
【０１４４】
図７（ｂ）は、第１フレキシブル基板５０１を（ａ）図の下面側（−Ｚ側）から見た平面構成図である。平面視で概略凸形の第１フレキシブル基板５０１上には駆動回路部２００Ａが実装されており、駆動回路部２００Ａの実装位置から、図示−Ｘ方向に複数の配線パターン５１０が延びており、各配線パターン５１０は、フレキシブル基板５０１の−Ｘ側端部に配列された複数の接続端子からなる接続端子群５０７に対し電気的に接続されている。また、駆動回路部２００Ａの実装位置から＋Ｘ方向に複数の配線パターン５１１が延びており、各配線パターン５１１は、フレキシブル基板５０１の＋Ｘ側の端部に配列形成された複数の接続端子からなる接続端子群５０８に対し電気的に接続されている。そして、第１フレキシブル基板５０１は、−Ｘ側端部の接続端子群５０７によりコネクタ３６０の端子電極３６ｂ（第１コネクタ端子群３６Ａ）に電気的に接続され、＋Ｘ側端部の接続端子群５０８により図示略の外部回路に接続されるようになっている。
【０１４５】
また図示は省略しているが、駆動回路部２００Ｂが実装された第２フレキシブル基板５０２も第１フレキシブル基板５０１と同様の構成を具備している。さらに駆動回路部２００Ｃ、２００Ｄをそれぞれ実装した第３フレキシブル基板及び第４フレキシブル基板についても第１フレキシブル基板５０１と同様の構成である。
そして、図７（ｂ）に示す第１フレキシブル基板５０１、及びこれと同等の構成を具備した第２〜第４フレキシブル基板が、リザーバ形成基板２０の図示中央部に形成されている溝部７００内に配置されているコネクタ３６０の上面の端子電極３６ｂに対し電気的に接続されて、本実施形態の液滴吐出ヘッドが構成されている。第１〜第４フレキシブル基板と端子電極３６ｂとの電気的接続は、ろう材、ＡＣＦ、ＡＣＰ、ＮＣＦ、ＮＣＰ等の種々の接合材を用いた接合により行うことができる。
本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、溝部７００内に配置されるコネクタ３６０の厚さ（高さ）は、リザーバ形成基板２０の厚さより大きくすることが好ましい。各フレキシブル基板を容易に接続することができるからであ。
【０１４６】
上記構成を具備した本実施形態の液滴吐出ヘッドによれば、コネクタ３６０によりリザーバ形成基板２０の上面側に引き出された圧電素子３００の回路接続部に対して、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを実装した第１〜第４フレキシブル基板が電気的に接続されているので、この液滴吐出ヘッドをプリンタユニット等の液滴吐出装置に装着する際に、接続端子部の取り回しをフレキシブル基板の可撓性によって良好なものとすることができる。
また、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの実装形態の自由度が大きくなるため、駆動回路部の変更に伴う配線の引き回し形態の変更も容易になる。
【０１４７】
なお、本実施形態では、コネクタ３６０の各コネクタ端子群３６Ａ〜３６に対して別々のフレキシブル基板を接続する構成について図示して説明したが、４個の駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを１枚のフレキシブル基板に実装し、かかるフレキシブル基板をコネクタ３６０に電気的に接続した構成であってもよい。また、溝部７００に対してＸ軸方向で同じ側に配置される第１フレキシブル基板と第３フレキシブル基板とを一体化したフレキシブル基板をコネクタ３６０の＋Ｘ側のコネクタ端子に接続し、第２フレキシブル基板と第４フレキシブル基板とを一体化したフレキシブル基板を−Ｘ側のコネクタ端子に接続した構成とすることもできる。
【０１４８】
また、第１〜第４フレキシブル基板の下面側に実装された駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと、リザーバ形成基板２０との間を、さらに樹脂モールド等で封止した構成も採用できる。このようにして駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄをリザーバ形成基板２０に封止、固定すれば、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを含む液滴吐出ヘッド全体を一体的に形成でき、ハンドリング性に優れた液滴吐出ヘッドを得られる。また、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄがフレキシブル基板とリザーバ形成基板との間に封止されるため、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを良好に保護することができ、液滴吐出ヘッドの信頼性を高めることができる。
【０１４９】
（液滴吐出装置）
次に、先の実施形態の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の一例について図７を参照しながら説明する。図８は、前記各実施形態の液滴吐出ヘッドを具備した液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、本発明に係る液滴吐出ヘッド１０１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【０１５０】
液滴吐出ヘッド１０１は、先に記載のように、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド１０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド１０１のノズルからは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対して、形成する機能膜の種類に応じたインク（例えば導電性微粒子を含むインク）が吐出される。
【０１５１】
Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド１０１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。
【０１５２】
制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド１０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッド１０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッド１０１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。
クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【０１５３】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１０１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド１０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。
なお、図８では、液滴吐出ヘッド１０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド１０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させる向きにノズルが配列される配置としてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド１０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。
【０１５４】
上記構成を備えた液滴吐出装置ＩＪは、液相法により各種デバイスを形成するためのデバイス形成装置として好適に用いることができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出されるインク（機能液）として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を安価に製造することができる。
【０１５５】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを画像形成手段として備えたプリンタ（インクジェットプリンタ）として構成することもでき、液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットとして構成することもできる。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用することができる。
【０１５６】
（半導体装置）
上記実施の形態では、本発明に係るデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドとその製造方法について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、三次元的に複数のＩＣチップを積層した構造を有する半導体装置の実装構造にも適用することができる。
【０１５７】
図９は、ＳＩＰ（System In Package）技術を用いた半導体装置の一例を示す断面構成図である。図９に示す半導体装置１０００は、ベース基板（基体）１０１０と、ベース基板１０１０上に積層された複数のＩＣチップ（デバイス）１０２０，１０３０，１０４０と、これらのＩＣチップとベース基板１０１０との導電接続構造を構成する複数のコネクタ１０６０，１０７０，１０８０とを備えている。
【０１５８】
ベース基板１０１０は、例えばシリコン基板を主体としてなるものであり、ベース基板１０１０を板厚方向に貫通する複数（図示では８本）の貫通電極（導電接続部）１０１１が設けられている。ベース基板１０１０の図示下面側に露出した貫通電極１０１１のそれぞれに、半導体装置１０００を電子機器等に実装する際の接続端子となる略球状のバンプ１０１２が設けられている。
【０１５９】
ベース基板１０１０の図示上面側に露出した貫通電極１０１１には、図示左側から順に、ＩＣチップ１０２０と、コネクタ１０６０と、コネクタ１０７０とが実装されている。
ＩＣチップ１０２０は、その図示上面側にも接続端子を具備した両面実装型のＩＣチップである。またコネクタ１０６０，１０７０，１０８０は、シリコン基板等を基材としてなり、この基材を貫通する貫通電極（端子電極）１０６１，１０７１，１０８１を有している。これらのコネクタ１０６０，１０７０，１０８０には、第１実施形態に係るコネクタ３５と同様の構成が適用でき、コネクタ３５と同様の方法を用いて作製することができる。
【０１６０】
ＩＣチップ１０２０の上面に設けられたパッド１０２１に、ＩＣチップ１０２０より大きい幅を有するＩＣチップ１０３０が実装されている。ＩＣチップ１０３０は、ＩＣチップ１０２０の外側の領域でコネクタ１０７０の貫通電極１０７１に対して実装されている。また、ＩＣチップ１０３０と同層には、コネクタ１０８０がコネクタ１０７０上に積層されて配置されており、コネクタ１０７０，１０８０の貫通電極１０７１と貫通電極１０８１とが電気的に接続されている。そして、ＩＣチップ１０３０の上面に設けられた複数のパッド１０３１と、コネクタ１０８０の貫通電極１０８１とに対して、ＩＣチップ１０３０より大きい幅を有するＩＣチップ１０４０が実装されている。
【０１６１】
すなわち、本実施形態の半導体装置１０００では、ＩＣチップ１０２０上にそれより大きいＩＣチップ１０３０を積層配置したことでベース基板１０１０とＩＣチップ１０３０との間に生じた段差を、かかる段差に相当する高さを有するコネクタ１０６０により解消し、かつＩＣチップ１０３０とベース基板１０１０の貫通電極１０１１とを電気的に接続している。また、ＩＣチップ１０３０上にそれより大きいＩＣチップ１０４０を積層配置したことでベース基板１０１０とＩＣチップ１０４０との間に生じた段差を、コネクタ１０７０とコネクタ１０８０とを積層することで前記段差に相当する高さとされたコネクタ積層体によって解消し、かつＩＣチップ１０４０の接続端子とベース基板１０１０の貫通電極１０１１とを電気的に接続している。
【０１６２】
このように、本実施形態の半導体装置１０００では、ベース基板１０１０側に小さいＩＣチップを配置し、その上に大きいＩＣチップを積層して実装する構成を採用したことで、上層側のＩＣチップ１０３０，１０４０の信号線を、コネクタ１０６０及びコネクタ１０７０，１０８０によってベース基板１０１０の接続端子に直接的に引き出すことができるようになっている。これにより、下層側に配置されるＩＣチップに、上層側のＩＣチップの信号線を中継するための電極を設ける必要が無くなるので、汎用のＩＣチップをベース基板１０１０上に実装できるようになり、低コストに高機能の半導体装置を得ることができる。
【０１６３】
なお、図９に示した構成は、本発明に係る半導体装置の一構成例を示したものであり、本発明の技術範囲はかかる実施形態に限定されるものではない。
【０１６４】
＜第４の実施形態＞
＜液滴吐出ヘッド＞
続いて、本発明の第４の実施形態として、本発明にデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドについて図１０から図１１を参照して説明する。図１０は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図１１は図１０のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。
なお、これらの図において、図１乃至図９に示す第１〜第３の実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【０１６５】
本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、インク（機能液）を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図１０から図１１に示すように、液滴吐出ヘッド１は、液滴が吐出されるノズル開口１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面（＋Ｚ側）に接続されてインク流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続されて圧電素子（駆動素子）３００の駆動によって変位する振動板４００と、振動板４００の上面に接続されてリザーバ１００を形成するリザーバ形成基板（保護基板）２０と、リザーバ形成基板２０上に設けられた前記圧電素子３００を駆動するための４個の駆動回路部（ドライバＩＣ、デバイス）２００Ａ〜２００Ｄと、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと接続された複数の配線パターン（第２導電接続部）３４とを備えて構成されている。なお、上記流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とにより、本発明に係る基体が構成される。
【０１６６】
振動板４００を変形させるための圧電素子３００は、図１１に示すように、流路形成基板１０の上面（＋Ｚ側の面；第１面）１０ａに形成された、下電極膜６０側から順に圧電体膜７０と、上電極膜（第１導電接続部）８０とを積層した構造を備えている。圧電体膜７０の厚さは例えば１μｍ程度、上電極膜８０の厚さは例えば０．１μｍ程度である。
なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。下電極膜６０は圧電素子３００として機能する一方、振動板４００としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能する構成を採用しているが、弾性膜５０を省略して下電極膜６０が弾性膜（５０）を兼ねる構成とすることもできる。
【０１６７】
図１０に示すように、リザーバ形成基板２０上には４個の駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが配設されている。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されている。各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、図示下面側に複数の接続端子２００ａを備えており、この接続端子２００ａがリザーバ形成基板２０の上面（第２面）２０ａに形成された配線パターン３４に対して接続されている。
【０１６８】
図１０及び図１１に示すように、リザーバ形成基板２０のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、断面が下方に向かうに従って縮径するテーパ形状を有し、Ｙ軸方向に延びる溝部（貫通孔）７００が形成されている。すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、この溝部７００が、圧電素子３００の上電極膜８０（回路接続部）と、それらに接続されるべき前記駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａ（配線パターン３４）とを隔てる段差を形成している。
【０１６９】
そして、溝部７００内には、その底面部に露出された各圧電素子３００の上電極膜８０に位置合わせされて、コネクタ３６０が配設されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、このコネクタ３６０によって溝部７００の底面部（流路形成基板１０の上面１０ａ）と、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが配置されるリザーバ形成基板２０の上面２０ａとの段差が解消され、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄがリザーバ形成基板２０上に平面的に実装されている。
【０１７０】
コネクタ３６０は、図１２に示すように、四角柱状の平板部４１と、上方が縮径する傾斜面４２ａを有し平板部４１の幅方向中央部に長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って突設された突部４２とからなるコネクタ基材３６ａと、突部４２の図示上面（＋Ｚ側面）に配列形成された複数の端子電極（第１端子電極）３６ｂと、平板部４１の図示上面（＋Ｚ側面）に配列形成された複数の端子電極（第２端子電極）３６ｃと、突部４２の傾斜面４２ａ（＋Ｘ側面、−Ｘ側面）に形成されて前記各端子電極３６ｂとそれと対応する前記各端子電極３６ｃとを電気的に接続する複数の接続配線３６ｄと、端子電極３６ｂ、３６ｃにそれぞれ突設されたバンプ３６ｅ、３６ｆとを備えて構成されている。
【０１７１】
なお、突部４２は、図１１に示すように、リザーバ形成基板２０の溝部７００に接触しない幅に形成されている。また、突部４２の高さ（Ｚ方向の長さ）は、配線パターン３４と上電極膜８０との段差（すなわち、流路形成基板１０の上面１０ａとリザーバ形成基板２０の上面２０ａとの段差）の高さと略同一に形成されている。
【０１７２】
コネクタ３６０において、端子電極３６ｂ、３６ｃと、両者を接続する接続配線３６ｄと、バンプ３６ｅ、３６ｆとが、１つのコネクタ端子を形成しており、これらのコネクタ端子は、図１１に示す溝部７００内に延出された上電極膜８０のピッチに一致するピッチでコネクタ基材３６ａ上に配列されている。
コネクタ３６０の延在方向に配列された複数の前記コネクタ端子のうち、互いに近接して配置された一群のコネクタ端子が、図１２に示す第１コネクタ端子群３６Ａ〜第４コネクタ端子群３６Ｄを形成している。第１コネクタ端子群３６Ａと第２コネクタ端子群３６Ｂとは、コネクタ基材３６ａの上面でＸ軸方向に関し互いに対向して配置されており、第３コネクタ端子群３６Ｃと第４コネクタ端子群３６Ｄも、コネクタ基材３６ａの上面でＸ軸方向に関し互いに対向して配置されている。
【０１７３】
また、コネクタ３６０には、平板部４１の上面に位置して、アライメントマークＡＭが形成されている。アライメントマークＡＭは、第１コネクタ端子群３６Ａ〜第４コネクタ端子群３６Ｄの位置検出時の基準となるものであり、端子電極３６ｃ及びバンプ３６ｆと同一面で、＋Ｘ側の面では−Ｙ側の端部近傍の位置、−Ｘ側の面では＋Ｙ側の端部近傍の位置（こちらのアライメントマークは図示省略）に、それぞれ第１コネクタ端子群３６Ａ〜第４コネクタ端子群３６Ｄに対する相対位置が正確に位置決めして形成されている。これらアライメントマークＡＭは、端子電極３６ｃ及びバンプ３６ｆと同一材料、且つ同一工程で形成されることにより、第１コネクタ端子群３６Ａ〜第４コネクタ端子群３６Ｄとの相対位置精度を容易に維持することができる。
【０１７４】
コネクタ基材３６ａは、少なくともその表面が絶縁性を有する材料からなるものであり、例えば、セラミックス、ガラスエポキシ、ガラス等の絶縁性材料の成形体や、シリコン（Ｓｉ）からなる基体の表面に熱酸化により酸化シリコン膜を形成したものや、前記シリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成したものを用いることができる。シリコン基体の表面に絶縁膜を形成したコネクタ基材３６ａを用いる場合、同じくシリコンからなる流路形成基板１０やリザーバ形成基板２０と線膨張係数が略同一となり、熱膨張率を一致させることができるため、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できるという利点が得られる。
一方、コネクタ基材３６ａとしてガラスエポキシやセラミックス等の成形体を用いると、シリコン基体を用いた場合に比して優れた耐衝撃性等を得られる。
【０１７５】
コネクタ端子を構成する端子電極３６ｂ、３６ｃ、及び接続配線３６ｄは、金属材料や導電性ポリマー、超電導体等により形成することができる。コネクタ端子はＡｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｎｉ（ニッケル）等の金属材料からなるものであることが好ましい。特に端子電極３６ｂ、３６ｃにおけるバンプ３６ｅ、３６ｆについては、Ａｕで形成されることが好ましい。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａがＡｕバンプである場合に、Ａｕ−Ａｕ接合によって確実な接合を容易に得られるためである。
【０１７６】
上記構成を具備したコネクタ３６０は、図１１に示すように、突部４２において端子電極３６ｂ及びバンプ３６ｅを溝部７００の底面側（上電極膜８０側）に向けた状態で配置されるとともに、溝部７００内に延出されている圧電素子３００の上電極膜８０にバンプ３６ｅを介してフリップチップ実装されている。また、コネクタ３６０は、平板部４１において端子電極３６ｃ及びバンプ３６ｆを配線パターン３４（リザーバ形成基板２０の上面２０ａ）に向けた状態で配置されるとともに、配線パターン３４にバンプ３６ｆを介してフリップチップ実装されている。
【０１７７】
コネクタ３６０の実装状態をより詳細に説明すると、前記第１コネクタ端子群３６Ａは、溝部７００の底面上に配列されている複数の上電極膜８０のうち、第１ノズル開口群１５Ａ及び第１圧力発生室群１２Ａに対応する第１圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して、端子電極３６ｂ及びバンプ３６ｅを介して電気的に接続されている。第２コネクタ端子群３６Ｂは、第２ノズル開口群１５Ｂ及び第２圧力発生室群１２Ｂに対応する第２圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して、端子電極３６ｂ及びバンプ３６ｅを介して電気的に接続されている。
【０１７８】
また図１１には表示されていないが、第３コネクタ端子群３６Ｃは、上記第１コネクタ端子群３６Ａと同様、第３圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して端子電極３６ｂ及びバンプ３６ｅを介して電気的に接続されており、第４コネクタ端子群３６Ｄは、上記第２コネクタ端子群３６Ｂと同様、第４圧電素子群を構成する圧電素子３００の上電極膜８０に対して端子電極３６ｂ及びバンプ３６ｅを介して電気的に接続されている。
【０１７９】
本実施形態では特に、コネクタ３６０の端子電極３６ｂ、３６ｃにＡｕからなるバンプ３６ｅ、３６ｆを設けているので、配線パターン３４及び上電極膜８０に対してコネクタ３６０を押し当てた際にバンプ３６ｅ、３６ｆが容易に変形するので、例えば、コネクタ３６０（平板部４１及び突部４２）の高さばらつきによって端子電極３６ｂ、３６ｃのＺ軸方向の位置がずれていても、バンプ３６ｅ、３６ｆの変形によってこのずれを吸収することができ、端子電極３６ｂと上電極膜８０、及び端子電極３６ｃと配線パターン３４をそれぞれ電気的に接続することができる。
【０１８０】
フリップチップ実装（導電接続構造）の形態としては、ろう材、又は異方性導電フィルム（ACF:anisotropic conductive film）や異方性導電ペースト（ACP:anisotropic conductive paste）を含む異方性導電材料、非導電性フィルム（NCF:Non Conductive Film）や非導電性ペースト（NCP:Non Conductive Paste）を含む絶縁樹脂材料を用いたものとすることができる。
また、配線パターン３４に対する駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄのフリップチップ実装に際しても、上記ろう材、又は異方性導電膜や異方性導電ペーストを含む異方性導電材料、非導電性膜や非導電性ペーストを含む絶縁樹脂材料を用いた導電接続構造が採用できる。
【０１８１】
上述した構成を有する液滴吐出ヘッド１により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド１に接続された外部コントローラ（図示略）によって機能液導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口２５を介してリザーバ１００に供給された後、ノズル開口１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たす。
【０１８２】
また外部コントローラは、リザーバ形成基板２０上に実装された駆動回路部２００等に駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部２００は、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、配線パターン３４、コネクタ３６０の端子電極等を介して導電接続された各圧電素子３００に送信する。
すると、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧が印加される結果、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室１２の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口１５より液滴が吐出される。
【０１８３】
＜コネクタの製造方法＞
本実施形態の液滴吐出ヘッドに用いられているコネクタ３６０は、セラミックスやガラスエポキシ等の絶縁性の基材が用いられる場合には、研削等の機械加工を施して、図１２に示す断面視凸状に形成したコネクタ基材３６ａの表面に、コネクタ端子（端子電極３６ｂ、３６ｃ、接続配線３６ｄ、バンプ３６ｅ、３６ｆ）をパターン形成することで作製することができる。また、シリコン基体のように導電性を有する基体を用いる場合には、異方性エッチング等により部分的に除去して断面視凸状に形成したシリコン基体の表面に熱酸化等により酸化シリコン膜を形成して得られたコネクタ基材、あるいはシリコン基体の表面に絶縁性の樹脂膜を形成することで得られたコネクタ基材の表面に、前記コネクタ端子をパターン形成することで作製することができる。
【０１８４】
前記コネクタ端子をコネクタ基材３６ａ上にパターン形成する方法としては、例えば、気相法を用いて形成した導電膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする方法、コネクタ基材３６ａ上に所定パターンの開口部を具備したマスク材を配し、当該マスク材を介した気相法やめっき法により導電膜（金属膜）を選択的に形成する方法、液滴吐出法を用いて導電膜をパターン形成する方法、及び印刷法を用いてコネクタ基材３６ａ上に導電膜をパターン形成する方法等を用いることができる。
【０１８５】
以下、コネクタ３６０の製造方法の一例として、液滴吐出法を用いたコネクタ端子（端子電極３６ｂ、３６ｃ、接続配線３６ｄ、バンプ３６ｅ、３６ｆ）の形成方法について説明する。本実施形態では、コネクタ基材３６ａとして断面視凸状のセラミックス成形体を用いた場合について説明するが、他の材質のコネクタ基材を用いた場合も同様である。
【０１８６】
液滴吐出法によるコネクタ端子の形成には、上記の液滴吐出ヘッド１を有する液滴吐出装置を好適に用いることができる。すなわち、液滴吐出装置に設けられた液滴吐出ヘッド１から、コネクタ端子を形成するためのインクを吐出してコネクタ基材３６ａ上に所定パターンを形成するように配置する。その後コネクタ基材３６ａ上のインクを乾燥、焼成することで金属薄膜を形成する。以上の工程をコネクタ基材３６ａの突部４２の上面及び傾斜面４２ａ、平坦部４１の上面について順次繰り返すことで、端子電極３６ｂ、３６ｃとこれらを接続する接続配線３６ｄ及びバンプ３６ｅ、３６ｆとをコネクタ基材３６ａ上に形成することができる。
【０１８７】
図１２に示したコネクタ端子を金薄膜により形成する場合、例えば直径１０ｎｍ程度の金微粒子をトルエン中に分散させた金微粒子分散液（真空冶金社製、商品名「パーフェクトゴールド」）をトルエンで希釈し、その粘度を５［ｍＰａ・ｓ］程度、表面張力を２０ｍＮ／ｍ程度となるように調整し、この液状体を端子電極３６ｂ、３６ｃ及び接続配線３６ｄ、バンプ３６ｅ、３６ｆを形成するためのインクとして用いる。
【０１８８】
［コネクタ端子の形成手順］
上述したインクを用意したならば、液滴吐出ヘッド１からインクの液滴を吐出してコネクタ基材３６ａ上に配置する工程を行う。
ここで、上記液滴吐出工程に先立って、コネクタ基材３６ａに対する表面処理を行ってもよい。すなわち、コネクタ基材３６ａのインク塗布面について、インクの塗布に先立って撥インク処理（撥液処理）を施しておいてもよい。このような撥インク処理を施しておくことにより、コネクタ基材３６ａ上に吐出配置（塗布）されるインクの位置をより高精度に制御することができる。
【０１８９】
前記コネクタ基材３６ａ表面に必要に応じて上記撥インク処理を施したならば、上記インクの液滴を液滴吐出ヘッド１から吐出してコネクタ基材３６ａ上の所定位置に滴下する。この工程では、コネクタ基材３６ａ上で液滴吐出ヘッド１を走査しつつ液滴を吐出することで、コネクタ基材３６ａの一側面に複数のインクパターン（例えば端子電極３６ｂとなるべきインクパターン）を形成する。
このとき、液滴を連続的に吐出してパターン形成を行う場合には、液だまり（バルジ）が生じないよう、液滴同士の重なりの程度を制御することが好ましい。この場合において、１回目の吐出では複数の液滴を互いに接しないように離間して吐出配置し、２回目以降の吐出によって、その間を埋めていくような吐出配置方法を採用すると、良好にバルジを防止できる。
【０１９０】
液滴を吐出してコネクタ基材３６ａ上に所定のインクパターンを形成したならば、その後、インクから分散媒の除去を行うため、必要に応じて乾燥処理する。乾燥処理は、例えば基板を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。
【０１９１】
次いで、インクパターンを乾燥させて得られた乾燥膜に対し、微粒子間の電気的接触を良好なものとするための焼成処理を行う。この焼成処理により乾燥膜から分散媒が完全に除去され、また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるための有機物コーティング等が施されている場合には、このコーティングも除去される。
焼成処理は、熱処理又は光処理、あるいはこれらを組み合わせた処理により行われる。
焼成処理は、通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約３００℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上１００℃以下で行なうことが好ましい。
【０１９２】
以上の工程により、膜中の微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。
その後、以上の液滴吐出工程と、乾燥工程と、焼成工程とを、コネクタ基材３６ａの各側面について行うことで、コネクタ基材３６ａ上に複数のコネクタ端子が形成されたコネクタ３６０を製造することができる。
【０１９３】
なお、コネクタ基材３６ａの各側面について液滴吐出工程と乾燥工程とを行うことでコネクタ基材３６ａの各側面に所定パターンの乾燥膜を形成しておき、最後に一括して焼成工程を行うことで乾燥膜から導電膜への変換を行ってもよい。乾燥膜はそれを構成する導電性微粒子の間に多くの隙間を有しているため、その上にインクを配置した場合に良好にインクを保持することができる。したがって、コネクタ基材３６ａの側面に乾燥膜を形成した状態で他の側面について液滴吐出工程を行うことで、各側面に形成されている乾燥膜の接続性を向上させることができる。すなわち、端子電極３６ｂと接続配線３６ｄとの接続部位、及び端子電極３６ｃと接続配線３６ｄとの接続部位における接続性を向上させることができ、より信頼性に優れたコネクタ端子を形成することができる。
【０１９４】
＜液滴吐出ヘッドの製造方法＞
次に、液滴吐出ヘッド１の製造方法について、図１３のフローチャートを参照して説明する。
液滴吐出ヘッド１を製造するには、例えばシリコン単結晶基板に異方性エッチングを施すことで、図１１に示す圧力発生室１２や供給路１４、連通部１３等を形成して流路形成基板１０を作製する（ステップＳＡ１）。その後、流路形成基板１０上に、弾性膜５０と下電極膜６０とを積層形成し、次いで下電極膜６０上に圧電体膜７０及び上電極膜８０をパターン形成することで圧電素子３００を形成する（ステップＳＡ２）。
【０１９５】
また、ステップＳＡ１、ＳＡ２とは別工程で、シリコン単結晶基板に異方性エッチングを施すことで圧電素子保持部２４や溝部７００、導入路２６を形成し、ドライエッチング法を用いてリザーバ部２１を形成することでリザーバ形成基板２０を作製する（ステップＳＡ３）。次いで、リザーバ形成基板２０上にコンプライアンス基板３０を接合し、配線パターン３４を形成する（ステップＳＡ４）。
【０１９６】
次に、ステップＳＡ２を経た流路形成基板１０上の圧電素子３００を覆う位置に、ステップＳＡ４を経たリザーバ形成基板２０を位置合わせし（ステップＳＡ５）、その後、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０を接着するとともに、コネクタ３６０を溝部７００に挿入して圧電素子３００の上電極膜８０（回路接続部）と配線パターン３４とを接続する（ステップＳＡ６）。コネクタ３６０を溝部７００に挿入する際には、コネクタ３６０に形成されたアライメントマークＡＭを計測することにより、リザーバ形成基板２０に対する位置合わせを容易、且つ精度よく行うことができる。
次に、リザーバ形成基板２０上の配線パターン３４に対して駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄをフリップチップ実装する（ステップＳＡ７）。
なお、ステップＳＡ６とステップＳＡ７とは、順序が逆であってもよい。
以上の工程により、液滴吐出ヘッド１を製造することができる。
【０１９７】
以上のように、本実施の形態では、リザーバ形成基板２０に設けた溝部７００内にコネクタ３６０を配設することで、段差をもって配された圧電素子３００の回路接続部（上電極膜８０）と、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａに接続された配線パターン３４とを電気的に接続でき、ワイヤボンディングにより駆動回路部と圧電素子とを接続する構造のようなワイヤを引き回す空間が不要となり、液滴吐出ヘッド１の薄型化を実現できるものとなっている。また、コネクタ３６０によって溝部７００が埋められているため、液滴吐出ヘッド１自体の剛性を高めることができ、反り等による吐出精度の低下を効果的に防止できるものとなっている。
さらに、本実施の形態では、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａに接続された配線パターン３４に対して導通確認を行うことにより、コネクタ３６０を実装する前に駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの導通チェックを実施することが可能になる。
【０１９８】
また、本実施形態では、ノズル開口１５の狭ピッチ化に伴って圧電素子３００のピッチが狭くなり、ワイヤボンディングを行うのが極めて困難な場合であっても、容易に駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと圧電素子３００との電気的接続を行うことができる。すなわち、コネクタ３６０の端子電極３６ｂ〜３６ｆは、正確な位置に正確な寸法で形成することが可能であるため、ノズル開口１５を狭ピッチ化した場合にも、それに伴い狭ピッチで配列される圧電素子３００に対して正確に位置合わせ可能なものを作製することができる。したがって本実施形態によれば、高精細の画像形成や機能膜のパターン形成が可能な液滴吐出ヘッド１を得ることができる。
【０１９９】
また、本実施の形態では、コネクタ３６０が傾斜面４２ａを有しているので、溝部７００への挿入時に案内となり安定した接続作業が可能になるとともに、傾斜面４２ａを有する突部４２が溝部７００よりも幅狭に形成されているため、配線パターン３４がコネクタ３６０と接触して端子間ショートを引き起こすことを防止できる。さらに、本実施形態では、端子電極３６ｂが形成された突部４２の上面及び端子電極３６ｃが形成された平板部４１の上面に対して傾斜面４２ａが鈍角で交差することになるため、各面の交差部に形成された端子電極に加わる応力集中を緩和することが可能になり、断線等の発生を抑制できる。また、突部４２の上面及び平板部４１の上面に対して直交する場合と比較して、傾斜面４２ａへの配線形成が容易になるという効果も奏する。
【０２００】
また、本実施の形態では、コネクタ３６０にバンプ３６ｅ、３６ｆを設けて上電極膜８０、配線パターン３４と接続させているので、コネクタ３６０を押し当てた際にバンプ３６ｅ、３６ｆが容易に変形でき、例えば、コネクタ３６０（平板部４１及び突部４２）の高さばらつきによって端子電極３６ｂ、３６ｃのＺ軸方向の位置がずれていても、バンプ３６ｅ、３６ｆの変形によってこのずれを吸収することができ、端子電極３６ｂと上電極膜８０、及び端子電極３６ｃと配線パターン３４をそれぞれ安定して電気的に接続することができる。加えて、本実施の形態では、コネクタ３６０の基材３６ａと流路形成基板１０やリザーバ形成基板２０と線膨張係数を同一としているので、温度変化による体積変化で導電接合部に剥離等が生じるのを効果的に防止できるという利点が得られる。
【０２０１】
さらに本実施の形態では、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄ及びコネクタ３６０をフリップ実装する構成なので、同一の装置（実装装置）を用いてこれらを一括して搭載することも可能になり、生産効率の向上にも寄与できる。
【０２０２】
また本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、リザーバ形成基板２０が、圧電素子３００を外部環境と遮断して圧電素子３００を封止する封止部材としても機能するようになっているので、水分等の外部環境による圧電素子３００の特性劣化等を防止することができる。また本実施形態では、圧電素子保持部２４の内部を密封状態にしただけであるが、例えば、圧電素子保持部２４内の空間を真空にしたり、あるいは窒素又はアルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部２４内を低湿度に保持する構成も採用でき、これらの構成により圧電素子３００の劣化をさらに効果的に防止することができる。
【０２０３】
＜液滴吐出装置＞
次に、上述した液滴吐出ヘッド１を備えた液滴吐出装置の一例について図１４を参照しながら説明する。本例では、その一例として、前述の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット式記録装置について説明する。
【０２０４】
液滴吐出ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載されている。図１４に示すように、液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられており、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３が、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に取り付けられている。
【０２０５】
記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３がキャリッジ軸５に沿って移動するようになっている。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上に搬送されるようになっている。上記構成を具備したインクジェット式記録装置は、前述の液滴吐出ヘッドを備えているので、小型で信頼性が高く、更に低コストなインクジェット式記録装置となっている。
【０２０６】
なお、図１４では、本発明の液滴吐出装置の一例としてプリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明はこれに限らず、係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。
【０２０７】
また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を安価に製造することができる。
【０２０８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０２０９】
例えば、上記実施形態では、バンプをコネクタ３６０に設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、上電極膜８０及び配線パターン３４に設ける構成であってもよい。  また、上記実施形態では、溝部７００及びコネクタ３６０の突部４２がいずれもテーパ状に形成される構成としたが、いずれか一方、または双方ともが同一径で形成される構成であってもよい。
【０２１０】
また、上記実施形態では、半導体装置の一例として、デバイスとしての駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを基体に実装した液滴吐出ヘッドの例を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、三次元的に電子デバイスを実装した構造を有する半導体装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】実施形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視構成図。
【図２】同、液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面構成図。
【図４】図３に示すコネクタを説明するための構成図。
【図５】コネクタの作製工程の一例を示す断面工程図。
【図６】第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドを説明するための構成図。
【図７】第３実施形態に係る液滴吐出ヘッドを説明するための構成図。
【図８】液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図。
【図９】半導体装置の一例を示す断面構成図。
【図１０】第４の実施形態を示す図であって、液滴吐出ヘッドの斜視構成図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。
【図１２】コネクタの外観斜視図である。
【図１３】液滴吐出ヘッドの製造方法を示すフローチャート図である。
【図１４】液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１…液滴吐出ヘッド、  １０…流路形成基板（基体）、  １０ａ…上面（第１面）、  １５…ノズル開口、  １５Ａ〜１５Ｄ…ノズル開口群、  ２０…リザーバ形成基板（保護基板、基体）、  ２０ａ…上面（第２面）、  ２１…リザーバ部（リザーバ）、  ２４…圧電素子保持部（素子保持部）、  ３４…配線パターン（導電接続部、第２導電接続部）、  ３４Ａ〜３４Ｄ…配線群、  ３６ｂ…端子電極（第１端子電極）、  ３６ｃ…端子電極（第２端子電極）、  ３６ｄ…接続配線、  ３６ｅ、３６ｆ…バンプ、  ４２ａ…傾斜面、  ７０…圧電体膜、  ８０…上電極膜（回路接続部、第１導電接続部）、  ２００Ａ〜２００Ｄ…駆動回路部（ドライバＩＣ、デバイス）、  ２００ａ…接続端子、  ３００…圧電素子（駆動素子）、  ３５０，３６０…コネクタ、  １０００…半導体装置、  １０１０…ベース基板（基体）、  １０１１…貫通電極（導電接続部）、  １０２０，１０３０，１０４０…ＩＣチップ（デバイス）、  １０６０，１０７０，１０８０…コネクタ、  １０６１，１０７１，１０８１…貫通電極（端子電極）
【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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【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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