(57)【要約】【課題】電極の破損を抑制し、信頼性の低下を抑制できるＭＥＭＳデバイスの製造方法、及び、液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】  一の面から突出した樹脂部（３８）及び樹脂部の一部を覆う第１の電極（下面側保護膜５２）を有する第１の基板（封止板３３）と、一の面に対向する面に第２の電極を有する第２の基板（圧力室形成基板２９）と、を備えたＭＥＭＳデバイス（記録ヘッド３）の製造方法であって、第１の基板の一の面に樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、一の面に第１の電極となる電極層（金属層５２′）を成膜する電極層成膜工程と、電極層をエッチングして第１の電極を形成する電極層エッチング工程と、を含み、電極層成膜工程における第１基板の温度は、当該電極層成膜工程後における第１の基板の温度の最も高い温度以上の温度であることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。【選択図】図５
2018047637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の面から突出した樹脂からなる樹脂部及び前記樹脂部の一部を覆う第１の電極を有する第１の基板と、前記一の面に対向する面に第２の電極を有する第２の基板と、を備え、前記第１の基板と前記第２の基板とが、前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させるように接合されたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記第１の基板の前記一の面に前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、
前記樹脂部が形成された領域を含む前記一の面に前記第１の電極となる電極層を成膜する電極層成膜工程と、
前記電極層をエッチングして前記第１の電極を形成する電極層エッチング工程と、
を含み、
前記電極層成膜工程における前記第１基板の温度は、当該電極層成膜工程後における前記第１の基板の最も高い温度以上の温度であること特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項２】
一の面から突出した樹脂からなる樹脂部及び前記樹脂部の一部を覆う第１の電極を有する第１の基板と、前記一の面に対向する面に第２の電極を有する第２の基板と、を備え、前記第１の基板と前記第２の基板とが、前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させるように接合されたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記第１の基板の前記一の面に前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、
前記樹脂部が形成された領域を含む前記一の面に前記第１の電極となる電極層を成膜する電極層成膜工程と、
前記電極層をエッチングして前記第１の電極を形成する電極層エッチング工程と、
前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させるように前記第１の基板と前記第２の基板とを接着剤を介して接合する基板接合工程と、
を含み、
前記電極層成膜工程における前記第１基板の温度は、前記基板接合工程における前記第１の基板の温度より高いことを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＭＥＭＳデバイスの構造を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
請求項１又は請求項２に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法を経ることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂及びこの樹脂の表面を覆う電極からなるバンプ電極を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法、及び、液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの基板間を電気的に接続するバンプ電極を備えたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスは、各種の装置（例えば、液体噴射装置やセンサー等）に応用されている。例えば、ＭＥＭＳデバイスの一種である液体噴射ヘッドは、上記のバンプ電極及び圧電素子等のアクチュエーターを備え、バンプ電極を介してアクチュエーターに駆動信号（電気信号）を送信する。また、このような液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置がある。また、最近では、ごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも液体噴射ヘッドが応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置、バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
上記のバンプ電極としては、基板の表面に形成された樹脂層と、この樹脂層上に形成された電極（配線）と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、バンプ電極は、対向する対向基板側に押圧されて樹脂層が押し潰された状態で、対向基板に形成された端子と接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６０３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、バンプ電極を形成した後に当該バンプ電極に熱が加わると、樹脂層が膨張し、この樹脂層上に形成された電極が破損する虞がある。すなわち、樹脂層の膨張により、電極に引張応力がかり、電極にひびや割れ等が発生する。例えば、バンプ電極が形成された基板とこの基板に対向する対向基板とを接着剤で接合する際において、当該接着剤を硬化させるべく基板に熱を加えると、当該熱が樹脂層に伝わり、電極が破損する虞がある。そして、電極が破損すると、バンプ電極と端子との間の導通が正常に取れなくなり、ＭＥＭＳデバイスの信頼性が低下する。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極の破損を抑制し、信頼性の低下を抑制できるＭＥＭＳデバイスの製造方法、及び、液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、一の面から突出した樹脂からなる樹脂部及び前記樹脂部の一部を覆う第１の電極を有する第１の基板と、前記一の面に対向する面に第２の電極を有する第２の基板と、を備え、前記第１の基板と前記第２の基板とが、前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させるように接合されたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記第１の基板の前記一の面に前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、
前記樹脂部が形成された領域を含む前記一の面に前記第１の電極となる電極層を成膜する電極層成膜工程と、
前記電極層をエッチングして前記第１の電極を形成する電極層エッチング工程と、
を含み、
前記電極層成膜工程における前記第１基板の温度は、当該電極層成膜工程後における前記第１の基板の最も高い温度以上の温度であることを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、樹脂部が膨張した状態で電極層が成膜されるため、電極層を成膜した後の冷却により樹脂部が収縮し、樹脂部に積層された電極層に圧縮応力が働いた状態となる。すなわち、圧縮応力が残留応力として、樹脂部に積層された電極層に残ることになる。これにより、樹脂部に積層された電極層におけるひびや割れ等の破損を抑制できる。また、電極層を成膜する際の樹脂部が電極層成膜工程からＭＥＭＳデバイスが完成するまでの間で最も膨張した状態となるため、その後の工程において再度樹脂部が膨張したとしても、樹脂部に積層された電極層が製膜時よりも伸びることが無い。これにより、樹脂部に積層された電極層の破損をより確実に抑制できる。その結果、ＭＥＭＳデバイスの信頼性の低下を抑制できる。
【０００９】
また、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、一の面から突出した樹脂からなる樹脂部及び前記樹脂部の一部を覆う第１の電極を有する第１の基板と、前記一の面に対向する面に第２の電極を有する第２の基板と、を備え、前記第１の基板と前記第２の基板とが、前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させるように接合されたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記第１の基板の前記一の面に前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、
前記樹脂部が形成された領域を含む前記一の面に前記第１の電極となる電極層を成膜する電極層成膜工程と、
前記電極層をエッチングして前記第１の電極を形成する電極層エッチング工程と、
前記第１の電極と前記第２の電極とを導通させるように前記第１の基板と前記第２の基板とを接着剤を介して接合する基板接合工程と、
を含み、
前記電極層成膜工程における前記第１基板の温度は、前記基板接合工程における前記第１の基板の温度より高いことを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、樹脂部が膨張した状態で電極層が成膜されるため、電極層を成膜した後の冷却により樹脂部が収縮し、樹脂部に積層された電極層に圧縮応力が働いた状態となる。すなわち、圧縮応力が残留応力として、樹脂部に積層された電極層に残ることになる。これにより、樹脂部に積層された電極層におけるひびや割れ等の破損を抑制できる。また、電極層を成膜する際の樹脂部が基板接合工程における樹脂部よりも膨張した状態となるため、基板接合工程において再度樹脂部が膨張したとしても、樹脂部に積層された電極層が製膜時よりも伸びることが無い。これにより、樹脂部に積層された電極層の破損をより確実に抑制できる。その結果、ＭＥＭＳデバイスの信頼性の低下を抑制できる。
【００１１】
そして、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、上記各製造方法の何れかに記載のＭＥＭＳデバイスの構造を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
上記各製造方法の何れかに記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法を経ることを特徴とする。
【００１２】
この方法によれば、液体噴射ヘッドの信頼性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図３】記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図４】記録ヘッドの製造方法を説明する状態遷移図である。
【図５】記録ヘッドの製造方法を説明する状態遷移図である。
【図６】記録ヘッドの製造方法を説明する状態遷移図である。
【図７】記録ヘッドの製造方法を説明する状態遷移図である。
【図８】記録ヘッドの製造方法を説明する状態遷移図である。
【図９】記録ヘッドの製造方法を説明する状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、ＭＥＭＳデバイスの一つのカテゴリーである液体噴射ヘッド、特に、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３を例に挙げて説明する。図１は、記録ヘッド３を搭載した液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、プリンター）１の斜視図である。  
【００１５】
プリンター１は、記録紙等の記録媒体２（着弾対象の一種）の表面に対してインク（液体の一種）を噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、記録ヘッド３、この記録ヘッド３が取り付けられるキャリッジ４、キャリッジ４を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構５、記録媒体２を副走査方向に移送する搬送機構６等を備えている。ここで、上記のインクは、液体供給源としてのインクカートリッジ７に貯留されている。このインクカートリッジ７は、記録ヘッド３に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジがプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジからインク供給チューブを通じて記録ヘッドに供給される構成を採用することもできる。
【００１６】
上記のキャリッジ移動機構５はタイミングベルト８を備えている。そして、このタイミングベルト８はＤＣモーター等のパルスモーター９により駆動される。したがってパルスモーター９が作動すると、キャリッジ４は、プリンター１に架設されたガイドロッド１０に案内されて、主走査方向（記録媒体２の幅方向）に往復移動する。キャリッジ４の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー（図示せず）によって検出される。リニアエンコーダーは、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）をプリンター１の制御部に送信する。
【００１７】
次に記録ヘッド３について説明する。図２は、記録ヘッド３の構成を説明する断面図である。また、図３は、記録ヘッド３の要部を拡大した断面図である。すなわち、図３は、記録ヘッド３の一方（図２における左側）の端部に位置するバンプ電極３７の周辺を拡大した断面図である。なお、以下の説明においては、適宜、各部材の積層方向を上下方向として説明する。本実施形態における記録ヘッド３は、図２に示すように、アクチュエーターユニット１４及び流路ユニット１５が積層された状態でヘッドケース１６に取り付けられている。
【００１８】
ヘッドケース１６は、合成樹脂製の箱体状部材であり、その内部には各圧力室３０にインクを供給する液体導入路１８が形成されている。この液体導入路１８は、後述する共通液室２５と共に、複数形成された圧力室３０に共通なインクが貯留される空間である。本実施形態においては、２列に並設された圧力室３０の列に対応して液体導入路１８が２つ形成されている。また、ヘッドケース１６の下側（流路ユニット１５側）の部分には、当該ヘッドケース１６の下面（流路ユニット１５側の面）からヘッドケース１６の高さ方向の途中まで直方体状に窪んだ収容空間１７が形成されている。後述する流路ユニット１５がヘッドケース１６の下面に位置決めされた状態で接合されると、連通基板２４に積層されたアクチュエーターユニット１４（圧力室形成基板２９、封止板３３、駆動ＩＣ３４等）が収容空間１７内に収容されるように構成されている。なお、図示を省略するが、収容空間１７の天井面の一部には、ヘッドケース１６の外側の空間と収容空間１７とを連通する開口が開設されている。この開口を通じて図示しないＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等の配線基板が収容空間１７内に挿通され、当該収容空間１７内のアクチュエーターユニット１４に接続される。このため、収容空間１７は大気に開放された空間となっている。
【００１９】
本実施形態における流路ユニット１５は、連通基板２４及びノズルプレート２１を有している。ノズルプレート２１は、連通基板２４の下面（圧力室形成基板２９とは反対側の面）に接合されたシリコン製の基板である。本実施形態では、このノズルプレート２１により、後述する共通液室２５となる空間の下面側の開口が封止されている。また、ノズルプレート２１には、複数のノズル２２が直線状（列状）に開設されている。この複数のノズル２２からなるノズル２２の列（すなわち、ノズル列）は、ノズルプレート２１に２列形成されている。各ノズル列を構成するノズル２２は、一端側のノズル２２から他端側のノズル２２までドット形成密度に対応したピッチで、例えば副走査方向に沿って等間隔に設けられている。なお、ノズルプレートを連通基板における共通液室から内側に外れた領域に接合し、共通液室となる空間の下面側の開口を、例えば可撓性を有するコンプライアンスシート等の部材で封止することもできる。
【００２０】
連通基板２４は、流路ユニット１５の上部（ヘッドケース１６側の部分）を構成するシリコン製の基板である。この連通基板２４には、図２に示すように、液体導入路１８と連通し、各圧力室３０に共通なインクが貯留される共通液室２５と、この共通液室２５を介して液体導入路１８からのインクを各圧力室３０に個別に供給する個別連通路２６と、圧力室３０とノズル２２とを連通するノズル連通路２７とが、エッチング等により形成されている。共通液室２５は、ノズル列方向に沿った長尺な空部であり、図２に示すように、２列に並設された圧力室３０の列に対応して２列に形成されている。また、個別連通路２６及びノズル連通路２７は、ノズル列方向に沿って複数形成されている。
【００２１】
本実施形態におけるアクチュエーターユニット１４は、図２に示すように、圧力室形成基板２９、振動板３１、アクチュエーターの一種である圧電素子３２、封止板３３及び駆動ＩＣ３４等が積層されてユニット化された状態で、連通基板２４に接合されている。なお、アクチュエーターユニット１４は、収容空間１７内に収容可能なように、収容空間１７よりも小さく形成されている。
【００２２】
圧力室形成基板２９は、アクチュエーターユニット１４の下部（流路ユニット１５側の部分）を構成するシリコン製の基板である。この圧力室形成基板２９には、エッチング等により一部が板厚方向に除去されて、圧力室３０となるべき空間がノズル列方向に沿って複数並設されている。この空間は、下方が連通基板２４により区画され、上方が振動板３１により区画されて、圧力室３０を構成する。また、この空間、すなわち圧力室３０は、２列に形成されたノズル列に対応して２列に形成されている。各圧力室３０は、ノズル列方向に直交する方向に長尺な空部であり、長手方向の一側の端部に個別連通路２６が連通すると共に、他側の端部にノズル連通路２７が連通する。
【００２３】
振動板３１は、弾性を有する薄膜状の部材であり、圧力室形成基板２９の上面（流路ユニット１５側とは反対側の面）に積層されている。この振動板３１によって、圧力室３０となるべき空間の上部開口が封止されている。換言すると、振動板３１によって、圧力室３０が区画されている。この振動板３１における圧力室３０（詳しくは、圧力室３０の上部開口）に対応する部分は、圧電素子３２の撓み変形に伴ってノズル２２から遠ざかる方向あるいは近接する方向に変位する変位部として機能する。すなわち、振動板３１における圧力室３０の上部開口に対応する領域が、撓み変形が許容される駆動領域３５となる。一方、振動板３１における圧力室３０の上部開口から外れた領域が、撓み変形が阻害される非駆動領域３６となる。なお、振動板３１が積層された圧力室形成基板２９、すなわち、振動板３１及び圧力室形成基板２９からなる基板が本発明における第２の基板に相当する。
【００２４】
また、振動板３１は、例えば、圧力室形成基板２９の上面に形成された二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜と、この弾性膜上に形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜と、からなる。そして、この絶縁膜上（振動板３１の圧力室形成基板２９側とは反対側の面）における各圧力室３０に対応する領域、すなわち駆動領域３５に圧電素子３２がそれぞれ積層されている。本実施形態における圧電素子３２は、所謂撓みモードの圧電素子である。この圧電素子３２は、例えば、振動板３１上に、下電極層、圧電体層及び上電極層が順次積層されてなる。この上電極膜または下電極膜のうち何れか一方が各圧電素子３２に共通に形成された共通電極となり、他方が各圧電素子３２に個別に形成された個別電極となっている。そして、下電極層と上電極層との間に両電極の電位差に応じた電界が付与されると、圧電素子３２はノズル２２から遠ざかる方向あるいは近接する方向に撓み変形する。なお、本実施形態における圧電素子３２は、ノズル列方向に沿って２列に並設された圧力室３０に対応して、当該ノズル列方向に沿って２列に形成されている。
【００２５】
また、図２及び図３に示すように、振動板３１上には、圧電素子３２の個別電極又は共通電極に接続される配線４０が形成されている。この配線４０は、振動板３１の非駆動領域３６まで延在され、この非駆動領域３６において、バンプ電極３７（後述）と接続される端子となる。すなわち、図２に示すように、振動板３１の上面（封止板３３に対向する面）における非駆動領域３６には、圧電素子３２の個別電極に接続される個別端子４１（本発明における第２の電極の一種）及び圧電素子３２の共通電極に接続される共通端子４２（本発明における第２の電極の一種）が形成されている。具体的には、ノズル列方向に直交する方向において、一方の圧電素子３２の列の外側及び他方の圧電素子３２の列の外側に個別端子４１が形成され、両圧電素子３２の列間に共通端子４２が形成されている。個別端子４１は、圧電素子３２の個別電極に接続されるため、圧電素子３２毎に形成されている。例えば、個別端子４１は、ノズル列方向に沿って複数形成されている。一方、共通端子４２は、圧電素子３２の共通電極に接続されるため、少なくとも１つ以上形成されている。なお、本実施形態における共通端子４２は、一方の圧電素子３２の列の共通電極及び他方の圧電素子３２の列の共通電極の両方に接続されている。
【００２６】
封止板３３（本発明における第１の基板に相当）は、図２及び図３に示すように、振動板３１との間に絶縁性を有する感光性接着剤４３（本発明における接着剤の一種）を介在させた状態で、振動板３１に対して間隔を開けて配置されたシリコン製の基板である。本実施形態における封止板３３の圧力室形成基板２９側の面である下面（本発明における一の面に相当）には、駆動ＩＣ３４からの駆動信号を圧電素子３２側に出力するバンプ電極３７が複数形成されている。このバンプ電極３７は、図２に示すように、一方の圧電素子３２の外側に形成された一方の個別端子４１に対応する位置、他方の圧電素子３２の外側に形成された他方の個別端子４１に対応する位置、及び両方の圧電素子３２の列間に形成された共通端子４２に対応する位置等に形成されている。そして、各バンプ電極３７は、それぞれ対応する個別端子４１又は共通端子４２に接続されている。より詳しくは、後述する導電膜３９（下面側保護膜５２及び下面側金属膜５３）が、対応する個別端子４１又は共通端子４２に導通されている。なお、封止板３３と圧力室形成基板２９とは、各バンプ電極３７とこれに対応する個別端子４１及び共通端子４２とが確実に導通されるように、両者が近づく方向に加圧された状態で接合されている。
【００２７】
本実施形態におけるバンプ電極３７は、図３に示すように、封止板３３の下面から突出した樹脂からなる樹脂部３８、及び、樹脂部３８の表面（詳しくは、封止板３３の下面に接触する表面とは反対側の表面）の一部を覆う導電膜３９からなる、いわゆる樹脂コアバンプである。樹脂部３８は、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等からなる弾性を有する樹脂からなり、封止板３３の下面においてノズル列方向に沿って突条に形成されている。また、図３に示すように、樹脂部３８は、ノズル列方向に交差する方向における断面において、下方の表面が円弧状に形成されている。導電膜３９は、封止板３３の下面側から順に、下面側保護膜５２（本発明における第１の電極に相当）及び下面側金属膜５３が積層されてなる。下面側保護膜５２は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、及び、これらの合金やこれらが積層されたもの等からなり、耐食性及び導電性を有する。また、下面側金属膜５３は、金（Ａｕ）等からなる。このため、下面側保護膜５２は、後述する貫通配線４５を保護する保護膜として機能するほか、下面側金属膜５３の密着性を高める密着層としても機能する。
【００２８】
このような２層からなる導電膜３９は、樹脂部３８の表面における個別端子４１又は共通端子４２に対応する位置に形成されている。具体的には、個別端子４１に導通するバンプ電極３７の導電膜３９は、ノズル列方向に沿って並設された個別端子４１に対応して、当該ノズル列方向に沿って複数形成されている。また、共通端子４２に導通する導電膜３９は、共通端子４２に対応して、少なくとも１つ以上形成されている。そして、樹脂部３８は、導電膜３９（下面側保護膜５２及び下面側金属膜５３）を間に挟んで、高さ方向に僅かにつぶれた状態で個別端子４１又は共通端子４２に接続されている。すなわち、バンプ電極３７は、高さ方向に僅かにつぶれた状態で、個別端子４１又は共通端子４２に接続されている。
【００２９】
また、導電膜３９は、図３に示すように、封止板３３の下面において、樹脂部３８から外れた位置に形成された貫通配線４５と重なる位置まで、ノズル列方向に交差する方向に沿って延在されている。すなわち、導電膜３９は、貫通配線４５の下面側の端と重なる位置から樹脂部３８に重なる位置まで、ノズル列方向に交差する方向に延在されている。そして、貫通配線４５の下面側の端は、導電膜３９（すなわち、下面側保護膜５２）に覆われ、当該導電膜３９に電気的に接続されている。なお、本実施形態においては、バンプ電極３７の一側に形成された貫通配線４５とバンプ電極３７の他側に形成された貫通配線４５とがノズル列方向に沿って交互に配置されているため、これに対応して、樹脂部３８と重なる位置から一側に引き出される導電膜３９と樹脂部３８と重なる位置から他側に引き出される導電膜３９とがノズル列方向に沿って交互に配置されている。
【００３０】
貫通配線４５は、図２及び図３に示すように、封止板３３の下面と上面との間を中継する配線であり、封止板３３を板厚方向に貫通した貫通孔４９の内部に形成された銅（Ｃｕ）等の金属（導体）からなる。本実施形態における貫通孔４９は、圧力室形成基板２９と封止板３３との間に形成された封止空間４４（後述）に対応する位置に形成されている。すなわち、貫通配線４５は、下面側の端が封止空間４４内に臨むように配置されている。そして、上記したように、貫通配線４５のうち貫通孔４９の下面側の開口部に露出した部分（換言すると、貫通配線４５の下面側の端）は、対応する導電膜３９により覆われる。一方、貫通配線４５のうち貫通孔４９の上面側の開口部に露出した部分（換言すると、貫通配線４５の上面側の端）は、対応する上面側配線４６により覆われる。この貫通配線４５により、バンプ電極３７から延設された導電膜３９と上面側配線４６とが、電気的に接続される。なお、貫通配線４５は、貫通孔４９内に充填される必要は無く、少なくとも貫通孔４９内の一部において封止板３３の上面から封止板３３の下面まで延在されていればよい。
【００３１】
上面側配線４６は、封止板３３の上面（駆動ＩＣ３４側（圧力室形成基板２９側とは反対側）の面）に積層された配線である。この上面側配線４６は、封止板３３の上面側から順に、上面側保護膜５５及び上面側金属膜５６が積層されてなる。上面側保護膜５５は、下面側保護膜５２と同様の金属からなり、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、及び、これらの合金やこれらが積層されたもの等からなる。このため、上面側保護膜５５も下面側保護膜５２と同様に耐食性及び導電性を有する。また、上面側金属膜５６は、下面側金属膜５３と同様の金属からなり、金（Ａｕ）等からなる。そして、上面側保護膜５５は、下面側金属膜５３と同様に、貫通配線４５を保護する保護膜として機能するほか、上面側金属膜５６の密着性を高める密着層としても機能する。なお、上面側配線４６は、貫通配線４５の上面側の端を覆う位置から後述する駆動ＩＣ３４のＩＣ端子４７に対応する位置まで延在され、当該位置でＩＣ端子４７と接続される端子部となる。
【００３２】
封止板３３と圧力室形成基板２９（より詳しくは圧力室形成基板２９に積層された振動板３１）とを接着する感光性接着剤４３は、光の照射により硬化度が変化する感光性、及び、加熱により硬化度が変化する熱硬化性を有する接着剤である。このような感光性接着剤４３としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、スチレン樹脂等を主成分に含む樹脂が好適に用いられる。また、本実施形態における感光性接着剤４３は、図２に示すように、封止板３３の外周部分、及び、ノズル列方向に直交する方向におけるバンプ電極３７の両側に設けられている。そして、封止板３３の外周部分に設けられた感光性接着剤４３により、封止板３３と圧力室形成基板２９との間に封止空間４４が形成される。すなわち、封止空間４４は、封止板３３、圧力室形成基板２９（振動板３１）及び封止板３３の外周部分に設けられた感光性接着剤４３により区画される。このため、圧電素子３２は、この封止空間４４内に収容される。なお、封止空間４４は、封止板３３を貫通する小径な大気開放路（図示せず）を介して大気に開放されているため、完全に密封された空間ではない。また、バンプ電極３７の両側に設けられた感光性接着剤４３は、それぞれ樹脂部３８の延在方向に沿って長尺に形成されている。
【００３３】
封止板３３の上面には、駆動ＩＣ３４が積層されている。駆動ＩＣ３４は、圧電素子３２を駆動するためのＩＣチップであり、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）等の接着剤４８を介して封止板３３の上面に固定されている。図２に示すように、この駆動ＩＣ３４の下面（封止板３３側の面）には、上面側配線４６の端子部に接続されるＩＣ端子４７が、複数形成されている。ＩＣ端子４７のうち個別端子４１に対応するＩＣ端子４７は、ノズル列方向に沿って複数並設されている。本実施形態では、２列に並設された圧電素子３２の列に対応して、ＩＣ端子４７の列が２列形成されている。
【００３４】
そして、上記のような構成の記録ヘッド３は、インクカートリッジ７からのインクを、液体導入路１８、共通液室２５及び個別連通路２６等を介して圧力室３０に導入する。この状態で、駆動ＩＣ３４からの駆動信号を、バンプ電極３７、配線４０等を介して圧電素子３２に供給すれば、圧電素子３２が駆動されて圧力室３０内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することで、記録ヘッド３はノズル２２からインク滴を噴射する。
【００３５】
次に、記録ヘッド３の製造法、特に、封止板３３の製造方法について詳しく説明する。図４〜図１０は、記録ヘッド３の製造方法を説明する状態遷移図である。特に、図４〜図９は、封止板３３の製造方法を説明する状態遷移図である。なお、図４〜図１０においては、説明の都合上、図２及び図３と上下が反転して表されている。すなわち、図４〜図１０においては、封止板３３の下面側（圧力室形成基板２９側）が上方、上面側（駆動ＩＣ３４側）が下方となっている。
【００３６】
まず、封止板３３となるシリコン基板（以下、単に封止板３３と称する）の所定の位置に、貫通配線４５を形成する。具体的には、例えば、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザー、又は、これらの方法を組み合わせた方法等により、封止板３３を板厚方向に貫通する貫通孔４９を形成する。そして、電解めっき法等により、貫通孔４９の内部に貫通配線４５を形成する。なお、封止板３３の上面又は下面よりも外側に析出した金属は、ＣＭＰ（化学機械研磨）法等を用いて除去される。次に、樹脂部形成工程において、封止板３３の下面（図４における上方の面）に樹脂部３８を形成する。具体的には、例えば、封止板３３の表面に樹脂層を成膜し、フォトリソグラフィー工程等を経て、所定の位置に樹脂層を形成する。すなわち、ノズル列方向に沿って延在した、断面が矩形状の樹脂層を形成する。このような樹脂層を形成したならば、封止板３３を加熱する。この熱により樹脂層の粘度が低くなり、その角がだれる。その後、封止板３３を冷却することで、樹脂層を固化する。その結果、図４に示すように、表面が円弧状となった樹脂部３８が形成される。
【００３７】
次に、樹脂部３８上に導電膜３９を形成する。具体的には、図５に示すように、まず、第１の成膜工程（本発明における電極層成膜工程に相当）において、樹脂部３８が形成された領域を含む封止板３３の下面（図５における上方の面）の全面に下面側保護膜５２となる金属層５２′（本発明における電極層に相当）を成膜する。この際、第１の成膜工程後から記録ヘッド３が完成するまで間の製造工程において封止板３３が至る最も高い温度以上の温度（例えば、２００℃〜２３０℃）になるように封止板３３に熱を加えた状態で、金属層５２′を成膜する。すなわち、第１の成膜工程における封止板３３の温度は、当該第１の成膜工程後における封止板３３の最も高い温度以上の温度となる。特に、この温度（第１の成膜工程における前記第１基板の温度）は、高温になり易い基板接合工程（後述）における封止板３３の温度の温度よりも高くなっている。換言すると、基板接合工程において封止板３３が至る最も高い温度以上の温度となるように封止板３３に熱を加える。具体的には、例えば、封止板３３を載置するステージに熱を加えた状態で、スパッタリング法等により金属層５２′を成膜する。このように封止板３３に熱を加えることで、樹脂部３８が膨張した状態となる。この状態で、スパッタリング法等により金属層５２′を形成することで、封止板３３に熱を加えない場合よりも緻密な金属層５２′を形成できる。続いて、図６に示すように、第２の成膜工程において、下面側保護膜５２となる金属層５２′上に下面側金属膜５３となる金属層５３′を成膜する。例えば、下面側保護膜５２となる金属層５２′と同様に、封止板３３をステージ上に載置し、スパッタリング法等により金属層５３′を成膜する。この際、第１の成膜工程における封止板３３の温度以下となるように、封止板３３の温度を調整する。本実施形態では、封止板３３が第１の成膜工程と同じ温度になるように、ステージを加熱した状態で、スパッタリング法等により下面側金属膜５３となる金属層５３′を形成する。これにより、樹脂部３８が第１の成膜工程時よりも膨張することを抑制できるため、下面側保護膜５２となる金属層５２′が破損することを抑制できる。また、封止板３３に熱を加えない場合よりも緻密な金属層５３′を形成できる。
【００３８】
封止板３３の表面に下面側保護膜５２となる金属層５２′及び下面側金属膜５３となる金属層５３′を成膜したならば、封止板３３の加熱を停止し、封止板３３の温度を常温まで冷却する。これにより、膨張していた樹脂部３８が収縮し、樹脂部３８に積層された下面側保護膜５２となる金属層５２′及び下面側金属膜５３となる金属層５３′に圧縮応力が働いた状態となる。すなわち、圧縮応力が残留応力として、下面側保護膜５２となる金属層５２′及び下面側金属膜５３となる金属層５３′に残ることになる。その後、第１の金属層エッチング工程（本発明における電極層エッチング工程に相当）において、下面側保護膜５２となる金属層５２′及び下面側金属膜５３となる金属層５３′をエッチングして下面側保護膜５２及び下面側金属膜５３（すなわち、導電膜３９）を形成する。具体的には、下面側金属膜５３となる金属層５３′上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程等を経て、下面側保護膜５２となる金属層５２′及び下面側金属膜５３となる金属層５３′をエッチングする。これにより、図７に示すように、所定の位置に導電膜３９（下面側保護膜５２及び下面側金属膜５３）が形成され、バンプ電極３７が形成される。
【００３９】
封止板３３の下面にバンプ電極３７等を形成したならば、図８に示すように、封止板３３の上面（図８における下方の面）に上面側配線４６等を形成する。具体的には、第３の成膜工程において、封止板３３の上面の全面に上面側保護膜５５となる金属層を成膜し、第４の成膜工程において、この上面側保護膜５５となる金属層上に上面側金属膜５６となる金属層を成膜する。なお、第３の成膜工程及び第４の成膜工程においては、封止板３３を加熱した状態で金属層を成膜しても良いし、封止板３３を加熱せずに金属層を成膜しても良い。封止板３３を加熱する場合は、第１の成膜工程における封止板３３の温度以下となるように、封止板３３の温度を調整する。また、封止板３３を加熱しない場合において、スパッタリング法による製膜により封止板３３が加熱されたとしても、この際の封止板３３の温度は、第１の成膜工程における封止板３３の温度よりも低くなる。その後、第２の金属層エッチング工程において、第１の金属層エッチング工程と同様に、上面側保護膜５５となる金属層及び上面側金属膜５６となる金属層をエッチングして上面側保護膜５５及び上面側金属膜５６（すなわち、上面側配線４６）を形成する。これにより、図８に示すように、所定の位置に上面側配線４６等が形成され、封止板３３が作成される。なお、封止板３３の製造方法としては、上記の方法に限られない。例えば、先に封止板３３の上面に上面側配線４６等を形成し、後から封止板３３の下面にバンプ電極３７等を形成してもよい。
【００４０】
上記のように封止板３３を形成したならば、基板接合工程において、圧電素子３２や振動板３１等が形成された圧力室形成基板２９と封止板３３との間に感光性接着剤４３を挟んだ状態で感光性接着剤４３を加熱して、感光性接着剤４３を硬化させる。詳しくは、まず、圧力室形成基板２９又は封止板３３の何れか一方の基板の表面に、液体状の感光性接着剤を、例えば、スピンコーター等を用いて塗布し、熱を加えることである程度の硬さに硬化された感光性接着剤層を形成する。次に、露光工程において、感光性接着剤層に例えば紫外線等の光を照射して所定の位置における感光性接着剤層の硬化度を高めた後、現像工程において、その他の感光性接着剤層を除去する。これにより、所定の位置に感光性接着剤４３が形成される。次に、図９に示すように、感光性接着剤４３を間に挟んで圧力室形成基板２９と封止板３３とを対向させ、圧力室形成基板２９と封止板３３とを両者が近づく方向に押圧（加圧）すると共に、加熱する。この押圧により、感光性接着剤４３及びバンプ電極３７が高さ方向に押し潰され、バンプ電極３７とこれに対応する個別端子４１及び共通端子４２とが導通する。そして、加熱により、感光性接着剤４３が本硬化し、圧力室形成基板２９と封止板３３とが接合される。なお、この感光性接着剤４３を硬化させる加熱は、圧力室形成基板２９側から行っても良いし、封止板３３側から行っても良い。或いは、圧力室形成基板２９側及び封止板３３側の両側から行っても良い。いずれにしても、加熱により封止板３３の温度は上昇するが、このときの封止板３３の温度は、上記した第１の成膜工程における封止板３３の温度以下となる。例えば、封止板３３の温度は、１７０℃〜２００℃となる。このため、樹脂部３８が膨張したとしても、第１の成膜工程時における樹脂部３８よりも膨張することは無い。
【００４１】
そして、感光性接着剤４３が本硬化したならば、押圧及び加熱を停止し、接合された圧力室形成基板２９と封止板３３とを常温まで冷却する。その後、圧力室形成基板２９を下面側（封止板３３側とは反対側）から研磨し、圧力室形成基板２９を薄くする。次に、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程等を経て、薄くなった圧力室形成基板２９に圧力室３０を形成する。圧力室形成基板２９に圧力室３０を形成したならば、封止板３３に駆動ＩＣ３４を接合し、アクチュエーターユニット１４を作成する。そして、アクチュエーターユニット１４と流路ユニット１５とを接合した後、アクチュエーターユニット１４が接合された流路ユニット１５をヘッドケース１６の下面に接合する。これにより、収容空間１７内にアクチュエーターユニット１４が収容され、上記した記録ヘッド３が作成される。
【００４２】
このように、第１の成膜工程後から記録ヘッド３が完成するまで間の製造工程における封止板３３の最も高い温度以上の温度となるように封止板３３に熱を加えた状態で、下面側保護膜５２となる金属層５２′を成膜したので、樹脂部３８が膨張した状態で金属層５２′が成膜される。このため、金属層５２′を成膜した後の冷却により樹脂部３８が収縮し、樹脂部３８に積層された金属層５２′に圧縮応力が働いた状態となる。すなわち、圧縮応力が残留応力として、樹脂部３８に積層された金属層５２′に残ることになる。これにより、樹脂部３８に積層された金属層５２′におけるひびや割れ等の破損を抑制できる。また、金属層５２′を成膜する際の樹脂部３８が第１の成膜工程から記録ヘッド３が完成するまでの間で最も膨張した状態となるため、その後の工程において再度樹脂部３８が膨張したとしても、樹脂部３８に積層された金属層５２′が製膜時よりも伸びることが無い。これにより、樹脂部３８に積層された金属層５２′の破損をより確実に抑制できる。その結果、記録ヘッド３の信頼性の低下を抑制でき、ひいてはプリンター１の信頼性の低下を抑制できる。本実施形態では、基板接合工程における封止板３３の温度よりも高い温度となるように封止板３３に加えた状態で、下面側保護膜５２となる金属層５２′及び下面側金属膜５３となる金属層５３′を成膜したので、樹脂部３８が基板接合工程における樹脂部３８よりも膨張した状態となる。これにより、基板接合工程において再度樹脂部３８が膨張したとしても、樹脂部３８に積層された金属層５２′及び金属層５３′が製膜時よりも伸びることが無く、樹脂部３８に積層された金属層５２′及び金属層５３′の破損をより確実に抑制できる。
【００４３】
なお、第１の成膜工程において、封止板３３にかけられる温度は、第１の成膜工程後における封止板３３の最も高い温度以上であれば、特に限定はされないが、樹脂部３８のＴｇ（ガラス転移温度）を超えるようにすることが望ましい。樹脂部３８がＴｇを超えると、樹脂部３８の変形量（膨張する量）が大きくなるため、この状態で下面側保護膜５２となる金属層５２′を成膜すれば、より樹脂部３８が膨張した状態で金属層５２′を成膜できる。このため、その後の工程で封止板３３が加熱されたとしても、このときの封止板３３の温度がＴｇを超えない温度であれば、樹脂部３８に積層された金属層５２′の割れやひび等を一層抑制できる。なお、樹脂部３８のＴｇを超えない温度に封止板３３を加熱した状態で金属層５２′を成膜する場合、金属層５２′の割れやひび等を抑制する観点においては、上記のＴｇを超えて加熱する場合に劣るものの、金属層５２′の剥離を抑制する効果を奏する。すなわち、樹脂部３８がＴｇを超えない場合、加熱により膨張した状態から冷却により収縮した状態に変化する際の樹脂部３８の変形量を抑えることができ、過度な変形による金属層５２′の剥離を抑制することができる。
【００４４】
ところで、上記した実施形態では、封止板３３側にバンプ電極３７を形成したが、これには限られない。例えば、圧力室形成基板側にバンプ電極を形成しても良い。この場合、振動板及び圧力室形成基板からなる基板が本発明における第１の基板に相当し、封止板が本発明における第２の基板に相当する。また、圧力室形成基板の樹脂部上に金属層を成膜する工程が、本発明における成膜工程に相当する。そして、この場合でも樹脂部上に金属層を成膜する工程後から記録ヘッドが完成するまで間の製造工程において圧力室形成基板が至る最も高い温度以上の温度となるように圧力室形成基板に熱を加えた状態で、金属層を成膜する。特に、基板接合工程において圧力室形成基板が至る最も高い温度以上の温度となるように圧力室形成基板に熱を加えた状態で、金属層を成膜する。これにより、金属層の破損を抑制できる。
【００４５】
また、上記した実施形態では、バンプ電極３７の導電膜３９を下面側保護膜５２と下面側金属膜５３との２層で構成したが、これには限られない。例えば、この導電膜を一層で構成しても良い。この場合、導電膜が本発明における第１の電極に相当し、導電膜となる金属層が本発明における電極層に相当する。
【００４６】
そして、以上においては、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッド３を例に挙げて説明したが、本発明は、その他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドでは液体の一種としてＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液体の一種として液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは液体の一種として生体有機物の溶液を噴射する。
【００４７】
その他、第１の基板と第２の基板とを備え、第１の基板及び第２の基板のいずれか一方の基板に樹脂部と樹脂部の一部を覆う電極とからなるバンプ電極が形成されたＭＥＭＳデバイスにも本発明を適用できる。例えば、第１の基板又は第２の基板の何れか一方に駆動領域及び圧電素子を備え、この圧電素子を駆動領域の圧力変化、振動、あるいは変位等を検出するセンサー等に応用したＭＥＭＳデバイスにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…プリンター，２…記録媒体，３…記録ヘッド，４…キャリッジ，５…キャリッジ移動機構，６…搬送機構，７…インクカートリッジ，８…タイミングベルト，９…パルスモーター，１０…ガイドロッド，１４…アクチュエーターユニット，１５…流路ユニット，１６…ヘッドケース，１７…収容空間，１８…液体導入路，２１…ノズルプレート，２２…ノズル，２４…連通基板，２５…共通液室，２６…個別連通路，２７…ノズル連通路，２９…圧力室形成基板，３０…圧力室，３１…振動板，３２…圧電素子，３３…封止板，３４…駆動ＩＣ，３５…駆動領域，３６…非駆動領域，３７…バンプ電極，３８…樹脂部，３９…導電膜，４０…配線，４１…個別端子，４２…共通端子，４３…感光性接着剤，４４…封止空間，４５…貫通配線，４６…上面側配線，４７…ＩＣ端子，４８…接着剤，４９…貫通孔，５２…下面側保護膜，５２′…金属層，５３…下面側金属膜，５３′…金属層，５５…上面側保護膜，５６…上面側金属膜
【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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