(57)【要約】【課題】電気的接合不良の発生を防止でき、信頼性の高い接合構造が安定して得られるフレキシブル回路基板の実装構造を提供する。【解決手段】本発明のフレキシブル回路基板の実装構造は、フレキシブル回路基板２７が配線７１の延在方向と交差する方向に折り曲げられ、折り曲げられた箇所よりも基板先端側にあたる基板折曲部２７Ａの各配線７１と流路形成基板２２の各端子７４とが対向配置された状態で、流路形成基板２２とフレキシブル回路基板２７とがＮＣＰ７９により接着され、流路形成基板２２の端子７４のうち、配線７１と直接接触する接合部７５の延在方向の寸法Ｌ１が、フレキシブル回路基板２７の基板折曲部２７Ａにおける配線７１の延在方向の寸法Ｌ２よりも小さい。【選択図】図５
2011228606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面を有し、第１方向に延在する端子が前記第１面に設けられた第１基板と、
前記第１面に対向する対向面を有し、前記第１方向に延在する配線が前記対向面に設けられた第２基板と、
前記第１面と前記対向面との間に設けられ、前記端子と前記配線とが対向して直接接触した状態で前記第１基板と前記第２基板とを接着する非導電性接着材と、を備え、
前記端子における前記配線と直接接触する接合部の前記第１方向の長さは、前記対向面における前記配線の前記第１方向の長さよりも短いことを特徴とする基板の実装構造。
【請求項２】
前記端子が、前記接合部と、前記接合部と電気的に接続され前記第１方向と交差する第２方向に延在する配線折曲部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板の実装構造。
【請求項３】
前記配線折曲部が、前記第１方向に対して斜めに交差する方向に延在していることを特徴とする請求項２に記載の基板の実装構造。
【請求項４】
前記端子が、前記第１基板の第１面に設けられた前記接合部と、前記第１基板の前記第１面とは異なる第２面に設けられた導電部と、前記第１面と前記第２面との間の層を貫通する貫通孔内に形成された中継導通部と、を備え、
前記接合部と前記導電部とが前記中継導通部を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の基板の実装構造。
【請求項５】
前記接合部の接合面および前記配線の接合面が、平坦面であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板の実装構造。
【請求項６】
第１面に設けられ第１方向に延在する端子と、前記端子と電気的に接続され液滴を吐出させる圧力を発生させるための駆動素子と、が設けられた第１基板と、
前記第１面に対向する対向面に設けられ前記第１方向に延在する配線と、前記配線と電気的に接続され前記駆動素子を駆動する駆動回路部と、が設けられた第２基板と、
前記第１面と前記対向面との間に設けられ、前記端子と前記配線とが対向して直接接触した状態で前記第１基板と前記第２基板とを接着する非導電性接着材と、を備え、
前記端子における前記配線と直接接触する接合部の前記第１方向の長さは、前記対向面における前記配線の前記第１方向の長さよりも短いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
液滴を吐出させる圧力を発生させるための駆動素子と、所定の延在方向に延在する複数の端子と、を備えた第１基板に、前記駆動素子を駆動する駆動回路部と、前記延在方向と同一の方向に延在する複数の配線と、を備えたフレキシブル回路基板からなる第２基板が実装され、各端子と各配線とが電気的に接合されたことにより前記駆動素子と前記駆動回路部とが電気的に接続された液滴吐出ヘッドであって、
前記第２基板が前記延在方向と交差する方向に折り曲げられ、前記第２基板の折り曲げられた箇所よりも基板先端側にあたる基板折曲部の前記各配線と前記第１基板の各端子とが対向配置された状態で、前記第１基板と前記第２基板とが非導電性接着材により接着され、
前記第１基板の前記各端子のうち、前記配線と直接接触する接合部の前記延在方向の寸法が、前記第２基板の前記基板折曲部における前記配線の前記延在方向の寸法よりも小さいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の実装構造、およびこの実装構造を備えた液滴吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロデバイスを製造する方法の一つとして液滴吐出法（インクジェット法）が提案されている。この液滴吐出法は、デバイスを形成するための材料を含む流体を液滴状にして、液滴吐出ヘッドから吐出する方法である。インクジェット方式の液滴吐出ヘッドには、流体を吐出する圧力を生成する圧電素子等の駆動素子が備えられており、この駆動素子に外部の回路基板から駆動信号が供給される構成となっている。したがって、液滴吐出ヘッドは、ヘッド本体に回路基板が実装された構成を有している。例えば、特許文献１には、ワイヤーボンディング技術を用いて半導体チップの上面に設けられた端子と回路基板上の端子とを電気的に配線接続する一般的な技術が開示されている。また、特許文献２には、駆動素子（圧電素子）が駆動デバイス（ドライバーＩＣ）にワイヤーボンディングで接続された液滴吐出ヘッドが開示されている。
【０００３】
近年、液滴吐出法を用いてマイクロデバイスを製造する際、マイクロデバイスの更なる微細化の要求に応えるために、アウターリードとして機能する配線パターンを予め形成したフレキシブル回路基板を用いて、アウターリードボンディング（ＯＬＢ：Outer Lead Bonding）接続を行う方法が提案されている。この方法によれば、ワイヤー同士の電気的短絡等の不都合を生じさせることなく、駆動素子と駆動回路部（ドライバーＩＣ）との間の電気的接続を行うことができる（下記の特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９２３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９８００号公報
【特許文献３】特開２０００−６８９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、圧電素子等の駆動素子が形成された素子基板にフレキシブル回路基板を実装する方法として、駆動素子の各端子とフレキシブル回路基板の各配線とを異方性導電性接着材（Anisotropic Conductive Paste，以下、ＡＣＰと略記する）を介して電気的に接続する方法が知られている。微細な導電性粒子を樹脂中に含んだＡＣＰの使用により、隣接する端子間での電気的短絡を生じさせることなく、各端子と各配線とを電気的に接続することができる。しかしながら、液滴吐出ヘッドの小型化や高解像度化に伴って、隣接する駆動素子間の間隔が狭くなると端子間の距離が短くなり、ＡＣＰを用いたとしても、隣接する端子間で電気的短絡が生じる虞があった。そこで、ＡＣＰに代えて、非導電性接着材（Non-Conductive Paste，以下、ＮＣＰと略記する）を用いたフレキシブル回路基板の実装方法が検討されている。
【０００６】
ＡＣＰを用いた実装構造では、駆動素子の各端子とフレキシブル回路基板の各配線との間に導電性粒子が介在しているのに対し、ＮＣＰを用いた実装構造では、駆動素子の端子とフレキシブル回路基板の配線とを直接圧着して電気的接続を図るとともに、両者を樹脂接着材で固定している。したがって、実装プロセスでは、素子基板の端子上にＮＣＰを塗布した後、その上にフレキシブル回路基板を配置した状態で圧着ツールを用いて荷重を加え、各端子と各配線との接合面からＮＣＰを排除しつつ各端子と各配線とを圧着する必要がある。これにより、各端子と各配線とが直接接触した状態で接合され、排除されたＮＣＰによって各端子と各配線とが接合面の周囲で固定される。
【０００７】
しかしながら、従来の実装プロセスでは、圧着ツールによって接合面に加えられる圧力が不十分となる場合があり、接合面にＮＣＰ（絶縁性樹脂）が残りやすく、接合不良が生じる虞があった。したがって、特に微細パターンを有するフレキシブル回路基板を実装する際に、電気的接続の信頼性の高い製品を安定して製造するのが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電気的接合不良の発生を防止でき、信頼性の高い接合構造が安定して得られる基板の実装構造を提供することを目的とする。また、このような実装構造を備えることで、高品質の液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の基板の実装構造は、第１面を有し、第１方向に延在する端子が前記第１面に設けられた第１基板と、前記第１面に対向する対向面を有し、前記第１方向に延在する配線が前記対向面に設けられた第２基板と、前記第１面と前記対向面との間に設けられ、前記端子と前記配線とが対向して直接接触した状態で前記第１基板と前記第２基板とを接着する非導電性接着材と、を備え、前記端子における前記配線と直接接触する接合部の前記第１方向の長さは、前記対向面における前記配線の前記第１方向の長さよりも短いことを特徴とする。
【００１０】
従来の実装構造においては、所定の方向に延在する端子と配線との接合部における延在方向の寸法が同一であり、端子と配線との双方が延在方向の全体にわたって接触した状態で接合されていた。したがって、実装プロセスにおいて圧着ツール等を用いて接合部に荷重を加えても、端子と配線との接合面積が大きいために圧力が分散され、十分な荷重が接合面全体に均一に加わらない場合があった。また、端子と配線との接合面が大きいため、接合面上からＮＣＰの絶縁性樹脂を完全に排除できない場合があった。これらの要因により、接合不良が生じる虞があった。
【００１１】
これに対して、本発明の基板の実装構造によれば、第１基板の端子のうち、配線と直接接触する接合部の第１方向の長さが、第２基板の対向面における配線の第１方向の長さよりも短いため、第２基板の対向面の寸法が従来と同じであったとしても、端子と配線との接合面積、実質的には（配線と直接接触する）接合部と配線との接合面積が従来よりも小さくなっている。そのため、圧着ツール等を用いて従来と同じ荷重を加えても、接合面積が小さい分、接合部に荷重が集中し、単位面積あたりに加わる圧力は従来よりも大きくなる。よって、接合部と配線とが十分に圧着される。
【００１２】
さらに、本発明の実装構造によれば、第２基板側の配線の全てにわたって第１基板側の接合部が対向するのではなく、接合部が存在しない部分では第１基板と第２基板との間に接合部の厚さ分の微小な空間（間隙）が生じる。これにより、ＮＣＰの絶縁性樹脂が接合面から排除されつつこの空間に残存し、接合部と配線とが安定して固定される。このようにして、電気的接合不良の発生を防止でき、信頼性の高い接合構造が安定して得られる基板の実装構造を提供することができる。
【００１３】
本発明の実装構造において、前記端子が、前記接合部と、前記接合部と電気的に接続され前記第１方向と交差する第２方向に延在する配線折曲部と、を備える構成を採用しても良い。
この構成によれば、配線折曲部を備えたことにより、接合部の前記第１方向の長さが短くなるとともに、ＮＣＰが排出される空間が形成されるため、本発明の作用、効果が十分に得られる。また、第１基板上の配線から端子にかけての配線パターンの設計を変更するのみでこの構成を容易に実現することができる。
【００１４】
上記の構成を採用した場合、前記配線折曲部が、前記第１方向に対して斜めに交差する方向に延在していることが望ましい。
この構成によれば、端子間のスペースを十分に確保でき、端子同士の短絡の発生を防止することができる。
【００１５】
あるいは、本発明の実装構造において、前記端子が、前記第１基板の第１面に設けられた前記接合部と、前記第１基板の前記第１面とは異なる第２面に設けられた導電部と、前記第１面と前記第２面との間の層を貫通する貫通孔内に形成された中継導通部と、を備え、前記接合部と前記導電部とが前記中継導通部を介して電気的に接続されている構成を採用しても良い。
この構成によれば、接合部を設けた第１面とは異なる第２面に導電部が設けられたことで、第１面上で接合部が孤立した状態となるので、接合部の前記延在方向の寸法が小さくなるとともに、ＮＣＰが排出される空間が形成され、本発明の作用、効果が十分に得られる。また、第１基板において配線の多層構造化が必要になるものの、上記の配線折曲部が必要なくなるため、基板の法線方向から見て配線および接合部を同一直線上に形成することができ、配線の引き回しの設計が容易になる。
【００１６】
本発明の実装構造において、前記接合部の接合面および前記配線の接合面が平坦面であることが望ましい。
この構成によれば、接合部の前記第１方向の寸法を小さくした上で接合部と配線とを確実に圧着することができる。
【００１７】
本発明の液滴吐出ヘッドは、第１面に設けられ第１方向に延在する端子と、前記端子と電気的に接続され液滴を吐出させる圧力を発生させるための駆動素子と、が設けられた第１基板と、前記第１面に対向する対向面に設けられ前記第１方向に延在する配線と、前記配線と電気的に接続され前記駆動素子を駆動する駆動回路部と、が設けられた第２基板と、前記第１面と前記対向面との間に設けられ、前記端子と前記配線とが対向して直接接触した状態で前記第１基板と前記第２基板とを接着する非導電性接着材と、を備え、前記端子における前記配線と直接接触する接合部の前記第１方向の長さは、前記対向面における前記配線の前記第１方向の長さよりも短いことを特徴とする。
この構成によれば、配線と直接接触する接合部の第１方向の長さが、第２基板の対向面における配線の第１方向の長さよりも短いため、第２基板の対向面の寸法が従来と同じであったとしても、端子と配線との接合面積、実質的には（配線と直接接触する）接合部と配線との接合面積が従来よりも小さい。そのため、圧着ツール等を用いて従来と同じ荷重を加えても、接合面積が小さい分、接合部に荷重が集中し、単位面積あたりに加わる圧力は従来よりも大きくなる。よって、接合部と配線とが十分に圧着される。これにより、電気的接続の信頼性が高く、高品質の液滴吐出ヘッドを実現することができる。
【００１８】
本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出させる圧力を発生させるための駆動素子と、所定の延在方向に延在する複数の端子と、を備えた第１基板に、前記駆動素子を駆動する駆動回路部と、前記延在方向と同一の方向に延在する複数の配線と、を備えたフレキシブル回路基板からなる第２基板が実装され、各端子と各配線とが電気的に接合されたことにより前記駆動素子と前記駆動回路部とが電気的に接続された液滴吐出ヘッドであって、前記第２基板が前記延在方向と交差する方向に折り曲げられ、前記第２基板の折り曲げられた箇所よりも基板先端側にあたる基板折曲部の前記各配線と前記第１基板の各端子とが対向配置された状態で、前記第１基板と前記第２基板とが非導電性接着材により接着され、前記第１基板の前記各端子のうち、前記配線と直接接触する接合部の前記延在方向の寸法が、前記第２基板の前記基板折曲部における前記配線の前記延在方向の寸法よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
本発明の液滴吐出ヘッドによれば、第１基板の端子のうち、配線と直接接触する接合部の前記延在方向の寸法が、第２基板の基板折曲部における配線の前記延在方向の寸法よりも小さいため、フレキシブル回路基板の折曲部の寸法が従来と同じであったとしても、端子と配線との接合面積、実質的には（配線と直接接触する）接合部と配線との接合面積が従来よりも小さくなっている。そのため、圧着ツール等を用いて従来と同じ荷重を加えても、接合面積が小さい分、接合部に荷重が集中し、単位面積あたりに加わる圧力は従来よりも大きくなる。よって、接合部と配線とが十分に圧着される。これにより、電気的接続の信頼性が高く、高品質の液滴吐出ヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成を示す外観斜視図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図３】液滴吐出ヘッドを一部破断した状態でノズル開口側から見た斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】ＯＬＢ接続部の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】端子部の平面図である。
【図７】端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るフレキシブル回路基板の実装構造における端子部の平面図である。
【図９】端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るフレキシブル回路基板の実装構造における断面図である。
【図１１】端子部の平面図である。
【図１２】端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るフレキシブル回路基板の実装構造における断面図である。
【図１４】端子部の平面図である。
【図１５】端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【図１６】従来のフレキシブル回路基板の実装構造における断面図である。
【図１７】端子部の平面図である。
【図１８】端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２２】
［第１実施形態］
本発明の液滴吐出ヘッドおよびフレキシブル回路基板の実装構造の第１実施形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成を示す外観斜視図である。図２は液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。図３は液滴吐出ヘッドを一部破断した状態でノズル開口側から見た斜視図である。図４は図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。図５はフレキシブル回路基板の接続部を拡大して示す断面図である。図６は流路形成基板の端子部の平面図である。図７は端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【００２３】
液滴吐出ヘッド１は、図１〜図４に示すように、機能液の液滴を吐出するものであり、液滴が吐出されるノズル開口が形成されたノズル基板２１と、ノズル基板２１の上面に設けられ液滴が流れる流路を形成する流路形成基板２２（第１基板）と、流路形成基板２２の上面に設けられて圧電素子２３（駆動素子：図４参照）の駆動により変位する振動板２４と、振動板２４の上面に設けられ、リザーバ３７（図４参照）を形成するためのリザーバ形成基板２５と、リザーバ形成基板２５の上面側に設けられるケース部材１０１と、２つのドライバーＩＣ２６（２６Ａ，２６Ｂ：駆動回路部）がそれぞれ実装された一対のフレキシブル回路基板２７（第２基板）と、を備えた基体１Ａを主体に構成されている。
なお、本実施形態においては、一つの基体１Ａにより液滴吐出ヘッド１を構成しているが、複数の基体１Ａをユニット化することで液滴吐出ヘッドを構成するようにしてもよい。
【００２４】
フレキシブル回路基板２７は、ドライバーＩＣ２６Ａ，２６Ｂを後述の圧電素子２３と電気的に接続するものであり、各ドライバーＩＣ２６Ａ，２６Ｂの各能動面側が対向するように、端部が折り曲げられた状態で実装されている。
【００２５】
ケース部材１０１は、ステンレスによって構成されている。このケース部材１０１は、液滴吐出ヘッド１を液滴吐出装置に搭載する際の取付け部材として利用されるものである。
【００２６】
ケース部材１０１のＸ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に沿って形成される開口部１０２が形成されている。開口部１０２は、図２に示すように、少なくともリザーバ形成基板２５に形成された２つの開口部６０の開口領域を含む大きさとされている。この開口部１０２内には、フレキシブル回路基板２７が挿入されることから、その所定箇所にドライバーＩＣ２６の保持領域１０３が切欠状に形成されている。
【００２７】
ノズル基板２１は、図３に示すように、例えばステンレスやガラスセラミックスによって構成されており、ノズル基板２１を貫通する貫通孔であって、機能液の液滴を吐出するノズル開口３１が複数形成されている。そして、Ｙ軸方向に複数並んで形成されたノズル開口３１によってノズル開口群３１０が構成されている。本実施形態においては、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に２つずつ計４つのノズル開口群３１０が設けられている。
なお、図３では、各ノズル開口群３１０がそれぞれ６個のノズル開口３１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、例えば７２０個程度のノズル開口３１が形成されている。
【００２８】
流路形成基板２２は、例えば剛体であるシリコン単結晶によって形成されており、複数の隔壁３５は、流路形成基板２２の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることで形成されている。また、流路形成基板２２の下面には例えば接着剤や熱溶着フィルムなどを介してノズル基板２１が固定されている一方、流路形成基板２２の上面（図３においては下面側）には振動板２４が設けられている。
【００２９】
圧力発生室３６は、ノズル開口３１より吐出される機能液が配置される部分であって、図４に示すように、複数の隔壁３５を有する流路形成基板２２と、ノズル基板２１と、振動板２４とで囲まれた空間によって形成されている。この圧力発生室３６は、４つのノズル開口群３１０のそれぞれを構成する複数のノズル開口３１に対応するようにして、Ｙ軸方向に複数並んで形成されている。そして、複数の圧力発生室３６によって圧力発生室群３６０が各ノズル開口群３１０に対応して４つ構成されている。
【００３０】
各圧力発生室群３６０を構成する複数の圧力発生室３６の一方の端部は、それぞれリザーバ３７の一部を構成する供給路３８を介して連通部３９によって互いに連通されている。
【００３１】
振動板２４は、流路形成基板２２とリザーバ形成基板２５との間に配置され、流路形成基板２２の上面を覆うように設けられた弾性膜４１と、弾性膜４１の上面に設けられた下電極膜４２とを備えている。弾性膜４１は、例えば厚さ１〜２μｍ程度の二酸化シリコンによって形成されており、下電極膜４２は、例えば厚さ０．２μｍ程度の白金などによって形成されている。なお、本実施形態において、下電極膜４２は、複数の圧電素子２３で共有する電極となっている。
【００３２】
圧電素子２３は、振動板２４を変位させるための駆動素子であって、下電極膜４２の上面に設けられた圧電体膜４５と、圧電体膜４５の上面に設けられた上電極膜４６と、上電極膜４６の引出配線であるリード電極４７とを備えている。
【００３３】
圧電体膜４５は、例えば厚さ１μｍ程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜４６は、例えば厚さ０．１μｍ程度の白金などによって構成され、リード電極４７は、例えば厚さ０．１μｍ程度の金などによって構成されている。なお、リード電極４７と下電極膜４２との間には、絶縁膜（図示略）が設けられている。
【００３４】
圧電素子２３は、複数のノズル開口３１および圧力発生室３６の各々に対応するように複数設けられている。すなわち、圧電素子２３は、ノズル開口３１ごと（圧力発生室３６ごと）に設けられている。そして、上述のように、下電極膜４２が複数の圧電素子２３の共通電極として機能し、上電極膜４６及びリード電極４７が複数の圧電素子２３の個別電極として機能する。
【００３５】
また、ノズル開口群３１０を構成する各ノズル開口３１と対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子２３により、圧電素子群２３０が形成される。ここでは、各々ノズル開口群３１０に対応して４つの圧電素子群２３０が設けられている。なお、これら４つの圧電素子群２３０のうち、ドライバーＩＣ２６Ａに対応するものを圧電素子群２３０Ａとし、ドライバーＩＣ２６Ｂに対応するものを圧電素子群２３０Ｂとする。これら圧電素子群２３０Ａと圧電素子群２３０Ｂとは互いに近接した状態で並列に配置されている。
【００３６】
なお、圧電素子２３は、圧電体膜４５、上電極膜４６およびリード電極４７に加えて、下電極膜４２を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜４２は、圧電素子２３としての機能と振動板２４としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜４１および下電極膜４２によって振動板２４が構成されているが、弾性膜４１を省略して下電極膜４２のみが弾性膜４１の機能を兼ね備える構成としてもよい。
【００３７】
また、リザーバ形成基板２５は、剛体で構成され、例えばガラス、セラミック材料などの流路形成基板２２の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板２２と同一材料のシリコン単結晶基板が用いられている。
【００３８】
リザーバ形成基板２５には、図４に示すように、連通部３９のそれぞれと対応するリザーバ部５１がＹ軸方向に延びるように形成されている。このリザーバ部５１と上述した連通部３９とによってリザーバ３７が構成される。また、リザーバ形成基板２５には、各連通部３９の側壁に接続されて各連通部３９に機能液を導入する導入路５２が形成されている。
【００３９】
リザーバ形成基板２５のＸ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝状の開口部６０が形成されている。開口部６０においては、流路形成基板２２の一部が露出している。開口部６０のＸ軸方向外側の領域には、各圧電素子群２３０を振動板２４との間で封止する封止部６１Ａ，６１Ｂが形成されている。
【００４０】
リザーバ形成基板２５のうち、各圧電素子群２３０に対向する領域には、これらを構成する複数の圧電素子２３の駆動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密閉可能な圧電素子保持部６２が形成されている。圧電素子保持部６２は、封止部６１Ａ，６１Ｂの各々に対応して形成されており、各圧電素子群２３０を覆う大きさで形成されている。
また、圧電素子２３のうち、少なくとも圧電体膜４５は、この圧電素子保持部６２内に密封されている。
【００４１】
このように、リザーバ形成基板２５は、圧電素子２３を外部環境から遮断し、圧電素子２３を封止するための封止部材としての機能を有している。リザーバ形成基板２５で圧電素子２３を封止することにより、水分などの外部環境による圧電素子２３の破壊を防止することができる。
【００４２】
また、封止部６１（圧電素子保持部６２）によって封止されている圧電素子２３のうち、リード電極４７の一方の端部は、封止部６１の外側まで延びており、開口部６０において露出した流路形成基板２２上に配置されている。
リード電極のうち、フレキシブル回路基板２７と接続される端部にあたる部分であって、流路形成基板２２の開口部６０において露出した部分を、以下、「端子」と称する。
【００４３】
また、リザーバ形成基板２５の上面には、コンプライアンス基板５３が接合されている。このコンプライアンス基板５３は、封止膜５４および固定板５５を有する。封止膜５４は、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のような剛性が低く、可撓性を有する材料によって形成されている。そして、封止膜５４によってリザーバ部５１の上部が封止されている。
【００４４】
固定板５５は、例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。固定板５５のうち、リザーバ部５１に対応する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部５６となっている。したがって、リザーバ部５１の上部は、可撓性を有する封止膜５４のみによって封止されたものとなっており、したがって、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部５７となっている。また、コンプライアンス基板５３上には、ケース部材１０１が設けられている。
【００４５】
また、リザーバ部５１の外側のコンプライアンス基板５３およびケース部材１０１には、導入路５２に連通してリザーバ部５１に機能液を供給するための機能液導入口５８が形成されている。通常、機能液導入口５８からリザーバ部５１に機能液が供給されると、例えば圧電素子２３の駆動時の機能液の流れや周囲の熱などによってリザーバ部５１内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ部５１の上部が封止膜５４のみによって封止された可撓部５７となっているので、可撓部５７が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ部５１内は一定の圧力に保持される。なお、他の部分は固定板５５によって十分な強度に保持されている。また、ケース部材１０１は、可撓部５７の変形を損なわないように可撓部５７に非接触状態で設けられている。
【００４６】
フレキシブル回路基板２７は、図４に示すように、ケース部材１０１に設けられた開口部１０２と、リザーバ形成基板２５に形成された開口部６０とに、その接続部２７Ａが挿入された状態で実装されている。
【００４７】
以下、図５〜図７を用いて、本実施形態のフレキシブル回路基板の実装構造について説明する。
フレキシブル回路基板２７は、図５〜図７に示すように、基材７０と、基材７０の一面に形成された複数の配線７１とで形成されている。複数の配線７１は、互いに所定の間隔をおいて離間し、互いに平行に所定の延在方向（第１方向）に延在するように形成されている。フレキシブル回路基板２７は、複数の配線７１が形成された側の面を外側にして、配線７１の延在方向と略直交する方向に折り曲げられている。ここで、フレキシブル回路基板２７の折り曲げられた箇所よりも基板先端側にあたる部分を基板折曲部２７Ａと称することにする。基板折曲部２７Ａの各配線７１と流路形成基板２２上のリード電極４７の各端子７４とが対向配置された状態で、流路形成基板２２とフレキシブル回路基板２７とが非導電性接着材７９（ＮＣＰ）により固定されている。
なお、基板折曲部２７Ａの端子７４と対向する面が、特許請求の範囲における「対向面」に相当する。
【００４８】
端子７４は、図５に示すように、流路形成基板２２の上面（第１面）の絶縁膜（図示略）上に形成された接合部７５と、図６に示すように、絶縁膜（図示略）上に形成されたリード電極４７（配線）の延長線Ｄを第１面内で折り曲げた方向に延在する配線折曲部７６と、を有している。また、複数の端子７４は、互いに所定の間隔をおいて離間し、互いに平行に所定の延在方向（第１方向）に延在するように形成されている。接合部７５は、フレキシブル回路基板２７の配線７１と直接接触する部分であり、電気的接続に主に寄与する部分である。配線折曲部７６は、リード電極４７（配線）の延長線Ｄに対して斜めに交差する方向に延在している。リード電極４７（配線）の延長線Ｄと配線折曲部７６の延在方向Ｅとのなす角度θは２０°〜３０°程度とするのが望ましい。この程度の角度に設定すれば、隣接する配線折曲部７６間の間隔を、隣接する接合部７５間の間隔と略同じだけ確保できるので、隣接する配線折曲部７６間の短絡の発生を防止することができる。
【００４９】
また、接合部７５は、図６に示すように、配線折曲部７６と一体に形成されるとともに、リード電極４７（配線）の延長線Ｄ上から外れた位置（図６における延長線Ｄよりも下側）に配置されている。以上の構成により、流路形成基板２２の端子７４上にフレキシブル回路基板２７の配線７１を重ね合わせると、図７のようになり、端子７４のうち、接合部７５および配線折曲部７６の一部は配線７１と重なり、配線折曲部７６の一部とリード電極４７（配線）の延長部分４７ａは配線７１と重ならない状態となる。
【００５０】
図７におけるフレキシブル回路基板２７の配線７１の中心軸を切断線Ａ−Ａ’とする断面構造を示したものが図５である。図５に示すように、接合部７５の延在方向の寸法Ｌ１が、フレキシブル回路基板２７の基板折曲部２７Ａにおける配線７１の延在方向の寸法Ｌ２よりも小さくなっている。寸法Ｌ１は寸法Ｌ２の１／２〜２／３程度とすることが望ましい。寸法Ｌ１が寸法Ｌ２の１／２よりも小さいと、接合面積が小さくなり過ぎ、電気的接続の信頼性が低下する。寸法Ｌ１が寸法Ｌ２の２／３よりも大きいと、小さい接合面積に荷重を集中させて圧着性を向上させる本発明の効果が得られない。
【００５１】
また、接合部７５の接合面と配線７１の接合面はともに平坦な面とされている。これにより、接合部７５の延在方向の寸法を小さくした上で接合部７５と配線７１とを確実に圧着することができる。
【００５２】
ここで、従来のフレキシブル回路基板の実装構造と比較する。
図１６は従来の実装構造における断面図である。図１７は従来の端子部の平面図である。図１８は従来の端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
従来の端子部は、図１７に示すように、リード電極からそのまま互いに平行に延在する複数の端子１１０を有していた。したがって、端子１１０上にフレキシブル回路基板２７の配線７１を重ね合わせると、図１６、図１８に示すように、端子１１０の全体が配線７１と重なっていた。また、図１６に示すように、ＮＣＰ７９がフレキシブル回路基板２７の端部と折り曲げた部分の周囲に残存した状態で、流路形成基板２２とフレキシブル回路基板２７とが固定されていた。
【００５３】
従来の実装構造においては、端子１１０と配線７１との接合部の延在方向の寸法が同一であり、端子１１０と配線７１とが全体にわたって接触しているため、実装プロセスにおいて圧着ツール等を用いて接合部に荷重を加えても、端子１１０と配線７１との接合面積が大きいために圧力が分散され、十分な荷重が接合面全体に均一に加わらない場合があった。また、端子１１０と配線７１との接合面が大きいため、接合面上からＮＣＰ７９の絶縁性樹脂を完全に排除できない場合があった。これらの要因により、接合不良が生じる虞があった。
【００５４】
これに対して、本実施形態のフレキシブル回路基板２７の実装構造によれば、端子７４のうち、配線７１と直接接触する接合部７５の延在方向の寸法Ｌ１が、基板折曲部２７Ａにおける配線７１の延在方向の寸法Ｌ２よりも小さいため、フレキシブル回路基板２７の折曲部２７Ａの寸法が従来と同じであったとしても、端子７４と配線７１との接合面積、実質的には接合部７５と配線７１との接合面積が従来よりも小さくなる。そのため、圧着ツール等を用いて従来と同じ荷重を加えても、接合面積が小さい分、接合部７５に荷重が集中し、単位面積あたりに加わる圧力は従来よりも大きくなる。よって、接合部７５と配線７１とが十分に圧着される。
【００５５】
さらに、本実施形態の実装構造によれば、フレキシブル回路基板２７側の配線７１の全てにわたって流路形成基板２２側の接合部７５が対向するのではなく、接合部７５が存在しない部分では流路形成基板２２とフレキシブル回路基板２７との間に接合部７５の厚さ分（例えば数μｍ程度）の微小な空間（間隙）が生じる。これにより、ＮＣＰ７９の絶縁性樹脂が接合面から円滑に排除されつつ、この空間に残存し、接合部７５と配線７１とが安定して固定される。このようにして、電気的接合不良の発生を防止でき、信頼性の高い接合構造が安定して得られるフレキシブル回路基板２７の実装構造を提供することができる。また、流路形成基板２２上のリード電極４７から端子７４にかけてのパターン設計を変更するのみでこの構成を容易に実現することができる。
【００５６】
本実施形態によれば、上述した実装構造を用いて流路形成基板２２上にフレキシブル回路基板２７が実装されているため、電気的接続の信頼性が高く、高品質の液滴吐出ヘッド１を実現することができる。
【００５７】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態のフレキシブル回路基板の実装構造について、図８〜図９を用いて説明する。
図８は流路形成基板の端子部の平面図である。図９は端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【００５８】
第１実施形態では、図６に示したように、流路形成基板２２の開口部６０の一方側（図６の右側）から端子７４が延在している構成例を示した。これに対して、本実施形態では、図８に示すように、流路形成基板２２の開口部６０の対向する２辺（図８の右側および左側）から端子７４Ａ，７４Ｂが延在している。そして、図９に示すように、図８の右側から延在する複数の端子７４Ａ、図８の左側から延在する複数の端子７４Ｂに対して１枚のフレキシブル回路基板２７の配線７１が重ね合わせられ、電気的接続がなされている。
【００５９】
本実施形態においても第１実施形態と同様、端子７４Ａ，７４Ｂは、配線折曲部７６と接合部７５とから構成され、接合部７５はリード電極４７（配線）の延長線Ｄ上から外れた位置（図８における延長線Ｄよりも下側）に配置されている。
【００６０】
本実施形態の実装構造においても、端子７４Ａ，７４Ｂと配線７１との接合面積が小さくなることで、接合部７５と配線７１との圧着性およびＮＣＰの排出性が高まるため、電気的接合不良の発生を防止でき、信頼性の高い接合構造が安定して実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６１】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態のフレキシブル回路基板の実装構造について、図１０〜図１２を用いて説明する。
図１０は本実施形態のフレキシブル回路基板の実装構造を示す断面図である。図１１は流路形成基板の端子部の平面図である。図１２は端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【００６２】
第１、第２実施形態では、流路形成基板２２上のリード電極４７と接合部７５とが同一面上に位置していた。これに対して、本実施形態の実装構造では、図１０に示すように、接合部８５が流路形成基板２２の上面（第１面）の絶縁膜（図示略）上に形成される一方、リード電極４７の延長部４７ｂ（導電部）が絶縁膜（図示略）上面とは異なる面（第２面）上に形成されている。また、第１面と第２面との間の任意の層８３を貫通する貫通孔８１が形成され、貫通孔８１内に導電性材料が埋め込まれることで中継導通部８２が形成されている。中継導通部８２は、製造プロセスに応じてリード電極４７の延長部４７ｂと一体に形成されても良いし、接合部８５と一体に形成されても良い。
【００６３】
本実施形態の場合、リード電極４７の延長部４７ｂが絶縁膜上面とは異なる面上に形成されたことで、各接合部８５は、図１１に示すように、絶縁膜上面において孤立した形態となる。この構成により、接合部８５の配線延在方向の寸法は、フレキシブル回路基板２７の基板折曲部２７Ａにおける配線７１の延在方向の寸法と比べて小さくなる。また、接合部８５とリード電極４７の延長部４７ｂとが中継導通部８２を介して電気的に接続される。
【００６４】
リード電極４７の延長部４７ｂ（導電部）を形成する位置（層）は、様々な形態が考えられる。例えば、図４において、絶縁膜（図示略）、下電極膜４２、および弾性膜４１を貫通する貫通孔を形成し、弾性膜４１の下層側に配置しても良い。さらに、上記の層に加えて流路形成基板２２を貫通する貫通孔を形成し、流路形成基板２２の下面側に配置しても良い。
【００６５】
本実施形態の実装構造においても、接合部８５と配線７１との接合面積が小さくなることで接合部８５と配線７１との圧着性およびＮＣＰの排出性が高まるため、電気的接合不良の発生を防止でき、信頼性の高い接合構造が安定して実現できる、といった第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の場合、第１、第２実施形態のような配線折曲部が必要ないため、基板の法線方向から見て配線および接合部を同一直線上に形成することができ、配線の引き回しの設計が容易になる。
【００６６】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態のフレキシブル回路基板の実装構造について、図１３〜図１５を用いて説明する。
図１３は本実施形態のフレキシブル回路基板の実装構造を示す断面図である。図１４は流路形成基板の端子部の平面図である。図１５は端子部にフレキシブル回路基板を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【００６７】
本実施形態の実装構造においても、第３実施形態と同様、図１３に示すように、リード電極４７の延長部４７ｃ（導電部）が絶縁膜（図示略）上面とは異なる面（第２面）上に形成されている。また、第１面と第２面との間の層８３を貫通する貫通孔９１が形成され、貫通孔９１内に導電性材料が埋め込まれることで中継導通部９２が形成されている。この構成により、接合部９５の配線延在方向の寸法は、フレキシブル回路基板２７の基板折曲部２７Ａにおける配線７１の延在方向の寸法と比べて小さくなり、接合部９５とリード電極４７の延長部４７ｃとが中継導通部９２を介して電気的に接続される。
【００６８】
本実施形態の場合、中継導通部９２の形成位置が第３実施形態と異なっている。すなわち、第３実施形態において、中継導通部８２は、フレキシブル回路基板２７の配線７１が接合される接合部８５の接合領域内に形成されていた。これに対して、本実施形態の実装構造において、中継導通部９２は、図１３に示すように、フレキシブル回路基板２７の配線７１が接合される接合部９５の接合領域より外側であって、基板折曲部２７Ａの外側に配置されている。
【００６９】
本実施形態の実装構造においても、接合部９５と配線７１との接合面積が小さくなることで接合部９５と配線７１との圧着性およびＮＣＰの排出性が高まるため、電気的接合不良の発生を防止でき、信頼性の高い接合構造が安定して実現できる、といった第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。また、配線７１および接合部９５を同一直線上に形成することができるため、配線の引き回しの設計が容易になる、といった第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
なお、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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。上記実施形態におけるフレキシブル回路基板の実装構造、およびこの実装構造を用いた液滴吐出ヘッドの各部の具体的な構成は、上記実施形態に限定されず、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１…液滴吐出ヘッド、２２…流路形成基板（第１基板）、２３…圧電素子（駆動素子）、２６，２６Ａ，２６Ｂ…ドライバーＩＣ（駆動回路部）、２７…フレキシブル回路基板（第２基板）、７１…配線、７４，７４Ａ，７４Ｂ…端子、７５，８５，９５…接合部、７６…配線折曲部、７９…非導電性接着材、８１，９１…貫通孔、８２，９２…中継導通部。
【図１】
2011228606.tif 000003
【図２】
2011228606.tif 000004
【図３】
2011228606.tif 000005
【図４】
2011228606.tif 000006
【図５】
2011228606.tif 000007
【図６】
2011228606.tif 000008
【図７】
2011228606.tif 000009
【図８】
2011228606.tif 000010
【図９】
2011228606.tif 000011
【図１０】
2011228606.tif 000012
【図１１】
2011228606.tif 000013
【図１２】
2011228606.tif 000014
【図１３】
2011228606.tif 000015
【図１４】
2011228606.tif 000016
【図１５】
2011228606.tif 000017
【図１６】
2011228606.tif 000018
【図１７】
2011228606.tif 000019
【図１８】
2011228606.tif 000020