(57)【要約】【課題】  素子基板のクラックの発生が少なく高い流動性によって均一に封止することができ、かつ、得られる液体吐出ヘッドに高い電気信頼性を付与することができる封止材によって封止された液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  電気接続部の少なくとも一部を封止し、かつ、支持部材Ｈ１２００に設けられた凹部の壁Ｈ１２０１と素子基板Ｈ１１００との間に形成されている隙間Ｈ１２０２を封止する封止部材Ｈ１５００を備え、封止部材Ｈ１５００は、チクソ性が１．４以下である封止材の硬化物であって、線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以下、吸水率が０．５％以下であることを特徴とする液体吐出ヘッド。【選択図】  図２
2019048442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と前記液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子とを備える素子基板と、
前記素子基板を収容する凹部が設けられた支持部材と、
前記エネルギー発生素子を駆動する信号を送るための電気配線部材と、
前記素子基板と前記電気配線部材とを電気的に接続する電気接続部と、を備える液体吐出ヘッドであって、
前記電気接続部の少なくとも一部を封止し、かつ、前記凹部の壁と前記素子基板との間に形成されている隙間を封止する封止部材を備え、
前記封止部材は、チクソ性が１．４以下である封止材の硬化物であって、線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以下、吸水率が０．５％以下であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記封止材は液状酸無水物を含む請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記封止材はエポキシ樹脂を含む請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記封止材はナフタレン環を含むエポキシ樹脂を含む請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記封止材はさらにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含む請求項３又は４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記封止部材のガラス転移温度が１００℃以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記封止材のチクソ性が０．８以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記封止材が無機フィラーを含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記無機フィラーがシリカフィラーである請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記無機フィラーの平均粒径が１０μｍ以上である請求項８又は９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記無機フィラーの最大粒径が５０μｍ以上２００μｍ以下である請求項８〜１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記封止材中の前記無機フィラーの含有率が７５質量％以上である請求項８〜１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記封止材中のシリコーンフィラーの含有率が０．５質量％以下である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口からインク等の液体を吐出するための液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドに代表される液体吐出ヘッドによる記録方式は、インク等の液体に熱エネルギーや振動エネルギーを与え、インクを微小な液滴として吐出口より吐出し、被記録媒体上に画像を形成するものである。このようなインクジェットヘッドを製造する方法としては、特許文献１の方法がある。
【０００３】
特許文献１に記載されているインクジェットヘッドの製造方法では、まず、液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子、インク流路、及びインク吐出口が設けられたシリコン等の素子基板を、アルミナ等の支持部材に張り付ける。支持部材には素子基板を収容する凹部が設けられており、その凹部に素子基板を張り付ける。次に、素子基板と、エネルギー発生素子に電力を供給するための電気配線部材とを電気的に接合する。次に、素子基板の周囲にチップ周囲封止材を塗布する。チップ周囲封止材は、支持部材に設けられた凹部の壁と、素子基板との間の隙間に流し込むことにより該隙間を埋めるように塗布する。そのチップ周囲封止材上に、電気接続部を上から封止するＩＬＢ（ｉｎｎｅｒ  ｌｅａｄ  ｂｏｎｄｉｎｇ）封止材を塗布する。そして、チップ周囲封止材とＩＬＢ封止材とを加熱することにより同時に硬化する。これにより、チップ周囲封止材とＩＬＢ封止材とは一体となって電気接続部を封止する。これら封止材は、耐熱性や低応力性等の機能付与のためフィラーが添加されたものが使用されている。フィラーとしてはシリカフィラー等の無機フィラーが好適に用いられる。
【０００４】
封止材は、素子基板と比較して膨張・収縮の程度が大きいため、封止材の熱硬化時やその他の製造工程で熱が加えられた後に、素子基板が封止材の収縮に追従できずに素子基板内にクラックが生じる場合がある。このようなクラックの発生を抑制する方法としては、硬化後の封止材の線膨張係数を低減する方法や、熱履歴により生じる内部応力の発生を緩和するため硬化後の封止材を低応力化・低弾性率化する方法がある。前者としては、特許文献２に記載されているように無機フィラーを従前より多量に封止材に充填する方法がある。無機フィラーの線膨張係数は小さいため、封止材に充填すればするほど封止材の線膨張係数を低減することができる。一方、後者としては、封止材にシリコーンフィラー等の低応力成分を添加する方法が挙げられる（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３２１０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２７００５号公報
【特許文献３】特開２０１７−３０２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献２のように無機フィラーの充填量を単に増やすだけでは封止材の流動性が低下し、別の課題が生じることが判明した。例えば、インクジェットヘッドのチップ周囲封止材の流動性が低いと、支持部材に設けられた凹部の壁と素子基板との間に形成される狭い隙間（通常、１ｍｍ以下）へ封止材が流れこみにくく、隙間を均一に封止することが困難となる。
【０００７】
一方、特許文献３のように無機フィラーの充填量を抑えたままシリコーンフィラー等の低応力成分を添加することで、素子基板内のクラックの発生を抑制しつつ流動性の低下を抑制することが可能である。しかし、通常これら低応力成分には吸湿性があり、多量に封止材に添加すると、電気接続部の腐食、ショート、マイグレーション等を引き起こす場合がある。
【０００８】
本発明の目的は上記課題を解決することである。すなわち、素子基板のクラックの発生が少なく高い流動性によって均一に封止することができ、かつ、得られる液体吐出ヘッドに高い電気信頼性を付与することができる封止材によって封止された液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と前記液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子とを備える素子基板と、前記素子基板を収容する凹部が設けられた支持部材と、前記エネルギー発生素子を駆動する信号を送るための電気配線部材と、前記素子基板と前記電気配線部材とを電気的に接続する電気接続部と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記電気接続部の少なくとも一部を封止し、かつ、前記凹部の壁と前記素子基板との間に形成されている隙間を封止する封止部材を備え、前記封止部材は、チクソ性が１．４以下である封止材の硬化物であって、線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以下、吸水率が０．５％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、素子基板のクラックの発生が少なく均一に封止することができ、かつ、得られる液体吐出ヘッドに高い電気信頼性を付与することができる封止材によって封止された液体吐出ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかるインクジェットヘッドの一例の斜視図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ’断面における素子基板長手方向端部の断面拡大図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドについて、インクジェットヘッドを例にとり、図を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態にかかるインクジェットヘッドの一例の斜視図であり、図２は、図１におけるＢ−Ｂ´面における断面拡大図である。
【００１４】
インクジェットヘッドＨ１０００は、素子基板Ｈ１１００を有している。素子基板Ｈ１１００は、その表面に吐出口（不図示）と、インク等の液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子（不図示）と、それらを駆動するための電子回路素子（不図示）とが形成されている。素子基板Ｈ１１００の表面に設けられている駆動電極Ｈ１１０２は、素子基板Ｈ１１００に対して、素子基板Ｈ１１００を駆動する信号（駆動信号）を送るための電気配線部材Ｈ１３００と、接続電極Ｈ１３０２（リード）を介して電気的に接続されている。素子基板Ｈ１１００は、さらに、エネルギー発生素子がその内部に設けられた流路にインクを供給するインク供給口（不図示）を有する。
【００１５】
素子基板Ｈ１１００は、支持部材Ｈ１２００に設けられた凹部に収容され、接着部材Ｈ１４０１により固定されている。また、電気配線部材Ｈ１３００は別の接着部材Ｈ１３０１により支持部材Ｈ１２００に固定接合されている。駆動電極Ｈ１１０２及び接続電極Ｈ１３０２からなる電気接続部は、チップ周囲封止部材Ｈ１５００及びＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１によって被覆され、インクから保護されている。チップ周囲封止部材Ｈ１５００は、支持部材Ｈ１２００に設けられた凹部の壁Ｈ１２０１と素子基板Ｈ１１００との間に形成されている隙間を封止し、電気接続部を下から封止している。一方、ＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１は、チップ周囲封止部材Ｈ１５００の上に設けられ、電気接続部を上から封止している。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、チップ周囲封止部材Ｈ１５００により電気接続部を封止する工程を説明する模式図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、インクジェットヘッドＨ１０００の表面を示している。
【００１７】
図３（ａ）は、支持部材Ｈ１２００に、素子基板Ｈ１１００と電気配線部材Ｈ１３００が接着剤（不図示）により貼りつけられ、接続電極Ｈ１３０２と駆動電極Ｈ１１０２（不図示）が接続された状態を示している。
【００１８】
次に、図３（ｂ）に示すように、チップ周囲封止部材Ｈ１５００となる封止材（以下、「チップ周囲封止材」と呼ぶ）を塗布する。具体的には、チップ周囲封止材Ｈ１５００ａを、支持部材Ｈ１２００に設けられた凹部の壁と素子基板Ｈ１１００との隙間Ｈ１２０２のうち、素子基板Ｈ１１００の接続電極Ｈ１３０２が設けられていない二辺に対応する隙間に上から流し込む。封止材を接続電極Ｈ１３０２がある二辺に対応する隙間に上から塗布すると、接続電極Ｈ１３０２が障害となって封止材内に空気が入り込むため、接続電極Ｈ１３０２を均一に封止することが困難である。図３（ｃ）は、チップ周囲封止材が、接続電極Ｈ１３０２のある二辺に対応する隙間にまで、その流動性によって流れ込んだ状態を示している。
【００１９】
続いて、チップ周囲封止材上にＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１となる封止材（以下、「ＩＬＢ封止材」と呼ぶ）を塗布し、両者を一括で硬化することにより、チップ周囲封止部材Ｈ１５００とＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１を形成する。
【００２０】
続いて、チップ周囲封止部材Ｈ１５００及びＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１について説明する。尚、本明細書においては、特に断りがない限り、塗布時、硬化前のもの、組成物を表すもの封止材と呼び、接合部材としてインクジェットヘッドの一部に組み込まれたもの、硬化後のものを封止部材と呼ぶ。
【００２１】
チップ周囲封止部材Ｈ１５００は、チクソ性が１．４以下である封止材の硬化物であって、線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以下、吸水率が０．５％以下である。
【００２２】
チップ周囲封止材のチクソ性が１．４以下であると、封止材の流動性が十分高く、素子基板Ｈ１１００と支持部材Ｈ１２００の凹部の壁Ｈ１２０１との狭い隙間Ｈ１２０２を短時間で流動させることができ、速やかに均一に隙間を埋めることができる。封止材のチクソ性は、特には１．２以下であることが好ましい。また、チクソ性の下限は特に制限はないが、０．８以上が実用的な値である。
【００２３】
チップ周囲封止部材Ｈ１５００の線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以下であると、熱による膨張・収縮が抑制され素子基板内のクラックの発生を抑制することができる。線膨張係数は１３ｐｐｍ／℃以下、特には１０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。線膨張係数の下限は特に制限はないが、過度に線膨張係数を低減することは、封止材に多量のフィラーを添加することを意味し、封止材の流動性の低下を招来しうる。よって、チップ周囲封止部材Ｈ１５００の線膨張係数としては、３ｐｐｍ／℃以上、特には５ｐｐｍ／℃以上であることが好ましい。なお、本明細書において線膨張係数は、−３０℃以上２００℃以下の線膨張係数の平均値とする。
【００２４】
チップ周囲封止部材Ｈ１５００の吸水率が０．５％以下であると、電気接続部の腐食、ショート、マイグレーション等が抑制され、得られる液体吐出ヘッドにおいて高い電気信頼性を得ることができる。ここで吸水率とは、封止材の硬化物を７０℃の純水中に２週間保存したときの浸漬前後の質量変化率である。吸水率の下限は特に制限はないが、材料の特性上、０．１％以上、特には０．３％以上が現実的な値である。
【００２５】
このような物性を有するチップ周囲封止材は、主剤、硬化剤、及びフィラーを必須成分として、これらの種類及び配合量を適宜調整することにより得ることができる。尚、ここでいう主剤とは、硬化剤との硬化反応により、得られる封止部材に含まれる樹脂成分の８０質量％以上となる成分であり、硬化剤よりもその重量平均分子量が大きいものを指す。重量平均分子量はＧＰＣにより測定することができる。
【００２６】
チップ周囲封止材に含まれる主剤としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、及びこれらの変性体の少なくとも１種を用いることが好ましい。これらの中でも、低粘度であり低い線膨張係数を有することから、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００２７】
エポキシ樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂、芳香族エポキシ樹脂、及び脂肪族エポキシ樹脂の少なくとも１種を用いることができる。
【００２８】
脂環式エポキシ樹脂としては、以下のものが挙げられる。少なくとも１個の脂環式環を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテル；シクロヘキセン、シクロペンテン環含有化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるシクロヘキセンオキサイド構造含有化合物及びシクロペンテンオキサイド構造含有化合物；ビニルシクロヘキサン構造を有する化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるビニルシクロヘキサンオキサイド構造含有化合物。さらに具体的には以下のものが挙げられる。水素添加ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、３，４−エポキシ−１−メチルシクロヘキシル−３，４−エポキシ−１−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシ−３−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−３−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシ−５−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−５−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルカルボキシレート、メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−２−エチルヘキシル。
【００２９】
芳香族エポキシ樹脂の具体例としては、以下のものが挙げられる。少なくとも１個の芳香族環を有する多価フェノール及びそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、例えば、ナフタレン環を含む多価フェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、及びそのアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテル；エポキシノボラック樹脂；ビスフェノールＡノボラックジグリシジルエーテル；ビスフェノールＦノボラックジグリシジルエーテル。
【００３０】
脂肪族エポキシ樹脂の具体例としては、以下のものが挙げられる。脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル；脂肪族長鎖多塩基酸のポリグリシジルエステル；脂肪族長鎖不飽和炭化水素を酸化剤で酸化することによって得られるエポキシ含有化合物；グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのホモポリマー；グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのコポリマー。さらに具体的には以下のものが挙げられる。１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ソルビトールのテトラグリシジルエーテル、ジペンタエルスリトールのヘキサグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル等の多価アルコールのグリシジルエーテル；プロピレングリコール，グリセリン等の脂肪族多価アルコールに１種又は２種以上のアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル；脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル；脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル；フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、及びこれらにアルキレンオキサイドを付加することによって得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル；高級脂肪酸のグリシジルエステル；エポキシ化大豆油；エポキシステアリン酸オクチル；エポキシステアリン酸ブチル；エポキシ化アマニ油。
【００３１】
チップ周囲封止材は、１種類のエポキシ樹脂を含んでいてもよいし、複数種類のエポキシ樹脂を含んでいてもよい。
【００３２】
これらの中でも、ナフタレン環を含むエポキシ樹脂は、特に低い線膨張係数を達成できることから好適に用いられる。さらに、ナフタレン環を含むエポキシ樹脂単独ではチクソ性が高くなる傾向にあることから、他の低粘度のエポキシ樹脂、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と組み合わせて用いることが好ましい。
【００３３】
チップ周囲封止材に含まれる硬化剤としては、主剤を硬化できるものであればいずれも使用でき、具体的にはアミン系硬化剤、及び、酸又は酸無水物系硬化剤が挙げられる。
【００３４】
アミン系硬化剤の具体例としては以下のものが挙げられる。エチレンジアミン（ＥＤＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ジプロピレンジアミン（ＤＰＤＡ）、ジエチルアミノプロピルアミン（ＤＥＡＰＡ）、ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）、環状アミンとしてはメンセンジアミン（ＭＤＡ）、インフォロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ビス（４−アミノ−３−メチルジンクロヘキシル）メタン、ジアミノジンクロヘキシルメタン、ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、３，９ビス（３−アミノプロピル）２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン等の脂肪族アミン。ｍ−キシレンジアミン、芳香族アミンとしてはメタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ジアミノジフェニルスルフォン（ＤＤＳ）、ジアミノジエチルジフェニルメタン、ポリアミノアミド等の芳香族アミン。
【００３５】
酸又は酸無水物系硬化剤の具体例としては以下のものが挙げられる。ドデセニル無水コハク酸（ＤＤＳＡ）、ポリアジピン酸無水物（ＰＡＤＡ）、ポリアゼライン酸無水物（ＰＡＰＡ）、ポリセバシン酸無水物（ＰＳＰＡ）、ポリ（エチルオクタデカンニ酸）無水物（ＳＢ−２０ＡＨ）、ポリ（フェニルヘキサデカンニ酸）無水物（ＳＴ−２ＰＡＨ）、脂環式酸無水物としてはメチルテトラヒドロ無水フタル酸（Ｍｅ−ＴＨＰＡ）、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（Ｍｅ−ＨＨＰＡ）、無水メチルハイミック酸（ＭＨＡＣ）、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸（ＴＡＴＨＰＡ）、及びメチルシクロヘキセンカルボン酸（ＭＣＴＣ）等の脂肪族酸無水物。無水フタル酸（ＰＡ）、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物（ＢＴＤＡ）、エチレングリコールビストリメリテート（ＴＭＥＧ）、ハロゲン系酸無水物としては無水ヘット酸（ＨＥＴ）、テトラブロモ無水フタル酸（ＴＢＰＡ）等の芳香族酸無水物。
【００３６】
チップ周囲封止材に含まれる硬化剤としては、これら以外にも、エポキシ樹脂中の水酸基を架橋点とするレゾール型フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、ブロックイソシアネート系が挙げられる。また、硬化剤が主剤もしくは同種の樹脂に包まれていて、又は主剤が硬化剤に包まれていて、硬化時の熱により包材が溶けて硬化剤と主剤の硬化が始まる、アミンアダクト系硬化剤及びエポキシアダクト系硬化剤も使用可能である。以上に含まれなくともエポキシ樹脂の硬化材として使用されているものであればいずれでも使用可能である。
【００３７】
チップ周囲封止材に含まれる硬化剤としては、これらの中でも低粘度であることから液状酸無水物が好適に用いられる。
【００３８】
チップ周囲封止材に含まれるフィラーとしては、封止材の線膨張係数を低減するため、シリカ、カーボンブラック、酸化チタン、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、窒化アルミニウム等の無機フィラーを用いることが好ましい。また、フィラーは、粉砕、破砕、溶液重合による球状化等いずれの状態でもよい。
【００３９】
これらの中でも、比較的エポキシ樹脂に充填しやすく低チクソ性が得られることから、シリカフィラーが好適に用いられる。シリカフィラーとしては、球状や不定形のもの、溶融シリカや結晶シリカ等いずれのシリカフィラーも用いることができる。特に、充填性や流動性の観点から、球状溶融シリカが好適に用いられる。
【００４０】
チップ周囲封止部材Ｈ１５００の線膨張係数を低減するため、フィラーを高充填にすることが重要である。具体的には、封止材中のフィラーの含有率（完成した封止材の質量に対する充填したフィラーの質量の割合）は、７５質量％以上が好ましく、特には７９質量％以上が好ましい。ただし、あまりに高充填すぎると流動性が低下しチクソ性が高くなるため、フィラーの含有率は８５質量％以下、特には８３質量％以下が好ましい。
【００４１】
また、チップ周囲封止材のチクソ性を低減するため、フィラーの平均粒径が比較的大きいものを使用することが好ましい。フィラーの粒径が小さい程、充填率の上昇によるチクソ性の上昇が大きくなる。そのため、封止材を低チクソ性にするには、なるべく粒径が大きいものを用いることが好ましい。具体的には、フィラーの含有率を７５質量％以上にする場合には、フィラーの平均粒径が１０μｍ以上、特には２０μｍ以上であることが好ましい。また、フィラーの最大粒径が５０μｍ以上２００μｍ以下、特には１００μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。一方、フィラーを高充填にしやすいことから、平均粒径は５０μｍ以下、特には３０μｍ以下であることが好ましい。ここでいうフィラーの平均粒径及び最大粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した値であり、平均粒径とは体積平均粒径である。
【００４２】
チップ周囲封止材にはこのほかに低応力成分を含むことができる。低応力成分としては、シリコーンフィラー、シリコーンオイル、ゴム、エラストマー等が挙げられる。
【００４３】
シリコーンフィラーとしては、シリコーンゴムフィラー、及びシリコーンレジンフィラーが挙げられる。
【００４４】
ゴムとしては、フッ素系ゴム、水素化ニトリルゴム、ブチレン系ゴム、スチレンブタジエンゴムやジエン系ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、及びエピクロルヒドリンゴムが挙げられる。
【００４５】
エラストマーとしては、可塑性成分（ハードセグメント）の集まりが架橋点の役割を果たすことにより常温でゴム弾性を有する高分子化合物（スチレン−ブタジエンスチレン共重合体）等の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が挙げられる。
【００４６】
これら低応力成分は、無機フィラーや上記主剤と比較して吸湿性があるため、吸水率が０．５％以下となるように添加量を低く抑えることが好ましい。具体的には、封止材中のシリコーンフィラー、シリコーンオイル、ゴム、及びエラストマーの含有率が、１．０質量％以下であることが好ましい。特に、シリコーンフィラーは吸湿性が高いことから、封止材中のシリコーンフィラーの含有率を０．５質量％以下に抑えることが好ましい。
【００４７】
チップ周囲封止材には上記以外の成分以外にも必要に応じて、表面調整剤、消泡剤、難燃剤等様々な添加剤を添加することができる。
【００４８】
チップ周囲封止部材Ｈ１５００のガラス転移温度は１００℃以上であることが好ましい。線膨張係数はガラス転移点を境に増大する傾向にあるため、ガラス転移点がある程度高い温度にある方が線膨張係数を低く抑えることができる。また、特に、封止材のキュア温度以上にガラス転移温度があると、封止材の熱硬化を経た後の膨張・収縮が抑制される。封止材のキュア温度は通常１００℃以上であることから、封止部材のガラス転移温度は少なくとも１００℃以上、特には１２０℃以上であることが好ましい。また、封止部材のガラス転移温度の上限は特に制限はないが、２５０℃以下、特には２００℃以下であることが好ましい。
【００４９】
ＩＬＢ封止材としては、上記で述べたチップ周囲封止材と同様の成分を含む封止材を使用することができる。しかし、ＩＬＢ封止材には上記線膨張係数は必ずしも求められない。チップ周囲封止部材Ｈ１５００は、凹部の開口以外の三方面が束縛されているのに対し、ＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１はその底面でしか他の部材と接していないため、自由度が高い。そのため、ＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１は、チップ周囲封止部材Ｈ１５００と比較して、封止材の収縮による素子基板Ｈ１１００の変形に必ずしも多大な影響を与えるわけではないからである。また、ＩＬＢ封止材にはチップ周囲封止材と同様のチクソ性も必ずしも求められない。チップ周囲封止材のように素子基板Ｈ１１００と支持部材Ｈ１２００との隙間に流し込むわけではないからである。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明する。
【００５１】
（封止材の調製）
下記表１に示す量（質量部）の材料を混合することで封止材を調製した。
【００５２】
【表１】
2019048442.tif 000003
【００５３】
（封止部材の物性測定及び性能評価）
調製した各封止材について以下のような物性測定と評価試験を行った。測定結果及び評価結果をまとめて後述する表２に示す。
【００５４】
《封止材のチクソ性》
封止材のチクソ性は、２５℃における、回転数２０ｒｐｍでの粘度に対する回転数２．５ｒｐｍでの粘度の比（回転数２．５ｒｐｍでの粘度／回転数２０ｒｐｍでの粘度）として求めた。粘度は粘度計「ＴＶ−２０」（東機産業社製）を用いて測定した。
【００５５】
《封止部材の吸水率》
調製した封止材を硬化させ、Φ３５ｍｍ、厚さ２ｍｍの封止部材のサンプルを作製した。このサンプルを水に浸漬し、７０℃環境で２週間保存し、水への浸漬前後でのサンプルの質量変化率を求めた。結果を表２に示した。
【００５６】
《封止部材のガラス転移温度》
調製した封止材を硬化して得られた封止部材のガラス転移度を、熱機械分析装置ＴＭＡ（ＳＩＩ社製）で、測定温度範囲−３０℃〜２００℃、昇温速度２℃／ｍｉｎにおいて測定した。ガラス転移度の測定は封止部材約１．０ｇを用いて行った。
【００５７】
《封止部材の線膨張係数》
調製した封止材を硬化して得られた封止部材の線膨張係数を、熱機械分析装置ＴＭＡ（ＳＩＩ社製）で引張りモードにより測定した。測定は、サンプル間長１５ｍｍ、引張り荷重５０ｍＮ、測定温度範囲−３０℃〜２００℃、昇温速度２℃／ｍｉｎにおいて行った。
【００５８】
《封止部材の電気信頼性》
銅製の電極を間隔４０μｍで２本並べて形成した基板に、電極表面からの厚さが６００μｍとなるように封止材を塗布して硬化することにより、両電極を被覆した。このサンプルを、両電極に２５Ｖの電圧を印加したまま、１２０℃、湿度１００％中で保存した。この両電極間において、マイグレーションにより負極側に金属析出物が形成され、その一端が逆の電極に到達し、ショートする迄の保存時間を測定した。得られた保存時間をもとに、以下の基準により封止部材の電気信頼性を評価した。結果を表２に示した。
電気信頼性の評価基準
Ａ：１００時間以上
Ｂ：１００時間未満
【００５９】
（インクジェットヘッドの作製）
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記で調製した各封止材を素子基板Ｈ１１００の周囲に塗布し、塗布した封止材を１５０℃で３時間熱硬化した。なお、本実施例においてはＩＬＢ封止部材Ｈ１５０１となる封止材の塗布は行わなかった。
【００６０】
インクジェットヘッド作製時及び作製したインクジェットヘッドについて以下の試験を行い評価した。評価結果をまとめて表２に示す。
【００６１】
《封止材の回り込み性》
支持部材Ｈ１２００に設けられた凹部と素子基板Ｈ１１００との隙間Ｈ１２０２のうち、リード（接続電極Ｈ１３０２）がない二辺に対応する隙間に封止材を塗布してから、封止材がリード下部の隙間に流れ込み、その隙間を埋めるまでの時間を測定した。得られた時間をもとに、以下の基準により封止材の回り込み性を評価した。
回り込み性の評価基準
Ａ：リード下部に３分以内で回り込む
Ｂ：リード下部に５分以内で回り込む
Ｃ：リード下部に回り込むのに５分を超えてかかる
【００６２】
《インクジェットヘッドの熱衝撃試験》
作製したインクジェットヘッドを用い、−３０℃から１００℃まで加熱し、熱衝撃試験を行った。熱衝撃試験後に、記録素子基板を光学顕微鏡で観察しクラックの発生有無を確認した。クラックの発生の有無に基いて、以下の判断基準によりインクジェットヘッドを評価した。
熱衝撃試験の評価基準
Ａ：クラックなし
Ｂ：クラックあり
【００６３】
【表２】
2019048442.tif 000004
【００６４】
（結果）
《吸水率》と《電気信頼性》
低応力成分であるシリコーンフィラーの封止材中の含有率が０．５質量％以下である実施例１〜９及び比較例１〜５は吸水率が０．５％以下であった。一方、低応力成分を多量に含む比較例６及び７は吸水率が０．５％を超えた。吸水率が０．５％を超えている比較例６及び７の電気信頼性評価では、ショートするまでの保存時間が１００時間未満であり、耐イオンマイグレーション性が低かった。
【００６５】
《チクソ性》と《回り込み性》
フィラーとして最大粒径が１００μｍ以上のシリカフィラーを用い、フィラーの含有率が８３質量％以下である実施例１、２、４、８、及び９、並びに比較例１及び３にかかる封止材は、チクソ性が１．１であった。また、これらの実施例及び比較例にかかる封止材は、リード下部に３分以内に迅速に回り込んだ。
【００６６】
また、フィラーとして最大粒径が５０μｍ以上１００μｍ未満のシリカフィラーを用いた実施例３にかかる封止材は、リード下部に回り込むのに５分以内と回り込み性が良好であった。また、フィラーとして最大粒径が１００μｍ以上のシリカフィラーを用いたが、フィラーの含有率が８５質量％と比較的高い実施例５にかかる封止材も、リード下部に回り込むのに５分以内であった。また、低応力成分であるシリコーンフィラーを含む実施例６、７、及び比較例６、７もリード下部に回り込むのに５分以内であった。また、フィラーとして最大粒径が５０μｍ未満のシリカフィラーを用いたが、フィラーの含有率を７０質量％と低くした比較例４にかかる封止材は、チクソ性が１．２と低く、リード下部に回り込むのに５分以内であった。
【００６７】
一方、比較例２にかかる封止材は、フィラーの含有率が８６質量％と高く、チクソ性が１．４を超えていたため、リード下部に回り込むのに５分を超えてかかった。また、比較例５にかかる封止材は最大粒径が５０μｍ未満のフィラーを高い含有率で充填したためチクソ性が１．８と高く、リード下部に回り込むのに５分を超えてかかった。
【００６８】
《ガラス転移温度》と《線膨張係数》と《熱衝撃試験》
実施例１〜９及び比較例２、５〜７にかかる封止材は、線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以下であり、熱衝撃試験においてクラックの発生が見られなかった。
【００６９】
一方、比較例１、４にかかる封止材はフィラーの含有率が７４質量％と低く、線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃より大きく、熱衝撃試験で基板にクラックが発生した。また、比較例３にかかるは、ガラス転移温度が１００℃より低く、線膨張係数が１５ｐｐｍ／℃より大きく、基板にクラックが発生した。
【符号の説明】
【００７０】
Ｈ１０００  インクジェットヘッド
Ｈ１１００  素子基板
Ｈ１１０２  駆動電極（電気接続部）
Ｈ１２００  支持部材
Ｈ１２０１  凹部の壁
Ｈ１２０２  隙間
Ｈ１３００  電気配線部材
Ｈ１３０２  接続電極（電気接続部）
Ｈ１５００  チップ周囲封止部材
Ｈ１５００ａ  チップ周囲封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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