(57)【要約】【課題】支持部材と電気配線基板との強固な接合を確保しつつ、リード端子の腐食防止効果を高めることが可能な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体を吐出する記録素子基板１１と、記録素子基板１１に接続されるリード端子１４を備える電気配線基板１３と、電気配線基板１３が接合される支持部材１５と、を有する液体吐出ヘッドであって、電気配線基板１３は、第１の接着剤２２と第１の接着剤２２よりも体積抵抗率が高い第２の接着剤２３とを含む少なくとも２種類以上の接着剤のそれぞれによって支持部材１５に接合され、第１の接着剤２２は第２の接着剤２３よりも接合強度が高く、第２の接着剤２３は支持部材１５において第１の接着剤２２よりもリード端子１４に近い領域に塗布される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する記録素子基板と、前記記録素子基板に接続されるリード端子を備える電気配線基板と、前記電気配線基板が接合される支持部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記電気配線基板は、第１の接着剤と該第１の接着剤よりも体積抵抗率が高い第２の接着剤とを含む少なくとも２種類以上の接着剤のそれぞれによって前記支持部材に接合され、前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりも接合強度が高く、前記第２の接着剤は前記支持部材において前記第１の接着剤よりも前記リード端子に近い領域に塗布される、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第２の接着剤は、前記リード端子の周囲を部分的に囲うようにコの字型に塗布される、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記支持部材には、前記第１の接着剤が塗布される第１の塗布領域と前記第２の接着剤が塗布される第２の塗布領域との間に凹部が形成されている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記凹部が前記第２の塗布領域に塗布された前記第２の接着剤を部分的に囲うようにコの字型に形成されている、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１の塗布領域の面積が前記第２の塗布領域の面積よりも広い、請求項３または４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第２の接着剤の粘度が、前記第１の接着剤の粘度よりも高い、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記第１の接着剤が光硬化性接着剤であり、前記第２の接着剤が熱硬化性接着剤である、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第２の接着剤の一部は、前記電気配線基板と前記支持部材との間から前記リード端子側に溢出している、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
液体を吐出する記録素子基板と、前記記録素子基板に接続されるリード端子を備える電気配線基板と、前記電気配線基板が接合される支持部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記支持部材に、第１の接着剤と該第１の接着剤よりも体積抵抗率が高い第２の接着剤とを含む少なくとも２種類以上の接着剤をそれぞれ塗布する塗布工程と、
前記電気配線基板を前記２種類以上の接着剤で前記支持部材に接合する接合工程と、を有し、
前記塗布工程において、前記第２の接着剤よりも接合強度が高い前記第１の接着剤を前記支持部材に塗布した後、前記支持部材において前記第１の接着剤が塗布された領域よりも前記リード端子に近い領域に前記第２の接着剤を塗布する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記塗布工程において、前記第２の接着剤を、前記リード端子の周囲を部分的に囲うようにコの字型に塗布する、請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
液体を吐出する記録素子基板と、前記記録素子基板に駆動信号を伝送するための配線を備える電気配線基板と、前記記録素子基板と前記電気配線基板とを電気的に接続する電気接続部と、前記電気配線基板が接合される支持部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記電気配線基板は、第１の接着剤と該第１の接着剤よりも体積抵抗率が高い第２の接着剤とを含む少なくとも２種類以上の接着剤のそれぞれによって前記支持部材に接合され、前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりも接合強度が高く、前記第２の接着剤は前記支持部材において前記第１の接着剤よりも前記電気接続部に近い領域に塗布される、液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記第２の接着剤の一部は、前記電気配線基板と前記支持部材との間から前記電気接続部側に溢出している、請求項１１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、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッド、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置で用いられる液体吐出ヘッドには、記録素子基板と、記録素子基板が接合される支持部材と、記録素子基板の接続端子に接続されるリード端子を有する電気配線基板と、を有するものがある。記録素子基板の接続端子と電気配線基板のリード端子との接続部は、液体による腐食や外力による断線等の接続不良を防止するために、各基板が支持部材に接着剤で接合された後に封止材で覆われて封止される。接続部の封止方法として、リード端子の上部に封止材を塗布し、隣接する複数のリード端子間から封止材を浸入させることで、封止材をリード端子の下部まで充填する方法が知られている。しかし、この封止方法では、１回の塗布作業でリード端子の下部の空間に封止材を充填することが困難であり、リード端子の下部に、空洞や気泡等が生じて封止不良の原因となる可能性があった。
【０００３】
そこで、このような封止不良の対策として、特許文献１（特開２００２−０７９６７５号公報）には、リード端子の下部に封止材受け部が設けられた構成が開示されている。この構成では、封止材受け部が、互いに隣接する複数のリード端子間の隙間からリード端子の下部に向かって浸入する封止材を受け止める。これにより、リード端子近傍における封止材の被覆性が向上するので、封止不良が低減し、リード端子がインクで腐食することに起因する接続不良を防止することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０７９６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、リード端子近傍での封止材の被覆性を向上させることによって、リード端子のインク腐食に起因する接続不良の防止に寄与する。しかし、この技術は、リード端子を封止材で封止する前にこのリード端子を有する電気配線基板を接着剤で支持部材へ接合する際、接着剤との接触に起因するリード端子の腐食については考慮していない。電気配線基板を接着剤で支持部材に接合する際、確実に接合するためには、接着剤をある程度の厚みで塗布する必要がある。特に支持部材が樹脂材料で作製された平面精度の低いものである場合には、接着剤をより厚く塗布する必要がある。この場合、接合工程時に電気配線基板に押さえ付けられた接着剤が支持部材からはみ出してリード端子に接触する可能性がある。
支持部材と電気配線基板を接合させる接着剤には、一般的に、エポキシ樹脂を主成分とし、導電性を有する光硬化性接着剤が使用される。そのため、支持部材からはみ出た接着剤がリード端子に接触すると、接着剤を介してリード端子同士が電気的に接続され、腐食してしまうことが懸念される。そこで、光硬化性接着剤の代わりに、体積抵抗率が光硬化性接着剤よりも高い熱硬化性接着剤を用いることが考えられる。しかし、熱硬化性接着剤は、光硬化性接着剤よりも接合強度が低い。そのため、熱硬化性接着剤を用いる場合には、電気配線基板と支持部材との接合が不十分になるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、支持部材と電気配線基板との強固な接合を確保しつつ、リード端子の腐食防止効果を高めることが可能な液体吐出ヘッド、およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する記録素子基板と、前記記録素子基板に接続されるリード端子を備える電気配線基板と、前記電気配線基板が接合される支持部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、前記電気配線基板は、第１の接着剤と該第１の接着剤よりも体積抵抗率が高い第２の接着剤とを含む少なくとも２種類以上の接着剤のそれぞれによって前記支持部材に接合され、前記第１の接着剤は前記第２の接着剤よりも接合強度が高く、前記第２の接着剤は前記支持部材において前記第１の接着剤よりも前記リード端子に近い領域に塗布される。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出する記録素子基板と、前記記録素子基板に接続されるリード端子を備える電気配線基板と、前記電気配線基板が接合される支持部材と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記支持部材に、第１の接着剤と該第１の接着剤よりも体積抵抗率が高い第２の接着剤とを含む少なくとも２種類以上の接着剤をそれぞれ塗布する塗布工程と、前記電気配線基板を前記２種類以上の接着剤で前記支持部材に接合する接合工程と、を有し、前記塗布工程において、前記第２の接着剤よりも接合強度が高い前記第１の接着剤を前記支持部材に塗布した後、前記支持部材において前記第１の接着剤が塗布された領域よりも前記リード端子に近い領域に前記第２の接着剤を塗布する。
【０００９】
本発明では、電気配線基板が第１の接着剤および第２の接着剤によって支持部材に接合される。第１の接着剤は第２の接着剤よりも接合強度が高いので、電気配線基板と支持部材との強固な接合が確保される。一方、第２の接着剤は、第１の接着剤よりも体積抵抗率が高く、かつ第１の接着剤よりもリード端子に近い位置に塗布される。これにより、体積抵抗率が比較的高い（絶縁性が高い）第２の接着剤によって、体積抵抗率が比較的低い（導電性を有する）第１の接着剤とリード端子との接触が回避される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上述した第１の接着剤および第２の接着剤で電気配線基板を支持部材に接合することによって、支持部材と電気配線基板との強固な接合を確保しつつ、リード端子の腐食防止効果を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図２】図１に示す切断線Ａ−Ａに沿った断面図の一部である。
【図３】図２に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】第２の実施形態の液体吐出ヘッドの断面図である。
【図５】図４に記載の切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図を示す。図１（ａ）は、第１の実施形態の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す液体吐出ヘッドの各部品を組み立てた斜視図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１の実施形態の液体吐出ヘッド１は、記録素子基板１１と、電気配線基板１３と、支持部材１５と、を有する。
【００１３】
記録素子基板１１は、厚さが０．６ｍｍ〜０．８ｍｍ程度の矩形のシリコン基板を備える。このシリコン基板の片面に、液体（以下、インクとも称する）を吐出するための複数のエネルギー発生素子と、各エネルギー発生素子に電力を供給する電気配線とが、成膜技術によって形成されている。また、記録素子基板１１には、複数のエネルギー発生素子に対応した複数のインク流路（不図示）と吐出口（不図示）がフォトリソグラフィー技術によって形成されている。さらに、記録素子基板１１の短手方向の両端部には、複数の接続端子１２（図３参照）が設けられている。記録素子基板１１のもう片方の面（裏面）には、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給路（不図示）が開口している。本実施形態では、各エネルギー発生素子は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する電気熱変換体である。
複数の配線を備える電気配線基板１３は、記録素子基板１１に設けられた複数の接続端子１２のそれぞれに電気的に接続される複数のリード端子１４を有する。各リード端子１４は、液体を吐出するための駆動信号及び駆動電力を、接続端子１２を通じてエネルギー発生素子に伝送する。各リード端子１４は、図１（ｂ）に示すように、封止材２１で封止される。封止材２１には、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性封止材が用いられる。
支持部材１５は、図１（ａ）に示すように、凹部１６と、凹部１６の底部に設けられた流路１７と、凹部１６の開口端を囲む接合面１８と、を有する。凹部１６と流路１７は、一体に形成されている。凹部１６の底部には、記録素子基板１１が固定される。流路１７は、記録素子基板１１に連通している。支持部材１５の材料には、樹脂材料、あるいはアルミナ（Al2O3）に代表されるセラミック材料等を適用できる。本実施形態では、支持部材１５の材料は、ＰＰＥ（Polyphenyleneether）とＰＰＳ（Polyphenylenesulfide）の合成樹脂である。接合面１８には、電気配線基板１３が接合される。
【００１４】
図２は、図１に示す切断線Ａ−Ａに沿った断面図の一部であって、リード端子１４近傍の断面図である。図３は、図２に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図であって、記録素子基板１１近傍の断面図である。以下、支持部材１５と電気配線基板１３との接合、および記録素子基板１１とリード端子１４との電気的な接続について、図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３に示すように、電気配線基板１３は、第１の接着剤２２および第２の接着剤２３のそれぞれによって支持部材１５に接合されている。第１の接着剤２２は、エポキシ樹脂を主成分とした光硬化性接着剤であり、第２の接着剤２３よりも接着強度が高い。本実施形態では、第１の接着剤２２の体積抵抗率は１０Ω・ｃｍであり、第１の接着剤２２の粘度は３Ｐａｓである。第１の接着剤２２は、転写パッド（不図示）を用いて支持部材１５における第１の塗布領域Ｒ１（図３参照）に塗布される。
一方、第２の接着剤２３は、ビスマレイミドを主成分とした熱硬化性接着剤である。本実施形態では、第２の接着剤２３の体積抵抗率は１０17Ω・ｃｍであり、第２の接着剤２３の粘度は７Ｐａｓである。すなわち、第２の接着剤２３は、第１の接着剤２２に比べて、体積抵抗率が高くて粘度が高い。第２の接着剤２３は、ディスペンサ（不図示）によって、第２の塗布領域Ｒ２に塗布される。第２の塗布領域Ｒ２は、図３に示すように、第１の接着剤２２が塗布される第１の塗布領域Ｒ１よりもリード端子１４に近い。
【００１５】
第２の接着剤２３は、第１の接着剤２２よりも体積抵抗率が高いので、リード端子１４に接触してもリード端子同士を電気的に接続させて腐食させる可能性は低い。しかし、第２の接着剤２３はリード端子１４に接触しないほうが望ましい。そのため、本実施形態では、距離Ｘ（図２参照）を約０．３ｍｍ確保することによって、電気配線基板１３の接合時に第２の塗布領域Ｒ２からはみ出した第２の接着剤２３がリード端子に到達しにくくしている。距離Ｘは、図２に示すように、リード端子１４の一端が接続されている電気配線基板１３の開口部の縁部から凹部１６の内壁部までの距離である。このように体積低効率が相対的に高い第２の接着剤２３をリード端子１４側に配置させることで、第２の接着剤２３の一部を電気配線基板１３と支持部材１５との間からリード端子１４側に溢出させることができる。これにより電気配線基板１３の端部側における接合強度を高め、電気配線基板１３と支持部材１５との剥がれを抑制することが可能となる。
また、本実施形態では、第２の塗布領域Ｒ２の幅Ｙ（図２参照）を約１ｍｍにすることによって、接合強度の低い第２の接着剤２３の塗布面積を最小限に抑えつつ、導電性を有する第１の接着剤２２がリード端子１４側に流れ込まないようにしている。特に、本実施形態では、図３に示すように、第２の接着剤２３がリード端子１４の周囲を部分的に囲うようにコの字型に塗布されている。これにより、第１の接着剤２２がどの方向からも流れ込まないようにすることが可能となる。
【００１６】
以下、本実施形態の液体吐出ヘッド１の製造方法について説明する。
まず、記録素子基板１１が、支持部材１５の凹部１６の底部に接着剤(不図示)で接合される。これにより、支持部材１５の流路１７が記録素子基板１１のインク供給路（不図示）に連通する。このとき、接着剤は、凹部１６から外部にインクが漏洩しないように塗布される。
次に、第１の接着剤２２が塗布された転写パッドを、支持部材１５の接合面１８における第１の塗布領域Ｒ１に転写（スタンプ）することによって第１の接着剤２２が第１の塗布領域Ｒ１に塗布される。その後、紫外線照射によって第１の接着剤２２を仮硬化させる。続いて、ディスペンサーから第２の接着剤２３を第２の塗布領域Ｒ２に吐出させることによって、第２の接着剤２３がコの字型に塗布される。
その後、リード端子１４が接続端子１２に接続可能な位置で電気配線基板１３を支持部材１５に押し付ける。その後、リード端子１４をインナーリードボンディングによって続端子１２に接続する。
最後に、リード端子同士の隙間や凹部１６に封止材を充填して接続端子１２とリード端子１４の接続部を封止する。
【００１７】
上述したように、本実施形態の液体吐出ヘッド１では、接合強度が第２の接着剤２３よりも高い第１の接着剤２２によって、電気配線基板１３と支持部材１５との強固な接合が確保される。また、第１の接着剤２２よりも体積抵抗率が高い第２の接着剤２３が、第１の接着剤２２よりもリード端子１４に近い領域に塗布されている。そのため、電気配線基板１３を支持部材１５に接合する際に、第１の接着剤２２とリード端子１４との接触を回避できる。仮に、第２の接着剤２３がリード端子１４に接触しても第２の接着剤２３は、体積抵抗率が高い（絶縁性が高い）のでリード端子同士を電気的に接続させない。その結果、リード端子１４の腐食を防ぐことが可能となる。
また、本実施形態では、第２の接着剤２３の粘度が第１の接着剤２２よりも高い。すなわち、第２の接着剤２３は第１の接着剤２２よりも流動しにくい。そのため、電気配線基板１３が支持部材１５との接合のために押し付けられても第２の接着剤２３は第２の塗布領域Ｒ２からはみ出しにくくなる。これにより、第２の接着剤２３がリード端子１４に接触しにくくなり、リード端子１４の腐食防止効果をより一層高めることが可能となる。
なお、本実施形態では、電気配線基板１３を支持部材１５に接合する手段として、第１の接着剤２２および第２の接着剤２３とを用いた。しかし、本発明は、これらの接着剤に限定されず、少なくともこれらの接着剤を含む２種類以上の接着剤のそれぞれで電気配線基板１３を支持部材１５に接合してもよい。
【００１８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の液体吐出ヘッドについて説明する。本実施形態の液体吐出ヘッドは、支持部材の形状が第１の実施形態の液体吐出ヘッド１と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と同様の部材及び部位については第１の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図４は、第２の実施形態の液体吐出ヘッドの断面図である。図４は、図２と同様に、リード端子１４近傍の断面図である。図５は、図４に示す切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図であって、記録素子基板１１近傍の断面図である。
本実施形態の支持部材２５には、第１の接着剤２２が塗布される第１の塗布領域Ｒ１と第２の接着剤２３が塗布される第２の塗布領域Ｒ２との間に凹部１９が形成されている。この凹部１９によって、第１の接着剤２２と第２の接着剤２３が混じり合わないようにすることが可能となる。本実施形態では、電気配線基板１３が支持部材２５に押し付けられたときに第１の接着剤２２と第２の接着剤２３が各塗布領域からはみ出しても、両者が互いに混じり合わないようにするために、凹部１９の幅Ｚ（図４参照）は約０．３ｍｍとなっている。
また、凹部１９は、第２の塗布領域Ｒ２に塗布された第２の接着剤２３を部分的に囲うようにコの字型に形成されている。これにより、第２の塗布領域Ｒ２が第１の塗布領域Ｒ１からより確実に隔てられるので、第１の接着剤２２のリード端子１４側への流入を防止する効果を高めることが可能となる。
【００１９】
上述したように、本実施形態の液体吐出ヘッドによれば、第１の実施形態と同様に、接合強度が第２の接着剤２３よりも高い第１の接着剤２２によって、電気配線基板１３と支持部材１５との強固な接合が確保される。また、第２の接着剤２３によって、第１の接着剤２２とリード端子１４との接触を回避できる。特に、本実施形態の支持部材２５には、第２の塗布領域Ｒ２を第１の塗布領域Ｒ１から隔てる凹部１９が形成されている。これにより、第１の接着剤２２が第２の塗布領域Ｒ２へより一層侵入しにくくなるので、第１の接着剤２２とリード端子１４との接触を回避する効果をより一層高めることが可能となる。
なお、本実施形態も、第１の実施形態と同様に、第１の接着剤２２および第２の接着剤２３で電気配線基板１３を支持部材１５に接合しているが、少なくともこれらの接着剤を含む２種類以上の接着剤を用いてもよい。
尚、上述した各実施形態において電気配線基板１３は、電気配線基板中の配線とリード端子１４とが一体になった、所謂ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）形態について説明したが本発明はこれに限られない。例えば電気配線基板１３と記録素子基板１１とをワイヤー等の別の配線部材で電気的に接合し電気接合部とする形態においても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１１  記録素子基板
１３  電気配線基板
１４  リード端子
１５  支持部材
２２  第１の接着剤
２３  第２の接着剤
【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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