(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口を有する素子基板と、該素子基板の電気接続部とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、前記素子基板と前記電気配線部材とを支持する支持部材と、前記リードと前記電気接続部を封止するための封止部材を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記封止部材は、前記素子基板の周囲を封止する第１の封止部材と、前記リードと前記電気接続部を上部から封止する第２の封止部材とを含み、
前記第１の封止部材は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、シリカフィラーと、シリコーンフィラーとを含有する封止材であって、前記封止材中のシリカフィラーとシリコーンフィラーとを含むフィラーの充填量が前記封止材全体の４０質量％以上であり、シリカフィラーのメディアン径とシリコーンフィラーのメディアン径の差が４．０μｍ以下である第１の封止材の硬化物であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記シリコーンフィラーは、シリコーンゴムフィラー、被覆型シリコーンフィラー及びシリコーンレジンフィラーから選択される１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記シリコーンフィラーは、シリコーンレジンフィラーである請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記シリカフィラーのメディアン径とシリコーンフィラーのメディアン径の差は、２．０μｍ以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１の封止材は、分散剤を含まない請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記支持部材は、前記素子基板を支持する部分が前記電気配線部材を支持する部分より窪んだ凹部を有し、前記凹部の内壁と前記素子基板の側面とが離間された隙間に前記第１の封止部材が配置される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記リードは、前記隙間を跨いで前記素子基板の電気接続部と接続されており、前記リードが跨ぐ隙間の幅は、１ｍｍ以下である請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第１の封止材中のフィラーの充填量は、７５質量％以下である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記シリカフィラーと前記シリコーンフィラーの使用割合は、質量比（シリカフィラー／シリコーンフィラー）で３５以上１１１以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
液体を吐出するための吐出口を有する素子基板と、該素子基板の電気接続部とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、前記素子基板と前記電気配線部材とを支持する支持部材と、前記リードと前記電気接続部を封止するための封止部材とを有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記素子基板の周囲に第１の封止材を塗布して硬化させ、第１の封止部材を形成する工程と、
第２の封止材を前記リードと前記電気接続部の上部から塗布し硬化させて第２の封止部材を形成する工程と、
を備え、
前記第１の封止材は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、シリカフィラーと、シリコーンフィラーとを含有し、前記第１の封止材中のシリカフィラーとシリコーンフィラーとを含むフィラーの充填量が前記第１の封止材全体の４０質量％以上であり、シリカフィラーのメディアン径とシリコーンフィラーのメディアン径の差が４．０μｍ以下であることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記シリコーンフィラーは、シリコーンゴムフィラー、被覆型シリコーンフィラー及びシリコーンレジンフィラーから選択される１種以上であることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記シリコーンフィラーは、シリコーンレジンフィラーである請求項１１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記シリカフィラーのメディアン径とシリコーンフィラーのメディアン径の差は、２．０μｍ以下である請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記封止材は、分散剤を含まない請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記支持部材は、前記素子基板を支持する部分が前記電気配線部材を支持する部分より窪んだ凹部を有し、前記凹部の内壁と前記素子基板の側面とが離間された隙間に前記第１の封止材を充填する請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記リードは、前記隙間を跨いで前記素子基板の電気接続部と接続されており、前記リードが跨ぐ隙間の幅が１ｍｍ以下であり、前記リードが跨ぐ隙間以外の前記素子基板の側面と前記支持部材の凹部内壁との隙間に前記第１の封止材を塗布し、前記リードが跨ぐ隙間に前記第１の封止材を流動させる請求項１５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記第１の封止材中のフィラーの充填量は、７５質量％以下である請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記シリカフィラーと前記シリコーンフィラーの使用割合は、質量比（シリカフィラー／シリコーンフィラー）で３５以上１１１以下である請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録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。
【０００３】
この種の液体吐出ヘッドの製造方法としては、次のような方法がある。まずシリコン基板上に吐出エネルギー発生素子と、吐出エネルギー発生素子に電力を供給するための配線導体とを設ける。そして、その配線導体に保護膜を設けた後、インク流路及びインク吐出口をレジストをマスクとして用いてパターニングする。次に、シリコン基板の裏面側から吐出エネルギー発生素子が設けられている表面側へ、インクを供給するための貫通孔（インク供給口）をあけ、基板（記録素子基板）を形成する。
【０００４】
そして、形成された記録素子基板をアルミナ等の支持部材の凹部に張り付け、また、支持部材上に接合された電気配線部材のリードと記録素子基板の配線導体端部の電極端子を電気的に接合する。
【０００５】
次に、記録素子基板の周囲の支持部材との隙間に、チップ周囲封止材を塗布する。その上から電気接続部を封止するＩＬＢ（ｉｎｎｅｒ  ｌｅａｄ  ｂｏｎｄｉｎｇ）封止材の塗布を行う。チップ周囲封止に関する技術としては、特許文献１に記載された方法が知られている。
【０００６】
ここで使用される、記録素子基板の周囲を封止するチップ周囲封止材に求められる機能は次のとおりである。
まず、一点目としては、ヘッド製造時に、支持部材上の凹部と記録素子基板との間に形成される１ｍｍ弱の幅の隙間を周囲封止材が短時間に流動し、すみやかに注入点から全周囲に充填されることが要求される。
二点目としては、ヘッドの品質として、インクやその他の要因から電気接続部の腐食、ショート、マイグレーションことを防ぐ事が要求される。
三点目としては、封止材の膨張収縮で素子基板を変形させないことである。上記のような構成を有するヘッドにおいて、記録素子基板は単結晶シリコンを用いるのが一般的である。素子基板の周囲を周囲封止材が封止しているため、周囲封止材の硬化温度よりも低温環境下では、線膨張係数の非常に小さい素子基板に比べ、線膨張係数の大きな周囲封止材が収縮する。周囲封止材が収縮すると、周囲封止材が素子基板を外側に引っ張る方向に力（引張応力）が働く。周囲封止材の収縮が大きいと、引張応力によって素子基板にクラックが生じ、良好な印字ができなくなる可能性がある。
【０００７】
このような引張応力の緩和のため、チップ周囲封止材を低線膨張化、低弾性化させることが有利である。そのために、チップ周囲封止材にフィラーを高充填する方法がある。例えば、シリカフィラーは無機物であるため、線膨張係数が小さく、有機物であるベース樹脂を含む周囲封止材に充填すればするほど、線膨張係数を低減することができる。シリコーンフィラーは低弾性フィラーであるため、周囲封止材に充填すればするほど、低弾性化することができる。ただし、フィラーの高充填はフィラーの流動性の低下につながる。上述したように、周囲封止材は１ｍｍ弱の幅の隙間を速やかに流動する必要があるため、高流動性とフィラーの高充填を両立する必要がある。
【０００８】
ところで、シリカフィラーやシリコーンフィラーは通常、プラネタリーミキサーや３本ロール等で必要に応じて加熱、冷却しながら、封止材を構成するベース樹脂に混ぜ込む。但し、シリコーンフィラーは粘稠なパウダーであるため、そのままベース樹脂に混ぜると、ベース樹脂に均一に分散できず、高粘度、高チキソな封止材となってしまい、高流動性が要求されるチップ周囲封止材には使えないことがある。
【０００９】
そのため、チップ周囲封止材にシリコーンフィラーを均一に分散させるために、分散剤を使用することでシリコーンフィラーの均一分散が可能となることが知られている。
【００１０】
分散剤を用いてシリコーンフィラーを、粘度・チキソを増大させずに分散させることは、特許文献２、特許文献３に記載されている。
【００１１】
特許文献２では、分散剤（特許文献２では、相溶化剤と記載）として、シリコーンオイルを用いることで低粘度化を図っている。特許文献３では、分散剤として、シランカップリング剤を用いることで低粘度化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１３２１０２号公報
【特許文献２】特開２００８−２１４４７９号公報
【特許文献３】特開２０１４−１５２３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、これらの分散剤は封止材硬化後の絶縁性を低下させることが多かった。すなわち、シリコーンオイルなどの反応性がない材料、またシランカップリング剤などの単官能の材料などが封止材中に存在すると、ベース樹脂の架橋密度が低下し、吸水率なども高くなってしまう。また、分散剤の中には、イオン性のものもあり、微量添加でも絶縁性が低下してしまう傾向にあった。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題を解決するものである。即ち本発明では、素子基板周囲に配置する封止材の電気信頼性と低粘度化を両立する、すなわち、分散剤を用いずにフィラーを高充填し、封止材の低線膨張化、低弾性化を両立させ、素子基板の変形を抑制した液体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】
【００１５】
本発明の一形態によれば、インクを吐出する吐出口を有する素子基板と、該素子基板の電気接続部とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、前記素子基板と前記電気配線部材とを支持する支持部材と、前記リードと前記電気接続部を封止するための封止部材を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記封止部材は、前記素子基板の周囲に配置され、前記リードと前記電気接続部を下部から封止する第１の封止部材と、前記リードと前記電気接続部を上部から封止する第２の封止部材とを含み、前記第１の封止部材は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、シリカフィラーと、シリコーンフィラーとを含有する封止材であって、前記封止材中のシリカフィラーとシリコーンフィラーとを含むフィラーの充填量が前記封止材全体の４０質量％以上であり、シリカフィラーのメディアン径とシリコーンフィラーのメディアン径の差が４．０μｍ以下である第１の封止材の硬化物であることを特徴とする液体吐出ヘッド、が提供される。
【００１６】
また、本発明の一形態によれば、液体を吐出するための吐出口を有する素子基板と、該素子基板の電気接続部とリードにより電気的に接続される電気配線部材と、前記素子基板と前記電気配線部材とを支持する支持部材と、前記リードと前記電気接続部を封止するための封止部材とを有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記素子基板の周囲に第１の封止材を塗布して硬化させ、第１の封止部材を形成する工程と、第２の封止材を前記リードと前記電気接続部の上部から塗布し硬化させて第２の封止部材を形成する工程と、を備え、前記第１の封止材は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、シリカフィラーと、シリコーンフィラーとを含有し、前記第１の封止材中のシリカフィラーとシリコーンフィラーとを含むフィラーの充填量が前記第１の封止材全体の４０質量％以上であり、シリカフィラーのメディアン径とシリコーンフィラーのメディアン径の差が４．０μｍ以下であることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法、が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気信頼性と低粘度を両立し、素子基板を変形させにくいチップ周囲封止材が提供され、信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の液体吐出ヘッドの一例としてのインクジェットヘッドの形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ’断面における基板長手方向端部の断面拡大図である。
【図３】本発明のインクジェットヘッドにおける製造方法を説明するための上面図である。
【図４】（ａ）は比較例の第１の封止材の分散状態図、（ｂ）は本発明に係る第１の封止材の分散状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（液体吐出ヘッド）
次に、封止材により電極部を保護する液体吐出ヘッドの一例として、インクジェットヘッドを用い、インクジェットヘッドに本発明に係る封止材を用いて電極部を封止する場合の実施形態を説明する。また以降、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し、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。
【００２０】
図１に示したインクジェットヘッドＨ１０００は、インクなどの液体を吐出する吐出口を有する素子基板Ｈ１１００を有している。図２は、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。素子基板Ｈ１１００は、その表面に吐出口（不図示）と、インク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の端部表面に設けられている電気接続部（駆動電極Ｈ１１０２）は、素子基板Ｈ１１００に対して電気制御信号と駆動信号を供給する電気配線部材Ｈ１３００が有するリード（接続電極Ｈ１３０２）と電気的に接続されている。
【００２１】
素子基板Ｈ１１００は、エネルギー発生素子へと連なる流路にインクを供給するインク供給路を有する。支持部材Ｈ１２００は素子基板Ｈ１１００を支持する部分が電気配線部材Ｈ１３００を支持する部分より窪んだ凹部を構成している。支持部材Ｈ１２００の凹部内には、第１の接着部材Ｈ１４０１により素子基板Ｈ１１００が固定されている。また、電気配線部材Ｈ１３００は、第２の接着部材Ｈ１３０１により支持部材Ｈ１２００の凹部外に固定接合されている。駆動電極Ｈ１１０２及び接続電極Ｈ１３０２の接続部は、第１の封止部材Ｈ１５０１及び第２の封止部材Ｈ１５０２からなる封止部材Ｈ１５００により被覆され、インクなどから保護されている。第１の封止部材Ｈ１５０１は、支持部材Ｈ１２００の凹部内壁と素子基板Ｈ１１００の側面とが離間された隙間Ｈ１２０１に配置されており、該隙間Ｈ１２０１は素子基板Ｈ１１００の周囲に形成されている。第１の封止部材Ｈ１５０１により素子基板Ｈ１１００の周囲が封止される。また、第２の封止部材Ｈ１５０２はリード（接続電極Ｈ１３０２）と電気接続部（駆動電極Ｈ１１０２）を上部から封止している。このとき、第１の封止部材Ｈ１５０１に、本発明に係る封止材を用いることができる。
【００２２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るインクジェットヘッドにおいて、封止部材により電極部を被覆する工程を含む製造方法の一例を説明する為の模式的上面図であり、以下に説明する。
図３（ａ）は、支持部材Ｈ１２００（不図示）に、吐出素子基板Ｈ１１００と電気配線部材Ｈ１３００が接着剤（不図示）により張り付けられ、接続電極Ｈ１３０２と駆動電極Ｈ１１０２（不図示）が接続された状態である。リード（接続電極Ｈ１３０２）は隙間を跨いでおり、このリードを跨ぐ部分の隙間は、通常、リードを跨ぐ部分の隙間以外の隙間よりも狭く形成されている。好ましくは、リードを跨ぐ部分の隙間は１ｍｍ以下の幅である。
【００２３】
図３（ｂ）は、第１の封止材Ｈ１５０１ａを接続電極Ｈ１３０２の配されていない素子基板Ｈ１１００の二側面の隙間Ｈ１２０１に塗布した状態である。これは、第１の封止材Ｈ１５０１ａを接続電極Ｈ１３０２がある側に塗布すると、空気が閉じ込められてしまい、泡だまりによって、接続電極を封止することができないためである。
図３（ｃ）は、第１の封止材Ｈ１５０１ａが接続電極Ｈ１３０２のある側に封止材の流動性によって流れ込んだ状態を示したものである。
【００２４】
その後、第１の封止材Ｈ１５０１ａを硬化させ、第１の封止部材Ｈ１５０１とする。さらに、第２の封止部材Ｈ１５０２の材料を塗布して硬化させる。なお、第１の封止部材Ｈ１５０１と第２の封止部材Ｈ１５０２とを同時に硬化させてもよい。また、第１の封止部材Ｈ１５０１を半硬化させ、その後第２の封止部材Ｈ１５０２の材料を塗布した後、第２の封止部材Ｈ１５０２の硬化と同時に第１の封止部材Ｈ１５０１を本硬化させてもよい。例えば、１５０℃で数時間の熱硬化により行うことができる。
第２の封止部材Ｈ１５０２の材料（第２の封止材）としては、第１の封止材Ｈ１５０１ａと同様の材料を用いることができるが、流動性等を第１の封止材Ｈ１５０１ａ程には考慮する必要がないため、吸水率等への影響が少ない範囲で適宜選択すればよい。また第２の封止材は、フィラーとしても同様のシリカフィラーとシリコーンフィラーとを含んでいてもよく、これらのメディアン径差についても制限はない。また、特許文献１に記載されるように、第２の封止材は第１の封止材よりも硬化後の硬度が高いものが好ましく使用できる。さらに、第１の封止材が硬化する前に第２の封止材を塗布した場合、明確な界面を形成せずに相互の組成が混合された領域を形成していてもよい。
支持部材Ｈ１２００には、素子基板Ｈ１１００の液体供給路（不図示）に連通する液体供給口（不図示）が設けられており、特に素子基板の液体供給路が素子基板を貫通する貫通孔である場合、素子基板を配置する凹部内に液体供給口が開口している。
【００２５】
以下に、本発明に係る液体吐出ヘッドに用いる第１の封止材について説明する。
【００２６】
本発明における第１の封止材は、少なくとも、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカフィラー、シリコーンフィラーを含んでいる。
【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、脂肪族エポキシ樹脂など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またはシクロヘキセン、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または、シクロペンテンオキサイド構造含有化合物、または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が挙げられる。例えば、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−エチルヘキシル等。
【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、また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、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、またこれらに更にアルキレンオキサイドを付加させた化合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等。
【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また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基含有化合物、グリシジルアクリレートまた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またはグリシジルメタクリレートのコポリマー等が挙げられる。代表的な化合物として、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などの多価アルコールのグリシジルエーテル、また、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種または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。
【００３１】
さらに、脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテルや、フェノール、クレゾール、ブチルフェノール、また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等が挙げられる。
【００３２】
また、封止材のベース樹脂として、アクリル樹脂、スチレン樹脂、これらの変性体などを用いても良いが、分子内にエポキシ基をもつものは、耐薬品性に優れるため、特に好ましい。
【００３３】
硬化剤としては、公知のエポキシ樹脂用の硬化剤が使用できるが、アミン系硬化剤、酸および酸無水物系硬化剤が好ましい。
【００３４】
アミン系硬化剤としては、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）などの脂肪族アミン；メンセンジアミン（ＭＤＡ）、イソフォロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、ジアミノジシ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］ウンデカンなどの脂環式アミン；ｍ−キシレンジアミンなどの脂肪族芳香族アミン；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などの芳香族アミン；その他ポリアミノアミドなどが挙げられる。
【００３５】
酸および酸無水物系硬化剤としては、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二酸）無水物（ＳＢ−２０ＡＨ）、ポリ（フェニルヘキサデカン二酸）無水物（ＳＴ−２ＰＡＨ）などの脂肪族酸無水物；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）、メチルシクロヘキセンカルボン酸無水物（ＭＣＴＣ）などの脂環式酸無水物；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二無水物（ＴＭＥＧ）などの芳香族酸無水物；無水ヘット酸（ＨＥＴ）、テトラブロモ無水フタル酸（ＴＢＰＡ）などのハロゲン系酸無水物が挙げられる。
【００３６】
その他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等の硬化剤がある。
【００３７】
加えて、硬化剤が主材もしくは同種の樹脂に包まれている、もしくは主材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材の硬化が始まるアミンアダクト、エポキシアダクトタイプ等の硬化剤でも可能である。
また、本発明に係る封止材には、必要に応じて、表面調整剤や消泡剤、難燃剤など様々な添加剤を用いることができる。
【００３８】
シリカフィラーとしては、特に限定されず、例えば、球状や不定形のもの、溶融シリカや結晶シリカなどを用いることができる。とくに球状溶融シリカは他のシリカフィラーに比べ、充填性や流動性の観点で好ましい。
【００３９】
シリコーンフィラーとしては、シリコーンゴムフィラー、被覆型シリコーンフィラー及びシリコーンレジンフィラーから選択される１種以上であることが好ましい。シリコーンゴムフィラーとは、直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋したシリコーンゴムの微粉末のことである。シリコーンレジンフィラーとは、シロキサン結合が（ＲＳｉＯ３／２）ｎで表わされる三次元網目状に架橋した構造をもつポリオルガノシルセスキオキサン硬化物の微粉末である。また、被覆型シリコーンフィラーは、球状シリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した微粉末である。なかでも、シリコーンレジンフィラーは有機樹脂になじみやすいため、より好ましい。
【００４０】
本発明に係る封止材は、シリカフィラー及びシリコーンフィラー以外のフィラーを、本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよい。その他フィラーとしては、非導電性カーボンブラック、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、窒化アルミニウムなどを用いることができるが、ここに記載されていないものでも可能である。また、フィラーは、粉砕、破砕、溶液重合による球状化、などいずれの状態でもよい。
【００４１】
封止材中のシリカフィラー、シリコーンフィラーを含むフィラーの充填量（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、充填するフィラーの種類や、形状により異なるが、線膨張低減効果を発現するために、封止材全体の４０質量％以上であることが好ましい。ただし、あまりに高充填すぎると流動性がなくなってしまうため、封止材全体の７５質量％以下であることが好ましい。フィラー中、シリカフィラーとシリコーンフィラーは合計で９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましく、その他のフィラーを含まない、すなわち、シリカフィラーとシリコーンフィラーは合計で１００質量％であることであることがさらに好ましい。このうち、シリカフィラーとシリコーンフィラーの使用割合は、質量比（シリカフィラー／シリコーンフィラー）で３５以上１１１以下であることが好ましく、４０以上６０以下であることがより好ましい。
【００４２】
フィラーの平均粒径（メディアン径（Ｄ５０））は、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて、積算数５０％から求めることができる。
【００４３】
本発明では、シリカフィラーとシリコーンフィラーの封止材への分散に、分散剤を極力使用しないため、シリカフィラーとシリコーンフィラーのメディアン径差は、４．０μｍ以下であることが必要である。この差が４．０μｍより大きいと、図４（ａ）のように、シリコーンフィラー３がベース樹脂１中で均一に分散できなくなり、高粘度・高チキソとなってしまい、上述した１ｍｍ弱の幅の隙間に流れることができない。したがって、この差は４．０μｍ以下である必要があり、特に２．０μｍ以下であるとより好ましい。すなわち、シリカフィラー２とシリコーンフィラー３のメディアン径差が４．０μｍ以下であると、図４（ｂ）のように、両フィラーが偏りなく均一にベース樹脂1中に分散でき、高流動性封止材となり、上述した１ｍｍ弱の幅の隙間に流れることが可能となる。
【００４４】
シリカフィラーのメディアン径は、特に限定されないが、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。また、シリコーンフィラーのメディアン径も、特に限定されないが、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。フィラーは粒径が大きい方が粘度の増加が抑えられるので、流動性の観点から粒径が大きい方が好ましい。
【００４５】
本発明に係る封止材には、シリカフィラー及びシリコーンフィラーを封止材成分に分散させるために使用する分散剤を使用しないことが好ましい。これは、上述したように、分散剤が含まれてしまうと、電気信頼性が著しく低下してしまう傾向があるからである。しかしながら、本発明の効果を損なわない分散剤又は量比であれば分散剤を含有することが許容される。
【００４６】
分散剤としては、以下のようなものが挙げられる。界面活性剤型としては、アルキルスルホン酸系、四級アンモニウム系、高級アルコールアルキレンオキサイド系、多価アルコールエステル系、アルキルポリアミン系である。高分子型としては、ポリカルボン酸系、ナフタレンスルホン酸系、ポリエチレングリコール、ポリエーテル系、ポリアルキレンポリアミン系などである。無機分散型としては、ポリリン酸塩系である。シリコーン系としては、シリコーンオイル、シラン系などである。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例、及び比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下において、「部」は「質量部」を意味する。
【００４８】
まず本発明に係る封止材の例として表１に示した組成にて封止材を調合した。表1における各品名は以下の通りである。
・エポキシ樹脂
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：三菱化学製商品名「エピコート８２８」
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂：三菱化学製商品名「エピコート８０７」
脂環式エポキシ樹脂：ダイセル化学製商品名「セロキサイド２０２１Ｐ」
・硬化剤
３−又は４−ヘキサヒドロ無水フタル酸：日立化成製商品名「ＨＮ５５００」
液状フェノールノボラック：明和化成製商品名「ＭＥＨ８００５」
・硬化触媒
イミダゾール：四国化成製商品名「キュアゾール２ＥＭＺ」）
・シリコーンフィラー
シリコーンレジンフィラー：モメンティブ製商品名「トスパール１１１０」、Ｄ５０＝１１．０μｍ
被覆型シリコーンフィラー：信越シリコーン製商品名「ＫＭＰ−６０１」、Ｄ５０＝１２．０μｍ
シリコーンゴムフィラー：信越シリコーン製商品名「ＫＭＰ−５９８」、Ｄ５０＝１３．０μｍ
・シリカフィラー
溶融シリカ１：電気化学製商品名「ＦＢ−１２Ｄ」、Ｄ５０＝１１．２μｍ
溶融シリカ２：電気化学製商品名「ＦＢ−４００ＦＤ」、Ｄ５０＝１２．８μｍ
溶融シリカ３：龍森製商品名「ＭＳＳ−７」、Ｄ５０＝７．５μｍ
溶融シリカ４：電気化学製商品名「ＦＢ−９５０ＸＦＤ」、Ｄ５０＝１４．５μｍ
溶融シリカ５：電気化学製商品名「ＦＢ−９７５ＸＦＤ」、Ｄ５０＝１５．５μｍ
溶融シリカ６：電気化学製商品名「ＦＢ−３０２Ｘ」、Ｄ５０＝６．２μｍ
・分散剤
アルコキシシラン：信越シリコーン製商品名「ＫＢＥ−１３」
【００４９】
【表１】
0006521787.tif 000002
【００５０】
表１に示した全ての封止材を、以下のような試験により耐イオンマイグレーション性を評価した。
【００５１】
《耐イオンマイグレーション性》
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、両電極を被覆する。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％中で保存する。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以下の基準で評価した。結果を表２に示す。
Ａ：１００時間以上
Ｂ：１００時間未満
【００５２】
（インクジェットヘッドにおける実施例及び比較例）
先に説明したインクジェットヘッドの例において、第１の封止材に、実施例１〜１１及び比較例１〜５の組成の封止材（表１に記載）を用いて、インクジェットヘッドを作製した。以下の基準で回り込み性と熱衝撃試験を評価した。結果を表２に示す。
【００５３】
《回り込み性》
封止材を塗布し、リード部に回り込みむかを調べた。リード部の隙間Ｈ１２０１は２ｍｍであった。
Ｓ：リード下部に回り込むのに５分以内に回り込む
Ａ：リード下部に回り込むのに５分より多くかかる
Ｃ：リード下部に回り込まない
【００５４】
《熱衝撃試験》
実施例及び比較例のインクジェットヘッドで、−３０℃から１００℃の熱衝撃試験を行った。記録素子基板にクラックの発生があるかどうかを、電子顕微鏡にて確認した。
Ａ：クラックなし
Ｃ：クラックあり
【００５５】
【表２】
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【００５６】
＜結果＞
・回り込み
実施例１〜６では、シリコーンレジンフィラーを用いている。特に、実施例１、２、５、６はシリコーンレジンフィラーとシリカフィラーのメディアン径差が２．０μｍ以下であるため、両フィラーが均一に分散することができ、粘度は３０Ｐａ・ｓ以下でチキソも１．４以下であったため、接続電極側に回り込むのに５分以内に回り込んだ。実施例３、４はシリコーンレジンフィラーとシリカフィラーのメディアン径差が２．０μｍよりは大きく、接続電極側に回り込むのに５分より長くかかったが、最終的には回り込んだ。実施例７、８はシリコーンフィラーの種類を被覆型シリコーンフィラー、シリコーンゴムフィラーを用いた。両者とも、シリコーンレジンフィラータイプに比べ粘度は高いので、リード下部に回り込むのに５分より長くかかったが、最終的には回り込んだ。
実施例９〜１１では、エポキシ樹脂や硬化剤を実施例１〜８と変更したが、回り込み性は良好であった。
比較例１〜２では、シリコーンフィラーとシリカフィラーのメディアン径差が４．０μｍより大きいため、高粘度（３０Ｐａ・ｓより大きい）で高チキソ（２より大きい）であり、リード下には最終的に回り込まなかった。比較例３はシリコーンフィラーのみのため、フィラーの分散性が悪化し、リード下には最終的に回り込まなかった。
【００５７】
・熱衝撃試験
実施例の１〜１１、比較例１、２、５ではシリカフィラーとシリコーンフィラーが充填されているため、低線膨張化、低弾性化となり、記録素子基板にクラックは見られなかった。比較例３、４ではシリカフィラーまたはシリコーンフィラーのいずれかが充填されていないため、クラックが発生した。
【００５８】
・電気信頼性
比較例５では、シリコーンレジンフィラーとシリカフィラーのメディアン径差が４．０μｍより大きいが、分散剤を使用したため、低粘度となり回り込み性は良好であった。ただし、分散剤がマイグレーションを促したため、電気信頼性が低い結果となった。
【符号の説明】
【００５９】
Ｈ１０００  記録ヘッド
Ｈ１１００  吐出素子基板
Ｈ１１０２  駆動電極
Ｈ１２００  支持部材
Ｈ１２０１  隙間
Ｈ１３００  電気配線部材
Ｈ１３０２  接続電極（リード）
Ｈ１３０１  接着剤
Ｈ１４０１  接着剤
Ｈ１５００  封止部材
Ｈ１５０１  第１の封止部材
Ｈ１５０２  第２の封止部材
１  ベース樹脂
２  シリカフィラー
３  シリコーンフィラー
【図１】
0006521787.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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