(57)【要約】【課題】インクジェット記録ヘッドの記録素子基板に設けられたインク流路形成部材の剥離や損傷を抑え、適正な状態で記録素子基板を支持部材へと実装することを可能にする。【解決手段】記録素子基板１００の一方の面１００ａには、インク流路形成部材１０９が設けられると共に、インク流路形成部材１０９から外方に延出する延出領域Ｒ１が設けられている。この延出領域Ｒ１をツール５０で加圧しながら、記録素子基板１００の第１端子部１２４と、支持基板２００の電極端子２０２とを接合させることにより、ツール５０によるインク流路形成部材１０９の損傷を避けることが可能になる。【選択図】図３
2008307710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面にインクの吐出口を有するインク流路形成部材が設けられると共に、他方の面に第１端子部が設けられた記録素子基板と、前記第１端子部に電気的に接合された第２端子部を有する支持部材と、を備えたインクジェット記録ヘッドであって、
前記記録素子基板の前記一方の面には、前記インク流路形成部材から外方に延出する延出領域が設けられると共に、前記第１端子部と前記第２端子部とを電気的に接合する接合領域が前記延出領域と対向する領域内に形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記延出領域は、前記インク流路形成部材の周囲に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記記録素子基板には複数の前記インク流路形成部材が配置され、前記延出領域は、前記複数のインク流路形成部材それぞれの周囲に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記第１端子部と前記第２端子部のいずれか一方に形成されたバンプを介して前記第１端子部と前記第２端子部とが電気的に接合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記延出領域を覆う保護層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記保護層は、前記インク液路形成部材と前記記録素子基板との密着性を向上させる密着性向上膜により構成されていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
一方の面にインクの吐出口を備えたインク液路形成部材が設けられると共に、他方の面に第１端子部が設けられた記録素子基板を、支持部材に実装するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記一方の面に前記インク流路形成部材より外方に延出する延出領域を有すると共に、前記延出領域との対向位置に前記第１端子部を備えた記録素子基板を、前記支持部材に設けた第２端子部と前記第１端子部とが当接するように前記支持部材に配置する工程と、
前記支持部材に配置された前記記録素子基板の前記延出領域を、加圧部材によって前記支持部材へ向けて加圧しつつ前記第１端子部と第２端子部とを電気的に接合させる工程と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記第１端子部と前記第２端子部とを電気的に接合させる工程は、前記加圧部材によって前記記録素子基板の延出領域を吸着保持すると共に、前記延出領域を前記支持部材へ向けて加圧することを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記第１端子部と前記第２端子部とを電気的に接合させる工程は、前記加圧部材が前記記録素子基板を加圧しつつ超音波振動を行うことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
一方の面にインクの吐出口を有するインク流路形成部材が設けられると共に他方の面に第１端子部が設けられた記録素子基板を、支持部材上に実装するためのインクジェット記録ヘッドの実装ツールであって、
前記一方の面において前記インク流路形成部材より外方に延出する延出領域を前記支持部材へ向けて加圧することにより、前記他方の面の前記延出領域との対向位置に設けられた第１端子部を前記第２端子部に押し当てる加圧部を備え、
前記加圧部は、前記インク流路形成部材との干渉を避けるための逃げ部を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの実装ツール。
【請求項１１】
前記加圧部は、前記一方の面において前記インク流路形成部材より外方に延出する延出領域を吸引して保持する吸着面を有し、前記吸着面は前記延出領域を前記支持部材に向けて加圧することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの実装ツール。
【請求項１２】
前記加圧部は超音波振動し、前記記録素子基板に設けられた第１端子部と、前記支持部材に設けられた第２端子部とを超音波接合させることを特徴とする請求項１０または１１に記載のインクジェット記録ヘッドの実装ツール。
【請求項１３】
前記加圧部によって供給される熱により、前記記録素子基板の第１端子部と前記第２端子部とを熱圧着させることを特徴とする請求項１０または１１記載のインクジェット記録ヘッドの実装ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッドの製造方法、およびその製造方法に使用するインクジェット記録ヘッドの実装ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドの代表的なインク吐出方式としては、電気熱変換素子を用いた方式がある。
【０００３】
このようなインクジェット記録ヘッドにおいて、特許文献１には、電気熱変換素子に接続される端子と、電気配線部材との電気的接続を開示する技術が開示されている。  
この特許文献１に開示されたインクジェット記録ヘッドは、ノズルが形成された記録素子基板の下に支持部材としてフレキシブル配線部材が配置されている。フレキシブル配線部材はポリイミド樹脂などのフィルム状のベースフィルムの両面に第１の配線層と第２の配線層が形成されており、各配線層は銅箔などをパターニングしたものとなっている。さらに、フレキシブル配線部材の第１の配線層により形成された電極端子上には、バンプが形成されている。このバンプと記録素子基板の裏面電極とが接合されることで、記録素子基板とフレキシブル配線部材との電気的接続がなされており、インクを吐出する際に必要な電力や電気的信号は、このフレキシブル配線部材から記録素子基板へと供給される。
【０００４】
また、特許文献２には、実装する際にチップ本体にキズ等が生じることのないＩＣチップの製造工程が開示されている。  
図１０は、このＩＣチップの製造工程を示す図である。ＩＣチップ１２はベアチップであり、その接続電極の存在する表面とは反対側の裏面上には、全面的に保護層１９が積層されている。保護層１９は金属材料または樹脂材料で形成されている。ＩＣチップ１２の底面上に設けられた不図示の接続電極には、Ａｕボールによるバンプ４５が予め形成されている。ステンレス鋼板によって構成されるフレクシャ１３上には、フレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＣ）のごとく金属薄板上にプリント基板を作成するのと同様の公知のパターニング方法で薄膜パターンが形成されている。
【０００５】
ＩＣチップ１２のバンプ４５と、フレクシャ１３との接合は、次のように行われる。  
まず、ノズルと呼ばれる超音波吸着ヘッド４６をその表面に押し当てた状態で把持（ピックアップ）し、不図示の接続パッドのＡｕ層４４の部分に位置合わせする。次いで、ＩＣチップ１２のＡｕボールバンプ４５が薄膜パターンの接続パッド４４にそれぞれ押し当たるように、このＩＣチップ１２を矢印４７方向に押圧し、さらに、矢印４８方向（横方向）に振動する超音波をノズル４６を介して印加する。  
このように、一定の圧力（荷重）による押圧と超音波振動が印加されることにより、ＩＣチップ１２のＡｕボールバンプ４５と図示のない接続パッドのＡｕ層４４とが短時間で溶融接合される。
【０００６】
また、特許文献４には、電子部品を保持するヘッドに保持される電子部品を超音波振動にて水平方向に往復振動させることで、電子部品を基板に圧接接合するものが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５６２４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４９１６号公報
【特許文献３】特開２００４−３３６０７１号公報
【特許文献４】特開２００５−３２９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年のインクジェット記録装置には、低価格化、小型化、多色化などの要求があり、こうした要求に応えるべくインクジェット記録ヘッドの構成、製造方法などにも改良が求められている。
【０００９】
上述した特許文献３および特許文献４では、電子部品を超音波振動にて基板に圧接接合する技術が開示されている。超音波振動を用いる接合技術は、接着剤、はんだ等を用いる接合技術に比べて接合時間を短縮でき、記録ヘッドのコスト低減を図る上で有効である。このため、特許文献１に記載されているようなインクジェット記録ヘッドの流路成部材と、支持部材としてのフレキシブル配線部材との接合に、特許文献４に開示の超音波振動による接合技術を応用することも考えられる。
【００１０】
しかし特許文献３および特許文献４に開示の超音波振動を用いる接合技術では、電子部品を超音波振動にて水平方向に往復振動させる際に、電子部品に傷が付く虞がある。従って、この超音波接合技術を特許文献１に記載されているようなインクジェット記録ヘッドのノズル形成部材と配線部材との接合に適用した場合、ノズル形成部材の吐出口面に傷が付いて、吐出口面のインクの濡れ性が変化し、吐出方向にずれが生じる虞がある。
【００１１】
これに対し、特許文献２では、チップ本体の裏面に保護層を形成し、超音波ノズルとの接触によりチップ本体にキズ等が生じるのを回避する提案がなされている。従って、特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドに、特許文献２に記載に記載の保護層を形成する技術を応用した上で、上記の超音波接合を行うことも考えられる。すなわち、特許文献１に記載のインク流路形成部材の一面に保護層を形成し、インク流路形成部材の保護層の上から超音波ノズルを押し当ててインク流路形成部材と電気配線基板との接合を行うことで、インク流路形成部材の損傷を軽減することも考えられる。
【００１２】
しかしながら、記録素子基板上にインク流路形成部材を設けた構造のインクジェット記録ヘッドでは、記録素子基板とインク流路形成部材との間に密着層を設け、両部材の密着性を高めることのみによってインク液路形成部材が剥離するのを防止している。このため、超音波ノズルによりインク流路形成部材を介して記録素子基板に超音波振動を与えた場合、記録素子基板と液路形成部材との間に、干渉縞が観察されるような微小な剥離が発生する虞れがある。
【００１３】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、記録素子基板に設けられたインク流路形成部材の剥離や損傷を抑え、適正な状態で記録素子基板を支持部材へと実装することが可能なインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成を有する。
【００１５】
本発明の第１の形態は、一方の面にインクの吐出口を有するインク流路形成部材が設けられると共に、他方の面に第１端子部が設けられた記録素子基板と、前記第１端子部に電気的に接合された第２端子部を有する支持部材と、を備えたインクジェット記録ヘッドであって、前記記録素子基板の前記一方の面には、前記インク流路形成部材から外方に延出する延出領域が設けられると共に、前記第１端子部と前記第２端子部とを電気的に接合する接合領域が前記延出領域と対向する領域内に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の形態は、一方の面にインクの吐出口を備えたインク液路形成部材が設けられると共に、他方の面に第１端子部が設けられた記録素子基板を、支持部材に実装するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記一方の面に前記インク流路形成部材より外方に延出する延出領域を有すると共に、前記延出領域との対向位置に前記第１端子部を備えた記録素子基板を、前記支持部材に設けた第２端子部と前記第１端子部とが当接するように前記支持部材に配置する工程と、前記支持部材に配置された前記記録素子基板の前記延出領域を、加圧部材によって前記支持部材へ向けて加圧しつつ前記第１端子部と第２端子部とを電気的に接合させる工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第３の形態は、一方の面にインクの吐出口を有するインク流路形成部材が設けられると共に他方の面に第１端子部が設けられた記録素子基板を、支持部材上に実装するためのインクジェット記録ヘッドの実装ツールであって、前記一方の面において前記インク流路形成部材より外方に延出する延出領域を前記支持部材へ向けて加圧することにより、前記他方の面の前記延出領域との対向位置に設けられた第１端子部を前記第２端子部に押し当てる加圧部を備え、前記加圧部は、前記インク流路形成部材との干渉を避けるための逃げ部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、記録素子基板の第１端子部と支持部材の第２端子部との接合に際し、インク流路形成部材を避けた延出領域を加圧しながら、両端子部の接合を行うことができ、インク流路形成部材の損傷を低減することができる。さらに、記録素子基板の第１端子部と支持部材の第２端子部は、前記延出領域との対向位置に設けられているため、延出領域に加えた加圧力を第１端子と第２端子とに適正に加えることが可能となり、良好な接合状態が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下に、本発明に係るインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法の第１の実施形態を図１ないし図３を参照しつつ説明する。  
図１は本実施形態における記録ヘッドの構成を示す側断面図、図２は図１に示した記録ヘッドチップの構成を示す図で、（ａ）は表面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側から見た斜視図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。また、図３は図２に示す記録ヘッドチップを支持部材へ実装する状態を示す側断面図である。なお、図１および図３は、図２のＡ−Ａ’線に沿ってインクジェット記録ヘッドを切断した断面形状を示している。
【００２０】
図１において、インクジェット記録ヘッド１は、記録ヘッドチップ１０と、これが実装される支持部材２００とを備える。記録ヘッドチップ１０は、シリコン（Ｓｉ）からなる記録素子基板１００と、この記録素子基板１００の一方の面（表面）１００ａに設けられたインク流路形成部材１０９とからなる。このインク流路形成部材１０９には、インクを吐出するための複数の吐出口１０７が図２（ａ）に示すように配列されると共に、記録素子基板１００との間に発泡室１０６を形成する凹部１０９ａが形成されている。
【００２１】
記録素子基板１００には、発泡室１０６に連通するインク供給口１０２が形成されている。また、記録素子基板１００の他方の面（裏面）１００ｂには不図示の回路およびこれに電気的に接続される電極１０４が設けられると共に、この電極１０４に電気的に接続される複数の電機熱変換素子１１０が設けられている。これらの電気熱変換素子１１０は、吐出口１０７に連通する液路（発泡室）１０６内に配列されている。記録素子基板１００の裏面１００ｂには、裏面電極（第１端子部）１２４が形成されている。裏面電極１２４は、ヘッドチップ１０の表面から裏面に亘って貫通するスルーホール１２０内に挿入された貫通配線部１２５を介して記録素子基板１００の表面に形成された不図示の配線回路に電気的に接続されている。
【００２２】
一方、支持部材２００は、セラミック基板等で形成されており、その中央部には、記録素子基板１００に形成されたインク供給口１０２に連通するインク供給口２０１が形成されている。インク供給口２０１には、使用時において不図示のインク供給源（インクタンクなど）と連結され、ここからインク供給口２０１に供給された液体は、記録素子基板１００に形成されたインク供給口１０２を経て発泡室１０６および吐出口１０７に供給される。また、支持部材２００の一方の面（表面）２００ａには、不図示の立体配線等によって外部電極端子（不図示）に接続される電極端子（第２端子部）２０２が設けられている。
【００２３】
なお、本明細書および特許請求の範囲に記載のインクとは、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、あるいはインクの処理に供され得る液体を言うものとする。このインクの処理としては、例えば記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化を図る処理などが挙げられる。
【００２４】
次に、図２を参照しつつ記録ヘッドチップ１０の構成を詳細に説明する。  
ここに示す記録ヘッドチップ１０は、前述のように支持部材２００に実装される前の状態を示している。  
図２（ａ）に示すように、インク流路形成部材１０９には、インクを吐出する複数の吐出口１０７からなる吐出口列１８が２列形成されており、２列の吐出口列１８の間にはインク供給口１０２が位置している。このインク供給口１０２は、吐出口列１０８の長さとほぼ等しい長さで開口している。前述のように、このインク供給口１０２から発泡室１０６および吐出口１０７に供給されたインクは、吐出口１０７と対向する電気熱変換素子１１０の通電時に発生する熱によって発泡し、その発泡時の圧力によって吐出口１０７から吐出される。なお、ここに示す記録ヘッドチップ１０は、電気熱変換素子が配列された記録素子基板１００の表面１００ａに対して直交する方向にインクを吐出させる、いわゆるサイドシュータ方式を採っている。
【００２５】
また、図２（ｂ）に示すように、記録ヘッドチップ１０における記録素子基板１００の裏面電極１２４には、緩衝材として高さ２０μｍの金バンプ１０５が設けられている。この記録ヘッドは、１種類のインクを吐出する単色記録ヘッドであり、ここに設けられている金バンプ１０５の数は、約３５０個となっている。  
記録素子基板１００の電気熱変換素子１１０が設けられている面、つまりインク流路形成部材１０９が設けられている面（表面）１００ａには、図２（ｃ）および（ａ）に示すように、インク流路形成部材１０９の周囲から外方に延出する領域Ｒ１が設けられている。以下、この領域Ｒ１を延出領域と称す。そして、記録素子基板１００のインク流路形成部材１０９が設けられていない面（裏面）１００ｂのうち、前記延出領域Ｒ１と対向する対向領域Ｒ２内に裏面電極金１２４が設けられると共に、裏面電極１２４に金バンプ１０５が形成されている。この金バンプ１０５は、後述の接合工程において記録素子基板１００を介して支持部材２００へ向かう方向に加圧されながら超音波接合されるため、電極端子２０２に接合された金バンプ１０５は、接合前の状態に比べて加圧方向において潰れた状態となる。従って、金バンプ１０５の形成領域と接合工程とによって形成される接合領域Ｒ３とは厳密には異なるものとなる。但し、金バンプ１０５の位置を上記のように延出領域Ｒ１との対向領域Ｒ２内に配置すれば、接合領域Ｒ３も延出領域Ｒ１との対向領域Ｒ２内に位置することとなる。
【００２６】
次に、上記記録ヘッドチップ１０を支持部材２００に実装するための実装ツールおよび実装工程を図３および図４を参照しつつ説明する。  
この実装工程では、図２に示すように構成された記録ヘッドチップ１０を支持部材２００上に実装する実装ツールとして、図３（ｂ）に示すような端部形状および図３（ａ）に示すような断面形状を有する超音波ホーン５０を用いる。超音波ホーン５０の端部には、図３（ｂ）に示すようにインク流路形成部材１０９の延出領域Ｒ１に当接させる環状の吸着面５１が形成されると共に、吸着面５１にはインク流路形成部材１０９との当接を避けるための凹部状の逃げ部５２が形成されている。
【００２７】
また超音波ホーン５０の環状の吸着面５１の両端部付近には、記録素子基板１００の延出領域Ｒ１の端部に形成される被吸着部１０ｂを吸引するための吸引孔５２ａが形成されている。この吸引孔５２ａは図外の負圧発生装置に連結されており、吸引孔５２ａに発生する負圧によって記録ヘッドチップ１０の被吸着部１０ｂを吸着面５１に吸着させることが可能である。また、吸着面５１には、逃げ部５２が設けられているため、液路形成部材１０９と接触することなく、記録ヘッドチップ１０を吸着面５２に吸着させることができる。
【００２８】
上記超音波ホーンを５０を用いて支持部材２００上に実装する場合には、まず、超音波ホーン５０を記録ヘッドチップ１０の表面上に移動させ、超音波ホーン５０の端部に形成された逃げ部５２とインク流路形成部材との位置合わせを行う。この後、吸引孔５２ａにおける吸引力によって記録ヘッドチップ１０の延出領域Ｒ１を超音波ホーン５０の端面に吸着保持させる。ここで、記録ヘッドチップ１０を吸着保持した超音波ホーン５０を支持部材２００の表面２００ａの上方に移動させ、記録ヘッドチップ１０の裏面電極１２４と支持部材２００の電極端子（第２端子部）２０２との位置を合わせを行う。次いで、超音波ホーン５０を下降させ、支持部材２００の電極端子２０２に対し、金バンプ１０５を所定の圧力で押し当てる。この後、超音波ホーン５０に対し水平方向に０．２〜５．０μｍの振幅で、超音波振動を加えることにより、約３５０個の金バンプ１０５と電極端子２０２とが金属接合され、記録ヘッドユニット１が完成する。
【００２９】
この超音波接合において、超音波ホーン５０は、逃げ部５２によって液路形成部材１０９との接触を回避することができるため、液路形成部材１０９には何ら損傷を与えることがない。超音波ホーン５０の逃げ部５２と液路形成部材１０９とのクリアランスは、ホーン５０と記録ヘッドチップ１０の吸着時の位置合わせ精度±２０μｍと超音波振動の最大振幅５μｍとを加味し３０μｍ程度あれば良い。また、金バンプ１０５は、記録素子基板１００の延出領域Ｒ１との対向領域Ｒ２内に設けられているため、環状の接着面５１が延出領域Ｒ１を加圧することで、全ての金バンプ１０５に確実に荷重を掛けることができ、良好な接合状態が得られる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、金バンプ１０５と電極端子２０２との接合の適正化、および超音波接合時におけるインク流路形成部材１０９の損傷の低減が実現され、信頼性の高い、安価なインクジェット記録ヘッドの提供が可能になる。
【００３１】
なお、本実施形態では、超音波振動を加えることにより接合を行なったが、超音波ホーン５０を、その内部に埋設したヒータなどによって加熱し、金バンプ１０５と電極端子２０２とを熱圧着接合させることも可能である。但し、本実施形態では、超音波ホーン５０と記録素子基板１００との接触面が少なく、熱伝導の良い記録素子基板１００に熱が逃げてしまう可能性もあるため、短時間で金バンプ１０５を加熱できるインパルス加熱が有効である。この場合、超音波ホーン５０と液路形成部材１０９との間に逃げ部５２が形成されていないと、樹脂にて形成された液路形成部材１０９を介して超音波ホーン５０から記録素子基板１００へと熱を伝えることとなり、インク流路形成部材１０９を損傷する虞がある。従って、超音波ホーン５０を加熱することによって記録素子基板１００と支持部材２００とを熱圧着させる場合にも、ホーン５０に液路形成部材１０９の逃げ部５２を設けることは有効である。
【００３２】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について、図４を用いて説明する。  
上記実施形態では、超音波ホーン５０を記録素子基板１００の延出領域Ｒ１上に直接接触させるようになっているため、記録素子基板１００上の配線（不図示）がホーン５０によって傷つけられる場合もある。そこで、本実施形態では、図４に示すように、インク液路形成部材１０９と記録素子基板１００との密着性を高める密着層としての有機薄膜２５を、記録素子基板１００の超音波ホーン５０との接触部である延出領域Ｒ１まで延長している。これによれば、超音波ホーン５０が記録素子基板１００に形成されている配線と直接接触することはなくなり、超音波ホーン５０との接触による記録素子基板１００の損傷も抑えることが可能となる。
【００３３】
この密着性向上膜である有機薄膜２５の形成は、以下のようにして行う。まず、インク圧力発生素子として電気熱変換素子（不図示）を配置した記録素子基板１００上に密着層としてポリエーテルアミドからなる有機薄膜２５を厚み２．０μｍで形成する。次いで、有機薄膜２５上にマスクとして使用するポジレジスト（不図示）を用いてパターニングを行い、さらにポジレジストパターンをマスクとしてＯ2プラズマアッシングにより有機薄膜２５のパターニングを行う。そして、最後にマスクとして使用したポジレジストパターンを剥離することで密着層を形成する。その後、基板１００上に別のポジレジスト（不図示）からなるインク流路パターンを形成する（厚み１２μｍ）。
【００３４】
さらに、インク流路形成部材１０９となるエポキシ樹脂層を記録素子基板１００上に形成し、パターニングによって吐出口１０７を形成する。次いで記録素子基板１００に対し、ドライエッチングによってインク供給口１０２を形成する。この後、インク流路パターンを形成したポジレジストを除去した上で、インク流路形成部材１０９である前記エポキシ樹脂を完全に硬化させ、記録ヘッドチップ２０を得る。
【００３５】
この記録ヘッドチップ２０において、インク流路形成部材１０９は、密着層である有機薄膜２５を介して基板１００表面（Ｔａ等の配線面／ＳｉＮ等の絶縁膜面）に接着される。なお、有機薄膜２５は、図４に示すように、インク供給口１０２、液路形成部材１０９、及び外周の切断部を除いてほぼ全面に設けられている。このため、超音波ホーン５０による記録素子基板１００の吸着、記録ヘッドチップ２０の裏面電極１２４と支持部材２００の電極端子２０２との接合、などの工程おいて記録素子基板１００の配線が超音波ホーン５０で傷つけられる可能性は大幅に低減する。
【００３６】
また、この第２の実施形態によれば、記録素子基板１００の配線（不図示）に対する保護層が、記録素子基板１００と支持部材２００との密着層としての機能を果たす有機薄膜２５の形成と同一工程において形成される。このため、新たに工程、部材等の追加も不要となり、信頼性の高い、安価なインクジェット記録ヘッドを提供することが可能になる。
【００３７】
なお、記録素子基板１００の配線の絶縁に使用するＳｉＮ等の絶縁膜を、記録素子基板の保護層として流用することも可能である。但し、絶縁膜であるＳｉＮ等の膜厚は０．１μｍ以下であるため、接合時にホーン５０により僅かな傷が付く可能性もある。また、その他の保護膜を延出領域Ｒ１に設けることにより、配線の損傷を低減させることも可能である。しかし、この場合には、保護膜を形成するために新たな工程を必要とするため、本実施形態に比べコスト高となる可能性がある。
【００３８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００３９】
前述の第１の実施形態では、記録素子基板１００に一つのインク流路形成部材１０９を設けた場合を示した。これに対し、本実施形態では、カラー用の複数種のインクに対応して、インク流路形成部材を記録素子基板上に複数個配置したものとなっている。以下、図５ないし図７を用いて詳細に説明する。
【００４０】
図５（ａ）は、この第３の実施形態に使用されるカラー用の記録ヘッドチップ３０を吐出口面側（表面側）から見た斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）における記録ヘッドチップ３０を裏面側から見た斜視図である。また図６および図７は、第３の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドを図５（ａ）におけるＢ−Ｂ’に沿って切断した断面を示す側断面図であり、図６は記録ヘッドチップ３０を支持部材３１０に実装する前の状態を、図７は実装後の状態をそれぞれ示している。また、図８は図５（ａ）に示した記録ヘッドチップの表面側から見た平面図である。
【００４１】
この第３の実施形態におけるインクジェット記録ヘッド３は、図７に示すように、記録ヘッドチップ３０と支持部材３１０とを備えた構成となっており、この点は、上記第１および第２の実施形態と略同様である。但し、この第３の実施形態における記録素子基板３００には、図５ないし図７に示すように、３個のインク流路形成部材３０９Ｙ，３０９Ｍ，３０９Ｃが一定の間隔を介して並設されている。図中、３０９Ｙはイエローインクの吐出口３０７Ｙが配列されたインク流路形成部材、３０９Ｍはマゼンタインクの吐出口３０７Ｍが形成されたインク流路形成部材、３０９Ｃはシアンインクの吐出口３０７Ｃが形成されたインク液路形成部材である。
【００４２】
ここで、インク流路形成部材の構成を、シアンインクを吐出するインク流路形成部材３０７Ｃを例に採り説明する。インク流路形成部材３０９Ｃには、吐出口３０７Ｃが千鳥状に配列されており、これによって２列の吐出口列３０８Ｃが形成されている。また、インク流路形成部材３０７の裏面側には、インクを供給するためのインク供給口３０２Ｃが、吐出口列３０８Ｃの長さとほぼ等しい長さで形成されている。こうしたインク流路形成部材の構成は、イエローインク用のインク供給口３０２Ｙ、マゼンタインク用のインク供給口３０２Ｍも同様である。
【００４３】
記録素子基板３００の表面３００ａには、各インク流路形成部材の各吐出口３０７Ｃに対向する位置に電気熱変換素子（図示せず）が設けられている。表面３００ａには、図５（ａ）に示すように、前述の各インク流路形成部材が配置されると共に、各インク流路形成部材の周囲から外方に延出する延出領域Ｒ１が形成されている。本実施形態では、複数のインク流路形成部材３０７Ｙ，３０７Ｍ，３０７Ｃが一定の間隔を介して設けられているため、各インク流路形成部材３０７Ｙ，３０７Ｍ，３０７Ｃの間にも延出領域Ｒ１が存在することとなる。
【００４４】
また、記録素子基板３００の裏面３００ｂには、各インク供給口３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃの周囲に沿って複数の裏面電極（第１端子部）３２４が形成されており、各裏面電極３２４には、高さ２０μｍの金バンプ３０５が緩衝材として設けられている。この金バンプ３０５は、記録素子基板３００の表面３００ａにおける前述の延出領域Ｒ１（図６参照）と対向する対向領域Ｒ２（図８参照）内に設けられている。なお、記録素子基板３００の外形寸法は、幅Ｗが３ｍｍ、長さが３０ｍｍとなっている。そして、各吐出口列３０８Ｙ、３０８Ｍ、３０８Ｃの長さが１インチのカラー用インクジェット記録ヘッドの場合、金バンプ３０５の数は約７００個である。さらに、記録素子基板３００には、レーザーやエッチング等で形成されたスル−ホール３２０（図６参照）が形成されている。このスルーホール３２０内には、記録素子基板３００の表面３００ａに設けられた複数の電極３０４と裏面電極３２４とを電気的に接続する貫通配線３２５が設けられている。
【００４５】
このように構成された記録ヘッドチップ３０は、図６に示す超音波ホーン３５０を用いて支持部材３１０上に実装される。まず超音波ホーン３５０によって記録ヘッドチップ３０を吸着保持した後、その記録ヘッドチップ３０を支持部材３１０上に位置合わせして配置する。この際、記録ヘッドチップ３０の金バンプ３０５が支持部材３１０上の電極端子（第２端子部）３１２に当接するよう位置合わせを行う。次いで、超音波ホーン３５０は、記録素子基板３００に対して支持部材３１０に向かう方向に加圧しながら、加圧方向と直交する方向に超音波振動し、電極端子３１２とバンプ３０５とを電気的に接合させる。
【００４６】
ここで使用する超音波ホーン３５０は、その端面３５０ａが記録ヘッドチップ３０を吸着させる吸着面となっている。この吸着面３５１には、記録素子基板３００の吐出口列３０８Ｃの両端近傍の被吸着部３００ｃ（図８参照）付近を吸着する吸着孔（図示せず）が形成されており、これが、図外の負圧発生源に連結されている。但し、この吸着面３５１には、記録ヘッドチップ３０に配置された３個の液路形成部材３０９Ｙ、３０９Ｍ、３０９Ｃそれぞれに対応して、凹部状の逃げ部３５２が３箇所に形成されている。
【００４７】
超音波ホーン３５０の吸着面３５１に形成した逃げ部３５２によって、超音波ホーン３５０はインク流路形成部材３０９Ｙ、３０９Ｍ、３０９Ｃに接触することなく記録ヘッドチップ３０を吸着させることができる。この際、超音波ホーン３５０の吸着面３５１は、記録素子基板３００の延出領域Ｒ１に接触することとなる。なお、各逃げ部３５２と液路形成部材３０９Ｙ、３０９Ｍ、３０９Ｃとのクリアランスは、超音波ホーン３５０と記録ヘッドチップ３０の吸着時の位置合わせ精度±２０μｍと超音波振動の最大振幅５μｍを加味し３０μｍ程度あれば良い。
【００４８】
金バンプ３０５と電極端子３１２との接合工程では、超音波ホーン３５０が記録ヘッドチップ３０を介して金バンプ３０５に確実に荷重をかける必要がある。すなわち、金バンプ３０５の真上から荷重をかける必要がある。この第３の実施形態では、超音波ホーン３０５が、延出領域Ｒ１と対向する裏面側の対向領域Ｒ２内に設けられた全ての金バンプ３０５をその真上から加圧することにより、記録素子基板３００に偏荷重がかからないようにしている。これにより、約７００個の全ての金バンプ３０５と電極端子３１２とを偏りなく同時に接合させることが可能となる。この接合工程によって金バンプ３０５と電極端子３１２との接合領域Ｒ３は、図７に示すように、延出領域Ｒ１との対向領域内に位置する。
【００４９】
このように、この第３の実施形態によれば、超音波ホーン３５０の逃げ部３５１により、液路形成部材３０９Ｙ、３０９Ｍ、３０９Ｃにダメージを与えずに、約７００個の全ての金バンプ３０５に均一な荷重をかけながら電極端子３１２との接合を行うことができる。これにより、信頼性の高いインクジェット記録ヘッド３を安価に提供することが可能になる。
【００５０】
（第４の実施形態）
次に、図１０を参照しつつ、本発明の第４の実施形態を説明する。  
前述の第１の実施形態では、記録素子基板１００の裏面側に設けられた裏面電極１２４に緩衝材として高さ２０μｍの金バンプを設けたが、本実施形態では、金バンプ４１３を支持部材の電極端子部４１２に設けたものとなっている。
【００５１】
第１の実施形態のように記録素子基板の裏面電極に金バンプを設ける場合、その金バンプの数が多数存在するときには、めっきバンプを用いることがコスト的にも有効である。但し、めっきには時間がかかるため、金バンプの数が少ない場合には、金バンプのボールボンディング技術を利用したスタッドバンプを用いることが有効である。しかしながら、本発明に使用される記録素子基板は、金バンプに対向する領域にインク液路形成部材が設けられていないため、記録素子基板の全面にインク流路形成部材が形成されたものと比べ、強度的に低いものとなる可能性がある。このため、スタッドバンプを設けた場合に、記録素子基板が破損する虞がある。特に記録素子基板が２００μｍ程度と薄い場合、スタッドバンプを設けることは不可能である。
【００５２】
そこで、この第４の実施形態では、記録素子基板４００の裏面電極（第１端子部）４２４にはバンプを設けず、支持部材の電極端子に緩衝材として高さ２０μmの金スタッドバンプ４１３を設けて、記録素子基板４００に設けた裏面電極４１３とを接合する。なお、その他の構成は、上記第１の実施形態と略同一であり、本実施形態においても、記録素子基板４００の表面には、インク流路形成部材の側方より延出する延出領域（ここでは図示せず）が設けられている。また、この延出領域Ｒ１と対向する対向領域Ｒ２内に裏面電極（第２端子部）４２４が延在している。そして、支持部材４１０の電極端子４１２に設けられた金スタッドバンプ４１３は、前記対向領域Ｒ２内に延在している裏面電極４２４との対向位置に設けられており、これらが超音波ホーン５０によって接合される。金スタッドバンプとしては、ボールボンディング技術を利用したスタッドバンプを用いた。支持部材４１０は、記録素子基板４００と比べて大きな強度を有し、十分にスタッドバンプを形成することが可能である。従って、少数のバンプを形成する場合には、支持部材４１０側にバンプを設けることが有効である。
【００５３】
接合工程に際し、超音波ホーン５０は、逃げ部５２によってインク流路形成部材４０９との接触を避けた領域、すなわち、記録素子基板上の延出領域Ｒ１を図外の吸着孔によって吸着保持する。この後、金スタッドバンプ４１３と裏面電極４１３との位置合わせを行い、支持部材４１０へ向けて押圧しながら、超音波ホーン５０に水平方向に０．２〜５．０μｍの超音波振動を加える。これにより、約３５０個の金バンプ４１３と裏面電極４２４が金属接合され、インクジェット記録ヘッド４が完成する。
【００５４】
本実施形態においても超音波ホーン５０の記録ヘッドチップ４４０の吸着面には、液路形成部材４０９の逃げ部５２が設けられているため、超音波ホーン５０は液路形成部材４０９に接触せずに記録ヘッドチップ４４０を吸着することが可能になる。なお、ホーン５０の記録ヘッドチップ４４０の不図示の吸着孔は、上記第１の実施形態と同様に、記録素子基板４００の両端近傍を吸着するような位置に形成されている。
【００５５】
以上のように、上記各実施形態では、インク流路形成部材が設けられる記録素子基板の表面に、液路形成部材の側方から延出する延出領域を設ける一方、超音波ホーンの吸着面には、液路形成部材との干渉を避ける逃げ部を設けている。このため、超音波ホーンとインク流路形成部材との接触を回避しつつ、超音波ホーンを記録素子基板の延出領域に吸着させることができる。また、記録素子基板と支持部材との接合工程においても、インク流路形成部材と超音波ホーンとの接触を回避することができるため、液路形成部材にダメージを与えることはなくなる。さらに、延出領域と対向する位置に設けたバンプを超音波ホーンで荷重を掛けながら超音波接合することができるため、バンプをこれに対向する部材（記録素子基板の裏面電極または支持部材の電極端子）に確実に接合させることができ、高い信頼性が得られる。
【００５６】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では記録素子基板の裏面電極と支持部材の電極端子との接合を、バンプを用いて行うようにすることで、第１端子としての裏面電極と第２端子としての電極端子との並行度のずれを吸収できるようにした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、バンプを使用しないで裏面電極と電極端子とを部分的に接合させることも可能である。この場合も、記録素子基板にはインク液路形成部材から側方に延出する延出領域を設けると共に、超音波ホーンの端面に逃げ部を形成し、その逃げ部によって液路形成部材との接触を回避しつつ、記録素子基板の延出領域を超音波ホーンで加圧する。これにより、記録素子基板の電極部と支持部材の電極部との部分的な接合を確実に行うことができる。
【００５７】
また、上記各実施形態では、インクジェット記録ヘッドの実装ツールとして超音波ホーンの端面に記録素子基板の延出領域を吸引する吸引孔を形成したが、吸引孔を持たない超音波ホーンを用いることも可能である。すなわち、超音波ホーンは、記録素子基板上に設けられているインク流路形成部材との干渉を避けつつ、支持部材上に位置決めされた記録素子基板の延出領域を加圧し、かつ記録素子基板に超音波振動を伝達できるものであればよい。
【００５８】
さらに、インクジェット記録ヘッドの実装ツールとしては、前述のように記録素子基板の延出部のみを加圧する加圧部を備え、その加圧部に供給される熱により、前記記録素子基板の第１端子部と前記第２端子部とを熱圧着させるようにすることも可能である。従って、本発明のインクジェット記録ヘッドの実装ツールは、延出部のみを加圧する加圧部を備えた加圧部材としての機能を有するものであればよい。
【００５９】
また、記録素子基板に延出領域を設ける方法としては、インク流路形成部材の平面形状より大きな平面形状を有する記録素子基板を用いる方法、あるいは記録素子基板の平面形状より小さな平面形状を有するインク流路形成部材を用いる方法などがある。いずれの方法を選択するかは、製造すべきインクジェット記録ヘッドの形状、サイズ、コスト、強度などの諸条件に応じて適宜決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施形態における記録ヘッドの構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示す記録ヘッドチップの構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す記録ヘッドチップを支持部材へ実装する状態を示す側断面図である。
【図４】第２の実施形態における記録ヘッドチップを支持部材に接合する状態を示す側断面図である。
【図５】第３の実施形態に使用されるカラー用の記録ヘッドチップを示す図であり、（ａ）は記録ヘッドチップを吐出口面側（表面側）から見た斜視図、（ｂ）は記録ヘッドチップを裏面側から見た斜視図である。
【図６】図５に示す記録ヘッドチップを支持部材に実装する前の状態を示す側断面図である。
【図７】図５に示す記録ヘッドチップを支持部材に実装した状態を示す側断面図である。
【図８】図５に示した記録ヘッドチップを表面側から見た平面図である。
【図９】第４の実施形態において記録ヘッドチップを支持部材に実装する前の状態を示す側断面図である。
【図１０】従来の記録ヘッドチップを支持部材に実装する前の状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１、３、４  インクジェット記録ヘッド
１０、２０、３０、４４０  記録ヘッドチップ
５０、３５０  超音波ホーン
５２、３５２  逃げ部
１００、３００，４００  記録素子基板
１０５、３０５  バンプ
１０７、３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃ  吐出口
１０９、３０９Ｙ、３０９Ｍ、３０９Ｃ  インク液路形成部材
１１０、４０５  電気熱変換素子
１２４、３２４、４２４  裏面電極
２００、３１０、４１０  支持部材
２０２、３１２、４１２  電極端子
Ｒ１  延出領域
Ｒ２  延出領域との対向領域
Ｒ３  接合領域
【図１】
2008307710.tif 000003
【図２】
2008307710.tif 000004
【図３】
2008307710.tif 000005
【図４】
2008307710.tif 000006
【図５】
2008307710.tif 000007
【図６】
2008307710.tif 000008
【図７】
2008307710.tif 000009
【図８】
2008307710.tif 000010
【図９】
2008307710.tif 000011
【図１０】
2008307710.tif 000012