(57)【要約】【課題】圧電セラミックスで構成されているマイクロアクチュエータ上に金属膜で形成されている信号電極とプリント配線板とのワイヤーボンディング時の信頼性を向上させる。【解決手段】圧電セラミックスで構成されているマイクロアクチュエータの信号電極部を凹形状で構成し、ボンディングワイヤーの先端部のボール部と前記電極接合部の接合面を、前記凹形状の電極接合部の底面部だけでなく側面部を使用することにより、ボールボンドと凹形状の電極接合部の接合面積を広げる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部に電極を持つ基板に、前記電極に接合するために先端を球状に加工したワイヤーを接合する際に、前記電極と前記ワイヤーの接合部が前記凹部の底面部と前記底面部以外の領域とで接合していることを特徴とする電極接合方法。
【請求項２】
前記凹部の幅が、前記球状部の直径の２倍よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の電極接合方法。
【請求項３】
前記基板が、圧電セラミックスより構成されたインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１に記載された電極部接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電セラミックスを用いた、マイクロアクチュエータに関するものであり、圧電セラミックス上に形成された金属電極とプリント基板とのワイヤーボンディングによる接合の密着力の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤーボンディングによる電極接合は、図４に示しているように、従来シリコン基板上やガラス基板上などに形成された金属膜の信号電極４にボールを押し付けて、ボンディングワイヤー１０と信号電極４を接合し、さらに、図示しないプリント配線板とボンディングワイヤー１０を圧着して接合していた。このワイヤーボンディングの手法は、特開２０００−２９５０３９号公報に開示のように、ボールボンド１２は底面でのみ接合しており、この接合強度を増加するために、プロセス温度を高くしたり、押圧力を強くしたりするなどの対策を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の構成では、マイクロアクチュエータは、圧電セラミックスで構成されており、圧電セラミックス自体が約２〜３μｍのグレインで構成されているために、その上部に金属膜を形成しても、信号電極４とボールボンド１２の密着性が悪く、ボールボンド１２が付きにくいことや、ボールボンド１２が接合した後でも、剥離されやすいなどの問題点が存在していた。
【０００４】
本発明は、圧電セラミックス上に形成された金属膜にワイヤーボンディングを行う際の
電極部接合方法の課題を考慮し、ワイヤーボンディングの密着力の向上を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の電極部接合方法は、電極部接合に用いるワイヤーボンディングの密着力の向上をはかり、ボールボンド１２が接合する信号電極の形状とボールボンド１２の形状を従来のものと変更して行うことにより、密着力の強いワイヤーボンディングを実現させるものである。
【０００６】
すなわち、本発明の電極部接合方法は、圧電セラミックスで構成されているマイクロアクチュエータと駆動回路の信号を伝えるプリント基板との接合を、ワイヤーボンディングで行う場合において、圧電セラミックス上に形成される電極接合部を凹形状で構成し、前記ワイヤーの先端部のボール部と前記電極接合部の接合が前記凹形状の信号電極部の底面部だけでなく側面部においても接合していることを特徴とするものであり、ワイヤーボンディングの密着力の強化を実現しうるものである。
【０００７】
また、本発明の電極部接合方法は、前記マイクロアクチュエータが、圧電セラミックスの隔壁により隔てられた互いに並行する複数のチャンネルを有し、前記チャンネルの内壁に形成された信号電極への印加電圧に応じて前記隔壁を変形せしめ、その変形にともなって前記チャンネル内に充填されているインクをそのチャンネルに連通したインク吐出口より選択的に吐出せしめるインクジェット記録ヘッドであることを特徴とするものであり、前記インクジェット記録ヘッドの電極部と駆動回路の信号を伝えるプリント基板の接合を、ワイヤーボンディングで行う場合において、前記インクジェット記録ヘッドの電極部を凹形状で構成し、前記ワイヤーの先端部のボール部と前記電極部の接合が前記凹部の底面部だけでなく側面部においても接合していることを特徴としたものであり、ワイヤーボンディングの密着力の強化を実現しうるものである。
【０００８】
本発明によれば、信号電極４の凹形状の電極接合部とプリント基板の金パッド間のワイヤーボンディング接合において、信号電極４の凹形状の電極接合部に接合されるボールボンド１２の接合領域が底面部及び両側面部になることにより、ボールボンド１２と信号電極４との接合面積が増え密着力の向上を実現しうるものであり、この方法を用いることにより、電気的な不良がでにくいマイクロアクチュエータを提供することを可能とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、凹部に電極を持つ基板に、前記電極に接合するために先端を球状に加工したワイヤーを接合する際に、前記電極と前記ワイヤーの接合部が前記凹部の底面部と前記底面部以外の領域とで接合していることを特徴とする電極接合方法であり、凹部の底面だけなく側面やさらに凹部の上面までの広い領域を接合面に使用するので、ワイヤーボンディングの密着力を強化することが出来る。
【００１０】
さらに、請求項２に記載の発明は、前記凹部の幅が、前記球状部の直径の２倍よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の電極接合方法であり、ワイヤーの先端の球状部直径を凹部の幅の２倍以上にしたため、接合時に、確実に凹部の底面だけなく側面やさらに凹部の上面までの広い領域を接合面に使用することが出来る。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記基板が、圧電セラミックスより構成されたインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１に記載された電極部接合方法であり、凹部の底面だけなく側面やさらに凹部の上面までの広い領域を接合面に使用するので、電気的な不良がでにくいマイクロアクチュエータをもつインクジェットヘッド提供することが出来る。
【００１２】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。ここでは、圧電セラミックスで構成されたマイクロアクチュエータをインクジェット記録ヘッドに用いる場合を例にして説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明のインクジェット記録ヘッドの電極接合部の接合状態を示す図である。なお、従来例と実質的に同一な構成部品には同一符号を付している。
【００１４】
これは、信号電極４の凹形状の電極接合部とそこに接合されたボールボンド１２の断面図であり、ボールボンド１２は、凹形状の電極接合部の幅とボールの直径の大きさの違いにより、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図３の様な状態になる。つまり、凹形状の電極接合部の幅がボールの直径の２．０倍以上であれば図１（ｃ）または図３の様な状態になり、凹形状の電極接合部の幅がボールの直径の１．８〜２．０倍であれば図１（ｂ）の様な状態になり、凹形状の電極接合部の幅がボールの直径の１．４〜１．８倍であれば図１（ａ）の様な状態になる。ゆえに、凹形状の電極接合部の幅がボールの直径の２倍以下にすることにより、２倍以上のときと比較して、信号電極４の金属膜とボールボンド１２の接合面積が大きくなり、密着力が増加するものである。また、図１（ａ）〜（ｃ）に示した接合状態は、（図３＜）図１（ｃ）＜図１（ｂ）＜図１（ａ）の順にボールボンド１２と信号電極４の凹形状の電極接合部との接合面積が大きくなり、密着力は強くなるものである。
【００１５】
例えば、ボンディングワイヤー１０が直径２５μｍ、その先端のボールが直径５０μｍのとき、凹形状の電極接合部の幅が１００μｍで深さが２０μｍである場合、ボールボンド１２は図１（ｃ）のような形状になり、底面部及び側面部の一部分で、ボールボンド１２ｃと信号電極４の凹形状の電極接合部が接合することになり、ワイヤーボンディングの密着力は大きくなるものである。次に、ボンディングワイヤー１０が直径２５μｍ、その先端のボールが直径５０μｍのとき、凹形状の電極接合部の幅が９０μｍで深さが２０μｍである場合、ボールボンド１２は図１（ｂ）のような形状になり、底面部及び側面部の多くの部分で、ボールボンド１２ｂと信号電極４の凹形状の電極接合部が接合することになり、ワイヤーボンディングの密着力はさらに大きくなるものである。また、ボンディングワイヤー１０が直径２５μｍ、その先端のボールが直径５０μｍのとき、凹形状の電極接合部の幅が７０μｍで深さが２０μｍである場合、ボールボンド１２は図１（ａ）のような形状になり、底面部及び側面部のすべての部分で、ボールボンド１２ａと信号電極４の凹形状の電極接合部が接合することになり、ワイヤーボンディングの密着力は今回の発明の中で最も大きくなるものである。
【００１６】
図２は本発明の電極部接合方法を用いたインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。本発明の電極接合方法を用いることにより、従来と比較して電極接合部のワイヤーボンディングの密着力が向上した、前記インクジェット記録ヘッドを供給できるものである。
【００１７】
以上本発明の電極接合方法をインクジェット記録ヘッドに用いた場合について、説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インクジェット記録ヘッド以外の圧電セラミックス上の金属電極とプリント基板とを接合するすべてのマイクロアクチュエータについても、適用してもよいことは明らかである。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電極部接合方法を用いれば、圧電セラミックスで構成されているマイクロアクチュエータとプリント配線板との接合、つまり、信号電極４の凹形状の電極接合部の金属膜とボールボンド１２との接合面の密着力が強化され、ワイヤーボンディングの接合不良などの電気的な不良が起こりにくいマイクロアクチュエータを容易に提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における電極接合部の幅がボールの直径の１．４〜１．８倍の場合を表す断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１における電極接合部の幅がボールの直径の１．８〜２．０倍の場合を表す断面図
（ｃ）本発明の実施の形態１における電極接合部の幅がボールの直径の２．０倍以上の場合を表す断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるインクジェット記録ヘッドの分解斜視図
【図３】従来のインクジェット記録ヘッドの電極接合部の接合状態を表す断面図
【図４】従来のワイヤーボンディングを用いた電極接合状態を表す断面図
【符号の説明】
１　プリント配線板
２　チャンネル
３　隔壁
４　電極
５　インク供給口
６　頂部シート
７　ノズル板
８　ノズル
９　アクチュエータ部材
１０　ボンディングワイヤー
１１　導電性パターン
１２　ボールボンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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