(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室に対応して設けられた圧力発生素子と、前記圧力発生素子を駆動するための駆動ＩＣと、前記圧力発生素子から引き出された引き出し配線と前記駆動ＩＣとを電気的に接続するボンディングワイヤと、前記駆動ＩＣを囲む空間であるＩＣ保持部が厚さ方向に貫通して設けられたヘッドケースとを具備し、
前記駆動ＩＣと前記ボンディングワイヤとが前記ＩＣ保持部内に設けられたポッティング剤層で覆われ、当該ポッティング剤層は、少なくとも前記ボンディングワイヤと前記引き出し配線との接続部を覆う２液型ポッティング剤からなる２液型ポッティング剤層と、該２液型ポッティング剤層上に積層された１液型ポッティング剤からなる１液型ポッティング剤層とを有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面に接合された保護基板上に前記ヘッドケースが接合され、前記引き出し配線と前記ボンディングワイヤとの接続部が、前記保護基板を厚さ方向に貫通して設けられ且つ前記ＩＣ保持部と連通する貫通孔内に存在し、前記２液型ポッティング剤層が前記貫通孔に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ボンディングワイヤは、一端が前記駆動ＩＣと接続された後に他端が前記引き出し配線に接続されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記１液型ポッティング剤及び前記２液型ポッティング剤が、シリコーン樹脂であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかの液体噴射ヘッドを有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項６】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室に対応して設けられた圧力発生素子から引き出された引き出し配線と、ヘッドケースに厚さ方向に貫通して設けられたＩＣ保持部内に載置された前記圧力発生素子を駆動するための駆動ＩＣとをボンディングワイヤにより電気的に接続し、２液型ポッティング剤で少なくとも前記ボンディングワイヤと前記引き出し配線との接続部を覆った後、この２液型ポッティング剤上に１液型ポッティング剤を充填して、１液型ポッティング剤と２液型ポッティング剤とからなるポッティング剤で前記駆動ＩＣと前記ボンディングワイヤとを覆うことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項６において、前記ボンディングワイヤの一端を前記駆動ＩＣに接続した後に、当該ボンディングワイヤの他端を前記引き出し配線に接続することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に対応して設けられた圧力発生素子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドとしては、圧電素子や発熱素子等の圧力発生素子をインク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に対応して設けたものがある。圧力発生素子として圧電素子を用いた液体噴射ヘッドとしては、例えば、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドがある。このようなインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。
【０００３】
また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、圧電素子を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）等が必要である。この駆動ＩＣは、圧力発生室が形成された流路形成基板に接合される接合基板、例えば、ヘッドチップを構造的に保持固定する固定部材上に搭載され、ワイヤボンディングによって各圧電素子と電気的に接続する構造が採用されている。そして、この駆動ＩＣ及びボンディングワイヤは、モールドによって覆うことにより保護されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このような駆動ＩＣ等を覆うモールドの材料としては、一般的に樹脂材料等が用いられる。ここで、モールドの材料として１液型の樹脂からなるポッティング剤を用いると、インクジェット式記録ヘッドが加熱された場合、ポッティング剤の表面から深さ方向に離れた領域に設けられたボンディングワイヤのセカンドボンディング部に剥れが生じる場合があるという問題がある。
【０００５】
一方、駆動ＩＣ等を覆うモールドの材料として、２液性の反応性ウレタン樹脂からなるポッティング剤を用い、接合基板上に設けたヘッドケースに充填して駆動ＩＣ等を覆ったものがある（特許文献２参照）。しかしながら、２液型のポッティング剤を用いると、主剤と硬化剤を混合した時点で硬化が進行するので、２液型のポッティング剤の粘度変化が著しく、ポッティング剤量の管理が難しいため、駆動ＩＣ及びボンディングワイヤを十分に封止できず、絶縁不良が生じたり、ヘッドケースにポッティング剤が乗り上げる現象が発生してしまう虞がある。なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３５７９０号公報（第５−８，１１，１２，１４図）
【特許文献２】特開２００４−１６８０３８号公報（段落番号［００４２］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑み、ボンディングワイヤの剥れを防止し且つ駆動ＩＣ及びボンディングワイヤが確実に封止された液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室に対応して設けられた圧力発生素子と、前記圧力発生素子を駆動するための駆動ＩＣと、前記圧力発生素子から引き出された引き出し配線と前記駆動ＩＣとを電気的に接続するボンディングワイヤと、前記駆動ＩＣを囲む空間であるＩＣ保持部が厚さ方向に貫通して設けられたヘッドケースとを具備し、前記駆動ＩＣと前記ボンディングワイヤとが前記ＩＣ保持部内に設けられたポッティング剤層で覆われ、当該ポッティング剤層は、少なくとも前記ボンディングワイヤと前記引き出し配線との接続部を覆う２液型ポッティング剤からなる２液型ポッティング剤層と、該２液型ポッティング剤層上に積層された１液型ポッティング剤からなる１液型ポッティング剤層とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、ボンディングワイヤと引き出し配線との接続部を、未硬化領域がなく完全に硬化させることができる２液型ポッティング剤層で覆うため、接続部のボンディングワイヤの剥れを防止することができ、信頼性の高い液体噴射ヘッドとなる。また、ポッティング剤層の表面側は１液型ポッティング剤なので、駆動ＩＣ及びボンディングワイヤがポッティング剤層により確実に封止でき、ポッティング剤がヘッドケース等に乗り上げたりボンディングワイヤ等が露出する等の不都合が生じない。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面に接合された保護基板上に前記ヘッドケースが接合され、前記引き出し配線と前記ボンディングワイヤとの接続部が、前記保護基板を厚さ方向に貫通して設けられ且つ前記ＩＣ保持部と連通する貫通孔内に存在し、前記２液型ポッティング剤層が前記貫通孔に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、ボンディングワイヤと引き出し配線が、ポッティング剤層の表面から深さ方向に離れた領域である貫通孔内で接続されている構造であっても、完全に硬化された２液型ポッティング剤層で覆われているため、当該接続部のボンディングワイヤの剥れを防止することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ボンディングワイヤは、一端が前記駆動ＩＣと接続された後に他端が前記引き出し配線に接続されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、ボンディングワイヤと引き出し配線との接続部の接続強度が弱くても、完全に硬化された２液型ポッティング剤で覆われているため、ボンディングワイヤの剥れを確実に防止することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記１液型ポッティング剤及び前記２液型ポッティング剤が、シリコーン樹脂であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、シリコーン樹脂を用いることで、駆動ＩＣ及びボンディングワイヤが確実に封止される。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様の液体噴射ヘッドを有することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第５の態様では、駆動ＩＣと引き出し配線がボンディングワイヤで確実に接続され且つ駆動ＩＣとボンディングワイヤが確実にポッティング剤層で封止された信頼性の高い液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置が実現できる。
【００１３】
本発明の第６の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室に対応して設けられた圧力発生素子から引き出された引き出し配線と、ヘッドケースに厚さ方向に貫通して設けられたＩＣ保持部内に載置された前記圧力発生素子を駆動するための駆動ＩＣとをボンディングワイヤにより電気的に接続し、２液型ポッティング剤で少なくとも前記ボンディングワイヤと前記引き出し配線との接続部を覆った後、この２液型ポッティング剤上に１液型ポッティング剤を充填して、１液型ポッティング剤と２液型ポッティング剤とからなるポッティング剤で前記駆動ＩＣと前記ボンディングワイヤとを覆うことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第６の態様では、ボンディングワイヤと引き出し配線との接続部を２液型ポッティング剤で覆うことにより、接続部近傍を未硬化領域がなく完全に硬化でき、接続部のボンディングワイヤの剥れが防止されて、信頼性の高い液体噴射ヘッドとなる。また、表面は１液型ポッティング剤となるため、ポッティング剤がヘッドケース等に乗り上げたりボンディングワイヤ等が露出する等の不都合が生じることなく、駆動ＩＣ及びボンディングワイヤを確実に封止することができる。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記ボンディングワイヤの一端を前記駆動ＩＣに接続した後に、当該ボンディングワイヤの他端を前記引き出し配線に接続することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第７の態様では、接続強度が弱い接続部のボンディングワイヤの剥れも、確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列設けられている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には各圧力発生室１２の列毎に連通部１３が形成され、連通部１３と圧力発生室１２とがインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００１６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた保護膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜２０［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００１７】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが積層形成されて、インクを噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２に対応して設けられた圧力発生素子としての圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、本実施形態では、弾性膜５０と絶縁体膜５５と下電極膜６０とで振動板を構成する。
【００１８】
また、各圧電素子３００の上電極膜８０の一端部近傍にはリード電極９０が接続されている。このリード電極９０は、流路形成基板１０の中央部近傍まで延設され、後述する保護基板３０上に実装された駆動ＩＣ１２０とボンディングワイヤ１３０で電気的に接続される。
【００１９】
また、このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有し、厚さが例えば４００μｍの保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていてもよいが、密封されていなくてもよい。また、圧電素子保持部３１は、本実施形態では、並設された圧電素子３００の列毎に設けられている。
【００２０】
また、保護基板３０の各圧電素子保持部３１の外側には、リザーバ１１０の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられている。これらのリザーバ部３２は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って設けられており、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の列毎の共通のインク室となるリザーバ１１０をそれぞれ構成している。また、本実施形態では、保護基板３０の圧電素子保持部３１の間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が、各圧電素子３００の列に対応して設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。なお、このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２１】
また、この保護基板３０の表面、すなわち、流路形成基板１０との接合面とは反対側の面には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）１２０が各圧電素子３００の列毎に実装されている。そして、各駆動ＩＣ１２０と各圧電素子３００から引き出された引き出し配線であるリード電極９０とは、保護基板３０の貫通孔３３内でボンディングワイヤ１３０によって電気的に接続されている。なお、本実施形態では、リード電極とボンディングワイヤ１３０とが貫通孔３３内で接続されているが、リード電極とボンディングワイヤとの接続部が保護基板上に存在していてもよい。このボンディングワイヤ１３０は、本実施形態では、ワイヤボンディングにより一端が駆動ＩＣ１２０と接続された後に、他端がリード電極９０に接続されたものである。ワイヤボンディングでは、ボンディングワイヤ１３０のセカンドボンディング側、すなわち、ボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部は、ファーストボンディング側、すなわち、ボンディングワイヤ１３０と駆動ＩＣ１２０との接続部よりも接続強度は比較的弱くなってしまう。
【００２２】
さらに、保護基板３０上には、リザーバ部３２に対応する領域を含む周縁部を囲むように、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１１０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１１０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００２３】
また、本実施形態では、保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を囲む空間であるＩＣ保持部１５１を有し、厚さが例えば２〜３ｍｍのヘッドケース２００が、図示しない接着剤を介して接合されている。本実施形態では、ヘッドケース２００は、保護基板３０上に設けられたコンプライアンス基板４０に接合されている。このヘッドケース２００は、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を射出成形することにより形成され、ＩＣ保持部１５１はヘッドケース２００を厚さ方向に貫通して設けられている。なお、ヘッドケース２００には、一端側が図示しないインクカートリッジに接続されると共に、他端側が、リザーバ１１０に接続されるインク連通孔２０２が形成されており、このインク連通孔２０２からリザーバ１１０にインクが供給されるようになっている。
【００２４】
また、ヘッドケース２００のＩＣ保持部１５１内には、駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０を覆うように、ポッティング剤層２５０が設けられている。このポッティング剤層２５０は、少なくともボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部を覆う２液型ポッティング剤からなる２液型ポッティング剤層２５１と、この２液型ポッティング剤層２５１上に積層された１液型ポッティング剤からなる１液型ポッティング剤層２５２とからなる。本実施形態では、２液型ポッティング剤層２５１を、ボンディングワイヤ１３０とリード電極９０とが接続された保護基板３０の貫通孔３３内の全領域を埋めるように設けた。また、１液型ポッティング剤層２５２をその表面から駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０が露出されないように設けた。
【００２５】
ここで、１液型ポッティング剤は、空気中の水分と反応することにより硬化が進行する。したがって、空気に接している表面から深さ方向に硬化が進行するため、１液型ポッティング剤のみで駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０を覆った場合、ポッティング剤層２５０の表面から深さ方向に離れている領域、たとえば、貫通孔３３の底部ではポッティング剤は硬化し難く未硬化域が発生しやすい。このため、貫通孔３３の底部に設けられたボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部近傍ではポッティング剤の硬化が完了した領域と未硬化の領域とが存在するため、加熱されると両域の線膨張係数差により局部的に応力差が生じて、ボンディングワイヤの浮き（剥れ）が生じてしまう。なお、ポッティング剤を硬化させるための時間を長くすることにより、１液型ポッティング剤のみを用いても表面から深さ方向に離れている領域を完全に硬化させることができるとも考えられるが、生産性が低下するため好ましくない。一方、２液型ポッティング剤は、主剤と硬化剤からなり、この主剤と硬化剤を混合することにより硬化が進行していくため、未硬化領域が発生し難い。しかしながら、２液型ポッティング剤は、主剤と硬化剤の混合直後から硬化が進行するため、粘性が高くなり粘度変化が著しくポッティング剤量の管理が難しくなる。このため、ポッティング剤の量不足になると、ボンディングワイヤ１３０等が露出して、絶縁被覆が不十分で絶縁不良となって電気的不具合を引き起こし、ヘッド機能の停止をもたらす虞がある。また、ポッティング剤量の過多になると、ヘッドケース２００等へポッティング剤が乗り上げる現象が発生し、このヘッドケース２００等に他部材を接合する際に接合不良となり、エアーリーク不良が発生する虞がある。
【００２６】
しかしながら、本発明においては、ボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部が、２液型ポッティング剤からなる２液型ポッティング剤層２５１で覆われているため、硬化が表面ではなく内部から進行して完全に硬化させることができ、ボンディングワイヤ１３０の剥れを防止することができる。特に本実施形態では、保護基板３０に設けられた貫通孔３３の底部で、引き出し配線であるリード電極９０とボンディングワイヤ１３０とが接続されており、ポッティング剤層２５０の表面から深さ方向に離れた位置に接続部が存在する構造となっているが、接続部は２液型ポッティング剤層２５１で覆われているため、剥れを確実に防止することができる。また、２液型ポッティング剤層２５１を覆う１液型ポッティング剤層２５２は、空気中の水分と接しない限り硬化が進行することはないため、粘度変化が極めて小さいので量的に管理しやすく量不足や過多にならず、駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０を確実に覆うことができ、また、他部材に乗り上げる等の問題も発生し難い。
【００２７】
このため、２液型ポッティング剤層２５１と１液型ポッティング剤層２５２とからなるポッティング剤層２５０で、駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０を覆うことにより、リード電極９０とボンディングワイヤ１３０との剥れを確実に防止して、且つ絶縁不良等を生じさせずに駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０を確実に封止することができる。
【００２８】
なお、１液型ポッティング剤及び２液型ポッティング剤の種類は特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。本実施形態では、１液型ポッティング剤及び２液型ポッティング剤の主剤として、シリコーン樹脂を用いた。
【００２９】
また、本実施形態では、貫通孔３３内の全領域を２液型ポッティング剤層２５１で埋めるようにしたが、２液型ポッティング剤層２５１は少なくともボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部を覆っていればよく、例えば、ボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部近傍のみに設けられていてもよい。また、２液型ポッティング剤層２５１は貫通孔３３の上側まで設けてもよく、例えば、駆動ＩＣ１２０とボンディングワイヤ１３０との接続部も２液型ポッティング剤層２５１で覆うようにしてもよい。これにより、ファーストボンディング側である駆動ＩＣ１２０とボンディングワイヤ１３０の接続部の剥れを確実に防止できる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、駆動ＩＣ１２０とリード電極９０とを、ボンディングワイヤ１３０で電気的に接続する例を示したが、液体噴射ヘッドのボンディングワイヤに接続される配線の全てに上述したポッティング剤の構造を適用することができる。リード電極９０以外では、例えば、図示しないが下電極膜６０と駆動ＩＣ１２０とを接続するボンディングワイヤや、保護基板３０の駆動ＩＣ１２０が設けられた面に形成された配線電極の端子部と駆動ＩＣ１２０の端子部とを接続するボンディングワイヤなどが挙げられる。
【００３１】
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、インクカートリッジ等の外部インク供給手段から、ヘッドケース２００に設けられたインク連通孔２０２を介してインクを取り込む。そして、リザーバ１１０からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１２０からの駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０とにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３２】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図７を参照して説明する。なお、図３〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。また、図７は、ワイヤボンディング方法例を示す拡大図である。まず、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０及び保護膜５１となる二酸化シリコン膜５２を形成する。
【００３３】
次に、図３（ａ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図３（ｂ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。その後、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層７０を例えばゾル−ゲル法を用いて形成する。なお、圧電体層７０の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛に限定されず、例えば、リラクサ強誘電体（例えば、ＰＭＮ−ＰＴ、ＰＺＮ-ＰＴ、ＰＮＮ-ＰＴ等）の他の圧電材料を用いてもよい。また、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法等を用いてもよい。
【００３４】
次に、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０を流路形成基板１０の全面に形成する。次いで、図３（ｃ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。次に、図３（ｄ）に示すように、流路形成基板１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０を形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して各圧電素子３００毎にパターニングする。
【００３５】
次に、図４（ａ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００側に、シリコン単結晶基板からなり圧電素子保持部３１及びリザーバ部３２が予め形成された保護基板３０を、流路形成基板１０上に接着剤３５を介して接合する。次に、流路形成基板１０の圧電素子３００が形成された面とは反対側の二酸化シリコン膜５２を所定形状にパターニングすることで保護膜５１を形成し、保護膜５１をマスクとして流路形成基板１０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、流路形成基板１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。
【００３６】
その後は、図４（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の保護基板３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０にコンプライアンス基板４０を接合する。
【００３７】
次いで、図５（ａ）に示すように、保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装する。具体的には、保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を接合し、駆動ＩＣ１２０とリード電極９０とを、ワイヤボンディングによりボンディングワイヤ１３０で接続する。ここで、ワイヤボンディング方法例を、図７を用いて説明する。図７（ａ）に示すように、ボンディングワイヤ１３０は、ワイヤボンディング装置を構成するキャピラリ１３５に挿通された状態で保持されており、駆動ＩＣ１２０の端子部にボールボンディングにより接続する。このボールボンディングによる接続方法としてはボンディングワイヤ１３０の先端を溶融することで球体を形成し、この球体を駆動ＩＣ１２０の端子部に押しつけることで行われる。次に、図７（ｂ）に示すように、リード電極９０の端子部にボンディングワイヤ１３０を荷重をかけて押圧することで接続する。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、保護基板３０上に固定されているコンプライアンス基板４０上にＩＣ保持部１５１の設けられたヘッドケース２００を接合する。例えば、本実施形態では、ヘッドケース２００を接着剤によってコンプライアンス基板４０に接着した。
【００３９】
次いで、ＩＣ保持部１５１の保護基板３０とは反対側の開口部から、例えば、図示しないノズルニードルによって、シリコーン樹脂を主剤とする２液型ポッティング剤及び１液型ポッティング剤を順に充填してポッティング剤層２５０を形成する。具体的には、まず、図６（ａ）に示すように、主剤と硬化剤をあらかじめ混合しておいた２液型ポッティング剤を貫通孔３３に充填して、ボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部を覆う。次いで、図６（ｂ）に示すように、ＩＣ保持部１５１内に１液型ポッティング剤を充填する。これにより、２液型ポッティング剤上に１液型ポッティング剤を積層して１液型ポッティング剤の表面から駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０が露出されないようにする。１液型ポッティング剤は、空気中の水分と接しない限り硬化は進行せず、粘度変化が極めて少ないため、容易にＩＣ保持部１５１に所定量を充填することができるので、ボンディングワイヤ１３０等の露出による絶縁不良や、ヘッドケース２００等へポッティング剤が乗り上げる現象による他部材の接合不良は発生しない。
【００４０】
その後、例えば、２５℃、湿度５５％で２４時間放置して、１液型ポッティング剤及び２液型ポッティング剤を硬化することにより、２液型ポッティング剤層２５１及び１液型ポッティング剤層２５２からなるポッティング剤層２５０が形成される。これにより、ボンディングワイヤ１３０とリード電極９０との接続部は完全に硬化した２液型ポッティング剤層２５１で覆われるため、ボンディングワイヤ１３０の剥れが防止できる。
【００４１】
このようにして液体噴射ヘッドを製造することにより、リード電極９０とボンディングワイヤ１３０との剥れを確実に防止して、且つ絶縁不良等を生じさせずに駆動ＩＣ１２０及びボンディングワイヤ１３０を確実に封止することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、流路形成基板１０に保護基板３０を接合した後保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を接合し、その後ヘッドケース２００を保護基板３０に接合したが、保護基板３０、流路形成基板１０、駆動ＩＣ１２０、ヘッドケース２００等を組み立てる順番は特に限定されず、例えば、保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を設けた後、保護基板３０と流路形成基板１０とを接合してもよい。
【００４３】
また、実際には、上述した一連の膜形成及び異方性エッチングによって一枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終了後、図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割することでインクジェット式記録ヘッドが形成される。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
例えば、上述した実施形態では、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型の液体噴射ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の液体噴射ヘッドにも本発明を採用することができる。
【００４６】
また、上述した実施形態では、撓み振動型のインクジェット式記録ヘッドを例示したが、これに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェット式記録ヘッド等、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応用することができる。
【００４７】
また、インク滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室に対応して設けられた圧力発生素子として圧電素子を用いて説明したが、圧電素子に限らず、発熱素子など他の素子から引き出される引き出し配線に接続するボンディングワイヤと当該引き出し配線との接続部に本発明を適用することもできる。
【００４８】
また、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図８に示すように、ヘッド本体を有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００４９】
また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。勿論、本発明は、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。なお、その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】実施形態１に係る液体噴射ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る液体噴射ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る液体噴射ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る液体噴射ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図７】実施形態１に係る液体噴射ヘッドの製造工程を示す拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ３３  貫通孔、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ５５  絶縁体膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体層、  ８０  上電極膜、  ９０  リード電極、  １１０  リザーバ、  １２０  駆動ＩＣ、  １３０  ボンディングワイヤ、  １５１  ＩＣ保持部、  ２００  ヘッドケース、  ２５０  ポッティング剤層、  ２５１  ２液型ポッティング剤層、  ２５２  １液型ポッティング剤層、  ３００  圧電素子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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