(57)【要約】【課題】  安価で高品位のインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】  単一の配線基板Ｈ１３００を第２のプレートＨ１４００に接合し、配線基板Ｈ１３００を第２のプレート上に固定する。その後、第２のプレートＨ１４００の複数の開口部に、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１を配置し、配線基板Ｈ１３００のデバイスホールＨ１，Ｈ２内に延びる電極リードＨ１３０２と記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１０１の電極上のバンプＨ１１０５とをそれぞれ金属間結合させる。その後、第１のプレートＨ１２００上に、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１及び第２のプレートＨ１４００を接合し、それぞれを固定する。【選択図】  図６
2005319611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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記録素子と該記録素子に接続された電極部とがそれぞれ設けられた複数の記録素子基板と、該複数の記録素子基板の前記電極部と電気的に接続される電極端子を有し該電極端子を介して前記記録素子に前記エネルギーを発生させるための電気エネルギーを伝達するための１つの配線基板と、前記複数の記録素子基板を支持する第１の支持部材と、該第１の支持部材上に設けられ前記配線基板を支持する第２の支持部材と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記配線基板を前記第２の支持部材上に接合させる工程と、前記複数の記録素子基板の前記電極部に対して前記配線基板の前記電極端子を位置合わせし、該電極端子と前記電極部とを金属間結合する工程と、前記配線基板が接合された第２の支持部材と前記複数の記録素子基板とを前記第１の支持部材に接合させる工程と、をこの順に含む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２】
前記複数の記録素子基板および前記配線基板と前記第２の支持部材を、前記第１の支持部材に接合する工程は接着剤を用いてなされ、前記複数の記録素子基板の前記電極部と前記配線基板の前記電極端子との結合部を樹脂により封止する工程をさらに含む請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記複数の記録素子基板の前記電極部は電極と該電極に金属間結合されたバンプとを含む請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記配線基板は前記複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部を有しており、該開口部内で前記記録素子基板の周囲を樹脂により封止する工程をさらに含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記配線基板には前記複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部を有しており、該複数の開口部は大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なる請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記金属間結合は熱超音波圧着法によってなされる請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の記録液を吐出口から吐出して液滴を形成して記録動作を行う記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドの製造方法に関し、詳しくは、このインクジェット記録ヘッドに用いられる記録素子基板、および、この記録素子基板と電源などとの接続を行う配線基板等に関するものである。なお、本発明のインクジェット記録ヘッドは、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録と様々な記録媒体に対して記録することが可能であって、記録における騒音が殆ど生じないと言った特徴を持つ。このようなことから、インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として、広く採用されている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドにおける代表的なインク吐出方式としては、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどが知られている。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これに記録信号となる電気パルスを供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡時（沸騰時）の気泡圧力を利用して、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させて、記録媒体に対し記録を行うものであり、一般に、インク滴を吐出するためのインクジェット記録ノズルと、このノズルにインクを供給する供給系とを有している。
【０００４】
従来、特開平１０−７７６号公報に開示されているように、ポリイミドフィルムに厚さ５０ミクロンの銅箔を接着してパターニングし、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープの金メッキした電極リード（インナーリード）に、記録素子の電極パット上のバンプを熱超音波圧着法で電気接合し、接合部を封止した後、支持体に接着する方法が知られている。また、特開平９−３００６２４号公報には、バンプ形成後の電極の処理について提案されている。さらに、特開平１１−１３８８１４号公報に開示されているように、複数の記録素子をそれぞれ独立したＴＡＢテープに接続した後に、支持体に接着するものも知られている。この特開平１１−１３８８１４号公報の構成では、カラー印刷のために複数の記録素子を備えているが、単一の基板でカラー印刷できるように内部を分割している構成の記録ヘッドもある。
【０００５】
近年では、インクジェット記録装置の価格の低下が著しく、インクジェット記録ヘッドをいかに安く作るかが課題となっている。そのためには、部品の材料費の低減、特に記録素子基板の集積化が最も効果的で、例えば、カラー用のイエロー、マゼンタ、シアンの３色のインクを取り扱う記録素子基板を一体化する方法が多く採用されている。さらに、文字等の印刷に頻繁に使用されるブラックインク用の記録素子基板も前記したカラー用の記録素子基板と一体化したり、カラー用の記録素子基板とブラック用の記録素子基板とを同一ヘッドに組み込む方法も多く採用されている。特開２００２−１９１１９号公報には、複数の異なる記録素子基板を単一のＴＡＢテープに実装する方法が示されている。
【０００６】
特開２００２−１９１１９号公報に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法では、特開平１１−１３８８１４号公報に示すような、複数の記録素子をそれぞれ独立したＴＡＢテープに接続した後で支持体に接着する構成における処々の問題を解決するために、複数の記録素子基板を同一の支持体に接着する構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、まず支持体に半導体チップ（記録素子基板）を接着した後で、従来のＴＡＢ技術であるインナーリードボンディング工程（ＴＡＢテープに設けられたデバイスホールに突出するインナーリード（電極リード）と半導体チップの電極とを接合する工程）と、インナーリードを樹脂で封止する工程とを行い、インナーリードボンディングの信頼性を向上させ、確実な電気接続を実現している。
【特許文献１】特開平１０−７７６号公報
【特許文献２】特開平９−３００６２４号公報
【特許文献３】特開平１１−１３８８１４号公報
【特許文献４】特開２００２−１９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開平１１−１３８８１４号公報に示すように、複数の記録素子をそれぞれ独立したＴＡＢテープに接続した後で支持体に接着する構成では、接着時に各ＴＡＢテープと支持体との位置を合わせる必要がある上に、それぞれの記録素子をそれほど近接させられないため、記録装置が大きくなるという問題があった。また、非記録時の蒸発防止のためにキャッピングする際にも、各記録素子ごとにキャッピング機構を独立させる必要があった。さらに、ＴＡＢテープと記録素子が組み合わされた状態の部品を支持体に接着しなければならないため、記録素子を精度良く支持体に固定することが困難であった。記録素子が複数である場合には、それぞれの記録素子を相対的に精度良く接着することはさらに困難であった。また、電極リード（インナーリード）を樹脂により封止する工程を空中で行うため、一般的なＴＡＢ技術で使用している封止剤では、記録液を吐出する吐出口まで封止剤が回って吐出口が詰まってしまったり、逆に吐出口が詰まらないように封止剤の量を減らすとインナーリードが露出してしまったりするという問題があった。さらに、インナーリードを封止する樹脂が、記録素子の裏面に回りこみ、接着固定ができない記録素子が生じることがあった。
【０００８】
また、ブラックインク用記録素子基板とカラーインク用記録素子基板あるいは各色のカラーインク用記録素子基板の複数を同一ヘッド（同一ＴＡＢテープ）に組み込む際には、お互いの記録液吐出口の相対位置関係を合わせる必要がある。しかし、一般的なＴＡＢ技術である、ＴＡＢテープに設けられるデバイスホール（開口部）に突出するインナーリード（電極リード）と半導体チップの電極とを接合するインナーリードボンディング工程を先に行って、その後で各記録素子基板をヘッドに組み込むようにすると、記録素子基板と支持体の線膨張率に比較して、配線基板の線膨張率は大きく違うため、ＴＡＢテープを支持する支持体に熱硬化性接着剤を用いてＴＡＢテープを加熱圧着接着する際に、ＴＡＢテープと支持体との線膨張率の差異によって吐出口の相対位置関係の精度が悪くなり、インクジェット記録時にブラックインクとカラーインクが著しくにじんでしまったり、色ずれを起こしてしまったりすることがあった。
【０００９】
上記問題点に鑑みてなされた特開２００２−１９１１９号公報に示されたインクジェット記録ヘッド及びその製造方法では、その目的は、複数の記録素子基板を同一の支持体に接着する構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、まず支持体に半導体チップ（記録素子基板）を接着した後で、従来のＴＡＢ技術であるインナーリードボンディング工程（ＴＡＢテープに設けられたデバイスホールに突出するインナーリード（電極リード）と半導体チップの電極とを接合する工程）と、インナーリードを樹脂で封止する工程とを行い、インナーリードボンディングの信頼性を向上させ、確実な電気接続を実現している。
【００１０】
しかし、特開２００２−１９１１９号公報に示された製造方法において、複数の記録素子基板を支持体に接着することで、さらにその記録素子基板を接着した支持体に対して、加熱しながらＴＡＢテープ（配線基板）を複数の記録素子基板それぞれに対して位置合わせを行い、加熱・押圧しながら支持部材に固定し、その上でインナーリードボンディングする必要があった。
【００１１】
このため、この加熱しながら位置合わせをする際に、記録素子基板と支持体の線膨張率に比較して、配線基板の線膨張率は大きく違うことで、位置合わせ精度のバラツキを抑えることが非常に困難であった。延いてはインナーリードボンディングの接続不良が生じ易かった。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の記録素子基板を同一の支持体に接着する構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、第２の支持体に配線基板を接着し、複数の記録素子基板と、第２の支持体に接着された配線基板において、同一のＴＡＢテープに接続した複数の記録素子基板の相対位置精度を向上させるとともに、インナーリードボンディングの信頼性を向上させることにある。
【００１３】
また、本発明のもう一つの目的は、安価で高品位のインクジェット記録を行えるインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、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記録素子と記録素子に接続された電極部とがそれぞれ設けられた複数の記録素子基板と、該複数の記録素子基板の前記電極部と電気的に接続される電極端子を備え該電極端子を介して前記記録素子に前記エネルギーを発生させるための電気エネルギーを伝達するための１つの配線基板と、前記複数の記録素子基板を支持する第１の支持部材と、該第１の支持部材上に設けられ前記配線基板を支持する第２の支持部材と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記配線基板を前記第２の支持部材上に接合する工程と、該接合された配線基板の前記電極端子と前記複数の記録素子基板の前記各電極部とを金属結合する工程と、前記配線基板が接合された前記第２の支持部材と前記複数の記録素子基板とを前記第１の支持部材に接合する工程と、をこの順に含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によると、記録配線基板の電極部と配線基板の電極端子とを熱超音波圧着などの金属間結合させる際に、配線基板が第２の支持体に支持されているため、記録素子基板が第１の支持部材に固定する前に電極部と電極端子とを接合しても、接続の信頼性を確保することができる。また、複数の記録素子基板を第１の支持体に加熱圧着などして接合する際に、配線基板が第２の支持体に支持されているため、記録素子基板、第１の支持体及び第２の支持体の線膨張率と配線基板の線膨張率との際があっても複数の記録素子基板の相対位置のずれを抑えることができる。また、汎用性のある標準的な装置および技術を使用できるため、安価にインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【００１６】
また、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、複数の記録素子基板および第２の支持部材を第１の支持部材上に接合する工程は接着剤を用いてなされ、複数の記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子とを金属間結合する工程の後、複数の記録素子基板と第２の支持体とを第１の支持部材に接合する工程のちに、電極部と電極端子との結合部を樹脂により封止する工程をさらに含むことが好ましい。配線基板が接合された第２の支持部材と複数の記録素子基板とを第１の支持部材に固定した後に記録素子基板上の電極部と配線基板の電極端子の接合部の樹脂による封止を行うことにより、安定した樹脂封止が行え、さらに低価格のインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【００１７】
また、複数の記録素子基板の電極部は電極と該電極に金属間結合されたバンプを含んでいてもよい。電極部にバンプを形成する方法は、熱超音波圧着法によるスタッドバンプでもメッキによるメッキバンプでもよい。
【００１８】
配線基板は複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部を有しており、開口部内で記録素子基板の周囲を樹脂により封止する工程をさらに含んでいてもよい。また、複数の記録素子基板の大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なっていてもよい。この場合、配線基板には複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部の大きさまたは形状の少なくとも一方が前記複数の記録素子基板の大きさまたは形状に対応して互いに異なっていてもよい。
【００１９】
また、金属間結合は熱超音波圧着法によってなされてもよい。または、金属間結合はワイヤーボンディングによってなされてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、複数の記録素子基板と配線基板とを接続する構成のインクジェット記録ヘッドの製造方法において、まず第１の支持部材上に配線基板を接合する工程と、配線基板の電極端子と複数の記録素子基板の各電極部とを金属結合する工程と、配線基板が接合された前記第１の支持体と複数の記録素子基板とを、第２支持部材に接合する工程と、をこの順に含む複数の記録素子基板の相対位置精度を向上させることができるとともに、インナーリードボンディングの信頼性を向上させて確実に電気接続を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
まず、本実施形態の記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）を構成している構成要素を説明する。
【００２３】
（１）記録ヘッド
記録ヘッドは、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体（記録素子）を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型の記録ヘッドである。
【００２４】
記録ヘッドは、図１の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２とインク供給ユニットＨ１００３とタンクホルダーＨ２０００から構成されている。
さらに、図２の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２は、第１の記録素子基板Ｈ１１００、第２の記録素子基板Ｈ１１０１、第１のプレート（支持部材）Ｈ１２００、配線基板（可撓性の配線基板）Ｈ１３００、電気コンタクト基板（不図示）、第２のプレート（第２の支持部材）Ｈ１４００で構成されている。
【００２５】
（１−１）記録素子ユニット
図２は、第１の記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第１の記録素子基板Ｈ１１００は、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１１０の片面に、インクを吐出するための複数の記録素子（電気熱変換素子）Ｈ１１０３と、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するためのＡｌ等の電気配線が、成膜技術により形成されている。そして、この電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応する複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１０７とがフォトリソグラフィ技術により形成されるとともに、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口Ｈ１１０２が反対側の面（裏面）に開口するように形成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着され固定されており、ここにインク供給口Ｈ１１０２が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着され固定されており、この第２のプレートＨ１４００を介して、配線基板Ｈ１３００が記録素子基板Ｈ１１００に対して電気的に接続されるように保持されている。この配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するためのものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線部に位置しプリンタ本体からの電気信号を受け取る外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有し、この外部信号入力端子Ｈ１３０１は、インク供給部材（不図示）の背面側に位置決めされ固定されている。
【００２６】
インク供給口Ｈ１１０２は、Ｓｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成されている。すなわち、Ｓｉ基板Ｈ１１１０が、ウエハー面方向に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ，ＴＭＡＨ，ヒドラジン等）による異方性エッチングで、約５４．７度の角度でエッチングを進行させ得る。これにより所望の深さにエッチングを行い、長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０２を形成する。インク供給口Ｈ１１０２を挟んで両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。電気熱変換素子Ｈ１１０３と、電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線は、成膜技術により形成されている。さらに、前記電気配線に電力を供給するための電極（電極部）Ｈ１１０４が電気熱変換素子Ｈ１１０３の両外側に配列されており、電極Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が熱超音波圧着法で形成されている。そして、Ｓｉ基板Ｈ１１１０上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ１１０６と吐出口Ｈ１１０７が樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりに形成され、吐出口群Ｈ１１０８が形成されている。電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して吐出口Ｈ１１０７が設けられているため、インク供給口Ｈ１１０２から供給されたインクは電気熱変換素子Ｈ１１０３の発熱作用により発生した気泡により吐出口Ｈ１１０７から吐出される。
【００２７】
また図３は第４の記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第２の記録素子基板Ｈ１１０１は３色のインクを吐出させるための記録素子基板であり、３個のインク供給口Ｈ１１０２が並列して形成されており、それぞれのインク供給口Ｈ１１０２を挟んだ両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３とインク吐出口Ｈ１１０７が形成されている。第１の記録素子基板Ｈ１１００と同じようにＳｉ基板Ｈ１１１０にインク供給口Ｈ１１０２や電気熱変換素子Ｈ１１０３、電気配線、電極（電極部）Ｈ１１０４などが形成されておりその上に樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりインク流路やインク吐出口Ｈ１１０７が形成されている。そして、第１の記録素子基板Ｈ１１００と同様に電気配線に電力を供給するための電極Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。
【００２８】
次に第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材料で形成されている。なお、第１のプレートＨ１２００の材料は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第１のプレートＨ１２００の材料は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよい。第１のプレートＨ１２００には、第１の記録素子基板Ｈ１１００にブラックのインクを供給するためのインク連通口Ｈ１２０１と、第２の記録素子基板Ｈ１１０１にシアン、マゼンタ、イエローのインクを供給するためのインク連通口Ｈ１２０１が形成されており、記録素子基板のインク供給口Ｈ１１０２が第１のプレートＨ１２００のインク連通口Ｈ１２０１にそれぞれ対応し、かつ、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１はそれぞれ第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定されている。接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その第１の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、図７に示す第１の接着層Ｈ１２０２の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【００２９】
配線基板Ｈ１３００は、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものである。この配線基板Ｈ１３００は、それぞれの記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１を組み込むための複数のデバイスホール（開口部）Ｈ１，Ｈ２と、それぞれの記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４に対応する電極端子Ｈ３０２と、この配線基板Ｈ１３００の端部に位置しプリンタ本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有する電気コンタクト基板（不図示）と電気的接続をおこなうための電極端子部を有しており、この電極端子部と電極リードＨ１３０２とは連続した銅箔の配線パターンでつながっている。この配線基板Ｈ１３００は、例えば、配線が２層構造をなし表層がレジストフィルムによって覆われているフレキシブル配線基板からなる。この場合、外部信号入力端子Ｈ１３０１の裏面側（外面側）には、補強板が接着され、平面性向上が図られている。補強板としては、例えば０．５〜２ｍｍのガラスエポキシ、アルミニウム等の耐熱性を有する材料が使用される。
【００３０】
配線基板Ｈ１３００は、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものである。この配線基板Ｈ１３００は、それぞれの記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１を組み込むための複数のデバイスホール（開口部）Ｈ１，Ｈ２と、それぞれの記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１の電極（電極部）Ｈ１１０４に対応する電極端子（電極リード）Ｈ１３０２と、この配線基板Ｈ１３００の端部に位置しプリンタ本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有する電気コンタクト基板（不図示）と電気的接続をおこなうための電極端子部を有しており、この電極端子部と電極リードＨ１３０２とは連続した銅箔の配線パターンでつながっている。この配線基板Ｈ１３００は、例えば、配線が２層構造をなし表層がレジストフィルムによって覆われているフレキシブル配線基板からなる。この場合、外部信号入力端子Ｈ１３０１の裏面側（外面側）には、補強板が接着され、平面性向上が図られている。補強板としては、例えば０．５〜２ｍｍのガラスエポキシ、アルミニウム等の耐熱性を有する材料が使用される。
【００３１】
配線基板Ｈ１３００と第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１は、それぞれ電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板の電極Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０５と、配線基板Ｈ１３００の電極リードＨ１３０２とが、熱超音波圧着法により電気接合される。
【００３２】
第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍの一枚の板状部材であり、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックや、Ａｌ、ＳＵＳなどの金属材料で形成されている。ただし、第２のプレートＨ１４００の材料は、これらに限定されるものではなく、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１および第１のプレートＨ１２００と同等の線膨張率を有し、かつ、それらの熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する材料であってもよい。
【００３３】
そして、第２のプレートＨ１４００は、第１のプレートＨ１２００に接着固定された第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１の外形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有する形状である。また、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１と配線基板Ｈ１３００を平面的に電気接続できるように、第１のプレートＨ１２００に第２の接着層Ｈ１２０３により接着されており、配線基板Ｈ１３００の裏面が第３の接着層Ｈ１３０６により接着固定される。
【００３４】
第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１と配線基板Ｈ１３００の電気接続部分は、第１の封止剤Ｈ１３１９および第２の封止剤Ｈ１３２０により封止され、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。第１の封止剤Ｈ１３１９は、主に配線基板の電極端子Ｈ１３０２と記録素子基板のバンプＨ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤Ｈ１３２０は、前記接続部の表側を封止している。
【００３５】
さらに配線基板Ｈ１３００の端部にプリンタ本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有する電気コンタクト基板（不図示）が、異方性導電フィルム等を用いて熱圧着され電気的に接続されている。
【００３６】
そして配線基板Ｈ１３００は、第２のプレートＨ１４００に接着されると同時に、第１のプレートＨ１２００および第２のプレートＨ１４００の一側面に沿って折り曲げられ、第１のプレートＨ１２００の側面に第３の接着層Ｈ１３０６により接着される。第２の接着剤は、粘度が低く、接触面に薄い第２の接着層Ｈ１２０３を形成し得るとともに、耐インク性を有するものが好ましい。また、第３の接着層Ｈ１３０６は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１００μｍ以下の熱硬化接着剤である。
【００３７】
ここで、本発明の構成と比較するために、まず、図７，８並びに図９（ａ）〜図９（ｄ）を用いて従来の同様の製造方法による記録素子ユニットについて説明する。
【００３８】
（比較例１）
図７および図８は、従来のＴＡＢ実装方式で、あらかじめ配線基板の電極リードに記録素子の電極上のバンプを熱超音波圧着法で電気接合し、さらに封止した後、支持部材に接着する方法を示している。
【００３９】
図７および図８に示す従来の構成において、配線基板Ｈ３００は、ボンディング部周辺が３層構造になっており、表側にポリイミドのベースフィルムＨ３００ａ、中間に銅箔Ｈ３００ｂ、裏側にソルダーレジストＨ３００ｃという構成である。この電気配線テープＨ３００には、記録素子基板Ｈ１００が挿入されるデバイスホール（開口部）Ｈ１１と、記録素子基板Ｈ１０１が挿入されるデバイスホールＨ１２が設けられ、記録素子基板Ｈ１００，Ｈ１０１のバンプＨ５と接続される電極リード（インナーリード）Ｈ３０２が金メッキされて露出している。
【００４０】
第１の記録素子基板Ｈ１００と電気配線テープＨ３００のデバイスホールＨ１１に、従来のＴＡＢ実装方式であらかじめ配線基板（ＴＡＢテープ）Ｈ３００の電極リードＨ３０２と記録素子Ｈ１００の電極上のバンプＨ５とを位置合わせした後、熱超音波圧着法で電気接合し、さらに封止剤Ｈ３０８で封止したものがＴＡＢユニットＨ３００Ｕ１である。また、第２の記録素子基板Ｈ１０１と配線基板Ｈ３００のデバイスホールＨ１２に、配線基板Ｈ３００の電極リードＨ３０２と記録素子Ｈ１００の電極上のバンプＨ５とを熱超音波圧着法で電気接合し、さらに封止剤Ｈ３０８で封止したものがＴＡＢユニットＨ３００Ｕ２である。ここで、ＴＡＢユニットを分けているのは、従来のＴＡＢ実装方式では、ＴＡＢに対する封止後のチップ（記録素子基板）の位置精度がインクジェット記録装置（特にカラー記録装置の場合）に使用するのに十分な精度を確保できないためである。
【００４１】
次に、第２のプレートＨ４００を第１のプレートＨ２００に、第２の接着層Ｈ２０３により接着する。
【００４２】
次に、第１のプレートＨ２００に、第１の記録素子基板Ｈ１００と第２の記録素子基板Ｈ１０１を接着する第１の接着層Ｈ２０２を、第２のプレートＨ４００に、配線基板Ｈ３００を接着する第３の接着層Ｈ３０６をそれぞれ塗布形成した後、ＴＡＢユニットＨ３００Ｕ１およびＴＡＢユニットＨ３００Ｕ２を、記録液を吐出する複数の記録素子Ｈ１０３またはそれぞれの吐出口Ｈ１０７の配線面方向の相対位置関係を合わせて押圧固定する。このとき、第１の記録素子基板Ｈ１００と第２の記録素子基板Ｈ１０１の上部（インク吐出面側）にも封止剤Ｈ３０８が付着しており、この付着部分を避けるために、吸引管Ｖ１１０を有する押圧ヘッドＨ１００Ｈ，Ｈ１０１Ｈの、記録素子基板Ｈ１００，Ｈ１０１に対する接触面積が規制されている。なお、封止剤Ｈ３０８は、通常は記録素子基板の稜線で止まり接着面に付着しづらいが、まれに封止剤の粘度ばらつき等に起因して付着することがあり、付着した封止剤の厚さだけ第１の記録素子基板Ｈ１００や第２の記録素子基板Ｈ１０１が浮いてしまい、吐出方向が傾いてしまったり、インクが漏れてしまったりするおそれがあった。
【００４３】
この後、配線基板Ｈ３００を第２のプレートＨ４００に確実に接着するために、テープ押圧ヘッドＴ３００で配線基板Ｈ３００を第２のプレートＨ４００に押圧固定する。
【００４４】
（比較例２）
以下、本発明の比較例２による記録素子ユニットの製造方法を図９（ａ）〜図９（ｄ）を用いて詳しく説明する。
【００４５】
まず、第２のプレートＨ２４００を第１のプレートＨ２２００に、第１の接着剤（不図示）により接着する。次に、第１のプレートＨ２２００に第１の記録素子基板Ｈ２１００と第２の記録素子基板Ｈ２１０１を接着する第２の接着剤（不図示）を塗布形成した後、記録素子基板Ｈ２１００、Ｈ２１０１を、記録液を吐出する複数の電気熱変換素子Ｈ２１０３またはそれぞれの吐出口の配線面方向の相対位置関係を合わせて押圧固定する（図９（ａ））。なお、本比較例では、第２のプレートＨ２４００の第１のプレートＨ２２００への接着は、記録素子基板Ｈ２１００、Ｈ２１０１の接着の前でも後でもかまわない。
【００４６】
その後、電気配線テープＨ２３００の裏面を接着固定するための第３の接着剤（不図示）を第２のプレートＨ２４００に塗布形成し、第１の記録素子基板Ｈ２１００と第２の記録素子基板Ｈ２１０１の電極Ｈ２１０４と電気配線テープＨ２３００の電極リードＨ２３０２の位置合わせをして押圧固定する（図９（ｂ））。
【００４７】
この後、記録素子基板のバンプＨ２１０５と、電気配線テープＨ２３００の電極リードＨ２３０２とを、１箇所ずつ熱超音波圧着法により電気接合する（図９（ｃ））。
【００４８】
さらに、記録素子基板Ｈ２１００のバンプＨ２１０５と、電気配線テープＨ２３００の電極リードＨ２３０２との接合部を樹脂Ｈ２３１９，Ｈ２３２０により封止して、インク等でショートしないようにする（図９（ｄ））。
【００４９】
比較例２では、複数の記録素子基板を支持体に接着することで、記録素子基板を接着した第１のプレートに対して、加熱しながら電気配線テープ（配線基板）を複数の記録素子基板それぞれに対して位置合わせを行い、加熱・押圧しながら第１のプレートに接合し、その上でインナーリードボンディングする必要がある。
【００５０】
このため、この加熱しながら位置合わせをする際に、記録素子基板と支持体の線膨張率に比較して、配線基板の線膨張率は大きく違うことで、位置合わせ精度のバラツキを抑えることが非常に困難であった。延いてはインナーリードボンディングの接続不良が生じ易い。
【実施例】
【００５１】
図７，８並びに図９（ａ）〜図９（ｄ）に示した従来例と対比して、本発明の実施例について図５、６を用いて説明する。
【００５２】
図５は記録素子ユニットＨ１００２の要部の分解模式断面図である。図６（ａ）〜図６（ｄ）は図５に示した記録素子ユニットの要部の各部材から記録素子ユニットの要部を製造する方法を説明するための模式断面図である。
【００５３】
図５に示すように、配線基板Ｈ１３００は、ボンディング部周辺が３層構造になっており、表側にポリイミドのベースフィルムＨ１３００ａ、中間に銅箔Ｈ１３００ｂ、裏側にソルダーレジストＨ１３００ｃという構成である。この配線基板Ｈ１３００には、第１の記録素子基板Ｈ１１００が挿入されるデバイスホール（開口部）Ｈ１と、第２の記録素子基板Ｈ１１０１が挿入されるデバイスホールＨ２が設けられ、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１のバンプＨ１００５と接続されるインナーリード（電極リード）Ｈ１３０２が金メッキされて露出している。
【００５４】
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法による記録素子ユニットの製造方法を図６を用いて工程を追って、詳しく説明する。
【００５５】
まず、配線基板Ｈ１３００の裏面を接着固定するための第３の接着層Ｈ１３０６を第２のプレートＨ１４００に塗布形成した後、押圧固定される（図６（ａ））。
【００５６】
次に、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１を、記録液を吐出する複数の電気熱変換素子Ｈ１１０３またはそれぞれの吐出口Ｈ１１０７の配線面方向の相対位置関係を合わせて、さらに、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４と配線基板Ｈ１３００の電極リードＨ１３０２の位置合わせをした後、記録素子基板の電極１１０４上のバンプＨ１１０５と、配線基板Ｈ１３００の電極リードＨ１３０２とが、１箇所ずつ熱超音波圧着法により電気接合される（図６（ｂ））。熱超音波圧着法による電気接合は、ワイヤーボンディングで多用されており、金属間結合であるから、接合部の信頼性が高く、生産性も非常に高い。さらに、記録素子基板の電極部Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０５と、配線基板Ｈ１３００の電極リードＨ１３０２との高さ方向の位置関係に関しては、配線基板Ｈ１３００の電極リードＨ１３０２がばらつきを吸収できる。
【００５７】
次に、第１のプレートＨ１２００に第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１を接着する第１の接着層Ｈ１２０２を塗布形成した後、第１のプレートＨ１２００に、第２の接着層Ｈ１２０３を塗布形成し、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１を押圧固定し、第２のプレートＨ１４００を押圧固定する（図６（ｃ））。
【００５８】
さらに、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０５と、配線基板Ｈ１３００の電極リードＨ１３０２との接合部を樹脂Ｈ１３１９，Ｈ１３２０により封止して、インク等でショートしないようにしている（図６（ｄ））。
【００５９】
本実施例で採用している熱超音波圧着法は、１箇所ずつの接合ではあるが、インクジェット記録ヘッドの配線数は１記録素子基板あたり２０個から１００個程度で、１箇所あたり０．１〜０．２秒程度で接合できるので、短時間での生産が可能である。
【００６０】
図４には、第１，２のプレートＨ１２００，Ｈ１４００、第１，２の記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１、配線基板Ｈ１３００を拡大した分解図および断面図を示している。図５及び６を参照して本実施例の構成をより詳細に説明する。
【００６１】
本実施例において、第１のプレートＨ１２００はアルミナ製で厚さが４±０．０３ｍｍ、第２のプレートＨ１４００もアルミナ製で厚さが０．６７±０．０５ｍｍ、第１および第２の記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１は厚さが０．６２５±０．０２５ｍｍである。配線基板（フレキシブルプリント基板）Ｈ１３００は、前記の通り、ベースフィルム、銅箔配線、ソルダーレジストの三層構造であり、デバイスホールＨ１，Ｈ２が設けられ、金メッキされた電極リードＨ１３０２が露出している。
【００６２】
本実施例の第２のプレートＨ１４００は、単一の板状の部材であり、記録素子基板Ｈ１１００およびＨ１１０１が挿入されるための穴が２ヶ所設けられており、第１のプレートＨ１２００に接着されて固定されている。また、配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００およびＨ１１０１を露出するために形成されたデバイスホールＨ１，Ｈ２を除く領域の全面が、第３の接着層Ｈ１３０６により第２のプレートＨ１４００に接着されている。
【００６３】
以上述べた記録素子ユニットの製造方法によって、インナーリードボンディングの信頼性を向上させ、確実に電気接続を実現することができる。
【００６４】
本実施例のインクジェット記録ユニットにおいては、第２プレートＨ１４００上に固定された同一の配線基板上にブラックヘッド（第１の記録素子基板Ｈ１１００）と、カラーヘッド（第２の記録素子基板Ｈ１１０１）の両方を組付けて一体化しているので、お互いのヘッドのインクの着弾位置の修正が不要である。
【００６５】
上述した通り、図７及び図８に示した従来例１では、予め互いに電気的に接続されたＴＡＢテープＨ３００と複数の記録素子基板Ｈ１００，Ｈ１０１とを第１のプレートＨ２００，第２のプレートＨ１４００にそれぞれ接合する場合に、これらの部材の線膨張率の差異や封止剤の記録素子基板の裏面への流れ込みにより、記録素子基板同士の相対位置がずれてしまうことがあった。また、図９に示した従来例２では、第１のプレートＨ２２００上に第２のプレートＨ２４００及び複数の記録素子基板Ｈ２１００，Ｈ２１０１を固定した後、これらの記録素子基板を単一のＴＡＢテープＨ２３００（配線基板）に実装する場合、ＴＡＢテープを熱硬化接着剤を用いて第２のプレートに接合する際に、これらの部材の線膨張率の差異により、記録素子基板の電極上のバンプＨ２１０５に対してＴＡＢテープの電極リードＨ２３０２の位置がずれてしまいバンプＨ２１０５と電極リードＨ２３０２との接続不良が生じやすかった。これに対し、本実施例によると、予め第２のプレートＨ１４００に接合された配線基板Ｈ１３００と複数の記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１とを位置合わせして接続するため、複数の記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１同士の互いの位置精度を向上させることができるとともに、複数の記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１と配線基板Ｈ１３００との互いの位置精度を確保して、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１のバンプＨ１１０５と配線基板Ｈ１３００の電極リードＨ１３０２とを確実にボンディングすることができる。
【００６６】
また、本実施例のカラーヘッドは、３色分のノズルを持っているためブラックヘッドとは外形寸法が異なっているが、異なる寸法の複数の記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１を単一の可撓性の配線基板Ｈ１３００に組み込むことにより、記録装置のキャッピング手段（不図示）等を小型化でき記録装置も小さくできる上に、キャッピング面となる可撓性の配線基板Ｈ１３００が単一であるため、ノズル表面や可撓性の配線基板に付着した余分なインクの除去の信頼性が確保でき、長寿命のインクジェット記録ヘッドが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１に示す記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例１における記録素子基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。
【図３】本発明の実施例１における他の記録素子基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。
【図４】本発明の実施例１における記録素子ユニットの要部の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例１における記録素子ユニットの要部の分解模式断面図である。
【図６】本発明の実施例１における記録素子ユニットの要部の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図７】本発明の従来例１における記録素子ユニットの要部の分解模式的断面図である。
【図８】本発明の従来例１における記録素子ユニットの要部の模式断面図である。
【図９】本発明の従来例２における記録素子ユニットの要部の製造方法を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ｈ１００２  記録素子ユニット
Ｈ１１００  第１の記録素子基板
Ｈ１１０１  第２の記録素子基板
Ｈ１１０２  インク供給口（供給口）
Ｈ１１０３  電気熱変換素子（記録素子）
Ｈ１１０４  電極
Ｈ１１０５  バンプ
Ｈ１１０６  インク流路壁
Ｈ１１０７  吐出口
Ｈ１１０８  吐出口群
Ｈ１１１０  Ｓｉ基板
Ｈ１２００  第１のプレート（第１の支持部材）
Ｈ１２０１  インク連通口
Ｈ１２０２  第１の接着層
Ｈ１２０３  第２の接着層
Ｈ１３００，Ｈ１３００Ｗ  電気配線テープ（可撓性の配線基板）
Ｈ１３０１  外部信号入力端子
Ｈ１３０２  電極リード
Ｈ１３０６  第３の接着層
Ｈ１３１９  第１の封止剤
Ｈ１３２０  第２の封止剤
Ｈ１４００，Ｈ１４００Ａ，Ｈ１４００Ｂ，Ｈ１４００Ｃ  第２のプレート（第２の支持部材）
Ｈ１５００  インク供給部材
Ｈ１６００  流路形成部材
Ｈ１，Ｈ２  デバイスホール
【図１】
2005319611.tif 000003
【図２】
2005319611.tif 000004
【図３】
2005319611.tif 000005
【図４】
2005319611.tif 000006
【図５】
2005319611.tif 000007
【図６】
2005319611.tif 000008
【図７】
2005319611.tif 000009
【図８】
2005319611.tif 000010
【図９】
2005319611.tif 000011