(57)【要約】【課題】  駆動ＩＣと圧電素子との電気的な接続を比較的容易に且つ高精度に行うことができ、歩留まりを向上することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】  流路形成基板の一方面側に振動板を介して圧電素子を形成する工程と、流路形成基板の圧電素子側の面に保護基板を接合すると共にその保護基板上に駆動ＩＣを実装する工程と、流路形成基板の一方面上に設けられた第１位置決めマークを基準として圧電素子の電極の端子部の位置を特定すると共に保護基板上に設けられた第２位置決めマークを基準として駆動ＩＣの端子部の位置を特定して圧電素子及び駆動ＩＣの各端子部間をワイヤボンディング接続する工程とを具備する。【選択図】      なし【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が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板と、該保護基板上に実装される駆動ＩＣとを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記流路形成基板の一方面側に前記振動板を介して前記圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に前記保護基板を接合すると共に当該保護基板上に前記駆動ＩＣを実装する工程と、前記流路形成基板の一方面上に設けられた第１位置決めマークを基準として前記圧電素子の電極の端子部の位置を特定すると共に前記保護基板上に設けられた第２位置決めマークを基準として前記駆動ＩＣの端子部の位置を特定して前記圧電素子及び前記駆動ＩＣの各端子部間をワイヤボンディング接続する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板と、該保護基板上に実装される駆動ＩＣとを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記流路形成基板の一方面側に前記振動板を介して前記圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に前記保護基板を接合すると共に当該保護基板上に前記駆動ＩＣを実装する工程と、前記流路形成基板上に設けられた第１位置決めマーク又は前記保護基板上に設けられた第２位置決めマークの何れか一方のマークを基準として前記圧電素子の電極の端子部の位置及び前記駆動ＩＣの端子部の位置を特定し且つ前記第１位置決めマークと前記第２位置決めマークとの相対位置に基づいて前記圧電素子及び前記駆動ＩＣの各端子部の位置を補正して当該圧電素子及び駆動ＩＣの各端子部間をワイヤボンディング接続する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記圧電素子から前記圧電素子保持部の外側に引き出されるリード電極を形成する工程を具備し、且つ該リード電極を形成する工程では、当該リード電極を形成する際に前記第１位置決めマークをパターニングして同時に形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記駆動ＩＣを実装する際には、前記第２位置決めマークを基準として前記保護基板上の所定位置に前記駆動ＩＣを実装することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ワイヤボンディング接続する工程では、１００℃以下の加熱温度条件で超音波を付与しながらワイヤボンディング接続を行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【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が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板と、該保護基板上に実装される駆動ＩＣとを具備する液体噴射ヘッドであって、
前記流路形成基板上には、ワイヤボンディング接続する際の前記圧電素子の電極の端子部の位置を特定するための基準となる第１位置決めマークが設けられ、且つ前記保護基板上には、ワイヤボンディング接続する際の前記駆動ＩＣの端子部の位置を特定するための基準となる第２位置決めマークが設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関し、特に、ノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することにより、ノズル開口からインクを吐出させるインクジェット式記録ヘッドの製造方法及びインクジェット式記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インク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を吐出させる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。
【０００３】
後者のインクジェット式記録ヘッドとしては、圧力発生室を有する流路形成基板の一方面側に圧電素子を設け、この圧電素子を密封する圧電素子保持部を有するリザーバ形成基板を流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤によって接着した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このようなヘッドにおいては、圧電素子から圧電素子保持部の外側に引き出されたリード電極を具備する。そして、リザーバ形成基板上に実装される駆動ＩＣの端子部に一端部が接続された接続配線の他端部が、リード電極の端子部にワイヤボンディングによって電気的に接続されるようになっている。
【０００４】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造においては、流路形成基板とリザーバ形成基板との相対位置が設計上の相対位置からずれている場合がある。例えば、流路形成基板とリザーバ形成基板とを接着剤によって接着する際に、両基板が接着面の面方向にずれた状態で接着される、いわゆる接着ずれが生じる場合がある。また、複数の流路形成基板となる流路形成基板用ウェハと、複数のリザーバ形成基板となるリザーバ形成基板用ウェハとを接着して製造する場合には、ウェハ内で流路形成基板やリザーバ形成基板の形成位置がずれている場合もあり、仮にウェハ同士を接着ずれなく接着しても、流路形成基板とリザーバ形成基板との相対位置がずれる場合もある。
【０００５】
そして、このように流路形成基板とリザーバ形成基板との相対位置がずれていると、駆動ＩＣの端子部とリード電極の端子部との位置関係もずれてしまうため、流路形成基板とリザーバ形成基板とが良好に接着されている場合を想定して駆動ＩＣ及びリード電極の各端子部間をワイヤボンディングすると、接続配線の位置ずれによってショート等の接続不良が発生するという問題がある。
【０００６】
なお、このような問題は、配線の高密度化に伴って特に顕著に表れ、また、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造時だけではなく、勿論、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射ヘッドの製造時においても、同様に存在する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６３０００号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、駆動ＩＣと圧電素子との電気的な接続を比較的容易に且つ高精度に行うことができ、歩留まりを向上することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド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】
【０００９】
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が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板と、該保護基板上に実装される駆動ＩＣとを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記流路形成基板の一方面側に前記振動板を介して前記圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に前記保護基板を接合すると共に当該保護基板上に前記駆動ＩＣを実装する工程と、前記流路形成基板の一方面上に設けられた第１位置決めマークを基準として前記圧電素子の電極の端子部の位置を特定すると共に前記保護基板上に設けられた第２位置決めマークを基準として前記駆動ＩＣの端子部の位置を特定して前記圧電素子及び前記駆動ＩＣの各端子部間をワイヤボンディング接続する工程とを具備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１の態様では、流路形成基板に第１位置決めマークを設けると共に保護基板に第２位置決めマークを設けることで、流路形成基板と保護基板との相対位置にずれが生じているか否かに関係なく、これら第１位置決めマーク及び第２位置決めマークを基準として圧電素子及び駆動ＩＣの各端子部の位置関係を特定することができる。したがって、ワイヤボンディング接続時には、駆動ＩＣと圧電素子との電気的な接続を比較的容易に且つ高精度に行うことができ、歩留まりを向上することができる。
【００１０】
本発明の第２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が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板と、該保護基板上に実装される駆動ＩＣとを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記流路形成基板の一方面側に前記振動板を介して前記圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に前記保護基板を接合すると共に当該保護基板上に前記駆動ＩＣを実装する工程と、前記流路形成基板上に設けられた第１位置決めマーク又は前記保護基板上に設けられた第２位置決めマークの何れか一方のマークを基準として前記圧電素子の電極の端子部の位置及び前記駆動ＩＣの端子部の位置を特定し且つ前記第１位置決めマークと前記第２位置決めマークとの相対位置に基づいて前記圧電素子及び前記駆動ＩＣの各端子部の位置を補正して当該圧電素子及び駆動ＩＣの各端子部間をワイヤボンディング接続する工程とを具備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２の態様では、流路形成基板に第１位置決めマークを設けると共に保護基板に第２位置決めマークを設けることで、流路形成基板と保護基板との相対位置にずれが生じていたとしても、第１位置決めマークと第２位置決めマークとの相対位置に基づいて圧電素子及び駆動ＩＣの各端子部の位置関係を補正して特定することができる。したがって、ワイヤボンディング接続時には、駆動ＩＣと圧電素子との電気的な接続を比較的容易に且つ高精度に行うことができ、歩留まりを向上することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記圧電素子から前記圧電素子保持部の外側に引き出されるリード電極を形成する工程を具備し、且つ該リード電極を形成する工程では、当該リード電極を形成する際に前記第１位置決めマークをパターニングして同時に形成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３の態様では、第１位置決めマークに基づいてリード電極の端子部の位置を比較的容易に且つ高精度に特定することができる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記駆動ＩＣを実装する際には、前記第２位置決めマークを基準として前記保護基板上の所定位置に前記駆動ＩＣを実装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４の態様では、第２位置決めマークに基づいて駆動ＩＣの端子部の位置を比較的容易に且つ高精度に特定することができる。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ワイヤボンディング接続する工程では、１００℃以下の加熱温度条件で超音波を付与しながらワイヤボンディング接続を行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５の態様では、加熱条件が比較的低温のワイヤボンディング接続においても、駆動ＩＣの端子部と圧電素子の電極の端子部とを所望のボンディング強度で確実に接続することができる。
【００１４】
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が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板と、該保護基板上に実装される駆動ＩＣとを具備する液体噴射ヘッドであって、前記流路形成基板上には、ワイヤボンディング接続する際の前記圧電素子の電極の端子部の位置を特定するための基準となる第１位置決めマークが設けられ、且つ前記保護基板上には、ワイヤボンディング接続する際の前記駆動ＩＣの端子部の位置を特定するための基準となる第２位置決めマークが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６の態様では、駆動ＩＣと圧電素子とが接続配線によって所望のボンディング強度で電気的に接続され且つ高い信頼性を有する液体噴射ヘッドを低コストで提供することができる。
【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、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。図２は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの平面図及びそのＡ−Ａ’断面図である。図３は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの要部拡大平面図である。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１〜２μｍの弾性膜５０が設けられている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより形成され、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２が並設されている。また、圧力発生室１２の長手方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、この連通部１３は各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。また、各圧力発生室１２の一端に連通する各インク供給路１４の断面積は、圧力発生室１２のそれより小さく形成されており、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、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２．５〜４．５［×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不錆鋼などからなる。また、ノズルプレート２０は、流路形成基板１０と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよい。
【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、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。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。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。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板としての役割を果たす。
【００１８】
なお、圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料に、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイッテルビウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等を用いてもよい。その組成は、圧電素子の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。
【００１９】
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を有する保護基板３０が接着剤を介して接合されている。そして、圧電素子３００は、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。
【００２０】
また、このような保護基板３０には、リザーバ１００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。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、弾性膜５０に設けられた連通孔を介して流路形成基板１０の連通部１３と連通され、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１００をそれぞれ構成している。なお、このような保護基板３０としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、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。また、このような保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。
【００２１】
一方、保護基板３０の表面、すなわち、圧電素子保持部３１側とは反対側の面上には、図３に示すように、配線パターン３５が設けられており、この配線パターン３５上には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ２００（半導体集積回路）が実装されている。そして、この駆動ＩＣ２００の端子部２００ａに一端部が接続されたボンディングワイヤからなる接続配線２１０の他端部が、各圧電素子３００から貫通孔３３内に引き出されたリード電極９０の端子部９０ａ（先端部）に接続され、各圧電素子３００と駆動ＩＣ２００とが電気的に接続されている。また、この駆動ＩＣ２００の端子部２００ａと保護基板３０上の配線パターン３５の端部である端子部３５ａとについても接続配線２１０によって同様にワイヤボンディング接続されている。
【００２２】
ここで、本実施形態では、このような保護基板３０の貫通孔内に露出された領域、すなわち、流路形成基板１０の一方面上のリード電極９０の端子部９０ａの近傍には、例えば、十文字形状の第１位置決めマーク１０ａが設けられている。したがって、第１位置決めマーク１０ａは、流路形成基板１０と保護基板３０とが接合された状態で、リード電極９０の端子部９０ａと共に貫通孔３３内に露出されている。一方、保護基板３０上には、配線パターン３５の端子部３５ａの近傍に、例えば、十文字形状の第２位置決めマーク３０ａが設けられている。そして、ワイヤボンディング接続においては、詳細は後述するが、第１位置決めマーク１０ａと第２位置決めマーク３０ａとを基準として行われる。これにより、駆動ＩＣ２００とリード電極９０とが接続配線２１０によって所望のボンディング強度で電気的に接続され且つ高い信頼性を有する液体噴射ヘッドを低コストで提供することができる。
【００２３】
また、保護基板３０のリザーバ部３２に対応する領域には、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１００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１００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。
【００２４】
以上説明した本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、図示しないインク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００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ＩＣ２００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、圧電素子３００及び振動板を変位させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインクが吐出する。
【００２５】
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４〜図６を参照して説明する。なお、図４〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハからなり複数の流路形成基板１０となる流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。
【００２６】
次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。次に、図４（ｃ）に示すように、例えば、少なくとも白金とイリジウムとからなる下電極膜６０を絶縁体膜５５の全面にスパッタ法等により形成後、下電極膜６０を所定形状にパターニングする。
【００２７】
次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板１０の全面に形成し、図５（ａ）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。
【００２８】
次いで、図５（ｂ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成する。その後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して金属層９１を各圧電素子３００毎にパターニングすることでリード電極９０が形成される。また、流路形成基板用ウェハ１１０の後述する保護基板用ウェハ１３０の貫通孔３３に対向する領域に、例えば、十文字形状の第１位置決めマーク１０ａを形成する（図３参照）。この第１位置決めマーク１０ａは、本実施形態では、金属層９１をパターニングする際に同時に形成した。
【００２９】
次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハからなり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハ１３０を接着剤によって接合する。ここで、この保護基板用ウェハ１３０の流路形成基板用ウェハ１１０との接合面側には圧電素子保持部３１が予め設けられ、リード電極９０の端子部９０ａに対向する部分には貫通孔３３が予め設けられている。また、保護基板用ウェハ１３０上、すなわち、流路形成基板用ウェハ１１０との接合面とは反対側の面上には金（Ａｕ）からなる配線パターン３５が予め設けられている。そして、このような配線パターン３５の端子部３５ａの近傍には、例えば、十文字形状の第２位置決めマーク３０ａが設けられている（図３参照）。この第２位置決めマーク３０ａは、配線パターン３５と同時に形成してもよいし、配線パターン３５とは別に形成してもよく、本実施形態では、配線パターン３５と同時に形成した。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。
【００３０】
次いで、図５（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、更に弗化硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハ１１０をエッチング加工した。
【００３１】
次いで、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、このマスク膜５２を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０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。次いで、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板１０にマスク膜５２を介してノズルプレート２０を接合し、保護基板３０上の第２位置決めマーク３０ａを基準としてその保護基板３０上に駆動ＩＣ２００を実装すると共にコンプライアンス基板４０を接合した後、ワイヤボンディングによって駆動ＩＣ２００と各圧電素子３００とを接続配線２１０を介して接続する。なお、ここでは、駆動ＩＣ２００の実装時に、第２位置決めマーク３０ａを基準としたが、勿論これに限定されず、保護基板３０上の所定位置に実装することができれば、例えば、配線パターン３５等を基準としてもよい。
【００３２】
ここで、図３を参照しながら、本実施形態のワイヤボンディング接続方法について詳細に説明する。駆動ＩＣ２００と各圧電素子３００とを接続配線２１０を介して接続するにあたり、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の設計データに基づいて、リード電極９０の端子部９０ａの位置（位置データ）と、駆動ＩＣ２００の端子部２００ａの位置（位置データ）とをそれぞれ求めておく。なお、本実施形態では、上述した製造プロセスにて説明したように、第１位置決めマーク１０ａをリード電極９０と同時にパターニングして形成し、且つ第２位置決めマーク３０ａを基準として保護基板用ウェハ１３０上に駆動ＩＣ２００を実装するようにしている。したがって、各ウェハ毎の設計データと、実際の駆動ＩＣ２００及びリード電極９０の各端子部２００ａ，９０ａの位置データとの誤差は極めて小さい。
【００３３】
そして、このリード電極９０の端子部９０ａの位置データと、駆動ＩＣ２００の端子部２００ａの位置データとに基づいてワイヤボンディング接続する。詳細には、キャピラリ（図示なし）を第２位置決めマーク３０ａから駆動ＩＣ２００の端子部２００ａの位置データに基づいてその駆動ＩＣ２００の端子部２００ａに移動させてファーストボンディング（ボールボンディング）を行う。次いで、そのキャピラリを第１位置決めマーク１０ａからリード電極９０の端子部９０ａの位置データに基づいてそのリード電極９０ａの端子部９０ａに移動させてセカンドボンディングを行う。これにより、流路形成基板用ウェハ１１０と保護基板用ウェハ１３０との相対位置が接合面の面方向にずれているか否か、あるいは１つのウェハ内で流路形成基板１０及び保護基板３０の形成位置にばらつきが生じているか否か等に関係なく、これら第１位置決めマーク１０ａ及び第２位置決めマーク３０ａを基準として駆動ＩＣ２００及びリード電極９０の各端子部２００ａ，９０ａの位置関係を特定することができる。したがって、駆動ＩＣ２００とリード電極９０（圧電素子３００）との電気的な接続を比較的容易に且つ高精度に行うことができ、歩留まりを向上することができる。
【００３４】
ここで、ワイヤボンディング接続においては、所望のボンディング強度を確保するために加熱温度を約１５０〜２００℃若しくはこの範囲以上とするのが一般的である。しかしながら、上述したヘッド構造においては、このような比較的高い加熱温度でワイヤボンディングをすると、熱によってヘッドが破壊されてしまう。このため、本発明では、ワイヤボンディング接続時の加熱温度を約１００℃以下、好ましくは、約７０℃以下とし、このように低温でも所望のボンディング強度を確保するために、熱と超音波とを併用しながらワイヤボンディングを行っている。このようなワイヤボンディングにおいては、ボンディング位置が僅かにずれると、ボンディング強度の極端な低下を招いてしまう。しかしながら、本実施形態の製造方法においては、駆動ＩＣ２００及びリード電極９０の各端子部２００ａ，９０ａの位置を予め特定しているため、ボンディング強度が低下することを防止することができる。すなわち、本実施形態の製造方法によれば、比較的低温のワイヤボンディング接続であっても、駆動ＩＣ２００の端子部２００ａとリード電極９０の端子部９０ａとを所望のボンディング強度で確実に接続することができる。
【００３５】
その後は、図示しないが、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００３６】
なお、上述した実施形態１では、第１位置決めマーク１０ａ及び第２位置決めマーク３０ａを用いてワイヤボンディング接続する方法の一例について説明したが、勿論これに限定されるものではない。
【００３７】
（実施形態２）
本実施形態では、ボンディング接続を行う際に、第１位置決めマークを基準としてキャピラリを駆動ＩＣの端子部とリード電極の端子部とに移動させる際に、駆動ＩＣの端子部の位置データを第１位置決めマークと第２の位置決めマークとの相対位置に基づいて補正することで、駆動ＩＣ及びリード電極の各端子部同士を接続するようにした。
【００３８】
具体的には、例えば、設計データに基づいて、第１位置決めマークを基準としたリード電極及び駆動ＩＣの各端子部の位置データ、及び第１位置決めマークと第２位置決めマークの相対位置データ（設計相対位置データ）を求めておく。そして、流路形成基板用ウェハと保護基板用ウェハとを接合後、流路形成基板上の第１位置決めマークと、保護基板上の第２位置決めマークとの相対位置データ（実際相対位置データ）を測定により求め、これら実際相対位置データと、設計相対位置データとから、第１位置決めマーク及び第２位置決めマークの位置ズレ量、すなわち、各流路形成基板と各保護基板との相対位置のズレ量を求める。そして、キャピラリを流路形成基板上の第１位置決めマークから保護基板上の駆動ＩＣの端子部へ移動させる際、駆動ＩＣの端子部の位置データをこの位置ズレ量に基づいて補正する。これにより、流路形成基板用ウェハと保護基板用ウェハとの相対位置にずれが生じている場合でも、第１位置決めマークと第２位置決めマークとの相対位置に基づいて圧電素子及び駆動ＩＣの各端子部の位置関係を補正して特定することができるため、上述した実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
このように、本実施形態では、ボンディング接続を行う際に、第１位置決めマークを基準としてキャピラリを移動させるようにしたが、勿論これに限定されず、第２位置決めマークを基準としてキャピラリを移動させるようにしてもよい。具体的には、第２位置決めマークを基準とした設計相対位置データを求め、この設計相対位置データと実際相対位置データとから、第１位置決めマークと第２位置決めマークとの位置ずれ量を求めた後、キャピラリを保護基板上の第２位置決めマークから流路形成基板上のリード電極の端子部へ移動させる際、リード電極の端子部の位置データをこの位置ずれ量に基づいて補正するようにしてもよい。
【００４０】
また、流路形成基板用ウェハ又は保護基板用ウェハの何れか一方に第３位置決めマークを設けるようにしてもよい。この場合には、第１〜第３位置決めマークを用いることで、流路形成基板用ウェハと保護基板用ウェハとの平行移動のずれ量だけでなく、回転方向のずれ量についても補正してワイヤボンディング接続を行うことができる。
【００４１】
（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、勿論、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態１では、第１位置決めマーク１０ａ及び第２位置決めマーク３０ａの形状を十文字形状とした例を説明したが、これに限定されず、ワイヤボンディング接続する際に、第１位置決めマーク及び第２位置決めマークの位置を認識できる形状、例えば、矩形等としてもよい。
【００４２】
また、上述した実施形態１では、上電極膜８０の面上から引き出されたリード電極９０と接続配線２１０とを電気的に接続した場合について説明したが、これに限定されず、下電極膜から保護基板の貫通孔内にリード電極を引き出し、そのリード電極と接続配線とを電気的に接続する場合に本発明を適用するようにしてもよい。
【００４３】
さらに、上述した実施形態１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インクジェット式記録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インクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
【００４４】
また、上述した実施形態１では、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。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。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】
【００４５】
【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平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの要部拡大平面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
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、  ３５  配線パターン、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体層、  ８０  上電極膜、  ９０  リード電極、  ９０ａ  端子部、  １００  リザーバ、  １１０  流路形成基板用ウェハ、  １３０  保護基板用ウェハ、  ２００  駆動ＩＣ、  ２００ａ  端子部、  ２１０  接続配線、  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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