(57)【要約】【課題】単一のコーティングプロセスを用いて、プリントヘッドとフレックス回路との間、またはデバイスとフレックス回路との間の露出した接続領域部の保護の信頼性を高める。【解決手段】サーマルインクジェットプリントヘッドデバイス（１２）と、インクジェットデバイスを駆動する制御信号に接続可能なフレキシブルテープ回路（１５）との間の、露出した導電接続部を処理する方法およびその成形構造。この処理方法によれば、露出した導電接続部（１４、１６）を第１の電位に接続して、第２の電位の電極と接触する電気泳動のポリマー溶液に浸し、それによって、電極と露出した接続部（１４、１６）との間に電流を設定し、露出した接続部（１４、１６）を厚さが均一のポリマー（１９）の薄膜でコーティングするようにすることによって、露出した導電接続部（１４、１６）がポリマー（１９）で電気泳動めっきされて、腐食による損傷から保護されるようになる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルテープ回路に接続される露出した導電接続部を少なくとも１つ備えたデバイスの処理方法であって、
前記露出した接続部上に第１の電位を設定することと、
前記露出した接続部を、第１の電位と異なる第２の電位の電極と接触する電気泳動用の溶液に浸すことと、を含み、
前記電極と前記露出した接続部との間に電流を供給し、前記露出した接続部が電気泳動めっきによって厚さが均一の絶縁薄膜でコーティングされるデバイスの処理方法。
【請求項２】
前記露出した接続部が、銅、アルミニウム、および金のうちの少なくとも１つから形成されている請求項１に記載のデバイスの処理方法。
【請求項３】
前記第１の電位を設定することは、前記接続部を前記第１の電位の電源に接続させることを含む請求項１に記載のデバイスの処理方法。
【請求項４】
前記第１の電位を設定することは、前記接続部を接続しないようにすることであって、それにより該接続部がグラウンド電位に設定されるようにすることを含む請求項１に記載のデバイスの処理方法。
【請求項５】
前記電気泳動用の溶液には、有機樹脂と脱イオンメジアンとが含まれている請求項１に記載のデバイスの処理方法。
【請求項６】
前記有機樹脂がポリマーである請求項５に記載のデバイスの処理方法。
【請求項７】
前記膜を硬化させるステップをさらに含む請求項１に記載のデバイスの処理方法。
【請求項８】
第１の硬化した前記膜の上に第２の膜を電気泳動めっきするステップをさらに含み、前記第１の膜と前記第２の膜とを複合させた厚さが均一な厚さである請求項７に記載のデバイスの処理方法。
【請求項９】
前記デバイスが、少なくともその上にオリフィス板を形成した基板と、該基板の表面上に配置されたボンディングパッドに電気接続された少なくとも１つの加熱要素とを備えたサーマルインクジェットデバイスである請求項１に記載のデバイスの処理方法。
【請求項１０】
前記導電接続部が、前記フレキシブルテープ回路上の導電トレースと、前記第１のデバイス上の前記ボンディングパッドと、前記トレースと前記パッドとの間のボンディングビームとで構成されている請求項９に記載のデバイスの処理方法。
【請求項１１】
前記膜の均一な厚さが、前記第１の電位と前記第２の電位との間の電圧差によって決まるようになっている請求項１に記載のデバイスの処理方法。
【請求項１２】
フレキシブルテープ回路に接続される露出した導電接続部を備えたサーマルインクジェットデバイスの処理方法であって、
前記露出した接続部に第１の電位を設定することと、
前記露出した接続部を、第２の電位の電極と接触する電気泳動用の溶液に浸すことと、を含み、
前記電極と前記露出した接続部との間に電流を供給し、前記露出した接続部が電気泳動めっきによって均一な厚さの絶縁薄膜でコーティングされるようにしたサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項１３】
前記露出した接続部が、銅、アルミニウム、および金のうちの少なくとも１つから形成されている請求項１２に記載のサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項１４】
前記第１の電位を設定することは、前記接続部を前記第１の電位の電源に接続することを含む、請求項１２に記載のサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項１５】
前記第１の電位を設定することは、前記接続部を接続しないようにすることであって、それにより該接続部がグラウンド電位に設定されるようにすることを含む請求項１２に記載のサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項１６】
前記電気泳動用の溶液には、有機樹脂と脱イオンメジアンとが含まれている請求項１２に記載のサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項１７】
前記接続部が、前記フレキシブルテープ回路上の導電トレースに一方の端を接続され、前記サーマルインクジェットデバイス上のボンディングパッドに他方の端を接続された少なくとも１つのボンディングビームで構成されている請求項１２に記載のサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項１８】
前記膜の厚さが、前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の電圧差によって決まるようになっている請求項１２に記載のサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項１９】
前記膜を硬化するステップと、第１の硬化した該膜の上に第２の膜を電気泳動めっきするステップとをさらに含み、前記第１の膜と前記第２の膜との複合厚さが均一な厚さである請求項１２に記載のサーマルインクジェットデバイスの処理方法。
【請求項２０】
導電ボンディングパッドを有するサーマルインクジェットデバイスと、導電ボンディングビームによってボンディングパッドに電気接続された少なくとも１つの導電トレースを有するフレキシブルテープ回路とを備えるサーマルインクジェットプリントヘッド構造であって、前記導電ボンディングパッド、前記導電トレース、および前記導電ボンディングビームが、電気泳動めっきされた均一の厚さの絶縁膜でコーティングされているサーマルインクジェットプリントヘッド構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路における導電面の保護に関し、特に、サーマルインクジェットプリントヘッド回路における導電面の保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、インクジェット画像は、「プリントヘッド」として知られている滴生成装置からプリント媒体上に、正確なパターンのドットが噴射されることにより形成されている。通常のインクジェットプリントヘッドは、オリフィス板に精密に形成されたノズルのアレイを備え、このオリフィス板は、サーマルインクジェットプリントヘッド基板上のインクバリア層に取り付けられている。図１は、オリフィス板１０に形成された単一のノズル１０Ａを備えたプリントヘッド基板１２を示している。基板には、インク槽から液体インクを受け取るための発射チャンバのアレイが組み込まれている。図１を参照すると、それぞれのチャンバ１１には、「発射抵抗器」として知られている薄膜抵抗器１３が設けられている。薄膜抵抗器１３は、それぞれのノズル１０Ａと向かい合わせに配置されており、発射抵抗器とノズルの間にインクを溜めることができるようになっている。印刷用電気パルス（electric printing pulses）でサーマルインクジェット発射抵抗器を加熱すると、その発射抵抗器に隣接する少量のインクが加熱され、それによってインクが気化されて気泡になり、それによって、プリントヘッドからインク滴が噴射されることになる。このインク滴はプリント媒体に当たり、次に乾燥して「ドット」を形成する。このような複数のドットを一緒に合わせて見ると、プリント画像が形成されているようになる。
【０００３】
抵抗器を用いてインク滴を「発射」させるための制御信号は、プリンタの処理ユニットから発せられている。電気的な接続は、薄膜抵抗器１３と、この薄膜抵抗器１３から離れて配置された露出したボンディングパッド１４との間をリソグラフィーでパターニングした導電トレース（図示せず）によって行なわれている。ボンディングパッド１４は、プリントヘッド上に設けられたフレキシブルテープ回路１５(flexible tape circuit)（フレックス回路とも呼ばれる）上の露出したリード線（conductive lead）と容易に接続できるようにしている。フレックス回路１５は、制御すなわち「発射」信号をプリンタのプロセッサから抵抗器へと伝えている。
【０００４】
フレックス回路は、一方または両方の接続部が動く電気部品である場合に、この電気部品同士を接続するのに特に適している。例えば、インクジェットプリンタの場合には、インク滴を噴射している間にプリント媒体を横切って走査するプリントヘッドが、フレックス回路によってプリンタのプロセッサに電気接続されている。一般的に、フレックス回路は、ポリイミドテープ等の柔軟性を有する誘電材料の層に積層、オーバーモールド、またはその他の方法で接着された、微細な導電フィラメントまたは成形トレースである。そのように形成された相互接続回路は、接続を行っている電気部品の電気的相互接続部に影響を及ぼすことなく、曲げたり輪にすることができるようになっている。
【０００５】
所与の発射抵抗器１３と、フレックス回路１５上の導電トレースとの間の接続は、導電ボンディングビーム１６をボンディングパッド１４からトレースへ結合(bonding)させることによって行われている。ボンディングの後、少なくとも、ボンディングパッド１４、ボンディングビーム１６、およびフレックス回路１５上の導電トレースを有する露出した導電接続領域は、プリントヘッドの腐食性の環境から保護される／被覆されて守られるようになっている。
【０００６】
露出した導電接続部を保護するこれまでの方法には、２つの異なるコーティング技法が用いられており、露出した接続部の２つの別個の領域の表面特性に対応している。具体的には、ボンディングパッド１４とボンディングビーム１６を含む第１の領域は、小さな裂け目と形状が凸凹形状の表面とを備えていることを特徴としているので、この領域に保護コーティング１７（パッドとビームとを含む）の滴を施し、それによって、コーティングが困難な小さな裂け目を埋め、全領域を被覆することによって、この領域が保護されるようにしている。他方、フレックス回路１５上の露出した導電トレースを含む第２の領域は、より平らであることが特徴となっている。したがって、この領域のほうが、例えばスクリーンコーティングまたはシート／カーテンプロセスを用いて、露出したトレースの上に保護コーティングを積層させ、それによってその領域の上に積層の保護層１８を形成するプロセスに適している。
【０００７】
このコーティング技術の不利な点のひとつには、第１の領域の表面が凸凹であるため、施したコーティングには、保護されない小さなピンホールまたは気泡があるかもしれず、かつ不均一に分布して偏在するかもしれず、その結果、この領域の保護の信頼性が低くなってしまうことである。さらに、互いに異なる処理技法を用いて第１および第２の領域を被覆すると、さらなる処理段階が結果として生じてしまう。さらに、施した保護コーティング１７と積層したコーティング１８との間に、保護のすき間が生じてしまう可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
単一のコーティングプロセスを用いて、プリントヘッドとフレックス回路との間、またはデバイスとフレックス回路との間の露出した接続領域部を保護するための信頼性の高い方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
処理方法およびその構造であって、この方法は、第１のデバイスとフレキシブルテープ回路との間の露出した導電接続領域に対し、露出した接続部を第１の電圧に接続し、露出した接続部を第２の電位の電極と接触する電気泳動用の溶液(electrophoretic solution)に浸し、それによって、電極と露出した接続部との間に電流を設定し、露出した接続部を電気泳動めっき（electrophoretic plating）によって厚さが均一の絶縁薄膜（thin insulating film）でコーティングすることによって行われる。
【００１０】
処理方法およびその構造の第２の実施形態において、この方法は、サーマルインクジェットデバイスと、サーマルインクジェットデバイスを駆動する制御信号に接続可能なフレキシブルテープ回路との間の、露出した導電接続部に対して行われる。この方法は、露出した接続部を第１の電圧に接続して、露出した接続部を第２の電位の電極と接触する電気泳動用の溶液に浸し、それによって、電極と露出した接続部との間に電流を設定し、露出した接続部を電気泳動めっきによって厚さが均一の絶縁薄膜でコーティングすることによって行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明に鑑みて、当業者には明白となろう。
【００１２】
本発明は、フレキシブルテープ回路と接続している露出した導電接続部を有する第１のデバイス、特にプリントヘッドデバイスを腐食環境にさらされることから電気的な接続を保護するための処理方法およびその構造に関するものである。本方法によれば、露出した接続部は、腐食性の環境が与える有害な作用を受けない保護材料でコーティングされるようになる。例えば、プリントヘッドの近傍のインクジェットプリンタ内で生じている環境では、各部品および各接続部は、インクという形の湿気に常にさらされている。露出した接続部は、保護されないままにしておくと、この湿気によって腐食してしまうことになる。
【００１３】
一般的に、本方法によれば、プリントヘッド基板上のボンディングパッドとフレキシブル回路上の導電トレースとの間の露出した接続部が、単一のコーティング技法を用いてすべての露出した接続領域を均一にコーティングするように、電気泳動を用いて保護膜でめっきされた構造が形成されることになる。図２は、プリントヘッド基板１２と、少なくとも単一のオリフィス１０Ａを有するプリントヘッド基板１２上に形成されたオリフィス板１０とを備えた構造であって、本発明の方法を用いて形成されたものの一実施形態を示している。オリフィス１０Ａの下には、インクチャンバ１１が形成されている。インクチャンバ１１は、ボンディングパッド１４に電気接続（図示せず）された加熱素子１３を備えている。ボンディングパッド１４は、導電ボンディングビーム１６によって、フレキシブルタップ回路１５上の導電トレース（図示せず）に接合されている。ボンディングパッド１４と、ボンディングビーム１６と、フレキシブルテープ回路１５上の導電トレース（図示せず）とによって、導電接続部が形成されている。接続部の露出した領域は、すべて、電気泳動を用いてポリマーでめっきされ、露出した領域上に厚さが均一の薄膜１９を形成するようになっている。
【００１４】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明による、フレキシブルテープ回路１５と接続している露出した導電接続部を有するサーマルインクジェットプリントヘッドデバイスを処理する方法の一実施形態を示している。図３Ａに示す図は、電気泳動めっきプロセスを表しており、電気泳動めっきを行うのに用いる実際の処理材料および装置を示すものではないことが理解されるべきである。図３Ａは、露出したボンディングパッド１４と、ボンディングビーム１６と、フレックス回路１５上の導電トレース（図示せず）とを備えている露出した導電接続部を示している。図３Ａおよび図３Ｂによれば、露出した接続部が第１の電圧Ｖ1に設定されるようになる（３０）。露出した接続部は、第２の電位Ｖ2の電極と接触する電気泳動用の溶液２０に浸されるようになる（３１）。ここでＶ1≠Ｖ2であり、露出した接続部が電気泳動めっきによって厚さが均一の薄膜でコーティングされるよう、電極と露出した接続部との間に電流が設定されるようになっている。露出した接続部を電圧Ｖ1に設定することは、接続部を所与の電源Ｖ1に接続することを含んでもよく、または、露出した接続部を接続しないままにしてＶ1がグラウンド電位に等しいようにすることを含んでいてもよいことが理解されるべきである。
【００１５】
図４は、電気泳動めっきプロセスにおける電流対時間の関係の例を示している。電流は最初増大し（矢印４０）、そして露出した接続部の表面上に薄膜が形成され始めてそれによって表面が絶縁されるとともに電流が制限され（矢印４１）、そして厚さが均一な膜が露出した接続部を被覆するようになる。所与の領域への電流（したがって、所与の領域上にめっきされる材料の量）が、所与の表面上に形成される層の厚さによって決まるため、薄膜の均一性が得られるようになっている。その結果、電気泳動プロセスは、所定の厚さに達するまですべての領域上で継続され、所定の厚さに達成した時点で電流が制限されることにより、電気泳動プロセスが終了することになる。露出した接続部の表面をコーティングするのにかかる時間は、Ｖ1とＶ2との電圧差によって決まっている。電圧差が大きくなると、その結果コーティング時間が短くなることになる。
【００１６】
一実施形態において、薄膜を堅くして膜の信頼性を高めるために、コーティングされた導電接続部は、加熱すなわち硬化させられている。本実施形態によれば、薄膜は、硬化すると、膜の縁および表面の点において薄くなり、それによって膜の厚さが不均一になってしまう傾向がある。したがって、他の実施形態において、図３Ｂに示すのと実質的に同じ方法を行うことによって、第１のコーティングの上に第２の膜コーティングが塗布されるようになる。具体的には、接続部上に第１の電圧Ｖ1が設定され、コーティングされた接続部が、第３の電圧Ｖ3（ただしＶ3はＶ2と等しいかそれよりも高い）と接触する電気泳動用の溶液に浸される。電気泳動めっきプロセスによって、溶液中のコーティング材料は、第１のコーティングが厚い領域よりも薄い領域のほうにより引き寄せられ、第１のコーティングと第２のコーティングとの複合厚さが均一となり、結果として露出した接続部の上の厚さが均一な膜になるようにする。
【００１７】
一実施形態において、電気泳動用の溶液は、有機樹脂と、水等の脱イオンメジアン（median）とを備えている。別の実施形態において、有機樹脂はポリマーである。別の実施形態において、露出した接続部は、銅、アルミニウム、および金のうちの少なくとも１つを含む導電面である。
【００１８】
電気泳動は、よく立証された（documented）プロセスであることが理解されるべきであり、このプロセスは、導電性の媒体内の帯電した粒子が直流電圧の影響下で反対極性の電荷を有する電極へと移動するものである。
【００１９】
本発明の方法の一般化した実施形態によれば、図５に示す構造が結果として生じるようになる。特に、本発明の第２の実施形態によれば、第１のデバイス５０は、露出した導電接続部を介してフレックス回路５２に接続されている。露出した導電接続部は、少なくとも、ボンディングパッド５１と、ボンディングビーム５３と、フレックス回路５２上の導電トレース（図示せず）とを備えている。露出した接続部は、露出した導電接続部を第１の電圧に設定して第２の電位の電極と接触する電気泳動用の溶液に浸し、それによって電極と露出した接続部との間に電流を設定して露出した接続部が薄膜でコーティングされるようにすることによって、厚さが均一の薄膜１９で電気泳動めっきされるようになる。
【００２０】
したがって、フレックス回路５２とデバイスとの間の露出した導電接続部を保護する方法およびその成形構造が説明されることになる。フレックス回路５２とインクジェットプリントヘッドデバイスとの間の接続部を処理する従来技術の方法よりも優れた、そのようなコーティングプロセスの利点は、表面の凹凸形状にかかわらず、厚さが均一な保護コーティングの層を露出した領域のすべてに提供することである。本発明のプロセス中に生じるいかなるピンホールまたは亀裂にも、より多くの局所電流が引き寄せられ、したがって塞がれる。したがって、保護コーティングには、すき間、穴、または亀裂がない。単一のコーティングプロセスを用いて、露出した接続領域の異なるタイプの表面を保護し、それによって処理段階を減らす。さらに、単一の統合したコーティングプロセスを行うことによって、異なる保護コーティング領域同士の間に生じる潜在的なすき間がなくなる。
【００２１】
本発明が完全に理解されるよう、前述の説明において、導電接続部およびコーティング材料のタイプ等、いくつかの具体的な詳細が説明されている。しかし、当業者にとって、本発明を実施するのにこのような具体的な詳細を用いる必要はないことが明白となろう。他の場合においては、本発明を不必要に不明瞭にしないようにするために、周知の処理段階は詳細に説明していない。
【００２２】
さらに、いくつかの実施形態とともに本発明の要素を説明したが、本発明はさまざまな他の方法で実施してもよいことが理解される。したがって、実例として示し説明した特定の実施形態は、決して限定的にみなされるのを意図するものではないということが理解されなければならない。このような実施形態の詳細への言及は、特許請求の範囲を限定するよう意図するものではなく、特許請求の範囲は、本発明に不可欠であると考えられる特徴のみを述べている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術のサーマルインクジェットプリントヘッド構造、および、従来技術の方法に従って塗布されるように露出した導電接続領域を被覆する保護コーティングを示す図である。
【図２】サーマルインクジェットプリントヘッド構造、および、本発明の方法に従って塗布されるように露出した導電接続領域を被覆する保護コーティングを示す図である。
【図３】本発明に係る電気泳動めっきの一方法を示す図である。
【図４】電気泳動めっき中の電流と時間の関係を示すグラフである。
【図５】デバイスと、フレキシブルテープ回路と、本発明の方法に従って塗布される保護コーティングを備え、デバイスと回路の間の露出した接続領域とを有した一般的な構造を示す図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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