JP4687410B2 - デバイス実装構造、及び液滴吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、デバイス実装構造、及び液滴吐出ヘッドに関する。

ＩＣチップ等のデバイスを回路基板上に配置し電気的に接続する方法として、従来からワイヤボンディング法が知られ、一般的に用いられている。例えば、画像の形成やマイクロデバイスの製造に際して液滴吐出法（インクジェット法）を適用する場合に用いられる液滴吐出ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）においても、インク吐出動作を行うための圧電素子と、圧電素子に電気信号を供給する駆動回路部（ＩＣチップ等）との接続に、ワイヤボンディング法が用いられている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００３−１５９８００号公報 特開２００４−２８４１７６号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
近年ＩＣチップ等の高集積化に伴いＩＣチップ等の外部接続端子が狭小化、狭ピッチ化される傾向にあり、それに伴い回路基板上に形成される配線パターンも狭ピッチ化される傾向にある。そのため、上記ワイヤボンディングを用いた接続方法の適用が困難になってきている。

また、液滴吐出法に基づいて画像形成やマイクロデバイス製造を行う方法にあっては、画像の高精細化やマイクロデバイスの微細化を実現するために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部同士の間の距離（ノズルピッチ）をできるだけ小さく（狭く）することが好ましい。上記圧電素子はノズル開口部に対応して複数形成されるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに応じて圧電素子同士の間の距離も小さくする必要がある。しかしながら、圧電素子同士の間の距離が小さくなると、それら複数の圧電素子のそれぞれとドライバＩＣとをワイヤボンディングの手法によって接続する際に、隣接するワイヤー間が接触するおそれがあり、このようなワイヤーボンディングを用いた接続が困難となる。そこで、ワイヤーボンディングに代わり、微細なピッチの配線接続を可能とする実装方法の提供が望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ＩＣチップ等のデバイスによる段差や、デバイスが実装される基板の形状に起因する段差を介してデバイスの接続端子と前記基板の導電接続部とを電気的に接続するに際し、前記接続端子及び接続部の形成ピッチが狭小化した場合でも前記電気的接続を行う際の作業性を低下させることなく、優れた信頼性をもって歩留まりよくデバイスを実装できる、デバイス実装構造、デバイス実装方法、及び液滴吐出ヘッドを提供することを目的としている。

本発明にかかるひとつのデバイス実装構造は、基体に形成された溝部における一方及び他方の内側面側から底面上に引き出された導電接続部と、前記基体の上面に設けられるデバイスの接続端子とを電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、前記溝部内には、基材、該基材の少なくとも下面部および側面部に設けられた樹脂部、並びに前記樹脂部を介して前記基材における下面部側から上面部側までに引き回された配線部を備え、前記溝部の深さと略同一の高さを有するコネクタが設けられ、前記樹脂部は、断面形状が凸形状の曲面を有しており、前記コネクタ及び前記基体の上面には前記デバイスがフリップチップ実装されて、該デバイスの接続端子の一部が前記配線部を介して前記導電接続部と電気的に接続されており、前記樹脂部には、前記基材における一方の側面部側及び他方の側面部側まで引き回された前記配線部を分断する凹部が形成されていることを特徴とする。本発明のデバイス実装構造は、基体の第１面に形成された導電接続部と、前記第１面とは段差をもって配された第２面上に設けられるデバイスの接続端子とを電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、前記導電接続部上には、前記段差の高さと略同一の高さを有し、表面に配線部が引き回されたコネクタが設けられ、前記コネクタにおける少なくとも前記導電接続部に当接する部位には、樹脂部を介して前記配線部が設けられていて、前記コネクタ及び前記第２面上には前記デバイスがフリップチップ実装されて、該デバイスの接続端子の一部が前記配線部を介して電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明のデバイス実装構造によれば、少なくとも導電接続部に当接する部位に設けられた配線部が樹脂部を介して形成されているので、デバイスを実装した際に、前記樹脂部が受けた圧に応じて撓んで凹むことにより、前記配線部と前記導電接続部とが密着した状態となり、接続信頼性が高いものとなる。このとき、前記樹脂部が撓んで凹むことにより、デバイスを実装する際の加圧等によって発生する導電接続部への負荷を軽減することもできる。よって、前記コネクタに設けられた配線部を介して、デバイスの接続端子と導電接続部とを良好に接続でき、接続信頼性の高いデバイス実装構造となる。
また、樹脂部を有し、かつ段差の高さと略同一の高さのコネクタを有しているので、該コネクタによって第１面と第２面との間の段差が吸収されて、基体の第２面の高さとコネクタ上の高さとが略同一となっている。よって、前記コネクタ、及び前記第２面上にデバイスが良好に実装されたものとなる。
また、前記コネクタを用いれば、例えば隣接する配線間を接触させることなく微細なピッチの配線を形成できるので、デバイスの接続端子と導電接続部とを良好に接続することができる。
したがって、本デバイス実装構造は、前記コネクタを備えたことで段差間においても、簡便で、かつ信頼性の高い配線接続を提供できる。

また、上記デバイス実装構造においては、前記コネクタは、基材と、該基材の表面に設けられた前記樹脂部とから構成されているのが好ましい。
ここで、微細な配線パターンに対応する小型のコネクタを、例えば金型を用いてコネクタ全体を成形すると精度を出すのが非常に難しくなってしまう。そこで、本発明を採用すれば、例えばＳｉからなる基材上に樹脂部からなるコアを形成し、該コアの表面にスパッタ法により配線部を形成することで、微細な配線ピッチに対応した樹脂コアバンプを形成することができる。

また、上記デバイス実装構造においては、前記基材が非絶縁性材料から構成される場合、前記樹脂部は絶縁材料から構成されているのが好ましい。
このようにすれば、配線部と基材との間を絶縁することができる。また、樹脂部上が絶縁された状態となっているので、この樹脂部上に複数の配線部を形成することが可能となる。

また、上記デバイス実装構造においては、前記第１面と前記第２面により前記基体に形成される凹部内に前記コネクタが配置されている場合に、前記樹脂部が前記コネクタの側面部にも設けられ、該コネクタの側面部の樹脂部と前記凹部の内側面とが当接しているのが好ましい。
このようにすれば、前記コネクタの幅が前記凹部よりも多少大きい場合でも、前記コネクタを前記凹部内に押し込むことにより、前記樹脂部が変形して前記凹部内に配設されることで凹部内に樹脂部が確実に保持されたものとなる。
また、例えば基体が熱膨張して前記凹部の大きさが小さくなった場合でも、前記コネクタの側面部に設けられた樹脂部が緩衝層として機能することにより、コネクタ及び基体がダメージを受けることが防止される。
このとき、前記基体が非絶縁性材料からなる場合、前記凹部の内側面部に絶縁膜が設けられているのがより好ましい。
このようにすれば、コネクタの配線部が基材の基体の側壁部と接触した際に、配線部と前記基体との間で絶縁できる。

また、上記デバイス実装構造においては、前記コネクタには、前記凹部を挟む、前記第２面上における一方側及び他方側まで引き回された前記配線部間の導通性を規制する導通規制部が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、配線部の導通性が導通規制部によって規制されているので、例えば第２面上の一方側及び他方側に実装した２つのデバイスを１つの配線部によって実装できる。

また、上記デバイス実装構造においては、前記導電接続部と前記配線部との間に接着層が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、前記第１導電部と前記配線部との間の接続性を高めることができ、より信頼性の高いものとなる。

また、上記デバイス実装構造においては、前記デバイスの接続端子及び前記コネクタの配線部は、それぞれＡｕを含む導電膜から形成されているのが好ましい。
このようにすれば、デバイスの接続端子とコネクタの配線部とが接続した際に、Ａｕ−Ａｕ接合が行われることとなり、接合部における抵抗の低い信頼性が高い接合が得られる。

また、上記デバイス実装構造においては前記コネクタにおける前記デバイスが実装される側の面にも前記樹脂部を介して前記配線部が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、コネクタ上にデバイスが実装された際に、デバイスの接続端子がコネクタに当接した際に、樹脂部が受けた圧に応じて撓んで凹むことで緩衝層として機能することにより、コネクタへのダメージをより低減できる。

本発明のデバイス実装方法は、基体の第１面に形成された導電接続部と、前記第１面とは段差をもって配された第２面に設けられるデバイスの接続端子とを電気的に接続するデバイス実装方法であって、前記段差の高さと略同一の高さを有し、表面に配線部が引き回されてなり、該配線部が少なくとも前記導電接続部に当接される面において樹脂部を介して設けられてなるコネクタを、前記樹脂部を介して設けられた配線部と前記導電接続部とを接触させるようにして前記第１面に設ける工程と、前記コネクタ、及び前記第２面上に前記デバイスをフリップチップ実装し、前記導電接続部と前記デバイスの接続端子とを前記配線部を介して電気的に接続させる工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明のデバイスの実装方法によれば、少なくとも導電接続部に当接する部位に設けられた配線部が樹脂部を介して形成されているので、デバイスを実装した際に前記樹脂部が受けた圧に応じて撓んで凹むことにより、前記配線部と前記導電接続部とが密着した状態となり、接続信頼性が高いものとなる。このとき、前記樹脂部が撓んで凹むことにより、デバイスを実装する際の加圧等によって発生する導電接続部への負荷を軽減することもできる。よって、前記コネクタに設けられた配線部を介して、デバイスの接続端子と導電接続部とを良好に接続でき、デバイス実装時の接続信頼性が高いものとなる。
また、段差の高さと略同一の高さのコネクタを第１面上に設けているので、該コネクタによって第１面と第２面との間の段差が吸収されて、基体の第２面の高さとコネクタ上の高さとが略同一となる。よって、前記コネクタ、及び前記第２面上にデバイスを良好に実装することができる。
また、前記コネクタを用いれば、例えば隣接する配線間を接触させることなく微細なピッチの配線を形成できるので、デバイスの接続端子と導電接続部とを良好に接続することができる。
したがって、本デバイス実装方法は、前記コネクタを設けることで段差を介した第１面及び第２面間においても、簡便で、かつ信頼性の高い配線接続を行うことができる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とが、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイス実装構造により電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明の液滴吐出ヘッドによれば、前記保護基板を挟んで両側に配置された駆動回路部と前記駆動素子とが、上述したコネクタにより接続されているので、ノズル開口の狭小化により駆動素子が狭小化され、ワイヤボンディングでは接続が極めて困難になった場合にも、前記接続孔の狭小化を容易に行うことができ、駆動素子と駆動回路部とを高い接続信頼性をもって容易に接続することができるため、高精細の液滴吐出ヘッドを提供することができる。
また、ワイヤボンディングにより両者を接続する構造では必須のワイヤを引き回すための空間が不要であり、液滴吐出ヘッドを薄型化することができる。さらに、駆動回路部が保護基板上に実装されている構造を採ることができるため、駆動回路部を含めた液滴吐出ヘッド全体の薄型化、コンパクト化に有利な構成となる。

以下、本発明のデバイス実装構造とデバイス実装方法、及び液滴吐出ヘッドの一実施形態を図面を参照して説明する。
以下の説明で参照する各図面においては、図面を見易くするために各構成部材の寸法を変更したり、一部を省略して表示している。

（液滴吐出ヘッド）
まず、本発明の一実施の形態として、本発明にデバイス実装構造を具備した液滴吐出ヘッドについて図１から図３を参照して説明する。図１は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図２は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図の一部破断図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。

本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、インク（機能液）を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図１から図３に示すように、液滴吐出ヘッド１は、液滴が吐出されるノズル開口１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面（＋Ｚ側）に接続されてインク流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続されて圧電素子（駆動素子）３００の駆動によって変位する振動板４００と、振動板４００の上面に接続されてリザーバ１００を形成するリザーバ形成基板（保護基板）２０と、リザーバ形成基板２０上に設けられた前記圧電素子３００を駆動するための４個の駆動回路部（デバイス）２００Ａ〜２００Ｄと、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと接続された複数の配線パターン３４とを備えて構成されている。なお、上記流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とにより、本発明に係る基体が構成される。

液滴吐出ヘッド１の動作は、各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄに接続された図示略の外部コントローラによって制御される。図２に示す流路形成基板１０には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されており、これらの開口領域のうち、Ｘ軸方向に延びて形成された部分が、ノズル基板１６と振動板４００とにより囲まれて圧力発生室１２を形成する。また、上記平面視略櫛歯状の開口領域のうち、図示Ｙ方向に延びて形成された部分が、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とにより囲まれてリザーバ１００を形成している。

図２及び図３に示すように、流路形成基板１０の図示下面側（−Ｚ側）は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板１６が流路形成基板１０の下面に接続されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。ノズル基板１６には、液滴を吐出する複数のノズル開口１５が設けられている。具体的には、ノズル基板１６に設けられた複数のノズル開口１５はＹ軸方向に配列されており、本実施形態では、ノズル基板１６上の複数の領域に配列された一群のノズル開口１５を、それぞれ第１ノズル開口群１５Ａ、第２ノズル開口群１５Ｂ、第３ノズル開口群１５Ｃ、及び第４ノズル開口群１５Ｄを構成している。

第１ノズル開口群１５Ａと第２ノズル開口群１５ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。第３ノズル開口群１５Ｃは第１ノズル開口群１５Ａの＋Ｙ側に設けられており、第４ノズル開口群１５Ｄは第２ノズル開口群１５Ｂの＋Ｙ側に設けられている。これら第３ノズル開口群１５Ｃと第４ノズル開口群１５ＤとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
なお、図２では各ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれは６個のノズル開口１５によって構成されているように示されているが、実際には、各ノズル開口群は例えば７２０個程度の多数のノズル開口１５によって構成される。

流路形成基板１０の内側には、その中央部からＸ方向に延びる複数の隔壁１１が形成されている。本実施形態の場合、流路形成基板１０はシリコンによって形成されており、複数の隔壁１１は、流路形成基板１０の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングにより部分的に除去して形成されたものである。複数の隔壁１１を有する流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とにより区画された複数の空間が圧力発生室１２である。

圧力発生室１２とノズル開口１５とは、各々対応して設けられている。すなわち、圧力発生室１２は、第１〜第４ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル開口１５に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。そして、第１ノズル開口群１５Ａに対応して複数形成された圧力発生室１２が第１圧力発生室群１２Ａを構成し、第２ノズル開口群１５Ｂに対応して複数形成された圧力発生室１２が第２圧力発生室群１２Ｂを構成し、第３ノズル開口群１５Ｃに対応して複数形成された圧力発生室１２が第３圧力発生室群１２Ｃを構成し、第４ノズル開口群１５Ｄに対応して複数形成された圧力発生室１２が第４圧力発生室群１２Ｄを構成している。
第１圧力発生室群１２Ａと第２圧力発生室群１２ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁１０Ｋが形成されている。同様に、第３圧力発生室群１２Ｃと第４圧力発生室群１２Ｄとの間にも隔壁１０Ｋが形成されており、それらはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。

第１圧力発生室群１２Ａを形成する複数の圧力発生室１２の基板中央部側（−Ｘ側）の端部は上述した隔壁１０Ｋによって閉塞されているが、基板外縁部側（＋Ｘ側）の端部は互いに接続するように集合され、リザーバ１００と接続されている。リザーバ１００は、図１及び図３に示す機能液導入口２５と圧力発生室１２との間で機能液を一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板２０にＹ軸方向に延びる平面視矩形状に形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０にＹ軸方向に延びる平面視矩形状に形成された連通部１３とから構成されている。そして、連通部１３において各圧力発生室１２と接続され、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２の共通の機能液保持室（インク室）を形成している。図３に示す機能液の経路をみると、ヘッド外端上面に開口する機能液導入口２５より導入された機能液が、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、供給路１４を経て、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２のそれぞれに供給されるようになっている。

また、第２、第３、第４圧力発生室群１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれを構成する圧力発生室１２のそれぞれにも、上述と同様の構成のリザーバ１００が接続されており、それぞれ供給路１４を介して連通された圧力発生室群１２Ｂ〜１２Ｄに供給される機能液の一時貯留部を構成している。

流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配置された振動板４００は、流路形成基板１０側から順に弾性膜５０と下電極膜６０とを積層した構造を備えている。流路形成基板１０側に配される弾性膜５０は、例えば１〜２μｍ程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、弾性膜５０上に形成される下電極膜６０は、例えば０．２μｍ程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜６０は、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配される複数の圧電素子３００の共通電極としても機能するようになっている。

振動板４００を変形させるための圧電素子３００は、図３に示すように、流路形成基板１０の上面（＋Ｚ側の面；第１面）１０ａに形成された、下電極膜６０側から順に圧電体膜７０と、上電極膜（導電接続部）８０とを積層した構造を備えている。圧電体膜７０の厚さは例えば１μｍ程度、上電極膜８０の厚さは例えば０．１μｍ程度である。
なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。下電極膜６０は圧電素子３００として機能する一方、振動板４００としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能する構成を採用しているが、弾性膜５０を省略して下電極膜６０が弾性膜（５０）を兼ねる構成とすることもできる。

圧電素子３００（圧電体膜７０及び上電極膜８０）は、複数のノズル開口１５及び圧力発生室１２のそれぞれに対応するように複数設けられている。本実施形態では、便宜的に、第１ノズル開口群１５Ａを構成するノズル開口１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第１圧電素子群と呼ぶものとする。また同様に、第２ノズル開口群１５Ｂを構成するノズル開口１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第２圧電素子群と呼ぶものとする。さらに、第３ノズル開口群１５Ｃに対応する一群の圧電素子３００を第３圧電素子群と呼び、第４ノズル開口群１５Ｄに対応する一群の圧電素子３００を第４圧電素子群と呼ぶものとする。

流路形成基板１０上の平面領域において、上記第１圧電素子群及び第２圧電素子群は、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。同様に、第３、第４ノズル開口群１５Ｃ、１５Ｄにそれぞれ対応する第３、第４圧電素子群は、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。

圧電素子３００を含む振動板４００上の領域を覆って、リザーバ形成基板２０が設けられており、リザーバ形成基板２０の上面（流路形成基板１０と反対側面）には、封止膜３１と固定板３２とを積層した構造のコンプライアンス基板３０が接合されている。このコンプライアンス基板３０において、内側に配される封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜３１によってリザーバ部２１の上部が封止されている。他方、外側に配される固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼）からなる板状部材である。

この固定板３２には、リザーバ１００に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部３３が形成されており、この構成によりリザーバ１００の上部は、可撓性を有する封止膜３１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。

通常、機能液導入口２５からリザーバ１００に機能液が供給されると、例えば、圧電素子３００の駆動時の機能液の流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ１００内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ１００の上部が封止膜３１のみよって封止された可撓部２２を有しているので、この可撓部２２が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ１００内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板３２によって十分な強度に保持されている。そして、リザーバ１００の外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ１００に機能液を供給するための機能液導入口２５が形成されており、リザーバ形成基板２０には、機能液導入口２５とリザーバ１００の側壁とを連通する導入路２６が設けられている。

リザーバ形成基板２０は、流路形成基板１０とともに液滴吐出ヘッド１の基体を成す部材であるから剛体とすることが好ましく、リザーバ形成基板２０を形成する材料として流路形成基板１０と略同一の熱膨張率を有する材料を用いることがより好ましい。本実施形態の場合、流路形成基板１０がシリコンからなるものであるから、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適である。シリコン単結晶基板を用いた場合、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、圧電素子保持部２４や溝部（貫通孔）７００を容易に形成できるという利点が得られる。その他、流路形成基板１０と同様、ガラス、セラミックス材料等を用いてリザーバ形成基板２０を作製することもできる。

図１に示すように、リザーバ形成基板２０上には４個の駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが配設されている。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されている。各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、図示下面側に複数の接続端子２００ａを備えており、この接続端子２００ａがリザーバ形成基板２０の上面（第２面）２０ａに形成された配線パターン３４に対して接続されている。

そして、駆動回路部２００Ａ、２００Ｃがリザーバ形成基板２０上でＹ軸方向に沿って長手に配置され、駆動回路部２００Ｂ、２００Ｄはそれぞれ駆動回路部２００Ａ、２００Ｃと略平行にＹ軸方向に長手に配置されている。各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと電気的に接続されている配線パターン３４は、いずれも駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの外側の端部からＸ軸方向に延びており、その先端部は外部コントローラとの接続端子として利用可能である。

本実施形態の場合、第１ノズル開口群１５Ａに対応する第１圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的に接続される一群（図示では６本）の配線パターン３４が第１配線群３４Ａを構成しており、第２ノズル開口群１５Ｂに対応する第２圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的に接続される一群の配線パターン３４が第２配線群３４Ｂを構成している。また同様に、第３、第４圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的接続される一群の配線パターン３４が、それぞれ第３配線群３４Ｃ、第４配線群３４Ｄを構成している。

第１配線群３４Ａを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ａに接続され、第２配線群３４Ｂを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｂに接続され、第３配線群３４Ｃを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｃに接続され、第４配線群３４Ｄを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｄに接続されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、第１ノズル開口群１５Ａ〜第４ノズル開口群１５Ｄにそれぞれ対応する第１圧電素子群〜第４圧電素子群を、それぞれ異なる駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄにより駆動する構成が採用されている。

なお、図１では、各配線群につき６本の配線パターン３４を有する構成としているが、これは図２に示したノズル開口１５の数、及び圧力発生室１２の数に合わせて図示したものに過ぎず、先に記載のように各配線群３４Ａ〜３４Ｄに含まれる配線パターン３４は、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと外部コントローラとの接続配線を構成するものであるから、その本数は駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを駆動制御するのに必要な本数であれば足り、通常は各駆動回路部により駆動される圧電素子３００の数より少なくなる。

図１及び図３に示すように、リザーバ形成基板２０のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、断面が下方に向かうに従って縮径するテーパ形状を有し、Ｙ軸方向に延びる溝部（凹部）７００が形成されている。すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、この溝部７００が、圧電素子３００の上電極膜８０（回路接続部）と、それらに接続されるべき前記駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａ（配線パターン３４）とを隔てる段差を形成している。そして、詳細について後述するデバイス構造のコネクタを介して、前記上電極膜８０と前記接続端子２００ａとの間が接続されたものとなっている。

本実施形態では、図３に示すように、溝部７００によってＸ軸方向に関し区画されるリザーバ形成基板２０のうち、回路駆動部２００Ａと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第１封止部２０Ａとし、駆動回路部２００Ｂと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第２封止部２０Ｂとする。これらの第１封止部２０Ａ及び第２封止部２０Ｂには、それぞれ圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動（駆動）を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する圧電素子保持部（素子保持部）２４が設けられている。圧電素子３００のうち、少なくとも圧電体膜７０は、この圧電素子保持部２４内に密封されている。

また同様に、リザーバ形成基板２０のうち、回路駆動部２００Ｃと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第３封止部、駆動回路２００Ｄと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第４封止部とすると、これら第３封止部及び第４封止部にも、それぞれ圧電素子３００の運動（駆動）を阻害しない程度の空間を確保してその空間を密封する圧電素子保持部が設けられている。
なお、本実施形態の場合、上記第１〜第４封止部にそれぞれ設けられている圧電素子保持部（２４）は、各圧電素子群に含まれる圧電素子３００の全体を封止できる寸法とされ、図３の紙面垂直方向に延びる平面視略矩形状の凹部を成している。上記圧電素子保持部は、各圧電素子３００毎に区画されていてもよい。

図３に示すように、第１封止部２０Ａの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の−Ｘ側の端部は、第１封止部２０Ａの外側まで延びて、溝部７００の底面部に露出している。溝部７００における流路形成基板１０上に下電極膜６０の一部が配置されている場合においては、上電極膜８０と下電極膜６０との短絡を防止するための絶縁膜６００が、上電極膜８０と下電極膜６０との間に介挿されている。同様に、第２封止部２０Ｂの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の＋Ｘ側の端部が、第２封止部２０Ｂの外側まで延びて、溝部７００内に露出しており、この露出側の端部にも、上電極膜８０と下電極膜６０との間に絶縁膜６００が介挿されている。さらに不図示ではあるが、第３、第４封止部で封止されている圧電素子３００についても、それらの上電極膜８０の一部が、第３、第４封止部の外側まで延びて溝部７００内に露出されている。

そして、溝部７００内には、その底面部に露出された各圧電素子３００の上電極膜８０に位置合わせされて、コネクタ３６が配設されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、このコネクタ３６によって溝部７００の底面部（流路形成基板１０の上面１０ａ）と、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが配置されるリザーバ形成基板２０の上面２０ａとの段差が解消され、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄがリザーバ形成基板２０上に平面的に実装されている。

次に、本実施形態の液滴吐出ヘッド１に用いられているデバイス実装構造を構成するコネクタ３６について説明する。図４は、本実施形態におけるコネクタを示す図であり、図中符号３６はコネクタである。
コネクタ３６は、上述したように、リザーバ形成基板２０に形成された溝部７００の底面部とリザーバ形成基板２０の上面２０ａとの間に形成された段差と略同じ高さ（例えば、７００μｍ）を有するもので、表面に配線部４３が引き回されたものである。すなわち、前記コネクタ３６の高さ（図４中Ｚ方向の長さ）が、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａと前記上電極膜８０との間に生じる段差（すなわち、流路形成基板１０の上面１０ａとリザーバ形成基板２０の上面２０ａとの段差）の高さと略同一に形成されていて、該コネクタ３６を前記溝部７００内に設けることで前記段差が吸収されたものとなっている。そして、コネクタ３６、及びリザーバ形成基板２０の上面２０ａにフリップチップ実装される駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａの一部と溝部７００の底面部に設けられている上電極膜８０とが前記コネクタ３６を介して電気的に接続している。

ところで、前記コネクタ３６における少なくとも上電極膜８０（前記溝部７００の底面）に当接する部位（部分）に形成されている配線部４３は、少なくとも樹脂部を介して設けられている。
具体的に本実施形態のコネクタ３６は、図４中Ｙ軸方向に沿って形成される四角柱状のコネクタ基材４１と、該コネクタ基材４１の表面に設けられた樹脂部４２から構成されていて、この樹脂部４２及び基材４１の表面に配線部４３が引き回されている。
本実施形態に係るコネクタ３６は、前記溝部７００に対して当接する部分である、底面、及び側面、すなわち前記溝部７００の底面、及び内側面に当接する部分の面上に前記樹脂部４２が設けられている。
そして、前記配線部４３が前記樹脂部４２の表面に沿って形成され、溝部７００の底面側から前記リザーバ形成基板２０の上面２０ａ側、すなわち前記コネクタ３６（コネクタ基材４１）の上面側まで引き回されている。

ところで、微細な配線パターンに対応する小型のコネクタを、例えば金型を用いてコネクタ全体を成形すると精度を出すのが非常に難しくなってしまう。そこで、本発明を採用すれば、前記コネクタ基材４１を構成する材料として、例えばＳｉ（シリコン）を用いていて、前記コネクタ基材４１上に樹脂部４２からなるコアを形成し、該コアの表面に例えばスパッタ法により配線部４３を形成することで、微細な配線ピッチに対応したコネクタを形成できる。

前記コネクタ基材４１はＳｉすなわち非絶縁性材料から構成されていることから、前記樹脂部４２として絶縁材料からなるものを用いている。これにより、樹脂部４２上に設けられた配線部とコネクタ基材４１との間、及び隣接する配線部４３間を確実に絶縁できる。よって、この樹脂部４２上には図４に示すよに、複数の配線部４３が形成されている。

また、本実施形態では、コネクタ基材４１の上面に前記配線部４３が直接形成されることから、配線部４３を引き回すに際して、この配線部４３の設けられるコネクタ基材４１の表面に例えば熱酸化によって選択的に酸化シリコン膜を形成したり、直接絶縁性樹脂膜を形成している。これによりコネクタ基材４１上に配線部４３を直接形成した際のショートが防止されている。

なお、前記コネクタ基材４１としては、上述したＳｉに代えて、少なくともその表面が絶縁性を有する材料からなるもの、例えば、セラミックス、ガラスエポキシ、ガラス等の絶縁性材料の成形体を用いるようにしてもよい。一方、コネクタ基材４１としてガラスエポキシやセラミックス等の成形体を用いると、シリコンからなるコネクタ基材４１を用いた場合に比して優れた耐衝撃性等を備えたものとなる。
このとき、前記配線部４３をコネクタ基材上に酸化シリコン膜等を介することなく直接形成することができる。

前記コネクタ３６は、図３に示したように、リザーバ形成基板２０の溝部（凹部）７００内に配置されることで、本発明のデバイス実装構造の一実施形態をなすものであって、コネクタ３６の側面部に設けられた樹脂部４２及び該樹脂部４２上に設けられた配線部４３と溝部７００の内側面とが当接した状態に設けられている。このとき、上述したようにリザーバ形成基板２０はＳｉから形成されているので、前記配線部４３が当接する溝部７００の内側面に、例えば熱酸化により酸化シリコン膜を形成したり、絶縁性樹脂膜を設けている。これにより、前記樹脂部４２上に設けられている配線部４３が溝部７００の内側面と接触した際に、配線部４３と前記リザーバ形成基板２０との間で絶縁することができる。

本実施形態のコネクタ３６は、コネクタ基材４１の側面部にも樹脂部４２が設けられた構造を採用しているので、前記コネクタ３６の幅が前記溝部７００よりも多少大きい場合でも、前記コネクタ３６を押し込むことで樹脂部４２が変形し、溝部７００内にコネクタ３６が確実に保持される。また、例えばリザーバ形成基板２０が熱によって膨張し、前記溝部７００の幅が狭まった場合でも、前記コネクタ３６の側面部に設けられた樹脂部４２が緩衝層として機能することで、コネクタ３６及びリザーバ形成基板２０がダメージを受けることがない。

ところで、前記配線部４３は、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａと図３に示す溝部７００内に延出された上電極膜８０とを導通させるためのもので、前記上電極膜８０に一致するピッチで前記樹脂部４２上に配列されている。
前記コネクタ３６には、前記溝部７００を挟む、前記第２面上における一方側及び他方側まで引き回された配線部４３間の導通性を規制する導通規制部が設けられている。具体的に本実施形態では、前記溝部７００を挟む、第２面の一方側（図４中＋Ｘ方向）に引きまわされた第１コネクタ配線群４３Ａと、第２面の他方側（図４中−Ｘ方向）に引きまわされた第２コネクタ配線群４３Ｂとが、樹脂部４２に形成された凹部（導通規制部）４２ａにより１つの配線を分断して形成されている。そして、前記第１，２コネクタ配線群４３Ａ，Ｂは、コネクタ基材４１の上面でＸ軸方向に関し互いに対向して配置され、前記凹部４２ａによって互いが非導通状態となっている。
また、図４に示すように第３コネクタ配線群４３Ｃ及び第４コネクタ配線群４３Ｄが、樹脂部４２に形成された凹部４２ａにより１つの配線部を分断して形成されている。そして、前記第３，４コネクタ配線群４３Ｃ，Ｄは、コネクタ基材４１の上面でＸ軸方向に関し互いに対向して配置され、互いが非導通状態となっている。

上記第１コネクタ配線群４３Ａは、先に記載の第１圧電素子群に含まれる各圧電素子３００に接続されるべき端子電極３５２の集合であり、第２コネクタコネクタ配線群４３Ｂは、第２圧電素子群に含まれる各圧電素子３００に接続されるべき端子電極３５２の集合である。また同様に、第３コネクタ配線群４３Ｃ、第４コネクタ配線群４３Ｄは、それぞれ第３圧電素子群、第４圧電素子群に対応する。

なお、図４に示すコネクタ３６では、図面の視認性を確保するために配線部４３の数を減じて表示しているが、実際の液滴吐出ヘッドにおいては、圧電素子３００は各圧電素子群ごとに７２０個程度設けられているから、各々の圧電素子３００に接続される配線部４３も実際には各配線群ごとに７２０個程度設けられている。

前記配線部４３としては、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｎｉ（ニッケル）等の金属材料による導電膜からなるものであることが好ましく、本実施形態では後述するようにＡｕからなる駆動回路部の接続端子との密着性を高めるために、特にＡｕで形成することが好ましい。後述するように、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａがＡｕバンプである場合に、Ａｕ−Ａｕ接合によって確実な接合を容易に得られるためである。

本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、図３に示したように、前記コネクタ３６Ａを溝部７００内に配置され、コネクタ３６の表面に設けられた配線部４３と、リザーバ形成基板２０の上面に設けられた配線パターン３４とをＸＹ面内で略同一位置に配置されるようになっている。
このような構成のもと、リザーバ形成基板２０及びコネクタ３６上にフリップチップ実装された駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと、各駆動回路部に対応する複数の圧電素子３００とがコネクタ３６の配線部４３を介して電気的に接続されて、各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄにより圧電素子３００が駆動されるようになっている。
また、前記駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、その一部が前記コネクタ３６の配線部４３に接続し、他方がリザーバ形成基板２０上に設けられた配線パターン３４に接続されている。

ここで、デバイスのフリップチップ実装（導電接続構造）の形態としては、ろう材、又は異方性導電フィルム（ACF:anisotropic conductive film）や異方性導電ペースト（ACP:anisotropic conductive paste）を含む異方性導電材料、非導電性フィルム（NCF:Non Conductive Film）や非導電性ペースト（NCP:Non Conductive Paste）を含む絶縁樹脂材料を用いたものとすることができる。
また、配線パターン３４に対する駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄのフリップチップ実装に際しても、上記ろう材、又は異方性導電膜や異方性導電ペーストを含む異方性導電材料、非導電性膜や非導電性ペーストを含む絶縁樹脂材料を用いた導電接続構造が採用できる。

また本実施形態の場合、図３に示すように、圧電素子３００の上電極膜８０が圧電素子保持部２４の外側に引き出されて溝部７００内に露出され、その露出部位に対してコネクタ３６０の配線部４３が電気的に接続される構成である。
ここで、コネクタ３６と前記上電極膜８０との接続部には非導電性の接着剤やＮＣＰ、ＮＣＦ等を設けてもよい。これにより、前記上電極膜８０と前記配線部４３との間の接続性を高めることができ、コネクタと上電極膜８０との接合がより信頼性の高いものとなる。

本実施形態では特に、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄに設けられる接続端子２００ａとして、Ａｕからなるバンプ、又は樹脂コアにＡｕ導電膜を被覆してなるバンプを用いることが好ましい。このように、前記配線部４３がＡｕ導電膜から形成されているので、前記駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａとコネクタ３６の配線部４３とが接続した際に、Ａｕ−Ａｕ接合が行われることとなり、接合部における抵抗の低い信頼性が高い接合が得られる。

このように、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、リザーバ形成基板２０に設けた溝部７００内に、リザーバ形成基板２０の厚さと略同一の高さを有するコネクタ３６を配設し、圧電素子保持部２４から溝部７００内に露出するように延出された圧電素子３００の回路接続部（上電極膜８０）に対して、前記コネクタ３６の配線部４３が接続されている。そして、リザーバ形成基板２０の上面と略同一高さのコネクタ３６の上面に引き回された配線部４３に対して、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが実装されている。

これにより、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、ワイヤボンディングにより駆動回路部と圧電素子とを接続する構造のようなワイヤを引き回す空間が不要となり、液滴吐出ヘッド１の薄型化を実現できるものとなっている。また、前記コネクタ３６は、表面に設けられた樹脂部４２を介して溝部７００の底面及び内側面に当接しているので、リザーバ形成基板２０が熱膨張や外力によって撓んだ際にも、前記樹脂部４２が緩衝層として機能することでリザーバ形成基板２０がダメージを受けることがない。さらには、コネクタ３６によって溝部７００が埋められているため、液滴吐出ヘッド１自体の剛性を高めることができ、反り等による吐出精度の低下を効果的に防止できるものとなっている。

また、ノズル開口１５の狭ピッチ化に伴って圧電素子３００のピッチが狭くなり、ワイヤボンディングを行うのが極めて困難な場合であっても、上述したコネクタ３６の表面に沿って予め狭ピッチで配列される配線部４３が形成されているので、容易に駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと圧電素子３００との電気的接続を行うことができる。したがって本実施形態によれば、高精細の画像形成や機能膜のパターン形成が可能な液滴吐出ヘッド１を得ることができる。

上述した構成を有する液滴吐出ヘッド１により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド１に接続された外部コントローラ（図示略）によって機能液導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口２５を介してリザーバ１００に供給された後、ノズル開口１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たす。

また外部コントローラは、リザーバ形成基板２０上に実装された駆動回路部２００等に駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部２００は、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、配線パターン３４、パッド３５、導電部材３６等を介して導電接続された各圧電素子３００に送信する。
すると、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との間に電圧が印加される結果、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室１２の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口１５より液滴が吐出される。

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
次に、前記液滴吐出ヘッド１の製造方法について説明する。
以下では、駆動回路部２００と圧電素子３００との電気的接続に用いるコネクタ３６を用いて前記駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａと上電極膜８０との接続手順について主に説明する。なお、液滴吐出ヘッド１のうち、ノズル基板１６、流路形成基板１０、リザーバ形成基板２０、圧電素子３００等は従来の公知の方法により製造され、これらの接続・配置作業は既に完了しているものとする。

まず、コネクタ３６を形成するに際し、図４に示したＳｉからなるコネクタ基材４１を用意する。ここで、コネクタ３６は上述したようにリザーバ形成基板２０に設けられた溝部７００に設けられるものであるため、非常に小型なものとなる。具体的には、Ｓｉからなる基板に、公知のフォトリソ工程、エッチング工程を施すことによりコネクタの芯材となるコネクタ基材４１を形成する。ここで、前記コネクタ基材４１の表面に熱酸化により酸化シリコン膜を形成している。あるいは、絶縁性の樹脂膜を直接形成する。これにより、コネクタ基材４１の上面に配線部４３を直接引き回すことが可能となる。

続いて、前記コネクタ基材４１の表面上に、絶縁性を有するフェノール系やアクリル系の液体材料を例えばインクジェット法を用いて吐出し、熱処理することにより樹脂をコアとする絶縁性を有した樹脂部４２を前記基材の３面（溝部７００に当接する底面及び両側面）上に形成する。このとき、前記熱処理により前記樹脂部４２は、図４に示したように断面視、凸形状の曲面を有したものとなる。

続いて、前記樹脂部４２の全面上に例えばスパッタ法を用いてＡｕを成膜し、Ａｕ膜をパターニングすることにより前記樹脂部４２上にＡｕ導電膜からなる配線部の前駆体を形成する。
続いて、前記溝部７００の底面に当接される側の面の前記樹脂部４２に前記配線の電気的導通を規制する凹部４２ａを形成する。この凹部４２ａを形成することで、前記配線部の前駆体が分断され、それぞれが配線部４３となる。よって、樹脂部４２上に形成した１つの配線を分断しているので、配線部４３を形成する工程を簡略化することができる。なお、前記凹部４２ａは、樹脂部４２を形成した際に形成し、その後配線部４３を形成するようにしてもよい。

このようにして、後に実装される駆動回路部２００Ａ〜Ｄに対応する第１コネクタ配線群４３Ａ〜Ｄが前記樹脂部４２上に形成された前記コネクタ３６が得られる。ここで、前記コネクタ３６の幅は、リザーバ形成基板２０に設けられている溝部７００の幅よりも多少大きく形成している。また、前記コネクタの高さは、流路形成基板１０の上面１０ａとリザーバ形成基板２０の上面２０ａとの段差の高さと略同一となるように調整しておく。ここで、略同じ高さとは、前記コネクタ３６が溝部７００内に設けられた際に、コネクタ３６の上面に設けられた配線部４３が、前記リザーバ形成基板２０の上面２０ａに設けられた配線パターン３４よりも少なくとも同じ或いは多少高くなることを意味している。なお、前記コネクタ３６の高さは、前記樹脂部４２の厚みを変えることにより容易に変更可能である。

（駆動回路部の実装）
次に、コネクタ３６を用いて駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの実装を行う。
まず、図３に示したように、リザーバ形成基板２０の溝部７００内に、上記工程で作製したコネクタ３６を配置し、コネクタ３６の下面側（溝部７００底面側）に形成されている配線部４３と、溝部７００内に延出されている圧電素子の上電極膜８０とを電気的に接続する。

このとき、上述したように、前記コネクタの幅は溝部７００の幅よりも多少大きくなっているので、例えば１００℃〜１２０℃程度にコネクタ３６自体を加熱するとともに、前記溝部７００内に圧入している。すると、前記加熱により前記コネクタ３６の側面及び底面に設けられた樹脂部４２が軟化し、該樹脂部が緩衝材として機能しリザーバ形成基板２０にダメージを与えることなく、溝部７００内にコネクタ３６が良好に配置される。これにより、コネクタ３６が溝部７００内に良好に配置されることとなり、コネクタ３６に設けられた配線部４３と前記上電極膜８０とが電気的に接続される。なお、配線部４３と上電極膜８０との接続信頼性を高めるために、非導電性の接着剤やＮＣＰ、ＮＣＦ等を用いてもよい。

また、前記溝部７００に配置するコネクタ３６の高さは、前記溝部７００の深さリザーバ形成基板２０の厚さと同等以上となっているので、少なくともコネクタ３６の上面に引き回された配線部４３は、リザーバ形成基板２０上に設けられた配線パターン３４と同一面よりも高い位置に配置される。

次に、リザーバ形成基板２０上に形成されている配線パターン３４と、コネクタ３６の上面に引き回された配線部４３に対して、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄをフリップチップ実装する。すなわち、図３に示すように、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの一面側に形成された接続端子２００ａをリザーバ形成基板２０側に向けて配置するとともに、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの接続端子２００ａの一部と前記配線部４３を接続し、該配線部４３を介して前記接続端子２００ａと上電極膜８０とを電気的に接続する。このフリップチップ実装の形態としては、Ａｕ−Ａｕ接合や、ＡＣＰ，ＡＣＦ等を用いた異方性導電材料による接合、ＮＣＰ，ＮＣＦ等を用いた非導電性材料を用いた接着等、種々のものを用いることができる。

以上説明したように、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法では、圧電素子保持部２４から溝部７００の底面部に延出されている圧電素子３００の回路接続部（上電極膜８０）を、溝部７００内に配設したコネクタ３６の配線部４３によってリザーバ形成基板２０の上面に形成された配線パターン３４と略面一な位置まで引き出し、コネクタ３６の上面側の配線部４３と配線パターン３４とに対して、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを実装している。したがって本実施形態の製造方法によれば、前記コネクタ３６を用いることで、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄをリザーバ形成基板２０に対して略平行に配置してフリップチップ実装することができ、これによって容易かつ確実な実装を可能にし、また液滴吐出ヘッドの薄型化を実現できるものとなっている。

また、本実施形態の製造方法は、高精細の液滴吐出ヘッドの製造にも容易に対応できるものである。すなわち、ノズルピッチを小さくすることにより圧電素子３００同士の間のＹ軸方向に関する距離が小さく（狭く）なった場合であっても、コネクタ３６の配線部４３を高精度に形成することで、該配線部４３を圧電素子（上電極膜８０）３００のピッチに合わせて小径化、狭ピッチ化することが容易である。

（第２の実施形態）
次に、図５，６を参照して液滴吐出ヘッドの第２の実施形態について説明する。図５は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面構成図を示し、図６は本実施形態に用いたコネクタ３６Ａの斜視構成図である。

本実施形態の液滴吐出ヘッドは、溝部７００内に配設されたコネクタの構成に特徴を有しており、その他の構成は、先の第１実施形態の液滴吐出ヘッドと同様である。したがって以下では、主にコネクタの構成について説明することとする。また、図５において、先の実施形態の液滴吐出ヘッド１と共通の構成要素には、図１から図３と同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態のコネクタ３６Ａは、図６に示すように、四角柱状のコネクタ基材４１と、前記実施形態と異なりコネクタ基材４１の四面を覆った設けられた樹脂部４２と、該樹脂部４２の表面に引き回された配線部４３とから構成されている。前記実施形態のコネクタ３６と異なり、本実施形態では、コネクタ３６Ａの上面、すなわち駆動回路部２００Ａ〜Ｄが実装される面にも樹脂部４２を介して前記配線部４３が設けられたものとなっている。

前記コネクタ３６Ａは、前記溝部７００を挟む、前記第２面上における一方側及び他方側まで引き回された配線部４３間の導通性を規制する凹部４２ａが設けられている。具体的には、前記溝部７００を挟む、第２面の一方側（図６中＋Ｘ方向）に引きまわされてた第１コネクタ配線群４３Ａと、第２面の他方側（図４中−Ｘ方向）に引きまわされてた第２コネクタ配線群４３Ｂとは、樹脂部４２の上面側及び下面側に形成された凹部４２ａにより１つの配線を分断して形成されている。そして、前記第１，２コネクタ配線群４３Ａ，Ｂは、コネクタ基材４１の上面でＸ軸方向に関し互いに対向して配置され、前記凹部４２ａによって互いが非導通状態となっている。
また、第３コネクタ配線群４３Ｃと第４コネクタ配線群４３Ｄについても同様に、樹脂部４２に形成された凹部４２ａにより１つの配線部を分断することにより、コネクタ基材４１の上面でＸ軸方向に関し互いに対向して配置され、互いが非導通状態となっている。

上記第１コネクタ配線群４３Ａ〜Ｄは、それぞれ第１〜４圧電素子群に対応するものである。このような構造を採用することにより、コネクタ３６Ａを形成する際に、コネクタ基材４１上に設けた樹脂部４２の表面に１周した状態に配線を形成し、前記凹部４２ａを形成する際に、この配線を分断し各配線部４３を形成し、各配線部４３の製造工程を簡略化できる。

本実施形態の液滴吐出ヘッド１についても、コネクタ３６Ａを溝部７００内に配置することで、コネクタ３６Ａの表面に設けられた配線部４３と、リザーバ形成基板２０の上面に設けられた配線パターン３４とをＸＹ面内で略同一位置に配置されるようになっている。
このような構成のもと、フリップチップ実装された駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと、各駆動回路部に対応する複数の圧電素子３００とがコネクタ３６の配線部４３を介して電気的に接続され、各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄにより圧電素子３００が駆動されるようになっている。なお、フリップチップ実装の形態としては、先の実施形態のコネクタ３６と同様、ろう材による実装や、ＡＣＦ、ＡＣＰを用いた実装、ＮＣＦ、ＮＣＰを用いた実装等、種々の実装形態が採用できる。

本実施形態では、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄに設けられる接続端子２００ａとして、Ａｕからなるバンプ、又は樹脂コアにＡｕ導電膜を被覆してなるバンプを用いることが好ましい。本実施形態では、前記接続端子２００ａに当接される配線部４３が樹脂部４２を介して形成されているので、特にＡｕバンプからなる接続端子２００ａが配線部４３に当接した際に、前記樹脂部４２が受けた圧に応じて撓んで凹み緩衝層として機能する効果が前記実施形態よりも顕著となる。これにより、コネクタ３６及び該コネクタを保持する溝部７００へのダメージを低減できる。

一方、前記接続端子２００ａとして樹脂コアにＡｕ導電膜を被覆してなるものを採用した場合には、接続端子２００ａが配線部４３に当接した際に、配線部４３下の樹脂部４２と接続端子２００ａの樹脂コアが互いに潰れて変形することで、配線部とＡｕ導電膜との接触面積が増加し、より信頼性の高い接続が可能となる。
上記接続端子２００ａがＡｕバンプ、あるいは樹脂コアにＡｕ導電膜を被覆してなるバンプであるかに関わらず、接続端子２００ａとコネクタ３６の配線部４３との接合部においてＡｕ−Ａｕ接合が行われることとなり電気抵抗の低い信頼性が高い接合ができる。

上記構成を備えた本実施形態の液滴吐出ヘッドは、先の第１実施形態の液滴吐出ヘッド１と同等の効果に加えて、さらに駆動回路２００Ａ〜Ｄの接続端子２００ａに接続される配線部４３が樹脂部４２を介した状態に設けられているので、各駆動回路実装時する際のコネクタへの外力等による基体（リザーバ形成基板２０、及び流路形成基板１０）へのダメージをより緩和されたものとなる。

（液滴吐出装置）
次に、先の実施形態の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の一例について図７を参照しながら説明する。図７は、前記各実施形態の液滴吐出ヘッドを具備した液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。

図７に示すように、液滴吐出装置ＩＪは、本発明に係る液滴吐出ヘッド１０１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。

液滴吐出ヘッド１０１は、先に記載のように、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド１０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド１０１のノズルからは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対して、形成する機能膜の種類に応じたインク（例えば導電性微粒子を含むインク）が吐出される。

Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド１０１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド１０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッド１０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッド１０１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。
クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１０１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド１０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。
なお、図８では、液滴吐出ヘッド１０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド１０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させる向きにノズルが配列される配置としてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド１０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。

上記構成を備えた液滴吐出装置ＩＪは、液相法により各種デバイスを形成するためのデバイス形成装置として好適に用いることができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出されるインク（機能液）として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を安価に製造することができる。

また、本発明に係る液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを画像形成手段として備えたプリンタ（インクジェットプリンタ）として構成することもでき、液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットとして構成することもできる。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用することができる。

第１実施形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視構成図である。 同、液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図である。 図１のＡ−Ａ線矢視による液滴吐出ヘッドの側断面図である。 デバイス実装構造に用いられるコネクタを示す斜視構成図である。 第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドを説明するための構成図である。 本実施形態に用いられるコネクタを示す斜視構成図である。 液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図である。

符号の説明

１…液滴吐出ヘッド、１０…流路形成基板（基体）、１０ａ…流路形成基板の上面（第１面）、１５…ノズル開口、１５Ａ〜１５Ｄ…ノズル開口群、２０…リザーバ形成基板（保護基板、基体）、２０ａ…リザーバ形成基板の上面（第２面）、２１…リザーバ部（リザーバ）、２４…圧電素子保持部（素子保持部）、３４…配線パターン（導電接続部）、３４Ａ〜３４Ｄ…配線群、３６，３６Ａ…コネクタ、４１…コネクタ基材（基材）、４２…樹脂部４２…配線部、７０…圧電体膜、８０…上電極膜（導電接続部）、２００ａ…接続端子、２００Ａ〜２００Ｄ…駆動回路部（デバイス）、３００…圧電素子（駆動素子）

Claims (7)

1. 基体に形成された溝部における一方及び他方の内側面側から底面上に引き出された導電接続部と、前記基体の上面に設けられるデバイスの接続端子とを電気的に接続してなるデバイス実装構造であって、
   前記溝部内には、基材、該基材の少なくとも下面部および側面部に設けられた樹脂部、並びに前記樹脂部を介して前記基材における下面部側から上面部側までに引き回された配線部を備え、前記溝部の深さと略同一の高さを有するコネクタが設けられ、
   前記樹脂部は、断面形状が凸形状の曲面を有しており、
   前記コネクタ及び前記基体の上面には前記デバイスがフリップチップ実装されて、該デバイスの接続端子の一部が前記配線部を介して前記導電接続部と電気的に接続されており、
   前記樹脂部には、前記基材における一方の側面部側及び他方の側面部側まで引き回された前記配線部を分断する凹部が形成されていることを特徴とするデバイス実装構造。
2. 前記基材の側面部に設けられた前記樹脂部と前記溝部の内側面とが当接していることを特徴とする請求項１に記載のデバイス実装構造。
3. 前記溝部の内側面に絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のデバイス実装構造。
4. 前記導電接続部と前記配線部との間に接着層が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス実装構造。
5. 前記デバイスの接続端子及び前記コネクタの配線部は、それぞれＡｕを含む導電膜から形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス実装構造。
6. 前記基材における上面にも前記樹脂部を介して前記配線部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス実装構造。
7. 液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とが、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス実装構造により電気的に接続されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。

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