JP5359695B2

JP5359695B2 - 電子デバイスの製造方法及び電子デバイス

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Publication number: JP5359695B2
Application number: JP2009199215A
Authority: JP
Inventors: 敦伊藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-08-31
Also published as: JP2011051097A

Description

本発明は、複数の電極を有する電子部品が特定の方向（第１の方向）に複数並んで配置されている電子部品群と、前記電子部品群の前記複数の電子部品が電気的に接続されている１つの配線部材とを有する電子デバイスの製造方法及び電子デバイスに関するものである。

従来、例えばインクジェットプリンタヘッド（電子デバイス）のアクチュエータ（電子部品）の電極に、フレキシブルケーブル（配線部材）の接続端子をそれぞれ接合して、駆動電圧を印加するようにしたものは知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平７−２２７９６６号公報（図９）

そのようなインクジェットプリンタヘッドにおいて、解像度を高める等の理由により、２枚以上のアクチュエータを特定の方向に複数並べて配置する場合などにおいて、並べて配置されている前記アクチュエータそれぞれに対し単一のフレキシブルケーブルで電気的接続を行おうとすれば、各アクチュエータが、ベースとなるキャビティユニットに対し位置がずれてアッセンブリされていると、各アクチュエータ相互の位置関係がずれることとなり、アクチュエータ側の電極に対しフレキシブルケーブル側の接続端子を、うまく電気的に接続できない場合が生ずるおそれがある。この場合に、アクチュエータをキャビティユニットに対して位置ずれすることなくアッセンブリすると、製造コストがかかるおそれがある。

その一方、各アクチュエータ相互の位置関係がずれてアッセンブリされる場合を想定して、そのような位置ずれに対応できるように、各アクチュエータに対しそれぞれ別のフレキシブルケーブルを設けるようにすると、フレキシブルケーブルがアクチュエータの数だけ必要になり、コスト高の原因となる。

各フレキシブルケーブルが、そのフレキシブルケーブルの各端部に信号線を引き出すものである場合には、通常、各引き出し方向の端部それぞれにＩＣチップが１つずつ設けられているので、必要となるフレキシブルケーブルの数が増えると、ＩＣチップの数も増え、この点からもコスト高の原因となる。

この発明は、複数の電極を有する電子部品が特定の方向（第１の方向）に複数並んで配置されている電子部品群の前記電子部品に位置ずれがある場合であっても、これらの電子部品に対して接続される１つの配線部材（例えばフレキシブルケーブル）の位置合わせを精度よく行える電子デバイスの製造方法及び電子デバイスを提供する。

請求項１の発明は、複数の電極を有する電子部品が第１の方向に複数並んで配置されている電子部品群と、前記電子部品群の前記複数の電子部品が電気的に接続されている１つの配線部材とを有する電子デバイスを製造する電子デバイスの製造方法であって、前記配線部材は、前記各電子部品の前記複数の電極のそれぞれと電気的に接続される複数の接続
端子と、前記複数の接続端子から延びた配線とを有するとともに、前記複数の電極接続端子が配置されている接続部と、前記接続部の前記第１の方向と直交する第２の方向における両側に設けられている前記接続部から屈曲した一対の立ち上げ部とを備え、前記配線が前記一対の立ち上げ部のいずれかに分かれて延びるように形成され、かつ前記接続部に前記各電子部品の間に対応して前記第２の方向に延びるスリットが形成され、前記スリットが前記接続部から前記各立ち上げ部まで延びて形成されているものであり、前記接続部における前記接続端子と前記電子部品の前記電極を位置合わせする位置合わせ工程と、前記接続端子と前記電極を接続する接続工程とを有することを特徴とする。

このようにすれば、配線部材の接続部に電子部品の間に対応して、電子部品が複数並んで配置される第１の方向に直交する第２の方向に延びるスリットが形成され、前記スリットが前記接続部から前記各立ち上げ部まで延びて形成されているので、位置合わせ工程において接続端子を各電子部品の電極にそれぞれ位置合わせ、それから接続工程において電子部品の電極に配線部材の接続端子を接続することで、並んで配置されている複数の電子部品に位置ずれなどがあっても、各電子部品の電極に対し配線部材の接続端子の位置合わせを精度よく行うことができる。

請求項２に記載のように、前記配線部材は、前記各立ち上げ部が、前記接続部に対し折り曲げて形成されていることが望ましい。

このようにすれば、接続部が、スリットが延びる方向に可動しやすくなるため、位置合わせ工程で接続部における接続端子と電子部品の電極との位置合わせが容易になる。

請求項３に記載のように、前記各立ち上げ部における前記スリットの端部は、前記スリットよりも幅が広くなった幅広部を有することが望ましい。

このようにすれば、接続部が、スリットが延びる方向に加えて、それに直交する方向にも可動しやすくなるため、接続部における接続端子と電子部品の電極との位置合わせが容易に行えるようになる。

また、請求項４に記載のように、前記立ち上げ部が前記接続部に対して折り曲げられた折り曲げ部が前記スリットと直交していない構成とすることもできる。

このようにすれば、立ち上げ部が接続部に対して折り曲げられた折り曲げ部がスリットと直交していない構成とするだけで、請求項３の発明のように幅広部を設けなくても、接続部が第１の方向及びそれに直交する方向（第２の方向）について可動しやすくなるため、接続部における接続端子と電子部品の電極との位置合わせを容易に行うことができる。

そして、請求項５に記載のように、前記電子部品が、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドに接続されるアクチュエータであり、前記配線部材が、前記各立ち上げ部において、前記配線が接続されるＩＣチップが設けられているフレキシブルケーブルである場合に好適である。フレキシブルケーブルにＩＣチップが設けられている場合には、ＩＣチップは変形しづらいため、ＩＣチップが取り付けられた部分のフレキシブルケーブルは可動しない。そのため、接続部における接続端子と電子部品の電極との位置合わせをするために、接続部に、各電子部品の間に対応して第２の方向に延びるスリットが形成されていることは効果的である。

これらの場合には、請求項６に記載のように、前記配線部材は、前記スリットの両側に電源系の配線が設けられ、この電源系の配線の外側に前記接続端子への信号系の配線が設けられていることが望ましい。ここで、電源系の配線とは、電子部品の電極に常に一定の
電圧（例えば、０Ｖや２０Ｖ）を供給するための配線であり、信号系の配線とは、電子部品の電極にアクチュエータを駆動させるためにグランド電圧と一定の正電圧とを選択的に付与する、いわゆる駆動波形を供給するための配線である。

このようにすれば、スリットとは離れた位置に信号系の配線が設けられているので、信号系の配線を均一に作成することができ、信号系の配線の電気抵抗を均一に保つことができる。

請求項７の発明は、複数の電極を有する電子部品が第１の方向に複数並んで配置されている電子部品群と、前記電子部品群の前記複数の電子部品が電気的に接続されている１つの配線部材とを有する電子デバイスであって、前記配線部材は、前記各電子部品の前記複数の電極のそれぞれと電気的に接続される複数の接続端子と、前記複数の接続端子から延びた配線とを有するとともに、前記複数の接続端子が配置されている接続部と、前記接続部の前記第１の方向と直交する第２の方向における両側に設けられている前記接続部から屈曲した一対の立ち上げ部とを備え、前記配線が前記一対の立ち上げ部のいずれかに分かれて延びるように形成され、かつ前記接続部に前記各電子部品の間に対応して前記第２の方向に延びるスリットが形成され、前記スリットが前記接続部から前記各立ち上げ部まで延びて形成されているものであることを特徴とする。

このようにすれば、複数並んで配置されている各電子部品の電極への、１つの配線部材の接続端子の電気的接続が正確に行われるので、電子部品の機能が確実に発揮され、電子デバイスの信頼性が向上する。

本発明は、上記のように、複数の電極を有する電子部品が第１の方向に複数並んで配置されている電子部品群と、前記電子部品群の前記複数の電子部品が電気的に接続されている１つの配線部材とを有する電子デバイスの製造方法において、電子部品群の電子部品に位置ずれがある場合であっても、電子部品に対して配線部材の位置合わせを精度よく行って、電気的接続を確実に行うことができる。

本発明が適用されるインクジェットヘッド（電子デバイス）が用いられるインクジェットプリンタの斜視図である。電子部品である圧電アクチュエータと、配線部材であるフレキシブルケーブルとの分解斜視図である。前記フレキシブルケーブルを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は折り曲げた状態を示す斜視図、（ｃ）は図３（ｂ）に示す状態の平面図である。変形例の斜視図である。電源系の配線及び信号系の配線と、スリットとの関係を示す説明図である。変形例の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。

本発明に係るインクジェットプリンタ１は、図１に示すように、インクカートリッジ（図示せず）が搭載されるキャリッジ２の下面に、記録用紙Ｐ（記録媒体）に記録するためのインクジェットヘッド３（液滴吐出ヘッド）が設けられている。キャリッジ２は、プリンタフレーム４内に設けられるキャリッジ軸５とガイド板（図示せず）とによって支持され、記録用紙Ｐの搬送方向Ａと直交する方向Ｂにおいて往復移動する構成とされている。図示しない給紙部からＡ方向に搬送される記録用紙Ｐは、プラテンローラ（図示せず）と
インクジェットヘッド３との間に導入されて、インクジェットヘッド３から記録用紙Ｐに向けて吐出されるインクにより所定の記録がなされ、その後排紙ローラ６にて排紙される。

また、図２に示すように、インクジェットヘッド３は、複数の圧力室が規則的に形成されたキャビティユニット１１の上側に、各圧力室内のインクを選択的に吐出させるための吐出エネルギーを付与する圧電アクチュエータ１２Ａと（電子部品）圧電アクチュエータ１２Ｂ（電子部品）とが並んで配置され、圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ（電子部品群）に駆動信号を供給する１つのフレキシブルケーブル１３（配線部材）が設けられている。なお、圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂは、複数の圧電材料層（強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料）を積層して形成され、その厚み方向において分極されている。

キャビティユニット１１には、図示しない共通液室、圧力室、ノズル、およびインク供給孔１１ａが設けられている。このインク供給孔１１ａは、インクカートリッジと接続されると共に、共通液室と圧力室を介してノズルに連通している。圧力室は、キャビティユニット１１において、第２の方向に列をなして複数配置されており、その圧力室の列が第１の方向に複数配置されている。

圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの上面には、圧力室毎に設けられ前記駆動信号が入力される複数の電極２１が形成されている。各電極２１は接続電極部２１ａを有し、この接続電極部２１ａのそれぞれと、フレキシブルケーブル１３の複数の接続端子（図示せず）が電気的に接続されている。つまり、２つの圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの電極それぞれに、１つのフレキシブルケーブル１３の接続端子が接続されている。そして、このフレキシブルケーブル１３を通じて、後述する駆動波形を圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの電極２１に供給するＩＣチップ１４Ａ，１４Ｂ（ドライバＩＣ）が電気的に接続される。

フレキシブルケーブル１３には、具体的に図示していないが、各圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの複数の電極２１のぞれぞれと電気的に接続される接続端子と、複数の接続端子から延びた配線と、それらの配線に接続されたＩＣチップ１４Ａ，１４Ｂと、図示しない制御基板に接続される連結部１６が設けられており、図２〜図３に示すように、前記複数の接続端子が配置されている接続部１３Ａと、この接続部１３Ａの両側に設けられている２つの立ち上げ部１３Ｂ，１３Ｃとを備える。この立ち上げ部１３Ｂ，１３Ｃは、接続部１３Ａに対し折り曲げて形成されている。また、具体的に図示していないが、接続部１３Ａの接続端子から延びた配線は、２つの立ち上げ部１３Ｂ，１３Ｃのいずれかに延びるように形成され、各立ち上げ部１３Ｂ，１３Ｃに設けられているＩＣチップ１４Ａ，１４Ｂに接続されている。ＩＣチップ１４Ａ，１４Ｂから、連結部１６に向けてさらに配線が配置されており、連結部１６が制御基板と接続され、制御基板からＩＣチップ１４Ａ，１４Ｂに駆動電圧および駆動信号が供給される。また、接続部１３Ａには、各圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの間に対応して第２の方向に延びるスリット１５が形成され、このスリット１５により、接続部１３Ａは、そのスリット１５の両側に配置される２つの部分１３Ａａ，１３Ａｂに分けられる。さらに、スリット１５は、接続部１３Ａだけでなく、２つの立ち上げ部１３Ｂ，１３Ｃまで延びて形成されている。ここで、Ｌ１，Ｌ２が、接続部１３Ａと立ち上げ部１３Ｂ，１３Ｃとの境界になる折り曲げ線である。

制御基板から供給された駆動電圧と駆動信号に基づき、ＩＣチップ１４Ａ，１４Ｂが駆動波形を生成し、圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの電極２１にその駆動波形を供給する。また、圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂは、一定の電圧（例えば、０Ｖや２０Ｖ）に保つ電源系の電極が設けられており、この電源系の電極は、圧電アクチュエータ１２Ａ
，１２Ｂの内部電極と接続されている。そして、電極２１に駆動波形が入力されると、内部電極との間で電界が生じることで、圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂを駆動させる。これにより、圧力室内のインクに圧力を付与して、ノズルからインクを吐出させる。

続いて、各圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂにフレキシブルケーブル１３を接続する手順について説明する。
（位置合わせ工程）
接続部１３Ａの、スリット１５の両側の部分１３Ａａ，１３Ａｂの接続端子を各圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの電極２１（接続電極部２１ａ）のそれぞれに位置を合わせる。このとき、立ち上げ部１３Ｂ，１３Ｃが接続部１３Ａに対し折り曲げて形成されているので、前記両部分１３Ａａ，１３Ａｂを第２の方向においてそれぞれ個別に可動することができ、電極２１に対して接続端子の位置を調整することが容易である。
（接続工程）
位置合わせ終了後、圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの電極２１に、フレキシブルケーブル１３の接続端子を接続する。ここで、両部分１３Ａａ，１３Ａｂの位置を合わせて接続するのは、一方の部分の位置を合わせて接続した後、他方の部分の位置を合わせて接続するようにしてもよいし、それぞれの位置を合わせてから接続するようにしてもよい。

両部分１３Ａａ，１３Ａｂは圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂとの位置合わせが終了した状態で、電気的接続がなされるので、１つの圧電アクチュエータに１つのフレキシブルケーブルを接続する場合と同様に精度よく位置合わせを行うことができる。

このように接続部１３Ａの両部分１３Ａａ，１３Ａｂを第２の方向においてそれぞれ個別に可動できるため、並んで配置されている複数の圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの相互に位置ずれなどがあっても、各圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの電極２１に対し、フレキシブルケーブル１３の接続端子の位置合わせを精度よく行うことができる。これにより、接続端子と電極２１を電気的に確実に接続させることができる。

前述した実施の形態では、スリット１５が第２の方向に延びて配置されているが、例えば図４に示すフレキシブルケーブル２３のように、各立ち上げ部２３Ｂ，２３Ｃに位置するスリット２５の端部に対し、スリット２５よりも幅が広くなった幅広部２６Ａ，２６Ｂを設けるようにしてもよい。

この場合は、スリット２５が設けられている部分はフレキシブルケーブル２３の側縁までの幅がＷ１であるのに対し、幅広部２６Ａ，２６Ｂが設けられている部分は側縁までの幅がＷ２で、Ｗ１より狭くなるので、幅広部２６Ａ，２６Ｂが設けられている部分は幅が狭くねじれやすくなっている。その結果、両部分２３Ａａ，２３Ａｂを、幅方向（第１の方向）に可動しやすくなり、第２の方向だけでなく、それに直交する幅方向（第１の方向）においても位置調整が可能となり、各圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂの電極２１に対し、両部分２３Ａａ，２３Ａｂの位置を調整できる範囲を拡大することができる。これにより、接続端子と電極２１の位置合わせをさらに精度よく行うことができる。

このような幅広部２６Ａ，２６Ｂを設ける場合には、図５に示すように、フレキシブルケーブル２３は、スリット２５の両側に、電源系の配線Ｓ１が設けられ、この電源系の配線Ｓ１の外側に、各電極２１に接続される接続端子に圧電アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂを駆動するための駆動波形を付与するための信号系の配線Ｓ２が設けられていることが望ましい。これにより、スリット２５や幅広部２６Ａ，２６Ｂとは離れた位置に信号系の配線Ｓ２が配置されることになるので、各信号系の配線Ｓ１はスリット２５や幅広部２６Ａ，２６Ｂを設けたことによる影響を受けず、すべての信号系の配線Ｓ２を直線的に配置することができる。そのため、各信号系の配線Ｓ２の抵抗が概ね均一となり、配線Ｓ２間で
ばらつきが生ずるのを回避できる。なお、１つの圧力室に対応する電極２１に対して接続される信号系の配線Ｓ２は、１つであるのに対して、電源系の配線Ｓ１は複数配置され、また、その配線Ｓ１は、配線Ｓ２よりも太いため、配線Ｓ１間で電圧のばらつきが生じる可能性が低く、さらに、スリット２５や幅広部２６Ａ，２６Ｂを設けることで多少損傷しても、信号系の配線Ｓ２に比べて影響は少ない。

また、図６に示すフレキシブルケーブル３３のように、立ち上げ部３３Ｂ，３３Ｃが接続部３３Ａに対して折り曲げられた折り曲げ部（Ｌ１１，Ｌ１２が折り曲げ線）がスリット３５と直交していない構成として、つまりスリット３５が延びる第２の方向に対し傾斜して折り曲げ線Ｌ１１，Ｌ１２を設けてもよい。

つまり、折り曲げ線Ｌ１１，Ｌ１２をスリット３５に対して傾斜させれば、両部分３３Ａａ、３３Ａｂは、スリット３５が延びる第２の方向だけでなく、それに直交する第１の方向にも変位させることができるようになり、可動方向を２方向とすることができる。この場合、第１の方向及び第２の方向について必要とする調整範囲は通常異なるので、その異なる調整範囲に応じて、折り曲げ線Ｌ１１，Ｌ１２の、第２の方向に対する傾斜角度を決定すればよい。

前述したほか、本発明は、次のように変更して実施することも可能である。

(i)前記実施の形態では、フレキシブルケーブル１３（配線部材）は、各立ち上げ部１
３Ｂ，１３Ｃが、接続部１３Ａに対し折り曲げて形成しているが、折り曲げることなく、一対の立ち上げ部を、接続部から屈曲した一対の立ち上げ部として形成することも可能である。

(ii)前記実施の形態では、電子デバイスがインクジェットヘッドであり、フレキシブルケーブル１３の引き出し方向にノズル列が延び、その方向に直交する方向が走査方向となっているが、例えばラインヘッドのように、配線部材の引き出し方向の直交する方向にノズル列が延び、配線部材の引き出し方向が走査方向となっている場合も同様に適用することができる。

(iii)前記実施の形態のように、１つのヘッド（電子デバイス）に並んで配置されてい
る複数のアクチュエータ（電子部品）に配線部材を接続する場合のほか、並んで配置されている複数のヘッドの各アクチュエータに配線部材を接続する場合にも適用することができる。

(iv)前記実施の形態では、スリット２５の端部に幅広部２６Ａ，２６Ｂを設けることで、調整範囲を広げるようにしているが、スリット２５に交差するスリットや切れ目などを設けることで、調整範囲を広げることもできる。

１インクジェットプリンタ
３インクジェットヘッド（電子デバイス）
１２Ａ，１２Ｂ圧電アクチュエータ（電子部品）
１３、２３，３３フレキシブルケーブル
１３Ａ接続部
１３Ｂ，１３Ｃ立ち上げ部
１４Ａ，１４ＢＩＣチップ
１５，２５，３５スリット
２１電極
２１ａ接続電極部
２６Ａ，２６Ｂ幅広部
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１１，Ｌ１２折り曲げ線
Ｓ１電源系の配線
Ｓ２信号系の配線

Claims

複数の電極を有する電子部品が第１の方向に複数並んで配置されている電子部品群と、前記電子部品群の前記複数の電子部品が電気的に接続されている１つの配線部材とを有する電子デバイスを製造する電子デバイスの製造方法であって、
前記配線部材は、前記各電子部品の前記複数の電極のそれぞれと電気的に接続される複数の接続端子と、前記複数の接続端子から延びた配線とを有するとともに、前記複数の接続端子が配置されている接続部と、前記接続部の前記第１の方向と直交する第２の方向における両側に設けられている前記接続部から屈曲した一対の立ち上げ部とを備え、
前記配線が前記一対の立ち上げ部のいずれかに分かれて延びるように形成され、かつ前記接続部に前記各電子部品の間に対応して前記第２の方向に延びるスリットが形成され、前記スリットが前記接続部から前記各立ち上げ部まで延びて形成されているものであり、
前記接続部における前記接続端子と前記電子部品の前記電極を位置合わせする位置合わせ工程と、前記接続端子と前記電極を接続する接続工程とを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
前記配線部材は、前記各立ち上げ部が、前記接続部に対し折り曲げて形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
前記各立ち上げ部における前記スリットの端部は、前記スリットよりも幅が広くなった幅広部を有することを特徴とする請求項１または２記載の電子デバイスの製造方法。
前記立ち上げ部が前記接続部に対して折り曲げられた折り曲げ部が前記スリットと直交していないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子デバイスの製造方法。
前記電子部品は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドに接続されるアクチュエータであり、
前記配線部材は、前記各立ち上げ部において、前記配線が接続されるＩＣチップが設けられているフレキシブルケーブルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子デバイスの製造方法。
前記配線部材は、前記スリットの両側に電源系の配線が設けられ、この電源系の配線の外側に前記接続端子への信号系の配線が設けられていることを特徴とする請求項５記載の電子デバイスの製造方法。
複数の電極を有する電子部品が第１の方向に複数並んで配置されている電子部品群と、前記電子部品群の前記複数の電子部品が電気的に接続されている１つの配線部材とを有する電子デバイスであって、
前記配線部材は、前記各電子部品の前記複数の電極のそれぞれと電気的に接続される複数の接続端子と、前記複数の接続端子から延びた配線とを有するとともに、前記複数の接続端子が配置されている接続部と、前記接続部の前記第１の方向と直交する第２の方向における両側に設けられている前記接続部から屈曲した一対の立ち上げ部とを備え、前記配線が前記一対の立ち上げ部のいずれかに分かれて延びるように形成され、かつ前記接続部に前記各電子部品の間に対応して前記第２の方向に延びるスリットが形成され、前記スリットが前記接続部から前記各立ち上げ部まで延びて形成されているものであることを特徴とする電子デバイス。