JP6992382B2 - 複合基板 - Google Patents

Description

本発明は複合基板に関する。

従来から、複数の基板を積層して構成された複合基板が用いられている。このような複合基板において、相互の基板の間にバンプを配置した構成が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１７－５２１３５号公報

先行技術文献に記載された複合基板においては、複数の基板を接合する際に、バンプを支点として基板の変形が生じ、基板間に接着不良を生じてしまう虞があった。

上記課題を解決するために本発明は、突起状の第１バンプを有する第１基板と、前記第１バンプに接触する第１表面と、前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、前記第２表面に配設された突起状の第２バンプとを有するとともに、前記第１表面と直交する厚さ方向において前記第１基板に対して積層される第２基板と、を備え、前記第１バンプと前記第２バンプとは、前記厚さ方向に視た場合、少なくとも一部が重複し、前記第２バンプは、前記第１バンプよりも低い剛性を有することを特徴とする複合基板を提供する。

上記構成によれば、第１基板を第２基板に押圧させた際のたわみを抑えることが可能となる。そのため、接着不良の発生が減少し、接合歩留りが向上する。また、前記第２バンプは、前記第１バンプよりも低い剛性を有するため、第２バンプが効果的に変形し、第１基板を第２基板に押圧させた際の変形、たわみをさらに抑えることができる。

前記第２基板は、前記第１表面から前記第２表面まで前記厚さ方向に延びる導電性の貫通電極をさらに有し、前記第２バンプと前記貫通電極とは、前記厚さ方向に視た場合、少なくとも一部が重複することが好ましい。

前記第２バンプは、コアと前記コアの表面に配設される導電性の導電膜とを備え、前記導電膜は、前記貫通電極と接触することが好ましい。

上記構成によれば、厚さ方向においてバンプと貫通電極とを並べて配置することで、第１基板及び第２基板における電気的接続の信頼性を向上させ、接合歩留りを向上させることができる。

前記コアの中心と前記貫通電極の中心とは、前記厚さ方向に視た場合、互いにずれていることが好ましい。

前記第２バンプは、前記第２表面に対して平行に延出して軸心を規定し、前記軸心と前記貫通電極の中心とは、前記厚さ方向に視た場合、前記軸心と直交する方向において互いにずれていることが好ましい。

上記構成によれば、第２バンプと貫通電極との配置がずれていることで、貫通電極と第２バンプとの電気的接合部分の面積が増える。そのため、電気的接合の信頼性が向上する。

前記軸心は、前記厚さ方向に視た場合、前記貫通電極の中心に対し、前記第２基板の端部に近づく方向にずれていることが好ましい。

上記構成によれば、第２表面における素子や回路を配置できる領域が増え、設計の自由度が増す。

前記軸心は、前記厚さ方向に視た場合、前記貫通電極の中心に対し、前記第２基板の端部から離れる方向にずれていることが好ましい。

上記構成によれば、第２バンプ間のピッチが短くなり、第１基板を第２基板に押圧させた際の第２基板のたわみ量を減少させることが可能となる。

前記導電膜の中心と前記貫通電極の中心とは、前記厚さ方向に視た場合、前記軸心の延びる方向において互いにずれていることが好ましい。

上記構成によれば、貫通電極と導電膜との接触面積を増すことができる。そのため、導電膜と貫通電極との電気的接続の信頼性が向上する。

前記貫通電極は前記第１表面と平行な平行方向に外寸を規定し、前記外寸は、前記コアの前記平行方向における外寸より大きいことが好ましい。

前記貫通電極は前記第１表面と平行な方向に外寸を規定し、前記外寸は、前記第１表面から前記第２表面に向かうにしたがって大きくなることが好ましい。

上記構成によれば、貫通電極の第２表面における面積を大きくすることで、導電膜との接触面積を増すことができる。そのため、導電膜と貫通電極との電気的接続の信頼性が向上する。

前記第２基板に対して前記厚さ方向に積層され、圧力室と前記圧力室に連通するノズル開口とを形成する第３基板をさらに備え、前記第３基板は、前記第２バンプと接触するとともに前記圧力室の少なくとも一部を画定する振動板と、前記振動板の表面に配設される圧電素子とを有することが好ましい。

前記第１基板は、前記圧電素子を駆動する駆動回路をさらに有することが好ましい。

上記構成によれば、第２バンプを介して第３基板を積層することで、圧電素子及び圧力室を備えたインク射出装置としての機能を備えることができる。第２バンプ及び貫通電極を介して接合することによって、第１基板が第３基板と電気的にも接続することができる。

また、第１基板が駆動回路を備えることによって、第２バンプ及び貫通電極を介して圧電素子を駆動させることができる。

本発明による複合基板によれば、複数の基板を接合する際に、接着不良の発生を抑制できる。

本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 インクジェットヘッド（駆動回路基板が取り付けられていない状態）の平面図である。 駆動回路基板の下面図である。 図３のＶＩ－ＶＩ線断面図である。 図６の部分拡大図であり、駆動バンプ周辺の構成を示す。なお、理解を容易にするため、スペーサの図示を省略する。 駆動バンプ周辺を示した図６の部分拡大図であり、変形例に係る駆動バンプとバンプとの位置関係の例を（ａ）乃至（ｆ）の各図に示す。 駆動配線基板の下面図であり、変形例に係る駆動バンプと第１貫通配線との位置関係の例を（ａ）乃至（ｄ）の各図に示す。 駆動配線基板の下面図であり、変形例に係る駆動バンプとバンプとの位置関係の例を示す。 従来技術に係るインクジェットプリンタにおける、各基板の断面図である。

本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットヘッド４（複合基板の一例）を搭載したインクジェットプリンタの概略平面図である。まず、図１を参照してインクジェットプリンタ１の概略構成について説明する。尚、以下では、図１の紙面奥から手前に向かう方向を上方、紙面手前から奥に向かう方向を下方と定義し、図１の紙面左側を左方、紙面右側を右方と定義する。また、後述の搬送方向上流側を後方、同下流側を前方と定義する。また、適宜「上」「下」「左」「右」「前」「後」の方向語を使用して説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、プラテン２と、キャリッジ３と、インクジェットヘッド４と、搬送機構５等を備えている。

プラテン２の上面には、被記録媒体である記録用紙Ｐが載置される。また、プラテン２の上方には、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイドレール１０，１１が設けられる。キャリッジ３は、プラテン２と対向する領域において２本のガイドレール１０，１１に沿って走査方向に往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ３には、２つのプーリ１２，１３間に巻き掛けられた無端ベルト１４が連結されており、キャリッジ駆動モータ１５によって無端ベルト１４が走行駆動されたときに、キャリッジ３は、無端ベルト１４の走行に伴って走査方向に移動する。

インクジェットヘッド４は、キャリッジ３に取り付けられており、キャリッジ３とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド４は、プリンタ１に装着されたインクカートリッジ（図示省略）と、チューブによって接続されている。また、インクジェットヘッド４の下面（図１の紙面向こう側の面）には、複数のノズル１６が形成されている。そして、このインクジェットヘッド４は、インクカートリッジから供給されたインクを、複数のノズル１６からプラテン２に載置された記録用紙Ｐに対して噴射する。

搬送機構５は、搬送方向にプラテン２を挟むように配置された２つの搬送ローラ１８，１９を有し、これら２つの搬送ローラ１８，１９は、図示しないモータによって回転駆動される。搬送機構５は、２つの搬送ローラ１８，１９によって、プラテン２に載置された記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。

インクジェットプリンタ１は、プラテン２上に載置された記録用紙Ｐに対して、キャリッジ３とともに走査方向（図１の左右方向）に往復移動するインクジェットヘッド４からインクを噴射させる。これとともに、２つの搬送ローラ１８，１９によって記録用紙Ｐを搬送方向（図１の下方）に搬送する。以上の動作によって記録用紙Ｐに画像や文字等が記録される。

次に、インクジェットヘッド４について説明する。図２及び図３はインクジェットヘッドの斜視図及び平面図である。また、図４は、図２に示されるドライバＩＣ１２０（第１基板の一例）及び駆動配線基板３００が取り付けられていない状態でのインクジェットヘッドの平面図である。図５は、駆動配線基板３００の下面図である。図６は、図３のＶＩ－ＶＩ線断面図である。尚、図６では、インク流路内に充填されているインクを符号“Ｉ”で示している。図２～図６に示すように、インクジェットヘッド４は、流路ユニット２１（流路構造体）及び圧電アクチュエータ２２を有する流路形成基板２０（第３基板の一例）と駆動配線基板３００（第２基板の一例）等を備えている。

図６に示すように、流路ユニット２１は、それぞれ多数の流路形成孔が形成された５枚のプレート３０～３４が積層された構造を有する。これら５枚のプレート３０～３４が積層されたときに多数の流路形成孔が連通することによって、流路ユニット２１には、以下に述べるようなインク流路が形成されている。尚、５枚のプレート３０～３４の材質は特に限定はされないが、例えば、ステンレス鋼やニッケル合金鋼等の金属プレートであってもよい。本実施形態では、シリコン単結晶基板である。

図４に示すように、流路ユニット２１の上面には、図示しないインクカートリッジと接続されるインク供給孔２６が形成されている。流路ユニット２１の内部には、それぞれ搬送方向に延在する２本のマニホールド２５が形成されている。２本のマニホールド２５は１つのインク供給孔２６に共通に接続されており、インクカートリッジから供給されたインクが２本のマニホールド２５にそれぞれ供給される。

また、図２～図４に示すように、流路ユニット２１は、最下層のノズルプレート３４に形成されて流路ユニット２１の下面に開口する複数のノズル１６と、複数のノズル１６にそれぞれ連通した複数の圧力室２４を有する。図２、図３に示すように、流路ユニット２１の下面（図２、図３の紙面向こう側の面）において、複数のノズル１６は搬送方向に沿って２列に配列されている。尚、複数のノズル１６の配置は、左右２列のノズル列の間でノズル１６の位置が搬送方向に互いにずれた、いわゆる、千鳥状の配置となっている。

複数の圧力室２４は、それぞれ、走査方向に長い略楕円形の平面形状を有する。複数の圧力室２４は平面的に配置され、これら複数の圧力室２４は振動板３０によって上方から覆われ、画定されている。また、複数の圧力室２４は、複数のノズル１６にそれぞれ対応して、搬送方向に沿って千鳥状に２列に配列されている。各圧力室２４は、その長手方向一端部において対応するノズル１６と連通している。尚、左右２列の圧力室列の間で、圧力室２４とノズル１６との配置関係が逆になっている。即ち、図４及び図６に示すように、左側の圧力室列においては、各圧力室２４の長手方向右端部に対応するノズル１６が連通している。一方、右側の圧力室列においては、各圧力室２４の長手方向左端部に対応するノズル１６が連通している。これにより、図４に示すように、２列の圧力室列の内側に、それぞれに対応した２列のノズル列が配置されている。

２列の圧力室列は、２本のマニホールド２５とそれぞれ重なる位置に配置され、各圧力室２４は、その直下に位置するマニホールド２５に連通している。これにより、図６に示すように、流路ユニット２１には、マニホールド２５から分岐して、圧力室２４を経てノズル１６に至る、個別インク流路２７が複数形成されている。

次に、圧電アクチュエータ２２について説明する。圧電アクチュエータ２２は、流路ユニット２１の振動板３０の上面に配置されている。図２～図４に示すように、圧電アクチュエータ２２は、圧電体４０と、複数の駆動電極４２と、共通電極４３とを有する。

図６に示すように、振動板３０の上面には、合成樹脂材料等の絶縁材料からなる絶縁膜４４がほぼ全面に形成されている。この絶縁膜４４で覆われた振動板３０の上面に、矩形状に形成された２つの圧電体４０が配置されている。２つの圧電体４０は、２列の圧力室列をそれぞれ覆うように、それらの長手方向が圧力室２４の配列方向（搬送方向）と平行となるように配置されている。圧電体４０は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体である、強誘電性のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。圧電体４０は、スパッタ法やゾルゲル法等の公知の成膜技術によって、絶縁膜４４で覆われた振動板３０の上面に直接形成することができる。あるいは、未焼成の薄いグリーンシートを焼成してから振動板３０に貼り付けることによって形成することもできる。

複数の駆動電極４２は、圧電体４０の下面の、複数の圧力室２４とそれぞれ対向する領域に形成されている。各駆動電極４２は、圧力室２４よりも一回り小さい略楕円の平面形状を有し、対応する圧力室２４の略中央部と対向するように配置されている。駆動電極４２は、絶縁膜４４によって振動板３０とは電気的に絶縁されている。

複数の駆動電極４２には複数の駆動用端子４５がそれぞれ接続されている。各駆動用端子４５は、絶縁膜４４上において、対応する駆動電極４２からその長手方向であってノズル１６とは反対側（外側）へ向けて、圧力室２４と対向しない領域まで引き出され、図４、図６に示すように圧電体４０から露出している。そして、複数の駆動用端子４５は、２つの圧電体４０の走査方向における両側において、搬送方向に沿って配列されている。複数の駆動用端子４５には、第２個別配線３３５が接続される。第２個別配線３３５から複数の駆動電極４２のそれぞれに対して所定の駆動電圧が印加される。

本実施形態では、第２個別配線３３５は、バンプ３７０、特に駆動バンプ３７０ａに配設される導電膜３７２によって構成されている。

バンプ３７０は、コア部３７１、及びコア部３７１の表面の少なくとも一部を覆う導電膜３７２を有する。なお、バンプ３７０の機械的構成については後述する。バンプ３７０は、本発明における第２バンプの一例である。また、バンプ３７０には、上述の駆動バンプ３７０ａと、共通電極バンプ３７０ｂとの２種類のバンプがある。

共通電極４３は、２つの圧電体４０に跨ってそれら圧電体４０の上面全域を覆うように形成されている。尚、図４では、２つの圧電体４０を覆う共通電極４３にハッチングを施してある。詳細には、共通電極４３は、２つの圧電体４０の上面全域にそれぞれ形成された２つの電極部４３ａと、振動板３０の上面の２つの圧電体４０の間の領域に形成されている接続部４３ｂとを有する。

ここで、接続部４３ｂは、矩形状の２つの圧電体４０の長辺に沿って搬送方向に延在している。接続部４３ｂは、絶縁膜４４によって振動板３０とは電気的に絶縁されている。また、接続部４３ｂは、振動板３０の上面に形成されているために、圧電体４０の上面に形成された２つの電極部４３ａよりも低い位置にある。図６の断面で示されるように、共通電極４３は、接続部４３ｂにおいて局所的に窪んだ形状となっている。接続部４３ｂは、流路ユニット２１の、２列の圧力室２４の列を隔てる隔壁と対向している。つまり、接続部４３ｂは、振動板３０の上面の、圧力室２４と対向しない領域に配置されている。

接続部４３ｂは、接続配線３３６と接続されてバイアス電位（この実施形態においてはグランド電位）に保持される。

図６に示すように、圧電体４０のうち、１つの駆動電極４２と共通電極４３とに挟まれる部分（以下、「圧電素子４１」ともいう）は、次に説明するように、駆動電極４２に駆動電圧が印加されたときに変形して、１つの圧力室２４内のインクに噴射エネルギーを付与する部分となる。本実施形態では、１つの圧電体４０が１列の圧力室列に属する複数の圧力室２４に跨って配置されることで、１列の圧力室列に対応する複数の圧電素子４１が一体化された構成となっている。また、複数の圧電素子４１の各々は、その厚み方向に分極されている。

第２個別配線３３５（すなわち、駆動バンプ３７０ａ）から駆動電極４２に駆動電圧が印加されると、この駆動電極４２と、グランド電位の共通電極４３の間に電位差が生じて、これら２つの電極４２，４３の間の圧電体４０の部分（圧電素子４１）に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は、圧電素子４１の分極方向と平行であるから、圧電素子４１は厚み方向に伸長するとともに面方向に収縮する。この圧電素子４１の収縮によって、圧力室２４を覆っている振動板３０が圧力室２４側に凸となるように撓み、圧力室２４の容積が減少する。その際に圧力室２４内のインクに圧力（噴射エネルギー）が付与され、ノズル１６からインクの液滴が噴射される。

図２及び図６に示すように、流路形成基板２０の上面（圧電アクチュエータ２２側の面）には、駆動配線基板３００が接合されている。駆動配線基板３００は、流路形成基板２０と略同じ幅（左右方向の大きさ）を有する。

駆動配線基板３００の下面３０２が流路形成基板２０に面している。一方、駆動配線基板３００の上面３０１（第１表面の一例）には、駆動回路を備え、圧電アクチュエータ２２を駆動するための信号を出力する駆動素子であるドライバＩＣ１２０が実装されている。

このような駆動配線基板３００は、圧電アクチュエータ２２の各列の圧電素子４１の並設方向である前後方向が長尺となるように設けられている。すなわち、駆動配線基板３００は、前後方向が長手方向となり、左右方向が短手方向となるように配置されている。駆動配線基板３００は、流路形成基板２０と同じ材料、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなる。

また、駆動配線基板３００の上面３０１には、複数の第１個別配線３３１と、バイアス用配線３３２ａを含む複数の供給配線３３２とが設けられている。

第１個別配線３３１は、左右方向の両端部のそれぞれに、前後方向に複数並設されている。また、第１個別配線３３１は、左右方向に沿って延設されており、一端部においてドライバＩＣ１２０の各バンプ１２１（第１バンプの一例）と電気的に接続され、他端部において駆動配線基板３００を厚さ方向である上下方向に貫通する第１貫通配線３３３（貫通電極の一例）と電気的に接続されている。なお、バンプ１２１の機械的構成の詳細については、後述する。

第１貫通配線３３３は、駆動配線基板３００を厚さ方向である上下方向に貫通して設けられた第１貫通孔３０３の内部に設けられたものであり、上面と下面とを中継する配線である。第１貫通配線３３３は、第１貫通孔３０３内に第１貫通配線３３３を充填して形成されている。第１貫通配線３３３は、上下の延出方向に沿って、中心Ｘを規定している（図７）。

第１貫通配線３３３は、下面において、第２個別配線３３５と電気的に接続されている。第２個別配線３３５は、圧電アクチュエータ２２の圧電素子４１毎に独立した駆動電極４２とそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、第１個別配線３３１と第１貫通配線３３３と第２個別配線３３５とは、圧電アクチュエータ２２の駆動電極４２と同数設けられている。

供給配線３３２は、フレキシブルケーブル１２５からドライバＩＣ１２０の電源、グランド（ＧＮＤ）、駆動信号（ＣＯＭ）、バイアス電圧（グランド）、ドライバＩＣ１２０の制御信号、などを供給するための配線である。供給配線３３２は、上述した用途ごとに複数設けられている。

図２に示すように、供給配線３３２は、駆動配線基板３００の前端部３１０近傍まで延設されており、延設された端部においてフレキシブルケーブル１２５の先端１２５ｅ１の近傍が電気的に接続される。なお、フレキシブルケーブル１２５は、特に図示していないが、その基端部が制御回路等の制御素子に接続されており、上述のように、制御素子から電源、グランド（ＧＮＤ）、駆動信号（ＣＯＭ）、ドライバＩＣ１２０の制御信号、圧電アクチュエータ２２の共通電極である共通電極４３に印加するバイアス電圧（ｖｂｓ）などを供給配線３３２に供給する。ちなみに、本実施形態では、供給配線３３２のうち、バイアス電圧（本実施形態においてはグランド）を圧電アクチュエータ２２の共通電極４３に供給する供給配線３３２をバイアス用配線３３２ａとする。バイアス用配線３３２ａは、ドライバＩＣ１２０と、圧電アクチュエータ２２の共通電極である共通電極４３との両方に電気的に接続されている。また、その他の供給配線３３２は、特に図示しないが、ドライバＩＣ１２０に電気的に接続されて、ドライバＩＣ１２０の高電圧回路用や低電圧回路用の電源、グランド（ＧＮＤ）、駆動信号（ＣＯＭ）、ドライバＩＣ１２０への制御信号等をフレキシブルケーブル１２５からドライバＩＣ１２０に供給するように形成されている。

図６に示すように、供給配線３３２のうち、グランドに接続されるバイアス用配線３３２ａは、駆動配線基板３００に設けられた第２貫通配線３３４に電気的に接続されている。

第２貫通配線３３４は、上下方向に貫通して設けられた第２貫通孔３０５内に形成されている。そして、第２貫通配線３３４の上面側の端面をバイアス用配線３３２ａが覆うことで両者は電気的に接続されている。なお、第２貫通配線３３４は、上述した第１貫通配線３３３と同様に銅（Ｃｕ）等の金属を電界めっき、無電界めっき等によって形成することができる。

このように駆動配線基板３００の上面に設けられ第１個別配線３３１及びバイアス用配線３３２ａを含む供給配線３３２には、ドライバＩＣ１２０が実装されている。すなわち、ドライバＩＣ１２０が第１個別配線３３１及び供給配線３３２にバンプ１２１を介して電気的に接続されている。

駆動配線基板３００の下面には、第１貫通配線３３３に接続された第２個別配線３３５と、第２貫通配線３３４に下面側埋設配線３５１を介して接続された接続配線３３６とが設けられている。接続配線３３６は、駆動用端子４５及び接続部４３ｂに電気的に接続されている。

なお本実施形態においては、接続配線３３６は、共通電極バンプ３７０ｂに配設される導電膜３７２によって構成されている。

共通電極４３に対応するコア部３７１は、図６に示すように、下面３０２（第２表面の一例）に形成された下面側埋設配線３５１上に積層され、当該下面側埋設配線３５１と共通電極４３とを接続している。ここで、下面側埋設配線３５１は、少なくとも一部が駆動配線基板３００内に埋設されている。本実施形態における下面側埋設配線３５１は、図５に示すように、前後方向（すなわち、ノズル列方向）に沿って延設され、その全体が下面３０２内に埋め込まれている。このため、下面側埋設配線３５１の下面３０２側の表面と駆動配線基板３００の下面３０２側の表面とが略面一に揃えられている。この下面側埋設配線３５１の延設方向における端部は、第２貫通配線３３４の下面３０２側の端部と接続されている。この第２貫通配線３３４は、上面３０１側に形成されたバイアス用配線３３２ａと接続されている。すなわち、下面側埋設配線３５１は、第２貫通配線３３４を介してバイアス用配線３３２ａと接続されている。そして、このバイアス用配線３３２ａには、フレキシブルケーブル１２５の対応する端子が接続され、各圧電素子４１に共通する電圧が供給される。

このように第２個別配線３３５を駆動用端子４５に接続することで、ドライバＩＣ１２０は、第１個別配線３３１、第１貫通配線３３３、第２個別配線３３５及び駆動用端子４５を介して各圧電素子４１の駆動電極４２に電気的に接続され、ドライバＩＣ１２０からの駆動信号が各圧電素子４１に供給される。また、接続配線３３６を接続部４３ｂに接続することで、フレキシブルケーブル１２５からのバイアス電圧が、圧電アクチュエータ２２の共通電極４３に供給される。

さらに、各列のバンプの両側に設けられたスペーサ１４０によって、流路形成基板２０と駆動配線基板３００との間には、内部に圧電アクチュエータ２２が配置された空間が形成されている。

＜バンプ＞
バンプ３７０は、上述のように、弾性を有する樹脂材料等で形成されたコア部３７１と、コア部３７１の表面の少なくとも一部を覆う導電膜３７２と、を有する。

コア部３７１は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。

また、図６及び図７に示すように、コア部３７１は、駆動配線基板３００と流路形成基板２０とを接続する前において、ほぼ蒲鉾状に形成されている。ここで、蒲鉾状とは、駆動配線基板３００に接する内面（底面）が平面であると共に、非接触面である外面側が湾曲面となっている柱状形状をいう。具体的に、ほぼ蒲鉾状とは、横断面がほぼ半円状、ほぼ半楕円状、ほぼ台形状であるものなどが挙げられる。

そしてコア部３７１は、駆動配線基板３００と流路形成基板２０とが相対的に近接するように押圧されることで、その先端形状が駆動用端子４５及び接続部４３ｂの表面形状に倣うように弾性変形している。

バンプ３７０及びコア部３７１は、前後方向に沿って直線状に連続して形成され、延出方向に延びる軸心Ａを規定する（図７）。また、バンプ３７０及びコア部３７１は、左右方向に複数並設されている。本実施形態では、コア部３７１は、左右方向において、圧電アクチュエータ２２の圧電素子４１の２列の外側のそれぞれに１本ずつの計２本と、圧電アクチュエータ２２の圧電素子４１の２列の間に１本と、の合計３本が設けられている。そして、２列の圧電アクチュエータ２２の圧電素子４１の外側に設けられた各コア部３７１が、第２個別配線３３５を駆動用端子４５に接続するためのバンプ３７０を構成する。また、２列の圧電アクチュエータ２２の圧電素子４１の間に設けられたコア部３７１が、接続配線３３６と２列の圧電アクチュエータ２２の接続部４３ｂとを接続するためのバンプ３７０を構成する。

導電膜３７２は、コア部３７１の少なくとも表面の一部を被覆している。そして、導電膜３７２は、コア部３７１の弾性変形によって第１個別配線３３１及び接続部４３ｂの表面形状に倣って変形しており、駆動用端子４５及び接続部４３ｂのそれぞれと電気的に接合されている。本実施形態では、駆動配線基板３００と流路形成基板２０との間にスペーサ１４０を設け、スペーサ１４０によって駆動配線基板３００と流路形成基板２０とを接合することで、バンプ３７０と駆動用端子４５及び接続部４３ｂとの接続状態を維持するようにした。

バンプ１２１は、例えば、弾性を有する樹脂材料で形成されたコア部１２２と、コア部１２２の表面の少なくとも一部を覆う導電膜１２３と、を有する。

コア部１２２は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂を用い、コア部３７１よりも剛性の高い樹脂を用いて形成されている。そのため、コア部１２２は、コア部３７１よりも高い剛性を有する。換言すれば、バンプ３７０は、バンプ１２１より低い剛性を有する。

コア部１２２は、駆動配線基板３００とドライバＩＣ１２０とが相対的に近接するように押圧されることで、その先端形状が第１個別配線３３１の表面形状に倣うように弾性変形している。

また、コア部１２２は、コア部３７１と同様、駆動配線基板３００とドライバＩＣ１２０とを接続する前において、ほぼ蒲鉾状に形成されている。

バンプ１２１及びコア部１２２は、前後方向に沿って直線状に連続して形成されている。また、バンプ１２１は、左右方向に複数並設されている。バンプ１２１とバンプ３７０とは、図６及び図７に示すように、上下方向、すなわち駆動配線基板３００の厚さ方向に視た場合において、少なくとも一部重複するように配置されている。

また、図６及び図７に示すように、上下方向、すなわち駆動配線基板３００の厚さ方向に視た場合において、バンプ３７０と第１貫通配線３３３とは、少なくとも一部重複するように配置されている。特に、本実施形態においては、第１貫通配線３３３の中心Ｘと、バンプ３７０及びコア部３７１の軸心Ａとは、左右方向の位置が略一致するように配置されている。また、第１貫通配線３３３の左右方向の幅は、バンプ３７０の左右方向の幅より大きい。

＜従来技術との比較＞
本実施形態の特徴を従来技術に係るインクジェットヘッドと比較して説明する。従来技術に係るインクジェットヘッドのうち、ドライバＩＣ１２０Ａ、流路形成基板２０Ａ、及び駆動配線基板３００Ａの断面図を図１１に示す。図１１に示すように、従来技術に係るインクジェットヘッドは、本実施形態と同様のドライバＩＣ１２０Ａ、駆動配線基板３００Ａ、及び流路形成基板２０を備えているが、駆動バンプ３７０ａＡとバンプ１２１Ａとが左右方向にずれて配置されている。また、駆動バンプ３７０ａＡは、配線３５６Ａを介して貫通電極と電気的に接続している。

このようなインクジェットヘッドを製造する際、駆動配線基板３００Ａに対してドライバＩＣ１２０Ａを接続するため、駆動配線基板３００ＡをドライバＩＣ１２０Ａによって上方から押圧する必要がある。このように押圧した場合、バンプ１２１Ａを介して駆動配線基板３００Ａが上方から押圧され、点線で図示するような形状にしたがって、駆動配線基板３００Ａが撓んでしまう。

このようなたわみが生じた場合、バンプ１２１Ａと駆動配線基板３００Ａとの接合部分において十分な押圧がなされず、接着不良が起こる虞があった。また、たわみによって、接合位置がずれてしまう虞もあった。

＜効果＞
一方、本実施形態においては、バンプ３７０とバンプ１２１とは、上下方向に視た場合において重複するように配置されている。そのため、従来技術において生じていたようなたわみの発生が、抑制される。

本実施形態によれば、ドライバＩＣ１２０を駆動配線基板３００に押圧させた際のたわみを抑えることが可能となる。そのため、接着不良の発生が減少し、接合歩留りが向上する。また、バンプ３７０は、バンプ１２１よりも低い剛性を有するため、バンプ３７０が効果的に変形し、ドライバＩＣ１２０を駆動配線基板３００に押圧させた際の変形、たわみをさらに抑えることができる。そのため、基板間の電気的接合の信頼性が向上する。また、ドライバＩＣ１２０と駆動配線基板３００とを接合して複合基板を製造する場合における、歩留まりが向上する。

駆動配線基板３００の厚さ方向視において、バンプ３７０と第１貫通配線３３３とが、少なくとも一部重複するように配置することで、ドライバＩＣ１２０及び駆動配線基板３００における電気的接続の信頼性を向上させ、製造時の接合歩留りを向上させることができる。

第１貫通配線３３３の下面３０２における面積を大きくすることで、導電膜３７２との接触面積を増すことができる。そのため、導電膜３７２と第１貫通配線３３３との電気的接続の信頼性が向上する。

バンプ３７０を介して駆動配線基板３００に対して流路形成基板２０を積層することで、圧電素子４１及び圧力室２４を備えたインク射出装置としての機能を備えることができる。バンプ３７０及び第１貫通配線３３３を介して接合することによって、ドライバＩＣ１２０が流路形成基板２０と電気的にも接続することができる。

また、ドライバＩＣ１２０が駆動回路を備えることによって、バンプ３７０及び第１貫通配線３３３を介して圧電素子４１を駆動させることができる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。本実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

＜貫通配線とバンプの位置＞
本実施形態においては、第１貫通配線３３３の中心Ｘと駆動バンプ３７０ａの軸心Ａとは、上下方向視において、左右方向の位置が略一致していたが、本発明は、上記構成に限定されるものではない。

図８（ａ）乃至（ｆ）に本発明の変形例に係るドライバＩＣ１２０及び駆動配線基板３００の断面図を示す。なお、理解を容易にするため、各図においてスペーサの図示を省略している。

図８（ａ）及び（ｂ）において、駆動バンプ３７０ａは上記実施形態と同様、前後方向に延出するように形成されている。さらに駆動バンプ３７０ａは、第１貫通配線３３３の中心Ｘに対して、左右方向にずれて配置されている。換言すれば、駆動バンプ３７０ａは、第１貫通配線３３３に対し、駆動バンプ３７０ａの軸心Ａに対して直交する方向で、かつ駆動配線基板３００の下面３０２に対して平行な方向に、ずれて位置している。

駆動バンプ３７０ａと第１貫通配線３３３との配置がずれていることで、特に図８（ｃ）のように第１貫通配線３３３の断面が小さい場合においても、駆動バンプ３７０ａとの電気的接合部分の面積を確保することができる。そのため、電気的接合の信頼性が向上する。

本発明においては、これらの変形例のように、第１貫通配線３３３の中心Ｘに対して駆動バンプ３７０ａをずらして配置した構成も可能である。特に、図８（ａ）においては、第１貫通配線３３３に対し、駆動バンプ３７０ａを駆動配線基板３００の端部から離れる方向にずらして配置している。また、図８（ｂ）では、第１貫通配線３３３ａに対し、駆動バンプ３７０ａを駆動配線基板３００の端部に向けてずらした配置としている。

図８（ａ）のように、駆動バンプ３７０ａが、前記第１貫通配線３３３の中心Ｘに対し、前記駆動配線基板３００の端部から離れ、駆動配線基板３００の中央に近づく方向にずれている場合、駆動バンプ３７０ａ間のピッチが短くなり、ドライバＩＣ１２０を駆動配線基板３００に押圧させた際の駆動配線基板３００のたわみ量を減少させることが可能となる。

図８（ｂ）のように、駆動バンプ３７０ａを駆動配線基板３００の端部へ近づく方向にずらした場合、駆動配線基板３００下面における素子や回路を配置できる領域が増え、設計の自由度が増す。特に、本実施形態においては、圧電素子４１など、圧電アクチュエータ２２周囲における配置の自由度が増す。

＜第１貫通配線の寸法＞
本実施形態においては、第１貫通配線３３３は、駆動バンプ３７０ａの外寸よりも大きな外寸を有していたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。図８（ｃ）に示すように、第１貫通配線３３３が、駆動バンプ３７０ａと左右方向において等しい、または小さな外寸を有し、駆動バンプ３７０ａと第１貫通配線３３３とを互いに前後方向または左右方向にずらして配置することによって、第１貫通配線３３３と駆動バンプ３７０ａの導通膜との電気的接合を維持することも可能である。

この場合において、第１貫通配線３３３と駆動バンプ３７０ａとは、上下方向、すなわち各基板の厚さ方向に視た場合、少なくとも一部が重複している。また、駆動バンプ３７０ａの導電膜３７２が、第１貫通配線３３３と接触している。そのため、駆動バンプ３７０ａと第１貫通配線３３３の電気的接合が可能となる。

また、図８（ｄ）に示すように、第１貫通配線３３３の断面を略台形状とし、下方に向かうにしたがって幅が大きくなるように構成してもよい。換言すると、第１貫通配線３３３は、図８（ｄ）に示すように、上面３０１から下面３０２に向かうにしたがって外寸が大きくなるように、断面視台形状に形成しても良い。この場合、導電膜３７２と第１貫通配線３３３との接触面積が増え、導電膜３７２と第１貫通配線３３３との電気的接続の信頼性が向上する。

＜バンプの剛性＞
本実施形態においては、バンプ３７０のコア部３７１は、バンプ１２１のコア部１２２と異なる材料によって形成されたが、本発明は、上記構成に限定されるものではない。例えば、図８（ｅ）に示すように、コア部１２２とコア部３７１とを同一の材料で形成し、コア部３７１の左右方向の幅をコア部１２２の幅より小さくすることによって、バンプ３７０がバンプ１２１より低い剛性を有するように構成してもよい。

また、図８（ｆ）に示すように、コア部１２２とコア部３７１とを同一の材料で形成し、コア部３７１の上下方向高さを、コア部１２２の上下方向高さより大きくすることによって、バンプ３７０がバンプ１２１より低い剛性を有するように構成してもよい。

＜バンプ同士の位置＞
本実施形態においては、バンプ１２１と駆動バンプ３７０ａの左右方向の位置は、上下方向視において略一致していたが、本発明は、上記構成に限定されるものではない。図８（ａ）乃至（ｆ）に示すように、バンプ１２１と駆動バンプ３７０ａとが上下方向視、すなわち厚さ方向に視た場合に少なくとも一部が重複するように、左右方向、または前後方向にずれる構成としても良い。

＜第１貫通配線３３３と導電膜３７２との位置）＞
本実施形態においては、第１貫通配線３３３と導電膜３７２は、上下方向視において一致し、導電膜３７２が第１貫通配線３３３を覆うように配置されていたが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。第１貫通配線３３３に対して、導電膜３７２がずれて配置されていても良い。図９（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の変形例に係る駆動配線基板３００の下面図であり、第１貫通配線３３３と駆動バンプ３７０ａとの位置関係を示している。なお、理解を容易にするため、スペーサ１４０などの他の構成の図示を省略している。

図９（ａ）乃至（ｄ）では、第１貫通配線３３３の中心Ｘに対して、導電膜３７２の中心Ｂがずれて配置されており、第１貫通配線３３３の一部が導電膜３７２に覆われてない状態となっている。詳細には、第１貫通配線３３３の中心Ｘと導電膜３７２の中心Ｂとは、駆動バンプ３７０ａの軸心Ａの方向において、互いにずれるように配置されている。なお、第１貫通配線３３３と導電膜３７２とは、互いに接触ができる範囲であれば、駆動バンプ３７０ａの軸心Ａの方向に沿って互いにずれて位置することが可能である。このように導電膜３７２を第１貫通配線３３３に対してずらして配置することができるため、駆動配線基板３００表面における設計の自由度が向上する。また、図９（ｂ）及び（ｄ）のように、左右に延出する配線３５６を配設して、導電膜３７２と接続させる構成とすることもできるため、第１貫通配線３３３との接触面積が増加し、第１貫通配線３３３と導電膜３７２との電気的接続の信頼性が向上する。

＜バンプの材料、材質＞
バンプ３７０の材料は、樹脂と導電膜３７２に限定されるものではない。バンプ３７０を半田等の導電性の金属材料のみによって構成されることも可能である。また、上記実施形態ではバンプ３７０は蒲鉾状に形成されていたが、これに限定されず、バンプ３７０は半球状に形成されていてもよい。

本実施形態においては、バンプ１２１は、コア部１２２と導電膜１２３によって構成されていたが、本発明は上記構成に限定されるものではない。バンプ１２１が導電性の金属材料のみによって構成されてもよい。また、上記実施形態ではバンプ１２１は蒲鉾状に形成されていたが、これに限定されず、バンプ１２１は半球状に形成されていてもよい。

本実施形態では、バンプ３７０とバンプ１２１とはそれぞれ、インクジェットヘッド４の長手方向に沿って長く延び、端子毎に導電膜３７２または導電膜１２２が覆う構成であったが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。バンプ３７０またはバンプ１２１は、個別の端子毎に設けられていてもよい。

本発明の変形例を図１０に示す。図１０は、駆動配線基板３００の下面図であり、バンプ１２１及びバンプ３７０を上下方向に透視して示している。図１０では、バンプ１２１及びバンプ３７０は、ドライバＩＣ１２０の下面及び駆動配線基板３００の下面３０２からそれぞれ下方に突出するように半球状に構成される。また、バンプ１２１とバンプ３７０とは、上下方向視において少なくとも一部が重複するように左右方向、または前後方向にずれて配置されている。このように、バンプ１２１とバンプ３７０とが、上下方向から視た場合において、少なくとも一部が重複するように左右方向、または前後方向にずれた構成であっても良い。

１ インクジェットプリンタ
４ インクジェットヘッド
１２０ ドライバＩＣ
１２１ バンプ
３００ 駆動配線基板
３３３ 第１貫通配線
３７０ バンプ

Claims (8)

1. 突起状の第１バンプを有する第１基板と、
   前記第１バンプに接触する第１表面と、前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、前記第２表面に配設された突起状の第２バンプとを有するとともに、前記第１表面と直交する厚さ方向において前記第１基板に対して積層される第２基板と、を備え、
   前記第１バンプと前記第２バンプとは、前記厚さ方向に視た場合、少なくとも一部が重複し、
   前記第２バンプは、前記第１バンプよりも低い剛性を有し、
   前記第２基板は、前記第１表面から前記第２表面まで前記厚さ方向に延びる導電性の貫通電極をさらに有し、
   前記第２バンプと前記貫通電極とは、前記厚さ方向に視た場合、少なくとも一部が重複し、
   前記第２バンプは、コアと前記コアの表面に配設される導電性の導電膜とを備え、
   前記導電膜は、前記貫通電極と接触し、
   前記コアの中心と前記貫通電極の中心とは、前記厚さ方向に視た場合、互いにずれていることを特徴とする複合基板。
2. 前記第２バンプは、前記第２表面に対して平行に延出して軸心を規定し、
   前記軸心と前記貫通電極の中心とは、前記厚さ方向に視た場合、前記軸心と直交する方向において互いにずれていることを特徴とする請求項１に記載の複合基板。
3. 前記軸心は、前記厚さ方向に視た場合、前記貫通電極の中心に対し、前記第２基板の端部に近づく方向にずれていることを特徴とする請求項２に記載の複合基板。
4. 前記軸心は、前記厚さ方向に視た場合、前記貫通電極の中心に対し、前記第２基板の端部から離れる方向にずれていることを特徴とする請求項２に記載の複合基板。
5. 前記導電膜の中心と前記貫通電極の中心とは、前記厚さ方向に視た場合、前記軸心の延びる方向において互いにずれていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の複合基板。
6. 突起状の第１バンプを有する第１基板と、
   前記第１バンプに接触する第１表面と、前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、前記第２表面に配設された突起状の第２バンプとを有するとともに、前記第１表面と直交する厚さ方向において前記第１基板に対して積層される第２基板と、を備え、
   前記第１バンプと前記第２バンプとは、前記厚さ方向に視た場合、少なくとも一部が重複し、
   前記第２バンプは、前記第１バンプよりも低い剛性を有し、
   前記第２基板は、前記第１表面から前記第２表面まで前記厚さ方向に延びる導電性の貫通電極をさらに有し、
   前記第２バンプと前記貫通電極とは、前記厚さ方向に視た場合、少なくとも一部が重複し、
   前記第２バンプは、コアと前記コアの表面に配設される導電性の導電膜とを備え、
   前記導電膜は、前記貫通電極と接触し、
   前記貫通電極は前記第１表面と平行な平行方向に外寸を規定し、
   前記外寸は、前記コアの前記平行方向における外寸より大きいことを特徴とする複合基板。
7. 前記貫通電極は前記第１表面と平行な方向に外寸を規定し、
   前記外寸は、前記第１表面から前記第２表面に向かうにしたがって大きくなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の複合基板。
8. 前記第２基板に対して前記厚さ方向に積層され、圧力室と前記圧力室に連通するノズル開口とを形成する第３基板をさらに備え、
   前記第３基板は、前記第２バンプと接触するとともに前記圧力室の少なくとも一部を画定する振動板と、前記振動板の表面に配設される圧電素子とを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の複合基板。

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