ボンディング構造、アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド
【課題】 ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況を特定する。
【解決手段】 径がＡのボンディングワイヤ１２０をボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２.１）とする。
【解決手段】 径がＡのボンディングワイヤ１２０をボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２.１）とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングパッドに接続されるボンディングワイヤのボンディング構造に関し、振動板と圧電素子とを備えたアクチュエータ装置への適用、特に、インク滴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、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電体層の変位によりインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧を印加することにより変位する圧電素子を具備するアクチュエータ装置は、例えば、液滴を噴射する液体噴射ヘッド等に搭載される。このような液体噴射ヘッドとしては、例えば、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滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られている。そして、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装置を搭載したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータ装置を搭載したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
ここで、後者のインクジェット式記録ヘッドとしては、圧力発生室が形成された流路形成基板に接合される基板、例えば、リザーバ形成基板に駆動ＩＣが搭載され、各圧電素子から引き出されたリード電極の端子部と駆動ＩＣとをワイヤボンディングを用いたボンディングワイヤにより電気的に接続する構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。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行われるワイヤボンディングは、キャピラリを用いて、駆動ＩＣの端子部に接続配線の一端を接続した後に、そのボンディングワイヤの他端をリード電極の端子部であるボンディングパッドに接続することで行われる。
【０００４】
インクジェット式記録ヘッドでは、実装部品の小型化や振動子の高密度化が図られており、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線も高密度化が求められている。ボンディングワイヤを斜めに張る場合、部品を小さくするためには大きな角度で配置することが好ましく、振動子の高密度化の点からもボンディングワイヤのピッチを高密度化することが好ましい。
【０００５】
このため、従来から、ボンディングワイヤを斜めに張って小型化を図る技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、従来の技術では、最適なピッチや角度に関しては規定されておらず、最適な配置状況の特定が望まれているのが実情である。また、従来の技術では、ボンディング点を千鳥状に配置して隣接するワイヤとの接触を防止することでピッチを狭くしている。しかし、実装部品の小型化の点を考えると、ボンディング点は一直線上に配置されることが好ましい。
【０００６】
尚、上述した問題は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドだけでなく、ＬＳＩやＩＣ等の半導体素子を用いたボンディングワイヤの接続構造を有するデバイスなどにおいても同様に存在する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６０３６６号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】特開２００３−３１６１０号公報（図１、図４、図５）
【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状況に鑑みてなされたもので、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な配置状況を特定したボンディング構造を提供することを課題とする。
【０００９】
また、本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な配置状況を特定したボンディング構造を採用したアクチュエータ装置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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第１の態様では、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、（ＸＡ＋σ）／ｃｏｓθ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第２の態様では、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）とすると共に、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、角度θを、ｃｏｓ-１｛（ＸＡ＋σ）／ピッチＰ｝より小さく（１．８０≦Ｘ≦２．１）したことを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第３の態様では、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況及び角度θを特定することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、少なくとも前記ボンディングパッドの前記ボンディングワイヤと接続する表面が金からなることを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第４の態様では、金からなるボンディングパッドを用いることで、金からなるボンディングワイヤを最適な配置状況に特定して確実に接合することができる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ボンディングパッドは、アクチュエータ装置の駆動部を駆動するための駆動ＩＣの端子部に接続されていることを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第５の態様では、駆動ＩＣ側のボンディングパッドに対してボンディングワイヤを最適な配置状況に特定して確実に接合することができる。
【００１５】
本発明の第６の態様は、第５の態様において、一端が駆動ＩＣの端子部に接続されたボンディングワイヤの他端部は、ボンディング方向の後ろ側でリード電極の端子部に接続されることを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第６の態様では、他端側のボンディング部の形状も考慮して最適な配置を特定することができる。
【００１６】
本発明の第７の態様は、基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記圧電素子を駆動させる駆動ＩＣと、前記駆動ＩＣの端子部に接続されるボンディングパッドとを具備するアクチュエータ装置であって、請求項１〜６の何れかに記載のボンディング構造によってボンディングパッドにボンディングワイヤが接続されることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第７の態様では、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部の配置状況を特定することができるボンディング構造とされたアクチュエータ装置とすることができる。
【００１７】
本発明の第８の態様は、第７の態様のアクチュエータ装置と、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成され、前記アクチュエータ装置を一方の面に具備した流路形成基板とを備え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８の態様では、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化してボンディングパッドの幅を狭くすることができ、ノズル開口を高密度に配列できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。
【００１９】
液体噴射ヘッドを構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、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弾性膜５０が形成されている。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、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が形成されている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板３０に設けられるリザーバ部３２と連通し、各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。また、連通部１３は、液体供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２の液体供給路１４とは反対側で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。
【００２０】
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、後述するプロセスで積層形成されて、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。
【００２１】
なお、上述した例では、圧電素子３００の下電極膜６０、弾性膜５０及び絶縁体膜５５が振動板として作用する。また、圧電素子３００の上電極膜８０の長手方向一端部近傍から流路形成基板１０の圧力発生室１２の端部近傍まで引き出された引き出し配線として、例えば、金（Ａｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）の配線金属層と当該金の下側にチタンタングステン（ＴｉＷ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）などの密着性金属層を設けてなるリード電極９０が延設されている。
【００２２】
そして、このリード電極９０の先端部で金からなる端子部９０ａは、貫通孔３３で後述する駆動ＩＣ１１０とボンディングワイヤ１２０を介して電気的に接続されている。
【００２３】
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、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２を有するリザーバ形成基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、リザーバ形成基板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、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成している。
【００２４】
また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１が設けられている。さらに、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３２と圧電素子保持部３１との間の領域には、リザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出された引き出し配線であるリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。なお、このようなリザーバ形成基板３０の材料としては、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。
【００２５】
さらに、リザーバ形成基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０の各端子部１１１には、ボンディングワイヤ１２０の一端が接続され、第１ボンディング部２０１とされている。ボンディングワイヤ１２０の他端は、ボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａに接続され、第２ボンディング部２０２（後述する図４参照）とされている。なお、ボンディングワイヤ１２０のワイヤ径は、例えば、φ２０μｍの金（Ａｕ）からなるボンディングワイヤ１２０を用いた。
【００２６】
図１、図２に示すように、このようなリザーバ形成基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されており、コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域の液体導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。
【００２７】
ここで、ボンディングパッドである駆動ＩＣ１１０の端子部１１１と、リード電極９０の端子部９０ａとをボンディングワイヤ１２０で接続するワイヤボンディング構造について図３乃至図５に基づいて説明する。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部断面図、図４は、本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部平面図、図５は、キャピラリの状況を示す断面図である。なお、図中のボンディングワイヤ１２０の径やキャピラリ１３０の外径の表示は、説明をわかりやすくするために、割合等は実際の状態と異なった状態で示してある。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、ボンディングワイヤ１２０は、ワイヤボンディング装置を構成するキャピラリ１３０に挿通された状態で保持されており、駆動ＩＣ１１０の端子部１１１にボールボンディングにより第１ボンディング部２０１とされて接続されている。このボールボンディングによる接続方法としてはボンディングワイヤ１２０の先端を溶融することで球体を形成し、この球体を駆動ＩＣ１１０の端子部１１１に押しつけることで行われる。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、ボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａにボンディングワイヤ１２０を接続する。このとき、ボンディングワイヤ１２０を加熱すると共に超音波を印加しながらキャピラリ１３０によってボンディングワイヤ１２０をリード電極９０の端子部９０ａに押圧することで、ステッチ幅を有する第２ボンディング部２０２（図４参照）とされて接続されている。
【００３１】
図４に示すように、ワイヤ径Ａ（例えば、φ２０μｍ）のボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１は、所定のピッチＰで一直線上に配置されている。第１ボンディング部２０１は図中上から下に向かって順にボンディングされ、ボンディング方向が図中上から下に向かう方向となっている。
【００３２】
第１ボンディング部２０１の他端側である第２ボンディング部２０２の方向（ボンディングワイヤ１２０の方向）は、第１ボンディング部２０１の配置方向（図中上下方向）に直交する方向（図中左右方向）に対してボンディングワイヤ１２０が角度θ傾けられている。角度θの方向は、ボンディング方向の後ろ側（図中下側）となっている。ピッチＰ及び角度θは、キャピラリ１３０とボンディングワイヤ１２０とが接触しない最小限の隙間ｘが保たれるように設定されている。
【００３３】
ここで、ワイヤ径Ａが、例えば、２０μｍの場合、キャピラリ１３０の外径Ｄは、２．６０Ａ〜３．２０Ａの範囲で実用的とされる。キャピラリ１３０の外径Ｄが２．６０Ａよりも小さくなると、ワイヤ径Ａに対してキャピラリ１３０が小さくなりすぎて、ボンディングワイヤ１２０を十分に加熱すると共に超音波を印加しながら押圧することができなくなり、ステッチ幅を有する第２ボンディング部２０２を形成することが困難になる。キャピラリ１３０の外径Ｄが３．２０Ａよりも大きくなると、ワイヤ径Ａに対してキャピラリ１３０が大きくなりすぎて、的確に超音波を印加しながら確実にボンディングワイヤ１２０を押圧することができなくなり、ステッチ幅を有する第２ボンディング部２０２を形成することが困難になる。
【００３４】
第１ボンディング部２０１のピッチＰは、基準位置からの第１ボンディング部２０１までのそれぞれの距離、角度θの余弦の値、隙間ｘの関係により設定することができる。
即ち、隙間ｘを最適に保つためのピッチＰは、図４より
ピッチＰ＝（１／ｃｏｓθ）・｛ｘ＋（Ａ＋Ｄ）／２｝
となる。
【００３５】
例えば、２．６５Ａ〜３．１８Ａの範囲の外径Ｄのキャピラリ１３０を用いた場合、
ピッチＰ×ｃｏｓθ＝ｘ＋（１．８２〜２．０９）Ａとなる。
施工のばらつきをσとしたとき、ｘ−σ＞０で隣接するキャピラリ１３０とワイヤ１２０が接触しない関係となり、
ピッチＰ×ｃｏｓθ−（１．８２〜２．０９）Ａ−σ＝ｘ−σ＞０で成立する。
ばらつきσは、３σ（９９．７％）で１０μ程度である。製品として成立するには３σ以上を考慮し、σ＝１０μとして、
ピッチＰ×ｃｏｓθ−（１．８２〜２．０９）Ａ＞σ
から
ピッチＰ×ｃｏｓθ−（１．８２〜２．０９）Ａ＞１０ となり、
ピッチＰ＞〔｛（１．８２〜２．０９）Ａ｝＋１０〕／ｃｏｓθとあらわされる。
０＜θ＜９０では、
０＜ｃｏｓθ＜１なので、ワイヤ径Ａで角度θのとき、
ピッチＰを、（１．８２〜２．０９）Ａ＋１０以上とすることで、キャピラリ１３０とボンディングワイヤ１２０とが接触しない最小限の隙間ｘが保たれるように設定することができる。
また、ワイヤ径Ａで角度θのとき、
ピッチＰを、｛（１．８２〜２．０９）Ａ＋１０｝／ｃｏｓθ以上とすることで、最小限の隙間ｘが保たれるように設定することができる。
更に、角度θを、〔ｃｏｓ-１｛（１．８２〜２．０９）Ａ＋１０｝／ピッチＰ〕以下とすることで、最小限の隙間ｘが保たれるように設定することができる。
【００３６】
従って、径がＡのボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１のピッチＰを、施工のばらつきをσとしたとき、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことで、ボンディングワイヤ１２０を用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００３７】
また、径がＡのボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１を一直線上に配置し、ボンディング部２０１の配置方向に直交する方向に対してボンディングワイヤ１２０を角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、第１ボンディング部２０１のピッチＰを、（ＸＡ＋σ）／ｃｏｓθ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことで、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤ１２０を用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な第１ボンディング部２０１のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００３８】
また、径がＡのボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、第１ボンディング部２０１のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）とすると共に、第１ボンディング部２０１の配置方向に直交する方向に対してボンディングワイヤ１２０を角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、角度θを、ｃｏｓ-１｛（ＸＡ＋σ）／ピッチＰ｝より小さく（１．８０≦Ｘ≦２．１）したことで、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤ１２０を用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な第１ボンディング部２０１のピッチＰの配置状況及び角度θを特定することができる。
【００３９】
ところで、図６に示すように、ボンディング方向の前側（図中上側）に第２ボンディング部２０２の方向（ボンディングワイヤ１２０の方向）を設定することにより、キャピラリ１３０の外径とボンディングワイヤ１２０の隙間ｘを考慮する必要がなく第２ボンディング部２０２に対するキャピラリ１３０の外径だけを考慮すればよい。このため、第１ボンディング部２０１のピッチＰｘを小さくしてもキャピラリ１３０がボンディングワイヤ１２０に干渉することがなくなる。
【００４０】
しかし、この場合、第２ボンディング部２０２とキャピラリ１３０の外径との関係を考慮する必要がある。第２ボンディング部２０２は幅広のステッチ部を有しているので、第１ボンディング部２０１のピッチＰｘを小さくしても、ステッチ部分にキャピラリ１３０が干渉してしまい、第２ボンディング部２０２のピッチを大きくする必要がある。従って、結果として第１ボンディング部２０１のピッチＰｘを大きくしなければならず、前述した第１ボンディング部２０１のピッチＰよりも大きなピッチＰｘが必要となる。もしくは、隣接する第２ボンディング部２０２が干渉しないような配置（たとえば千鳥状の配置や、第２ボンディング部２０２の配置されるピッチがＰｘよりも大である配置）をしなければならず、相当するスペースを確保する必要がある。
【００４１】
このため、限られたスペースで第１ボンディング部２０１のピッチＰを最小限に設定するためには、第１ボンディング部２０１のピッチＰ及びボンディングワイヤ１２０を傾ける角度θを、図４に示した本実施形態のように設定することが最適な状態となっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、駆動ＩＣ１１０の端子部１１１とリード電極９０の端子部９０ａとを、上述したワイヤボンディング構造により接続したボンディングワイヤ１２０で電気的に接続するようにしたが、液体噴射ヘッドのボンディングワイヤに接続される電極の全てに上述したワイヤボンディング方法及びボンディングワイヤの接続構造を適用することができる。リード電極９０の端子部９０ａ以外では、例えば、図示しないが下電極膜６０と駆動ＩＣ１１０とを接続するボンディングワイヤや、リザーバ形成基板３０の駆動ＩＣ１１０が設けられた面に形成された配線電極の端子部と駆動ＩＣ１１０の端子部とを接続するボンディングワイヤなどが挙げられる。
【００４３】
なお、本実施形態では、アクチュエータ装置、特に、液体噴射ヘッドに用いられるワイヤボンディング方法及びこれにより形成されたボンディングワイヤの接続構造を例示したが、特にこれに限定されず、ボンディングワイヤを用いる半導体デバイス等の他のデバイスにおいても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部平面図である。
【図５】キャピラリの状況を示す断面図である。
【図６】他の実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 流路形成基板、２０ ノズルプレート、２１ ノズル開口、３０ リザーバ形成基板、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 駆動ＩＣ、１１１ 端子部、１２０ ボンディングワイヤ、１３０ キャピラリ、２０１ 第１ボンディング部、２０２ 第２ボンディング部、３００ 圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングパッドに接続されるボンディングワイヤのボンディング構造に関し、振動板と圧電素子とを備えたアクチュエータ装置への適用、特に、インク滴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、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電体層の変位によりインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧を印加することにより変位する圧電素子を具備するアクチュエータ装置は、例えば、液滴を噴射する液体噴射ヘッド等に搭載される。このような液体噴射ヘッドとしては、例えば、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滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られている。そして、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装置を搭載したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータ装置を搭載したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
ここで、後者のインクジェット式記録ヘッドとしては、圧力発生室が形成された流路形成基板に接合される基板、例えば、リザーバ形成基板に駆動ＩＣが搭載され、各圧電素子から引き出されたリード電極の端子部と駆動ＩＣとをワイヤボンディングを用いたボンディングワイヤにより電気的に接続する構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。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行われるワイヤボンディングは、キャピラリを用いて、駆動ＩＣの端子部に接続配線の一端を接続した後に、そのボンディングワイヤの他端をリード電極の端子部であるボンディングパッドに接続することで行われる。
【０００４】
インクジェット式記録ヘッドでは、実装部品の小型化や振動子の高密度化が図られており、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線も高密度化が求められている。ボンディングワイヤを斜めに張る場合、部品を小さくするためには大きな角度で配置することが好ましく、振動子の高密度化の点からもボンディングワイヤのピッチを高密度化することが好ましい。
【０００５】
このため、従来から、ボンディングワイヤを斜めに張って小型化を図る技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、従来の技術では、最適なピッチや角度に関しては規定されておらず、最適な配置状況の特定が望まれているのが実情である。また、従来の技術では、ボンディング点を千鳥状に配置して隣接するワイヤとの接触を防止することでピッチを狭くしている。しかし、実装部品の小型化の点を考えると、ボンディング点は一直線上に配置されることが好ましい。
【０００６】
尚、上述した問題は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドだけでなく、ＬＳＩやＩＣ等の半導体素子を用いたボンディングワイヤの接続構造を有するデバイスなどにおいても同様に存在する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６０３６６号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】特開２００３−３１６１０号公報（図１、図４、図５）
【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状況に鑑みてなされたもので、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な配置状況を特定したボンディング構造を提供することを課題とする。
【０００９】
また、本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な配置状況を特定したボンディング構造を採用したアクチュエータ装置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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第１の態様では、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、（ＸＡ＋σ）／ｃｏｓθ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第２の態様では、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）とすると共に、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、角度θを、ｃｏｓ-１｛（ＸＡ＋σ）／ピッチＰ｝より小さく（１．８０≦Ｘ≦２．１）したことを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第３の態様では、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況及び角度θを特定することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、少なくとも前記ボンディングパッドの前記ボンディングワイヤと接続する表面が金からなることを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第４の態様では、金からなるボンディングパッドを用いることで、金からなるボンディングワイヤを最適な配置状況に特定して確実に接合することができる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ボンディングパッドは、アクチュエータ装置の駆動部を駆動するための駆動ＩＣの端子部に接続されていることを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第５の態様では、駆動ＩＣ側のボンディングパッドに対してボンディングワイヤを最適な配置状況に特定して確実に接合することができる。
【００１５】
本発明の第６の態様は、第５の態様において、一端が駆動ＩＣの端子部に接続されたボンディングワイヤの他端部は、ボンディング方向の後ろ側でリード電極の端子部に接続されることを特徴とするボンディング構造にある。
かかる第６の態様では、他端側のボンディング部の形状も考慮して最適な配置を特定することができる。
【００１６】
本発明の第７の態様は、基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記圧電素子を駆動させる駆動ＩＣと、前記駆動ＩＣの端子部に接続されるボンディングパッドとを具備するアクチュエータ装置であって、請求項１〜６の何れかに記載のボンディング構造によってボンディングパッドにボンディングワイヤが接続されることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第７の態様では、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部の配置状況を特定することができるボンディング構造とされたアクチュエータ装置とすることができる。
【００１７】
本発明の第８の態様は、第７の態様のアクチュエータ装置と、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成され、前記アクチュエータ装置を一方の面に具備した流路形成基板とを備え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８の態様では、ボンディングワイヤを用いたデバイスの配線を高密度化してボンディングパッドの幅を狭くすることができ、ノズル開口を高密度に配列できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。
【００１９】
液体噴射ヘッドを構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、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弾性膜５０が形成されている。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、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が形成されている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板３０に設けられるリザーバ部３２と連通し、各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。また、連通部１３は、液体供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２の液体供給路１４とは反対側で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。
【００２０】
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、後述するプロセスで積層形成されて、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。
【００２１】
なお、上述した例では、圧電素子３００の下電極膜６０、弾性膜５０及び絶縁体膜５５が振動板として作用する。また、圧電素子３００の上電極膜８０の長手方向一端部近傍から流路形成基板１０の圧力発生室１２の端部近傍まで引き出された引き出し配線として、例えば、金（Ａｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）の配線金属層と当該金の下側にチタンタングステン（ＴｉＷ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）などの密着性金属層を設けてなるリード電極９０が延設されている。
【００２２】
そして、このリード電極９０の先端部で金からなる端子部９０ａは、貫通孔３３で後述する駆動ＩＣ１１０とボンディングワイヤ１２０を介して電気的に接続されている。
【００２３】
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、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２を有するリザーバ形成基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、リザーバ形成基板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、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成している。
【００２４】
また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１が設けられている。さらに、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３２と圧電素子保持部３１との間の領域には、リザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出された引き出し配線であるリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。なお、このようなリザーバ形成基板３０の材料としては、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。
【００２５】
さらに、リザーバ形成基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０の各端子部１１１には、ボンディングワイヤ１２０の一端が接続され、第１ボンディング部２０１とされている。ボンディングワイヤ１２０の他端は、ボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａに接続され、第２ボンディング部２０２（後述する図４参照）とされている。なお、ボンディングワイヤ１２０のワイヤ径は、例えば、φ２０μｍの金（Ａｕ）からなるボンディングワイヤ１２０を用いた。
【００２６】
図１、図２に示すように、このようなリザーバ形成基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されており、コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域の液体導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。
【００２７】
ここで、ボンディングパッドである駆動ＩＣ１１０の端子部１１１と、リード電極９０の端子部９０ａとをボンディングワイヤ１２０で接続するワイヤボンディング構造について図３乃至図５に基づいて説明する。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部断面図、図４は、本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部平面図、図５は、キャピラリの状況を示す断面図である。なお、図中のボンディングワイヤ１２０の径やキャピラリ１３０の外径の表示は、説明をわかりやすくするために、割合等は実際の状態と異なった状態で示してある。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、ボンディングワイヤ１２０は、ワイヤボンディング装置を構成するキャピラリ１３０に挿通された状態で保持されており、駆動ＩＣ１１０の端子部１１１にボールボンディングにより第１ボンディング部２０１とされて接続されている。このボールボンディングによる接続方法としてはボンディングワイヤ１２０の先端を溶融することで球体を形成し、この球体を駆動ＩＣ１１０の端子部１１１に押しつけることで行われる。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、ボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａにボンディングワイヤ１２０を接続する。このとき、ボンディングワイヤ１２０を加熱すると共に超音波を印加しながらキャピラリ１３０によってボンディングワイヤ１２０をリード電極９０の端子部９０ａに押圧することで、ステッチ幅を有する第２ボンディング部２０２（図４参照）とされて接続されている。
【００３１】
図４に示すように、ワイヤ径Ａ（例えば、φ２０μｍ）のボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１は、所定のピッチＰで一直線上に配置されている。第１ボンディング部２０１は図中上から下に向かって順にボンディングされ、ボンディング方向が図中上から下に向かう方向となっている。
【００３２】
第１ボンディング部２０１の他端側である第２ボンディング部２０２の方向（ボンディングワイヤ１２０の方向）は、第１ボンディング部２０１の配置方向（図中上下方向）に直交する方向（図中左右方向）に対してボンディングワイヤ１２０が角度θ傾けられている。角度θの方向は、ボンディング方向の後ろ側（図中下側）となっている。ピッチＰ及び角度θは、キャピラリ１３０とボンディングワイヤ１２０とが接触しない最小限の隙間ｘが保たれるように設定されている。
【００３３】
ここで、ワイヤ径Ａが、例えば、２０μｍの場合、キャピラリ１３０の外径Ｄは、２．６０Ａ〜３．２０Ａの範囲で実用的とされる。キャピラリ１３０の外径Ｄが２．６０Ａよりも小さくなると、ワイヤ径Ａに対してキャピラリ１３０が小さくなりすぎて、ボンディングワイヤ１２０を十分に加熱すると共に超音波を印加しながら押圧することができなくなり、ステッチ幅を有する第２ボンディング部２０２を形成することが困難になる。キャピラリ１３０の外径Ｄが３．２０Ａよりも大きくなると、ワイヤ径Ａに対してキャピラリ１３０が大きくなりすぎて、的確に超音波を印加しながら確実にボンディングワイヤ１２０を押圧することができなくなり、ステッチ幅を有する第２ボンディング部２０２を形成することが困難になる。
【００３４】
第１ボンディング部２０１のピッチＰは、基準位置からの第１ボンディング部２０１までのそれぞれの距離、角度θの余弦の値、隙間ｘの関係により設定することができる。
即ち、隙間ｘを最適に保つためのピッチＰは、図４より
ピッチＰ＝（１／ｃｏｓθ）・｛ｘ＋（Ａ＋Ｄ）／２｝
となる。
【００３５】
例えば、２．６５Ａ〜３．１８Ａの範囲の外径Ｄのキャピラリ１３０を用いた場合、
ピッチＰ×ｃｏｓθ＝ｘ＋（１．８２〜２．０９）Ａとなる。
施工のばらつきをσとしたとき、ｘ−σ＞０で隣接するキャピラリ１３０とワイヤ１２０が接触しない関係となり、
ピッチＰ×ｃｏｓθ−（１．８２〜２．０９）Ａ−σ＝ｘ−σ＞０で成立する。
ばらつきσは、３σ（９９．７％）で１０μ程度である。製品として成立するには３σ以上を考慮し、σ＝１０μとして、
ピッチＰ×ｃｏｓθ−（１．８２〜２．０９）Ａ＞σ
から
ピッチＰ×ｃｏｓθ−（１．８２〜２．０９）Ａ＞１０ となり、
ピッチＰ＞〔｛（１．８２〜２．０９）Ａ｝＋１０〕／ｃｏｓθとあらわされる。
０＜θ＜９０では、
０＜ｃｏｓθ＜１なので、ワイヤ径Ａで角度θのとき、
ピッチＰを、（１．８２〜２．０９）Ａ＋１０以上とすることで、キャピラリ１３０とボンディングワイヤ１２０とが接触しない最小限の隙間ｘが保たれるように設定することができる。
また、ワイヤ径Ａで角度θのとき、
ピッチＰを、｛（１．８２〜２．０９）Ａ＋１０｝／ｃｏｓθ以上とすることで、最小限の隙間ｘが保たれるように設定することができる。
更に、角度θを、〔ｃｏｓ-１｛（１．８２〜２．０９）Ａ＋１０｝／ピッチＰ〕以下とすることで、最小限の隙間ｘが保たれるように設定することができる。
【００３６】
従って、径がＡのボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１のピッチＰを、施工のばらつきをσとしたとき、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことで、ボンディングワイヤ１２０を用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適なボンディング部のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００３７】
また、径がＡのボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１を一直線上に配置し、ボンディング部２０１の配置方向に直交する方向に対してボンディングワイヤ１２０を角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、第１ボンディング部２０１のピッチＰを、（ＸＡ＋σ）／ｃｏｓθ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことで、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤ１２０を用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な第１ボンディング部２０１のピッチＰの配置状況を特定することができる。
【００３８】
また、径がＡのボンディングワイヤ１２０の第１ボンディング部２０１を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、第１ボンディング部２０１のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）とすると共に、第１ボンディング部２０１の配置方向に直交する方向に対してボンディングワイヤ１２０を角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、角度θを、ｃｏｓ-１｛（ＸＡ＋σ）／ピッチＰ｝より小さく（１．８０≦Ｘ≦２．１）したことで、角度θ傾けて配置したボンディングワイヤ１２０を用いたデバイスの配線を高密度化することができる最適な第１ボンディング部２０１のピッチＰの配置状況及び角度θを特定することができる。
【００３９】
ところで、図６に示すように、ボンディング方向の前側（図中上側）に第２ボンディング部２０２の方向（ボンディングワイヤ１２０の方向）を設定することにより、キャピラリ１３０の外径とボンディングワイヤ１２０の隙間ｘを考慮する必要がなく第２ボンディング部２０２に対するキャピラリ１３０の外径だけを考慮すればよい。このため、第１ボンディング部２０１のピッチＰｘを小さくしてもキャピラリ１３０がボンディングワイヤ１２０に干渉することがなくなる。
【００４０】
しかし、この場合、第２ボンディング部２０２とキャピラリ１３０の外径との関係を考慮する必要がある。第２ボンディング部２０２は幅広のステッチ部を有しているので、第１ボンディング部２０１のピッチＰｘを小さくしても、ステッチ部分にキャピラリ１３０が干渉してしまい、第２ボンディング部２０２のピッチを大きくする必要がある。従って、結果として第１ボンディング部２０１のピッチＰｘを大きくしなければならず、前述した第１ボンディング部２０１のピッチＰよりも大きなピッチＰｘが必要となる。もしくは、隣接する第２ボンディング部２０２が干渉しないような配置（たとえば千鳥状の配置や、第２ボンディング部２０２の配置されるピッチがＰｘよりも大である配置）をしなければならず、相当するスペースを確保する必要がある。
【００４１】
このため、限られたスペースで第１ボンディング部２０１のピッチＰを最小限に設定するためには、第１ボンディング部２０１のピッチＰ及びボンディングワイヤ１２０を傾ける角度θを、図４に示した本実施形態のように設定することが最適な状態となっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、駆動ＩＣ１１０の端子部１１１とリード電極９０の端子部９０ａとを、上述したワイヤボンディング構造により接続したボンディングワイヤ１２０で電気的に接続するようにしたが、液体噴射ヘッドのボンディングワイヤに接続される電極の全てに上述したワイヤボンディング方法及びボンディングワイヤの接続構造を適用することができる。リード電極９０の端子部９０ａ以外では、例えば、図示しないが下電極膜６０と駆動ＩＣ１１０とを接続するボンディングワイヤや、リザーバ形成基板３０の駆動ＩＣ１１０が設けられた面に形成された配線電極の端子部と駆動ＩＣ１１０の端子部とを接続するボンディングワイヤなどが挙げられる。
【００４３】
なお、本実施形態では、アクチュエータ装置、特に、液体噴射ヘッドに用いられるワイヤボンディング方法及びこれにより形成されたボンディングワイヤの接続構造を例示したが、特にこれに限定されず、ボンディングワイヤを用いる半導体デバイス等の他のデバイスにおいても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部平面図である。
【図５】キャピラリの状況を示す断面図である。
【図６】他の実施形態に係るワイヤボンディング構造を示す要部平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 流路形成基板、２０ ノズルプレート、２１ ノズル開口、３０ リザーバ形成基板、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 駆動ＩＣ、１１１ 端子部、１２０ ボンディングワイヤ、１３０ キャピラリ、２０１ 第１ボンディング部、２０２ 第２ボンディング部、３００ 圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造。
【請求項２】
径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、（ＸＡ＋σ）／ｃｏｓθ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造。
【請求項３】
径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）とすると共に、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、角度θを、ｃｏｓ-１｛（ＸＡ＋σ）／ピッチＰ｝より小さく（１．８０≦Ｘ≦２．１）したことを特徴とするボンディング構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、少なくとも前記ボンディングパッドの前記ボンディングワイヤと接続する表面が金からなることを特徴とするボンディング構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ボンディングパッドは、アクチュエータ装置の駆動部を駆動するための駆動ＩＣの端子部に接続されていることを特徴とするボンディング構造。
【請求項６】
請求項５において、一端が駆動ＩＣの端子部に接続されたボンディングワイヤの他端部は、ボンディング方向の後ろ側でリード電極の端子部に接続されることを特徴とするボンディング構造。
【請求項７】
基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記圧電素子を駆動させる駆動ＩＣと、前記駆動ＩＣの端子部に接続されるボンディングパッドとを具備するアクチュエータ装置であって、請求項１〜６の何れかに記載のボンディング構造によってボンディングパッドにボンディングワイヤが接続されることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のアクチュエータ装置と、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成され、前記アクチュエータ装置を一方の面に具備した流路形成基板とを備えていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１】
径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造。
【請求項２】
径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、（ＸＡ＋σ）／ｃｏｓθ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）としたことを特徴とするボンディング構造。
【請求項３】
径がＡのボンディングワイヤをボンディングパッドに接続し、接続部であるボンディング部を一直線上に配置し、施工のばらつきをσとしたとき、前記ボンディング部のピッチＰを、ＸＡ＋σ以上（１．８０≦Ｘ≦２．１）とすると共に、前記ボンディング部の配置方向に直交する方向に対して前記ボンディングワイヤを角度θ傾けて配置し、施工のばらつきをσとしたとき、角度θを、ｃｏｓ-１｛（ＸＡ＋σ）／ピッチＰ｝より小さく（１．８０≦Ｘ≦２．１）したことを特徴とするボンディング構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、少なくとも前記ボンディングパッドの前記ボンディングワイヤと接続する表面が金からなることを特徴とするボンディング構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ボンディングパッドは、アクチュエータ装置の駆動部を駆動するための駆動ＩＣの端子部に接続されていることを特徴とするボンディング構造。
【請求項６】
請求項５において、一端が駆動ＩＣの端子部に接続されたボンディングワイヤの他端部は、ボンディング方向の後ろ側でリード電極の端子部に接続されることを特徴とするボンディング構造。
【請求項７】
基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記圧電素子を駆動させる駆動ＩＣと、前記駆動ＩＣの端子部に接続されるボンディングパッドとを具備するアクチュエータ装置であって、請求項１〜６の何れかに記載のボンディング構造によってボンディングパッドにボンディングワイヤが接続されることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のアクチュエータ装置と、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成され、前記アクチュエータ装置を一方の面に具備した流路形成基板とを備えていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１２１０４５（Ｐ２００６−１２１０４５Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４７２４２（Ｐ２００５−２４７２４２）
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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