駆動装置および駆動装置の製造方法
【課題】電気的接続の信頼性を向上させた駆動装置および駆動装置の製造方法を提供すること
【解決手段】プリント配線板１３は、スルーホール４４が形成された基材４０と、その基材４０の下面４０ｂに形成された配線４１と、その配線４２と電気的に接続された端子部４２と、とを備え、端子部４２は、基材４０の上面４０aにおいてスルーホール４４を塞ぐように設置された基部４２aと、その基部４２aから立設しスルーホール４４を貫通するバンプ３９よりも径が小さい立設部４２ｂとを有するとともに、基部４２aはスルーホール４４を通じて配線４１と接続されており、さらに、プリント配線板１３は、基材４０の下面４０ｂにおいて配線４１及びスルーホール４４を覆うように形成される合成樹脂層４３を備え、バンプ３９が、プリント配線板１３に形成された合成樹脂層４３を貫通した状態で立設部４０ｂと電気的に接続されている。
【解決手段】プリント配線板１３は、スルーホール４４が形成された基材４０と、その基材４０の下面４０ｂに形成された配線４１と、その配線４２と電気的に接続された端子部４２と、とを備え、端子部４２は、基材４０の上面４０aにおいてスルーホール４４を塞ぐように設置された基部４２aと、その基部４２aから立設しスルーホール４４を貫通するバンプ３９よりも径が小さい立設部４２ｂとを有するとともに、基部４２aはスルーホール４４を通じて配線４１と接続されており、さらに、プリント配線板１３は、基材４０の下面４０ｂにおいて配線４１及びスルーホール４４を覆うように形成される合成樹脂層４３を備え、バンプ３９が、プリント配線板１３に形成された合成樹脂層４３を貫通した状態で立設部４０ｂと電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置および駆動装置の製造方法に関し、特に、インクジェットプリンタ装置に用いられる液体吐出ヘッドなどの駆動装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェット式のプリンタ装置などの液体吐出装置においては、圧電アクチュエータを駆動することによって複数のノズルから選択的に液体を吐出する液体吐出ヘッドが用いられている。この液体吐出ヘッドは、圧電アクチュエータが複数のノズルに対応する複数の駆動部を備えており、その駆動部を駆動することで対応するノズルから液体を吐出するものである。より具体的には、複数の駆動部にそれぞれ対応して個別電極が設けられており、これらの個別電極は、配線基板に設けられた複数の配線の端子とそれぞれ電気的に接続され、選択的に駆動信号が供給されるようになっている。なお、配線基板は配線が絶縁層でコートされているが、端子だけは絶縁層に形成された開口から露出されるようになっているので、個別電極との電気的な接続が可能となっている。
【０００３】
このような液体吐出ヘッドにおいて、配線基板の端子は、開口を形成するときの位置ずれを見込んで大き目に形成されていた。しかし、その構成では、端子の間を通る配線の形成エリアが狭くなり、配線密度が高密度化してしまうという問題があった。そこで、端子の面積を小さくできる接続構造が望まれていた。このような要請に対し、本出願人は、圧電アクチュエータには個別電極と電気的に接続されたバンプを形成し、配線基板は、基板上に形成された配線と端子を未硬化の合成樹脂層で覆う構成とし、圧電アクチュエータ側のバンプを合成樹脂層に押し当てて合成樹脂層を貫通させることでバンプと端子を接触させ、その後、未硬化の合成樹脂層を加熱して硬化させる、駆動装置と配線基板との接続構造を提案している。（特許文献１）これによれば、端子を露出させる開口を形成する必要がないので、端子を大き目に形成しなくてもよく、配線基板の配線密度を低減させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０５８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この接続構造では、バンプと配線基板の端子は、接触により電気的に接続されるため、ハンダ接合のように物理的にも接合される電気的接続に比べ、電気的接続の信頼性の面では劣っていた。
【０００６】
そこで本発明は、配線基板の配線密度を低減させた従来発明からさらに改良を加え、その電気的接続の信頼性を向上させた駆動装置および駆動装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る駆動装置は、駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板とを備えた駆動装置において、前記駆動ユニットは、前記プリント配線板と対向する側の面に突出状態で形成され、前記個別電極と電気的に接続されたバンプを備え、前記プリント配線板は、スルーホールが形成された基材と、その基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に形成された配線と、その配線と電気的に接続された端子部と、とを備え、前記端子部は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように設置された基部と、その基部から立設し前記スルーホールを貫通する前記バンプよりも径が小さい立設部とを有するとともに、前記基部は前記スルーホールを通じて前記配線と接続されており、さらに、前記プリント配線板は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面において前記配線及び前記スルーホールを覆うように形成される合成樹脂層を備え、前記バンプが、前記プリント配線板に形成された前記合成樹脂層を貫通した状態で前記立設部と電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすることにより、プリント配線板に形成された合成樹脂層を貫通したバンプは、プリント配線板の端子部のうちの、そのバンプよりも径の小さい立設部と押圧されることとなる。したがって、バンプに対して立設部が食い込んだ状態で接触することが期待でき、これにより駆動ユニットとプリント配線板とが離間する方向に力が加わったとしても、バンプと端子部とが剥離しにくくなるので、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る駆動装置の製造方法は、駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板とを備えた駆動装置の製造方法であって、前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程とを備え、前記駆動ユニット形成工程は、前記プリント配線板と対向する側の面において突出し、前記個別電極と電気的に接続する導電性バンプを形成するバンプ形成工程を含み、前記プリント配線板形成工程は、スルーホールを有する基材を形成する基材形成工程と、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に配線を形成する配線形成工程と、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように配置されるともに、前記スルーホールを通じて前記配線と接続される基部と、その基部から前記スルーホールを貫通するように立設する前記バンプよりも径が小さい立設部と、を有する端子部を形成する端子部形成工程と、前記駆動ユニットと対向する側の面に、前記配線と前記スルーホールを覆うように未効果の合成樹脂層を形成する合成樹脂層形成工程と、含み、前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程の後に、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面に配された加熱押圧手段を前記基部に接触させた状態で、前記プリント配線板に塗布された前記未硬化の合成樹脂層を前記駆動ユニットの前記バンプに向けて押圧し、前記バンプにこの合成樹脂層を貫通させて、前記バンプを前記立設部と接触させる押圧接触工程を行い、その後、前記加熱押圧手段から前記基部を介して伝わる熱によって前記合成樹脂層を硬化させる硬化工程を行う、ことを特徴とする
【００１０】
このような構成とすることにより、プリント配線板に形成された合成樹脂層を貫通したバンプは、プリント配線板の端子部のうちの、そのバンプよりも径の小さい立設部と押圧されることとなる。したがって、バンプに対して立設部が食い込んだ状態で接触することが期待でき、これにより駆動ユニットとプリント配線板とが離間する方向に力が加わったとしても、バンプと端子部とが剥離しにくくなるので、電気的接続の信頼性を向上させることができる。また、基部が駆動ユニットと対向する側と反対側の面に形成されている為、押圧接触工程のときに、加熱押圧手段と基部とが直接接触する。これにより、加熱押圧手段の熱が、基部に立設する立設部に伝わるとともに、立設部と接触するバンプに伝わる。その為、従来のような、加熱押圧手段と端子部とが直接接触しないものと比べると、加熱押圧手段の熱が端子部を通じてバンプに伝わり易く、バンプの周囲の合成樹脂層へ伝わり易い。従って、バンプ周囲の合成樹脂層に加熱押圧手段の熱が伝わり易く、合成樹脂層を早く硬化させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来に比べて駆動ユニットのバンプとプリント配線板の端子部の電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の分解斜視図である。
【図２】図１に示すCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の一部拡大断面図である。
【図３】基部４２aを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図４】スルーホール４４を形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図５】立設部４２ｂを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図６】スルーホール４４を拡張する工程を示す一部拡大断面図である。
【図７】導線４１及び導線４５を形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図８】合成樹脂層４３を塗布する工程を示す一部拡大断面図である。
【図９】COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する押圧接触工程を示す一部拡大断面図である。
【図１０】合成樹脂層４３を硬化する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１１】本発明の変更形態１のCOF１１３を示す一部拡大断面図である。
【図１２】本発明の変更形態２のCOF２１３を示す一部拡大断面図である。
【図１３】基部２４２aを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１４】立設部２４２ｂを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１５】スルーホール２４４を拡張する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１６】合成樹脂層４３を塗布する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１７】COF２１３と圧電アクチュエータ１２とを接合させる接合工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（配線構造体の概略構成）
以下、本発明に係る実施形態を図１、図２を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の分解斜視図である。また、図２はCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の一部拡大断面図である。なお、本明細書中における上下方向、左右方向、及び、前後方向は、図１の矢印で示す上下方向、左右方向、及び、前後方向である。
【００１４】
なお、本実施形態において、吐出ヘッド１０は、インクジェットプリンタ（図示せず）の左右方向に往復移動可能なキャリッジ（図示せず）の下部に搭載され、キャリッジの下方において前後方向に搬送される記録用紙に向かってインクカートリッジから供給されたインクを吐出するものを一例として挙げる。
【００１５】
図１に示すように、吐出ヘッド１０は、複数枚のプレートが積層された流路ユニット１１と、その流路ユニット１１に対して重ねて接着されるユニモルフ方式の圧電アクチュエータ１２（駆動ユニット）とを備えている。流路ユニット１１は、最下層の下面側に開口したノズル２４（図２参照）から下向きにインクが噴射される構成となっている。圧電アクチュエータ１２は、流路ユニット１１に対面配置される振動板２６と、振動板２６の上面に形成された後述する共通電極２９（図２参照）と、共通電極２９の上面を覆うように設けられた圧電シート３０と、圧電シート３０の上面に多数配列された個別電極３１とを備えている。個別電極３１は、後述する圧力室２２と相似の略長円状の主電極部３１ａと、この主電極部３１ａの長手方向の端部から圧力室２２と重ならない位置まで引き出された個別電極端子３１ｂとを有している。圧電シート３０の上面の所要箇所には、共通電極２９（図２参照）とスルーホール（図示せず）を介して導通する共通電極端子３２が形成されている。
【００１６】
圧電アクチュエータ１２の上面には、駆動IC１３ａが搭載されたフレキシブルな配線部材であるCOF（Chip On Film）１３（プリント配線板）の一端部が重ねて配置され、そのCOF１３の下面に露出した電極ランド４２（図２参照）が、圧電アクチュエータ１２の各電極端子３１ａ，３２に導通接続されている。COF１３の他端部は、駆動信号供給源となる制御装置（図示せず）に電気的に接続されている。また、振動板２６にはメッシュ状のフィルタ３３が被せられたインク供給口３４が形成されており、流路ユニット１１にもそのインク供給口３４と連通するインク供給口２５が形成されている。なお、電極ランド４２は、本発明の「端子部」の一例である。
【００１７】
図２に示すように、流路ユニット１１は複数枚のプレート１５〜１８が積層された構成となっている。プレート１５〜１８には開孔又は溝が形成されており、各プレート１５〜１８が積層されることによって夫々の開孔及び溝が連通し、インクの流路が形成されるようになっている。流路ユニット１１の流路は、インク供給口２５（図１参照）に連通する共通液室２０と、共通液室２０から多数分岐した接続通路２１と、接続通路２１の下流端にそれぞれ連続して圧電アクチュエータ１２に対向するように４列に配置された圧力室２２と、圧力室２２を流路ユニット１１の下面に開口するノズル２４にそれぞれ連通させる流出路２３とを備えている。
【００１８】
圧電アクチュエータ１２は、流路ユニット１１の上面に重ねて接着された振動板２６を有している。振動板２６は、ステンレス板などの金属板からなる振動板本体２７と、振動板本体２７の上面に成膜されたアルミナ等からなる絶縁層２８とを有している。振動板２６の上面には、多数の圧力室２２に対応して連続配置された共通電極２９が印刷形成されている。共通電極２９の上面には、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）のセラミックス材料からなるシート状の圧電シート３０が形成されている。圧電シート３０の上面には、各圧力室２２の夫々に対応するよう配置された多数の個別電極３１が４列に印刷形成されている。
【００１９】
圧電アクチュエータ１２の圧電シート３０の分極方向はその厚み方向（上下方向）であり、圧電アクチュエータ１２は、１枚の圧電シート３０のうち共通電極２９と個別電極３１とで挟まれた構成となっている。個別電極３１に個別電極端子３１ｂを介して電圧が印加されると、圧電シート３０における個別電極３１の主電極部３１ａと共通電極２９とに挟まれた電界発生部分が、活性部Aとして働いて分極方向と直角方向に縮む。一方、振動板２６は、電界の影響を受けず自発的には縮まないため、圧電シート３０と振動板２６との間で、分極方向と垂直な方向（左右方向）への歪みに差を生じることとなり、圧電シート３０及び振動板２６が圧力室２２に向けて凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。なお、振動板２６の代わりに、電界の影響を受けない非活性層となる圧電シートを設けた構成としてもよい。また、個別電極３１の個別電極端子３１ｂの表面には、ハンダ等の導電性材料からなるバンプ３９が上方に向けて突出するように形成されており、このバンプ３９がCOF１３の電極ランド４２に接触導通する。
【００２０】
COF１３は、ポリイミド等からなるフィルム状の基板４０（基材）と、この基板４０の上面４０aに銅箔等の導電性金属により形成された複数の導線４１（配線）と、この導線４１を下側から覆うように基板４０の下面４０ｂに形成された合成樹脂層４３とを有する。基板４０は、ポリイミド等の絶縁樹脂基板で構成されている。導線４１は、バンプ３９と対応する位置に電極ランド４２を有しており、駆動IC１３ａと複数の電極ランド４２とを個別に接続している。また、基板４０は、その上面から下面に貫通する略円柱状のスルーホール４４が形成されており、上面側のスルーホール４４の開口が電極ランド４２の一部である基部４２aに覆われている。基部４２aは、略円板形状を有しており、その中央には略円柱状の立設部４２ｂが接合されている。基部４２aと立設部４２ｂは、銅箔等で形成されている。
【００２１】
バンプ３９は、略円錐台の形状を有しており、合成樹脂層４３を貫通するとともに立設部４２ｂが食い込まれており、さらに、合成樹脂層４３に覆われている。このバンプ３９は、Ａg等を含む樹脂材料で構成されており、電極ランド４２よりも軟らかい。以上説明した構成により、COF１３と圧電アクチュエータ１２とを備えた駆動装置５０が形成されている。
【００２２】
（バンプ、立設部及びスルーホールの大きさ関係）
ここで、バンプ３９、立設部４２ｂ、及び、スルーホール４４の大きさ関係について図２を参照して説明する。なお、図２に示すaは、バンプ３９の左右方向における径を示し、ｂは立設部４２ｂの左右方向における径を示す。また、ｃはスルーホール４４の左右方向における径を示す。図２に示すように、バンプ３９の左右方向における径aは、立設部４２ｂの径bよりも大きく、さらに、スルーホール４４の径ｃ以上の大きさである。なお、バンプ３９の径aとスルーホール４４の径ｃが等しいのが望ましい。また、立設部４２ｂの径ｂは、スルーホール４４の径ｃよりも小さい。以上の大きさ関係を満たすことにより、立設部４２ｂがバンプ３９にめり込んで接合されるとともに、スルーホール４４内にバンプ３９が入り込むようにすることができる。
【００２３】
（バンプ及び基板の大きさ関係）
次に、バンプ３９と基板４０の大きさ関係について図２を参照して説明する。なお、図２に示すｘはバンプ３９の上下方向における高さを示し、ｙは基板４０の厚さ（上下方向の大きさ）を示す。図２に示すように、バンプ３９の上下方向における高さｘは、基板４０の厚さｙよりも大きい。これにより、COF１３が圧電アクチュエータ１２に接合された際に、合成樹脂層４３と圧電アクチュエータ１２の上面１２aとを離して配置することができる。その為、合成樹脂層４３が圧電アクチュエータ１２に干渉するのを防ぐことができる。
【００２４】
（配線構造体の製造方法）
次に、駆動装置５０の製造方法について図３〜図１０を参照して説明する。ここで、図３〜図８は、COF１３を製造する工程における一部拡大断面図であり、図９、１０は、COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する工程を示す一部拡大断面図である。なお、以下の説明において、COF１３を製造する工程と、COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する工程とを続けて説明する。
【００２５】
最初に、COF１３を形成する工程（COF形成工程）について図４〜図６を参照して説明する。図３に示すように、まず、基板４０の上面４０aに、電極ランド４２の基部４２aをパターン印刷等により形成する。次に、図４に示すように、基板４０の下面４０ｂ側から基部４２aよりも小さいスルーホール４４をエッチング等により形成する（スルーホール形成工程）。このスルーホール４４は、基板４０の下面４０ｂ側から形成される。その次に、図５に示すように、基板４０に形成されたスルーホール４４内に未硬化状態の導電性材料を入れて硬化し、立設部４２ｂを形成する。そして、図６に示すように、立設部４２ｂが硬化した後、スルーホール４４が立設部４２ｂよりも一回り大きくなるように、エッチング等により拡張する。以上の工程により、基板４０に電極ランド４２が形成される（電極ランド形成工程）。
【００２６】
次に、基板４０に導線４１及び導線４５を形成する工程について図７を参照して説明する。基板４０に電極ランド４２を形成した後、図７に示すように、基板４０の下面４０ｂに導線４１を印刷等により形成する（導線形成工程）。その後に、導線４１と電極ランド４２の基部４２aとを接続する導線４５を、基板４０の下面４０ｂ及びスルーホール４４に形成する（導線接続工程）。また、この導線４５は図示しないが、表面が絶縁膜等で覆われており、バンプ３９との導通は避けるように構成されている。
【００２７】
その次に、基板４０の下面４０ｂに合成樹脂層４３を塗布する工程について図８を参照して説明する。基板４０の下面４０ｂに導線４１を形成した後、基板４０の下面４０ｂに合成樹脂層４３を塗布する（合成樹脂層形成工程）。合成樹脂層４３は、例えば、アンダーフィル系のソルダーレジストであり、LT-3905（ヘンケル社製）が一例として挙げられる。このLT-3905は、温度80度で18分間の加熱処理を行うことにより硬化し、硬化後に温度80度以下となっても軟化しない。
【００２８】
次に、COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する工程について図９、１０を参照して説明する。まず、圧電アクチュエータ１２の上面１２aに、突出する半球状のバンプ３９を形成する（バンプ形成工程）。
【００２９】
図９に示すように、ＣＯＦ１３の立設部４２ｂがバンプ３９と接触するように配置された状態で、基板４０の上面４０aの上方に配置されるヒータ６０が、下方へ移動する。このとき、ヒータ６０が基部４２aと接触したまま、ＣＯＦ１３を圧電アクチュエータ１２のバンプ３９に向けた押圧し、バンプ３９に合成樹脂層４３を貫通させて、バンプ３９を立設部４２ｂに接触させる（接触押圧工程）。
【００３０】
上記の接触押圧工程の際に、合成樹脂層４３は未硬化状態の為、スルーホール４４から流れ出す。このとき、スルーホール４４の径がバンプ３９の径よりも大きい為、スルーホール４４から外に未硬化状態の合成樹脂層４３が流れ出る。合成樹脂層４３は、樹脂材料で構成されている為、電気を通さず、バンプ３９と基部４２a及び立設部４２ｂとの間に介在すると、バンプ３９と基部４２a、バンプ３９と立設部４２ｂとの間で電気的な抵抗が大きくなり、電流が流れにくくなる。また、合成樹脂層４３は、スルーホール４４の底、即ち、スルーホール４４内の基部４２a側に残り易く、バンプ３９と基部４２aとの間に介在し易い。その為、スルーホール４４内から合成樹脂層４３が排出され易くすることで、バンプ３９と基部４２aとの間に合成樹脂層４３が介在するのを防ぎ、バンプ３９と基部４２aの間の電気的な抵抗が大きくなるのを防ぐ。
【００３１】
また、ヒータ６０は、基部４２aに熱を加えながら下方に移動する。このとき、立設部４２ｂの温度も基部４２aとともに上昇させられる。そして、ヒータ６０がCOF１３を下方に押圧した結果、バンプ３９が未硬化状態の合成樹脂層４３を貫通させられて、立設部４２ｂと接触させられる。バンプ３９と立設部４２ｂとが接触させられた状態でも、ヒータ６０は、基部４２a及び立設部４２ｂに熱を与えるように駆動している為、バンプ３９と立設部４２ｂの温度差が大きくなり、立設部４２ｂの熱がバンプ３９に伝えられて、バンプ３９の温度が上昇する。バンプ３９を構成する樹脂材料は、ガラス転移温度が１２０程度であるのに対し、立設部４２ｂを構成する銅は融点が１０８４度である。その為、ヒータ６０により１２０度程度で加熱された場合に、バンプ３９がガラス転移して軟らかくなるのに対し、立設部４２ｂは硬さがほとんど変わらない。その為、立設部４２ｂがバンプ３９よりも硬くなる為、バンプ３９が立設部４２ｂに向けて押圧されたときに、バンプ３９が立設部４２ｂよりも変形し易い為、立設部４２ｂがバンプ３９にめり込み易くなる。
【００３２】
そして、バンプ３９は、立設部４２ｂにより強引に凹形状に変形させられ、立設部４２ｂが全てバンプ３９にめり込むまで、立設部４２ｂにより押圧され続ける。このとき、バンプ３９がスルーホール４４内に入り込むが、スルーホール４４の径がバンプ３９の径よりも大きいため、バンプ３９はスルーホール４４内に収まり易い。これにより、図１０に示すように、バンプ３９が凹形状に変形させられるとともに、バンプ３９の凹部内に立設部４２ｂが嵌め込まれた状態で接触させられる。同時に、バンプ３９がスルーホール４４内に収まるように配置させることができる。
【００３３】
図１０に示すような、立設部４２aの全てがバンプ３９に嵌め込まれた状態で、ヒータ６０が下方へ移動するのを中止して、COF１３を下方へ押圧するのを止める。そして、ヒータ６０は、基部４２aと接触させたままの状態で、合成樹脂層４３を熱硬化させる為に、加熱温度を調整し、合成樹脂層４３を硬化させる（硬化工程）。このとき、ヒータ６０が基部４２ｂと直接接触している為、ヒータ６０の熱が直接、基部４２ｂに伝わる。そして、ヒータ６０の熱が基部４２aから立設する立設部４２ｂへと伝わり、立設部４２ｂと接触するバンプ３９へと伝わる。そのとき、ＣＯＦ１３は、従来にあるような、ＣＯＦの電極ランドがヒータと直接接触しないものに比べると、ヒータ６０の熱が基部４２ｂに直接伝わる為、基部４２ｂと接触するバンプ３９へヒータ６０の熱が早く伝わる。これにより、バンプ３９の周囲の合成樹脂層４３に熱が伝わり易く、合成樹脂層４３を早期に硬化させることができる。
【００３４】
硬化工程により、ヒータ６０による加熱を所定時間行った後、ヒータ６０をCOF１３から話す。以上の製造工程により、導線４１が電極ランド４２及びバンプ３９を介して個別電極端子３１ｂに導通した状態で、ＣＯＦ１３と圧電アクチュエータ１２とが機械的に接合されて、駆動装置５０が製造される。
【００３５】
この駆動装置５０は、バンプ３９が立設部４１ｂに食い込んで接合されている為、バンプ３９と立設部４１とが接触のみにより接合される従来のものに比べると、例えば、COF１３をＦＰＣ等の別のプリント配線板と接続する際に、ＣＯＦ１３と圧電アクチュエータ１２とが離れるような力が加わったとしても、バンプ３９と電極ランド４２とが剥離しにくくなる。
【００３６】
なお、本実施形態におけるCOF形成工程は、本発明の「プリント配線板形成工程」の一例であり、本実施形態におけるスルーホール形成工程は、本発明の「基材形成工程」の一例である。また、本実施形態における導線形成工程は、本発明の「配線形成工程」の一例であり、導線接続工程と電極ランド形成工程とは、本発明の「端子部形成工程」に含まれる一例である。
【００３７】
（変更形態）
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００３８】
（変更形態１）
前記実施形態において、スルーホール４４は、基板４０の上面４０aから下面４０ｂまで同一径で貫通されるものが形成されていたが、上面４０aから下面４０ｂ側に向かうにつれて径が大きくなるように構成されていてもよい。図１１に示すように、COF１１３は、基板１４０の下面１４０ｂ側の開口径の大きさが、基部４２aよりも大きなスルーホール１４４を有している。このスルーホール１４４を形成する場合、スルーホール１４４を拡張する工程において、スルーホール１４４の下面１４０ｂ側の開口径が大きくなるように調整される。
【００３９】
このようにスルーホール１４４の下面１４０ｂ側の開口が大きい為、COF１１３と圧電アクチュエータ１２とを接合する際に、バンプ３９と基板１４０との間の隙間を確保することができる。その為、バンプ３９により貫通させられた合成樹脂層４３が、基板１４０の下面１４０ｂ側に流れ易くなり、スルーホール内に合成樹脂層４３を形成する合成樹脂が残るのを防ぐことができる。
【００４０】
（変更形態２）
また、前記実施形態においては、電極ランド４２の立設部４２がスルーホール４４の中央に配置されていたが、立設部がスルーホールの中央から外れた位置に配置されていてもよい。図１２に示すように、電極ランド2４２の立設部２４２ｂが、基部２４２aの中心線２４６から外れた位置に形成されている。
【００４１】
このCOF２１３の製造方法について図１３〜図１６を参照して説明する。図１３に示すように、基材４０の上面４０aに基部２４２aを形成する。次に、図１４に示すように、立設部２４２ｂを形成する工程において、基部２４２aの中心線２４６から外れた位置にスルーホール２４４を形成し、このスルーホール２４４内に立設部２４２ｂの材料となる導電材料を充填する。そして、図１５に示すように、スルーホール２４４を拡張する。このとき、スルーホール２４４は、その中央が基部２４２aの中央と重なるように拡張される。その後、図１６に示すように、基材４０の下面４０ｂ側に導線４１を形成し、導線４１を形成した後で、下面４０ｂに合成樹脂層４３を塗布する。以上の工程により、COF２１３が製造される。
【００４２】
次に、COF２１３と圧電アクチュエータ１２とを接合させる接合工程について図１７を参照して説明する。COF２１３と圧電アクチュエータ１２とを接合させる際には、図１７に示すように、バンプ３９の中心をスルーホール２４４の中心線２４６と重なるように、ＣＯＦ２１３と圧電アクチュエータ１２とを位置付け、ＣＯＦ２１３を圧電アクチュエータ１２に押圧する。このとき、立設部２４２ｂが、スルーホール２４４の中心線２４６から個別電極３１a側に寄っている為、立設部２４２ｂがバンプ３９の中央から個別電極a側に外れて接合される。これにより、ヒータ６０の熱が、バンプ３９の個別電極３１a側の合成樹脂層４３に伝わり易くなる。その為、個別電極３１a側の合成樹脂層４３を早期に硬化させることができ、未硬化状態の合成樹脂層４３が個別電極３１aに流れる前に硬化させて、個別電極３１aを覆うのを抑えることができる。
【００４３】
（その他の変更形態）
本実施形態におけるCOF１３と圧電アクチュエータ１２の製造工程の順番は、本発明を実施する一例にすぎず、COF１３と圧電アクチュエータ１２の製造工程の順番を適宜入れ換えてもよい。また、導線接続工程において、スルーホール４４の内壁に導線４５を形成したが、スルーホールを別途設けて、導線と電極ランドとを接続するように構成してもよい。
【００４４】
また、本実施形態においては、COF１３を接合する対象として圧電アクチュエータ１２をその一例としてあげたが、これに限られず、COF等の配線基板と電気的に接続される被接続対象体であればよい。また、本実施形態では、COFを配線基板の一例としてあげたが、駆動ICが実装された配線基板に限られず、配線と電極ランドを有する配線基板についても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 吐出ヘッド
１２ 圧電アクチュエータ
１３、１１３、２１３ COF
３９ バンプ
４０ 基板
４１ 導線
４２ 電極ランド
４２a、２４２a 基部
４２ｂ、２４２ｂ 立設部
４３ 合成樹脂層
４４、１４４、２４４ スルーホール
４５ 導線
６０ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置および駆動装置の製造方法に関し、特に、インクジェットプリンタ装置に用いられる液体吐出ヘッドなどの駆動装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェット式のプリンタ装置などの液体吐出装置においては、圧電アクチュエータを駆動することによって複数のノズルから選択的に液体を吐出する液体吐出ヘッドが用いられている。この液体吐出ヘッドは、圧電アクチュエータが複数のノズルに対応する複数の駆動部を備えており、その駆動部を駆動することで対応するノズルから液体を吐出するものである。より具体的には、複数の駆動部にそれぞれ対応して個別電極が設けられており、これらの個別電極は、配線基板に設けられた複数の配線の端子とそれぞれ電気的に接続され、選択的に駆動信号が供給されるようになっている。なお、配線基板は配線が絶縁層でコートされているが、端子だけは絶縁層に形成された開口から露出されるようになっているので、個別電極との電気的な接続が可能となっている。
【０００３】
このような液体吐出ヘッドにおいて、配線基板の端子は、開口を形成するときの位置ずれを見込んで大き目に形成されていた。しかし、その構成では、端子の間を通る配線の形成エリアが狭くなり、配線密度が高密度化してしまうという問題があった。そこで、端子の面積を小さくできる接続構造が望まれていた。このような要請に対し、本出願人は、圧電アクチュエータには個別電極と電気的に接続されたバンプを形成し、配線基板は、基板上に形成された配線と端子を未硬化の合成樹脂層で覆う構成とし、圧電アクチュエータ側のバンプを合成樹脂層に押し当てて合成樹脂層を貫通させることでバンプと端子を接触させ、その後、未硬化の合成樹脂層を加熱して硬化させる、駆動装置と配線基板との接続構造を提案している。（特許文献１）これによれば、端子を露出させる開口を形成する必要がないので、端子を大き目に形成しなくてもよく、配線基板の配線密度を低減させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０５８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この接続構造では、バンプと配線基板の端子は、接触により電気的に接続されるため、ハンダ接合のように物理的にも接合される電気的接続に比べ、電気的接続の信頼性の面では劣っていた。
【０００６】
そこで本発明は、配線基板の配線密度を低減させた従来発明からさらに改良を加え、その電気的接続の信頼性を向上させた駆動装置および駆動装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る駆動装置は、駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板とを備えた駆動装置において、前記駆動ユニットは、前記プリント配線板と対向する側の面に突出状態で形成され、前記個別電極と電気的に接続されたバンプを備え、前記プリント配線板は、スルーホールが形成された基材と、その基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に形成された配線と、その配線と電気的に接続された端子部と、とを備え、前記端子部は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように設置された基部と、その基部から立設し前記スルーホールを貫通する前記バンプよりも径が小さい立設部とを有するとともに、前記基部は前記スルーホールを通じて前記配線と接続されており、さらに、前記プリント配線板は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面において前記配線及び前記スルーホールを覆うように形成される合成樹脂層を備え、前記バンプが、前記プリント配線板に形成された前記合成樹脂層を貫通した状態で前記立設部と電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすることにより、プリント配線板に形成された合成樹脂層を貫通したバンプは、プリント配線板の端子部のうちの、そのバンプよりも径の小さい立設部と押圧されることとなる。したがって、バンプに対して立設部が食い込んだ状態で接触することが期待でき、これにより駆動ユニットとプリント配線板とが離間する方向に力が加わったとしても、バンプと端子部とが剥離しにくくなるので、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る駆動装置の製造方法は、駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板とを備えた駆動装置の製造方法であって、前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程とを備え、前記駆動ユニット形成工程は、前記プリント配線板と対向する側の面において突出し、前記個別電極と電気的に接続する導電性バンプを形成するバンプ形成工程を含み、前記プリント配線板形成工程は、スルーホールを有する基材を形成する基材形成工程と、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に配線を形成する配線形成工程と、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように配置されるともに、前記スルーホールを通じて前記配線と接続される基部と、その基部から前記スルーホールを貫通するように立設する前記バンプよりも径が小さい立設部と、を有する端子部を形成する端子部形成工程と、前記駆動ユニットと対向する側の面に、前記配線と前記スルーホールを覆うように未効果の合成樹脂層を形成する合成樹脂層形成工程と、含み、前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程の後に、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面に配された加熱押圧手段を前記基部に接触させた状態で、前記プリント配線板に塗布された前記未硬化の合成樹脂層を前記駆動ユニットの前記バンプに向けて押圧し、前記バンプにこの合成樹脂層を貫通させて、前記バンプを前記立設部と接触させる押圧接触工程を行い、その後、前記加熱押圧手段から前記基部を介して伝わる熱によって前記合成樹脂層を硬化させる硬化工程を行う、ことを特徴とする
【００１０】
このような構成とすることにより、プリント配線板に形成された合成樹脂層を貫通したバンプは、プリント配線板の端子部のうちの、そのバンプよりも径の小さい立設部と押圧されることとなる。したがって、バンプに対して立設部が食い込んだ状態で接触することが期待でき、これにより駆動ユニットとプリント配線板とが離間する方向に力が加わったとしても、バンプと端子部とが剥離しにくくなるので、電気的接続の信頼性を向上させることができる。また、基部が駆動ユニットと対向する側と反対側の面に形成されている為、押圧接触工程のときに、加熱押圧手段と基部とが直接接触する。これにより、加熱押圧手段の熱が、基部に立設する立設部に伝わるとともに、立設部と接触するバンプに伝わる。その為、従来のような、加熱押圧手段と端子部とが直接接触しないものと比べると、加熱押圧手段の熱が端子部を通じてバンプに伝わり易く、バンプの周囲の合成樹脂層へ伝わり易い。従って、バンプ周囲の合成樹脂層に加熱押圧手段の熱が伝わり易く、合成樹脂層を早く硬化させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来に比べて駆動ユニットのバンプとプリント配線板の端子部の電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の分解斜視図である。
【図２】図１に示すCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の一部拡大断面図である。
【図３】基部４２aを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図４】スルーホール４４を形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図５】立設部４２ｂを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図６】スルーホール４４を拡張する工程を示す一部拡大断面図である。
【図７】導線４１及び導線４５を形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図８】合成樹脂層４３を塗布する工程を示す一部拡大断面図である。
【図９】COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する押圧接触工程を示す一部拡大断面図である。
【図１０】合成樹脂層４３を硬化する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１１】本発明の変更形態１のCOF１１３を示す一部拡大断面図である。
【図１２】本発明の変更形態２のCOF２１３を示す一部拡大断面図である。
【図１３】基部２４２aを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１４】立設部２４２ｂを形成する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１５】スルーホール２４４を拡張する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１６】合成樹脂層４３を塗布する工程を示す一部拡大断面図である。
【図１７】COF２１３と圧電アクチュエータ１２とを接合させる接合工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（配線構造体の概略構成）
以下、本発明に係る実施形態を図１、図２を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の分解斜視図である。また、図２はCOF１３が接続された吐出ヘッド１０の一部拡大断面図である。なお、本明細書中における上下方向、左右方向、及び、前後方向は、図１の矢印で示す上下方向、左右方向、及び、前後方向である。
【００１４】
なお、本実施形態において、吐出ヘッド１０は、インクジェットプリンタ（図示せず）の左右方向に往復移動可能なキャリッジ（図示せず）の下部に搭載され、キャリッジの下方において前後方向に搬送される記録用紙に向かってインクカートリッジから供給されたインクを吐出するものを一例として挙げる。
【００１５】
図１に示すように、吐出ヘッド１０は、複数枚のプレートが積層された流路ユニット１１と、その流路ユニット１１に対して重ねて接着されるユニモルフ方式の圧電アクチュエータ１２（駆動ユニット）とを備えている。流路ユニット１１は、最下層の下面側に開口したノズル２４（図２参照）から下向きにインクが噴射される構成となっている。圧電アクチュエータ１２は、流路ユニット１１に対面配置される振動板２６と、振動板２６の上面に形成された後述する共通電極２９（図２参照）と、共通電極２９の上面を覆うように設けられた圧電シート３０と、圧電シート３０の上面に多数配列された個別電極３１とを備えている。個別電極３１は、後述する圧力室２２と相似の略長円状の主電極部３１ａと、この主電極部３１ａの長手方向の端部から圧力室２２と重ならない位置まで引き出された個別電極端子３１ｂとを有している。圧電シート３０の上面の所要箇所には、共通電極２９（図２参照）とスルーホール（図示せず）を介して導通する共通電極端子３２が形成されている。
【００１６】
圧電アクチュエータ１２の上面には、駆動IC１３ａが搭載されたフレキシブルな配線部材であるCOF（Chip On Film）１３（プリント配線板）の一端部が重ねて配置され、そのCOF１３の下面に露出した電極ランド４２（図２参照）が、圧電アクチュエータ１２の各電極端子３１ａ，３２に導通接続されている。COF１３の他端部は、駆動信号供給源となる制御装置（図示せず）に電気的に接続されている。また、振動板２６にはメッシュ状のフィルタ３３が被せられたインク供給口３４が形成されており、流路ユニット１１にもそのインク供給口３４と連通するインク供給口２５が形成されている。なお、電極ランド４２は、本発明の「端子部」の一例である。
【００１７】
図２に示すように、流路ユニット１１は複数枚のプレート１５〜１８が積層された構成となっている。プレート１５〜１８には開孔又は溝が形成されており、各プレート１５〜１８が積層されることによって夫々の開孔及び溝が連通し、インクの流路が形成されるようになっている。流路ユニット１１の流路は、インク供給口２５（図１参照）に連通する共通液室２０と、共通液室２０から多数分岐した接続通路２１と、接続通路２１の下流端にそれぞれ連続して圧電アクチュエータ１２に対向するように４列に配置された圧力室２２と、圧力室２２を流路ユニット１１の下面に開口するノズル２４にそれぞれ連通させる流出路２３とを備えている。
【００１８】
圧電アクチュエータ１２は、流路ユニット１１の上面に重ねて接着された振動板２６を有している。振動板２６は、ステンレス板などの金属板からなる振動板本体２７と、振動板本体２７の上面に成膜されたアルミナ等からなる絶縁層２８とを有している。振動板２６の上面には、多数の圧力室２２に対応して連続配置された共通電極２９が印刷形成されている。共通電極２９の上面には、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）のセラミックス材料からなるシート状の圧電シート３０が形成されている。圧電シート３０の上面には、各圧力室２２の夫々に対応するよう配置された多数の個別電極３１が４列に印刷形成されている。
【００１９】
圧電アクチュエータ１２の圧電シート３０の分極方向はその厚み方向（上下方向）であり、圧電アクチュエータ１２は、１枚の圧電シート３０のうち共通電極２９と個別電極３１とで挟まれた構成となっている。個別電極３１に個別電極端子３１ｂを介して電圧が印加されると、圧電シート３０における個別電極３１の主電極部３１ａと共通電極２９とに挟まれた電界発生部分が、活性部Aとして働いて分極方向と直角方向に縮む。一方、振動板２６は、電界の影響を受けず自発的には縮まないため、圧電シート３０と振動板２６との間で、分極方向と垂直な方向（左右方向）への歪みに差を生じることとなり、圧電シート３０及び振動板２６が圧力室２２に向けて凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。なお、振動板２６の代わりに、電界の影響を受けない非活性層となる圧電シートを設けた構成としてもよい。また、個別電極３１の個別電極端子３１ｂの表面には、ハンダ等の導電性材料からなるバンプ３９が上方に向けて突出するように形成されており、このバンプ３９がCOF１３の電極ランド４２に接触導通する。
【００２０】
COF１３は、ポリイミド等からなるフィルム状の基板４０（基材）と、この基板４０の上面４０aに銅箔等の導電性金属により形成された複数の導線４１（配線）と、この導線４１を下側から覆うように基板４０の下面４０ｂに形成された合成樹脂層４３とを有する。基板４０は、ポリイミド等の絶縁樹脂基板で構成されている。導線４１は、バンプ３９と対応する位置に電極ランド４２を有しており、駆動IC１３ａと複数の電極ランド４２とを個別に接続している。また、基板４０は、その上面から下面に貫通する略円柱状のスルーホール４４が形成されており、上面側のスルーホール４４の開口が電極ランド４２の一部である基部４２aに覆われている。基部４２aは、略円板形状を有しており、その中央には略円柱状の立設部４２ｂが接合されている。基部４２aと立設部４２ｂは、銅箔等で形成されている。
【００２１】
バンプ３９は、略円錐台の形状を有しており、合成樹脂層４３を貫通するとともに立設部４２ｂが食い込まれており、さらに、合成樹脂層４３に覆われている。このバンプ３９は、Ａg等を含む樹脂材料で構成されており、電極ランド４２よりも軟らかい。以上説明した構成により、COF１３と圧電アクチュエータ１２とを備えた駆動装置５０が形成されている。
【００２２】
（バンプ、立設部及びスルーホールの大きさ関係）
ここで、バンプ３９、立設部４２ｂ、及び、スルーホール４４の大きさ関係について図２を参照して説明する。なお、図２に示すaは、バンプ３９の左右方向における径を示し、ｂは立設部４２ｂの左右方向における径を示す。また、ｃはスルーホール４４の左右方向における径を示す。図２に示すように、バンプ３９の左右方向における径aは、立設部４２ｂの径bよりも大きく、さらに、スルーホール４４の径ｃ以上の大きさである。なお、バンプ３９の径aとスルーホール４４の径ｃが等しいのが望ましい。また、立設部４２ｂの径ｂは、スルーホール４４の径ｃよりも小さい。以上の大きさ関係を満たすことにより、立設部４２ｂがバンプ３９にめり込んで接合されるとともに、スルーホール４４内にバンプ３９が入り込むようにすることができる。
【００２３】
（バンプ及び基板の大きさ関係）
次に、バンプ３９と基板４０の大きさ関係について図２を参照して説明する。なお、図２に示すｘはバンプ３９の上下方向における高さを示し、ｙは基板４０の厚さ（上下方向の大きさ）を示す。図２に示すように、バンプ３９の上下方向における高さｘは、基板４０の厚さｙよりも大きい。これにより、COF１３が圧電アクチュエータ１２に接合された際に、合成樹脂層４３と圧電アクチュエータ１２の上面１２aとを離して配置することができる。その為、合成樹脂層４３が圧電アクチュエータ１２に干渉するのを防ぐことができる。
【００２４】
（配線構造体の製造方法）
次に、駆動装置５０の製造方法について図３〜図１０を参照して説明する。ここで、図３〜図８は、COF１３を製造する工程における一部拡大断面図であり、図９、１０は、COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する工程を示す一部拡大断面図である。なお、以下の説明において、COF１３を製造する工程と、COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する工程とを続けて説明する。
【００２５】
最初に、COF１３を形成する工程（COF形成工程）について図４〜図６を参照して説明する。図３に示すように、まず、基板４０の上面４０aに、電極ランド４２の基部４２aをパターン印刷等により形成する。次に、図４に示すように、基板４０の下面４０ｂ側から基部４２aよりも小さいスルーホール４４をエッチング等により形成する（スルーホール形成工程）。このスルーホール４４は、基板４０の下面４０ｂ側から形成される。その次に、図５に示すように、基板４０に形成されたスルーホール４４内に未硬化状態の導電性材料を入れて硬化し、立設部４２ｂを形成する。そして、図６に示すように、立設部４２ｂが硬化した後、スルーホール４４が立設部４２ｂよりも一回り大きくなるように、エッチング等により拡張する。以上の工程により、基板４０に電極ランド４２が形成される（電極ランド形成工程）。
【００２６】
次に、基板４０に導線４１及び導線４５を形成する工程について図７を参照して説明する。基板４０に電極ランド４２を形成した後、図７に示すように、基板４０の下面４０ｂに導線４１を印刷等により形成する（導線形成工程）。その後に、導線４１と電極ランド４２の基部４２aとを接続する導線４５を、基板４０の下面４０ｂ及びスルーホール４４に形成する（導線接続工程）。また、この導線４５は図示しないが、表面が絶縁膜等で覆われており、バンプ３９との導通は避けるように構成されている。
【００２７】
その次に、基板４０の下面４０ｂに合成樹脂層４３を塗布する工程について図８を参照して説明する。基板４０の下面４０ｂに導線４１を形成した後、基板４０の下面４０ｂに合成樹脂層４３を塗布する（合成樹脂層形成工程）。合成樹脂層４３は、例えば、アンダーフィル系のソルダーレジストであり、LT-3905（ヘンケル社製）が一例として挙げられる。このLT-3905は、温度80度で18分間の加熱処理を行うことにより硬化し、硬化後に温度80度以下となっても軟化しない。
【００２８】
次に、COF１３を圧電アクチュエータ１２に接合する工程について図９、１０を参照して説明する。まず、圧電アクチュエータ１２の上面１２aに、突出する半球状のバンプ３９を形成する（バンプ形成工程）。
【００２９】
図９に示すように、ＣＯＦ１３の立設部４２ｂがバンプ３９と接触するように配置された状態で、基板４０の上面４０aの上方に配置されるヒータ６０が、下方へ移動する。このとき、ヒータ６０が基部４２aと接触したまま、ＣＯＦ１３を圧電アクチュエータ１２のバンプ３９に向けた押圧し、バンプ３９に合成樹脂層４３を貫通させて、バンプ３９を立設部４２ｂに接触させる（接触押圧工程）。
【００３０】
上記の接触押圧工程の際に、合成樹脂層４３は未硬化状態の為、スルーホール４４から流れ出す。このとき、スルーホール４４の径がバンプ３９の径よりも大きい為、スルーホール４４から外に未硬化状態の合成樹脂層４３が流れ出る。合成樹脂層４３は、樹脂材料で構成されている為、電気を通さず、バンプ３９と基部４２a及び立設部４２ｂとの間に介在すると、バンプ３９と基部４２a、バンプ３９と立設部４２ｂとの間で電気的な抵抗が大きくなり、電流が流れにくくなる。また、合成樹脂層４３は、スルーホール４４の底、即ち、スルーホール４４内の基部４２a側に残り易く、バンプ３９と基部４２aとの間に介在し易い。その為、スルーホール４４内から合成樹脂層４３が排出され易くすることで、バンプ３９と基部４２aとの間に合成樹脂層４３が介在するのを防ぎ、バンプ３９と基部４２aの間の電気的な抵抗が大きくなるのを防ぐ。
【００３１】
また、ヒータ６０は、基部４２aに熱を加えながら下方に移動する。このとき、立設部４２ｂの温度も基部４２aとともに上昇させられる。そして、ヒータ６０がCOF１３を下方に押圧した結果、バンプ３９が未硬化状態の合成樹脂層４３を貫通させられて、立設部４２ｂと接触させられる。バンプ３９と立設部４２ｂとが接触させられた状態でも、ヒータ６０は、基部４２a及び立設部４２ｂに熱を与えるように駆動している為、バンプ３９と立設部４２ｂの温度差が大きくなり、立設部４２ｂの熱がバンプ３９に伝えられて、バンプ３９の温度が上昇する。バンプ３９を構成する樹脂材料は、ガラス転移温度が１２０程度であるのに対し、立設部４２ｂを構成する銅は融点が１０８４度である。その為、ヒータ６０により１２０度程度で加熱された場合に、バンプ３９がガラス転移して軟らかくなるのに対し、立設部４２ｂは硬さがほとんど変わらない。その為、立設部４２ｂがバンプ３９よりも硬くなる為、バンプ３９が立設部４２ｂに向けて押圧されたときに、バンプ３９が立設部４２ｂよりも変形し易い為、立設部４２ｂがバンプ３９にめり込み易くなる。
【００３２】
そして、バンプ３９は、立設部４２ｂにより強引に凹形状に変形させられ、立設部４２ｂが全てバンプ３９にめり込むまで、立設部４２ｂにより押圧され続ける。このとき、バンプ３９がスルーホール４４内に入り込むが、スルーホール４４の径がバンプ３９の径よりも大きいため、バンプ３９はスルーホール４４内に収まり易い。これにより、図１０に示すように、バンプ３９が凹形状に変形させられるとともに、バンプ３９の凹部内に立設部４２ｂが嵌め込まれた状態で接触させられる。同時に、バンプ３９がスルーホール４４内に収まるように配置させることができる。
【００３３】
図１０に示すような、立設部４２aの全てがバンプ３９に嵌め込まれた状態で、ヒータ６０が下方へ移動するのを中止して、COF１３を下方へ押圧するのを止める。そして、ヒータ６０は、基部４２aと接触させたままの状態で、合成樹脂層４３を熱硬化させる為に、加熱温度を調整し、合成樹脂層４３を硬化させる（硬化工程）。このとき、ヒータ６０が基部４２ｂと直接接触している為、ヒータ６０の熱が直接、基部４２ｂに伝わる。そして、ヒータ６０の熱が基部４２aから立設する立設部４２ｂへと伝わり、立設部４２ｂと接触するバンプ３９へと伝わる。そのとき、ＣＯＦ１３は、従来にあるような、ＣＯＦの電極ランドがヒータと直接接触しないものに比べると、ヒータ６０の熱が基部４２ｂに直接伝わる為、基部４２ｂと接触するバンプ３９へヒータ６０の熱が早く伝わる。これにより、バンプ３９の周囲の合成樹脂層４３に熱が伝わり易く、合成樹脂層４３を早期に硬化させることができる。
【００３４】
硬化工程により、ヒータ６０による加熱を所定時間行った後、ヒータ６０をCOF１３から話す。以上の製造工程により、導線４１が電極ランド４２及びバンプ３９を介して個別電極端子３１ｂに導通した状態で、ＣＯＦ１３と圧電アクチュエータ１２とが機械的に接合されて、駆動装置５０が製造される。
【００３５】
この駆動装置５０は、バンプ３９が立設部４１ｂに食い込んで接合されている為、バンプ３９と立設部４１とが接触のみにより接合される従来のものに比べると、例えば、COF１３をＦＰＣ等の別のプリント配線板と接続する際に、ＣＯＦ１３と圧電アクチュエータ１２とが離れるような力が加わったとしても、バンプ３９と電極ランド４２とが剥離しにくくなる。
【００３６】
なお、本実施形態におけるCOF形成工程は、本発明の「プリント配線板形成工程」の一例であり、本実施形態におけるスルーホール形成工程は、本発明の「基材形成工程」の一例である。また、本実施形態における導線形成工程は、本発明の「配線形成工程」の一例であり、導線接続工程と電極ランド形成工程とは、本発明の「端子部形成工程」に含まれる一例である。
【００３７】
（変更形態）
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００３８】
（変更形態１）
前記実施形態において、スルーホール４４は、基板４０の上面４０aから下面４０ｂまで同一径で貫通されるものが形成されていたが、上面４０aから下面４０ｂ側に向かうにつれて径が大きくなるように構成されていてもよい。図１１に示すように、COF１１３は、基板１４０の下面１４０ｂ側の開口径の大きさが、基部４２aよりも大きなスルーホール１４４を有している。このスルーホール１４４を形成する場合、スルーホール１４４を拡張する工程において、スルーホール１４４の下面１４０ｂ側の開口径が大きくなるように調整される。
【００３９】
このようにスルーホール１４４の下面１４０ｂ側の開口が大きい為、COF１１３と圧電アクチュエータ１２とを接合する際に、バンプ３９と基板１４０との間の隙間を確保することができる。その為、バンプ３９により貫通させられた合成樹脂層４３が、基板１４０の下面１４０ｂ側に流れ易くなり、スルーホール内に合成樹脂層４３を形成する合成樹脂が残るのを防ぐことができる。
【００４０】
（変更形態２）
また、前記実施形態においては、電極ランド４２の立設部４２がスルーホール４４の中央に配置されていたが、立設部がスルーホールの中央から外れた位置に配置されていてもよい。図１２に示すように、電極ランド2４２の立設部２４２ｂが、基部２４２aの中心線２４６から外れた位置に形成されている。
【００４１】
このCOF２１３の製造方法について図１３〜図１６を参照して説明する。図１３に示すように、基材４０の上面４０aに基部２４２aを形成する。次に、図１４に示すように、立設部２４２ｂを形成する工程において、基部２４２aの中心線２４６から外れた位置にスルーホール２４４を形成し、このスルーホール２４４内に立設部２４２ｂの材料となる導電材料を充填する。そして、図１５に示すように、スルーホール２４４を拡張する。このとき、スルーホール２４４は、その中央が基部２４２aの中央と重なるように拡張される。その後、図１６に示すように、基材４０の下面４０ｂ側に導線４１を形成し、導線４１を形成した後で、下面４０ｂに合成樹脂層４３を塗布する。以上の工程により、COF２１３が製造される。
【００４２】
次に、COF２１３と圧電アクチュエータ１２とを接合させる接合工程について図１７を参照して説明する。COF２１３と圧電アクチュエータ１２とを接合させる際には、図１７に示すように、バンプ３９の中心をスルーホール２４４の中心線２４６と重なるように、ＣＯＦ２１３と圧電アクチュエータ１２とを位置付け、ＣＯＦ２１３を圧電アクチュエータ１２に押圧する。このとき、立設部２４２ｂが、スルーホール２４４の中心線２４６から個別電極３１a側に寄っている為、立設部２４２ｂがバンプ３９の中央から個別電極a側に外れて接合される。これにより、ヒータ６０の熱が、バンプ３９の個別電極３１a側の合成樹脂層４３に伝わり易くなる。その為、個別電極３１a側の合成樹脂層４３を早期に硬化させることができ、未硬化状態の合成樹脂層４３が個別電極３１aに流れる前に硬化させて、個別電極３１aを覆うのを抑えることができる。
【００４３】
（その他の変更形態）
本実施形態におけるCOF１３と圧電アクチュエータ１２の製造工程の順番は、本発明を実施する一例にすぎず、COF１３と圧電アクチュエータ１２の製造工程の順番を適宜入れ換えてもよい。また、導線接続工程において、スルーホール４４の内壁に導線４５を形成したが、スルーホールを別途設けて、導線と電極ランドとを接続するように構成してもよい。
【００４４】
また、本実施形態においては、COF１３を接合する対象として圧電アクチュエータ１２をその一例としてあげたが、これに限られず、COF等の配線基板と電気的に接続される被接続対象体であればよい。また、本実施形態では、COFを配線基板の一例としてあげたが、駆動ICが実装された配線基板に限られず、配線と電極ランドを有する配線基板についても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 吐出ヘッド
１２ 圧電アクチュエータ
１３、１１３、２１３ COF
３９ バンプ
４０ 基板
４１ 導線
４２ 電極ランド
４２a、２４２a 基部
４２ｂ、２４２ｂ 立設部
４３ 合成樹脂層
４４、１４４、２４４ スルーホール
４５ 導線
６０ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、
前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板と
を備えた駆動装置において、
前記駆動ユニットは、
前記プリント配線板と対向する側の面に突出状態で形成され、前記個別電極と電気的に接続されたバンプを備え、
前記プリント配線板は、
スルーホールが形成された基材と、
その基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に形成された配線と、
その配線と電気的に接続された端子部と、を備え、
前記端子部は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように設置された基部と、その基部から立設し前記スルーホールを貫通する前記バンプよりも径が小さい立設部とを有するとともに、前記基部は前記スルーホールを通じて前記配線と接続されており、
さらに、前記プリント配線板は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面において前記配線及び前記スルーホールを覆うように形成される合成樹脂層を備え、
前記バンプが、前記プリント配線板に形成された前記合成樹脂層を貫通した状態で前記立設部と電気的に接続されている駆動装置。
【請求項２】
前記立設部が、前記バンプよりも硬いことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記スルーホールの径が、前記バンプの径よりも大きいことを特徴とする請求項１または2に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記立設部は、前記スルーホールの中央から前記駆動ユニットの前記個別電極側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項５】
駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、
前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板と
を備えた駆動装置の製造方法であって、
前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程とを備え、
前記駆動ユニット形成工程は、
前記プリント配線板と対向する側の面において突出し、前記個別電極と電気的に接続するバンプを形成するバンプ形成工程を含み、
前記プリント配線板形成工程は、
スルーホールを有する基材を形成する基材形成工程と、
前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に配線を形成する配線形成工程と、
前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように配置されるともに前記スルーホールを通じて前記配線と接続される基部と、その基部から前記スルーホールを貫通するように立設する前記バンプよりも径が小さい立設部と、を有する端子部を形成する端子部形成工程と、
前記駆動ユニットと対向する側の面に、前記配線と前記スルーホールを覆うように未効果の合成樹脂層を形成する合成樹脂層形成工程と、含み、
前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程の後に、
前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面に配された加熱押圧手段を前記基部に接触させた状態で、前記プリント配線板に塗布された前記未硬化の合成樹脂層を前記駆動ユニットの前記バンプに向けて押圧し、前記バンプにこの合成樹脂層を貫通させて、前記バンプを前記立設部と接触させる押圧接触工程を行い、
その後、前記加熱押圧手段から前記基部を介して伝わる熱によって前記合成樹脂層を硬化させる硬化工程を行う、
ことを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項６】
前記端子部形成工程において、前記立設部を、前記スルーホールの中央から外れた位置に形成し、
前記押圧接触工程において、前記バンプの、前記駆動ユニットの前記個別電極側に、前記立設部が押圧されることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置の製造方法。
【請求項１】
駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、
前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板と
を備えた駆動装置において、
前記駆動ユニットは、
前記プリント配線板と対向する側の面に突出状態で形成され、前記個別電極と電気的に接続されたバンプを備え、
前記プリント配線板は、
スルーホールが形成された基材と、
その基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に形成された配線と、
その配線と電気的に接続された端子部と、を備え、
前記端子部は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように設置された基部と、その基部から立設し前記スルーホールを貫通する前記バンプよりも径が小さい立設部とを有するとともに、前記基部は前記スルーホールを通じて前記配線と接続されており、
さらに、前記プリント配線板は、前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面において前記配線及び前記スルーホールを覆うように形成される合成樹脂層を備え、
前記バンプが、前記プリント配線板に形成された前記合成樹脂層を貫通した状態で前記立設部と電気的に接続されている駆動装置。
【請求項２】
前記立設部が、前記バンプよりも硬いことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記スルーホールの径が、前記バンプの径よりも大きいことを特徴とする請求項１または2に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記立設部は、前記スルーホールの中央から前記駆動ユニットの前記個別電極側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項５】
駆動素子に対応する個別電極を備えた駆動ユニットと、
前記個別電極と電気的に接続され、その個別電極に対して前記駆動素子を駆動する為の信号を供給するプリント配線板と
を備えた駆動装置の製造方法であって、
前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程とを備え、
前記駆動ユニット形成工程は、
前記プリント配線板と対向する側の面において突出し、前記個別電極と電気的に接続するバンプを形成するバンプ形成工程を含み、
前記プリント配線板形成工程は、
スルーホールを有する基材を形成する基材形成工程と、
前記基材の前記駆動ユニットと対向する側の面に配線を形成する配線形成工程と、
前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面において前記スルーホールを塞ぐように配置されるともに前記スルーホールを通じて前記配線と接続される基部と、その基部から前記スルーホールを貫通するように立設する前記バンプよりも径が小さい立設部と、を有する端子部を形成する端子部形成工程と、
前記駆動ユニットと対向する側の面に、前記配線と前記スルーホールを覆うように未効果の合成樹脂層を形成する合成樹脂層形成工程と、含み、
前記駆動ユニット形成工程と、前記プリント配線板形成工程の後に、
前記基材の前記駆動ユニットと対向する側と反対側の面に配された加熱押圧手段を前記基部に接触させた状態で、前記プリント配線板に塗布された前記未硬化の合成樹脂層を前記駆動ユニットの前記バンプに向けて押圧し、前記バンプにこの合成樹脂層を貫通させて、前記バンプを前記立設部と接触させる押圧接触工程を行い、
その後、前記加熱押圧手段から前記基部を介して伝わる熱によって前記合成樹脂層を硬化させる硬化工程を行う、
ことを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項６】
前記端子部形成工程において、前記立設部を、前記スルーホールの中央から外れた位置に形成し、
前記押圧接触工程において、前記バンプの、前記駆動ユニットの前記個別電極側に、前記立設部が押圧されることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２３４５４４（Ｐ２０１０−２３４５４４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２２０８（Ｐ２００９−８２２０８）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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