JP2007110092A - Wiring substrate, its manufacturing method, and liquid discharge head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線基板及びその製造方法、並びに液体吐出ヘッドに係り、特に基板上に高密度で微細な電気配線が形成された配線基板及びその製造方法、並びに液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a wiring board, a manufacturing method thereof, and a liquid ejection head, and more particularly to a wiring board in which high-density and fine electrical wiring is formed on a substrate, a manufacturing method thereof, and a liquid ejection head.
紙などの記録媒体上に文字や画像を記録する装置の一つとして、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク吐出用のノズルを備えた記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら、画像信号に応じてノズルからインクを吐出させることにより、記録媒体上にインク滴を着弾させ、そのインクドットにより画像を形成する。代表的なインク吐出方式としては、発熱素子を利用して圧力室に発生させた気泡でノズルからインクを吐出させる方式と、圧電素子を利用して圧力室の容積変化でノズルからインクを吐出させる方式とが知られている。 An ink jet recording apparatus is known as one of apparatuses for recording characters and images on a recording medium such as paper. An ink jet recording apparatus causes ink droplets to land on a recording medium by ejecting ink from the nozzles according to an image signal while relatively moving a recording head having a nozzle for ejecting ink and the recording medium. Then, an image is formed by the ink dots. Typical ink ejection methods include a method in which ink is ejected from the nozzle using bubbles generated in the pressure chamber using a heating element, and a method in which ink is ejected from the nozzle by changing the volume of the pressure chamber using a piezoelectric element. The method is known.
このようなインクジェット記録装置において、銀塩写真並みの高画質化を達成するためには、記録ヘッドにノズルを高密度に配置することが必要になる。そして、このノズルを記録ヘッドに高密度に配置するためには、発熱素子や圧電素子等への電気配線も微細化し、高密度に配置することが必要になる。たとえば、２４００ｄｐｉを基板一面で配線する場合、配線の幅と間隔は１０μｍ以下が要求されており、現実的には５μｍ以下が必要とされている。今後、更にノズルの高密度化を実現するためには、それ以下、すなわち１μｍ程度又は１μｍ以下の極めて微細な配線が必要になると考えられている。 In such an ink jet recording apparatus, it is necessary to dispose nozzles at a high density in the recording head in order to achieve the same high image quality as a silver salt photograph. In order to arrange the nozzles at a high density in the recording head, it is necessary to miniaturize the electrical wiring to the heating elements and the piezoelectric elements and arrange them at a high density. For example, when 2400 dpi is wired on the entire surface of the substrate, the wiring width and interval are required to be 10 μm or less, and in reality, 5 μm or less is required. In the future, in order to further increase the density of the nozzle, it is considered that extremely fine wiring of less than that, that is, about 1 μm or 1 μm or less is required.
このような高密度で微細な配線を基板上に実現する方法としては、半導体リソグラフィ技術の利用が考えられるが、マスク形成や剥離などの工程が必要になり、コスト高になるという問題がある。 As a method for realizing such high-density and fine wiring on the substrate, use of a semiconductor lithography technique is conceivable, but there is a problem that a process such as mask formation or peeling is required, resulting in an increase in cost.
一方、メッキ処理によって基板上に電気配線を形成する場合、１μｍレベルのメッキを実現するためには、下地との密着力を確保することやレジストパターンを形成することが必要となる。 On the other hand, when an electrical wiring is formed on a substrate by a plating process, it is necessary to ensure adhesion with the base and to form a resist pattern in order to realize 1 μm level plating.
このようなメッキによる電気配線の微細化による問題点を解消すべく、特許文献１では、ガラス板の表面をサンドブラストによりパターニングして表面を粗らし、この粗らされた面にのみ金属メッキを行うことにより、密着性の高い電気配線を形成することが提案されている。 In order to solve the problem due to the miniaturization of the electric wiring due to such plating, in Patent Document 1, the surface of the glass plate is patterned by sandblasting to roughen the surface, and metal plating is performed only on the roughened surface. Thus, it has been proposed to form electrical wiring with high adhesion.
また、特許文献２では、回路基板を樹脂成形で製造する際、金型の回路形成部分に微細な凹凸を形成し、その凹凸部に触媒核を付着させて基板を樹脂成形することにより、基板に触媒核を転写させ、密着性の高いメッキ処理を行うことが提案されている。 Further, in Patent Document 2, when a circuit board is manufactured by resin molding, fine irregularities are formed on a circuit forming portion of a mold, and catalyst nuclei are attached to the irregularities so that the substrate is resin-molded. It has been proposed to transfer catalyst nuclei to the substrate and perform plating with high adhesion.
また、特許文献３では、配線パターンに相当するスタンプで触媒インクを基板に転写し、無電解メッキを行うこと、及び、基板上に触媒層を形成し、その上に配線パターンに相当するスタンプでレジスト材料を転写し、エッチング処理することにより、触媒層のパターンを形成して、無電解メッキを行うことが提案されている。
ところで、上記特許文献１、２の方法は、いずれも基板の表面に凹凸を形成することにより、メッキの密着性を向上させるものであるが、その凹凸のレベルが１μｍ以上であるため（特許文献１では凹凸の深さが２μｍ以下、特許文献２では、表面粗さＲａが、Ｒａ＝１．０〜５．０μｍ）、幅及び間隔が１μｍ以下の高密度で微細な配線を形成しようとした場合、配線部分の凹凸が無視できなくなり、配線の断線などの原因になるという問題がある。 By the way, although the method of the said patent documents 1 and 2 improves the adhesiveness of plating by forming an unevenness | corrugation in the surface of a board | substrate, since the level of the unevenness | corrugation is 1 micrometer or more (patent literature) 1 has a depth of unevenness of 2 μm or less, and in Patent Document 2, the surface roughness Ra is Ra = 1.0 to 5.0 μm), and an attempt is made to form high-density and fine wiring with a width and interval of 1 μm or less. In this case, the unevenness of the wiring portion cannot be ignored, which causes a problem such as disconnection of the wiring.
一方、特許文献３の方法は、基板の表面を粗らさないので、電気接続としては安定するが、メッキは下地から剥がれやすく、密着性を確保できないという欠点がある。 On the other hand, the method of Patent Document 3 does not roughen the surface of the substrate, so that the electrical connection is stable, but the plating is liable to be peeled off from the base and has a drawback that the adhesion cannot be ensured.
また、特許文献１〜３において、メッキの基点となる触媒は、基板に付着後、転写させるだけなので、転写効率が低く、さらに、メッキ工程やその後の機械的・熱的なストレスで剥がれてしまうおそれがある。 Further, in Patent Documents 1 to 3, since the catalyst serving as the base point of plating is only transferred after being attached to the substrate, the transfer efficiency is low, and further, the catalyst is peeled off by the plating process and subsequent mechanical and thermal stresses. There is a fear.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、１μｍ程度以下の微細な電気配線においてもメッキの基点となる触媒を基板側に対して確実に付与することで、配線の密着性を高めることができ、電気接続が確実で信頼性の高い配線基板及びその製造方法、並びに液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even in a fine electric wiring of about 1 μm or less, by securely applying a catalyst as a plating base point to the substrate side, the adhesion of the wiring can be improved. An object of the present invention is to provide a highly reliable wiring board with high reliability, a highly reliable wiring board, a manufacturing method thereof, and a liquid discharge head.
請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、基板上に所定パターンの電気配線が形成された配線基板において、前記基板上に形成されたアンダーカット部を有する溝内に導電性材料を配置して、前記所定パターンの電気配線が形成されたことを特徴とする配線基板を提供する。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a wiring board in which electrical wiring having a predetermined pattern is formed on a substrate, and a conductive material in a groove having an undercut portion formed on the board. To provide a wiring board in which electrical wiring of the predetermined pattern is formed.
請求項１に係る発明によれば、基板上に形成されたアンダーカット部を有する溝内に導電性材料を配置して、所定パターンの電気配線が形成される。溝内に配置された導電性材料は、アンダーカット部によるアンカー効果で剥がれにくい構造となり、高い密着性を確保することができる。また、表面を粗らすのではなく、アンダーカットの形状により密着性を確保する構造なので、１μｍ以下の微細な電気配線を形成する場合であっても、断線するおそれがなく、信頼性の高い電気接続を確保することができる。 According to the first aspect of the invention, the conductive material is disposed in the groove having the undercut portion formed on the substrate, and the electric wiring having a predetermined pattern is formed. The conductive material disposed in the groove has a structure that does not easily peel off due to the anchor effect of the undercut portion, and can ensure high adhesion. In addition, since the surface is not roughened and the adhesiveness is ensured by the shape of the undercut, there is no risk of disconnection even when a fine electric wiring of 1 μm or less is formed, and the reliability is high. An electrical connection can be ensured.
請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、前記導電性材料がメッキ処理によって前記溝内に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の配線基板を提供する。 The invention according to claim 2 provides the wiring board according to claim 1, wherein the conductive material is disposed in the groove by plating to achieve the object.
請求項２に係る発明によれば、導電性材料がメッキ処理により溝内に配置される。メッキ処理により導電性材料を溝内に配置することにより、電気接続の信頼性が高く、低い抵抗で、かつ、高密度で微細な電気配線が形成された配線基板を安価に製造することができる。 According to the invention of claim 2, the conductive material is disposed in the groove by plating. By disposing the conductive material in the groove by plating, it is possible to manufacture a wiring board with high electrical connection reliability, low resistance, high density, and fine electrical wiring at low cost. .
請求項３に係る発明は、前記目的を達成するために、基板上に所定パターンの電気配線を形成して製造される配線基板の製造方法において、前記基板上にアンダーカット部を有する溝を形成し、該溝内に導電性材料を配置して、前記所定パターンの電気配線を形成することを特徴とする配線基板の製造方法を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in a method of manufacturing a wiring board manufactured by forming an electrical wiring having a predetermined pattern on a substrate, a groove having an undercut portion is formed on the substrate. A method for manufacturing a wiring board is provided, wherein a conductive material is disposed in the groove to form the predetermined pattern of electric wiring.
請求項３に係る発明によれば、基板上にアンダーカット部を有する溝を形成し、その溝内に導電性材料を配置して、所定パターンの電気配線を形成する。溝内に配置された導電性材料は、アンダーカット部によるアンカー効果で剥がれにくい構造となり、高い密着性
を確保することができる。また、表面を粗らすのではなく、アンダーカットの形状により密着性を確保する構造なので、１μｍ以下の微細な電気配線を形成する場合であっても、断線するおそれがなく、信頼性の高い電気接続を確保することができる。
According to the third aspect of the present invention, a groove having an undercut portion is formed on a substrate, and a conductive material is disposed in the groove to form an electric wiring having a predetermined pattern. The conductive material disposed in the groove has a structure that does not easily peel off due to the anchor effect of the undercut portion, and can ensure high adhesion. In addition, since the surface is not roughened and the adhesiveness is ensured by the shape of the undercut, there is no risk of disconnection even when a fine electric wiring of 1 μm or less is formed, and the reliability is high. An electrical connection can be ensured.
請求項４に係る発明は、前記目的を達成するために、前記アンダーカット部を有する溝は、前記基板を所定の型で樹脂成形して形成されることを特徴とする請求項３に記載の配線基板の製造方法を提供する。 The invention according to claim 4 is characterized in that, in order to achieve the object, the groove having the undercut portion is formed by resin-molding the substrate with a predetermined mold. A method for manufacturing a wiring board is provided.
請求項４に係る発明によれば、基板を所定の型で樹脂成形して、アンダーカット部を有する溝が形成される。溝を型で一体成形することにより、所定形状の溝を簡単に形成することができる。 According to the invention which concerns on Claim 4, the board | substrate is resin-molded with a predetermined type | mold, and the groove | channel which has an undercut part is formed. By integrally forming the groove with a mold, the groove having a predetermined shape can be easily formed.
請求項５に係る発明は、前記目的を達成するために、前記導電性材料はメッキ処理によって前記溝内に配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の配線基板の製造方法を提供する。 The invention according to claim 5 is the method for manufacturing a wiring board according to claim 3 or 4, characterized in that, in order to achieve the object, the conductive material is disposed in the groove by plating. provide.
請求項５に係る発明によれば、導電性材料がメッキ処理により溝内に配置される。メッキ処理により導電性材料を溝内に配置することにより、電気接続の信頼性が高く、高密度で微細な電気配線が形成された配線基板を安価に製造することができる。 According to the invention of claim 5, the conductive material is disposed in the groove by plating. By disposing the conductive material in the groove by plating, it is possible to manufacture a wiring board having high electrical connection reliability, high density and fine electrical wiring at low cost.
請求項６に係る発明は、前記目的を達成するために、溝成形部分に触媒を付着させた型で前記基板を樹脂成形し、離型することにより、前記基板の溝内に前記触媒を転写し、該触媒を用いて前記溝内をメッキ処理して、前記導電性材料を前記溝内に配置することを特徴とする請求項４に記載の配線基板の製造方法を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, the catalyst is transferred into the groove of the substrate by molding the substrate with a mold in which the catalyst is attached to the groove forming portion and releasing the mold. 5. The method of manufacturing a wiring board according to claim 4, wherein the inside of the groove is plated using the catalyst, and the conductive material is disposed in the groove.
請求項６に係る発明によれば、溝成形部分に触媒を付着させた型で基板を樹脂成形し、離型することにより、基板の溝内に触媒を転写し、溝内をメッキ処理する。これにより、アンダーカット部分の触媒は、離型する際に樹脂材料に必ず接触するので、触媒を樹脂材料の溝内に容易に、かつ、確実に付与することができる。また、成形後直ちにメッキ工程が可能になるので、パターニングの必要がなく、製造コストを削減することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the substrate is resin-molded with a mold in which the catalyst is adhered to the groove forming portion, and the mold is released, whereby the catalyst is transferred into the groove of the substrate and the inside of the groove is plated. Thereby, since the catalyst of an undercut part always contacts a resin material at the time of mold release, a catalyst can be easily and reliably provided in the groove | channel of a resin material. In addition, since the plating process can be performed immediately after molding, there is no need for patterning, and the manufacturing cost can be reduced.
請求項７に係る発明は、前記目的を達成するために、前記型に超音波振動を与えながら樹脂を離型することを特徴とする請求項４又は６に記載の配線基板の製造方法を提供する。 The invention according to claim 7 provides the method for manufacturing a wiring board according to claim 4 or 6, wherein in order to achieve the object, the resin is released while applying ultrasonic vibration to the mold. To do.
請求項７に係る発明によれば、型に超音波振動を与えながら樹脂を離型する。これにより、溝にアンダーカット部が形成されている場合であっても、簡単に離型することができる。 According to the invention of claim 7, the resin is released while applying ultrasonic vibration to the mold. Thereby, even if it is a case where the undercut part is formed in the groove | channel, it can release easily.
請求項８に係る発明によれば、前記目的を達成するために、請求項１又は２に記載の配線基板を用いたことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a liquid discharge head using the wiring board according to the first or second aspect to achieve the above object.
請求項８に係る発明によれば、１μｍ程度以下の微細な電気配線においても配線の密着性を高めることができるので、容易にノズルの高密度化を実現することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the adhesion of the wiring can be improved even in a fine electric wiring of about 1 μm or less, so that the density of the nozzle can be easily increased.
本発明に係る配線基板及びその製造方法によれば、電気配線の密着性を高め、電気接続の信頼性が高く、高密度で微細な電気配線を形成することができる。 According to the wiring board and the method of manufacturing the same according to the present invention, it is possible to increase the adhesion of the electric wiring, to increase the reliability of the electric connection, and to form a high-density and fine electric wiring.
以下、添付図面に従って本発明に係る配線基板及びその製造方法、並びに液体吐出ヘッドを実施するための最良の形態について詳説する。 The best mode for carrying out a wiring board according to the present invention, a method for manufacturing the same, and a liquid discharge head will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明が適用された配線基板の主要部の構成を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a main part of a wiring board to which the present invention is applied.
同図に示すように、本実施の形態の配線基板１０は、基板１２上に形成された配線溝１４の内側に導電性材料１６が配置されて、所定パターンの電気配線が形成されている。
As shown in the figure, in the
この導電性材料１６が配置された配線溝１４は、図２に示すように、アンダーカット部１４Ａを有しており、このアンダーカット部１４Ａのアンカー効果で配線溝１４内に配置された導電性材料１６の密着性を高めている。すなわち、アンダーカット部１４Ａが引っ掛かりとして作用し、導電性材料１６が剥がれたり、抜け落ちたりするのを防止する効果を果たしている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、このアンダーカット部とは、物体の上部の縁あるいは突出部を残すために、下部に切込みを入れたり、成形したりした窪みを意味し、配線溝１４の内側に開口部側から底部側に向かって広がりを有する部位として形成される。
Here, the undercut portion means a recess that is cut or formed in the lower portion in order to leave the upper edge or protrusion of the object, and the bottom portion from the opening side to the inner side of the
図２に示す例では、水平に形成された配線溝１４の底面部１４ｂに断面台形状の溝１４ｃを形成することにより、アンダーカット部１４Ａを形成している。
In the example shown in FIG. 2, the undercut
配線溝１４に形成するアンダーカット部１４Ａは、これに限定されるものではなく、図３（ａ）〜（ｆ）に示すように、さまざまな形状を採ることができる。
The undercut
図３（ａ）は、配線溝１４の内壁面１４ａに断面三角形状の凸部１４ｄを形成することにより、配線溝１４内にアンダーカット部１４Ａを形成したものである。なお、このように、配線溝１４の内壁面１４ａに凸部１４ｄを形成して、アンダーカット部１４Ａを形成する場合は、図４に示すように、凸部１４ｄを配線溝１４の上部近傍に形成することが望ましい。これにより、アンダーカット部１４Ａの下側の配線体積が多くなり、より強固で剥がれにくいものにすることができる。
FIG. 3A shows an undercut
図３（ｂ）は、配線溝１４の内壁面１４ａの下端部に断面三角形状の凹部１４ｅを形成することにより、配線溝１４内にアンダーカット部１４Ａを形成したものである。
FIG. 3B shows an undercut
図３（ｃ）は、配線溝１４の下端部を屈曲させることにより、配線溝１４内にアンダーカット部１４Ａを形成したものである。
FIG. 3C shows an undercut
図３（ｄ）は、配線溝１４の両内壁面１４ａを開口部から底部に向けて広がりを持たせるように傾斜させることにより、配線溝１４内にアンダーカット部１４Ａを形成したものである。
FIG. 3D shows an undercut
図３（ｅ）は、配線溝１４の片方の内壁面１４ａを開口部から底部に向けて広がりを持たせるように傾斜させることにより、配線溝１４内にアンダーカット部１４Ａを形成したものである。
In FIG. 3E, an undercut
図３（ｆ）は、水平に形成された配線溝１４の底面１４ｂに断面平行四辺形状の凸部１４ｆを形成することにより、配線溝１４内にアンダーカット部１４Ａを形成したものである。
FIG. 3F shows an undercut
このように配線溝１４内に形成するアンダーカット部１４Ａは、配線溝１４内に配置された導電性材料１６に対してアンカー効果を発生させることができる形状であればよく、配線溝内の内壁面又は底面の少なくとも一カ所に形成されていればよい。
The undercut
図３（ａ）〜（ｅ）及び図４においては、アンダーカット部の内部に確実に配線されることが必要であり、アンダーカット部の下部に大きな空間を持つ図３（ａ）、図３（ｄ）又は図４の構造は、確実に引っ掛かりが生じるので、より望ましい。 3 (a) to 3 (e) and FIG. 4, it is necessary to reliably wire the inside of the undercut portion, and FIGS. 3 (a) and 3 having a large space below the undercut portion. The structure shown in FIG. 4D or FIG. 4 is more desirable because it is surely caught.
また、複数の形状を組み合わせて、アンダーカット部を複数段形成するようにし
てもよく、たとえば、図５（ａ）に示すように、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したアンダーカット部１４Ａの形状を組み合わせて、アンダーカット部１４Ａを上下二カ所に形成してもよい。同様に図５（ｂ）に示すように、図２及び図３（ａ）に示したアンダーカット部１４Ａの形状を組み合わせて、アンダーカット部１４Ａを上下二カ所に形成してもよい。また、図５（ｃ）に示すように、配線溝１４の内壁面の片側に断面三角形状の切れ込みを階段状に入れることにより、複数段のアンダーカット部１４Ａを形成してもよい。この場合において、アンダーカット部１４Ａの斜面の部分に導電性材料１６を選択的に配置するようにしてもよい。また、図５（ｄ）に示すように、図３（ａ）に示したアンダーカット部１４Ａの形状を上下に繰り返して形成してもよく、剥がれ、抜け落ちに非常に効果がある。なお、この形状は金型の表面粗さを転写した場合に相当する。
Further, a plurality of shapes may be combined to form a plurality of undercut portions. For example, as shown in FIG. 5A, the undercut shown in FIGS. 3A and 3B is used. You may form the
また、このようなアンダーカット部１４Ａを有する配線溝１４は、機械加工等で基板１２に形成することもできるが、後述するように、基板１２を所定の金型で樹脂成形することにより、基板１２と一体的に形成することが好ましい。なお、アンダーカット部を有する場合であっても、一定の条件下で樹脂成形することにより、基板から金型を離型することができる。
Further, the
基板１２を樹脂成形する場合において、基板１２を構成する樹脂は、熱可塑性、熱硬化性を問わない。熱可塑性の樹脂では、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることができ、熱硬化性の樹脂では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。
When the
配線溝１４内に配置する導電性材料１６には、電気抵抗が小さいものを用いることが望ましく、たとえば銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などが用いられる。
As the
導電性材料１６を配線溝１４内に配置する方法については、特に限定されないが、後述するようにメッキ処理によって配線溝１４内に配置することが好ましい。この場合において、メッキ処理の手法は、特に限定されない。電解メッキ、無電解メッキ等で配線溝１４内に導電性材料１６を配置することができる。また、無電解メッキ後に電解メッキを行うこともできる。
The method for disposing the
また、基板１２上に形成する配線パターンは、図１に示すように、湾曲していてもよく、使用目的に応じて任意の形状に形成される。
Moreover, the wiring pattern formed on the board |
配線溝１４の幅は、特に限定されないが、本実施の形態の配線基板１０では、表面を粗らすのではなく、配線溝１４に形成したアンダーカット部１４Ａによるアンカー効果で導電性材料１６の密着力を上げているため、０．１〜２μｍの微細な配線であっても、断線することなく安定した電気接続を行うことができる。また、アスペクト比も特に問わないが、一般的には５〜１０以下が現実的である。
The width of the
次に、前記のごとく構成される本実施の形態の配線基板の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the wiring board of the present embodiment configured as described above will be described.
本実施の形態の配線基板１０は、基板１２を所定の金型で樹脂成形することにより、配線溝１４を基板１２と一体的に形成し、その樹脂成形された配線溝１４に導電性材料１６をメッキ処理して所定パターンの電気配線を形成する。
In the
図６は、本実施の形態の配線基板１０の製造工程の概略を説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the outline of the manufacturing process of the
上記のように、本実施の形態において、基板１２は金型で樹脂成形することから、まず、図６（ａ）に示すように、所定の金型２０を用意する。本実施の形態では、基板１２と
共に配線溝１４も樹脂成形により一体的に形成するので、金型２０は配線溝成形部２２を備えたものを用意し、配線溝成形部２２には、アンダーカット部２２Ａを形成する。金型２０の製造方法については、特に限定されるものではなく、超鋼材を機械加工してもよいし、放電加工や電鋳加工と組み合わせて製造してもよい。
As described above, in the present embodiment, since the
さて、基板１２は上記の金型２０を用いて樹脂成形されるが、本実施の形態では、この樹脂成形時にメッキ工程で使用する触媒を配線溝１４内に付着させる。すなわち、配線溝１４の成形部２２に触媒を付与した状態で樹脂成形することにより、成形後の基板１２の配線溝１４内に触媒を転写させる。
Now, the
本実施の形態では、金型２０の配線溝１４の成形部２２を触媒３０が貯留された触媒槽３２に浸漬させて、金型２０の配線溝成形部２２に触媒３０を付着させる。
In the present embodiment, the
なお、本例では配線溝成形部２２のアンダーカット部２２Ａにのみ触媒３０を付着させるものとし、図６（ｂ）に示すように、触媒槽３２に対して金型２０の高さ制御を行って、アンダーカット部２２Ａのみを触媒槽３２に浸漬させる。
In this example, the
このように、アンダーカット部２２Ａのみを触媒槽３２に浸漬させて、引き上げることにより、図６（ｃ）に示すように、配線溝成形部２２のアンダーカット部２２Ａに触媒３０が付着される。
In this way, by dipping only the undercut
ここで、触媒とは、金属粉（固体）や金属イオンを含むコロイドを指すが、金属粉は後工程が必要なく最も好ましい。したがって、本例では触媒３０として金属粉を使用するものとする。なお、金属粉の大きさは、配線溝１４の幅よりも小さいことが必要とされ、微細配線を形成する場合には、直径１μｍ以下であることが必要とされる。
Here, the catalyst refers to a metal powder (solid) or a colloid containing metal ions, but the metal powder is most preferable because no post-process is required. Therefore, in this example, metal powder is used as the
また、金属粉は酸化している場合が多く、そのままではメッキ処理が進行しないことから、活性化させるために、無酸素状態（たとえば、窒素雰囲気や真空中）でプラズマ処理やＵＶ処理を行って、酸化膜を除去することが好ましい。 In addition, since metal powder is often oxidized and plating treatment does not proceed as it is, plasma treatment or UV treatment is performed in an oxygen-free state (for example, in a nitrogen atmosphere or vacuum) in order to activate. It is preferable to remove the oxide film.
また、効果的に金型２０に付着させるために、触媒３０は、金型２０に離型剤を塗布したのち付着させると、金型２０と樹脂材料の離型性もよくなり好ましい。
In order to effectively adhere to the
以上のように配線溝成形部２２に触媒３０を付着させた金型２０を用いて、図６（ｄ）に示すように、基板１２を樹脂成形し、成形後、図６（ｅ）に示すように、金型２０を離
型する。
As shown in FIG. 6 (d), the
この際、金型２０は、アンダーカット部２２Ａを有することから、基板１２が変形可能な状態で離型させる必要がある。このため、金型２０は、離型時の温度が、基板１２を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上であることが必要であり、流動しないためには、Ｔｇ＋２０℃以下であることが望ましい。
At this time, since the
また、樹脂材料を容易に離型させるために、金型２０に超音波振動を与えながら離型することが好ましい。これにより、アンダーカット部にダメージを与えることなく、離型可能になる。
In order to easily release the resin material, it is preferable to release the mold while applying ultrasonic vibration to the
以上のように基板１２を樹脂成形することにより、アンダーカット部１４Ａを備えた配線溝１４が、基板１２と共に一体的に形成される。また、形成された配線溝１４のアンダーカット部１４Ａには、金型２０のアンダーカット部２２Ａに付着させた触媒３０が転写される。
By wiring the
この後、図６（ｆ）に示すように、配線溝１４のアンダーカット部１４Ａに転写させた触媒３０を核に無電解メッキし、配線溝１４内に導電性材料１６を配置する。
Thereafter, as shown in FIG. 6 (f), electroless plating is performed with the
導電性材料１６は、上記のように電気配線として使用するので、電気抵抗の小さいものが望ましく、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等を用いることができる。
Since the
ここで、導電性材料１６に金（Ａｕ）を用いて無電解メッキする場合は、還元剤に次亜リン酸ナトリウム、ホルムアルデヒド、ホウ酸水素化ナトリウムを用いることができ、たとえば、次亜リン酸ナトリウムを用いる場合には、金型２０に付与する金属粉は、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）を用いることができる。
Here, when electroless plating is performed on the
また、導電性材料に銅（Ｃｕ）を用いて無電解メッキする場合は、還元剤にホルムアルデヒドを用いることができ、金型２０に付与する金属粉には、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）を用いることができる。
When electroless plating is performed using copper (Cu) as the conductive material, formaldehyde can be used as the reducing agent, and the metal powder applied to the
なお、無電解メッキを行った後、更に電解メッキを行うようにしてもよく、これにより、更に密着力を高めることができる。すなわち、無電解メッキを行った後、更に電解メッキを行うことにより、アンダーカット部１４を含めてメッキで覆われるので、メッキが剥がれ落ちることがなく、より密着性が向上する。また、一般に電解メッキは、無電解メッキよりも抵抗を低くできるという利点があり、メッキ成長も速いので、断面積を大きくして、配線抵抗を低くできるという利点もある。
In addition, after performing electroless plating, you may make it perform electrolytic plating further, and can improve adhesive force further by this. That is, after the electroless plating is performed, the electrolytic plating is further performed to cover the undercut
この場合、図７（ａ）に示すように、無電解メッキ１６ａを行った後、更に電解メッキ１６ｂを行って、配線溝１４の内側全体に導電性材料１６を配置するようにしてもよい。
In this case, as shown in FIG. 7A, after the
なお、配線溝１４の内側全体に導電性材料１６を配置する場合、図７（ｂ）に示すように、無電解メッキのみでメッキを成長させて、配線溝１４の内側全体に導電性材料１６を配置するようにしてもよい。無電解メッキのみでメッキを成長させる場合は、電解メッキ用の設備が不要になり、設備コストを抑えることができるというメリットがあるが、上記のように、無電解メッキ後、電解メッキを施して、メッキを成長させる場合は、メッキ成長速度が速く、また、不純物混入も少なくて電気抵抗が低いので、無電解メッキ後、電解メッキを施して、メッキを成長させる方が好ましい。
When the
なお、配線溝１４の内側全体に導電性材料１６を配置する場合、配線溝１４の全てが埋まるまでメッキを成長させると、配線リークが生じるおそれがあるので、配線溝１４の途中までメッキを成長させることが好ましい。
When the
以上説明したように、本実施の形態の配線基板の製造方法によれば、配線溝１４を基板１２と共に樹脂成形するので、別途、配線溝１４を機械加工等で形成する場合に比べて工数を削減でき、製造コストを削減することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a wiring board of the present embodiment, since the
また、金型２０に触媒３０を付着させ、成形と同時に基板１２に転写させることにより、別途、触媒３０を配線溝１４内に付与する場合に比べて工数を削減でき、製造コストを削減することができる。また、成形後、直ちにメッキ処理を行うことができるので、この点においても製造コストを削減することができる。さらに、アンダーカット部１４Ａにも触媒３０を確実に付与することができるので、アンダーカット部１４Ａに確実にメッキ処理を施すことができる。
Further, by attaching the
なお、上記実施の形態では、金型２０に触媒３０を付着させる際、金型２０のアンダーカット部２２Ａにのみ触媒３０を付着させているが、触媒３０を付着させる部位は、これに限定されるものではない。たとえば、配線溝成型部２２の全体に触媒を付着させるようにしてもよいし、金型２０の樹脂に接触する部位全体に触媒３０を付着させるようにしてもよい。
In the above embodiment, when the
図８は、金型の樹脂に接触する部位全体に触媒を付着させて基板を樹脂成形する場合の製造工程の概略を説明する説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the outline of the manufacturing process in the case where the catalyst is attached to the entire portion of the mold that comes into contact with the resin to mold the substrate.
まず、金型２０の樹脂に接触する部位全体に触媒３０を接着させる。ここでは、上記実施の形態と同様に触媒３０として金属粉を用いるものとし、図８（ａ）に示すように、触媒３０が貯留された触媒槽３２に金型２０を高さ制御して浸漬させ、金型２０の樹脂に接触する部位に触媒３０を付着させる。
First, the
このように、樹脂に接触する部位のみを触媒槽３２に浸漬させた金型２０を引き上げると、図８（ｂ）に示すように、金型２０の樹脂と接触する部位全体に触媒３０が付着する。
In this way, when the
この後、この触媒３０が付着した金型２０を用いて、図８（ｃ）に示すように、基板１２を樹脂成形する。そして、このように樹脂成形した基板１２から金型２０を離型させると、図８（ｄ）に示すように、配線溝１４を含む基板１２の表面全体に触媒３０が転写される。
Thereafter, the
なお、離型時の温度は、樹脂のＴｇ以上、Ｔｇ＋２０℃以下が好ましいこと、及び、金型２０に超音波振動を与えながら、離型することにより、アンダーカット部がある場合であっても、容易に離型できることは、上記の実施の形態と同じである。
Note that the temperature at the time of mold release is preferably not less than Tg of the resin and not more than Tg + 20 ° C., and even when there is an undercut portion by releasing the mold while applying ultrasonic vibration to the
さて、上記のように、触媒３０は基板１２の表面全体に付与されるが、メッキは配線溝１４に施すので、必要な部分以外の触媒３０は除去する必要がある。
As described above, the
ここで、触媒３０は樹脂に付着しているだけなので、エアブロウやウォータージェットなどで剥離することができる。
Here, since the
なお、エアブロウやウォータージェット等を利用して触媒３０を剥離させる場合、図９に示すように、エア又は水の吹き付け方によって、触媒３０の残し方を調整することができる。すなわち、たとえば、図９（ａ）に示すように、配線溝１４の形成方向に対して垂直にエア又は水を吹き付けると、配線溝１４内の触媒は残りやすく、配線溝１４の形成方向に対して角度を付けて吹き付けると、図９（ｂ）に示すように、配線溝１４の底部周辺にのみ触媒３０を残すことができる。ただし、このようにエアブロウやウォータージェットを利用した触媒３０を剥離させた場合であっても、図９（ｃ）に示すように、少なくともアンダーカット部１４Ａには、触媒３０を残すことができる。
In the case where the
また、一方向からエア又は水を吹き付けると、配線の方向とエア又は水の吹き付け方向が一致した溝は剥離しやすくなるので、基板１２を回転させながらエア又は水を吹き付けるようにしてもよい。たとえば、図１０に示すように、基板１２をターンテーブル４０の上に載置し、基板１２を回転させながらエア又は水を吹き付けて、触媒を剥離させる。これにより、特定の溝の剥がれを防止することができる。
In addition, when air or water is blown from one direction, the groove in which the wiring direction and the air or water blowing direction coincide with each other is easily peeled off. Therefore, air or water may be blown while rotating the
なお、エアブロウやウォータージェットなどで触媒３０を剥離させた場合において、必要部分以外に触媒３０が残存した場合であっても、触媒密度が低ければ、メッキ処理を行った場合にメッキが連続的につながらなくなり、配線としては成り立たなくなるので、問題は生じない。
In addition, when the
必要部分以外の触媒３０を剥離する方法としては、この他、たとえば、図１１に示すように、表面に粘着材層５０ａを有するローラ（粘着ローラ）５０を基板１２上に転動させて剥離する方法や、図１２に示すように、表面に粘着材層６０ａを有するパッド（粘着パッド）６０を基板１２上に押し当てて剥離する方法などを用いることができる。このように、基板１２上に粘着ローラ５０を転動させたり、粘着パッド６０を押し当てたりすることにより、最上層の触媒３０を確実に取り除くことができる。
As another method for removing the
なお、これら粘着ローラ５０や粘着パッド６０を用いる方法とエアブロウやウォータージェットを用いる方法とを組み合わせて、必要部分以外の触媒３０を剥離してもよい。すなわち、エアブロウやウォータージェットなどで触媒３０を剥離させた後、基板１２上に粘着ローラ５０を転動させ、あるいは、粘着パッド６０を押し当てて、必要部分以外の触媒３０を剥離してもよい。
Note that the
また、触媒３０に金属粉を用いる場合には、酸化している場合が多いので、無酸素状態でプラズマ処理やＵＶ処理を行い、酸化膜を除去することが好ましい点は、上記の実施の形態と同様である。
In addition, when metal powder is used for the
上記のように、樹脂成形された基板１２は、この後、配線溝１４に付与された触媒３０を核として、導電性材料１６を無電解メッキする。導電性材料１６としては、上記の実施の形態と同様に電気抵抗の小さいものが望ましく、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等を用いることができる。
As described above, the resin-molded
触媒３０の付与の仕方によって、図１３に示すように、導電性材料１６をメッキ処理することができる。たとえば、配線溝１４の内側全体に触媒３０を付与した場合（図９（ａ）の場合に相当）は、図１３（ａ）に示すように、配線溝１４の内側全体に導電性材料１６がメッキ処理され、配線溝１４の底部周辺に触媒３０を付与した場合（図９（ｂ）の場合に相当）は、図１３（ｂ）に示すように、配線溝１４の底部周辺に導電性材料１６がメッキ処理される。また、配線溝１４のアンダーカット部１４Ａにのみ触媒３０を付与した場合（図９（ｃ）の場合に相当）には、図１３（ｃ）に示すように、配線溝１４のアンダーカット部１４に導電性材料１６がメッキ処理される。
Depending on how the
なお、いずれの場合も少なくともアンダーカット部１４Ａには、メッキ処理が施されるので、高い密着性をもって配線溝１４内に導電性材料１６を配置することができる。
In any case, since at least the
なお、更にメッキを成長させ、図１３（ｄ）に示すように、配線溝１４の内側全体に導電性材料１６を配置するようにしてもよい。この場合、無電解メッキのみでメッキを成長させるようにしてもよいし、無電解メッキ後、電解メッキを施して、メッキを成長させるようにしてもよい。無電解メッキのみでメッキを成長させる場合は、電解メッキ用の設備が不要になり、設備コストを抑えることができるというメリットがあるが、無電解メッキ後、電解メッキを施して、メッキを成長させる場合は、メッキ成長速度が速く、また、不純物混入も少なくて電気抵抗が低いので、無電解メッキ後、電解メッキを施して、メッキを成長させる方が好ましい。
Further, the plating may be further grown, and the
なお、配線溝１４の内側全体に導電性材料１６を配置する場合、配線溝１４の全てが埋まるまでメッキを成長させると、配線リークが生じるおそれがあるので、配線溝１４の途中までメッキを成長させることが好ましい。
When the
以上説明したように、金型２０の樹脂に接触する部分全体に触媒３０を付着させた場合であっても、確実にアンダーカット部１４Ａに触媒３０を付与でき、高い密着性をもって導電性材料１６を配線溝１４内に配置することができる。
As described above, even when the
なお、上記の実施の形態では、金型２０を触媒層３２に浸漬させることにより、金型２０の必要部位に触媒３０を付着させているが、触媒３０を付着させる方法については、これに限定されるものではない。たとえば、スタンピングやスプレー塗布によって、金型２０の必要部位に触媒３０を付着させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
さて、上述した本実施の形態の構成の配線基板は、配線の高密度、微細化が可能なことから、さまざまな分野に適用することができるが、その一例として、圧電方式のインクジェットヘッドのピエゾカバーの配線に本発明に係る配線基板を利用した場合について説明する。 The wiring substrate having the configuration of the present embodiment described above can be applied to various fields because the wiring can be dense and miniaturized. As an example, a piezoelectric inkjet head piezoelectric device is used. The case where the wiring board according to the present invention is used for the wiring of the cover will be described.
圧電方式のインクジェットヘッドは、インクを吐出するインク吐出ユニットが２次元マトリクス状に配列されており、各インク吐出ユニットから個別にインクを吐出させて、記録媒体上に画像を形成する。図１４は、この圧電方式のインクジェットヘッドにおけるインク吐出ユニットの断面図である。 In a piezoelectric inkjet head, ink ejection units that eject ink are arranged in a two-dimensional matrix, and each ink ejection unit individually ejects ink to form an image on a recording medium. FIG. 14 is a cross-sectional view of an ink discharge unit in the piezoelectric inkjet head.
同図に示すように、圧電方式のインクジェットヘッド１５０のインク吐出ユニット１５４は、インクが充填される圧力室１５２と、その圧力室１５２に連通されたノズル１５１を有している。
As shown in the figure, the
ノズル１５１に対向する圧力室１５２の天面は、振動板１５６で構成されている。振動板１５６の上には、振動板１５６を変形させる圧電素子（ピエゾ素子）１５８が設けられており、圧電素子１５８の上面には、個別電極１５７が設けられている。この個別電極１５７には、個別電極１５７に駆動信号を供給するための圧電素子駆動用配線１６０が、駆動電極１５９を介して電気的に接続されている。
The top surface of the
圧電素子１５８の上方には、圧電素子１５８を保護するためのピエゾカバー１６４が設けられており、このピエゾカバー１６４の上に共通液室１５５が設けられている。圧力室１５２は、この共通液室１５５とインク供給口１５３を介して連通されており、この共通液室１５５からインクが供給される。なお、圧電素子１５８の上部には、空間１６２が形成されており、圧電素子１５８が自由に変形できるようにされている。
A
また、圧力室１５２の底面には、圧力室１５２内のインクの圧力を検出するための圧力検出センサ１６６が設けられている。この圧力検出センサ１６６には、圧力検出センサ１６６の検出信号を取り出すためのセンサ電極１６８が接続されている。センサ電極１６８は、略垂直な柱状に形成されており、その上端部でセンサ用配線１７０に接続されている。このセンサ用配線１７０及び圧電素子駆動用配線１６０は、ピエゾカバー１６４に形成されている。
A
図１５は、ピエゾカバー１６４を圧力室側から見た斜視図である。なお、図１５では、ピエゾカバー１６４に形成される配線の接続を分かり易くするため、ピエゾカバー１６４だけでなく、個別電極１５７に接続される駆動電極１５９と、圧力検出センサ１６６に接続するセンサ電極１６８も表示している。また、駆動電極１５９及びセンサ電極１６８に対する圧電素子１５８及び圧力検出センサ１６６の位置関係をそれぞれ破線で図中に表示している。また、ピエゾカバー１６４に形成される供給口１５３も表示されている。
FIG. 15 is a perspective view of the
図１５は、ピエゾカバー１６４を圧力室１５２側から見ているので、駆動電極１５９に接続される圧電素子駆動用配線１６０、及び、センサ電極１６８に接続されるセンサ用配線１７０は、図１５に表示された駆動電極１５９とセンサ電極１６８の下側で接続されている。
15 shows the
圧電素子駆動用配線１６０及びセンサ用配線１７０は、それぞれ圧力室１５２に対応する部分の外側まで引き出され、２次元状に配列された圧力室１５２の列の間にまとめられて、圧力室１５２の列に沿って配線されている。
The piezoelectric
この配線の形状を明確にするために、図１６において、図１５の円Ｂの部分を拡大して図示している。 In order to clarify the shape of this wiring, in FIG. 16, the part of the circle B in FIG. 15 is enlarged and shown.
図１６に示すように、ピエゾカバー１６４の表面に形成された配線溝１８０には、圧電素子駆動用配線１６０とセンサ用配線１７０とが交互に形成されている。
As shown in FIG. 16, piezoelectric
ここで、この圧電素子駆動用配線１６０とセンサ用配線１７０とが形成された配線溝１８０には、アンダーカット部１８０Ａが形成されており、このアンダーカット部１８０Ａに導電性材料１８２をメッキ処理して、圧電素子駆動用配線１６０とセンサ用配線１７０とが形成されている。これにより、高密度、微細に配線する場合であっても、高い密着性をもって圧電素子駆動用配線１６０とセンサ用配線１７０とを形成することができ、安定した電気接続を確保することができる。
Here, an undercut
また、このように高密度配線を実現することができることにより、装置（インクジェットヘッド）を小型化することができる。 In addition, since high-density wiring can be realized in this way, the apparatus (inkjet head) can be reduced in size.
さらに、上述したような製造工程を採用することにより、装置の製造がより簡単になりコストの低減を図ることも可能となる。 Further, by adopting the manufacturing process as described above, the manufacturing of the apparatus becomes easier and the cost can be reduced.
以上、本発明の配線基板及びその製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 As mentioned above, although the wiring board of this invention and its manufacturing method were demonstrated in detail, this invention is not limited to the above example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, even if various improvement and deformation | transformation are performed. Of course it is good.
１０…配線基板、１２…基板、１４…配線溝、１４Ａ…アンダーカット部、１６…導電性材料、２０…金型、２０Ａ…アンダーカット部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基板上に形成されたアンダーカット部を有する溝内に導電性材料を配置して、前記所定パターンの電気配線が形成されたことを特徴とする配線基板。 In a wiring board in which electrical wiring of a predetermined pattern is formed on the board,
A wiring board, wherein a conductive material is disposed in a groove having an undercut portion formed on the substrate to form the electrical wiring of the predetermined pattern.
前記基板上にアンダーカット部を有する溝を形成し、該溝内に導電性材料を配置して、前記所定パターンの電気配線を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。 In a method for manufacturing a wiring board manufactured by forming electrical wiring of a predetermined pattern on a substrate,
A method of manufacturing a wiring board, comprising: forming a groove having an undercut portion on the substrate; and disposing a conductive material in the groove to form the electric wiring of the predetermined pattern.
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