JP2010105298A

JP2010105298A - 配線構造体の製造方法及び回路体

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Publication number: JP2010105298A
Application number: JP2008280750A
Authority: JP
Inventors: Toru Yamashita; 徹山下
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP4973641B2

Abstract

【課題】接続を簡単にしたまま電気接続信頼性をより向上させる。
【解決手段】本発明の製法は、熱伸縮が可逆性を有する基材４１の上面に電極ランド４２ａを有する複数の導線４２を形成する工程と、基材４１の上面にて導線４２を覆うように、基材４１よりも熱膨張率が小さく且つその熱伸縮が可逆性を有する被覆層４３を形成する工程と、基材４１における電極ランド４２ａの配設箇所にスルーホール４１ａを形成する工程と、スルーホール４１ａに電極ランド４２ａと導通する中継導体４４を形成する工程と、圧電アクチュエータ１２の電極端子２４ａの上に導電性及び柔軟性を有するバンプ３９を形成する工程と、ＦＰＣ１３を加熱することでスルーホール４１ａを拡径させる工程と、拡径したスルーホール４１ａ内にバンプ３９が挿入された状態で加熱を解除してスルーホール４１ａを縮径させる工程とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、配線構造体の製造方法及び回路体に関するものである。

インクジェットヘッドには、インクを吐出する複数のノズルに夫々対応する複数の圧力室が設けられた流路ユニットと、圧力室内のインクに移送圧力を与えるべく流路ユニットに重ねられた圧電アクチュエータとを備えたものがある。その圧電アクチュエータの表面には、各圧力室に夫々対応する複数の電極端子が形成されており、駆動信号を供給するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）の電極ランドが電極端子に対して夫々電気的に接続されている。

具体的には、圧電アクチュエータの電極端子の上にハンダ等の導電性材料をバンプ状に形成し、ＦＰＣの圧電アクチュエータに対向する面に電極ランドを覆うように未硬化の熱硬化性樹脂層を塗布し、未硬化の熱硬化性樹脂層にバンプを押し当てて合成樹脂層を貫通させ、バンプと電極ランドとを接触させるとともにバンプの周囲を熱硬化性樹脂で覆い、その後、熱硬化性樹脂層を硬化させている。つまり、バンプの先端部に電極ランドが接触することで電気的に接続し、熱硬化性樹脂層がバンプの周囲において圧電アクチュエータの電極端子と機械的に接続している。これにより、ＦＰＣと圧電アクチュエータとが電気的かつ機械的に接続される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３０５８４７号公報

しかしながら、ＦＰＣが圧電アクチュエータに接続された後の組立工程において、ＦＰＣに外部からの力が作用すると、ＦＰＣが圧電アクチュエータから剥がれてしまい、特に電気的導通がバンプと電極ランドとの接触のみで行なわれているため、ＦＰＣの剥がれにより、容易に電気的断線が起こってしまう虞がある。

そこで本発明は、接続を簡単にしたまま電気接続信頼性をより向上させることを目的としている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る配線構造体の製造方法は、複数の電極端子が表面に形成された部材と、前記複数の電極端子に電気的に接続された回路体とを備える配線構造体の製造方法であって、熱伸縮が可逆性を有する基材を備えた前記回路体の前記基材の前記部材と反対側の面において、前記電極端子と対応する位置に電極ランドを有する複数の導線を形成する工程と、前記基材の前記部材と反対側の面において少なくとも前記導線を覆うように、前記基材よりも熱膨張率が小さく且つその熱伸縮が可逆性を有する被覆層を形成する工程と、前記基材における前記電極ランドの配設箇所に前記部材側に開口するスルーホールを形成する工程と、前記スルーホールを画定する面に前記電極ランドと導通する中継導体を形成する工程と、前記部材の表面に、前記複数の電極端子と夫々電気的に接続された導電性及び柔軟性を有する複数のバンプを形成する工程と、前記回路体を加熱することで前記スルーホールを前記部材側に向けて拡径させる工程と、前記拡径したスルーホール内に前記バンプが挿入された状態において、前記加熱を解除することで前記スルーホールを縮径させる工程と、を備えていることを特徴とする。

これによれば、被覆層の熱膨張率が基材の熱膨張率よりも小さいため、回路体を加熱すると、スルーホールが部材側に向けて拡径するように回路体が変形する。そうすると、バンプをスルーホールに挿入しやすくなる。そして、バンプがスルーホールに挿入された状態において加熱を解除すると、基材及び被覆層の熱伸縮が可逆性を有しているので、スルーホールが元の状態に復帰するように収縮する。そうすると、スルーホールを画定する面に形成された中継導体がバンプを挟み込み、中継導体がバンプと安定的に接触する。したがって、複数の電極端子を有する部材に対して回路体を簡単に接続することができ、かつ、電気的かつ機械的な接続信頼性を向上させることができる。

前記基材は熱膨張性を有し、前記被覆層は熱収縮性を有していてもよい。

これによれば、基材と被覆層との間の熱膨張率の差が大きくなり、スルーホールにある部位において回路体は被覆層側に向けて顕著に反り返るため、スルーホールを部材側に向けて十分に拡径させることができる。

前記基材の前記部材側の面における少なくとも前記スルーホールの周囲に、前記スルーホールと連通する開口を有する合成樹脂層を形成する工程と、前記合成樹脂層が前記バンプを囲むように前記部材の表面に接触した状態で硬化させる工程とを備えていてもよい。

これによれば、スルーホールの周囲の合成樹脂層が部材の表面に接触して硬化し、合成樹脂層を接着剤として回路体が部材に機械的に接合される。よって、回路体の部材に対する剥離強度がさらに向上する。また、合成樹脂層はスルーホールと連通する開口を有するので、バンプと電極ランドとの間に合成樹脂が挟みこまれるのを防止することができる。さらに、合成樹脂層はバンプを囲むように硬化するので、バンプが密封されてマイグレーションの発生等を好適に防止することができる。

前記合成樹脂層は、熱可塑性樹脂層からなり、前記合成樹脂層を硬化させる工程は、前記加熱を解除する工程であってもよい。

これによれば、スルーホールを縮径させるべく加熱を解除するのと同時に、合成樹脂層を硬化させることができ、作業工数を抑制することができる。

前記部材は、前記電極端子へ供給される信号に応じて変形する活性部が前記複数の電極端子の間に配置されたアクチュエータであり、前記合成樹脂層は、前記活性部に対応する位置で間隔をあけるように部分的に形成され、前記バンプを囲むように前記電極端子の表面に接触した状態で硬化してもよい。

これによれば、加熱により回路体が変形して活性部に近づいても、合成樹脂層が活性部に付着することが防止され、アクチュエータの不具合発生を防ぐことができる。また、合成樹脂層は電極端子の表面上で接触しているため、活性部の変形に影響を及ぼさず、アクチュエータの不具合発生をより好適に防ぐことができる。

前記基材の前記部材側の面における前記スルーホールの周囲に切込部を形成してもよい。

これによれば、加熱工程において、切込部を基点としてスルーホールが部材側に向けて拡径しやすくなる。また、基材の部材側の面に合成樹脂層を形成した場合には、切込部の内部に入り込んでいた合成樹脂が、スルーホールの拡径時に切込部から押し出され、合成樹脂層がスルーホール周囲において部材に接触し易くなる。

前記基材の前記部材側の面における前記スルーホールの周囲に、前記中継導体と導通する第２の電極ランドを形成してもよい。

これによれば、バンプが第２の電極ランドにも接触し、回路体に対するバンプの電気接続面積が増加するため、電気接続信頼性がより向上する。

前記被覆層は、複数の前記電極ランドの間の位置で間隔をあけるよう部分的に形成されてもよい。

これによれば、加熱工程において、基材と被覆層との熱膨張率の違いにより生じる応力がスルーホールに対して効果的に働き、スルーホールを円滑に拡径させることができる。

前記部材は、前記電極端子へ供給される信号に応じて変形する活性部が前記複数の電極端子の間に配置されたアクチュエータであり、前記回路体の前記被覆層側の表面は、前記電極ランドに対応する部分の表面が、前記活性部に対応する部分の表面よりも高く形成され、前記加熱工程では、前記回路体の表面を平坦な加熱面を有するヒータにより押圧してもよい。

これによれば、ヒータの加熱面は、回路体における電極ランドに対応する部分に優先的に接触するので、ヒータにより与えられる熱と押圧力が電極ランドに対応する部分に集中してスルーホールの拡径と中継導体へのバンプの接触とを確実にし、さらに回路体におけるアクチュエータの活性部に対応する部分へ作用する熱と押圧力が緩和され、回路体が活性部に接触するのを防止することができる。

また本発明の回路体は、基材と、前記基材の一面に形成されて、電極ランドを有する複数の導線と、前記基材の一面において少なくとも前記導線を覆うように形成された被覆層と、を備え、前記基材には、前記電極ランドが配設された箇所に前記基材の他面側に開口するスルーホールが形成され、前記スルーホールを画定する面には、前記電極ランドと導通する中継導体が形成され、前記基材及び前記被覆層は、その熱伸縮が可逆性を有し、前記被覆層の熱膨張率は、前記基材の熱膨張率よりも小さいことを特徴とする。

これによれば、被覆層の熱膨張率が基材の熱膨張率よりも小さいため、回路体を加熱すれば、スルーホールが手部材に向けて拡径するように回路体が変形する。そうすると、相手部材の電気接続部分（例えば、バンプ）をスルーホールに挿入しやすくなる。そして、その挿入状態において加熱を解除すると、基材及び被覆層の熱収縮が可逆性を有しているので、スルーホールが元の状態に復帰するように収縮する。そうすると、中継導体がバンプを挟み込み、中継導体がバンプと安定的に接触する。したがって、相手部材に対して簡単に接続でき、かつ、電気接続信頼性が向上する。

これによれば、基材と被覆層との間の熱膨張率の差が大きくなり、スルーホールにある部位において回路体は被覆層側に向けて顕著に反り返るため、スルーホールを相手部材に向けて十分に拡径させることができる。

前記基材の他面における少なくとも前記スルーホールの周囲に、前記スルーホールと連通する開口を有する合成樹脂層をさらに備えていてもよい。

これによれば、回路体を加熱することで、スルーホール周囲の合成樹脂層が接続相手部材の表面に接触して硬化し、合成樹脂層を接着剤として回路体が相手部材に機械的に接合される。よって、回路体の相手部材に対する剥離強度がさらに向上する。

前記基材の他面には、前記スルーホールの周囲に切込部が形成されていてもよい。

これによれば、回路体を加熱すれば、切込部を基点としてスルーホールが部材側に向けて拡径しやすくなる。また、基材の他面に合成樹脂層を形成した場合には、切込部の内部に入り込んでいた合成樹脂が、スルーホールの拡径時に切込部から押し出され、合成樹脂層がスルーホール周囲において相手部材の表面に接触し易くなる。

前記基材の他面における前記スルーホールの周囲に、前記中継導体と導通する第２の電極ランドが形成されていてもよい。

これによれば、相手部材の電気接続部分が第２の電極ランドにも接触し、回路体に対する相手部材の電気接続面積が増加するため、電気接続信頼性がより向上する。

これによれば、回路体を加熱すれば、基材と被覆層との熱膨張率の違いにより生じる応力がスルーホールに対して効果的に働き、スルーホールを円滑に拡径させることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数の電極端子を有する部材に対して回路体を簡単に接続することができ、かつ、電気的かつ機械的な接続信頼性を向上させることができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るＦＰＣ１３が接続されたインクジェットヘッド１０の分解斜視図である。インクジェットヘッド１０は、インクジェットプリンタ（図示せず）の走査方向に往復移動可能なキャリッジ（図示せず）の下部に搭載されていて、キャリッジの下方には、走査方向と直交する紙送り方向に印刷用紙が搬送され、インクカートリッジからのインクがインクジェットヘッドに供給され、インクジェットヘッドから印刷用紙にインクを吐出することにより、印刷を行う。

図１に示すように、インクジェットヘッド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孔１８ａ（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１９と、振動板１９の上面に形成された後述する共通電極２２（図２参照）と、共通電極２２の上面を覆うように設けられた圧電シート２３と、圧電シート２３の上面に多数配列された個別電極２４とを備えている。個別電極２４は、後述する圧力室３３と相似の略長円状の主電極部２４ａと、この主電極部２４ａの長手方向の端部から圧力室３３と重ならない位置まで引き出された個別電極端子２４ｂとを有している。圧電シート２３の上面の所要箇所には、共通電極２２（図３参照）と導通する共通電極端子２５が形成されている。

圧電アクチュエータ１２の上面には、駆動信号供給源となる制御装置と電気的接続を行うための回路体であるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１３が重ねて配置され、そのＦＰＣ１３の下面に露出した電極ランド４２ａ（図２参照）が、圧電アクチュエータ１２の各電極端子２４ａ，２５に導通接続されている。また、振動板１９にはメッシュ状のフィルタ３５が被せられたインク供給口３６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３６と連通するインク供給口３７が形成されている。

図２は図１に示すＦＰＣ１３が接続されたインクジェットヘッド１０の要部断面図である。なお、図２は紙送り方向に直交する面で切断した断面を表している。図２に示すように、流路ユニット１１は、圧力室プレート１５と、接続流路プレート１６と、マニホールドプレート１７と、ノズルプレート１８とがそれぞれ接着積層された構成となっている。ノズルプレート１８はポリイミド等の樹脂シートでレーザ加工等により流路を構成する開口が形成されていると共に、それ以外の各プレート１５〜１７はステンレス板等の金属板でエッチング等により流路を構成する開口が形成されている。

圧力室プレート１５は、平面視（振動板１９の面に直交する方向からの目視）で長辺に沿うように２列に並べられた多数の圧力室孔１５ａを有している。圧力室孔１５ａは、平面視で走査方向（圧力室孔１５ａの列方向と直交する方向）の長軸を有する長円形状となっている（図５参照）。接続流路プレート１６は、圧力室孔１５ａの一端部に連通する連通孔１６ａと、圧力室１５ａの他端部に連通する流出用貫通孔１６ｂとを有している。マニホールドプレート１７は、圧力室孔１５ａの各列にそれぞれ連通孔１６ａを介して連通するように列方向に延在するマニホールド孔１７ａと、流出用貫通孔１６ｂにそれぞれ連通する流出用貫通孔１７ｂとを有している。ノズルプレート１８は、流出用貫通孔１７ｂに連通して外部にインクを噴射するノズル孔１８ａを有している。

流路ユニット１１内には、マニホールド孔１７ａの上下が接続流路プレート１６とノズルプレート１８とで挟まれて閉鎖されることで共通液室３１が形成されている。この共通液室３１は、インクタンク（図示せず）からインクが供給されるインク供給口３６，３７（図１参照）に連通している。共通液室３３は、接続流路プレート１６の連通孔１６ａにより形成された接続流路３２を介して上方の圧力室孔１５ａの一端部に連通している。この圧力室孔１５ａの上下が振動板１９と接続流路プレート１６とで挟まれて閉鎖されることで圧力室３３が形成されている。圧力室３３の他端部には、流出用貫通孔１６ｂ，１７ｂにより形成されたディセンダ３４が連通しており、ディセンダ３４は、下方のノズル孔１８ａに連通している。

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１９を有している。振動板１９は、ステンレス板などの金属板からなる振動板本体２０と、振動板本体２０の上面に成膜されたアルミナ等からなる絶縁層２１とを有している。振動板１９の上面には、多数の圧力室孔１５ａに対応して連続配置された共通電極２２が印刷形成されている。共通電極２２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２３が形成されている。圧電シート２３は、エアロゾルデポジション法、スパッタ法、蒸着法又はゾルゲル法などの成膜法により、接着剤を用いずに振動板１９及び共通電極２２上に形成されている。圧電シート２３の上面には、各圧力室孔１５ａの夫々に対応するよう配置された多数の個別電極２４が２列に印刷形成されている。共通電極２２及び個別電極２４は、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。

圧電アクチュエータ１２の圧電シート２３の分極方向はその厚み方向であり、圧電アクチュエータ１２は、上側の１枚の圧電シート２３を変形する活性部Ａが存在する活性層とし、下側の振動板１９を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。活性部Ａは、複数の個別電極端子２４ｂの間に位置している。電極端子２４ａを介して個別電極２４に所定電圧を印加すると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート２３中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部Ａとして働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、振動板１９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２３と振動板１９との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート２３及び振動板１９が圧力室３３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１９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。

個別電極２４の個別電極端子２４ｂの表面には、Ａｇなどの金属材料と樹脂とを含む導電性接着剤のバンプ３９（例えば、ニホンハンダ社製のNH-070A(T)等）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にＦＰＣ１３の電極ランド４２ａが電気的に接続されている。

ＦＰＣ１３は、フィルム状の基材４１と、この基材４１の上面に銅箔等の導電性金属により形成された複数の導線４２および電極ランド４２ａと、この導線４２を上側から覆うように基材４１の上面に形成された被覆層４３とを有する。導線４２は、バンプ３９と対応する位置に電極ランド４２ａを有しており、ＦＰＣ１３上に搭載されたドライバＩＣ（図示せず）と複数の電極ランド４２ａとを個別に接続する配線パターンに形成されている。また、被覆層４３の上面は、電極ランド４２ａに対応する部分が活性部Ａに対応する部分よりも高く形成されている。基材４１は、加熱すると膨張し（熱膨張性）、加熱を解除すると元に戻る性質（可逆性）を有する絶縁材料からなり、例えば、ポリイミドなどの熱による膨張率が高い絶縁材料からなる。被覆層４３は、加熱すると収縮し（熱収縮性）、加熱を解除すると元に戻る性質（可逆性）を有する絶縁材料からなる。例えば、被覆層４３は、Ｎａ₂ＳＯ₄、ＫＮＯ₃又はＮａ₂ＣＯ₃をカプセル状にして一般的なソルダーレジスト材（例えば、エポキシ樹脂等）に混ぜたもの、若しくは、タングステン酸ジルコニウム等からなる。

基材４１には、電極ランド４２ａが配設された箇所に下面側に開口するスルーホール４１ａが形成されている。スルーホール４１ａを画定する内周面には、電極ランド４２ａと導通する中継導体４４がＣｕメッキにより形成されている。さらに、基材４１の下面におけるスルーホール４１ａの周囲には、中継導体４４と導通する第２の電極ランド４５が形成されている。第２の電極ランド４５は、平面視円環状であり、平面視でバンプ３９と略同一の外径に形成されている。基材４１の下面には、スルーホール４１ａの周囲であって第２の電極ランド４５の周囲に、断面Ｖ字状の切込部４１ｂが平面視円環状に形成されている。さらに、基材４１の下面には、スルーホール４１ａの周囲においてスルーホール４１ａと連通する開口４６ａを有する熱可塑性樹脂層４６が形成されている。この熱可塑性樹脂層４６は、活性部Ａに対応する位置で間隔をあけるように部分的に形成されている。バンプ３９は、この開口４６ａを通じてスルーホール４１ａ内に入り込み、中継導体４４及び第２の電極ランド４５と接触し、熱可塑性樹脂層４６がそのバンプ３９を囲んで密閉した状態で個別電極端子２４ｂに機械的に接続されている。このようにして、ＦＰＣ１３と圧電アクチュエータ１２とからなる配線構造体５０が形成されている。

次に、配線構造体５０の製造手順について説明する。図３〜８は図１に示すＦＰＣ１３を製造する際の第１〜６工程を示す要部断面図である。なお、図３〜８は走査方向に直交する面で切断した断面を表している。まず、図３に示すように、基材４１の上面において、電極ランド４２ａを有する複数の導線４２を所要の配線パターンに印刷形成する。次いで、図４に示すように、基材４１の上面に、導線４２を覆うように被覆層４３を印刷形成する。この際、被覆層４３の上面は、電極ランド４２ａに対応する部分４３ａが活性部Ａに対応する部分よりも高くなるように形成する。

次いで、図５に示すように、基材４１の下面に、電極ランド４２ａの配設箇所において下方に開口する円筒状のスルーホール４１ａをエッチングやレーザ加工等で形成する。即ち、スルーホール４１ａの上側開口が電極ランド４２ａで閉鎖された状態となっている。次いで、図６に示すように、スルーホール４１ａを画定する内周面に電極ランド４２ａと導通する中継導体４４を形成するとともに、基材４１の下面におけるスルーホール４１ａの周囲に、中継導体４４と導通する第２の電極ランド４５を形成する。この際、中継導体４４は、下方に開口する有底円筒状に形成され、第２の電極ランド４５は、その内周縁が中継導体４４の下端と連続する平面視円環状に形成される。

次いで、図７に示すように、基材４１の下面に、スルーホール４１ａの周囲であって第２の電極ランド４５の周囲に平面視円環状の切込部４１ｂを形成する。この切込部４１ｂは、レーザ加工又はエッチング加工により、基材４１の上面に到達しないように断面Ｖ字形状に形成される。次いで、図８に示すように、基材４１の下面のスルーホール４１ａの周囲に、中継導体４４が設けられたスルーホール４１ａと連通する開口４６ａを有する熱可塑性樹脂層４６（例えば、アクリロニトリル／スチレン樹脂、メタクリル樹脂）を塗布する。この熱可塑性樹脂層４６は、スルーホール４１ａに対応する位置に部分的に設けられ、活性部Ａ（図２参照）に対向する位置には設けられていない。また、熱可塑性樹脂４６は、切込部４１ｂの断面Ｖ字形状の空間を充填している。以上の手順により、ＦＰＣ１３が形成されることとなる。なお、図３〜８における各部材４１〜４６の形成順序は変わってもよく、例えば、スルーホール４１ａを形成した後に電極ランド４２ａを形成してもよいし、切込部４１ｂを形成した後にスルーホール４１ａ内の中継導体４４と第２の電極ランド４５とを形成してもよい。また、第２の電極ランド４５は、電極ランド４２ａを形成するときに、両面側に印刷形成しておいてもよく、その場合、基材４１の上面側に第１の電極ランド４２ａを、下面側に第１の電極ランド４２ａと対応する位置にランドを形成したのち、スルーホール４１ａを形成するときに、基材４１とともにそのランドも加工することで円環状の第２の電極ランド４５を形成し、のちに中継導体４４を設けてもよい。

図９〜１１は図１に示すＦＰＣ１３を圧電アクチュエータ１２に接続する際の第１〜３工程を示す要部断面図である。なお、図９〜１１は走査方向に直交する面で切断した断面を表している。図９に示すように、圧電アクチュエータ１２のAg-Pd系材料にて形成された個別電極端子２４ｂの上面に、導電性のバンプ３９を形成する。このバンプ３９は、Ａｇなどの金属材料と樹脂とを含む導電性接着剤により形成されて、外力により容易に変形しうる柔軟性を有し、外力が掛からない状態ではドーム状の外形が維持されるようになっている。

次いで、図１０に示すように、ヒータ６０の平坦な加熱面６０ａをＦＰＣ１３の上面に押し当ててＦＰＣ１３を加熱する。そうすると、基材４１が熱膨張するのに対して被覆層４３が熱収縮されるとともに、ヒータ６０によりＦＰＣ１３が下方に押圧されているため、ＦＰＣ１３はスルーホール４１ａが下方に向けて拡径するように変形する。この際、ＦＰＣ１３が切込部４１ｂを基点として変形することで、スルーホール４１ａが下方に向けて拡径しやすくなっている。また、スルーホール４１ａの拡径に伴って切込部４１ｂの断面Ｖ字形状の空間が狭くなることで、その空間内部に入り込んでいた熱可塑性樹脂４６が切込部４１ｂから押し出され、熱可塑性樹脂層４６に下方に向けて突出した突出部４６ｂが形成されることなる。

次いで、ヒータ６０でＦＰＣ１３を下方に押圧して、スルーホール４１ａ内にバンプ３９を挿入させ、熱可塑性樹脂層４６の突出部４６ｂを個別電極端子２４ｂに接触させる。その際、スルーホール４１ａは拡径しているため、バンプ３９がスルーホール４１ａに挿入されやすくなっている。また、バンプ３９は、外力により容易に変形しうる柔軟性を有しているので、スルーホール４１ａ及び中継導体４４により形成された空間を満たすように変形する。また、熱可塑性樹脂層４６はスルーホール４１ａと連通する開口４６ａを有するので、バンプ３９と電極ランド４２ａとの間に熱可塑性樹脂４６が挟みこまれることが防止される。

また、加熱によりＦＰＣ１３が変形して圧電アクチュエータ１２の活性部Ａに近づいても、活性部Ａに対向する位置には熱可塑性樹脂層４６が設けられていないので、熱可塑性樹脂４６が活性部Ａに付着することが防止される。被覆層４３の上面は、電極ランド４２ａに対応する部分４３ａが活性部Ａに対応する部分よりも高く形成されているので、ヒータ６０の加熱面６０ａは、当該部分４３ａに優先的に接触し、ヒータ６０により与えられる熱と押圧力が当該部分４３ａに集中してスルーホール４１ａの拡径と中継導体４４へのバンプ３９の接触とを確実にし、さらにＦＰＣ１３における活性部Ａに対応する部分へ作用する熱と押圧力が緩和され、ＦＰＣ１３が活性部Ａに接触することが防止される。

次いで、その状態からヒータ６０を離して加熱を解除する。そうすると、基材４１の熱膨張と被覆層４３の熱収縮とが共に可逆性を有しているので、スルーホール４１ａが元の形状に復帰するように縮径する。そうすると、中継導体４４がバンプ３９を挟み込み、中継導体４４がバンプ３９と安定的に接触することとなる。従って、ＦＰＣ１３と圧電アクチュエータ１２との電気的かつ機械的な接続信頼性が向上する。

また、加熱解除により、スルーホール４１ａが縮径して元の形状に復帰するのと同時に、熱可塑性樹脂層４６が個別電極端子２４ｂに接触した状態で硬化し、熱可塑性樹脂層４６を接着剤としてＦＰＣ１３が個別電極端子２４ｂに機械的に接合される。よって、ＦＰＣ１３の圧電アクチュエータ１２に対する接合強度がさらに向上する。また、熱可塑性樹脂層４６は、スルーホール４１ａが拡径したときに、熱可塑性樹脂４６が切込部４１ｂから押し出され、熱可塑性樹脂層４６に下方に向けて突出した突出部４６ｂが形成され、熱可塑性樹脂層が厚くなっているため、バンプ３９がスルーホール４１ａ内に入り込んだときに、バンプ３９の周囲が多くの熱可塑性樹脂で覆われ、接合強度を向上させることができる。さらに熱可塑性樹脂層４６は個別電極端子２４の表面に接触してバンプ３９を密封するため、マイグレーションの発生等を好適に防止することができる。また、活性部Ａの変形に影響を及ぼさず、圧電アクチュエータ１２の不具合発生も防止される。

以上のようにして、ＦＰＣ１３と圧電アクチュエータ１２とからなる配線構造体５０が形成される。

（第２実施形態）
図１２は本発明の第２実施形態に係るＦＰＣ１１３を説明する要部断面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、本実施形態のＦＰＣ１１３では、被覆層１４３が、電極ランド４２ａの間の位置で間隔をあけるように基材４１の上面に部分的に形成されている。つまり、導線４２を覆う箇所に被覆層１４３を設ける一方で、導線４２が配置されていない箇所では被覆層１４３を設けないようにしている。これによれば、ヒータ６０（図１０参照）をＦＰＣ１１３に押し当てたときに、基材４１と被覆層１４３との熱膨張率の違いにより生じる応力がスルーホール４１ａに対して効果的に働き、スルーホール４１ａが円滑に拡径することとなる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

なお、前述した各実施形態では、基材４１が熱膨張性を有し、被覆層４３，１４３が熱収縮性を有しているが、これに限定されず、被覆層の熱膨張率が基材の熱膨張率よりも小さければよい。また、前述した各実施形態では、第２の電極ランド４５が設けられているが、中継導体４４とバンプ３９との間で十分に安定した導通が図れる場合には、第２の電極ランド４５を設けなくてもよい。また、熱可塑性樹脂層４６の代わりに熱硬化性樹脂層（例えば、エポキシ樹脂やソルダレジスト等）を設けてもよい。その場合、加熱によりスルーホール４１ａを拡径させる際には、未硬化の熱硬化性樹脂層が硬化温度に達しないようにヒータ６０の温度を設定し、加熱解除によりスルーホール４１ａがバンプ３９を挟み込むように縮径した後に、再びヒータ６０によりＦＰＣ１３を加熱し、熱硬化性樹脂層を硬化温度まで昇温させるようにすればよい。

以上のように、本発明に係る配線構造体の製造方法及び回路体は、複数の電極端子を有する部材に対して回路体を簡単に接続することができ、かつ、電気的かつ機械的な接続信頼性を向上させることができる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェットヘッドとＦＰＣとの接続構造等に広く適用すると有益である。

本発明の第１実施形態に係るＦＰＣが接続されたインクジェットヘッドの分解斜視図である。図１に示すＦＰＣが接続されたインクジェットヘッドの要部断面図である。図１に示すＦＰＣを製造する際の第１工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣを製造する際の第２工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣを製造する際の第３工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣを製造する際の第４工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣを製造する際の第５工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣを製造する際の第６工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣをアクチュエータに接続する際の第１工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣをアクチュエータに接続する際の第２工程を示す要部断面図である。図１に示すＦＰＣをアクチュエータに接続する際の第３工程を示す要部断面図である。本発明の第２実施形態に係るＦＰＣを説明する要部断面図である。

符号の説明

１２圧電アクチュエータ（部材）
１３ＦＰＣ（回路体）
２４ａ個別電極端子
３９バンプ
４１基材
４１ａスルーホール
４１ｂ切込部
４２導線
４２ａ電極ランド
４３，１４３被覆層
４４中継導体
４５第２の電極ランド
４６熱可塑性樹脂層
４６ａ開口
５０配線構造体
６０ヒータ
６０ａ加熱面

Claims

複数の電極端子が表面に形成された部材と、前記複数の電極端子に電気的に接続された回路体とを備える配線構造体の製造方法であって、
熱伸縮が可逆性を有する基材を備えた前記回路体の前記基材の前記部材と反対側の面において、前記電極端子と対応する位置に電極ランドを有する複数の導線を形成する工程と、
前記基材の前記部材と反対側の面において少なくとも前記導線を覆うように、前記基材よりも熱膨張率が小さく且つその熱伸縮が可逆性を有する被覆層を形成する工程と、
前記基材における前記電極ランドの配設箇所に前記部材側に開口するスルーホールを形成する工程と、
前記スルーホールを画定する面に前記電極ランドと導通する中継導体を形成する工程と、
前記部材の表面に、前記複数の電極端子と夫々電気的に接続された導電性及び柔軟性を有する複数のバンプを形成する工程と、
前記回路体を加熱することで前記スルーホールを前記部材側に向けて拡径させる工程と、
前記拡径したスルーホール内に前記バンプが挿入された状態において、前記加熱を解除することで前記スルーホールを縮径させる工程と、
を備えていることを特徴とする配線構造体の製造方法。
前記基材は熱膨張性を有し、前記被覆層は熱収縮性を有していることを特徴とする請求項１に記載の配線構造体の製造方法。
前記基材の前記部材側の面における少なくとも前記スルーホールの周囲に、前記スルーホールと連通する開口を有する合成樹脂層を形成する工程と、
前記合成樹脂層が前記バンプを囲むように前記部材の表面に接触した状態で硬化させる工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線構造体の製造方法。
前記合成樹脂層は、熱可塑性樹脂層からなり、
前記合成樹脂層を硬化させる工程は、前記加熱を解除する工程であることを特徴とする請求項３に記載の配線構造体の製造方法。
前記部材は、前記電極端子へ供給される信号に応じて変形する活性部が前記複数の電極端子の間に配置されたアクチュエータであり、
前記合成樹脂層は、前記活性部に対応する位置で間隔をあけるように部分的に形成され、前記バンプを囲むように前記電極端子の表面に接触した状態で硬化することを特徴とする請求項３又は４に記載の配線構造体の製造方法。
前記基材の前記部材側の面における前記スルーホールの周囲に切込部を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の配線構造体の製造方法。
前記基材の前記部材側の面における前記スルーホールの周囲に、前記中継導体と導通する第２の電極ランドを形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の配線構造体の製造方法。
前記被覆層は、複数の前記電極ランドの間の位置で間隔をあけるよう部分的に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の配線構造体の製造方法。
前記部材は、前記電極端子へ供給される信号に応じて変形する活性部が前記複数の電極端子の間に配置されたアクチュエータであり、
前記回路体の前記被覆層側の表面は、前記電極ランドに対応する部分の表面が、前記活性部に対応する部分の表面よりも高く形成され、
前記加熱工程では、前記回路体の表面を平坦な加熱面を有するヒータにより押圧することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の配線構造体の製造方法。
基材と、
前記基材の一面に形成されて、電極ランドを有する複数の導線と、
前記基材の一面において少なくとも前記導線を覆うように形成された被覆層と、を備え、
前記基材には、前記電極ランドが配設された箇所に前記基材の他面側に開口するスルーホールが形成され、前記スルーホールを画定する面には、前記電極ランドと導通する中継導体が形成され、
前記基材及び前記被覆層は、その熱伸縮が可逆性を有し、
前記被覆層の熱膨張率は、前記基材の熱膨張率よりも小さいことを特徴とする回路体。
前記基材は熱膨張性を有し、前記被覆層は熱収縮性を有していることを特徴とする請求項１０に記載の回路体。
前記基材の他面における少なくとも前記スルーホールの周囲に、前記スルーホールと連通する開口を有する合成樹脂層をさらに備えていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の回路体。
前記基材の他面には、前記スルーホールの周囲に切込部が形成されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の回路体。
前記基材の他面における前記スルーホールの周囲に、前記中継導体と導通する第２の電極ランドが形成されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の回路体。
前記被覆層は、複数の前記電極ランドの間の位置で間隔をあけるよう部分的に形成されることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の回路体。