JP2016172344A - 電子デバイス、および、電子デバイスの製造方法 - Google Patents

電子デバイス、および、電子デバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】感光性樹脂のパターニング精度および接着信頼性を両立することが可能な電子デバイス、および、電子デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】間に間隙を空けた状態で基板同士を接合する接合樹脂４５は、感光性樹脂４３と、当該感光性樹脂とは異なる接合補強樹脂４４とが積層されて構成され、感光性樹脂は、一方の基板にパターニングされ、パターニングされた感光性樹脂に積層される接合補強樹脂は、濡れ広がりであるフィレット４４ａ又は感光性樹脂よりも外側に膨らむ部分を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、第１の基板と第２の基板とが感光性を有する接合樹脂を間に介在させた状態で接合された電子デバイス、および、電子デバイスの製造方法に関するものである。
電子デバイスは、電圧の印加により変形する圧電素子等の駆動素子を備えたデバイスであり、各種の装置やセンサー等に応用されている。例えば、液体噴射装置では、電子デバイスを利用した液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射している。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
上記の液体噴射ヘッドは、ノズルに連通する圧力室が形成された圧力室形成基板、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧電素子（駆動素子の一種）、及び、当該圧電素子に対して間隔を開けて配置された封止板（あるいは保護基板とも呼ばれる）等が積層された電子デバイスを備えている。近年、圧電素子等のアクチュエーターの駆動に係る駆動回路を封止板に設ける技術も開発されている。そして、このような基板同士が、間に空間を空けた状態で感光性樹脂からなる接着剤（接着樹脂）により接合されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このほか、各種センサー等のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）における半導体パッケージでは、配線の高密度化や小型化に対応するべく基板同士を、感光性を有する接合樹脂（以下、感光性樹脂）により積層した構造が採用される。
特開２０００−２８９１９７号公報
図８は従来における基板同士の接合工程の例を説明する工程図である。図８（ａ）に示すように、第１の基板５２上に感光性樹脂５３が塗布された後、図８（ｂ）に示すように、塗布された感光性樹脂５３は、露光および現像を経て所定の形状にパターニングされる。ところが、現像の際に感光性樹脂５３がある程度硬化していないと、感光性樹脂５３が基板から剥がれたり形状が崩れたりする虞があり、パターニングの精度が低下するという問題がある。この感光性樹脂５３に関し、露光時にも硬化は進むが、現像の際の不具合を抑制するべく基板上に定着させる上では、現像の前に５０％以上に硬化を進めることが望ましい。このため、現像の前に加熱処理（プリベーク）が行われる。その一方で、このように加熱処理により感光性樹脂５３の硬化が進むため、図８（ｃ）および図８（ｄ）に示すように基板同士を接合した状態において、感光性樹脂５３の接着強度が不足し、接着信頼性が低下するという問題もあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、感光性樹脂のパターニング精度および接着信頼性を両立することが可能な電子デバイス、および、電子デバイスの製造方法を提供することにある。
〔手段１〕
本発明の電子デバイスは、上記目的を達成するために提案されたものであり、第１の基板と第２の基板とが、接合樹脂を間に介在させることで互いに間隔を空けた状態で接合された電子デバイスであって、
前記接合樹脂は、感光性樹脂と、当該感光性樹脂とは異なる接合補強樹脂とが積層されて構成され、
前記感光性樹脂は、前記第１の基板と前記第２の基板のうち少なくとも一方の基板にパターニングされ、
パターニングされた前記感光性樹脂に積層される前記接合補強樹脂は、濡れ広がり又は前記感光性樹脂よりも外側に膨らむ部分を有することを特徴とする。
手段１の構成によれば、感光性樹脂のパターニング精度および接着信頼性を両立することが可能となる。すなわち、接合樹脂における感光性樹脂については、現像の前段階で露光や加熱により従来よりも硬化を進めることができ、パターニングの精度を向上させることができる。一方、接着強度については接合補強樹脂により補強することができるので、基板同士をより確実に接合することができる。また、感光性樹脂のパターニング精度および接着信頼性を両立することができるので、電子デバイスをより安定して製造することができ、歩留まりの向上が期待できる。
〔手段２〕
また、手段１の構成において、前記接合補強樹脂は、感光性を有さず、前記感光性樹脂よりも低粘度の接着剤である構成を採用することが望ましい。
手段２の構成によれば、感光性を有さず低粘度の接着剤を使用することで接合を補強することができ、コストの低減に寄与することができる。
〔手段３〕
また、上記手段１または手段２の構成に関し、前記他方の基板における前記接合樹脂との接合領域には、前記感光性樹脂または前記接合補強樹脂と同種の樹脂が形成された構成を採用することもできる。
手段３の構成によれば、特に、他方の基板における接合樹脂との接合領域に感光性樹脂と同種の樹脂が形成された構成を採用することにより、接合補強樹脂の基板に対する濡れ広がりを防止することができるので、当該基板における構造体に接合樹脂をより近接させて配置することができる。これにより、基板における構造体および接合樹脂の高密度化が可能となり、電子デバイスの小型化に寄与することができる。
〔手段４〕
そして、本発明の電子デバイスの製造方法は、第１の基板と第２の基板とが、感光性樹脂および接合補強樹脂の積層からなる接合樹脂を間に介在させることで互いに間隔を空けた状態で接合された電子デバイスの製造方法であって、
前記第１の基板と前記第２の基板のうち、少なくとも一方の基板に、前記感光性樹脂を塗布する工程と、
前記塗布された感光性樹脂を、露光、加熱による仮硬化、および現像を経てパターニングする工程と、
前記パターニングされた感光性樹脂に重ねて、前記接合補強樹脂を塗布する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記接合樹脂を挟んだ状態で、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する工程と、
を含むことを特徴とする。
手段４の方法によれば、感光性樹脂のパターニング精度および接着信頼性を両立することが可能となる。
〔手段５〕
また、手段４の方法において、前記接合補強樹脂を塗布する工程において、前記接合補強樹脂は転写法により塗布される方法を採用することが望ましい。
手段５の方法によれば、所定量の接合補強樹脂を所定の位置に精度よく塗布することができる。
プリンターの構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する断面図である。 電子デバイスの要部を拡大した断面図である。 電子デバイスの製造工程を説明する模式図である。 電子デバイスの製造工程を説明する模式図である。 第２の実施形態における電子デバイスの製造工程を説明する模式図である。 第２の実施形態における電子デバイスの製造工程を説明する模式図である。 従来における電子デバイスの製造工程を説明する模式図である。
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明に係る電子デバイスを備えた液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を搭載した液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
プリンター１の構成について、図１を参照して説明する。プリンター１は、記録紙等の記録媒体２の表面に対してインク（液体の一種）を噴射・吐出して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、記録ヘッド３、この記録ヘッド３が取り付けられるキャリッジ４、キャリッジ４を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構５、記録媒体２を副走査方向に移送する搬送機構６等を備えている。ここで、上記のインクは、液体供給源としてのインクカートリッジ７に貯留されている。このインクカートリッジ７は、記録ヘッド３に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジがプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジからインク供給チューブを通じて記録ヘッドに供給される構成を採用することもできる。
上記のキャリッジ移動機構５はタイミングベルト８を備えている。そして、このタイミングベルト８はＤＣモーター等のパルスモーター９により駆動される。したがってパルスモーター９が作動すると、キャリッジ４は、プリンター１に架設されたガイドロッド１０に案内されて、主走査方向（記録媒体２の幅方向）に往復移動する。キャリッジ４の主走査方向の位置は、図示しないリニアエンコーダーによって検出される。リニアエンコーダーは、その検出信号、即ち、エンコーダーパルスをプリンター１の制御部に送信する。
また、キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジ４の走査の基点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、端部側から順に、記録ヘッド３のノズル面（ノズルプレート２１）に形成されたノズル２２を封止するキャップ１１、及び、ノズル面を払拭するためのワイピングユニット１２が配置されている。
次に記録ヘッド３について説明する。図２は、記録ヘッド３の構成を説明する断面図である。図３は、図２における領域Ａの拡大図であり、記録ヘッド３に組み込まれた電子デバイス１４の要部を拡大した断面図である。本実施形態における記録ヘッド３は、図２に示すように、電子デバイス１４および流路ユニット１５が積層された状態でヘッドケース１６に取り付けられている。なお、便宜上、各部材の積層方向を上下方向として説明する。
ヘッドケース１６は、合成樹脂製の箱体状部材であり、その内部には各圧力室３０にインクを供給する第１リザーバー１８が形成されている。この第１リザーバー１８は、複数並設された圧力室３０に共通なインクが貯留される空間であり、ノズル列方向に沿って形成されている。なお、ヘッドケース１６の上方には、インクカートリッジ７側からのインクを第１リザーバー１８に導入するインク導入路（図示せず）が形成されている。また、ヘッドケース１６の下面側には、当該下面からヘッドケース１６の高さ方向の途中まで直方体状に窪んだ収容空間１７が形成されている。後述する流路ユニット１５がヘッドケース１６の下面に位置決めされた状態で接合されると、連通基板２４上に積層された電子デバイス１４（圧力室形成基板２９、封止板３３等）が収容空間１７内に収容されるように構成されている。
ヘッドケース１６の下面に接合される流路ユニット１５は、連通基板２４、ノズルプレート２１およびコンプライアンス基板２８を有している。本実施形態における連通基板２４は、シリコン単結晶基板から作製されている。この連通基板２４には、図２に示すように、第１リザーバー１８と連通し、各圧力室３０に共通なインクが貯留される第２リザーバー２５と、この第２リザーバー２５を介して第１リザーバー１８からのインクを各圧力室３０に個別に供給する個別連通路２６とが、エッチングにより形成されている。第２リザーバー２５は、ノズル列方向（圧力室３０の並設方向）に沿った長尺な空部である。個別連通路２６は、各圧力室３０に対応して当該圧力室３０の並設方向に沿って複数形成されている。この個別連通路２６は、連通基板２４と圧力室形成基板２９とが接合された状態で、対応する圧力室３０の長手方向における一側の端部と連通する。
また、連通基板２４の各ノズル２２に対応する位置には、連通基板２４の板厚方向を貫通したノズル連通路２７が形成されている。すなわち、ノズル連通路２７は、ノズル列に対応して当該ノズル列方向に沿って複数形成されている。このノズル連通路２７を介して圧力室３０とノズル２２とが連通する。本実施形態におけるノズル連通路２７は、連通基板２４と圧力室形成基板２９とが接合された状態で、対応する圧力室３０の長手方向における他側（個別連通路２６とは反対側）の端部と連通する。
ノズルプレート２１は、連通基板２４の下面（圧力室形成基板２９とは反対側の面）に接合されたシリコン製あるいはステンレス鋼等の金属製の基板である。本実施形態のノズルプレート２１は、連通基板２４におけるコンプライアンス基板２８（第２リザーバー２５）から外れた領域に接合されている。このノズルプレート２１には、複数のノズル２２が列状に開設されている。この列設された複数のノズル２２（ノズル列）は、一端側のノズル２２から他端側のノズル２２までドット形成密度に対応したピッチで、主走査方向に直交する副走査方向に沿って設けられている。
コンプライアンス基板２８は、連通基板２４のノズルプレート２１が接合された領域から外れた領域であって、第２リザーバー２５に対応する領域に、当該第２リザーバー２５となる空間の下面側の開口を塞ぐ状態で接合されている。このコンプライアンス基板２８は、可撓面であるコンプライアンス部２８ａによって、リザーバー１８，２５内のインクに発生する圧力変化を吸収する。
本実施形態における電子デバイス１４は、各圧力室３０内のインクに圧力変動を生じさせるアクチュエーターとして機能する薄板状の構成部材を積層してなるデバイスである。この電子デバイス１４は、図２に示すように、圧力室形成基板２９、振動板３１、圧電素子３２および封止板３３が積層されてユニット化されている。なお、電子デバイス１４は、収容空間１７内に収容可能なように、収容空間１７よりも小さく形成されている。
本実施形態における圧力室形成基板２９は、シリコン単結晶基板から作製されている。この圧力室形成基板２９には、エッチングにより一部が板厚方向に完全に除去されて、圧力室３０となるべき空間が形成されている。この空間、すなわち圧力室３０は、各ノズル２２に対応して複数並設されている。各圧力室３０は、ノズル列方向に直交する方向に長尺な空部であり、長手方向の一側の端部に個別連通路２６が連通し、他側の端部にノズル連通路２７が連通している。
振動板３１は、弾性を有する薄膜状の部材であり、圧力室形成基板２９の上面（連通基板２４側とは反対側の面）に積層されている。この振動板３１によって、圧力室３０となるべき空間の上部開口が封止されている。換言すると、振動板３１によって、圧力室３０が区画されている。この振動板３１における圧力室３０（詳しくは、圧力室３０の上部開口）に対応する部分は、圧電素子３２の撓み変形に伴ってノズル２２から遠ざかる方向あるいは近接する方向に変位する変位部として機能する。すなわち、振動板３１における圧力室３０の上部開口に対応する領域が、撓み変形が許容される駆動領域となる。一方、振動板３１における圧力室３０の上部開口から外れた領域が、撓み変形が規制される非駆動領域となる。
上記振動板３１は、例えば、圧力室形成基板２９の上面に形成された二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜と、この弾性膜上に形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜と、から成る。そして、この絶縁膜上（振動板３１の圧力室形成基板２９側とは反対側の面）における各圧力室３０に対応する領域、すなわち駆動領域に圧電素子３２がそれぞれ積層されている。なお、圧力室形成基板２９及びこれに積層された振動板３１が本発明における第１の基板に相当する。また、振動板３１において圧電素子３２が形成された面が、封止板３３が接合される接合面である。
本実施形態の圧電素子３２は、所謂撓み振動モードの圧電素子である。図３に示すように、この圧電素子３２は、例えば、振動板３１上に、下電極層３７、圧電体層３８および上電極層３９が順次積層されてなる。本実施形態においては、上電極層３９が、圧電素子３２毎に個別の電極として機能し、下電極層３７が、各圧電素子３２に共通な電極として機能する。このように構成された圧電素子３２は、下電極層３７と上電極層３９との間に両電極の電位差に応じた電界が付与されると、ノズル２２から遠ざかる方向あるいは近接する方向に撓み変形する。図３に示すように、上電極層３９の他側（図３における左側）の端部は、圧力室３０の上部開口縁を超えて非駆動領域に対応する振動板３１上まで延在されている。また、図示されていないが、下電極層３７の一側（図２における右側）の端部も同様に、駆動領域から圧力室３０の上部開口縁を超えて、上電極層３９が積層された非駆動領域とは反対側の非駆動領域に対応する振動板３１上まで延在されている。すなわち、圧力室３０の長手方向において、下電極層３７が一側の非駆動領域まで延在され、上電極層３９が他側の非駆動領域まで延在されている。そして、この延在された下電極層３７及び上電極層３９に、それぞれ対応するバンプ電極４０が電気的に接合されている。このバンプ電極４０については後述する。
封止板３３（本発明における第２の基板に相当）は、平板状に形成されたシリコン製の板材である。図３に示すように、この封止板３３の圧電素子３２と対向する領域には、各圧電素子３２の駆動に係る駆動回路４６が形成されている。駆動回路４６は、封止板３３となるシリコン単結晶基板の表面に、半導体プロセス（即ち、成膜工程、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程等）を用いて作成される。また、封止板３３の圧電素子３２側の面における駆動回路４６上には、当該駆動回路４６に接続される配線層４７が、封止板３３における振動板３１側の表面、すなわち、振動板３１との接合面に露出した状態で形成されている。配線層４７は、駆動回路４６よりも外側であって、非駆動領域に延設された下電極層３７及び上電極層３９に対応するする位置まで引き回されている。なお、配線層４７は、図３において便宜上一体的に表されているが、複数の配線を含んでいる。具体的には、圧電素子３２の個別電極（上電極層３９）用の配線層４７と、各圧電素子３２の共通電極（下電極層３７）用の配線層４７が封止板３３の表面にパターニングされている。各配線層４７は、駆動回路４６内の対応する配線端子と電気的に接続されている。
振動板３１及び圧電素子３２が積層された圧力室形成基板２９と封止板３３とは、バンプ電極４０を介在させた状態で接合樹脂４５により接合されている。この接合樹脂４５は、基板同士の間隔を確保するスペーサーとしての機能、基板同士の間における圧電素子３２等を収容する空間を封止する封止材としての機能、および、基板同士を接合する接着剤としての機能を有する。本実施形態における接合樹脂４５は、感光性樹脂４３および接合補強樹脂４４が積層されて構成されており、振動板３１と封止板３３との間隙において圧電素子３２の駆動領域が収容される空間と外部空間との間を隔てている。感光性樹脂４３としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、スチレン樹脂等を主成分として光重合開始剤等を含む樹脂が好適に用いられる。また、接合補強樹脂４４としては、上記エポキシ樹脂等を主成分とした接着剤が用いられる。バンプ電極４０は、駆動回路４６と各圧電素子３２の個別電極（下電極層３７）および共通電極（上電極層３９）とを接続するための電極であり、非駆動領域まで延在された下電極層３７及び上電極層３９にそれぞれ接触して電気的に接続し得るように配置されている。このバンプ電極４０と、このバンプ電極４０の両側に配置される接合樹脂４５により振動板３１と封止板３３との間に間隙が形成されている。この間隙は、圧電素子３２の歪み変形を阻害しない程度に設定されている。
バンプ電極４０は、圧力室の並設方向（ノズル列方向）に沿って延びる突条としての内部樹脂（樹脂コア）４１と、この内部樹脂４１の表面に部分的に形成された導電膜４２とから構成されている。内部樹脂４１は、例えば、ポリイミド樹脂等の弾性を有する樹脂からなり、封止板３３の接合面において振動板３１の下電極層３７が形成された非駆動領域に対向する領域、および、上電極層３９が形成された非駆動領域と対向する領域にそれぞれ形成されている。また、導電膜４２は、配線層４７の一部分であり、下電極層３７（個別電極）に対向する位置にそれぞれ形成されている。このため、導電膜４２は、ノズル列方向に沿って複数形成されている。同様に、上電極層３９（共通電極）に対応する導電膜４２は、ノズル列方向に沿って複数形成されている。
また、接合樹脂４５は、図３に示すように、ノズル列方向に対して直交する方向におけるバンプ電極４０の両側に、ノズル列方向に沿って帯状にそれぞれ形成されている。そして、本実施形態においては、ノズル列方向に対して直交する方向におけるバンプ電極４０の一側と他側にそれぞれ感光性樹脂４３がパターニングされ、その上に接合補強樹脂４４が積層されている。接合補強樹脂４４としては、基板同士の接合時における粘度が、感光性樹脂４３の粘度よりも低いものが使用される。このため、図３に示すように、接合後の状態においては、接合時に基板同士の間で加圧されることにより、封止板３３の接合面側に濡れ広がり（フィレット４４ａ）を有している。この接合補強樹脂４４は、感光性樹脂４３がパターニングの過程で低下する接着強度（接合強度）を補強する。すなわち、感光性樹脂４３は、露光および現像を経てパターニングされる際に、現像時に基板から剥がれたり形状が崩れたりする等の不具合を抑制するべく、露光された後において現像する前にはプリベークによりある程度硬化させられる。このため、感光性樹脂４３の接着強度が低下する。
本発明に係る電子デバイス１４の製造方法では、感光性樹脂４３の接着強度の低下を補うべく、振動板３１と封止板３３のうちの一方の基板に感光性樹脂４３をパターニングした後、パターニングされた感光性樹脂４３に重ねて接合補強樹脂４４が塗布されることで、接着剤のパターニング精度および接着信頼性を両立が図られている。
以下、電子デバイス１４の製造工程、特に、圧電素子３２および振動板３１が積層された第１の基板としての圧力室形成基板２９と、第２の基板としての封止板３３との接合工程について説明する。なお、本実施形態における電子デバイス１４は、封止板３３となる領域が複数形成されたシリコン単結晶基板と、振動板３１及び圧電素子３２が積層されて圧力室形成基板２９となる領域が複数形成されたシリコン単結晶基板とを接合した後で、切断して個片化することで得られる。
図４および図５は、電子デバイス１４の製造工程を説明する模式図であり、バンプ電極４０および接合樹脂４５の近傍の構成を示している。まず、圧力室形成基板２９に対して、表面（封止板３３との接合面）に振動板３１が積層され、その上に下電極層３７、圧電体層３８及び上電極層３９等が順次積層およびパターニングされて、圧電素子３２が形成される。これにより、シリコン単結晶基板に、圧力室形成基板２９となる領域が複数形成される。一方、封止板３３側のシリコン単結晶基板では、まず、半導体プロセスにより振動板３１との接合面に駆動回路４６が形成される。駆動回路４６が形成されたならば、封止板３３の接合面上にバンプ電極４０の内部樹脂４１が形成される。具体的には、材料である樹脂（例えばポリイミド樹脂）が所定の厚さで塗布された後、プリベーク処理、フォトリソグラフィー処理、およびエッチング処理を経て所定の位置に突条を呈する内部樹脂４１がパターニングされる。内部樹脂４１が形成されたならば、配線層４７およびバンプ電極４０の導電膜４２となる金属を製膜した後で、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により、配線層４７および導電膜４２が形成される。これにより、シリコン単結晶基板に、封止板３３となる領域が複数形成される。
次に、圧力室形成基板２９に積層された振動板３１の表面（封止板３３側の接合面）または封止板３３の表面（振動板３１側の接合面）のいずれか一方の接合面に、感光性樹脂４３が塗布される（感光性樹脂塗布工程）。本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、圧力室形成基板２９および振動板３１上（本発明における一方の基板に相当）に、圧電素子３２等の構造体を覆う状態で感光性樹脂４３が、スピンコートにより塗布される。感光性樹脂４３が塗布されたならば、続いて、所定のパターンのマスクを介して露光された後、加熱処理により当該感光性樹脂４３が仮硬化させられる（仮硬化工程）。あるいは、感光性樹脂４３が塗布された後、加熱処理を経てから露光が行われるようにしてもよい。仮硬化工程において、感光性樹脂４３の硬化度は、露光時における露光量あるいは加熱時の加熱量により調整される。具体的には、従来の構成においてはこの感光性樹脂の仮硬化工程で５０％程度の硬化度に調整されていたところ、本実施形態においては８０％以上の硬化度に調整される。この仮硬化工程により感光性樹脂４３が仮硬化した状態で、図４（ｂ）に示すように、現像が行われて所定の位置に感光性樹脂４３が所定の形状にパターニングされる（パターニング工程）。本実施形態においては、バンプ電極４０が配置される領域を挟んで、当該領域の圧力室長手方向（ノズル列方向に直交する方向）の両側に、それぞれノズル列方向に沿った土手状（バンク状）にパターニングされる。ここで、仮硬化工程において８０％以上の硬化度に調整されているので、現像の際に感光性樹脂４３が基板から剥がれたり、感光性樹脂４３の形状が崩れる（例えば、角部が取れたりする）ことが抑制され、より高精度に感光性樹脂４３がパターニングされる。
感光性樹脂４３がパターニングされたならば、続いて、感光性樹脂４３の上に重ねて接合補強樹脂４４が塗布される（接合補強樹脂塗布工程）。この工程では、転写法による塗布が行われる。具体的には、図示しないスキージ台上で転写用フィルム４８に対して接合補強樹脂４４がスキージにより均一な厚さで塗布され、図４（ｃ）に示すように、この転写用フィルム４８に塗布された接合補強樹脂４４の層が感光性樹脂４３上に転写される。これにより、図４（ｄ）に示すように、感光性樹脂４３の上に接合補強樹脂４４が位置精度よく均一の量で積層される。
感光性樹脂４３に重ねて接合補強樹脂４４が塗布されて接合樹脂４５が形成されたならば、両シリコン単結晶基板が接合される（接合工程）。具体的には、図５（ａ）に示すように、両シリコン単結晶基板の相対位置がアライメントされた状態で、何れか一方のシリコン単結晶基板を他方のシリコン単結晶基板側に向けて相対的に移動させて、バンプ電極４０や圧電素子３２等の構造体および接合樹脂４５を両シリコン単結晶基板の間に挟んで張り合わせる。この際、一対の接合樹脂４５の間の領域にバンプ電極４０が配置される。さらにこの状態で、図５（ｂ）に示すように、バンプ電極４０の弾性復元力に抗しつつ両シリコン単結晶基板が上下方向から加圧される。この際、感光性樹脂４３は、仮硬化工程において硬化が進んでいるため、基板同士が加圧された際においても変形し難い。これに対し、接合補強樹脂４４は、感光性樹脂４３よりも低粘度であるため、感光性樹脂４３と他方の基板である封止板３３側のシリコン単結晶基板との間で加圧されることで封止板３３の接合面側に濡れ広がる。その結果、接合補強樹脂４４には、図３に示すようにフィレット４４ａが形成される。そして、基板同士の加圧が維持された状態で加熱処理（ポストベーク）が行われる。その結果、非駆動領域における下電極層３７及び上電極層３９に対しバンプ電極４０が電気的に接続された状態で、両基板が接合樹脂４５により接合される。
両シリコン単結晶基板が接合されたならば、圧力室形成基板２９側のシリコン単結晶基板に対し、ラッピング工程、フォトリソグラフィー工程、及びエッチング工程を経て圧力室３０が形成される。最後に、シリコン単結晶基板における所定のスクライブラインに沿ってスクライブされて、個々の電子デバイス１４に切断されて分割される。なお、本実施形態では、２枚のシリコン単結晶基板の接合後に個片化される構成を例示したが、これには限られない。例えば、先に封止板及び圧力室形成基板をそれぞれ個片化してから、これらを接合するようにしてもよい。
そして、上記の過程により製造された電子デバイス１４は、接着剤等を用いて流路ユニット１５（連通基板２４）に位置決めされて固定される。そして、電子デバイス１４をヘッドケース１６の収容空間１７に収容した状態で、ヘッドケース１６と流路ユニット１５とを接合することで、上記の記録ヘッド３が製造される。
このように、接合樹脂４５を感光性樹脂４３と接合補強樹脂４４の積層構造としたので、感光性樹脂４３のパターニング精度および接着信頼性を両立することが可能となる。すなわち、接合樹脂４５における感光性樹脂４３については、現像の前段階で露光や加熱により従来よりも硬化を進めることができ、パターニングの精度を向上させることができる。一方、接合樹脂４５の接着強度については接合補強樹脂４４により補強されるので、基板同士をより確実に接合することができる。また、感光性樹脂４３のパターニング精度および接合樹脂４５の接着信頼性を両立することができるので、電子デバイス１４をより安定して製造することができ、歩留まりの向上が期待できる。さらに、圧電素子３２のように駆動により振動する素子を採用する構成では、この振動による接合部分のダメージを低減することができ、接合部分の剥離を抑制することができる。これにより、電子デバイス１４の信頼性の向上が期待できる。そして、感光性を有さず低粘度の接着剤を接合補強樹脂４４として使用することで接合を補強することができ、コストの低減に寄与することができる。
図６および図７は、本発明の第２の実施形態における電子デバイス１４の製造工程を説明する模式図である。本実施形態においては、まず、図６（ａ）に示すように、圧力室形成基板２９および振動板３１上に感光性樹脂４３が塗布される。感光性樹脂４３が塗布されたならば、続いて、所定のパターンのマスクを介して露光された後、加熱処理により当該感光性樹脂４３が仮硬化させられる。仮硬化後、図６（ｂ）に示すように、現像が行われて所定の位置に感光性樹脂４３が所定の形状にパターニングされる。感光性樹脂４３がパターニングされたならば、続いて、図６（ｃ）に示すように、感光性樹脂４３の上に重ねて接合補強樹脂４４が転写により塗布される。
次に、図７（ａ）に示すように、封止板３３側のシリコン単結晶基板において、接合樹脂４５による接合領域に、感光性樹脂４３と同種の感光性樹脂４３′が塗布された後、露光、加熱、および現像が順次行われ、接合領域に感光性樹脂４３′が所定の形状にパターニングされる。そして、図７（ｂ）に示すように、両シリコン単結晶基板の相対位置がアライメントされた状態で、何れか一方のシリコン単結晶基板を他方のシリコン単結晶基板側に向けて相対的に移動させて、バンプ電極４０や圧電素子３２等の構造体および接合樹脂４５を両シリコン単結晶基板の間に挟んで張り合わせる。この際、接合補強樹脂４４は、感光性樹脂４３と感光性樹脂４３′との間に挟まれる。この状態で、バンプ電極４０の弾性復元力に抗しつつ両シリコン単結晶基板が上下方向から加圧される。この際、接合補強樹脂４４は、感光性樹脂４３と感光性樹脂４３′との間で加圧されることで両感光性樹脂４３，４３′よりも外側（積層方向に直交する方向の側方）に膨隆する。その結果、接合補強樹脂４４には、図７（ｃ）に示すように感光性樹脂４３，４３′よりも外側に膨らんだ部分（膨隆部４４ｂ）が形成される。そして、基板同士の加圧が維持された状態で加熱処理（ポストベーク）が行われる。その結果、非駆動領域における下電極層３７及び上電極層３９に対しバンプ電極４０が電気的に接続された状態で、両基板が接合樹脂４５により接合される。この構成によれば、他方の基板における接合樹脂４５との接合領域に感光性樹脂４３と同種の感光性樹脂４３′が形成されることにより、接合補強樹脂４４が直接基板に接触しないので、接合補強樹脂４４の基板に対する濡れ広がりを防止することができる。このため、当該基板における構造体（例えば、バンプ電極４０）に接合樹脂４５をより近接させて配置することができる。これにより、基板における構造体および接合樹脂４５の高密度配置が可能となり、電子デバイス１４の小型化に寄与することができる。なお、その他の構成は、上記した実施形態と同じであるため説明を省略する。
上記各実施形態の他、一方の基板に感光性樹脂４３をパターニングし、他方の基板に接合補強樹脂４４を塗布して、両樹脂の位置を合わせた状態で基板同士を接合する構成を採用することもできる。
また、接合補強樹脂４４の塗布方法としては、例示した転写法に限られず、例えばディスペンサーを使用して塗布する構成を採用することもできる。
さらに、上記各実施形態においては、接合補強樹脂４４として、感光性を有さない接着剤を例示したが、これには限られず、感光性を有する樹脂を採用することもできる。この場合、接合補強樹脂４４に対するプリベークを行わないことにより、基板同士の接合時における接合強度を補強することができる。
また、以上では、液体噴射ヘッドとして、インクジェットプリンターに搭載されるインクジェット式記録ヘッドを例示したが、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
そして、本発明は、液体噴射ヘッドにアクチュエーターとして用いられるものには限られず、例えば、各種センサー等に使用される電子デバイス等にも適用することができる。
１…プリンター，３…記録ヘッド，１４…電子デバイス，２９…圧力室形成基板，３０…圧力室，３１…振動板，３２…圧電素子，３３…封止板，３７…下電極層，３８…圧電体層，３９…上電極層，４０…バンプ電極，４１…内部樹脂，４２…導電膜，４３…感光性樹脂，４４…接合補強樹脂，４５…接合樹脂，４６…駆動回路，４７…配線層，４８…転写用フィルム

Claims (5)

  1. 第１の基板と第２の基板とが、接合樹脂を間に介在させることで互いに間隔を空けた状態で接合された電子デバイスであって、
    前記接合樹脂は、感光性樹脂と、当該感光性樹脂とは異なる接合補強樹脂とが積層されて構成され、
    前記感光性樹脂は、前記第１の基板と前記第２の基板のうち少なくとも一方の基板にパターニングされ、
    パターニングされた前記感光性樹脂に積層される前記接合補強樹脂は、濡れ広がり又は前記感光性樹脂よりも外側に膨らむ部分を有することを特徴とする電子デバイス。
  2. 前記接合補強樹脂は、感光性を有さず、前記感光性樹脂よりも低粘度の接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
  3. 前記他方の基板における前記接合樹脂との接合領域には、前記感光性樹脂または前記接合補強樹脂と同種の樹脂が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子デバイス。
  4. 第１の基板と第２の基板とが、感光性樹脂および接合補強樹脂の積層からなる接合樹脂を間に介在させることで互いに間隔を空けた状態で接合された電子デバイスの製造方法であって、
    前記第１の基板と前記第２の基板のうち、少なくとも一方の基板に、前記感光性樹脂を塗布する工程と、
    前記塗布された感光性樹脂を、露光、加熱による仮硬化、および現像を経てパターニングする工程と、
    前記パターニングされた感光性樹脂に重ねて、前記接合補強樹脂を塗布する工程と、
    前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記接合樹脂を挟んだ状態で、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する工程と、
    を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  5. 前記接合補強樹脂を塗布する工程において、前記接合補強樹脂は転写法により塗布されることを特徴とする請求項４に記載の電子デバイスの製造方法。
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