JP3915287B2 - 静電アクチュエータの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明は、静電アクチュエータの製造方法に関する。
【従来の技術】
【0003】
従来の端子間接続装置として、液晶表示パネルのパネル端子と、可撓性基板の基板端子とを異方性導電材料を用いて電気的に接続するためのものが知られている。
【0004】
例えば、特許2568853号公報の、従来の技術において開示されているように、ヒータを埋め込んだヒータブロックにより熱圧着を行う方法や、加熱ツールにパルス電流を流しツール薄肉部の抵抗加熱により熱圧着を行う方法がとられていた。また、特許2568853号公報の作用の欄に開示されているように、赤外線を用いて異方性導電膜を硬化する接続装置も考えられている。
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年電子機器の小型化に伴い電子機器の電源端子や、入出力用の信号端子の端子面積を縮小して、さらに電子機器を小型化しようとする動きも活発になっている。
【0006】
この様な状況の中で、電子機器に用いられる基板材料も多様化し、従来から用いられている銅貼りガラスエポキシ積層配線基板や、ガラス配線基板のほかにもセラミックス配線基板やシリコン配線基板等の高熱伝導材料を基板材料として用いた配線基板が多用されるようになった。
【0007】
しかし、高熱伝導材料を用いた基板の配線端子と可撓性配線基板のリードとを接続する場合、接続に必要となる接続温度が基板への熱伝導による放熱のため接続部で十分に確保できないという問題があった。
【0008】
さらには、上記に説明したような熱伝導率の異なる配線基板を本体基板上に複数並置してなる配線基板も出現し、複数の基板上に配置された端子と外部回路との一括接続の要求が高まってきた。
【0009】
しかし、異なった基板材料での基板の配線端子と可撓性配線基板のリードとを接続する場合、高熱伝導材料基板への熱伝導の影響により、接続に必要となる接続温度が十分に確保できないという問題があった。
【0010】
また、振動板に対向して形成された電極と該振動板との間に順方向の電気パルスを印加するための電極構造や供給方法については、特開平7−125196号公報の第1図に示さるたように、共通電極に対して個別電極は異種材料で形成されているため、これらの電極に配線し外部駆動回路に接続するための端子を形成しようとすると、これらの端子の間には温度差が生じてしまう。
【0011】
一方、静電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドは、基板にシリコンを用い、流路形成・電極配線に半導体プロセスを応用することによって、極めて小型かつ高密度のインクジェットヘッドを安価に製造することが可能となるが、これらの長所を生かすためには、インクジェットヘッドに信号を伝え、電力を供給するための端子と外部回路を駆動するための端子も高密度に形成する必要がある。このような高密度に配置された端子を接続する方法としては、2つの被着体を異方性導電膜あるいは異方性導電接着剤を用いて熱接続し、静電アクチュエータ側の端子と可撓性基板(以下FPC、Flexible Print Circuitとも呼ぶ)との間を接続する方法が有効であるが、上記したように、静電アクチュエータ側の端子間は異種材料で形成されているため、既存の接続装置では、十分な接続強度、接続する端子間の導電性、隣接する端子間の絶縁性能を得ることができなかった。例えば、インクジェットヘッドの端子部で、このように所望の導電性が得られない場合、この部分に大きな抵抗成分が生じ圧力発生手段である静電アクチュエータの時定数も、所望の値とは異なってしまう。
【0012】
そこで、本発明の目的はこのような課題を解決することにある。
【0013】
すなわち、隣接する端子間に少なくとも一個所異種材料を含む静電アクチュエータ、インクジェットヘッド等の基板端子に対し、所望の特性を満足するようにFPC基板を接続する方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
このような課題について、本発明者は原因を鋭意検討した結果、接続加熱面からの熱(伝導、輻射)に加えてヒートブロックからの輻射熱を利用して全体とし
て本体基板を加熱することにより、接続部の温度を十分に確保することができ、その結果課題が解決されることを見出した。
【0015】
本発明の静電アクチュエータの製造方法は、導電性を有する振動板とこれに対向して配置された個別対向電極との間に電位差を与えることにより生じる静電気力により振動板を撓ませる静電アクチュエータを製造するための静電アクチュエータの製造方法において、
前記個別対向電極に接続された第1の端子群を有する電極基板と、前記振動板に接続された第2の端子を有する振動板基板とを接合してさらに前記振動板基板上に封止基板を接合してなる静電アクチュエータチップを製造する工程と、
2以上の端子部を有する可撓性基板のそれぞれの端子部を、前記静電アクチュエータチップの前記第1の端子群と前記第2の端子の位置に位置決めする工程と、
前記第1の端子群及び前記第2の端子と可撓性基板の端子との接続を行う際に、
前記封止基板の表面を、
前記封止基板の表面と、
ヒートブロックの加熱面を加熱するための加熱手段と、前記加熱面より突出する接触加圧部と、を有し、前記接触加圧部は、前記加熱面の端部又は端部付近に配置され、 前記加熱手段は、前記ヒートブロックの接触加圧部が配置された側の端部と対向する側の端部近傍に配置され、 前記接触加圧部に近接して設けられた温度検出部をさらに有するボンディングツールの、加熱面と、
が、対向する方向に、前記ボンディングツールを複数配置し、複数の前記ボンディングツールの加圧量及び加熱量をそれぞれ設定して、前記ボンディングツールの加熱面の輻射熱で加熱しながら、
前記第1の端子群及び前記第2の端子と、可撓性基板の端子とを、前記ボンディングツールの接続加圧部で圧着して接続することを特徴とする。
【0016】
このように、ボンディングツールの加熱面が前記前記封止基板の上面に近接することで、加熱面から輻射された熱線により封止基板を前記封止基板の上面より加熱することが可能となる。
また、これに加えて輻射熱により周囲温度も上昇する。そのため、接続部の接続温度を十分に確保することが可能となる。
【0017】
ここで、ボンディングツールの「接触加圧部」とは被接続部に当接し被接続部の接続に必要な接続温度と接続圧力とを供給する部位である。また、「ヒートブロック」とは加熱手段より供給される熱を接触加圧部に伝達するための熱容量部である。
振動板に接続された第2の端子を有する振動板基板に可撓性基板の端子部を接続する場合、ボンディングツールの加熱面から輻射された熱線により、振動板基板上に接続された封止基板の表面より輻射熱による加熱をする事で、振動板基板周囲温度を上昇できる。そのため、接続に必要な接続温度を十分に確保することが可能になる。
【0018】
本発明の静電アクチュエータの製造方法は、請求項3に記載の端子接続方法において、前記本体基板の表面と前記ボンディングツールの加熱面との隙間を0.05mm〜1.65mmの範囲として接続することを特徴とする。
【0019】
このように、加熱面と該封止基板の表面との隙間を、0.05mmから1.65mmの範囲とすることで、加熱面の封止基板の表面への衝突による封止基板の表面の破損を防止しつつ、輻射熱により振動板基板を効果的に加熱することが可能となる。
【0020】
また、接続後の接着強度、接続する端子間の導電性、隣接する端子間の絶縁性能を決定する要因である加圧量、加熱量及び接続順は、各端子の面積等に応じて端子毎に最適な値に設定できるため、十分な接着強度、接続する端子間の導電性、隣接する端子間の絶縁性能を有する信頼性の高い静電アクチュエータを得ることができる。
【0021】
なお、静電アクチュエータ側の基板端子と可撓性基板側の端子を接続するためには、予め静電アクチュエータ側の基板端子又は可撓性基板の端子上に異方性導電接着剤、異方性導電膜、導電接着剤等の接着層を形成することが望ましい。
【発明の実施の形態】
【0022】
以下各図を参照して、本発明にかかわる静電アクチュエータの製造方法の発明の実施の形態を説明する。
【0023】
(参考形態1)
図1は参考形態1のボンディングツールを示す概略図であり、参考形態1においては、常時加熱方式ボンディングツールを用いて説明する。
【0024】
ボンディングツール10は、ヒートブロック1と、接触加圧部2と、加熱体3と、温度センサ4と、シャンク部5と、より形成される。
【0025】
図2は参考形態1のボンディングツールを示す側面図である。
【0026】
ボンディングツール10は、ヒートブロック1と、接触加圧部2と、加熱体3と、温度センサ4と、シャンク部5と、より形成され、ヒートブロック1の加熱面6より突出して、接触加圧部2を有する。接触加圧部2は、ヒートブロック1の加熱面6の端部7に配置され、加熱体3は、ヒートブロック1の接触加圧部2が配置された側の端部7と対向する側の端部である他の端部8近傍に配置した。
【0027】
図1及び図2を用いて、さらに詳しく説明する。
【0028】
ボンディングツール10は、シャンク部5を、図示しない保持具に保持されて、同じく図示しないボンディング装置本体に取り付けられる。
【0029】
ボンディングツール10は、ヒートブロック1の加熱面6より突出して、接触加圧部2を有し、接触加圧部2は、ヒートブロック1の加熱面6の端部7若しくは端部7付近に配置され、加熱体3を、該ヒートブロック1の接触加圧部2が配置された側の端部7と対向する側の端部である他の端部8近傍に配置した。
【0030】
接触加圧部2は、ヒートブロック1の加熱面6とほぼ平行に設置され、ヒートブロック1の加熱面6より、0.5mm突出して配置されている。
【0031】
このようなボンディングツールを加熱する場合、図示しない温度調節器により、ボンディングツール加熱設定温度を350℃としたとき、温度センサ4の温度が、350℃となるように、加熱体3は加熱を開始する。
【0032】
ヒートブロック1に配置した温度センサ4が、加熱設定温度に達したときの、加熱体の温度は460℃であり、その時の加熱面6の表面温度分布を表すと、加熱体付近9の温度は395℃、加熱体中央付近11の温度は375℃、接触加圧部直近12の加熱面の温度は345℃、接触加圧部の温度は260℃となった。
【0033】
接触加圧部温度に比較して、加熱面温度が高いために、接触加圧部を、被着体に接触させたときに、被接触部である被着体表面は、接触加圧部以外の加熱面より、輻射される輻射熱により、加熱され被着体表面に余熱を与えることが可能となる。
【0034】
(参考形態2)
図3は、参考形態2による端子接続方法を説明する断面図である。
ボンディングツール10は、ヒートブロック1と、接触加圧部2と、加熱体3と、温度センサ4と、シャンク部5と、より形成され、ヒートブロック1の加熱面6より突出して、接触加圧部2を有する。接触加圧部2は、ヒートブロック1の加熱面6の端部7に配置され、加熱体3は、ヒートブロック1の接触加圧部2が配置された側の端部7と対向する側の端部である他の端部8近傍に配置した。
【0035】
本体基板21表面には配線パターンの端部に形成する本体基板21の端子部23を有する。また、可撓性基板20の表面には可撓性基板21の端子部22を有している。
【0036】
図3を用いてさらに詳しく説明する。 ボンディングツール10の加熱面6が、前記本体基板20の上面に近接することで、加熱面6から輻射された熱線により、本体基板20を本体基板20の上面より輻射熱により加熱することが可能となる。
【0037】
また、ボンディングツールの加熱面6から輻射された熱線により、本体基板20を本体基板20の表面より輻射熱による加熱することで、本体基板20の接続部の周囲温度を上昇できることから、接続に必要な接続温度が、本体基板20へ熱伝導し接続部の接続温度が確保できないために接続不良となるといった不良原因を抑えることができる。
また、加熱面6と、該本体基板20の表面との隙間(a)を、0.05mmから1.65mmの範囲とすることで、加熱面6の本体基板20の表面への衝突による、本体基板20の表面の破損の恐れがなく、かつ輻射熱により本体基板20を、本体基板表面20より加熱することが可能となる。
【0038】
(参考形態3)
図4は、参考形態3による端子接続方法を説明する断面図である。
【0039】
本体基板34表面には、相対的に低い熱伝導率を有する基材であるガラスエポキシ基板32と、ガラスエポキシ基板32上に配置された第2の端子部33と、相対的に高い熱伝導率を有する基材である石英ガラス基板30と、石英ガラス基板30上に配置された第1の端子部31とが並置されている。
【0040】
ボンディングツール10は、ヒートブロック1と、接触加圧部2と、加熱体3と、温度センサ4と、シャンク部5と、より形成され、ヒートブロック1の加熱面6より突出して、接触加圧部2を有する。接触加圧部2は、ヒートブロック1の加熱面6の端部7に配置され、加熱体3は、ヒートブロック1の接触加圧部2が配置された側の端部7と対向する側の端部である他の端部8近傍に配置した。
【0041】
可撓性基板21の端子部22は、第1の端子部31および第2の端子部33と対向して配置されている。
【0042】
石英ガラス基板30上に配置された第1の端子部31に可撓性基板21の端子部22aの接続範囲37aを接続する場合、温度センサ4と、加熱体3の距離が離れているために、加熱面温度6は、接触加圧部2の温度に比較して、高温に保持することが可能となる。このような状態で接続を行った場合、ボンディングツール10の加熱面6から輻射された熱線により、石英ガラス基板30の、表面より輻射熱によって、輻射熱加熱範囲35の加熱を行うことで石英ガラス基板32の周囲温度を上昇できることから、接続に必要な温度が確保できないために接続不良となるといった不良原因を抑えることができる。
【0043】
ガラスエポキシ基板32上に配置された第2の端子部33に、可撓性基板21の端子部22bを接続する場合には、本実施例においては従来のボンディングツール36を用いて接続範囲37bの接続を行った例を示した。
【0044】
(実施例)
図5は、本発明の実施例によるインクジェットヘッドの構造を説明する分解斜視図であり一部断面図で示してある。
【0045】
図6は、本発明の実施例を説明するためのインクジェットヘッドの組み立て後の斜視図であり一部断面図で示してある。
【0046】
また、図7は、本発明の実施例を説明するインクジェットヘッド接続時の概略図である。
【0047】
図7においては、第1のヒートブロック210の第1の接触加圧部211が、第1の端子102a上面へ当接した状態を表し、第2のヒートブロック216は図から省略した。
また、図8は、本発明の実施例を説明するインクジェットヘッド接続時の概略図である。
【0048】
図8においては、第2のヒートブロック216の第2の接触加圧部217が、第2の端子102b上面へ当接した状態を表し、第1のヒートブロック211は図から省略した。
以下各図を参照して、静電アクチュエータを圧力発生手段として用いたインクジェットヘッドの製造方法について詳細に述べる。
【0049】
本実施例は、インクジェットヘッドのインク液滴を基板の端部に設けたノズル孔から吐出させるエッジイジュクトタイプの例を示すものであるが、封止基板の上面部に設けたノズル孔からインク液滴を吐出させるフェイスイジュクトタイプのものでも良い。
【0050】
本実施例のインクジェットヘッド60は次に詳記する構造をもつ個別電極基板である第1の基板51、振動板基板である第2の基板52、封止基板である第3の基板53の、3枚の基板を重ねて接合した積層構造となっている。
【0051】
中間の第2の基板52はシリコン基板であり、複数のノズル孔54と、ノズル孔54に図示しないノズル溝を介して連通する底壁を振動板55とする吐出室56と、各々の吐出室56にインクを供給するための図示しない共通のインクキャビティとを有する。また、振動板55に接続された端子である共通電極61の表面は、共通電極端子部62であり外部接続用端子となっている。
【0052】
また、第2の基板52の下面に接合された下側の第1の基板51にはホウ珪酸ガラスを使用している。
【0053】
この第1の基板51を第2の基板52に接合することによって振動室59を構成するとともに、第1の基板51上の振動板55に対応する各々の位置に、金を0.1μmスパッタし、振動板55とほぼ同じ形状に金パターンを形成して個別対向電極63としている。また各々の個別対向電極63は配線により個別電極端子64に導出され、第1の基板51の端部に並置され個別電極端子群65を形成している。
【0054】
第2の基板52の上面に接合された上側の第3の基板53は、第2の基板52と同じくシリコン基板を用いている。
【0055】
インクジェットヘッド60は、第1の基板51と第2の基板52を接合し、また第2の基板52と第3の基板53とを接合し組み立てられている。
【0056】
上記のように組み立てられたインクジェットヘッドの、共通電極端子部62と、個別電極端子群65の個別電極端子64と、をそれぞれ可撓性配線基板101(FPC:フレキシブル・プリント・サーキット、以下「FPC」と称す。)に接続する。FPC101と共通電極端子部62、個別電極端子64を含む個別電極端子群65との接続手段として、本実施の形態としては異方性導電膜100を用いた(この点については後記する)。
【0057】
インクジェットヘッド60は、導電性を有する振動板55とこれに対向して配置された個別対向電極63との間に電位差を与えることにより生じる静電気力により振動板55を撓ませる静電アクチュエータを応用している。
【0058】
インクジェットヘッド60の、第1の基板51上に形成された個別電極端子64を含む個別電極端子群65と、第2の基板52上に配置された共通電極端子部62をFPC101上に形成された第1の端子102aと第2の端子102bに接続する事例に適用したものである。
【0059】
図示しない案内板上に、インクジェットヘッド60をセットし、個別電極端子64を含む個別電極端子群65の接続部上に、接続部と対応する接続部分を有する第1の端子102aが、共通電極61上の共通電極端子部62と対応する接続部分を有する第2の端子102bが重なるように、FPC101を位置決めする。
【0060】
図示しない移動機構に連接された第1のボンディングツール201の第1のヒートブロック210には、図6に示すように第1の接触加圧部211が形成され、さらに加熱体である第1のヒータ222と、第1のボンディングツール201の温度検出部である第1の熱電対223とを有する。第1のヒートブロック210の第1の加熱面213より突出して、第1の接触加圧部211を有する。第1の接触加圧部211は、第1のヒートブロック210の第1の加熱面213の第1端部214に配置され、第1のヒータ222は、第1の接触加圧部211が配置された側の端部である第1の端部214と対向する側の端部である第1の対向端部215近傍の第1のヒートブロック210内に挿入して配設されている。また、第1の熱電対223は、接触加圧部近傍の第1のヒートブロック210内に内設され第1の温度検出部を形成する。
【0061】
第1の熱電対223は、図示しない温度コントローラに接続され、設定温度に応じて第1のヒータ222の電流値又は電源のオンオフを制御して第1のヒータ222に給電することで、第1のヒートブロック210は、一定の設定温度に加熱される。
【0062】
また、同様に、図示しない第2の移動機構に連接された第2のボンディングツール202の第2のヒートブロック216にも、第2の接触加圧部217が形成され、さらに加熱体である第2のヒータ224と、第2のボンディングツール202の温度検出部である第2の熱電対225とを有する。第2のヒートブロック216の第2の加熱面219より突出して、第2の接触加圧部217を有する。第2の接触加圧部32は、第2のヒートブロック31の第2の加熱面36の第2の端部37に配置され、第2のヒータ223は、第2の接触加圧部217が配置された側の端部である第2の端部220と対向する側の端部である第2の対向端部221近傍の第2のヒートブロック216内に挿入して配設されている。また、第2の熱電対224は、接触加圧部近傍の第2のヒートブロック31内に内設され第2の温度検出部34を形成する。
【0063】
第2の熱電対225は、図示しない温度コントローラに接続され、設定温度に応じて第2のヒータ224の電流値又は電源のオンオフを制御して第2のヒータ224に給電することで、第1のヒートブロック210は、一定の設定温度に加熱される。
【0064】
なお、第1のヒートブロック210、第2のヒートブロック216の温度の設定および加圧力の設定は、それぞれの温度コントローラ及び圧力調整機構により個別に行うことができる。
【0065】
以下に静電アクチュエータの製造方法について説明する。
【0066】
第1のボンディングツール201、第2のボンディングツール202は、インクジェットヘッド60及びFPC101がセットしやすいように、接続部上方の位置に待機した状態となっている。
【0067】
インクジェットヘッド60の各端子に対するFPC101の位置合わせは、顕微鏡を用いて位置合わせを行った。FPC101の先端部には、第1の端子102a及び、第2の端子102bが形成され、第1の端子102aと、第2の端子102bの端子間には、切り込みが設けられている。FPC101の他端部の端子は図示しないコネクタ等によって、駆動回路に電気的に接続される。異方性導電膜110はあらかじめ、FPC101の第1の端子102a、第2の102bの表面に所定の厚みで載置されている。
【0068】
異方性導電膜の接着剤中には、プラスチックボール表面に金・ニッケル等の導電メッキを施した導電粒子、あるいは、カーボンやニッケル等の導電粒子が分散されている。今回は、異方性導電膜を用い接続を行ったが、異方性導電接着剤あるいは、端子上に配置した導電接着剤でも同様な接続性を得ることができるのは明らかである。
【0069】
なお、本実施例では、個別電極端子73が列設されている第1の基板51の凹部の深さであるギャップ長さ69は、0.25μmであり、第2の基板52の厚みは、100μmであり、共通電極67及び、個別電極端子73の厚みは0.1μmである。ゆえに、個別電極端子64の接続部と、共通電極端子部68間には、100.25μmの段差が生じている。
【0070】
第1のボンディングツール201及び、第2のボンディングツール202は、それぞれに下降し、さらに各ボンディングツールは、それぞれの加圧機構によりインクジェットヘッド60の方向に加圧を行う。
【0071】
第1のヒートブロック210の第1の接触加圧部211は、図7に示すように、第1の端子102a上面へ当接し、設定された加圧量で、FPC101に圧力を加え、さらに加熱を行う。
【0072】
第1のヒートブロック210の第1の接触加圧部211が、第1の端子102a上面へ当接する時、第1のヒートブロック210の第1の加熱面213は、インクジェットヘッド60の第3の基板53表面に近接し、第1の加熱面213の輻射熱によって、第3の基板53表面より、インクジェットヘッド60を加熱することができる。
【0073】
この時の、第3の基板53表面と、第1の加熱面213との間隔は0.5mmとなるように、第1の接触加圧部211は、第1の加熱面213より突出して配置されている。
【0074】
また、図8に示すように、第2のヒートブロック216の第2の接触加圧部217は、第2の端子102b上面へ当接し、設定された加圧量で、FPC101に圧力を加え、さらに加熱を行う。
【0075】
この第2のヒートブロック216の第2の接触加圧部217が、第2の端子102b上面へ当接する時、第2のヒートブロック216の第2の加熱面219は、インクジェットヘッド60の第3の基板53表面に近接し、第2の加熱面219の輻射熱によって、第3の基板53表面より、インクジェットヘッド60を加熱することができる。
【0076】
この時の、第3の基板53表面と、第2の加熱面219との間隔は0.5mmとなるように、第2の接触加圧部217は、第2の加熱面219より突出して配置されている。
【0077】
それぞれのボンディングツールは設定された加圧時間終了後、再び図示しない上下駆動機構の上昇動作により上方に待避し、熱接続は終了する。
【0078】
なお本実施においては、個別電極端子群75及び、第1の端子102a側の第1の熱電対223の検出温度となる加熱設定温度を230℃、接続加圧力を1200gfとした。また、共通電極端子部62及び、第2の端子102b側の第2の熱電対225の検出温度となる加熱設定温度を390℃、接続加圧力140gfとして、加圧時間20秒にて、熱接続を行ったところ良好な結果が得られた。
【0079】
なお、共通電極端子部62及び、第2の端子102b側を接続する第2のヒートブロック216の温度設定を第1のヒートブロック210の温度設定より高く設定してあるが、これは、共通電極端子部62の端子の面積が個別電極端子64の接続部に比較して小さいことと、共通電極61を形成する第2の基板52がシリコン基板であることで、ガラス基板に比較して、熱伝導率が極めて良いために、接続部温度が熱放散により低下するためであり、熱放散による温度低下を抑制し、より十分な導電性を得ることが望ましいからである。
【0080】
上記のボンディングツールにより、インクジェットヘッド60と、 FPC101と、を接続するときの、接続温度について、さらに詳しく説明する。
【0081】
第3の基板53と、第2の基板52と、の厚みがそれぞれ0.5mm、インクジェットヘッド60の上面である第3の基板53の面積は1.8平方cm、FPC101の第1の端子102a接続長さが6.0mm、第2の端子102bの接続長さが1.0mm、第1の端子102aの接続面積は、0.6平方mmであり、第2の端子102bの接続面積は、3.6平方mmである。
【0082】
接続条件を設定するにあたっては、共通電極端子部62を形成する第2の基板52はシリコン基板であり、第1の基板51のガラス基板に比較して、熱伝導率が極めて良いために、共通電極端子部62の温度が熱放散により低下する。この熱放散による温度低下を抑制するために、第1のヒートブロック210の第1の加熱面213および、第2のヒートブロック216の第2の加熱面219は、インクジェットヘッド60の第3の基板53表面にそれぞれ0.8mmのすきまを確保して、それぞれの加熱面よりの輻射熱によって、第3の基板53表面より、インクジェットヘッド60を加熱することで、接続時の基板表面よりの熱放散による温度低下を抑制できる条件を選択した。
個別電極端子64を含む個別電極端子群65及び、第1の端子102a側の加熱設定温度を230℃、加圧力1200gf、共通電極端子部62及び、第2の端子102b側の加熱設定温度を390℃、加圧力140gf、接続時間20秒の接続条件で、個別電極端子64と、第1の端子102a及び、共通電極端子部62と、第2の端子102bの接続に、硬化温度180℃、接続時間20秒の接続硬化条件を有する異方性導電膜を用いて接続を行った。
【0083】
この時の接続部の温度は、個別電極端子64側接続部の温度は196℃共通電極端子部62側接続部の温度は182℃となり、硬化温度180℃を確保することが可能となった。
【0084】
例えば、このような接続を行う場合第1のヒートブロック210の第1の加熱面213を、インクジェットヘッド60の第3の基板53表面と、第1の加熱面213との間隔を2mmとなるように、第1の接触加圧部211を、第1の加熱面213より突出して配置したときには、加熱設定温度を470℃としても、共通電極端子部68側接続部の温度は142℃となり硬化温度180℃を確保することができなくなる。さらにこの時の、加熱体温度は600℃に達しヒータ寿命を短くする原因となってしまう。
【0085】
また、端子間に、わずかな量でも段差がある場合、図6に示すように、段差に対応するFPCの端子間に切り込み106を設けることが望ましい。
これにより、熱接続後の可撓性基板に応力が残留しないため、十分な接続強度を得ることができる。
【0086】
以上記したように、実施例によれば、静電アクチュエータまたは、インクジェット等の基板端子とFPC基板を接続する際に、ヒータと熱電対を離して配置して、さらにヒートブロックの加熱面が、静電アクチュエータの上面に近接し、ボンディングツールの加熱面から輻射された熱線により、静電アクチュエータの上面を表面より輻射熱による加熱を行うことで、静電アクチュエータの接続部の周囲温度を上昇できることから、接続に必要な接続温度が、静電アクチュエータ構成材料を熱伝導し、また静電アクチュエータ表面より放熱して接続部の接続温度が確保できないために接続不良となるといった不良原因を抑えることができる。
【0087】
なお、本発明は上記の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、上記の実施例においては、静電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドに適用した場合を説明したが、本発明はこれに限られることなく、静電アクチュエータを用いたマイクロポンプ、圧力センサ、光学的表示装置等であっても、端子部に段差が生じる構造を有していれば、同様の効果が得られ
る。
【0088】
また、上記の実施例では、第2の基板及び、第3の基板にシリコン基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば金属等の導体であってもよいし、電極が配線された絶縁体であってもよい。但し、シリコン基板は、表面に微細な加工が可能なため、静電アクチュエータの基板としては最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考形態1のボンディングツールを示す概略図である。
【図2】 参考形態1のボンディングツールを示す側面図である。
【図3】 参考形態2による端子接続方法を説明する断面図である。
【図4】 参考形態3による端子接続方法を説明する断面図である。
【図5】 図5は、本発明の実施例によるインクジェットヘッドの構造を説明する分解斜視図である。
【図6】 本発明の実施例を説明するためのインクジェットヘッドの組み立て後の斜視図である。
【図7】 本発明の実施例を説明するインクジェットヘッド接続時の概略図である。
【図8】 本発明の実施例を説明するインクジェットヘッド接続時の概略図である。
【符号の説明】
1 ヒートブロック
2 接触加圧部
3 加熱体
4 温度センサ
6 加熱面
10 ボンディングツール
20 可撓性基板
21 本体基板
22 可撓性基板端子部
23 本体基板端子部
30 ガラスエポキシ配線基板
31 第1の端子部
32 石英配線基板
33 第2の端子部
51 第1の基板
52 第2の基板
53 第3の基板
54 ノズル孔
55 振動板
60 インクジェットヘッド
62 共通電極
63 個別対向電極
65 個別電極端子群
101 可撓性基板
102a 第1の端子
102b 第2の端子
201 第1のボンディングツール
202 第2のボンディングツール
211 第1の接触加圧部
217 第2の接触加圧部
Claims (2)
- 導電性を有する振動板とこれに対向して配置された個別対向電極との間に電位差を与えることにより生じる静電気力により振動板を撓ませる静電アクチュエータを製造するための静電アクチュエータの製造方法において、
前記個別対向電極に接続された第1の端子群を有する電極基板と、前記振動板に接続された第2の端子を有する振動板基板とを接合してさらに前記振動板基板上に封止基板を接合してなる静電アクチュエータチップを製造する工程と、
2以上の端子部を有する可撓性基板のそれぞれの端子部を、前記静電アクチュエータチップの前記第1の端子群と前記第2の端子の位置に位置決めする工程と、
前記第1の端子群及び前記第2の端子と可撓性基板の端子との接続を行う際に、
前記封止基板の表面を、
前記封止基板の表面と、
ヒートブロックの加熱面を加熱するための加熱手段と、前記加熱面より突出する接触加圧部と、を有し、前記接触加圧部は、前記加熱面の端部又は端部付近に配置され、 前記加熱手段は、前記ヒートブロックの接触加圧部が配置された側の端部と対向する側の端部近傍に配置され、 前記接触加圧部に近接して設けられた温度検出部をさらに有するボンディングツールの、加熱面と、
が、対向する方向に、前記ボンディングツールを複数配置し、複数の前記ボンディングツールの加圧量及び加熱量をそれぞれ設定して、前記ボンディングツールの加熱面の輻射熱で加熱しながら、
前記第1の端子群及び前記第2の端子と、可撓性基板の端子とを、前記ボンディングツールの接続加圧部で圧着して接続することを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。 - 請求項1に記載の端子接続方法において、
前記封止基板の表面と前記ボンディングツールの加熱面との隙間を0.05mm〜1.65mmの範囲として接続することを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
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