JP5170073B2 - Method for forming bonded body, bonded body, and inkjet recording head - Google Patents

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Description

本発明は、接合体の形成方法、接合体およびインクジェット記録ヘッドに関するものである。 The present invention relates to a method for forming a bonded body , a bonded body, and an ink jet recording head .

２つの部材（基材）同士を接合（接着）して接合体を得る際には、従来、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤等の接着剤を用いて行う方法が多く用いられている。
接着剤は、一般的に、接合する部材の材質によらず、優れた接着性を示すものである。このため、種々の材料で構成された部材同士を、様々な組み合わせで接着することができる。 When joining (adhering) two members (base materials) to obtain a joined body, there are many conventional methods using an adhesive such as an epoxy adhesive, a urethane adhesive, or a silicone adhesive. It is used.
The adhesive generally exhibits excellent adhesiveness regardless of the material of the members to be joined. For this reason, members composed of various materials can be bonded in various combinations.

例えば、このような接合体を、インクジェットプリンタが備える液滴吐出ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）に適用した場合、液滴吐出ヘッドは、樹脂材料、金属材料およびシリコン系材料等の異種材料で構成された部品同士を、接着剤を用いて接着することにより組み立てられている。
このように接着剤を用いて部材同士を接着する際には、液状またはペースト状の接着剤を接着面に塗布し、塗布された接着剤を介して部材同士を貼り合わせる。その後、熱または光の作用により接着剤を硬化（固化）させることにより、部材同士を接着する。
ところが、このような接着剤を用いた接合では、以下のような問題がある。 For example, when such a joined body is applied to a droplet discharge head (inkjet recording head) included in an inkjet printer, the droplet discharge head is made of a different material such as a resin material, a metal material, and a silicon-based material. The parts are assembled by bonding them using an adhesive.
When the members are bonded together using the adhesive as described above, a liquid or paste adhesive is applied to the bonding surface, and the members are bonded together via the applied adhesive. Thereafter, the members are bonded together by curing (solidifying) the adhesive by the action of heat or light.
However, the joining using such an adhesive has the following problems.

・接着強度が低い
・寸法精度が低い
・硬化時間が長いため、接着に長時間を要する
また、多くの場合、接着強度を高めるためにプライマーを用いる必要があり、そのためのコストと手間が接着工程の高コスト化・複雑化を招いている。 ・ Low bonding strength ・ Low dimensional accuracy ・ Long curing time, so it takes a long time to bond In addition, in many cases, it is necessary to use a primer to increase the bonding strength. Cost and complexity.

一方、接着剤を用いない接合体の形成方法として、固体接合による方法がある。
固体接合は、接着剤等の中間層が介在することなく、部材同士を直接接合する方法である（例えば、特許文献１参照）。
このような固体接合によれば、接着剤のような中間層を用いないので、寸法精度の高い接合体を得ることができる。 On the other hand, there is a solid bonding method as a method of forming a bonded body without using an adhesive.
Solid bonding is a method of directly bonding members without an intermediate layer such as an adhesive (see, for example, Patent Document 1).
According to such solid bonding, since an intermediate layer such as an adhesive is not used, a bonded body with high dimensional accuracy can be obtained.

しかしながら、固体接合には、以下のような問題がある。
・接合される部材の材質に制約がある
・接合プロセスにおいて高温（例えば、７００〜８００℃程度）での熱処理を伴う
・接合プロセスにおける雰囲気が減圧雰囲気に限られる
このような問題を受け、接合に供される部材の材質によらず、部材同士を、高い寸法精度で強固に、かつ低温下で効率よく接合し得る接合体の形成方法が求められている。 However, solid bonding has the following problems.
-There are restrictions on the material of the members to be joined-In the joining process, heat treatment is performed at a high temperature (for example, about 700 to 800 ° C)-The atmosphere in the joining process is limited to a reduced pressure atmosphere. There is a need for a method of forming a joined body that can join members firmly with high dimensional accuracy and efficiently at low temperatures regardless of the material of the provided members.

特開平５−８２４０４号公報JP-A-5-82404

本発明の目的は、２つの基材同士を、高い寸法精度で強固に、かつ低温下で効率よく接合することができる接合体の形成方法、２つの基材同士が高い寸法精度で強固に接合してなる信頼性の高い接合体、および信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを提供することにある。 The object of the present invention is a method for forming a bonded body capable of bonding two substrates firmly with high dimensional accuracy and efficiently at low temperatures, and firmly bonding two substrates with high dimensional accuracy. It is an object of the present invention to provide a highly reliable bonded body and a highly reliable ink jet recording head .

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の接合体の形成方法は、第１の基材および第２の基材上に、それぞれ、化学的気相成膜法を用いて、主として銅で構成される接合膜を形成する工程と、
前記接合膜同士が対向するようにして、前記第１の基材および第２の基材同士を接触させ、前記第１の基材および第２の基材間に圧縮力を付与して、前記第１の基材と前記第２の基材とを接合させることにより接合体を得る工程と、を有し、
前記接合体を得る工程において、前記接合膜を加熱し、前記第１の基材および第２の基材間に付与する圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］とし、前記圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、前記接合膜を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、１／Ｙ≧１．３５×１０ ９ ｅｘｐ（−８２×１０ ３ ／ＲＴ）なる関係を満足するよう設定すること、を特徴とする。
これにより、被着体に対して、高い寸法精度で強固に、かつ低温下で効率よく接合することができる接合膜により接合された接合体を形成することができる。
また、本発明の接合体の形成方法では、前記接合体を得る工程において、前記第１の基材および第２の基材間に付与する圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］とし、前記圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、前記接合膜を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、１／Ｙ≧１．３５×１０ ９ ｅｘｐ（−８２×１０ ３ ／ＲＴ）なる関係を満足するよう設定することにより、各基材上に設けられた接合膜同士が結着された接合膜を介して第１の基材と第２の基材とが接合された接合体を確実に得ることができる。 Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for forming a bonded body according to the present invention includes a step of forming a bonding film mainly composed of copper on a first base material and a second base material using a chemical vapor deposition method, respectively. ,
Wherein as the bonding film face each other, said first contacting the substrate and the second substrate to each other, the compressive force is applied between the first substrate and the second substrate, wherein Obtaining a joined body by joining the first base material and the second base material ,
In the step of obtaining the bonded body, the bonding film is heated, the compression force applied between the first base material and the second base material is set to 50 [MPa], and the compression force is applied. Is Y [min], the heating temperature of the bonding film is T [K], and the gas constant is R [J / (mol · K)], 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp ( -82 × 10 3 / RT) is set so as to satisfy the relationship.
Thereby, it is possible to form a bonded body bonded to the adherend by the bonding film that can be bonded to the adherend firmly with high dimensional accuracy and efficiently at a low temperature.
In the method of forming a joined body according to the present invention, in the step of obtaining the joined body, the compression force applied between the first base material and the second base material is set to 50 [MPa], and the compression is performed. When the time for applying the force is Y [min], the temperature for heating the bonding film is T [K], and the gas constant is R [J / (mol · K)], 1 / Y ≧ 1.35 By setting so as to satisfy the relationship of × 10 9 exp (−82 × 10 3 / RT), the first base material via the bonding film in which the bonding films provided on each base material are bound to each other And the joined body with which the 2nd base material was joined can be obtained reliably.

本発明の接合体の形成方法では、前記接合膜を加熱する温度は、７５〜２００℃であることが好ましい。
これにより、第１の基材および第２の基材が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合膜同士をより円滑に結着させることができる。 In the method for forming a bonded body according to the present invention, the temperature for heating the bonding film is preferably 75 to 200 ° C.
Accordingly, the bonding films can be more smoothly bonded while reliably preventing the first base material and the second base material from being deteriorated or deteriorated by heat.

本発明の接合体の形成方法では、前記接合体を得る工程において、前記第１の基材および第２の基材間に付与する圧縮力は、１〜１００ＭＰａであることが好ましい。
かかる範囲内に設定すれば、接合膜同士を確実に結着させることができる。
本発明の接合体の形成方法では、前記接合体を得る工程において、前記圧縮力を付与する時間は、５〜１８０分間であることが好ましい。
かかる範囲内に設定すれば、接合膜同士を確実に結着させることができる。 In the method for forming a joined body according to the present invention, in the step of obtaining the joined body, the compressive force applied between the first base material and the second base material is preferably 1 to 100 MPa.
If set within such a range, the bonding films can be reliably bonded to each other.
In the method for forming a joined body according to the present invention, in the step of obtaining the joined body, the time for applying the compressive force is preferably 5 to 180 minutes.
If set within such a range, the bonding films can be reliably bonded to each other.

本発明の接合体の形成方法では、前記接合膜中に含まれる銅の含有率は、原子比で９９ａｔ．％以上であることが好ましい。
このように高純度な銅で構成される接合膜を用いて第１の基材および第２の基材同士の接合を行うことにより、これらの第１の基材および第２の基材同士を確実に高い寸法精度で強固に接合することができる。 In the method for forming a bonded body according to the present invention, the copper content in the bonding film is 99 at. % Or more is preferable.
The first base material and the second base material are bonded to each other by bonding the first base material and the second base material using a bonding film made of high-purity copper as described above. It is possible to securely join with high dimensional accuracy.

本発明の接合体の形成方法では、前記接合膜は、有機金属材料を原材料として用いる有機金属化学気相成膜法により成膜されることが好ましい。
これにより、高純度の銅で構成される接合膜を、比較的容易かつ確実に、第１の基材および第２の基材上にそれぞれ形成することができる。 In the bonded body forming method of the present invention, the bonding film is preferably formed by a metal organic chemical vapor deposition method using an organic metal material as a raw material.
As a result, the bonding film made of high-purity copper can be formed on the first base material and the second base material, respectively, relatively easily and reliably.

本発明の接合体の形成方法では、前記有機金属材料は、金属錯体であることが好ましい。
これにより、高純度な銅で構成される接合膜をより確実に形成することができる。
本発明の接合体の形成方法では、前記接合膜中に含まれる不純物は、前記有機金属材料に含まれる有機物の一部が残存したものであることが好ましい。
有機物の一部が不純物として残存すると、接合膜中に含まれる銅原子に活性サイトを確実に存在させることができ、その結果、接合膜同士の結着がより円滑に行われるようになると推察される。 In the method for forming a bonded body according to the present invention, the organometallic material is preferably a metal complex.
As a result, a bonding film made of high-purity copper can be more reliably formed.
In the method for forming a bonded body according to the present invention, it is preferable that the impurities contained in the bonding film are those in which a part of the organic matter contained in the organometallic material remains.
If a part of the organic matter remains as an impurity, it is presumed that active sites can surely exist in the copper atoms contained in the bonding film, and as a result, bonding between the bonding films can be performed more smoothly. The

本発明の接合体は、本発明の接合体の形成方法により形成されたことを特徴とする。
これにより、第１の基材と第２の基材とが高い寸法精度で強固に接合してなる信頼性の高い接合体とすることができる。
本発明のインクジェット記録ヘッドは、複数のノズル孔と、基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜と、を有するノズル板と、
基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜を有するインク室基板と、
振動板と、
前記インク室基板に接合された圧電素子と、を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記ノズル板と前記インク室基板とは、加熱下、圧縮力を付与され、前記接合膜を介して接合されており、
前記ノズル板および前記インク室基板間に圧縮力を付与する際、前記圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］とし、前記圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、前記接合膜を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、１／Ｙ≧１．３５×１０ ９ ｅｘｐ（−８２×１０ ３ ／ＲＴ）なる関係を満足することを特徴とする。
本発明のインクジェット記録ヘッドは、複数のノズル孔を有するノズル板と、
基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜を有するインク室基板と、
基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜を有する振動板と、
前記インク室基板に接合された圧電素子と、を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記インク室基板と前記振動板とは、加熱下、圧縮力を付与され、前記接合膜を介して接合されており、
前記ノズル板および前記インク室基板間に圧縮力を付与する際、前記圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］とし、前記圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、前記接合膜を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、１／Ｙ≧１．３５×１０ ９ ｅｘｐ（−８２×１０ ３ ／ＲＴ）なる関係を満足することを特徴とする。 The joined body of the present invention is formed by the joined body forming method of the present invention.
Thereby, it can be set as the reliable joining body formed by firmly joining a 1st base material and a 2nd base material with high dimensional accuracy.
An inkjet recording head of the present invention includes a nozzle plate having a plurality of nozzle holes and a bonding film formed mainly on copper using a chemical vapor deposition method on a substrate,
An ink chamber substrate formed on a substrate using a chemical vapor deposition method and having a bonding film mainly composed of copper;
A diaphragm,
An ink jet recording head having a piezoelectric element bonded to the ink chamber substrate,
The nozzle plate and the ink chamber substrate are applied with a compressive force under heating and bonded through the bonding film,
When a compressive force is applied between the nozzle plate and the ink chamber substrate, the magnitude of the compressive force is set to 50 [MPa], the time for applying the compressive force is set to Y [min], and the bonding film is heated. When the temperature is T [K] and the gas constant is R [J / (mol · K)], the relationship 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp (−82 × 10 3 / RT) is satisfied. It is characterized by that.
The inkjet recording head of the present invention includes a nozzle plate having a plurality of nozzle holes,
An ink chamber substrate formed on a substrate using a chemical vapor deposition method and having a bonding film mainly composed of copper;
A diaphragm having a bonding film mainly formed of copper, formed using a chemical vapor deposition method on a substrate;
An ink jet recording head having a piezoelectric element bonded to the ink chamber substrate,
The ink chamber substrate and the diaphragm are applied with a compressive force under heating and are bonded via the bonding film,
When a compressive force is applied between the nozzle plate and the ink chamber substrate, the magnitude of the compressive force is set to 50 [MPa], the time for applying the compressive force is set to Y [min], and the bonding film is heated. When the temperature is T [K] and the gas constant is R [J / (mol · K)], the relationship 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp (−82 × 10 3 / RT) is satisfied. It is characterized by that.

本発明の接合体の形成方法を説明するための図（縦断面図）である。It is a figure (longitudinal sectional view) for demonstrating the formation method of the conjugate | zygote of this invention. 本発明の接合体の形成方法を説明するための図（縦断面図）である。It is a figure (longitudinal sectional view) for demonstrating the formation method of the conjugate | zygote of this invention. 主として銅で構成される接合膜を形成する際に用いられる成膜装置を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the film-forming apparatus used when forming the joining film | membrane mainly comprised with copper. 接合膜同士が結着する際の温度と時間との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the temperature at the time of bonding films bonding, and time. 本発明の接合体を適用して得られたインクジェット式記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the inkjet recording head (droplet discharge head) obtained by applying the conjugate | zygote of this invention. 図５に示すインクジェット式記録ヘッドの主要部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the inkjet recording head shown in FIG. 図５に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows embodiment of an inkjet printer provided with the inkjet recording head shown in FIG. 本発明の接合体を適用して得られた配線基板を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the wiring board obtained by applying the conjugate | zygote of this invention.

以下、本発明の接合体の形成方法、接合体およびインクジェット記録ヘッドを、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明の接合体の形成方法は、第１の基材（部材）および第２の基材（部材）上に、それぞれ、化学的気相成膜法を用いて、主として銅で構成される接合膜を形成する工程と、前記接合膜同士が対向するようにして、前記第１の基材および第２の基材同士を接触させた状態で、前記第１の基材および第２の基材同士に圧縮力を付与して、前記接合膜同士を結着させることにより接合体を得る工程とを有するものである。
かかる工程により、各基材に形成された接合膜同士を結着させることができ、この結着された接合膜により第１の基材および第２の基材が接合された接合体を得ることができる。
このような本発明の接合体の形成方法は、第１の基材と第２の基材とを、高い寸法精度で強固に、かつ効率よく接合することができる。そして、かかる接合体の形成方法を用いて接合体を形成することにより、２つの基材同士が高い寸法精度で強固に接合してなる信頼性の高い接合体を得ることができる。 Hereinafter, a method for forming a joined body , a joined body, and an ink jet recording head according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
In the method for forming a joined body according to the present invention, the first base material (member) and the second base material (member) are joined mainly using copper by a chemical vapor deposition method. The first base material and the second base material in a state in which the first base material and the second base material are brought into contact with each other so that the bonding film faces each other and the step of forming a film A step of applying a compressive force to each other and bonding the bonding films together to obtain a bonded body.
By this process, the bonding films formed on the respective base materials can be bonded to each other, and a bonded body in which the first base material and the second base material are bonded by the bonded bonding films is obtained. Can do.
Such a method for forming a joined body of the present invention can join the first base material and the second base material firmly and efficiently with high dimensional accuracy. Then, by forming a joined body using such a joined body forming method, it is possible to obtain a highly reliable joined body in which two base materials are firmly joined with high dimensional accuracy.

以下、本発明の接合体の形成方法の各工程、および、かかる接合体の形成方法で形成された接合体について説明する。
図１および図２は、本発明の接合体の形成方法を説明するための図（縦断面図）、図３は、主として銅で構成される接合膜を形成する際に用いられる成膜装置を模式的に示す縦断面図、図４は、接合膜同士が結着する際の温度と時間との関係を示したグラフである。なお、以下の説明では、図１、図２および図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。 Hereinafter, each process of the formation method of the conjugate | zygote of this invention and the conjugate | zygote formed by the formation method of this conjugate | zygote are demonstrated.
1 and 2 are diagrams (longitudinal sectional views) for explaining a method of forming a bonded body according to the present invention, and FIG. 3 shows a film forming apparatus used when forming a bonding film mainly made of copper. FIG. 4 is a vertical sectional view schematically showing a relationship between temperature and time when the bonding films are bonded to each other. In the following description, the upper side in FIGS. 1, 2 and 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.

［１］まず、第１の基板（基材）２１および第２の基板（基材）２２を用意し、これら第１の基板２１および第２の基板２２上に、それぞれ、化学的気相成膜法を用いて、主として銅で構成される接合膜３１、３２を形成する（図１（ａ）参照）。
なお、以下の説明では、「第１の基板２１および第２の基板２２」を総称して「基板２」と言い、２つの「接合膜３１、３２」、および、２つの「接合膜３１、３２」が結着（一体化）したものを総称して「接合膜３」と言うこともある。
基板２１および基板２２は、接合膜３を介して互いに接合して接合体５を得るためのものであり、結着させる前の接合膜３１、３２を支持する程度の剛性を有するものであれば、いかなる材料で構成されたものであってもよい。 [1] First, a first substrate (base material) 21 and a second substrate (base material) 22 are prepared, and chemical vapor deposition is performed on the first substrate 21 and the second substrate 22, respectively. Bonding films 31 and 32 mainly made of copper are formed by using a film method (see FIG. 1A).
In the following description, “first substrate 21 and second substrate 22” are collectively referred to as “substrate 2”, and two “bonding films 31, 32” and two “bonding films 31, A combination of “32” may be collectively referred to as “bonding film 3”.
The substrate 21 and the substrate 22 are for bonding to each other through the bonding film 3 to obtain the bonded body 5, as long as they have rigidity enough to support the bonding films 31 and 32 before being bonded. , Any material may be used.

具体的には、基板２の構成材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アラミド系樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等の樹脂系材料、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍのような金属、またはこれらの金属を含む合金、炭素鋼、ステンレス鋼、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ガリウムヒ素のような金属系材料、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンのようなシリコン系材料、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス系材料、アルミナ、ジルコニア、フェライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステンのようなセラミックス系材料、グラファイトのような炭素系材料、またはこれらの各材料の１種または２種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。   Specifically, the constituent material of the substrate 2 is polyolefin, such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride. , Polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide, polycarbonate, poly- (4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), acrylonitrile-styrene copolymer Polymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer, polyoxymethylene, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyethylene terephthalate (PET) Polyester such as polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane terephthalate (PCT), polyether, polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyether imide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide , Modified polyphenylene oxide, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, aromatic polyester (liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluororesins, styrene, polyolefin, polyvinyl chloride , Polyurethane, polyester, polyamide, polybutadiene, trans polyisoprene, fluoro rubber, chlorinated polyethylene Various thermoplastic elastomers such as epoxy resins, epoxy resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, aramid resins, unsaturated polyesters, silicone resins, polyurethanes, etc., or copolymers, blends, polymer alloys, etc. mainly comprising these Resin-based materials, metals such as Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Zn, Pt, Au, Ag, Cu, Pd, Al, W, Ti, V, Mo, Nb, Zr, Pr, Nd, Sm Or alloys containing these metals, carbon-based materials such as carbon steel, stainless steel, indium tin oxide (ITO), gallium arsenide, silicon-based materials such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon , Silicate glass (quartz glass), alkali silicate glass, soda lime glass, potash lime glass, lead (alkali) glass, barium glass Glass materials such as borosilicate glass, ceramic materials such as alumina, zirconia, ferrite, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium nitride, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, tungsten carbide, graphite Such a carbon-based material, or a composite material obtained by combining one or more of these materials.

また、基板２は、その表面に、Ｎｉめっきのようなめっき処理、クロメート処理のような不働態化処理、または窒化処理等を施したものであってもよい。
また、基板（基材）２の形状は、接合膜３を支持する面を有するような形状であればよく、本実施形態のような板状のものに限定されない。すなわち、基材の形状は、例えば、塊状（ブロック状）や、棒状等であってもよい。 Further, the surface of the substrate 2 may be subjected to a plating treatment such as Ni plating, a passivation treatment such as a chromate treatment, or a nitriding treatment.
Further, the shape of the substrate (base material) 2 may be any shape as long as it has a surface for supporting the bonding film 3, and is not limited to a plate-like shape as in the present embodiment. That is, the shape of the base material may be, for example, a block shape (block shape) or a rod shape.

なお、図１（ａ）に示すように、基板２が板状をなしていることから、基板２が撓み易くなり、基板２は、対向する基板２がたとえ応力等で変形したとしても、その変形した形状に沿って十分に変形可能なものとなるため、これら第１の基板２１および第２の基板２２間の密着性がより高くなる。また、基板２と接合膜３との密着性が高くなるとともに、基板２が撓むことによって、接合界面に生じる応力を、ある程度緩和することができる。
この場合、基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜３ｍｍ程度であるのがより好ましい。 As shown in FIG. 1A, since the substrate 2 has a plate shape, the substrate 2 is easily bent, and even if the opposing substrate 2 is deformed by stress or the like, Since it becomes sufficiently deformable along the deformed shape, the adhesion between the first substrate 21 and the second substrate 22 becomes higher. In addition, the adhesion between the substrate 2 and the bonding film 3 is enhanced, and the stress generated at the bonding interface can be relaxed to some extent when the substrate 2 is bent.
In this case, the average thickness of the substrate 2 is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 10 mm, and more preferably about 0.1 to 3 mm.

本発明では、接合膜３１、３２は、次工程［２］において、第１の基板２１および第２の基板２２の間に位置し、これらの接合膜３１、３２が結着することにより、第１の基板２１および第２の基板２２同士の接合を担うものである。
かかる接合膜３１、３２は、ともに、化学的気相成膜法を用いて成膜され、主として銅で構成されたものである。このような接合膜３１、３２は、互いに接触した状態で、圧縮力が付与されると、これら接合膜３１、３２同士が結着（一体化）するものであることから、この結着した接合膜３を介して、第１の基板２１および第２の基板２２同士を高い寸法精度で強固に効率よく接合することができる。 In the present invention, the bonding films 31 and 32 are positioned between the first substrate 21 and the second substrate 22 in the next step [2], and the bonding films 31 and 32 are bonded to each other. The first substrate 21 and the second substrate 22 are joined together.
The bonding films 31 and 32 are both formed using a chemical vapor deposition method and are mainly composed of copper. Since the bonding films 31 and 32 are bonded (integrated) to each other when a compressive force is applied in a state where they are in contact with each other, the bonded bonding is performed. The first substrate 21 and the second substrate 22 can be firmly and efficiently bonded with high dimensional accuracy via the film 3.

また、接合膜３は、主として銅で構成されるため、流動性を有さない固体状をなしている。このため、従来から用いられている、流動性を有する液状または粘液状（半固形状）の接着剤に比べて、接着層（接合膜３）の厚さや形状がほとんど変化しない。したがって、接合膜３で第１の基板２１および第２の基板２２同士が接合された接合体５の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。さらに、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間で強固な接合が可能となる。   Further, since the bonding film 3 is mainly made of copper, the bonding film 3 is in a solid state having no fluidity. For this reason, the thickness and shape of the adhesive layer (bonding film 3) hardly change as compared with a liquid or viscous liquid (semi-solid) adhesive having fluidity. Therefore, the dimensional accuracy of the bonded body 5 in which the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other with the bonding film 3 is significantly higher than that in the related art. Furthermore, since the time required for curing the adhesive is not required, strong bonding can be achieved in a short time.

ところで、本発明では、化学的気相成膜法を用いて形成された主として銅で構成される接合膜３は、その膜中での銅の含有率が原子比９９ａｔ．％以上、好ましくは９９．５ａｔ．％以上となっている。このように高純度な銅で構成される接合膜３を用いて第１の基板２１および第２の基板２２同士の接合を、後述するような条件で行うことにより、これらの第１の基板２１および第２の基板２２同士を確実に高い寸法精度で強固に接合することができる。   By the way, in the present invention, the bonding film 3 mainly made of copper formed by using the chemical vapor deposition method has a copper content of 99 at. % Or more, preferably 99.5 at. % Or more. The first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other using the bonding film 3 made of high-purity copper under the conditions as described later. In addition, the second substrates 22 can be securely bonded to each other with high dimensional accuracy.

また、銅の含有率がかかる範囲内となっていることから、接合膜３は、優れた導電性および熱伝導性を示し、後述する接合体において、接合膜３を配線基板が備える配線や端子、および、熱伝導性を必要とする部材同士の接合等に適用することができる。
具体的には、接合膜３は、抵抗率が４．０×１０−６Ω・ｃｍ程度となり、熱伝導率が３９０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１程度となる。 Moreover, since it is in the range which requires the content rate of copper, the joining film 3 shows the outstanding electroconductivity and thermal conductivity, and the wiring and terminal which a wiring board equips with the joining film 3 in the joined body mentioned later. And, it can be applied to joining between members that require thermal conductivity.
Specifically, the bonding film 3 has a resistivity of about 4.0 × 10 −6 Ω · cm and a thermal conductivity of about 390 W · m −1 · K −1 .

かかる構成の接合膜３は、基板２上に化学的気相成膜法（ＣＶＤ法）を用いて成膜されるが、この化学的気相成膜法としては、特に限定されず、例えば、有機金属化学気相成膜法（以下、「ＭＯＣＶＤ法」と省略することもある。）、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法のようなプラズマＣＶＤ法、および、レーザーＣＶＤ法等が挙げられるが、これらの中でも、特に、有機金属材料を原材料として用いるＭＯＣＶＤ法を用いるのが好ましい。これにより、上述したような高純度（９９％以上）の銅で構成される接合膜３を、比較的容易かつ確実に、基板２上に形成することができる。   The bonding film 3 having such a structure is formed on the substrate 2 by using a chemical vapor deposition method (CVD method), but the chemical vapor deposition method is not particularly limited. A metal organic chemical vapor deposition method (hereinafter also abbreviated as “MOCVD method”), a thermal CVD method, a photo CVD method, an RF plasma CVD method, a plasma CVD method such as an ECR plasma CVD method, and Laser CVD methods and the like can be mentioned. Among these, it is particularly preferable to use the MOCVD method using an organometallic material as a raw material. Thereby, the bonding film 3 made of high-purity (99% or more) copper as described above can be formed on the substrate 2 relatively easily and reliably.

以下、原材料として有機金属材料を用いるＭＯＣＶＤ法を用いて、基板２上に、主として銅で構成される接合膜３を形成する場合を一例に説明する。
まず、ＭＯＣＶＤ法を用いて接合膜３を成膜する方法の説明に先立って、接合膜３を成膜する際に用いられる成膜装置２００について説明する。
図３に示す成膜装置２００は、有機金属化学気相成膜法による接合膜３の形成をチャンバー２１１内で行えるように構成されている。
具体的には、成膜装置２００は、チャンバー（真空チャンバー）２１１と、このチャンバー２１１内に設置され、基板２（成膜対象物）を保持する基板ホルダー（成膜対象物保持部）２１２と、チャンバー２１１内に、気化または霧化した有機金属材料を供給する有機金属材料供給手段２６０と、チャンバー２１１内の排気をして圧力を制御する排気手段２３０と、基板ホルダー２１２を加熱する加熱手段（図示せず）とを有している。 Hereinafter, a case where the bonding film 3 mainly made of copper is formed on the substrate 2 by using the MOCVD method using an organic metal material as a raw material will be described as an example.
First, prior to the description of the method of forming the bonding film 3 using the MOCVD method, the film forming apparatus 200 used when forming the bonding film 3 will be described.
A film forming apparatus 200 shown in FIG. 3 is configured so that the bonding film 3 can be formed in the chamber 211 by a metal organic chemical vapor deposition method.
Specifically, the film forming apparatus 200 includes a chamber (vacuum chamber) 211 and a substrate holder (film forming object holding unit) 212 that is installed in the chamber 211 and holds the substrate 2 (film forming object). , Organometallic material supply means 260 for supplying vaporized or atomized organometallic material into the chamber 211, exhaust means 230 for controlling the pressure by exhausting the chamber 211, and heating means for heating the substrate holder 212 (Not shown).

基板ホルダー２１２は、本実施形態では、チャンバー２１１の底部に取り付けられている。この基板ホルダー２１２は、モータの作動により回動可能となっている。これにより、基板２上に接合膜を均質かつ均一な厚さで成膜することができる。
また、基板ホルダー２１２の近傍には、それぞれ、これらを覆うことができるシャッター２２１が配設されている。このシャッター２２１は、基板２および接合膜３が不要な雰囲気等に曝されるのを防ぐためのものである。 The substrate holder 212 is attached to the bottom of the chamber 211 in this embodiment. The substrate holder 212 can be rotated by the operation of a motor. Thereby, the bonding film can be formed on the substrate 2 with a uniform and uniform thickness.
Further, in the vicinity of the substrate holder 212, a shutter 221 that can cover them is provided. The shutter 221 is for preventing the substrate 2 and the bonding film 3 from being exposed to an unnecessary atmosphere or the like.

有機金属材料供給手段２６０は、チャンバー２１１に接続されている。この有機金属材料供給手段２６０は、固形状または液状の有機金属材料を貯留する貯留槽２６２と、気化または霧化した有機金属材料をチャンバー２１１内に送気するキャリアガスを貯留するガスボンベ２６５と、キャリアガスと気化または霧化した有機金属材料をチャンバー２１１内に導くガス供給ライン２６１と、ガス供給ライン２６１の途中に設けられたポンプ２６４およびバルブ２６３とで構成されている。かかる構成の有機金属材料供給手段２６０では、貯留槽２６２は、加熱手段を有しており、この加熱手段の作動により固形状または液状の有機金属材料を加熱して気化し得るようになっている。そのため、バルブ２６３を開放した状態で、ポンプ２６４を作動させて、キャリアガスをガスボンベ２６５から貯留槽２６２に供給すると、このキャリアガスとともに気化または霧化した有機金属材料が、供給ライン２６１内を通過してチャンバー２１１内に供給されるようになっている。   The organometallic material supply unit 260 is connected to the chamber 211. The organometallic material supply means 260 includes a storage tank 262 that stores a solid or liquid organometallic material, a gas cylinder 265 that stores a carrier gas that sends the vaporized or atomized organometallic material into the chamber 211, and The gas supply line 261 guides the carrier gas and the vaporized or atomized organometallic material into the chamber 211, and a pump 264 and a valve 263 provided in the middle of the gas supply line 261. In the organometallic material supply means 260 having such a configuration, the storage tank 262 has a heating means, and the operation of this heating means can heat and vaporize the solid or liquid organometallic material. . Therefore, when the pump 264 is operated with the valve 263 opened and the carrier gas is supplied from the gas cylinder 265 to the storage tank 262, the organometallic material vaporized or atomized together with the carrier gas passes through the supply line 261. Then, it is supplied into the chamber 211.

なお、キャリアガスとしては、特に限定されず、例えば、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガス等が好適に用いられる。
なお、有機金属材料として、後述する２，４−ペンタジオネート−銅（II）や［Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ＶＴＭＳ）］、ビス（２，６−ジメチル−２−（トリメチルシリロキシ）−３，５−ヘプタジオナト）銅（II）（Ｃｕ（ｓｏｐｄ）２）等のように分子構造中に酸素原子を含有するものを用いる場合には、キャリアガスに、水素ガスを添加するのが好ましい。これにより、酸素原子に対する還元性を向上させることができ、接合膜３に過度の酸素原子が残存することなく、接合膜３を成膜すること、すなわち高純度な銅で構成される膜を接合膜３として成膜することができる。 In addition, it does not specifically limit as carrier gas, For example, nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc. are used suitably.
In addition, as an organometallic material, 2,4-pentadionate-copper (II) or [Cu (hfac) (VTMS)] described later, bis (2,6-dimethyl-2- (trimethylsilyloxy) -3, In the case of using an oxygen atom in the molecular structure such as 5-heptadionato) copper (II) (Cu (sopd) 2 ), it is preferable to add hydrogen gas to the carrier gas. Thereby, the reducibility with respect to oxygen atoms can be improved, and the bonding film 3 is formed without excessive oxygen atoms remaining in the bonding film 3, that is, a film made of high-purity copper is bonded. The film 3 can be formed.

また、排気手段２３０は、ポンプ２３２と、ポンプ２３２とチャンバー２１１とを連通する排気ライン２３１と、排気ライン２３１の途中に設けられたバルブ２３３とで構成されており、チャンバー２１１内を所望の圧力に減圧し得るようになっている。
以上のような構成の成膜装置２００を用いてＭＯＣＶＤ法により、以下のようにして基板２上に接合膜３を形成する。 The exhaust means 230 includes a pump 232, an exhaust line 231 that communicates the pump 232 and the chamber 211, and a valve 233 provided in the middle of the exhaust line 231. The pressure can be reduced.
The bonding film 3 is formed on the substrate 2 by the MOCVD method using the film forming apparatus 200 configured as described above.

［１−１］ まず、基板２を用意する。そして、この基板２を成膜装置２００のチャンバー２１１内に搬入し、基板ホルダー２１２に装着（セット）する。
なお、基板２１と基板２２とは、基板ホルダー２１２に同時に装着して、それぞれの第１の基板２１および第２の基板２２上に、一括して接合膜３１、３２を成膜するようにしてもよいし、基板ホルダー２１２に別々に装着して、それぞれの第１の基板２１および第２の基板２２上に、分割して接合膜３１、３２を成膜するようにしてもよい。 [1-1] First, the substrate 2 is prepared. Then, the substrate 2 is carried into the chamber 211 of the film forming apparatus 200 and mounted (set) on the substrate holder 212.
The substrate 21 and the substrate 22 are mounted on the substrate holder 212 at the same time, and the bonding films 31 and 32 are formed on the first substrate 21 and the second substrate 22 at the same time. Alternatively, the bonding films 31 and 32 may be separately formed on the substrate holder 212 and separately formed on the first substrate 21 and the second substrate 22, respectively.

［１−２］ 次に、排気手段２３０を動作させ、すなわちポンプ２３２を作動させた状態でバルブ２３３を開くことにより、チャンバー２１１内を減圧状態にする。この減圧の程度（真空度）は、特に限定されないが、次工程［１−３］において接合膜３を成膜する際に、好ましくは１×１０−３〜５×１０２Ｔｏｒｒ程度、より好ましくは１〜１×１０２Ｔｏｒｒ程度となるように設定する。
また、加熱手段を動作させ、基板ホルダー２１２を加熱する。基板ホルダー２１２の温度は、接合膜（純銅膜）３を形成する際に用いる原材料の種類によっても若干異なるが、８０〜３００℃程度で有るのが好ましく、１００〜２７５℃程度であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、後述する有機金属材料を用いて、主として銅で構成される接合膜３を確実に成膜することができる。 [1-2] Next, the exhaust means 230 is operated, that is, the valve 233 is opened while the pump 232 is operated, so that the inside of the chamber 211 is decompressed. The degree of vacuum (degree of vacuum) is not particularly limited, but is preferably about 1 × 10 −3 to 5 × 10 2 Torr, more preferably when forming the bonding film 3 in the next step [1-3]. Is set to be about 1 to 1 × 10 2 Torr.
In addition, the heating means is operated to heat the substrate holder 212. The temperature of the substrate holder 212 is slightly different depending on the type of raw material used when forming the bonding film (pure copper film) 3, but is preferably about 80 to 300 ° C., more preferably about 100 to 275 ° C. preferable. By setting within this range, the bonding film 3 mainly composed of copper can be reliably formed using an organometallic material described later.

［１−３］ 次に、シャッター２２１を開いた状態にする。
そして、固形状の有機金属材料を貯留された貯留槽２６２が備える加熱手段を動作させることにより、有機金属材料を気化させた状態で、ポンプ２６４を動作させるとともに、バルブ２６３を開くことにより、気化または霧化した有機金属材料をキャリアガスとともにチャンバー２１１内に導入する。 [1-3] Next, the shutter 221 is opened.
Then, by operating the heating means provided in the storage tank 262 in which the solid organic metal material is stored, the pump 264 is operated while the organic metal material is vaporized, and the valve 263 is opened to vaporize. Alternatively, the atomized organometallic material is introduced into the chamber 211 together with the carrier gas.

なお、キャリアガスに、上述したような目的により、水素ガスが添加されている場合には、水素ガス分圧がチャンバー２１１内の圧力の６５〜８５％程度となるように水素ガスを添加するのが好ましい。
このように、前記工程［１−２］で基板ホルダー２１２が加熱された状態で、チャンバー２１１内に、気化または霧化した有機金属材料を供給すると、基板２上で有機金属材料が加熱されることにより、有機金属材料が還元されて主として銅で構成される接合膜３を基板２上に形成することができる。 In addition, when hydrogen gas is added to the carrier gas for the above-described purpose, the hydrogen gas is added so that the hydrogen gas partial pressure is about 65 to 85% of the pressure in the chamber 211. Is preferred.
As described above, when the vaporized or atomized organometallic material is supplied into the chamber 211 in a state where the substrate holder 212 is heated in the step [1-2], the organometallic material is heated on the substrate 2. Thus, the bonding film 3 composed mainly of copper can be formed on the substrate 2 by reducing the organometallic material.

このようなＭＯＣＶＤ法により、主として銅で構成される接合膜３を形成するために用いられる、有機金属材料としては、例えば、２，４−ペンタジオネート−銅（II）、ビス（２，６−ジメチル−２−（トリメチルシリロキシ）−３，５−ヘプタジオナト）銅（II）（Ｃｕ（ｓｏｐｄ）２；Ｃ２４Ｈ４６ＣｕＯ６Ｓｉ２）、Ｃｕ（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）（ビニルトリメチルシラン）［Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ＶＴＭＳ）］、Ｃｕ（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）（２−メチル−１−ヘキセン−３−エン）［Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ＭＨＹ）］、Ｃｕ（パーフルオロアセチルアセトネート）（ビニルトリメチルシラン）［Ｃｕ（ｐｆａｃ）（ＶＴＭＳ）］、Ｃｕ（パーフルオロアセチルアセトネート）（２−メチル−１−ヘキセン−３−エン）［Ｃｕ（ｐｆａｃ）（ＭＨＹ）］のような金属錯体等が挙げられる。有機金属材料としては、上述したような金属錯体を用いることにより、高純度な銅で構成される接合膜３をより確実に形成することができる。 Examples of the organic metal material used to form the bonding film 3 mainly composed of copper by such MOCVD method include 2,4-pentadionate-copper (II), bis (2,6 -Dimethyl-2- (trimethylsilyloxy) -3,5-heptadionato) copper (II) (Cu (spd) 2 ; C 24 H 46 CuO 6 Si 2 ), Cu (hexafluoroacetylacetonate) (vinyltrimethylsilane) ) [Cu (hfac) (VTMS)], Cu (hexafluoroacetylacetonate) (2-methyl-1-hexen-3-ene) [Cu (hfac) (MHY)], Cu (perfluoroacetylacetonate) (Vinyltrimethylsilane) [Cu (pfac) (VTMS)], Cu (perfluoroacetylacetonate) (2-methyl- - hexene-3-ene) metal complexes, such as [Cu (pfac) (MHY)] and the like. By using a metal complex as described above as the organometallic material, the bonding film 3 made of high-purity copper can be more reliably formed.

また、かかる有機金属材料を用いて、主として銅で構成される接合膜３を形成すると、膜中に存在する不純物として、有機金属材料に含まれる有機物の一部が残存することとなる。このような有機物の一部が残存する構成とすることにより、後述する接合膜３１、３２が結着するメカニズムで説明するような、銅原子に活性サイトを確実に存在させることができるようになると推察される。その結果、後工程［２］で説明するような条件で接合膜３１、３２同士を確実に結着させることができる。   Further, when the bonding film 3 mainly composed of copper is formed using such an organometallic material, a part of the organic substance contained in the organometallic material remains as an impurity present in the film. By adopting such a structure in which a part of the organic substance remains, an active site can be surely present in the copper atom as described in the mechanism of bonding of the bonding films 31 and 32 described later. Inferred. As a result, the bonding films 31 and 32 can be reliably bonded to each other under the conditions described in the post-process [2].

気化または霧化した有機金属材料の供給量は、０．１〜１０ｇ／分程度であるのが好ましく、０．５〜２ｇ／分程度であるのがより好ましい。これにより、均一な膜厚で、かつ、高純度な銅で構成される接合膜３を確実に成膜することができる。
以上のようにして、基板２上に主として銅で構成される接合膜３を成膜することができる。 The supply amount of the vaporized or atomized organometallic material is preferably about 0.1 to 10 g / min, and more preferably about 0.5 to 2 g / min. Thereby, it is possible to reliably form the bonding film 3 made of high-purity copper with a uniform film thickness.
As described above, the bonding film 3 mainly made of copper can be formed on the substrate 2.

また、成膜される接合膜３１、３２の平均厚さは、１〜５００ｎｍ程度であるのが好ましく、２０〜４００ｎｍ程度であるのがより好ましい。接合膜３の平均厚さを前記範囲内とすることにより、第１の基板２１および第２の基板２２同士が接合膜３を介して接合された接合体５の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、これらをより強固に接合することができる。   In addition, the average thickness of the bonding films 31 and 32 to be formed is preferably about 1 to 500 nm, and more preferably about 20 to 400 nm. By setting the average thickness of the bonding film 3 within the above range, the dimensional accuracy of the bonded body 5 in which the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded together via the bonding film 3 is significantly reduced. These can be joined more firmly while preventing.

すなわち、接合膜３の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、接合膜３の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、接合体５の寸法精度が著しく低下するおそれがある。
さらに、接合膜３の平均厚さが前記範囲内であれば、接合膜３にある程度の形状追従性が確保される。このため、例えば、第１の基板２１および第２の基板２２の接合面（接合膜３に隣接する面）に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように接合膜３を被着させることができる。その結果、接合膜３は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。そして、各第１の基板２１および第２の基板２２上に形成された接合膜３１、３２同士が対向するように接触させた際に、接合膜３１、３２同士の密着性を高めることができる。 That is, when the average thickness of the bonding film 3 is less than the lower limit, sufficient bonding strength may not be obtained. On the other hand, when the average thickness of the bonding film 3 exceeds the upper limit, the dimensional accuracy of the bonded body 5 may be significantly reduced.
Furthermore, if the average thickness of the bonding film 3 is within the above range, a certain degree of shape followability is ensured for the bonding film 3. For this reason, for example, even when unevenness exists on the bonding surface (surface adjacent to the bonding film 3) of the first substrate 21 and the second substrate 22, the unevenness depends on the height of the unevenness. The bonding film 3 can be deposited so as to follow the shape. As a result, the bonding film 3 can absorb the unevenness and reduce the height of the unevenness generated on the surface. When the bonding films 31 and 32 formed on the first substrate 21 and the second substrate 22 are brought into contact with each other, the adhesion between the bonding films 31 and 32 can be improved. .

なお、上記のような形状追従性の程度は、接合膜３の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、前記範囲内で接合膜３の厚さをできるだけ厚くすればよい。   Note that the degree of the shape followability as described above becomes more significant as the thickness of the bonding film 3 increases. Therefore, in order to sufficiently ensure the shape followability, the thickness of the bonding film 3 should be as large as possible within the above range.

また、接合膜３１、３２の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定）は、特に限定されないが、１〜３０ｎｍ程度であるのが好ましく、５〜１５ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、次工程［２］において、圧縮力を付与して、接合膜３１、３２の表面同士が接近する際に、互いが接触する接触面積の増大を図ることができ、ひいては、互いの表面に存在する活性サイト同士が結合したものの結合数の増大を図ることができる。   Further, the surface roughness Ra (defined in JIS B 0601) of the bonding films 31 and 32 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 30 nm, and more preferably about 5 to 15 nm. Thereby, in the next step [2], when the surfaces of the bonding films 31 and 32 approach each other by applying a compressive force, it is possible to increase the contact area with which the surfaces contact each other. It is possible to increase the number of bonds of the active sites that are present in each other.

また、基板２の少なくとも接合膜３を形成すべき領域には、基板２の構成材料に応じて、接合膜３を形成する前に、あらかじめ、基板２と接合膜３との密着性を高める表面処理を施すのが好ましい。
かかる表面処理としては、例えば、スパッタリング処理、ブラスト処理のような物理的表面処理、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン暴露処理のような化学的表面処理、または、これらを組み合わせた処理等が挙げられる。このような処理を施すことにより、基板２の接合膜３を形成すべき領域を清浄化するとともに、該領域を活性化させることができる。これにより、接合膜３と基板２との接合強度を高めることができる。 In addition, in at least a region where the bonding film 3 is to be formed on the substrate 2, a surface that improves the adhesion between the substrate 2 and the bonding film 3 in advance before forming the bonding film 3 according to the constituent material of the substrate 2. It is preferable to apply the treatment.
Examples of the surface treatment include physical surface treatment such as sputtering treatment and blast treatment, plasma treatment using oxygen plasma, nitrogen plasma, etc., corona discharge treatment, etching treatment, electron beam irradiation treatment, ultraviolet irradiation treatment, ozone Examples include chemical surface treatment such as exposure treatment, or a combination of these. By performing such treatment, the region where the bonding film 3 of the substrate 2 is to be formed can be cleaned and the region can be activated. Thereby, the bonding strength between the bonding film 3 and the substrate 2 can be increased.

また、これらの各表面処理の中でもプラズマ処理を用いることにより、接合膜３を形成するために、基板２の表面を特に最適化することができる。
なお、表面処理を施す基板２が、樹脂材料（高分子材料）で構成されている場合には、特に、コロナ放電処理、窒素プラズマ処理等が好適に用いられる。
また、基板２の構成材料によっては、上記のような表面処理を施さなくても、接合膜３との接合強度が十分に高くなるものがある。このような効果が得られる基板２の構成材料としては、例えば、前述したような各種金属系材料、各種シリコン系材料、各種ガラス系材料等を主材料とするものが挙げられる。 Further, by using plasma treatment among these surface treatments, the surface of the substrate 2 can be particularly optimized in order to form the bonding film 3.
In addition, when the board | substrate 2 which performs surface treatment is comprised with the resin material (polymer material), especially a corona discharge process, a nitrogen plasma process, etc. are used suitably.
Further, depending on the constituent material of the substrate 2, the bonding strength with the bonding film 3 is sufficiently high without performing the above-described surface treatment. Examples of the constituent material of the substrate 2 that can obtain such an effect include those mainly composed of various metal-based materials, various silicon-based materials, various glass-based materials and the like as described above.

このような材料で構成された基板２は、その表面が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、比較的活性の高い水酸基が結合している。したがって、このような材料で構成された基板２を用いると、上記のような表面処理を施さなくても、基板２上に強固に接合された接合膜３を形成することができる。
なお、この場合、基板２の全体が上記のような材料で構成されていなくてもよく、少なくとも接合膜３を形成すべき領域の表面付近が上記のような材料で構成されていればよい。
また、表面処理に代えて、基板２の少なくとも接合膜３を形成すべき領域には、あらかじめ、中間層を形成するようにしてもよい。 The surface of the substrate 2 made of such a material is covered with an oxide film, and a relatively active hydroxyl group is bonded to the surface of the oxide film. Therefore, when the substrate 2 made of such a material is used, the bonding film 3 that is firmly bonded onto the substrate 2 can be formed without performing the surface treatment as described above.
In this case, the entire substrate 2 may not be made of the above material, and at least the vicinity of the surface of the region where the bonding film 3 is to be formed needs to be made of the above material.
Further, instead of the surface treatment, an intermediate layer may be formed in advance in at least the region where the bonding film 3 is to be formed.

この中間層は、いかなる機能を有するものであってもよく、特に限定されるものではないが、例えば、接合膜３との密着性を高める機能、クッション性（緩衝機能）、応力集中を緩和する機能、接合膜３を成膜する際に接合膜３の膜成長を促進する機能（シード層）、接合膜３を保護する機能（バリア層）等を有するものが好ましい。このような中間層を介して基板２と接合膜３とを接合することになり、その結果、信頼性の高い接合体を得ることができる。   The intermediate layer may have any function and is not particularly limited. For example, the intermediate layer has a function of improving adhesion to the bonding film 3, cushioning (buffer function), and stress concentration. Those having a function, a function of promoting film growth of the bonding film 3 (seed layer), a function of protecting the bonding film 3 (barrier layer), and the like are preferable. The substrate 2 and the bonding film 3 are bonded through such an intermediate layer, and as a result, a highly reliable bonded body can be obtained.

かかる中間層の構成材料としては、例えば、アルミニウム、チタン、タングステン、銅およびその合金等の金属系材料、金属酸化物、金属窒化物、シリコン酸化物のような酸化物系材料、金属窒化物、シリコン窒化物のような窒化物系材料、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボンのような炭素系材料、シランカップリング剤、チオール系化合物、金属アルコキシド、金属−ハロゲン化合物のような自己組織化膜材料、樹脂系接着剤、樹脂フィルム、樹脂コーティング材、各種ゴム材料、各種エラストマーのような樹脂系材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、これらの各種材料で構成された中間層の中でも、酸化物系材料で構成された中間層によれば、基板２と接合膜３との間の接合強度を特に高めることができる。 Examples of the constituent material of the intermediate layer include metal materials such as aluminum, titanium, tungsten, copper and alloys thereof, metal oxides, metal nitrides, oxide materials such as silicon oxides, metal nitrides, Nitride-based materials such as silicon nitride, carbon-based materials such as graphite and diamond-like carbon, silane coupling agents, thiol-based compounds, metal alkoxides, self-assembled film materials such as metal-halogen compounds, and resin-based materials Examples thereof include resin materials such as adhesives, resin films, resin coating materials, various rubber materials, and various elastomers, and one or more of these can be used in combination.
Further, among the intermediate layers formed of these various materials, the bonding strength between the substrate 2 and the bonding film 3 can be particularly increased by the intermediate layer formed of the oxide-based material.

［２］次に、各第１の基板２１および第２の基板２２に設けられた接合膜３１、３２同士が対向するようにして（図１（ｂ）参照）、第１の基板２１および第２の基板２２同士を接触させる（図１（ｃ）参照）。そして、この状態で、第１の基板２１および第２の基板２２同士に圧縮力を付与する（図２（ｄ）参照）。これにより、接合膜３１、３２同士が結着（一体化）することになり、結着された接合膜３を介して、第１の基板２１および第２の基板２２同士が接合された接合体５（本発明の接合体）を得ることができる（図２（ｅ）参照）。   [2] Next, the bonding films 31 and 32 provided on the first substrate 21 and the second substrate 22 face each other (see FIG. 1B), and the first substrate 21 and the second substrate The two substrates 22 are brought into contact with each other (see FIG. 1C). In this state, a compressive force is applied to the first substrate 21 and the second substrate 22 (see FIG. 2D). As a result, the bonding films 31 and 32 are bonded (integrated), and the bonded body in which the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other through the bonded bonding film 3. 5 (the joined body of the present invention) can be obtained (see FIG. 2 (e)).

このようにして得られた接合体５では、従来の接合方法で用いられていた接着剤のように、主にアンカー効果のような物理的結合に基づく接着ではなく、短時間で生じる強固な化学的結合に基づいて、第１の基板２１および第２の基板２２同士が接合されている。このため、接合体５は短時間で形成することができ、かつ、極めて剥離し難く、接合ムラ等も生じ難いものとなる。   The bonded body 5 thus obtained is not bonded mainly based on a physical bond such as an anchor effect, as in the adhesive used in the conventional bonding method, but is a strong chemical produced in a short time. The first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other based on the mechanical coupling. For this reason, the bonded body 5 can be formed in a short time, is extremely difficult to peel off, and is difficult to cause uneven bonding.

なお、本発明では、第１の基板２１および第２の基板２２同士を接触させた状態、図１（ｃ）の状態では、基板２１と基板２２との間は接合されていないので、基板２１の基板２２に対する相対位置を調整することができる。これにより、基板２１と基板２２とを重ね合わせた後、これらの位置を容易に微調整することができる。その結果、第１の基板２１および第２の基板２２同士を接合させる位置の精度をより高めることができる。   In the present invention, the substrate 21 and the substrate 22 are not joined in the state where the first substrate 21 and the second substrate 22 are in contact with each other, that is, in the state of FIG. The relative position with respect to the substrate 22 can be adjusted. Thereby, after superimposing the board | substrate 21 and the board | substrate 22, these positions can be easily fine-tuned. As a result, the accuracy of the position where the first substrate 21 and the second substrate 22 are joined can be further increased.

また、かかる接合体の形成方法を用いて接合体５を得るようにすれば、すなわち、主として銅で構成される接合膜３１、３２同士を結着して接合体５を得るようにすれば、後に詳述するが、加熱する温度を２００℃以下に設定することができ、従来の固体接合のように、高温（例えば、７００℃以上）での熱処理を必要としないことから、耐熱性の低い材料で構成された第１の基板２１および第２の基板２２をも、接合に供することができる。
さらに、本発明では、接合膜３を介して第１の基板２１および第２の基板２２同士を接合しているため、第１の基板２１および第２の基板２２の構成材料に制約がないという利点があり、第１の基板２１および第２の基板２２の各構成材料の選択の幅をそれぞれ広げることができる。 Further, if the joined body 5 is obtained using such a joined body forming method, that is, if the joined films 31 and 32 mainly composed of copper are bonded together to obtain the joined body 5, As will be described in detail later, the heating temperature can be set to 200 ° C. or lower, and heat treatment at a high temperature (eg, 700 ° C. or higher) is not required unlike conventional solid bonding, so that the heat resistance is low. The first substrate 21 and the second substrate 22 made of a material can also be used for bonding.
Furthermore, in the present invention, since the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other through the bonding film 3, the constituent materials of the first substrate 21 and the second substrate 22 are not limited. There is an advantage, and the range of selection of each constituent material of the first substrate 21 and the second substrate 22 can be expanded.

また、固体接合では、接合膜を介していないため、第１の基板２１および第２の基板２２同士の間の熱膨張率に大きな差がある場合、その差に基づく応力が接合界面に集中し易く、剥離等が生じるおそれがあったが、接合体５では、結着された接合膜３により応力の集中が緩和されることから、剥離の発生を的確に抑制または防止することができる。
なお、第１の基板２１および第２の基板２２の構成材料は、それぞれ、同一であっても異なっていてもよいが、第１の基板２１および第２の基板２２の各熱膨張率は、ほぼ等しいものを選択するのが好ましい。第１の基板２１および第２の基板２２同士の熱膨張率がほぼ等しければ、接合膜３を介して第１の基板２１および第２の基板２２同士を接合した際に、接合膜３に熱膨張に伴う応力が発生し難くなる。その結果、最終的に得られる接合体５において、剥離等の不具合が発生するのを確実に防止することができる。 Further, since solid bonding does not involve a bonding film, when there is a large difference in the coefficient of thermal expansion between the first substrate 21 and the second substrate 22, stress based on the difference is concentrated on the bonding interface. Although it is easy and peeling or the like may occur, in the bonded body 5, stress concentration is relieved by the bonded bonding film 3, so that occurrence of peeling can be suppressed or prevented accurately.
In addition, although the constituent material of the 1st board | substrate 21 and the 2nd board | substrate 22 may respectively be the same or different, each thermal expansion coefficient of the 1st board | substrate 21 and the 2nd board | substrate 22 is It is preferable to select one that is approximately equal. If the thermal expansion coefficients of the first substrate 21 and the second substrate 22 are substantially equal, the bonding film 3 is heated when the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other through the bonding film 3. Stress associated with expansion is less likely to occur. As a result, it is possible to reliably prevent problems such as peeling in the finally obtained bonded body 5.

また、第１の基板２１および第２の基板２２の各熱膨張率が互いに異なる場合であっても、第１の基板２１および第２の基板２２に圧縮力を付与する際の条件を以下のように最適化するのが好ましい。これにより、第１の基板２１および第２の基板２２同士を、接合膜３を介して高い寸法精度で強固に接合することができる。
すなわち、第１の基板２１および第２の基板２２の熱膨張率が互いに異なっている場合には、圧縮力の付与は、できるだけ低温下で行うのが好ましい。圧縮力の付与を低温下で行うことにより、接合膜３に生じる応力のさらなる低減を図ることができる。 Further, even when the thermal expansion coefficients of the first substrate 21 and the second substrate 22 are different from each other, the conditions for applying a compressive force to the first substrate 21 and the second substrate 22 are as follows: It is preferable to optimize as described above. Thereby, the first substrate 21 and the second substrate 22 can be firmly bonded with high dimensional accuracy via the bonding film 3.
That is, when the first substrate 21 and the second substrate 22 have different coefficients of thermal expansion, it is preferable to apply the compressive force at as low a temperature as possible. By applying the compressive force at a low temperature, the stress generated in the bonding film 3 can be further reduced.

具体的には、第１の基板２１および第２の基板２２同士の熱膨張率の差にもよるが、第１の基板２１および第２の基板２２の温度が２５〜５０℃程度である状態下で、第１の基板２１および第２の基板２２同士を貼り合わせるのが好ましく、２５〜４０℃程度である状態下で貼り合わせるのがより好ましい。このような温度範囲であれば、第１の基板２１および第２の基板２２同士の熱膨張率の差がある程度大きくても、接合界面に発生する熱応力を十分に低減することができる。その結果、得られる接合体５における反りや剥離等の発生を確実に抑制または防止することができる。   Specifically, depending on the difference in thermal expansion coefficient between the first substrate 21 and the second substrate 22, the temperature of the first substrate 21 and the second substrate 22 is about 25 to 50 ° C. Below, it is preferable to bond the 1st board | substrate 21 and the 2nd board | substrate 22 together, and it is more preferable to bond together in the state which is about 25-40 degreeC. Within such a temperature range, even if the difference in thermal expansion coefficient between the first substrate 21 and the second substrate 22 is large to some extent, the thermal stress generated at the bonding interface can be sufficiently reduced. As a result, it is possible to reliably suppress or prevent the occurrence of warpage or peeling in the obtained bonded body 5.

また、この場合、具体的な第１の基板２１および第２の基板２２同士の間の熱膨張係数の差が、５×１０−５／Ｋ以上あるような場合には、上記のようにして、できるだけ低温下で接合を行うことが特に推奨される。
さらに、第１の基板２１および第２の基板２２同士は、互いに剛性が異なっているのが好ましい。これにより、第１の基板２１および第２の基板２２同士をより強固に接合することができる。 In this case, when the specific difference in thermal expansion coefficient between the first substrate 21 and the second substrate 22 is 5 × 10 −5 / K or more, as described above. It is particularly recommended to perform the joining at as low a temperature as possible.
Furthermore, it is preferable that the first substrate 21 and the second substrate 22 have different rigidity. Thereby, the 1st board | substrate 21 and 2nd board | substrates 22 can be joined more firmly.

また、第１の基板２１および第２の基板２２のうち、少なくとも一方の基板は、その構成材料が樹脂材料で構成されているのが好ましい。樹脂材料は、その柔軟性により、第１の基板２１および第２の基板２２同士を結着された接合膜３を介して接合した際に、その接合界面に発生する応力（例えば、熱膨張に伴う応力等）を緩和することができる。このため、接合界面が破壊し難くなり、結果的に、接合強度の高い接合体５を得ることができる。   Moreover, it is preferable that at least one of the first substrate 21 and the second substrate 22 is made of a resin material. Due to its flexibility, the resin material has a stress (for example, due to thermal expansion) generated at the bonding interface when the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other via the bonding film 3 bonded. Associated stress, etc.) can be relaxed. For this reason, it becomes difficult to destroy the bonding interface, and as a result, the bonded body 5 having high bonding strength can be obtained.

このようにして得られた接合体５は、第１の基板２１および第２の基板２２の構成材料によっても異なるが、第１の基板２１および第２の基板２２同士間の接合強度が５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのが好ましく、１０ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのがより好ましい。このような接合強度を有する接合体５は、その剥離を十分に防止し得るものとなる。そして、後述のように、接合体５を用いて、例えば液滴吐出ヘッドを構成した場合、耐久性に優れた液滴吐出ヘッドが得られる。 The bonded body 5 obtained in this way differs depending on the constituent materials of the first substrate 21 and the second substrate 22, but the bonding strength between the first substrate 21 and the second substrate 22 is 5 MPa ( 50 kgf / cm 2 ) or more is preferable, and 10 MPa (100 kgf / cm 2 ) or more is more preferable. The bonded body 5 having such bonding strength can sufficiently prevent the peeling. As will be described later, for example, when a droplet discharge head is configured using the joined body 5, a droplet discharge head having excellent durability can be obtained.

ここで、第１の基板２１および第２の基板２２同士に付与する圧縮力の大きさは、形成される接合体５、すなわち基板２および接合膜３が損傷を受けない程度の圧力で、できるだけ大きい方が好ましい。これにより、接合膜３を加熱する温度等の他の条件を一定とした場合、この圧縮力の大きさに対応して接合体５における接合強度を高めることができる。
なお、この圧縮力の大きさは、第１の基板２１および第２の基板２２の構成材料や厚さ、圧縮力を付与する時間、および、接合膜３の温度等に応じて、適宜設定されるが、具体的には、１〜１００ＭＰａ程度であるのが好ましく、５〜５０ＭＰａ程度であるのがより好ましい。かかる範囲内の圧縮力を付与することにより、接合膜３１、３２同士を確実に結着させることができる。なお、この圧縮力が前記上限値を上回っても構わないが、第１の基板２１および第２の基板２２構成材料によっては、これらの第１の基板２１および第２の基板２２に損傷等が生じるおそれがある。 Here, the magnitude of the compressive force applied between the first substrate 21 and the second substrate 22 is as low as possible with such a pressure that the bonded body 5 to be formed, that is, the substrate 2 and the bonding film 3 are not damaged. Larger is preferable. Thereby, when other conditions, such as the temperature which heats the joining film 3, are made constant, the joining strength in the joined body 5 can be raised corresponding to the magnitude | size of this compressive force.
The magnitude of this compressive force is appropriately set according to the constituent materials and thicknesses of the first substrate 21 and the second substrate 22, the time for applying the compressive force, the temperature of the bonding film 3, and the like. Specifically, the pressure is preferably about 1 to 100 MPa, and more preferably about 5 to 50 MPa. By applying a compressive force within such a range, the bonding films 31 and 32 can be reliably bonded to each other. Although this compressive force may exceed the upper limit, depending on the material constituting the first substrate 21 and the second substrate 22, the first substrate 21 and the second substrate 22 may be damaged. May occur.

また、圧縮力を付与する時間は、加圧する際の圧縮力の大きさ、接合膜３の温度等に応じて適宜設定される。例えば、第１の基板２１および第２の基板２２同士に付与する圧縮力が大きいほど、圧縮力を付与する時間を短くしても接合膜３１、３２同士を結着させることができるため、圧縮力を付与する時間が短く設定されるが、具体的には、好ましくは５〜１８０分程度、より好ましくは１０〜８０分程度に設定される。かかる範囲内に設定すれば、接合膜３１、３２同士を確実に結着させることができる。   Further, the time for applying the compressive force is appropriately set according to the magnitude of the compressive force at the time of pressurization, the temperature of the bonding film 3 and the like. For example, as the compressive force applied to the first substrate 21 and the second substrate 22 increases, the bonding films 31 and 32 can be bonded to each other even if the time for applying the compressive force is shortened. The time for applying the force is set short, but specifically, it is preferably set to about 5 to 180 minutes, more preferably about 10 to 80 minutes. By setting within this range, the bonding films 31 and 32 can be reliably bonded.

さらに、圧縮力を付与する際には、接合膜３１、３２を加熱するのが好ましい。これにより、接合膜３１、３２の双方に加熱エネルギーが付与されて、接合膜３１、３２に圧縮力を付与することによる接合膜３１、３２同士の結着がより円滑に行われることとなる。
接合膜３１、３２を加熱する温度は、室温より高く、基板２の耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは７５〜２００℃程度とされ、より好ましくは１５０〜１８０℃程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、基板２が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合膜３１、３２同士をより円滑に結着させることができ、接合強度を確実に高めることができる。すなわち、低温下での接合膜３１、３２同士の結着をより促進させることができ、接合強度を確実に高めることができる。 Furthermore, it is preferable to heat the bonding films 31 and 32 when applying the compressive force. As a result, heating energy is applied to both the bonding films 31 and 32, and the bonding films 31 and 32 are bonded more smoothly by applying a compressive force to the bonding films 31 and 32.
The temperature at which the bonding films 31 and 32 are heated is not particularly limited as long as the temperature is higher than room temperature and lower than the heat resistance temperature of the substrate 2, but is preferably about 75 to 200 ° C., more preferably about 150 to 180 ° C. The By heating at such a temperature, the bonding films 31 and 32 can be bonded more smoothly while reliably preventing the substrate 2 from being altered or deteriorated by heat, and the bonding strength is reliably increased. Can do. That is, the bonding between the bonding films 31 and 32 at a low temperature can be further promoted, and the bonding strength can be reliably increased.

以上のように、接合膜３１、３２同士を結着させた接合膜３を介して第１の基板２１と第２の基板２２とが接合された接合体５を確実に得るには、第１の基板２１および第２の基板２２同士に付与する圧縮力の大きさ、圧縮力を付与する時間および接合膜３１、３２を加熱する温度を、適宜設定する必要がある。かかる点に、本発明者は着目し、検討を重ねた結果、第１の基板２１および第２の基板２２同士に付与する圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］に設定し、圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、接合膜３１、３２を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、下記式１なる関係を満足するように、ＹおよびＴを設定すればよいことを見出した。   As described above, in order to reliably obtain the bonded body 5 in which the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded via the bonding film 3 in which the bonding films 31 and 32 are bonded together, It is necessary to appropriately set the magnitude of the compressive force applied between the substrate 21 and the second substrate 22, the time during which the compressive force is applied, and the temperature at which the bonding films 31 and 32 are heated. In view of this point, the present inventor has focused attention and, as a result of repeated studies, set the magnitude of the compressive force applied to the first substrate 21 and the second substrate 22 to 50 [MPa], and applied the compressive force. When the time for heating is Y [min], the temperature for heating the bonding films 31 and 32 is T [K], and the gas constant is R [J / (mol · K)], the relationship of the following formula 1 is satisfied. Thus, it has been found that Y and T may be set.

１／Ｙ≧１．３５×１０９ｅｘｐ（−８２×１０３／ＲＴ） ……式１
かかる関係を満足させることにより、接合膜３１、３２同士を、より円滑に結着させることができ、結着された接合膜３により第１の基板２１および第２の基板２２同士が接合された接合体５をより確実に得ることができる。
ここで、前記式１なる関係を満足するように設定することにより、接合膜３１、３２同士を結着させることができるのは、以下のような本発明者の検討結果に基づくものである。
すなわち、第１の基板２１および第２の基板２２同士に付与する圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］に設定したとき、接合膜３１、３２同士が結着されるまでの圧縮力を付与する時間と、接合膜３１、３２を加熱する温度との関係を検討したところ、図４に示すような接合仮想曲線上に位置するように、圧縮力を付与する時間および接合膜３１、３２を加熱する温度を設定することにより、接合膜３１、３２同士を結着させることができることが判ってきた。すなわち、この接合仮想曲線が、図４中の●印（結着可能）および×印（結着不可能）に示すように、この曲線を境界として接合領域と非接合領域とに分かれる接合可能境界線であることが判ってきた。 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp (−82 × 10 3 / RT) ...... Formula 1
By satisfying this relationship, the bonding films 31 and 32 can be bonded more smoothly, and the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded together by the bonded bonding film 3. The joined body 5 can be obtained more reliably.
Here, the bonding films 31 and 32 can be bonded to each other by setting so as to satisfy the relationship expressed by the above-described formula 1 based on the following examination results of the present inventors.
That is, when the compressive force applied to the first substrate 21 and the second substrate 22 is set to 50 [MPa], the compressive force is applied until the bonding films 31 and 32 are bonded together. When the relationship between the time and the temperature at which the bonding films 31 and 32 are heated is examined, the time for applying the compressive force and the bonding films 31 and 32 are heated so as to be positioned on the bonding virtual curve as shown in FIG. It has been found that the bonding films 31 and 32 can be bonded to each other by setting the temperature to be performed. In other words, as shown by the ● mark (can be attached) and x mark (cannot be attached) in FIG. 4, this joining virtual curve is divided into a joining region and a non-joining region with this curve as a boundary. It turns out to be a line.

なお、かかる検討において、第１の基板２１と第２の基板２２とが、接合膜３を介して接合されているか否かの判定は、第１の基板２１および第２の基板２２同士間で剥離が生じていない場合に、接合されていると判定することとした。
そのため、図４中で右上がりの斜線が引かれている領域が、接合領域であり、この領域に位置するように、圧縮力を付与する時間および接合膜３１、３２を加熱する温度を設定すれば、接合膜３１、３２同士を確実に結着し得ることが判った。 In such a study, whether or not the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded via the bonding film 3 is determined between the first substrate 21 and the second substrate 22. When no peeling occurred, it was determined to be joined.
For this reason, the region hatched in the upper right in FIG. 4 is the bonding region, and the time for applying the compressive force and the temperature for heating the bonding films 31 and 32 are set so as to be located in this region. As a result, it was found that the bonding films 31 and 32 can be reliably bonded to each other.

また、本発明者は、図４中の接合仮想曲線が温度依存性を示すことから、接合膜３１、３２同士が結着する際には、これらが結着する接合面において何らかの化学反応が生じており、さらに、この化学反応がアレニウス型のものであると仮定した。そして、接合膜３１、３２同士が結着されるまでの圧縮力を付与する時間をＹ［分］、接合膜３１、３２を加熱する温度をＴ［Ｋ］、気体定数をＲ（８．３１４４）［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］として、カーブフィッティングしたところ、接合仮想曲線を下記式２に近似することができた。   Further, since the bonding imaginary curve in FIG. 4 shows temperature dependence, the inventor has some chemical reaction at the bonding surface where the bonding films 31 and 32 are bonded to each other. Furthermore, it was assumed that this chemical reaction was of the Arrhenius type. The time for applying the compressive force until the bonding films 31 and 32 are bonded to each other is Y [min], the temperature for heating the bonding films 31 and 32 is T [K], and the gas constant is R (8.3144). ) When curve fitting was performed as [J / (mol · K)], the joint virtual curve could be approximated by the following equation (2).

１／Ｙ≧１．３５×１０９ｅｘｐ（−８２×１０３／ＲＴ） ……式２
そのため、上記式１の関係を満足すれば、圧縮力を付与する時間Ｙ［分］および接合膜３１、３２を加熱する温度Ｔ［Ｋ］を、図４中で右上がりの斜線が引かれている接合領域に位置させることができ、接合膜３１、３２同士を確実に結着し得る。
なお、図４に示すように、例えば、加熱する温度を１５０℃（４２３Ｋ）とし、圧縮力を付与する時間Ｂを２０分としたとき、接合領域に位置していることから、接合膜３１、３２同士が結着して、第１の基板２１および第２の基板２２同士が接合膜３を介して接合されるが、その接合強度は、図中の矢印で示すように、温度Ａおよび時間Ｂの少なくとも一方を大きくすることにより増大することとなる。 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp (−82 × 10 3 / RT) ...... Formula 2
Therefore, if the relationship of the above equation 1 is satisfied, the time Y [min] for applying the compressive force and the temperature T [K] for heating the bonding films 31 and 32 are drawn with a diagonal line rising to the right in FIG. Therefore, the bonding films 31 and 32 can be reliably bonded to each other.
As shown in FIG. 4, for example, when the heating temperature is 150 ° C. (423 K) and the time B for applying the compressive force is 20 minutes, the bonding film 31, 32 are bonded to each other, and the first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other through the bonding film 3. The bonding strength is determined by the temperature A and the time as indicated by the arrows in the figure. Increasing at least one of B increases.

また、本工程において、接合膜３１、３２が結着されるのは、以下に示すようなメカニズムによるものと推察される。
接合膜３１、３２同士に圧縮力を付与すると、まず、接合膜３１、３２の表面同士がより接近する。
ここで、本発明では、接合膜３１、３２は、前述したように、化学的気相成膜法を用いて成膜された主として銅で構成される膜であることにより、その膜中には、銅原子にダングリングボンド（未結合手）のような活性サイトがランダム（不規則）に存在していると考えられる。
そのため、接合膜３１、３２の表面同士がより接近すると、各接合膜３１、３２の表面付近に存在するダングリングボンド同士が結合する。 Further, in this step, it is assumed that the bonding films 31 and 32 are bonded due to the following mechanism.
When compressive force is applied to the bonding films 31 and 32, the surfaces of the bonding films 31 and 32 first approach each other.
Here, in the present invention, as described above, the bonding films 31 and 32 are films mainly composed of copper formed by using the chemical vapor deposition method, and therefore, in the films, It is considered that active sites such as dangling bonds (unbonded hands) exist randomly (irregularly) on the copper atoms.
Therefore, when the surfaces of the bonding films 31 and 32 are closer to each other, dangling bonds existing near the surfaces of the bonding films 31 and 32 are bonded to each other.

この結合は、各接合膜３１、３２が備えるダングリングボンドが互いに絡み合うように複雑に生じることから、接合界面にネットワーク状の結合が形成されるため、各接合膜３１、３２を構成する銅原子が互いに直接接合することとなり、接合膜３１、３２同士が結着するものと推察される。
なお、第１の基板２１および第２の基板２２に対する圧縮力の付与は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよく、具体的には、大気、酸素のような酸化性ガス雰囲気、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧（真空）雰囲気等が挙げられるが、中でも、特に、大気雰囲気中で行うのが好ましい。これにより、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、圧縮力の付与をより簡単に行うことができる。
以上のような本発明の接合体の形成方法は、種々の基材（部材）同士を接合するのに用いることができる。 This bond is complicated so that the dangling bonds included in each of the bonding films 31 and 32 are entangled with each other. Therefore, a network-like bond is formed at the bonding interface, so that the copper atoms constituting the bonding films 31 and 32 It is assumed that the bonding films 31 and 32 are bonded to each other.
Note that the compressive force may be applied to the first substrate 21 and the second substrate 22 in any atmosphere, and specifically, air, an oxidizing gas atmosphere such as oxygen, or hydrogen. Examples thereof include a reducing gas atmosphere, an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon, or a reduced pressure (vacuum) atmosphere obtained by reducing the pressure of these atmospheres. Thereby, it is not necessary to spend time and cost to control the atmosphere, and the compression force can be applied more easily.
The method for forming a joined body of the present invention as described above can be used to join various base materials (members).

このような接合体の形成方法により接合される部材としては、例えば、トランジスタ、ダイオード、メモリのような半導体素子、水晶発振子のような圧電素子、反射鏡、光学レンズ、回折格子、光学フィルターのような光学素子、太陽電池のような光電変換素子、半導体基板とそれに搭載される半導体素子、絶縁性基板と配線または電極、インクジェット式記録ヘッド、マイクロリアクタ、マイクロミラーのようなＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）部品、圧力センサ、加速度センサのようなセンサ部品、半導体素子や電子部品のパッケージ部品、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体のような記録媒体、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、電気泳動表示素子のような表示素子用部品、燃料電池用部品等が挙げられる。   Examples of members to be joined by such a method of forming a joined body include semiconductor elements such as transistors, diodes, and memories, piezoelectric elements such as crystal oscillators, reflectors, optical lenses, diffraction gratings, and optical filters. Such as optical elements, photoelectric conversion elements such as solar cells, semiconductor substrates and semiconductor elements mounted thereon, insulating substrates and wiring or electrodes, inkjet recording heads, microreactors, micromirrors such as micromirrors (Micro Electro Mechanical Systems) ) Sensor parts such as parts, pressure sensors, acceleration sensors, package parts for semiconductor elements and electronic parts, magnetic recording media, magneto-optical recording media, recording media such as optical recording media, liquid crystal display elements, organic EL elements, electricity Examples thereof include display element parts such as electrophoretic display elements and fuel cell parts.

＜液滴吐出ヘッド＞
ここでは、本発明の接合体の形成方法により形成された接合体をインクジェット式記録ヘッド（本発明のインクジェット記録ヘッド）に適用した場合の実施形態について説明する。
図５は、本発明の接合体を適用して得られたインクジェット式記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を示す分解斜視図、図６は、図５に示すインクジェット式記録ヘッドの主要部の構成を示す断面図、図７は、図５に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。なお、図５は、通常使用される状態とは、上下逆に示されている。
図５に示すインクジェット式記録ヘッド１０は、図７に示すようなインクジェットプリンタ９に搭載されている。 <Droplet ejection head>
Here, an embodiment in which a joined body formed by the joined body forming method of the present invention is applied to an ink jet recording head (an ink jet recording head of the present invention) will be described.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head (droplet discharge head) obtained by applying the joined body of the present invention, and FIG. 6 shows the configuration of the main part of the ink jet recording head shown in FIG. FIG. 7 is a schematic view showing an embodiment of an ink jet printer including the ink jet recording head shown in FIG. In addition, FIG. 5 is shown upside down from the state normally used.
An ink jet recording head 10 shown in FIG. 5 is mounted on an ink jet printer 9 as shown in FIG.

図７に示すインクジェットプリンタ９は、装置本体９２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ９２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口９２２と、上部面に操作パネル９７とが設けられている。
操作パネル９７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。 The ink jet printer 9 shown in FIG. 7 includes an apparatus main body 92, a tray 921 for installing the recording paper P in the upper rear, a paper discharge port 922 for discharging the recording paper P in the lower front, and an operation panel on the upper surface. 97.
The operation panel 97 is composed of, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED lamp, and the like. And.

また、装置本体９２の内部には、主に、往復動するヘッドユニット９３を備える印刷装置（印刷手段）９４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置９４に送り込む給紙装置（給紙手段）９５と、印刷装置９４および給紙装置９５を制御する制御部（制御手段）９６とを有している。
制御部９６の制御により、給紙装置９５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット９３の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット９３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット９３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。 Further, inside the apparatus main body 92, mainly a printing apparatus (printing means) 94 provided with a reciprocating head unit 93 and a paper feeding apparatus (paper feeding means) for feeding recording paper P to the printing apparatus 94 one by one. 95 and a control unit (control means) 96 for controlling the printing device 94 and the paper feeding device 95.
Under the control of the control unit 96, the paper feeding device 95 intermittently feeds the recording paper P one by one. The recording paper P passes near the lower part of the head unit 93. At this time, the head unit 93 reciprocates in a direction substantially orthogonal to the feeding direction of the recording paper P, and printing on the recording paper P is performed. That is, the reciprocating motion of the head unit 93 and the intermittent feeding of the recording paper P are the main scanning and sub-scanning in printing, and ink jet printing is performed.

印刷装置９４は、ヘッドユニット９３と、ヘッドユニット９３の駆動源となるキャリッジモータ９４１と、キャリッジモータ９４１の回転を受けて、ヘッドユニット９３を往復動させる往復動機構９４２とを備えている。
ヘッドユニット９３は、その下部に、多数のノズル孔１１１を備えるインクジェット式記録ヘッド１０（以下、単に「ヘッド１０」と言う。）と、ヘッド１０にインクを供給するインクカートリッジ９３１と、ヘッド１０およびインクカートリッジ９３１を搭載したキャリッジ９３２とを有している。
なお、インクカートリッジ９３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。 The printing apparatus 94 includes a head unit 93, a carriage motor 941 that is a drive source of the head unit 93, and a reciprocating mechanism 942 that reciprocates the head unit 93 in response to the rotation of the carriage motor 941.
The head unit 93 includes an ink jet recording head 10 (hereinafter simply referred to as “head 10”) having a large number of nozzle holes 111 at a lower portion thereof, an ink cartridge 931 that supplies ink to the head 10, the head 10 and And a carriage 932 on which the ink cartridge 931 is mounted.
Ink cartridge 931 is filled with four color inks of yellow, cyan, magenta, and black (black), thereby enabling full color printing.

往復動機構９４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸９４３と、キャリッジガイド軸９４３と平行に延在するタイミングベルト９４４とを有している。
キャリッジ９３２は、キャリッジガイド軸９４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト９４４の一部に固定されている。
キャリッジモータ９４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト９４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸９４３に案内されて、ヘッドユニット９３が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘッド１０から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。 The reciprocating mechanism 942 includes a carriage guide shaft 943 whose both ends are supported by a frame (not shown), and a timing belt 944 extending in parallel with the carriage guide shaft 943.
The carriage 932 is supported by the carriage guide shaft 943 so as to be able to reciprocate and is fixed to a part of the timing belt 944.
When the timing belt 944 travels forward and backward via a pulley by the operation of the carriage motor 941, the head unit 93 reciprocates as guided by the carriage guide shaft 943. During this reciprocation, ink is appropriately discharged from the head 10 and printing on the recording paper P is performed.

給紙装置９５は、その駆動源となる給紙モータ９５１と、給紙モータ９５１の作動により回転する給紙ローラ９５２とを有している。
給紙ローラ９５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ９５２ａと駆動ローラ９５２ｂとで構成され、駆動ローラ９５２ｂは給紙モータ９５１に連結されている。これにより、給紙ローラ９５２は、トレイ９２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置９４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ９２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。 The sheet feeding device 95 includes a sheet feeding motor 951 serving as a driving source thereof, and a sheet feeding roller 952 that is rotated by the operation of the sheet feeding motor 951.
The paper feed roller 952 includes a driven roller 952a and a drive roller 952b that are vertically opposed to each other with a recording paper P feeding path (recording paper P) interposed therebetween. The drive roller 952b is connected to the paper feed motor 951. As a result, the paper feed roller 952 can feed a large number of recording sheets P set on the tray 921 one by one toward the printing apparatus 94. Instead of the tray 921, a configuration in which a paper feed cassette that stores the recording paper P can be detachably mounted may be employed.

制御部９６は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置９４や給紙装置９５等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部９６は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、圧電素子（振動源）１４を駆動して、インクの吐出タイミングを制御する圧電素子駆動回路、印刷装置９４（キャリッジモータ９４１）を駆動する駆動回路、給紙装置９５（給紙モータ９５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。 The control unit 96 performs printing by controlling the printing device 94, the paper feeding device 95, and the like based on print data input from a host computer such as a personal computer or a digital camera.
Although not shown, the control unit 96 mainly includes a memory that stores a control program for controlling each unit, a piezoelectric element driving circuit that drives the piezoelectric element (vibration source) 14 to control the ink ejection timing, A driving circuit for driving the printing device 94 (carriage motor 941), a driving circuit for driving the paper feeding device 95 (paper feeding motor 951), a communication circuit for obtaining print data from the host computer, and these electrically And a CPU that is connected and performs various controls in each unit.

また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ９３１のインク残量、ヘッドユニット９３の位置等を検出可能な各種センサ等が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部９６は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づいて、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により圧電素子１４、印刷装置９４および給紙装置９５は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。 Further, for example, various sensors that can detect the remaining ink amount of the ink cartridge 931, the position of the head unit 93, and the like are electrically connected to the CPU.
The control unit 96 obtains print data via the communication circuit and stores it in the memory. The CPU processes the print data and outputs a drive signal to each drive circuit based on the process data and input data from various sensors. The piezoelectric element 14, the printing device 94, and the paper feeding device 95 are each activated by this drive signal. As a result, printing is performed on the recording paper P.

以下、ヘッド１０について、図５および図６を参照しつつ詳述する。
ヘッド１０は、ノズル板１１と、インク室基板１２と、振動板１３と、振動板１３に接合された圧電素子（振動源）１４とを備えるヘッド本体１７と、このヘッド本体１７を収納する基体１６とを有している。なお、このヘッド１０は、オンデマンド形のピエゾジェット式ヘッドを構成する。 Hereinafter, the head 10 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
The head 10 includes a head main body 17 including a nozzle plate 11, an ink chamber substrate 12, a vibration plate 13, and a piezoelectric element (vibration source) 14 bonded to the vibration plate 13, and a base body that houses the head main body 17. 16. The head 10 constitutes an on-demand piezo jet head.

ノズル板１１は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、石英ガラスのようなシリコン系材料、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕまたはこれらを含む合金のような金属系材料、アルミナ、酸化鉄のような酸化物系材料、カーボンブラック、グラファイトのような炭素系材料等で構成されている。
このノズル板１１には、インク滴を吐出するための多数のノズル孔１１１が形成されている。これらのノズル孔１１１間のピッチは、印刷精度に応じて適宜設定される。
ノズル板１１には、インク室基板１２が固着（固定）されている。 The nozzle plate 11 is made of, for example, a silicon-based material such as SiO 2 , SiN, or quartz glass, a metal-based material such as Al, Fe, Ni, Cu, or an alloy containing these, or an oxide-based material such as alumina or iron oxide. The material is composed of carbon-based materials such as carbon black and graphite.
A number of nozzle holes 111 for discharging ink droplets are formed in the nozzle plate 11. The pitch between these nozzle holes 111 is appropriately set according to the printing accuracy.
An ink chamber substrate 12 is fixed (fixed) to the nozzle plate 11.

このインク室基板１２は、ノズル板１１、側壁（隔壁）１２２および後述する振動板１３により、複数のインク室（キャビティ、圧力室）１２１と、インクカートリッジ９３１から供給されるインクを貯留するリザーバ室１２３と、リザーバ室１２３から各インク室１２１に、それぞれインクを供給する供給口１２４とが区画形成されている。
各インク室１２１は、それぞれ短冊状（直方体状）に形成され、各ノズル孔１１１に対応して配設されている。各インク室１２１は、後述する振動板１３の振動により容積可変であり、この容積変化により、インクを吐出するよう構成されている。 The ink chamber substrate 12 includes a plurality of ink chambers (cavities, pressure chambers) 121 and a reservoir chamber that stores ink supplied from the ink cartridge 931 by the nozzle plate 11, side walls (partition walls) 122, and a vibration plate 13 described later. 123 and a supply port 124 for supplying ink from the reservoir chamber 123 to each ink chamber 121 are partitioned.
Each ink chamber 121 is formed in a strip shape (cuboid shape), and is disposed corresponding to each nozzle hole 111. Each ink chamber 121 has a variable volume due to vibration of a diaphragm 13 described later, and is configured to eject ink by this volume change.

インク室基板１２を得るための母材としては、例えば、シリコン単結晶基板、各種ガラス基板、各種樹脂基板等を用いることができる。これらの基板は、いずれも汎用的な基板であるので、これらの基板を用いることにより、ヘッド１０の製造コストを低減することができる。
一方、インク室基板１２のノズル板１１と反対側には、振動板１３が接合され、さらに振動板１３のインク室基板１２と反対側には、複数の圧電素子１４が設けられている。 As a base material for obtaining the ink chamber substrate 12, for example, a silicon single crystal substrate, various glass substrates, various resin substrates and the like can be used. Since these substrates are general-purpose substrates, the manufacturing cost of the head 10 can be reduced by using these substrates.
On the other hand, a vibration plate 13 is bonded to the ink chamber substrate 12 on the side opposite to the nozzle plate 11, and a plurality of piezoelectric elements 14 are provided on the vibration plate 13 on the side opposite to the ink chamber substrate 12.

また、振動板１３の所定位置には、振動板１３の厚さ方向に貫通して連通孔１３１が形成されている。この連通孔１３１を介して、前述したインクカートリッジ９３１からリザーバ室１２３に、インクが供給可能となっている。
各圧電素子１４は、それぞれ、下部電極１４２と上部電極１４１との間に圧電体層１４３を介挿してなり、各インク室１２１のほぼ中央部に対応して配設されている。各圧電素子１４は、圧電素子駆動回路に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動（振動、変形）するよう構成されている。
各圧電素子１４は、それぞれ、振動源として機能し、振動板１３は、圧電素子１４の振動により振動し、インク室１２１の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。 A communication hole 131 is formed at a predetermined position of the diaphragm 13 so as to penetrate in the thickness direction of the diaphragm 13. Ink can be supplied from the ink cartridge 931 to the reservoir chamber 123 through the communication hole 131.
Each piezoelectric element 14 has a piezoelectric layer 143 interposed between the lower electrode 142 and the upper electrode 141, and is disposed corresponding to the substantially central portion of each ink chamber 121. Each piezoelectric element 14 is electrically connected to a piezoelectric element drive circuit and is configured to operate (vibrate, deform) based on a signal from the piezoelectric element drive circuit.
Each piezoelectric element 14 functions as a vibration source, and the diaphragm 13 vibrates due to vibration of the piezoelectric element 14 and functions to instantaneously increase the internal pressure of the ink chamber 121.

基体１６は、例えば各種樹脂材料、各種金属材料等で構成されており、この基体１６にノズル板１１が固定、支持されている。すなわち、基体１６が備える凹部１６１に、ヘッド本体１７を収納した状態で、凹部１６１の外周部に形成された段差１６２によりノズル板１１の縁部を支持する。
以上のような、ノズル板１１とインク室基板１２との接合、インク室基板１２と振動板１３との接合、およびノズル板１１と基体１６とを接合する際に、少なくとも１箇所において本発明の接合体の形成方法が適用されている。 The base body 16 is made of, for example, various resin materials, various metal materials, and the like, and the nozzle plate 11 is fixed and supported on the base body 16. That is, the edge of the nozzle plate 11 is supported by the step 162 formed on the outer periphery of the recess 161 in a state where the head body 17 is housed in the recess 161 provided in the base body 16.
When the nozzle plate 11 and the ink chamber substrate 12 are bonded as described above, the ink chamber substrate 12 and the vibration plate 13 are bonded, and the nozzle plate 11 and the substrate 16 are bonded, at least one place of the present invention is used. A method of forming a joined body is applied.

換言すれば、ノズル板１１とインク室基板１２との接合体、インク室基板１２と振動板１３との接合体、およびノズル板１１と基体１６との接合体のうち、少なくとも１箇所に本発明の接合体が適用されている。
このようなヘッド１０は、接合部の接合界面の接合強度および耐薬品性が高くなっており、これにより、各インク室１２１に貯留されたインクに対する耐久性および液密性が高くなっている。その結果、ヘッド１０は、信頼性の高いものとなる。 In other words, the present invention is provided in at least one place among the joined body of the nozzle plate 11 and the ink chamber substrate 12, the joined body of the ink chamber substrate 12 and the vibration plate 13, and the joined body of the nozzle plate 11 and the substrate 16. The joined body is applied.
Such a head 10 has high bonding strength and chemical resistance at the bonding interface of the bonding portion, and thereby has high durability and liquid tightness with respect to the ink stored in each ink chamber 121. As a result, the head 10 becomes highly reliable.

また、非常に低温で信頼性の高い接合ができるため、線膨張係数の異なる材料でも大面積のヘッドができる点でも有利である
このようなヘッド１０は、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電素子１４の下部電極１４２と上部電極１４１との間に電圧が印加されていない状態では、圧電体層１４３に変形が生じない。このため、振動板１３にも変形が生じず、インク室１２１には容積変化が生じない。したがって、ノズル孔１１１からインク滴は吐出されない。 In addition, since it is possible to perform highly reliable bonding at a very low temperature, it is advantageous in that a head having a large area can be formed even with materials having different linear expansion coefficients. In a state where no signal is input, that is, a state where no voltage is applied between the lower electrode 142 and the upper electrode 141 of the piezoelectric element 14, the piezoelectric layer 143 is not deformed. For this reason, the vibration plate 13 is not deformed, and the volume of the ink chamber 121 is not changed. Therefore, no ink droplet is ejected from the nozzle hole 111.

一方、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子１４の下部電極１４２と上部電極１４１との間に一定電圧が印加された状態では、圧電体層１４３に変形が生じる。これにより、振動板１３が大きくたわみ、インク室１２１の容積変化が生じる。このとき、インク室１２１内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル孔１１１からインク滴が吐出される。   On the other hand, in a state where a predetermined ejection signal is input via the piezoelectric element driving circuit, that is, in a state where a constant voltage is applied between the lower electrode 142 and the upper electrode 141 of the piezoelectric element 14, the piezoelectric layer 143 is applied. Deformation occurs. As a result, the diaphragm 13 is greatly deflected, and the volume of the ink chamber 121 is changed. At this time, the pressure in the ink chamber 121 increases instantaneously, and ink droplets are ejected from the nozzle holes 111.

１回のインクの吐出が終了すると、圧電素子駆動回路は、下部電極１４２と上部電極１４１との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子１４は、ほぼ元の形状に戻り、インク室１２１の容積が増大する。なお、このとき、インクには、インクカートリッジ９３１からノズル孔１１１へ向かう圧力（正方向への圧力）が作用している。このため、空気がノズル孔１１１からインク室１２１へ入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリッジ９３１（リザーバ室１２３）からインク室１２１へ供給される。   When the ejection of one ink is completed, the piezoelectric element driving circuit stops applying the voltage between the lower electrode 142 and the upper electrode 141. As a result, the piezoelectric element 14 returns almost to its original shape, and the volume of the ink chamber 121 increases. At this time, a pressure (pressure in the positive direction) from the ink cartridge 931 toward the nozzle hole 111 acts on the ink. Therefore, air is prevented from entering the ink chamber 121 from the nozzle hole 111, and an amount of ink corresponding to the amount of ink discharged is supplied from the ink cartridge 931 (reservoir chamber 123) to the ink chamber 121.

このようにして、ヘッド１０において、印刷させたい位置の圧電素子１４に、圧電素子駆動回路を介して吐出信号を順次入力することにより、任意の（所望の）文字や図形等を印刷することができる。
なお、ヘッド１０は、圧電素子１４の代わりに電気熱変換素子を有していてもよい。つまり、ヘッド１０は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用してインクを吐出する構成（いわゆる、「バブルジェット方式」（「バブルジェット」は登録商標））のものであってもよい。 In this manner, in the head 10, arbitrary (desired) characters and figures can be printed by sequentially inputting ejection signals to the piezoelectric elements 14 at the positions to be printed via the piezoelectric element driving circuit. it can.
The head 10 may have an electrothermal conversion element instead of the piezoelectric element 14. That is, the head 10 may have a configuration (so-called “bubble jet method” (“bubble jet” is a registered trademark)) that ejects ink using thermal expansion of a material by an electrothermal transducer.

かかる構成のヘッド１０において、ノズル板１１には、撥液性を付与することを目的に形成された被膜１１４が設けられている。これにより、ノズル孔１１１からインク滴が吐出される際に、このノズル孔１１１の周辺にインク滴が残存するのを確実に防止することができる。その結果、ノズル孔１１１から吐出されたインク滴を目的とする領域に確実に着弾させることができる。   In the head 10 having such a configuration, the nozzle plate 11 is provided with a coating 114 formed for the purpose of imparting liquid repellency. Thus, when ink droplets are ejected from the nozzle holes 111, it is possible to reliably prevent ink droplets from remaining around the nozzle holes 111. As a result, the ink droplets ejected from the nozzle hole 111 can be reliably landed on the target area.

＜配線基板＞
さらに、本発明の接合体を配線基板に適用した場合の実施形態について説明する。
図８は、本発明の接合体を適用して得られた配線基板を示す斜視図である。
図８に示す配線基板４１０は、絶縁基板４１３と、絶縁基板４１３上に配設された電極４１２と、リード４１４と、リード４１４の一端に、電極４１２と対向するように設けられた電極４１５とを有する。 <Wiring board>
Furthermore, an embodiment when the joined body of the present invention is applied to a wiring board will be described.
FIG. 8 is a perspective view showing a wiring board obtained by applying the joined body of the present invention.
The wiring substrate 410 shown in FIG. 8 includes an insulating substrate 413, an electrode 412 disposed on the insulating substrate 413, a lead 414, and an electrode 415 provided at one end of the lead 414 so as to face the electrode 412. Have

そして、電極４１２の上面と、電極４１５の下面とには、それぞれ接合膜３が形成されている。これら電極４１２と電極４１５とは、前述の本発明の接合体の形成方法によって、貼り合わせることにより結着された接合膜３を介して接合されている。これにより、電極４１２、４１５間は、１層の接合膜３によって強固に接合されることになり、各電極４１２、４１５間の層間剥離等が確実に防止されるとともに、信頼性の高い配線基板４１０が得られる。   The bonding film 3 is formed on the upper surface of the electrode 412 and the lower surface of the electrode 415, respectively. The electrode 412 and the electrode 415 are bonded to each other via the bonding film 3 bonded together by the bonding method of the present invention described above. As a result, the electrodes 412 and 415 are firmly bonded to each other by the single-layer bonding film 3, and delamination between the electrodes 412 and 415 is surely prevented, and a highly reliable wiring board is provided. 410 is obtained.

また、接合膜３は、主として銅で構成されることから各電極４１２、４１５間を導通する配線としての機能をも担う。
また、接合膜３は、前述したように、その厚さを高い精度で容易に制御することができる。これにより、配線基板４１０は、より寸法精度の高いものとなり、各電極４１２、４１５間の導電性も容易に制御することができる。
以上、本発明の接合体の形成方法、接合体およびインクジェット記録ヘッドを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Further, since the bonding film 3 is mainly composed of copper, it also functions as a wiring that conducts between the electrodes 412 and 415.
Further, as described above, the thickness of the bonding film 3 can be easily controlled with high accuracy. As a result, the wiring substrate 410 has higher dimensional accuracy, and the conductivity between the electrodes 412 and 415 can be easily controlled.
As described above, the method for forming a bonded body , the bonded body, and the ink jet recording head of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited thereto.

例えば、本発明の接合体の形成方法は、前記実施形態のうち、任意の１つまたは２つ以上を組み合わせたものであってもよい。
また、本発明の接合体の形成方法では、必要に応じて、１以上の任意の目的の工程を追加してもよい。
また、前記実施形態では、２つの基板を接合する場合について説明しているが、これに限らず、３つ以上の基板を接合する場合に、本発明の接合体の形成方法を用いるようにしてもよい。 For example, the method for forming a joined body of the present invention may be any one or a combination of two or more of the above embodiments.
Moreover, in the formation method of the joined_body | zygote of this invention, you may add the process of 1 or more arbitrary objectives as needed.
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where two board | substrates are joined, when not only this but three or more board | substrates are joined, it is made to use the formation method of the conjugate | zygote of this invention. Also good.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．接合体の製造
（実施例１）
まず、基板として、それぞれ、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍの単結晶シリコン基板、および、縦２０ｍｍ×横１０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍの単結晶シリコン基板を用意した。 Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Manufacture of joined body (Example 1)
First, as a substrate, a single crystal silicon substrate having a length of 20 mm × width of 20 mm × an average thickness of 1 mm and a single crystal silicon substrate of length 20 mm × width 10 mm × average thickness 1 mm were prepared.

次いで、各基板の表面に、熱酸化処理を施して１００ｎｍの熱酸化膜を形成し、さらにこの熱酸化膜上にスパッタ法を用いて２０ｎｍのチタン薄膜を形成して、表面処理を行った。
次に、表面処理を行った各基板を、それぞれ、図３に示す成膜装置２００のチャンバー２１１内に収納し、原材料をビス（２，６−ジメチル−２−（トリメチルシリロキシ）−３，５−ヘプタジオナト）銅（II）（Ｃｕ（ｓｏｐｄ）２）とし、ＭＯＣＶＤ法を用いて、平均厚さ１００ｎｍの主として銅で構成される接合膜を成膜した。なお、成膜条件は以下に示す通りである。 Next, a thermal oxidation treatment was performed on the surface of each substrate to form a 100 nm thermal oxide film, and a 20 nm titanium thin film was formed on the thermal oxide film by sputtering, and the surface treatment was performed.
Next, each substrate subjected to the surface treatment is accommodated in the chamber 211 of the film forming apparatus 200 shown in FIG. 3, and the raw material is bis (2,6-dimethyl-2- (trimethylsilyloxy) -3, 5-Heptadionato) copper (II) (Cu (sopd) 2 ) was used, and a bonding film mainly composed of copper having an average thickness of 100 nm was formed by MOCVD. The film forming conditions are as shown below.

＜成膜条件＞
・チャンバー内の雰囲気 ：窒素ガス ＋ 水素ガス
・有機金属材料（原材料） ：Ｃｕ（ｓｏｐｄ）２
・霧化した有機金属材料の流量 ：１ｇ／ｍｉｎ
・キャリアガス ：窒素ガス ＋ 水素ガス
・成膜時のチャンバー内の圧力 ：２０Ｔｏｒｒ
・成膜時の水素分圧 ：１５Ｔｏｒｒ
・基板ホルダーの温度 ：２７０℃
・処理時間 ：１０分
以上のようにして成膜された接合膜は、銅で構成されており、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ法）を用いて、銅の純度を測定したところ、原子比９９at.％であった。
かかる工程を経て、各単結晶シリコン基板上に、それぞれ、主として銅で構成される接合膜を形成した。 <Film formation conditions>
・ Atmosphere in chamber: Nitrogen gas + Hydrogen gas ・ Organic metal material (raw material): Cu (sopd) 2
・ Flow rate of atomized organometallic material: 1 g / min
-Carrier gas: Nitrogen gas + Hydrogen gas-Pressure in the chamber during film formation: 20 Torr
-Hydrogen partial pressure during film formation: 15 Torr
-Temperature of substrate holder: 270 ° C
Processing time: 10 minutes The bonding film formed as described above is composed of copper, and the purity of copper is measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS method). It was 99 at.%.
Through these steps, a bonding film mainly composed of copper was formed on each single crystal silicon substrate.

次に、各単結晶シリコン基板がそれぞれ備える接合膜同士が互いに接触するように、単結晶シリコン基板同士を重ね合わせた。
次に、この状態で、これらの基板同士に、５０ＭＰａの圧縮力を付与しつつ、１７５℃で接合膜を加熱し、圧縮力の付与を５分間維持して、各基板に形成された接合膜同士を結着させることにより、前記式１を満足する条件下で、結着された接合膜を介して各基板が接合された接合体を得た。 Next, the single crystal silicon substrates were overlapped so that the bonding films included in the single crystal silicon substrates were in contact with each other.
Next, in this state, while applying a compressive force of 50 MPa between these substrates, the bonding film is heated at 175 ° C., and the application of the compressive force is maintained for 5 minutes. By bonding each other, a bonded body in which the respective substrates were bonded via the bonded bonding film under the condition satisfying the above-described formula 1 was obtained.

（実施例２〜１８）
２つの基板間に付与する圧縮力、圧縮力の付与を維持する時間および接合膜を加熱する温度を、それぞれ表１に示す条件に変更した以外は、前記実施例１と同様にして接合体を得た。
なお、これらの条件は、いずれも、前記式１を満足するものであった。 (Examples 2 to 18)
The bonded body was formed in the same manner as in Example 1 except that the compression force applied between the two substrates, the time for maintaining the compression force applied, and the temperature for heating the bonding film were changed to the conditions shown in Table 1, respectively. Obtained.
All of these conditions satisfied the above-mentioned formula 1.

（比較例１〜１５）
２つの基板間に付与する圧縮力、圧縮力の付与を維持する時間および接合膜を加熱する温度を、それぞれ表１に示す条件に変更した以外は、前記実施例１と同様にして接合体を得た。
なお、これらの条件は、いずれも、前記式１を満足しないものであった。 (Comparative Examples 1-15)
The bonded body was formed in the same manner as in Example 1 except that the compression force applied between the two substrates, the time for maintaining the compression force applied, and the temperature for heating the bonding film were changed to the conditions shown in Table 1, respectively. Obtained.
Note that none of these conditions satisfied the above formula 1.

２．接合体の評価
２．１ 剥離の有無の評価
各実施例および各比較例で得られた接合体について、それぞれ、接合膜同士間での剥離の有無を確認した。そして、接合膜同士間での剥離の有無にしたがって以下のように評価した。
＜剥離の有無の評価基準＞
○：接合膜同士間で剥離が認められない
×：接合膜同士間で剥離が認められる 2. 2. Evaluation of bonded body 2.1 Evaluation of presence or absence of peeling About the bonded body obtained in each Example and each comparative example, the presence or absence of peeling between bonding films was confirmed. And it evaluated as follows according to the presence or absence of peeling between bonding films.
<Evaluation criteria for presence or absence of peeling>
○: No peeling is observed between the bonding films ×: Peeling is observed between the bonding films

２．２ 抵抗率の評価
各実施例および各比較例で得られた接合体について、縦方向の端部に、それぞれ、電極を設け、電極同士間の抵抗率を測定することにより、接合体の抵抗率を求めた。そして、測定した抵抗率を以下の基準にしたがって評価した。
＜抵抗率の評価基準＞
◎： １×１０−５Ω・ｃｍ未満
○： １×１０−５Ω・ｃｍ以上、 １×１０−３Ω・ｃｍ未満
△： １×１０−３Ω・ｃｍ以上、 １×１０−１Ω・ｃｍ未満
×： １×１０−１Ω・ｃｍ以上
以上、２．１〜２．２の各評価結果を表１に示す。 2.2 Evaluation of Resistivity About the joined body obtained in each Example and each Comparative Example, an electrode was provided at each end in the longitudinal direction, and the resistivity of the joined body was measured by measuring the resistivity between the electrodes. The resistivity was determined. The measured resistivity was evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria for resistivity>
◎: Less than 1 × 10 −5 Ω · cm ○: 1 × 10 −5 Ω · cm or more, less than 1 × 10 −3 Ω · cm Δ: 1 × 10 −3 Ω · cm or more, 1 × 10 −1 Ω · Less than cm ×: 1 × 10 −1 Ω · cm or more Table 1 shows the evaluation results of 2.1 to 2.2.

Figure 0005170073
Figure 0005170073

表１から明らかなように、各比較例で得られた接合体では、いずれも、接合膜同士間での剥離が認められたが、これに対して、各実施例で得られた接合体では、いずれも接合膜同士間での剥離が認められなかった。
また、各実施例で得られた接合体では、各比較例で得られた接合体と比較して、抵抗率が低く、優れた導電体特性を示した。 As is clear from Table 1, in the joined bodies obtained in the respective comparative examples, peeling between the joining films was observed, but in contrast, in the joined bodies obtained in the respective examples. In either case, no separation was observed between the bonding films.
Moreover, in the joined body obtained in each Example, compared with the joined body obtained in each comparative example, the resistivity was low and the conductor characteristic which was excellent was shown.

２……基板 ２１……第１の基板 ２２……第２の基板 ３、３１、３２……接合膜 ５……接合体 ２００……成膜装置 ２１１……チャンバー ２１２……基板ホルダー ２２１……シャッター ２３０……排気手段 ２３１……排気ライン ２３２……ポンプ ２３３……バルブ ２６０……有機金属材料供給手段 ２６１……ガス供給ライン ２６２……貯留槽 ２６３……バルブ ２６４……ポンプ ２６５……ガスボンベ １０……インクジェット式記録ヘッド １１……ノズル板 １１１……ノズル孔 １１４……被膜 １２……インク室基板 １２１……インク室 １２２……側壁 １２３……リザーバ室 １２４……供給口 １３……振動板 １３１……連通孔 １４……圧電素子 １４１……上部電極 １４２……下部電極 １４３……圧電体層 １６……基体 １６１……凹部 １６２……段差 １７……ヘッド本体 ９……インクジェットプリンタ ９２……装置本体 ９２１……トレイ ９２２……排紙口 ９３……ヘッドユニット ９３１……インクカートリッジ ９３２……キャリッジ ９４……印刷装置 ９４１……キャリッジモータ ９４２……往復動機構 ９４３……キャリッジガイド軸 ９４４……タイミングベルト ９５……給紙装置 ９５１……給紙モータ ９５２……給紙ローラ ９５２ａ……従動ローラ ９５２ｂ……駆動ローラ ９６……制御部 ９７……操作パネル Ｐ……記録用紙 ４１０……配線基板 ４１２……電極 ４１３……絶縁基板 ４１４……リード ４１５……電極   2 ... Substrate 21 ... First substrate 22 ... Second substrate 3, 31, 32 ... Bonding film 5 ... Bonded body 200 ... Deposition apparatus 211 ... Chamber 212 ... Substrate holder 221 ... Shutter 230 ... Exhaust means 231 ... Exhaust line 232 ... Pump 233 ... Valve 260 ... Organometallic material supply means 261 ... Gas supply line 262 ... Storage tank 263 ... Valve 264 ... Pump 265 ... Gas cylinder 10. Inkjet recording head 11 ... Nozzle plate 111 ... Nozzle hole 114 ... Coating 12 ... Ink chamber substrate 121 ... Ink chamber 122 ... Side wall 123 ... Reservoir chamber 124 ... Supply port 13 ... Vibration Plate 131 …… Communication hole 14 …… Piezoelectric element 141 …… Upper electrode 142 …… Lower electrode 143 …… Piezoelectric material 16: Base 161 ... Concave 162 ... Step 17 ... Head Main Body 9 ... Inkjet Printer 92 ... Device Main Body 921 ... Tray 922 ... Discharge Port 93 ... Head Unit 931 ... Ink Cartridge 932 ... Carriage 94 ... Printing device 941 ... Carriage motor 942 ... Reciprocating mechanism 943 ... Carriage guide shaft 944 ... Timing belt 95 ... Paper feed device 951 ... Paper feed motor 952 ... Paper feed roller 952a ... Follow Roller 952b …… Drive roller 96 …… Control unit 97 …… Operation panel P …… Recording paper 410 …… Wiring substrate 412 …… Electrode 413 …… Insulating substrate 414 …… Lead 415 …… Electrode

Claims (11)

第１の基材および第２の基材上に、それぞれ、化学的気相成膜法を用いて、主として銅で構成される接合膜を形成する工程と、
前記接合膜同士が対向するようにして、前記第１の基材および第２の基材同士を接触させ、前記第１の基材および第２の基材間に圧縮力を付与して、前記第１の基材と前記第２の基材とを接合させることにより接合体を得る工程と、を有し、
前記接合体を得る工程において、前記接合膜を加熱し、前記第１の基材および第２の基材間に付与する圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］とし、前記圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、前記接合膜を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、１／Ｙ≧１．３５×１０９ｅｘｐ（−８２×１０３／ＲＴ）なる関係を満足するよう設定すること、を特徴とする接合体の形成方法。 Forming a bonding film mainly composed of copper on each of the first substrate and the second substrate using a chemical vapor deposition method;
The bonding films face each other, the first base material and the second base material are brought into contact with each other, a compressive force is applied between the first base material and the second base material, Obtaining a joined body by joining the first base material and the second base material,
In the step of obtaining the bonded body, the bonding film is heated, the compression force applied between the first base material and the second base material is set to 50 [MPa], and the compression force is applied. Is Y [min], the heating temperature of the bonding film is T [K], and the gas constant is R [J / (mol · K)], 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp ( -82 * 10 < 3 > / RT) is set so that the relationship may be satisfied. 前記接合膜を加熱する温度は、７５〜２００℃である請求項１に記載の接合体の形成方法。 The method for forming a bonded body according to claim 1 , wherein a temperature for heating the bonding film is 75 to 200 ° C. 2 . 前記接合体を得る工程において、前記第１の基材および第２の基材間に付与する圧縮力は、１〜１００ＭＰａである請求項１または２に記載の接合体の形成方法。   The method for forming a joined body according to claim 1 or 2, wherein in the step of obtaining the joined body, a compressive force applied between the first base material and the second base material is 1 to 100 MPa. 前記接合体を得る工程において、前記圧縮力を付与する時間は、５〜１８０分間である請求項１ないし３のいずれかに記載の接合体の形成方法。   The method for forming a joined body according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step of obtaining the joined body, the time for applying the compressive force is 5 to 180 minutes. 前記接合膜中に含まれる銅の含有率は、原子比で９９ａｔ．％以上である請求項１ないし４のいずれかに記載の接合体の形成方法。   The copper content in the bonding film was 99 at. The method for forming a joined body according to any one of claims 1 to 4, wherein the bonding body is at least%. 前記接合膜は、有機金属材料を原材料として用いる有機金属化学気相成膜法により成膜される請求項１ないし５のいずれかに記載の接合体の形成方法。   6. The method of forming a bonded body according to claim 1, wherein the bonding film is formed by a metal organic chemical vapor deposition method using an organic metal material as a raw material. 前記有機金属材料は、金属錯体である請求項６に記載の接合体の形成方法。   The method of forming a joined body according to claim 6, wherein the organometallic material is a metal complex. 前記接合膜中に含まれる不純物は、前記有機金属材料に含まれる有機物の一部が残存したものである請求項６または７に記載の接合体の形成方法。   The method for forming a joined body according to claim 6 or 7, wherein the impurities contained in the bonding film are those in which a part of the organic matter contained in the organometallic material remains. 請求項１ないし８のいずれかに記載の接合体の形成方法により形成されたことを特徴とする接合体。   A joined body formed by the method for forming a joined body according to claim 1. 複数のノズル孔と、基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜と、を有するノズル板と、
基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜を有するインク室基板と、
振動板と、
前記インク室基板に接合された圧電素子と、を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記ノズル板と前記インク室基板とは、加熱下、圧縮力を付与され、前記接合膜を介して接合されており、
前記ノズル板および前記インク室基板間に圧縮力を付与する際、前記圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］とし、前記圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、前記接合膜を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、１／Ｙ≧１．３５×１０９ｅｘｐ（−８２×１０３／ＲＴ）なる関係を満足することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 A nozzle plate having a plurality of nozzle holes and a bonding film formed on the base material using a chemical vapor deposition method and mainly composed of copper;
An ink chamber substrate formed on a substrate using a chemical vapor deposition method and having a bonding film mainly composed of copper;
A diaphragm,
An ink jet recording head having a piezoelectric element bonded to the ink chamber substrate,
The nozzle plate and the ink chamber substrate are applied with a compressive force under heating and bonded through the bonding film,
When a compressive force is applied between the nozzle plate and the ink chamber substrate, the magnitude of the compressive force is set to 50 [MPa], the time for applying the compressive force is set to Y [min], and the bonding film is heated. When the temperature is T [K] and the gas constant is R [J / (mol · K)], the relationship 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp (−82 × 10 3 / RT) is satisfied. An ink jet recording head. 複数のノズル孔を有するノズル板と、
基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜を有するインク室基板と、
基材上に化学的気相成膜法を用いて形成し、主として銅で構成される接合膜を有する振動板と、
前記インク室基板に接合された圧電素子と、を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記インク室基板と前記振動板とは、加熱下、圧縮力を付与され、前記接合膜を介して接合されており、
前記ノズル板および前記インク室基板間に圧縮力を付与する際、前記圧縮力の大きさを５０［ＭＰａ］とし、前記圧縮力を付与する時間をＹ［分］とし、前記接合膜を加熱する温度をＴ［Ｋ］とし、気体定数をＲ［Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）］としたとき、１／Ｙ≧１．３５×１０９ｅｘｐ（−８２×１０３／ＲＴ）なる関係を満足することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 A nozzle plate having a plurality of nozzle holes;
An ink chamber substrate formed on a substrate using a chemical vapor deposition method and having a bonding film mainly composed of copper;
A diaphragm having a bonding film mainly formed of copper, formed using a chemical vapor deposition method on a substrate;
An ink jet recording head having a piezoelectric element bonded to the ink chamber substrate,
The ink chamber substrate and the diaphragm are applied with a compressive force under heating and are bonded via the bonding film,
When a compressive force is applied between the nozzle plate and the ink chamber substrate, the magnitude of the compressive force is set to 50 [MPa], the time for applying the compressive force is set to Y [min], and the bonding film is heated. When the temperature is T [K] and the gas constant is R [J / (mol · K)], the relationship 1 / Y ≧ 1.35 × 10 9 exp (−82 × 10 3 / RT) is satisfied. An ink jet recording head.
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