JP7277192B2 - LIQUID EJECTION HEAD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head and a manufacturing method thereof.
インクジェット記録装置などの液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドには、吐出口を有する記録素子基板と電気配線基板とを有するものがある。このような構成の液体吐出ヘッドでは、記録素子基板の供給路から供給された液体を吐出口へ導く流路中にエネルギー発生素子が配置されている。このエネルギー発生素子を駆動するための電気信号を電気配線基板から記録素子基板に伝達するために、電気配線基板と記録素子基板とは、フライングリードやボンディングワイヤーを用いて接続される。電気配線基板と記録素子基板とを電気的に接続するリードやワイヤーは、吐出される液体に触れないように絶縁保護される。一般的には、リードやワイヤーの下方には低粘度の封止樹脂を塗布し、その上方には高粘度の封止樹脂を塗布して、上下両方の封止樹脂を硬化することで、リードやワイヤーを封止樹脂中に埋包して絶縁保護する。封止樹脂の例としては、熱硬化性、UV硬化性、または湿気硬化性のエポキシ樹脂やアクリル樹脂の組成物が挙げられる。リードやワイヤーの下方に低粘度の封止樹脂を塗布することで、封止樹脂が万遍なく行き渡り、空隙を生じて絶縁の信頼性を損なうことがない。 2. Description of the Related Art Some liquid ejection heads used in liquid ejection apparatuses such as ink jet recording apparatuses have a recording element substrate having ejection ports and an electric wiring substrate. In the liquid ejection head having such a configuration, the energy generating element is arranged in the flow path that guides the liquid supplied from the supply path of the recording element substrate to the ejection port. In order to transmit an electric signal for driving the energy generating element from the electric wiring board to the recording element board, the electric wiring board and the recording element board are connected using flying leads or bonding wires. Leads and wires that electrically connect the electric wiring board and the recording element board are insulated and protected so as not to come into contact with the ejected liquid. In general, low-viscosity encapsulation resin is applied below the leads and wires, high-viscosity encapsulation resin is applied above them, and both the upper and lower encapsulation resins are cured to remove the leads. and wires are embedded in the encapsulating resin for insulation protection. Examples of encapsulating resins include thermosetting, UV curable, or moisture curable epoxy and acrylic compositions. By applying a low-viscosity sealing resin under the leads and wires, the sealing resin spreads evenly and does not create voids and impair the reliability of insulation.
複数の記録素子基板が並べて配置された構成の液体吐出ヘッドでは、支持基板上に接合された複数の記録素子基板が、それぞれの一部が支持基板からせり出した状態で互いに固定される場合がある。記録素子基板が支持基板からせり出すことにより、支持基板に邪魔されずに記録素子基板同士を近接させて一直線に並べて配置して、長尺の液体吐出ヘッドを形成することができる。 In a liquid ejection head having a configuration in which a plurality of recording element substrates are arranged side by side, the plurality of recording element substrates bonded to the support substrate may be fixed to each other in a state in which a part of each protrudes from the support substrate. . Since the recording element substrate protrudes from the support substrate, the recording element substrates can be arranged close to each other in a straight line without being obstructed by the support substrate, thereby forming a long liquid ejection head.
しかし、記録素子基板の一部が支持基板からはみ出していると、このはみ出した部分の、記録素子基板の支持基板と接合される側の面(接合側の面と称する)が露出する。そして、この露出部分に存在する各種の構成材料の膨潤変形や溶出などが生じるおそれがある。このような構成材料の膨潤変形や溶出などを抑制するためには、記録素子基板の接合側の面の露出部分を何らかの部材で被覆して保護することが好ましい。被覆材料としては、電気的接続部のリードやワイヤーを絶縁保護する封止樹脂と同じ材料が好適に用いられる。しかし、記録素子基板の接合側の面の、支持基板の側面から外側にせり出して露出した部分に封止樹脂を直接塗布するためには、微細な部位へ封止樹脂を塗布可能な高精度な塗布装置が必要であり、製造コストが高くなる。そこで、支持基板の、記録素子基板が積層されている面(被積層面と称する)の上で、記録素子基板の1つの辺に沿って封止樹脂を塗布し、この封止樹脂を毛細管現象によって拡散させることが考えられる。それにより、記録素子基板の接合側の面の露出部分に封止樹脂が広く行き渡ると期待できる。この方法では、高精度な塗布装置が不要で製造コストが低く抑えられる。しかし、記録素子基板の形状によっては、毛細管現象によって封止樹脂を必要な部分に良好に行き渡らせることができない場合がある。そこで、特許文献1に記載の液体記録ヘッドでは、記録素子基板の全周にわたってデバイスホールを設け、デバイスホールの内部に封止樹脂を充填して、記録素子基板の接合面に封止樹脂を塗布して被覆している。 However, if a part of the recording element substrate protrudes from the support substrate, the protruding surface of the recording element substrate on the side to be bonded to the support substrate (referred to as the bonding side surface) is exposed. Then, there is a possibility that various constituent materials present in the exposed portion may undergo swelling deformation, elution, or the like. In order to suppress such swelling deformation and elution of the constituent material, it is preferable to protect the exposed portion of the joining side surface of the recording element substrate by covering it with some kind of member. As the coating material, the same material as the sealing resin that insulates and protects the leads and wires of the electrical connection is preferably used. However, in order to directly apply the sealing resin to the portion of the bonding side of the recording element substrate that protrudes outward from the side surface of the support substrate, a high-precision method capable of applying the sealing resin to minute portions is required. A coating device is required, which increases manufacturing costs. Therefore, a sealing resin is applied along one side of the recording element substrate on the surface of the supporting substrate on which the recording element substrate is laminated (referred to as a surface to be laminated), and the sealing resin is caused by capillary action. It is conceivable to diffuse by As a result, it can be expected that the sealing resin will spread widely over the exposed portion of the bonding side surface of the recording element substrate. This method does not require a high-precision coating device, and the manufacturing cost can be kept low. However, depending on the shape of the recording element substrate, it may not be possible to spread the sealing resin well over the necessary portions due to capillary action. Therefore, in the liquid recording head disclosed in Patent Document 1, a device hole is provided along the entire circumference of the recording element substrate, the inside of the device hole is filled with a sealing resin, and the sealing resin is applied to the bonding surface of the recording element substrate. and covered.
しかし、特許文献1のように記録素子基板の全周にわたって封止樹脂で被覆すると、封止樹脂が邪魔になって、記録素子基板同士を近接して一直線に並べて配置することが困難になり、部品サイズが大きくなってしまう。 However, when the entire circumference of the recording element substrate is covered with a sealing resin as in Patent Document 1, the sealing resin becomes an obstacle, making it difficult to arrange the recording element substrates close to each other in a straight line. The part size becomes large.
そこで、本発明の目的は、記録素子基板の接合側の面の、支持基板からせり出して露出している部分を良好に被覆でき、かつ製造コストの上昇及び部品の大型化を抑えることができる液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid capable of satisfactorily covering the exposed portion of the joint side surface of the recording element substrate protruding from the supporting substrate and suppressing an increase in the manufacturing cost and an increase in the size of the parts. An object of the present invention is to provide an ejection head and a manufacturing method thereof.
本発明の液体吐出ヘッドは、支持基板と、一部が前記支持基板の上に積層されている記録素子基板と、前記記録素子基板の前記支持基板と接合される側の面の少なくとも一部に設けられた保護層と、少なくとも一部が前記支持基板の上に前記記録素子基板と並べて積層されている電気配線基板と、前記記録素子基板の端子と前記電気配線基板の端子とを接続するワイヤーと、前記支持基板の、前記記録素子基板が積層されている面の上で、前記記録素子基板の1つの辺に沿って設けられて前記ワイヤーと前記支持基板との間の空間を覆う第一の封止樹脂と、を有する液体吐出ヘッドであって、前記記録素子基板は、前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺が延びる方向の両側部における前記支持基板の2つの側面のそれぞれから外側にせり出しており、前記第一の封止樹脂は、前記記録素子基板が前記支持基板の前記側面からせり出している部分では前記保護層を覆っており、前記記録素子基板の前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺と前記支持基板の2つの前記側面が交わる部分のそれぞれにおいて、前記支持基板の、前記記録素子基板が積層されている面の側で、前記辺と前記側面のそれぞれとがなす角度が90度よりも大きいことを特徴とする。 The liquid ejection head of the present invention includes a support substrate, a recording element substrate partly laminated on the support substrate, and at least a part of the surface of the recording element substrate bonded to the support substrate. a protective layer provided; an electric wiring board, at least a part of which is laminated on the support substrate side by side with the recording element substrate; and wires connecting terminals of the recording element substrate and terminals of the electric wiring substrate. and, on the surface of the support substrate on which the recording element substrate is laminated, a first wire is provided along one side of the recording element substrate to cover the space between the wire and the support substrate. and a sealing resin , wherein the recording element substrate is provided with two parts of the support substrate on both sides in the direction in which the side on which the first sealing resin is provided extends. The first sealing resin covers the protective layer in the portion where the recording element substrate protrudes from the side surface of the support substrate, and the recording element substrate protrudes outward from the side surface. At each of the portions where the side on which the first sealing resin is provided and the two side surfaces of the support substrate intersect , the side of the support substrate on which the recording element substrate is laminated is provided. and each of the side faces is larger than 90 degrees.
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、支持基板の上に、記録素子基板の一部と電気配線基板の少なくとも一部とを並べて積層するステップと、前記記録素子基板の端子と前記電気配線基板の端子とをワイヤーで接続するステップと、前記支持基板の、前記記録素子基板および前記電気配線基板が積層されている面の上に、前記記録素子基板の1つの辺に沿って、かつ前記ワイヤーと前記支持基板との間の空間を封止するように、第一の封止樹脂を塗布するステップと、前記記録素子基板の前記支持基板と接合される側の面の少なくとも一部に保護層を設けるステップと、を有し、前記支持基板の上に前記記録素子基板の一部を積層する際に、前記記録素子基板が、前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺が延びる方向の両側部における前記支持基板の2つの側面のそれぞれから外側にせり出すように、かつ、前記記録素子基板の前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺と前記支持基板の2つの前記側面とが交わるそれぞれの部分において、前記支持基板の、前記記録素子基板が積層されている面の側で、前記辺と前記側面とがなす角度が90度よりも大きくなるように、前記記録素子基板を配置し、前記第一の封止樹脂を塗布する際に、前記記録素子基板が前記支持基板の前記側面からせり出している部分では前記保護層を覆うように前記第一の封止樹脂を塗布することを特徴とする。 A method of manufacturing a liquid ejection head according to the present invention includes the steps of: laminating a portion of a recording element substrate and at least a portion of an electric wiring substrate side by side on a support substrate; a step of connecting the terminals of the support substrate with a wire, on the surface of the support substrate on which the recording element substrate and the electric wiring substrate are laminated, along one side of the recording element substrate and the wire a step of applying a first sealing resin so as to seal a space between the recording element substrate and the support substrate; and, when laminating a part of the recording element substrate on the support substrate, the recording element substrate extends at the side where the first sealing resin is provided. Two sides of the support substrate and the side on which the first sealing resin of the recording element substrate is provided protrude outward from each of the two side surfaces of the support substrate on both sides in the direction. In each portion where the side faces intersect , the angle formed by the side and the side is greater than 90 degrees on the side of the surface of the support substrate on which the recording element substrate is laminated. When the recording element substrate is arranged and the first sealing resin is applied, the first sealing is performed so as to cover the protective layer in the portion where the recording element substrate protrudes from the side surface of the supporting substrate. It is characterized by applying resin .
本発明によると、記録素子基板の接合側の面の、支持基板からせり出して露出している部分を良好に被覆でき、かつ製造コストの上昇及び部品の大型化を抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to satisfactorily cover the portion of the joint side surface of the recording element substrate that protrudes from the supporting substrate and is exposed, and to suppress an increase in manufacturing cost and an increase in the size of parts.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1(a)に本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図を示し、図1(b)にその平面図を示す。この液体吐出ヘッドでは、液体を吐出する吐出口101aを有する記録素子基板101と、図示しない電気配線を有する電気配線基板102とが、接着剤を用いて支持基板103上に接合されている。それにより、記録素子基板101の一部が支持基板103の上に積層され、支持基板103の、記録素子基板101が積層されている面(被積層面)の上に、電気配線基板102が、記録素子基板101と並べて積層されている。図示しないが、記録素子基板101には、吐出すべき液体(例えば液体インク)が供給される供給路と、供給路と各吐出口101aとをそれぞれ連通させる流路とが設けられている。この流路には、各吐出口101aに対応して、液体を吐出するエネルギーを発生するエネルギー発生素子(例えば発熱素子)がそれぞれ配置されている。また、図示しないが、記録素子基板101には、エネルギー発生素子に接続された電気配線が設けられている。電気配線基板102は、例えばFPC(フレキシブルプリント基板)やTAB(Tape Automated Bonding)であり、エネルギー発生素子の駆動用の電気信号等を、図示しない液体吐出装置本体から記録素子基板101に伝達するものである。一般に、電気配線基板102は、図示しないコンタクトピンやコネクター等によって液体吐出装置本体と電気的に接続されている。従って、記録素子基板101の供給路から流路内に液体が供給され、液体吐出装置本体から電気配線基板102を介して記録素子基板101の電気配線に電気信号が伝達される。それにより、記録素子基板101の電気配線に接続されているエネルギー発生素子が駆動されて、エネルギー(例えば熱エネルギー)を発生する。このエネルギーが付与された流路内の液体が、吐出口101aから外部に吐出する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1(a) shows a perspective view of a liquid ejection head according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) shows a plan view thereof. In this liquid ejection head, a
このような構成の液体吐出ヘッドでは、記録素子基板101と電気配線基板102とが互いに電気的に接続されている。電気的な接続方法としては、ボンディングワイヤーやフライングリード等を用いる方法が広く知られている。図1に示す例では、記録素子基板101の端子107と電気配線基板102の端子109とが、ワイヤー104によって接続されている。支持基板103には記録素子基板101の供給路に通じる液体供給路があり、液体記録装置本体から記録素子基板101への液体の供給を可能にしている。
In such a liquid ejection head, the
前述したように記録素子基板101の端子107と電気配線基板102の端子109とを接続するワイヤー104は、封止樹脂によって絶縁保護される。具体的には、支持基板103とワイヤー104との間の空間に第一の封止樹脂105が塗布されて固化しており、ワイヤー104の下部を絶縁保護している。第一の封止樹脂105は硬化可能な流体状の樹脂を塗布することによって形成され、ワイヤー104の下方を十分に被覆している。第一の封止樹脂105としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂等が挙げられる。第1の封止樹脂105の硬化方法としては、硬化剤を混合する2液混合硬化、加熱による熱硬化、紫外線照射によるUV硬化等が挙げられる。特に好ましくは、熱硬化型のエポキシ樹脂が第一の封止樹脂105として用いられる。
As described above, the
一例では、第一の封止樹脂105はワイヤー104の上方から塗布される。図1に示すワイヤー104は、外径が30μmであり100μmのピッチで並べて配置されており、ワイヤー104の外表面同士の間には70μmの隙間がある。ワイヤー104の上方から第一の封止樹脂105を塗布すると、ワイヤー104同士の間の70μmの隙間から第一の封止樹脂105がワイヤー104の下方へ降下する。それにより、図1(b)のA-A線の位置における断面図である図2(a)に示すように、ワイヤー104と支持基板103との間の空間が第一の封止樹脂105で満たされる。このようにワイヤー104の上方から第一の封止樹脂105を塗布して、ワイヤー104の下方の空間を封止樹脂で満たすためには、第一の封止樹脂105がワイヤー104同士の間の隙間を通過できる程度の低粘度である必要がある。仮に第一の封止樹脂105の粘度が高過ぎると、ワイヤー104の上方に第一の封止樹脂105が留まってしまい、ワイヤー104の下方まで第一の封止樹脂105が到達しない。そのため、第一の封止樹脂105の粘度は0.1~100Pa・sであり、より好ましくは1~80Pa・sである。
In one example, the
このようにワイヤー104の下方に塗布された第一の封止樹脂105は低粘度であるため、ワイヤー104の直下から周囲に濡れ広がって拡散する。図1(b)のB-B線の位置における断面図である図2(b)に示すように、第一の封止樹脂105は、毛細管現象によって、記録素子基板101と支持基板103との接合部(接合辺)106に沿って拡散する。具体的には、支持基板103の、記録素子基板101が積層されている面(被積層面)の上で、記録素子基板101の1つの辺106に沿って、第一の封止樹脂105が設けられる。この第一の封止樹脂105の毛細管現象による拡散は、辺106に沿って生じる。図1に示すように電気配線基板102と支持基板103との接合部も存在するが、本実施形態の電気配線基板102は表面がアミド樹脂やイミド樹脂で被覆されたTABやFPCである。このアミド樹脂やイミド樹脂に対して、第一の封止樹脂105は濡れ性が悪いので、電気配線基板102の辺(接合部)に沿って拡散することはない。
Since the
ワイヤー104の下方に第一の封止樹脂105を塗布した後に、その上方に、図2(c)に示すように第二の封止樹脂108を塗布する。第二の封止樹脂108は、第一の封止樹脂105とワイヤー104を覆って絶縁保護するものであり、第一の封止樹脂105と同様に流体状のエポキシ樹脂、アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂等が使用できる。第二の封止樹脂108は、ワイヤー104の上方に留まるように、100~800Pa・s程度、より好ましくは100~400Pa・sの粘度を有している。ワイヤー104の下方に第一の封止樹脂105を塗布し、ワイヤー104の上方に第二の封止樹脂108を塗布した後に、第一の封止樹脂105と第二の封止樹脂108とを硬化させ、ワイヤー104を絶縁保護する。
After applying the
[実施例1]
以上説明した構成を有する液体吐出ヘッドの実施例1について、図3を参照して説明する。まず、斜視図である図3(a)と図3(a)のC-C線断面図である図3(b)とに示すように、記録素子基板101と電気配線基板102とを支持基板103上に配置し、接着剤を用いて支持基板103に固定する。そして、ワイヤー104の一端を記録素子基板101の端子107に、他端を電気配線基板102の端子109にそれぞれ接続する。こうして、記録素子基板101と電気配線基板102とを、支持基板103を介して機械的に接続するとともに、ワイヤー104を介して電気的に接続する。本実施例のワイヤー104は直径が25μmの金製のワイヤーであり、ワイヤー104同士の間のピッチは100μmである。図3(b)に示すように、ワイヤー104は、記録素子基板101の端子107と電気配線基板102の端子109とにのみ接触しており、それ以外の部分には接していない。ワイヤー104が端子107、端子109以外の部分(特に記録素子基板101の端縁部等)に触れていないため、漏電やショートやワイヤー104の損傷が抑えられる。
[Example 1]
Embodiment 1 of the liquid ejection head having the configuration described above will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, which is a perspective view, and FIG. 3B, which is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 103 and fixed to the
液体吐出ヘッドから吐出される液体がワイヤー104に接触して電気的なショートを引き起こすことを防ぐために、ワイヤー104を絶縁保護する。具体的には、第一の封止樹脂105をワイヤー104の上方から塗布して、ワイヤー104同士の間の隙間を通過させ、図2(a)に示すように、ワイヤー104の下方を第1の封止樹脂で満たす。本実施例の第一の封止樹脂105は、粘度40Pa・sの熱硬化性のアミン硬化系のエポキシ樹脂組成物である。この第一の封止樹脂105は粘度が低いため、支持基板103の上を伝ってワイヤー104の直下以外の部分にも濡れ広がって拡散する。特に、図1と図2(b)とに示すように、第一の封止樹脂105は、毛細管現象によって記録素子基板101と支持基板103との接合部(1つの辺106)に沿って拡散する。この拡散は記録素子基板101と支持基板103との接合部の辺106が延びる限り続き、特に第一の封止樹脂105が加熱されて低粘度化すると拡散はより拡大する。
In order to prevent the liquid ejected from the liquid ejection head from contacting the
本実施例の記録素子基板101は、図3(a)とそのD-D線断面図である図3(c)に示すように、支持基板103の側面103aのそれぞれから外側にせり出した状態で固定されている。図3(c)に示すように、本実施例の記録素子基板101の支持基板103と接合される側の面(裏面または接合側の面と称する)に、図示しない流路を保護するための樹脂膜111が形成されている。記録素子基板101の、支持基板103の側面103aのそれぞれから外側にせり出した部分においては、樹脂膜111が露出している。仮に、樹脂膜111が外力などの影響で剥離や変形すると、流路からの液体の漏れ等を生じるおそれがあるため、樹脂膜111が損傷しないように封止樹脂で被覆することが好ましい。本実施例では、前述したように毛細管現象によって記録素子基板101と支持基板103との接合部(辺106)に沿って第一の封止樹脂105が拡散している。記録素子基板101と支持基板103との接合部の辺106が延びる限り拡散する第一の封止樹脂105は、支持基板103の側面103aと交わる位置、すなわち図3(a)のE部分に到達する。さらに、第一の封止樹脂105の拡散は、E部分を通過して、記録素子基板101が支持基板103の側面103aから外部にせり出した部分にまで至る。その際に、記録素子基板101と支持基板103との接合部の辺106に沿って拡散してきた経路の延長線上に拡散し続けるのみならず、記録素子基板101の接合側の面に拡散する。すなわち、記録素子基板101の、支持基板103の側面103aから外側にせり出している部分の接合側の面に第一の封止樹脂105を行きわたらせて、第一の封止樹脂105によって樹脂膜111を覆う。図3(a)のE部分と反対側の側面103aからせり出した部分においても同様に第一の封止樹脂105が拡散する。
As shown in FIG. 3(a) and FIG. 3(c), which is a cross-sectional view taken along line DD, the
本実施例では、図4(a)に示すように、E部分において支持基板103の側面103aが部分的に曲面103bになっていると特に効果的である。このE部分とは、第一の封止樹脂105が毛細管現象にて拡散する経路である記録素子基板101と支持基板103との接合部の辺106と、支持基板103の側面103aとが交わる位置のことである。第一の封止樹脂105が毛細管現象によって拡散する経路中には、90°未満の鋭角部が存在しない構成になっている。その結果、毛細管現象によってE部分まで拡散してきた第一の封止樹脂105は、良好に濡れ広がって拡散する。それにより、流路を保護する樹脂膜111が第一の封止樹脂105で覆われて保護されるため、流路からの液体の漏れ等の問題が回避できる可能性が高い。このようにE部分が曲面103bになっている支持基板103は、切削機械を用いた加工で容易に形成でき、また、この支持基板103の形状に対応した金型を用いて大量生産することもできる。
In this embodiment, as shown in FIG. 4A, it is particularly effective if the
この原理について説明すると、毛細管現象は、流体が濡れ広がってきた経路から、それに屈曲する方向にも濡れ広がる場合、その屈曲角度が90°未満の鋭角であるか、90°を超える鈍角であるかによって、濡れ広がり方に差が生じる。図4(b)に示すように、流体が濡れ広がってきた経路から、その経路に対して鋭角αをなして屈曲する方向には流体は濡れ広がりにくい。例えば、図4(c)に模式的に示す例では、辺112が辺113と90°未満の鋭角αで交わっている。流体114が辺112に沿って濡れ広がってきて、辺112と鋭角αをなして交わる辺113に沿う方向にも濡れ広がろうとすると、流体114が辺112から辺113まで回り込む距離が長い。そのため、流体114の濡れ広がりが抑制されてしまう。
To explain this principle, capillary action is determined whether the bending angle is an acute angle of less than 90° or an obtuse angle of more than 90° when the fluid is wetted and spreads from the path along which the fluid has spread. A difference arises in the way of wetting and spreading. As shown in FIG. 4(b), it is difficult for the fluid to wet and spread in a direction that bends at an acute angle α with respect to the route along which the fluid has wetted and spread. For example, in the example schematically shown in FIG. 4C, the
一方、図5(a)に模式的に示すように辺112と辺113とが90°を超える鈍角βで交わる場合にも、流体114が辺112から辺113まで回り込むが、その回り込む距離は、図3(f)に示す鋭角αの場合と比べると短い。従って、2つの辺112,113が交わる角度が鋭角αである場合よりも、鈍角βである場合の方が、流体114の濡れ広がりが抑制される程度は小さい。
On the other hand, when the
この原理に基づくと、第一の封止樹脂105の拡散経路である記録素子基板101と支持基板103との接合部の辺106が、支持基板103の側面103aと鋭角αをなすように交わると、第一の封止樹脂105の拡散が抑えられる。その結果、記録素子基板101の接合側の面の樹脂膜111を、第一の封止樹脂105によって十分に被覆できない可能性がある。そこで、本実施例では、第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106と支持基板103の側面103aとが支持基板103の記録素子基板101が積層されている面の側でなす角度を90°より大きい鈍角βにする。さらに、図4(a)に示す構成では、第一の封止樹脂105の拡散経路の辺106と交わる位置で、支持基板103の側面103aを部分的に曲面103bにしている。仮に曲面103bが設けられていない構成では、第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106と支持基板103の側面103aとがなす角度が鋭角である場合に、その支持基板103の側面103aに曲面103bを形成する。それにより、この曲面103b(正確には曲面103bの接線T)の位置で、第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106と支持基板103の側面103aとがなす角度が鈍角になる。それにより、図5(a)を参照して説明した通り、第一の封止樹脂105の、支持基板103の側面103aに沿う拡散が抑制されず円滑に進行する。その結果、図5(b)に示すように、基板素子基板101の接合側の面の樹脂膜111を第一の封止樹脂105で良好に被覆でき、信頼性の高い液体吐出ヘッドを得ることができる。
Based on this principle, if the
以上説明したようにワイヤー104の下方を第一の封止樹脂105で満たした後に、その上方に第二の封止樹脂108を塗布する(図2(c)参照)。本実施例の第二の封止樹脂108は、粘度200Pa・sのアミン硬化型のエポキシ樹脂組成物である。第一および第二の封止樹脂105,108を加熱して硬化させて、ワイヤー104の下方を第一の封止樹脂で封止し、ワイヤー104の上方を第二の封止樹脂108で封止する。こうして、本実施例の液体吐出ヘッドを作製した。
After filling the
[実施例2]
本実施例は、実施例1とは支持基板103が異なり、それ以外は実施例1と同様の構成および方法である。ここでは、主に実施例1と異なる部分について説明する。図6(a)は本実施例の液体吐出ヘッドの要部の斜視図であり、図6(b)はその平面図である。図7(a)は図6(b)のF-F線断面図であり、図7(b)は図6(b)のG-G線断面図であり、図7(c)は図6(b)のH-H線断面図である。本実施例の支持基板103は、図6(a),6(b)に示すように、図3(a)のE部分において支持基板103が部分的に面取りされている。この面取り部分103cにより、第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106と支持基板103の側面103aとがなす角が鈍角βになっている。より詳細には、辺106と、支持基板103の記録素子基板101が積層された面の、辺106と交わる端縁103dとがなす角が鈍角βになっている。その結果、前述した原理に基づいて、実施例1と同様に第一の封止樹脂105の毛細管現象による良好な濡れ広がりが確保される。この面取り部分103cの下面はスロープ形状になっている。図7(a)~7(c)に示すように、記録素子基板101の辺106から離れるにつれて、F-F線の位置、G-G線の位置、H-H線の位置の順番に、徐々に支持基板103が記録素子基板101に近づいている。毛細管現象は、第一の封止樹脂105が濡れ広がる経路が細いほど促進されるので、スロープ形状によって第一の封止樹脂105の拡散が促進される。すなわち、図7(a)~7(c)に示すように、面取り部103cによって生じた溝部110により、記録素子基板101の接合側の面への第一の封止樹脂105の拡散がより活発になる。この面取り部103cとスロープ形状とにより、第一の封止樹脂105の毛細管現象による拡散がより確実になり、記録素子基板101の接合側の面の樹脂膜111が第一の封止樹脂105により被覆される信頼性が高い。
[Example 2]
The present embodiment differs from the first embodiment in the supporting
このようにして、第一の封止樹脂105を塗布した後に、その上に第二の封止樹脂108を塗布した。本実施例の第二の封止樹脂108は、粘度250Pa・sの酸無水物硬化型のエポキシ樹脂組成物である。第二の封止樹脂108を塗布した後に加熱処理を行い、第一の封止樹脂105および第二の封止樹脂108を硬化して、液体吐出ヘッドを作製した。
After applying the
以上説明したように、本発明では、記録素子基板101の一部が支持基板103の両側面103aからそれぞれの外側にせり出している。そして、第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106と支持基板103の側面103aとが支持基板103の記録素子基板101が積層されている面の側でなす角度が90度より大きい鈍角である。すなわち、辺106と、支持基板103の記録素子基板101が積層されている面の、辺106と交わる端縁とが、支持基板103の記録素子基板101が積層されている面の側でなす角度が90度より大きい鈍角である。また、辺106の延びる方向の記録素子基板101の両側部において、辺106とそれぞれの側面103aとがなす角度がいずれも90度より大きい鈍角となっている。そのため、辺106に沿って拡散してきた第一の封止樹脂105が、記録素子基板101の、支持基板103からせり出している部分において、支持基板103の側面103aに沿う方向にも円滑に拡散する。それにより、記録素子基板101の接合側の面の露出部分の樹脂膜111を良好に覆うことができる。
As described above, in the present invention, part of the
この点について補足すると、第一の封止樹脂105は、ワイヤー104の下方を覆いながら、記録素子基板101と支持基板103との接合部の辺106に沿って拡散する。そして、支持基板103の側面103aの位置で記録素子基板101と支持基板103との接合部の辺106は終端する。従って、辺106に沿って拡散してきた第一の封止樹脂105は、辺106の終端部から先は自由に拡散できる状態になり、その拡散方向はあまり規定されない。ただし、支持基板103の側面103aが、第一の封止樹脂105の拡散を案内するように作用すると考えられる。すなわち、支持基板103の側面103aが、記録素子基板101が支持基板の側面103aからせり出した部分における拡散方向をある程度規定する可能性がある。この支持基板103の側面103aと第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106とが支持基板103の記録素子基板101が積層されている面の側でなす角度が鈍角であると、前述した通り第一の封止樹脂105の拡散が抑制されずに円滑に進行しやすい。
To supplement this point, the
この構成は、平面形状が正方形や長方形ではなく、鈍角と鋭角を備える平行四辺形状である記録素子基板101を有する液体吐出ヘッドにおいて特に効果的である。平行四辺形状の記録素子基板101の場合、一方の側部では第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106と支持基板103の側面103aとがなす角度が鈍角であっても、他方の側部では鋭角になる場合がある。そのような場合には、鋭角になる側部において、第一の封止樹脂105の拡散経路である辺106と支持基板103の側面103aとが交わる部分(E部分)において、支持基板103の側面103aを部分的に曲面103bまたは面取り部103cに形成する。それによって、辺106と支持基板103の側面103aとは部分的に鈍角をなして交差する。すなわち、両側の側面103aと辺106とがそれぞれなす角がいずれも鈍角となる。その結果、第一の封止樹脂105の拡散があまり抑制されず良好に拡散し、記録素子基板101の接合側の面の樹脂膜111を含む露出部分を良好に被覆して絶縁保護できる。また、本発明では、特別に精密な封止樹脂の塗布装置は必要で無く、製造コストの上昇が抑えられる。そして、記録素子基板101の全周にわたって封止樹脂で被覆するわけではないので、記録素子基板同士を近接して一直線に並べて配置することができ、部品サイズを小さく抑えられる。
This configuration is particularly effective in a liquid ejection head having a
101 記録素子基板
103 支持基板
103a 側面
105 第一の封止樹脂
106 辺
101
Claims (8)
前記記録素子基板は、前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺が延びる方向の両側部における前記支持基板の2つの側面のそれぞれから外側にせり出しており、
前記第一の封止樹脂は、前記記録素子基板が前記支持基板の前記側面からせり出している部分では前記保護層を覆っており、
前記記録素子基板の前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺と前記支持基板の2つの前記側面が交わる部分のそれぞれにおいて、前記支持基板の、前記記録素子基板が積層されている面の側で、前記辺と前記側面のそれぞれとがなす角度が90度よりも大きいことを特徴とする、液体吐出ヘッド。 a support substrate, a recording element substrate partially laminated on the support substrate, a protective layer provided on at least a portion of a surface of the recording element substrate that is bonded to the support substrate, and at least an electric wiring board partially laminated on the supporting substrate side by side with the recording element substrate; wires connecting terminals of the recording element substrate and terminals of the electric wiring substrate; a first sealing resin provided along one side of the recording element substrate on the surface on which the recording element substrate is laminated and covering the space between the wire and the support substrate; A liquid ejection head that
The recording element substrate protrudes outward from each of the two side surfaces of the support substrate on both sides in the direction in which the side on which the first sealing resin is provided extends,
The first sealing resin covers the protective layer in a portion where the recording element substrate protrudes from the side surface of the support substrate,
The surface of the support substrate on which the recording element substrate is laminated at each of the portions where the side of the recording element substrate provided with the first sealing resin and the two side surfaces of the support substrate intersect. side, the angle formed by the side and each of the side surfaces is greater than 90 degrees.
前記記録素子基板の端子と前記電気配線基板の端子とをワイヤーで接続するステップと、
前記支持基板の、前記記録素子基板および前記電気配線基板が積層されている面の上に、前記記録素子基板の1つの辺に沿って、かつ前記ワイヤーと前記支持基板との間の空間を封止するように、第一の封止樹脂を塗布するステップと、
前記記録素子基板の前記支持基板と接合される側の面の少なくとも一部に保護層を設けるステップと、を有し、
前記支持基板の上に前記記録素子基板の一部を積層する際に、前記記録素子基板が、前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺が延びる方向の両側部における前記支持基板の2つの側面のそれぞれから外側にせり出すように、かつ、前記記録素子基板の前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺と前記支持基板の2つの前記側面とが交わるそれぞれの部分において、前記支持基板の、前記記録素子基板が積層されている面の側で、前記辺と前記側面とがなす角度が90度よりも大きくなるように、前記記録素子基板を配置し、
前記第一の封止樹脂を塗布する際に、前記記録素子基板が前記支持基板の前記側面からせり出している部分では前記保護層を覆うように前記第一の封止樹脂を塗布することを特徴とする、液体吐出ヘッドの製造方法。 Laminating a part of the recording element substrate and at least a part of the electric wiring board side by side on the support substrate;
connecting the terminals of the recording element substrate and the terminals of the electric wiring substrate with wires;
on the surface of the support substrate on which the recording element substrate and the electric wiring substrate are laminated, along one side of the recording element substrate and to seal the space between the wire and the support substrate; applying a first sealing resin so as to stop;
providing a protective layer on at least part of a surface of the recording element substrate that is to be bonded to the support substrate ;
When a part of the recording element substrate is laminated on the support substrate, the recording element substrate is provided with the first sealing resin on both sides of the support substrate in the direction in which the side extends. and protrudes outward from each of the two side surfaces of the recording element substrate, and at each portion where the side of the recording element substrate on which the first sealing resin is provided and the two side surfaces of the support substrate intersect arranging the recording element substrate on the side of the surface of the supporting substrate on which the recording element substrate is laminated such that the angle formed by the side and the side surface is greater than 90 degrees ;
When applying the first sealing resin, the first sealing resin is applied so as to cover the protective layer in a portion where the recording element substrate protrudes from the side surface of the support substrate. A method for manufacturing a liquid ejection head.
前記支持基板の上に前記記録素子基板の一部を積層する際に、前記支持基板の、前記記録素子基板が積層されている面の側で、前記記録素子基板の前記第一の封止樹脂が設けられている前記辺と、前記曲面の接線または面取り部とがなす角度が90度よりも大きくなるように、前記記録素子基板を配置することを特徴とする、請求項7に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 the support substrate has a curved surface or a chamfered portion at a portion where the side of the recording element substrate provided with the first sealing resin and at least one of the side surfaces of the support substrate intersect;
When a part of the recording element substrate is laminated on the supporting substrate, the first sealing resin for the recording element substrate is applied to the surface of the supporting substrate on which the recording element substrate is laminated. 8. The liquid according to claim 7 , wherein the recording element substrate is arranged so that the angle formed by the side provided with the tangent to the curved surface or the chamfered portion is greater than 90 degrees. A method for manufacturing an ejection head.
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