Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. KR1020170094305 - 압전 디바이스, 액체 분사 헤드, 압전 디바이스의 제조 방법, 및 액체 분사 헤드의 제조 방법

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ KO ]
압전 디바이스, 액체 분사 헤드, 압전 디바이스의 제조 방법, 및 액체 분사 헤드의 제조 방법{PIEZOELECTRIC DEVICE, LIQUID EJECTING HEAD, MANUFACTURING METHOD OF PIEZOELECTRIC DEVICE, AND MANUFACTURING METHOD OF LIQUID EJECTING HEAD}
기 술 분 야
 본 발명은 전압의 인가에 의해 변형되는 압전 소자를 구비한 압전 디바이스, 액체 분사 헤드, 압전 디바이스의 제조 방법, 및 액체 분사 헤드의 제조 방법에 관한 것이다.
배경기술
 압전  디바이스는  압전  소자를  구비한  디바이스이며,  각종  장치나  센서  등에  응용되고  있다.    예를  들면,  액체  분사  장치에서는,  압전  디바이스를  이용해  액체  분사  헤드로부터  각종의  액체를  분사하고  있다.    이  액체  분사  장치로서는,  예를  들면,  잉크젯  방식  프린터나  잉크젯  방식  플로터  등의  화상  기록  장치가  있지만,  최근에는  매우  소량의  액체를  소정  위치에  정확하게  착탄시킬  수  있다고  하는  특징을  살려  각종의  제조  장치에도  응용되고  있다.    예를  들면,  액정  디스플레이  등의  컬러  필터를  제조하는  디스플레이  제조  장치,  유기  EL(Electro  Luminescence)  디스플레이나  FED(면발광  디스플레이)  등의  전극을  형성하는  전극  형성  장치,  바이오  칩(생물  화학  소자)을  제조하는  칩  제조  장치에  응용되고  있다.    그리고,  화상  기록  장치용의  기록  헤드에서는  액상의  잉크를  분사하고,  디스플레이  제조  장치용의  색재(色材)  분사  헤드에서는  R(Red)·G(Green)·B(Blue)의  각  색재의  용액을  분사한다.    또,  전극  형성  장치용의  전극재  분사  헤드에서는  액상의  전극  재료를  분사하고,  칩  제조  장치용의  생체  유기물  분사  헤드에서는  생체  유기물의  용액을  분사한다.
 상기  액체  분사  헤드는,  복수의  노즐이  형성된  노즐  플레이트,  각  노즐에  대응하는  압력실이  형성된  압력실  형성  기판,  각  압력실  내의  액체에  압력  변동을  일으키게  하는  압전  소자(액츄에이터의  일종),  및  압전  소자를  수용하는  오목부가  형성된  봉지판  등이  적층되어  구성되어  있다.    그리고,  상기  액체  분사  헤드는  압전  소자에  구동  신호를  공급함으로써,  압력실  내의  액체에  압력  변동(압력  변화)을  일으키게  하고  이  압력  변동을  이용해서  노즐로부터  액체를  분사하도록  구성되어  있다.    여기서,  봉지판의  오목부  내에  있어서의  압전  소자에  대향하는  면에,  각  압전  소자에  구동  신호를  송신하기  위한  구동  회로(드라이버  회로라고도  함)를  형성하는  기술이  개발되어  있다(예를  들면,  특허문헌  1  참조).    이  구동  회로가  형성된  면에는,  해당  구동  회로와  압전  소자를  전기적으로  접속하기  위한  범프  전극이  형성되어  있다.    또,  봉지판으로서는,  반도체  프로세스(즉,  성막  공정,  포토리소그래피  공정  및  에칭  공정  등)에  의해  구동  회로를  작성할  수  있기  때문에  실리콘제의  기판(이하,  실리콘  기판이라고  함)이  이용된다.
선행기술문헌
   특허문헌
  (특허문헌 0001)    일본 공개 특허 공보 제 2009-252882 호
발명의 상세한 설명
   해결하려는 과제
 상기  오목부는  에칭  기술에  의해  봉지판에  작성되기  때문에,  그  내부의  표면이  거칠어지기  쉽다.    이러한  면에  구동  회로가  형성되면,  소망의  성능이  얻어지지  않을  우려가  있다.    이  때문에,  오목부가  형성되어  있지  않은  평판  형상의  실리콘  기판의  표면에  구동  회로를  형성함과  아울러,  압전  소자가  수용할  수  있는  공간을  형성한  상태에서,  접착제에  의해  해당  실리콘  기판과  압전  소자가  적층되는  면을  접착하는  것이  생각된다.    그렇지만,  이러한  구성에서는,  접착제가  두꺼워지므로,  경화전의  접착제가  예정한  영역으로부터  돌출되기  쉬워지기  때문에,  이  접착제의  돌출  부분에  의해  문제가  발생할  우려가  있었다.    예를  들면,  진동판의  진동  영역(변동  영역)  상에  접착제가  돌출해서  해당  진동판의  진동을  저해함으로써,  분사  불량이  발생하는  우려가  있었다.    이  때문에,  진동판의  변위부  등의  압전  디바이스를  구성하는  다른  부분과  접착제가  간섭하지  않도록,  접착제의  돌출  영역  등의  마진을  포함한  접착  영역을  넓게  할  필요가  있다.    이  때문에,  압전  디바이스  및  액체  분사  헤드의  소형화가  곤란하였다.
 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 충분한 접착 강도를 확보하면서, 소형화가 가능한 압전 디바이스, 액체 분사 헤드, 압전 디바이스의 제조 방법, 및 액체 분사 헤드의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
   과제의 해결 수단
 본 발명의 압전 디바이스는, 상기 목적을 달성하기 위해서 제안된 것이며, 휨 변형(bending deformation)이 허용되는 제 1 영역에 마련된 압전 소자와, 상기 압전 소자에 전기적으로 접속되는 전극층을 구비한 제 1 기판과, 상기 전극층에 당접해서 도통하는, 탄성을 갖는 범프 전극이 형성되고, 상기 압전 소자에 대향해서 간격을 두고 배치된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 간격을 유지한 상태에서 접합하는 접착제를 구비한다. 상기 접착제는, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 표면에 대한 높이 방향의 중앙부에 있어서의 폭이 동일 방향의 단부에 있어서의 폭보다 크다.
 이  구성에  따르면,  접착제의  높이  방향의  중앙부에  있어서의  폭을  접착제의  높이  방향의  단부에  있어서의  폭보다  크게  했으므로,  접착  강도를  확보할  수  있는  충분한  접착제의  양을  확보하면서,  제  1  기판  또는  제  2  기판과의  접착면에서  접착제가  퍼지는  것을  억제할  수  있다.    이것에  의해,  접착제가  예정한  영역으로부터  돌출하는  것을  억제할  수  있고,  제  1  영역  등의  압전  디바이스를  구성하는  다른  부분에,  접착제가  가급적  많이  접근하도록  할  수  있다.    그  결과,  충분한  접착  강도를  확보하면서,  압전  디바이스를  소형화할  수  있다.
 또, 본 발명의 액체 분사 헤드는 상기 구성의 압전 디바이스를 구비한다.
 또한, 본 발명의 압전 디바이스의 제조 방법은, 압전 소자 및 압전 소자에 전기적으로 접속되는 전극층이 형성된 제 1 기판과, 상기 압전 소자에 대향해서 간격을 두고 배치되고, 상기 전극층에 당접해서 도통하는, 탄성을 갖는 범프 전극이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 간격을 유지한 상태에서 접합하는, 열경화성을 갖는 접착제를 구비한 압전 디바이스의 제조 방법이며, 상기 제 2 기판에 기설정된 높이의 범프 전극을 형성하는 범프 전극 형성 공정과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 어느 한쪽의 기판에, 해당 기판의 표면으로부터의 높이가 상기 범프 전극의 높이 이하로 되는 접착제를 형성하는 접착제 적층 공정과, 상기 접착제를 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 사이에 끼우고, 가압에 의해 높이 방향으로 수축한 상태에서, 가열에 의해 해당 접착제를 경화시켜 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합하는 기판 접합 공정을 포함한다.
 이  방법에  따르면,  접착제를  가압에  의해  높이  방향으로  수축한  상태에서,  가열에  의해  해당  접착제를  경화시켜  양  기판을  접합하기  때문에,  접착  강도를  확보할  수  있는  충분한  접착제의  양을  확보하면서,  제  1  기판  또는  제  2  기판과의  접착면에  있어서의  접착제가  해당  면  방향으로  퍼지는  것을  억제할  수  있다.    이것에  의해,  접착제가  예정한  영역으로부터  돌출하는  것을  억제할  수  있어  제  1  영역  등의  압전  디바이스를  구성하는  다른  부분에,  접착제가  가급적  많이  접근하도록  할  수가  있다.    그  결과,  충분한  접착  강도를  확보하면서,  압전  디바이스를  소형화할  수  있다.
 그리고, 본 발명의 액체 분사 헤드의 제조 방법은, 상기 방법에 의해 압전 디바이스를 제조하는 공정을 포함한다.
도면의 간단한 설명
 도 1은 프린터의 구성을 설명하는 사시도이다.
도 2는 기록 헤드의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 3은 액츄에이터 유닛의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 영역 IV의 확대도이다.
도 5(a)는 접착제에 의한 양 기판의 접합을 설명하는 모식도이다.
도 5(b)는 접착제에 의한 양 기판의 접합을 설명하는 모식도이다.
도 6은 액츄에이터 유닛의 제조 공정의 흐름을 설명하는 흐름도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
 이하,  본  발명을  실시하기  위한  형태를,  첨부  도면을  참조해서  설명한다.    또,  이하에  설명하는  실시의  형태에서는,  본  발명의  바람직한  구체  예로서  여러  한정이  이루어지지만,  본  발명의  범위는  이하의  설명에서  특별히  본  발명을  한정하는  취지의  기재가  없는  한,  이러한  형태에  한정되는  것은  아니다.    또,  이하의  설명에서는,  본  발명에  따른  압전  디바이스로서,  액체  토출  헤드의  일종인  잉크젯  방식  기록  헤드(이하,  기록  헤드)를  탑재한  액체  토출  장치의  일종인  잉크젯  방식  프린터(이하,  프린터)에  있어서  잉크를  분사하기  위한  액츄에이터로서  이용한  경우의  예를  든다.
 프린터(1)의  구성에  대해,  도  1을  참조해서  설명한다.    프린터(1)는  기록지  등의  기록  매체(2)(착탄  대상의  일종)의  표면에  대해서  잉크(액체의  일종)를  분사해서  화상  등의  기록을  실시하는  장치이다.    이  프린터(1)는  기록  헤드(3),  이  기록  헤드(3)가  장착되는  캐리지(carriage)(4),  캐리지(4)를  주(主)주사  방향으로  이동시키는  캐리지  이동  기구(5),  기록  매체(2)를  부(副)주사  방향으로  이송하는  반송  기구(6)  등을  구비하고  있다.    여기서,  잉크는  액체  공급원으로서의  잉크  카트리지(7)에  저장되어  있다.    이  잉크  카트리지(7)는  기록  헤드(3)에  대해서  착탈  가능하게  장착된다.    또,  잉크  카트리지가  프린터의  본체  측에  배치되고,  잉크  카트리지로부터  잉크  공급  튜브를  통해서  기록  헤드에  공급되는  구성을  채용할  수도  있다.
 캐리지  이동  기구(5)는  타이밍  벨트(8)를  구비하고  있다.    그리고,  이  타이밍  벨트(8)는  DC  모터  등의  펄스  모터(9)에  의해  구동된다.    따라서  펄스  모터(9)가  작동하면,  캐리지(4)는  프린터(1)에  가설(架設)된  가이드  로드(10)에  의해  안내되어,  주주사  방향(기록  매체(2)의  폭  방향)으로  왕복  이동한다.    캐리지(4)의  주주사  방향의  위치는  위치  정보  검출  수단의  일종인  리니어  인코더(도시하지  않음)에  의해  검출된다.    리니어  인코더는  그  검출  신호,  즉,  인코더  펄스(위치  정보의  일종)를  프린터(1)의  제어부에  송신한다.
 또,  캐리지(4)의  이동  범위  내에  있어서의  기록  영역보다  외측의  단부  영역에는,  캐리지(4)의  주사의  기점이  되는  홈  포지션이  설정되어  있다.    이  홈  포지션에는,  단부측으로부터  차례로,  기록  헤드(3)의  노즐면(노즐  플레이트(21))에  형성된  노즐(22)을  봉지하는  캡(11),  및  노즐면을  와이핑하기  위한  와이핑  유닛(12)이  배치되어  있다.
 다음으로  기록  헤드(3)에  대해  설명한다.    도  2는  기록  헤드(3)의  구성을  설명하는  단면도이다.    도  3은  기록  헤드(3)의  주요부를  확대한  단면도,  즉  액츄에이터  유닛(14)(본  발명에  있어서의  압전  디바이스에  상당)의  단면도이다.    도  4는  도  3에  있어서의  영역  IV의  확대도이다.    본  실시  형태에  있어서의  기록  헤드(3)는,  도  2에  나타내는  바와  같이,  액츄에이터  유닛(14)  및  유로  유닛(15)이  적층된  상태에서  헤드  케이스(16)에  장착되어  있다.    또,  편의상,  각  부재의  적층  방향을  상하  방향으로서  설명한다.
 헤드  케이스(16)는  합성  수지제의  박스  형상  부재이며,  그  내부에는  각  압력실(30)에  잉크를  공급하는  리저버(reservoir)(18)가  형성되어  있다.    이  리저버(18)는  복수  배열된  압력실(30)에  공통된  잉크가  저장되는  공간이며,  노즐  열  방향을  따라  형성되어  있다.    또,  헤드  케이스(16)의  상방에는,  잉크  카트리지(7)  측의  잉크를  리저버(18)에  도입하는  잉크  도입로(도시하지  않음)가  형성되어  있다.    또,  헤드  케이스(16)의  하면  측에는,  해당  하면으로부터  헤드  케이스(16)의  높이  방향의  도중까지  직방체  형상의  오목한  수용  공간(17)이  형성되어  있다.    후술하는  유로  유닛(15)이  헤드  케이스(16)의  하면에  위치  결정  상태에서  접합되면,  연통  기판(24)  상에  적층된  액츄에이터  유닛(14)(압력실  형성  기판(29),  봉지판(33)  등)이  수용  공간(17)  내에  수용되도록  구성되어  있다.
 헤드  케이스(16)의  하면에  접합되는  유로  유닛(15)은  연통  기판(24),  노즐  플레이트(21)  및  컴플라이언스  시트(28)를  가지고  있다.    연통  기판(24)은  실리콘제의  판재이며,  본  실시  형태에서는,  표면(상면  및  하면)을  (110)  면으로  한  실리콘  단결정  기판으로  제작되어  있다.    이  연통  기판(24)에는,  도  2에  나타내는  바와  같이,  리저버(18)와  연통하고,  각  압력실(30)에  공통인  잉크가  저장되는  공통  액실(25)과,  이  공통  액실(25)을  통해서  리저버(18)로부터의  잉크를  각  압력실(30)에  개별적으로  공급하는  개별  연통로(26)가  이방성  에칭에  의해  형성되어  있다.    공통  액실(25)은  노즐  열  방향(압력실(30)의  배열  방향)으로  연장된  공간부이다.    이  공통  액실(25)은  연통  기판(24)의  판  두께  방향을  관통한  제  1  액실(25a)과,  연통  기판(24)의  하면  측으로부터  상면  측을  향해서  해당  연통  기판(24)의  판  두께  방향의  도중까지  오목해지고,  얇은  판부가  남겨진  상태로  형성된  제  2  액실(25b)로  구성된다.    개별  연통로(26)는  제  2  액실(25b)의  얇은  판부에  있어,  압력실(30)에  대응해서  해당  압력실(30)의  배열  방향을  따라  복수  형성되어  있다.    이  개별  연통로(26)는  연통  기판(24)과  압력실  형성  기판(29)이  위치  결정  상태에서  접합된  상태에서,  대응하는  압력실(30)의  길이  방향에  있어서의  한쪽의  단부와  연통한다.
 또,  연통  기판(24)의  각  노즐(22)에  대응하는  위치에는,  연통  기판(24)의  판  두께  방향을  관통한  노즐  연통로(27)가  형성되어  있다.    즉,  노즐  연통로(27)는  노즐  열에  대응해서  해당  노즐  열  방향을  따라서  복수  형성되어  있다.    이  노즐  연통로(27)에  의해,  압력실(30)과  노즐(22)이  연통한다.    본  실시  형태의  노즐  연통로(27)는  연통  기판(24)과  압력실  형성  기판(29)이  위치  결정되어  접합된  상태에서,  대응하는  압력실(30)의  길이  방향에  있어서의  다른  쪽(개별  연통로(26)와는  반대측)의  단부와  연통한다.
 노즐  플레이트(21)는  연통  기판(24)의  하면(압력실  형성  기판(29)과는  반대측의  면)에  접합된  실리콘제의  기판(예를  들면,  실리콘  단결정  기판)이다.    본  실시  형태의  노즐  플레이트(21)는  연통  기판(24)에  있어서의  컴플라이언스  시트(28)(공통  액실(25))의  외측  영역에  접합되어  있다.    이  노즐  플레이트(21)에는  복수의  노즐(22)이  직선  형상(열  형상)으로  개방  배열되어  있다.    이  배열된  복수의  노즐(22)(노즐  열)은  일단측의  노즐(22)로부터  타단측의  노즐(22)까지  도트  형성  밀도에  대응한  피치(예를  들면  180  dpi)로  주주사  방향에  직교하는  부주사  방향을  따라  등간격으로  마련되어  있다.
 컴플라이언스  시트(28)는  연통  기판(24)의  노즐  플레이트(21)가  접합된  영역의  외측  영역에서,  그리고  공통  액실(25)에  대응하는  영역에,  해당  공통  액실(25)로  되는  공간의  하면측의  개구가  막힌  상태에서  접합되어  있다.    이  컴플라이언스  시트(28)는  가요성을  갖는  가요막(28a)과,  이  가요막(28a)이  표면에  고정되는  경질의  고정판(28b)으로  구성된다.    고정판(28b)의  공통  액실(25)에  대응하는  위치에는,  가요막(28a)의  가요  변형이  저해되지  않도록  개구가  마련되어  있다.    이것에  의해,  공통  액실(25)의  하면측은  가요막(28a)에  의해서만  구획된  컴플라이언스부로  된다.    이  컴플라이언스부에  의해,  리저버(18)  및  공통  액실(25)  내의  잉크에  발생하는  압력  변화를  흡수할  수가  있다.
 액츄에이터  유닛(14)은,  각  압력실(30)  내의  잉크에  압력  변동을  발생시키는  액츄에이터로서  기능하는  얇은  판  형상의  디바이스이며,  도  3에  나타내는  바와  같이,  압력실  형성  기판(29),  진동판(31),  압전  소자(32)  및  봉지판(33)이  적층되어  유닛화되어  있다.    이  액츄에이터  유닛(14)은  수용  공간(17)  내에  수용  가능하도록,  수용  공간(17)보다  작게  형성되어  있다.
 압력실  형성  기판(29)(본  발명에  있어서의  지지판에  상당)은  실리콘제의  경질의  판재이며,  본  실시  형태에서는,  표면(상면  및  하면)을  (110)  면으로  한  실리콘  단결정  기판으로  제작되어  있다.    이  압력실  형성  기판(29)에는,  이방성  에칭에  의해  일부가  판  두께  방향으로  완전하게  제거되어,  압력실(30)로  되어야  할  공간이  형성되어  있다.    이  공간,  즉  압력실(30)은  각  노즐(22)에  대응해서  복수  배열되어  있다.    각  압력실(30)은  노즐  열  방향에  직교하는  방향으로  연장한  공간부이며,  길이  방향의  한쪽의  단부에  개별  연통로(26)가  연통하고,  다른  쪽의  단부에  노즐  연통로(27)가  연통하고  있다.
 진동판(31)(본  발명에  있어서의  탄성판에  상당)은  탄성을  갖는  박막  형상의  부재이며,  압력실  형성  기판(29)의  상면(연통  기판(24)  측과는  반대측의  면)에  적층되어  있다.    이  진동판(31)에  의해,  압력실(30)로  되어야  할  공간의  상부  개구가  봉지되어  있다.    환언하면,  진동판(31)에  의해,  압력실(30)이  구획되어  있다.    이  진동판(31)에  있어서의  압력실(30)(상세하게는  압력실(30)의  상부  개구)에  대응하는  부분은,  압전  소자(32)의  휨  변형에  수반해  노즐(22)로부터  멀어지는  방향  혹은  근접하는  방향으로  변위하는  변위부로서  기능한다.    즉,  진동판(31)에  있어서의  압력실(30)에  대응하는  영역은  휨  변형이  허용되는  제  1  영역(a1)이며,  진동판(31)에  있어서의  압력실(30)의  외측  영역은  휨  변형이  저해되는  제  2  영역(a2)이다.    또,  진동판(31)은,  예를  들면,  압력실  형성  기판(29)의  상면에  형성된  이산화  실리콘(Si0 2)으로 이루어지는 탄성막과, 이 탄성막 상에 형성된 산화 지르코늄(Zr0 2)으로  이루어지는  절연체막으로  구성된다.    그리고,  이  절연막상(진동판(31)의  압력실  형성  기판(29)측과는  반대측의  면)에  있어서의  각  압력실(30)에  대응하는  영역,  즉  제  1  영역(a1)에  압전  소자(32)가  각각  적층되어  있다.    또,  압력실  형성  기판(29  및  이것에  적층된  진동판(31)이  본  발명에  있어서의  제  1  기판에  상당한다.
 본  실시  형태의  압전  소자(32)는  소위  가요  모드(flexural  mode)의  압전  소자이다.    이  압전  소자(32)는,  예를  들면,  진동판(31)  상에,  하부  전극층(37)(개별  전극),  압전체층(38)  및  상부  전극층(39)(공통  전극)이  차례로  적층되어  이루어진다.    이와  같이  구성된  압전  소자(32)는  하부  전극층(37)과  상부  전극층(39)의  사이에  양  전극의  전위차에  따른  전계가  가해지면,  노즐(22)로부터  멀어지는  방향  혹은  근접하는  방향으로  휨  변형한다.    도  3에  나타내는  바와  같이,  상부  전극층(39)  및  하부  전극층(37)의  일부는  압전  소자(32)에  대해서  전기적으로  접속되는  영역(즉,  제  1  영역(a1))으로부터  압전체층(38)의  외측에  있어서,  압력실(30)에  대응하는  영역보다  외측의  영역(즉,  제  2  영역(a2))까지  연장되어  있다.    본  실시  형태에서는,  압력실(30)의  길이  방향에  있어서,  상부  전극층(39)이  한쪽의  제  2  영역(a2)까지  연장되고,  하부  전극층(37)이  다른  쪽의  제  2  영역(a2)까지  연장되어  있다.    그리고,  이  연장된  부분에,  각각  대응하는  범프(40)(후술)가  당접하고  있다.    또,  상부  전극층(39)  또는  하부  전극층(37)이  본  발명에  있어서의  전극층에  상당한다.
 봉지판(33)(본  발명에  있어서의  제  2  기판에  상당)은  실리콘제의  판재이며,  본  실시  형태에서는,  표면(상면  및  하면)을  (110)  면으로  한  실리콘  단결정  기판으로  제작되어  있다.    또,  본  실시  형태의  봉지판(33)은  종래의  봉지판과  달리,  압전  소자(32)가  수용되는  오목한  형상의  봉지  공간이  형성되지  않고,  평판  형상으로  형성되어  있다.    이  봉지판(33)과  진동판(31)이  적층된  압력실  형성  기판(29)은  두꺼운  접착제(43)에  의해  고정되어  있다.    이것에  의해,  봉지판(33)은  진동판(31)  상의  압전  소자(32)에  대해서,  해당  압전  소자(32)의  굴곡  변형을  저해하지  않는  정도의  간격을  두고,  압전  소자(32)의  열을  덮도록  배치된다.    즉,  접착제(43)에  의해,  진동판(31)이  적층된  압력실  형성  기판(29)과  봉지판(33)이  간격을  유지한  상태에서  접합된다.    또,  진동판(31)과  봉지판(33)의  간격은  예를  들면,  5㎛  ~  25㎛로  설정된다.
 또,  봉지판(33)의  압전  소자(32)와  대향하는  영역에는,  각  압전  소자(32)를  별개로  구동하기  위한  구동  회로(46)(드라이버  회로)가  형성되어  있다.    이  구동  회로(46)는  봉지판(33)으로  되는  실리콘  단결정  기판(실리콘  웨이퍼)의  표면에,  반도체  프로세스(즉,  성막  공정,  포토리소그래피  공정  및  에칭  공정  등)를  이용해서  제조된다.    또한  구동  회로(46)의  단부의  영역에는,  압력실  형성  기판(29)  측으로  돌출한,  탄성을  갖는  범프(40)(본  발명에  있어서의  범프  전극에  상당)가  형성되어  있다.    이  범프(40)는  탄성을  갖는  내부  수지(41)와,  구동  회로(46)로부터  배선  형상으로  둘러쳐서,  내부  수지(41)의  표면을  덮는  도전막(42)으로  이루어진다.    내부  수지(41)로서는,  예를  들면,  폴리이미드  수지  등의  수지가  이용된다.    또,  도전막(42)으로서는,  Au,  Cu,  Ni  등의  금속이  이용된다.
 본  실시  형태의  범프(40)는  압력실(30)의  길이  방향에  있어서의  한쪽의  제  2  영역(a2)으로  연장된  상부  전극층(39)에  대응하는  위치,  및  다른  쪽의  제  2  영역(a2)으로  연장된  하부  전극층(37)에  대응하는  위치에  각각  마련되어  있다.    그리고,  각  범프(40)는  대응하는  상부  전극층(39)  및  하부  전극층(37)에  각각  당접해서  도통하고  있다.    이것에  의해,  구동  회로(46)로부터의  구동  전압이,  각  범프(40)를  통해서  각  압전  소자(32)에  인가된다.    또,  범프(40)의  봉지판(33)으로부터의  치수(높이)는,  진동판(31)이  적층된  압력실  형성  기판(29)과  봉지판(33)의  접합전  상태에  있어서,  접합  후의  진동판(31)과  봉지판(33)의  간격보다  크고,  예를  들면,  10㎛  ~  30㎛로  설정된다.    즉,  압력실  형성  기판(29)과  봉지판(33)의  접합  후에  있어서,  범프(40)가  약간  무너지도록  설정되어  있다.    또,  봉지판(33)의  표면(하면)  중  범프(40)  이외의  표면(하면)은  도시하지  않는  실리콘  산화막(Si0 2) 등의 절연성을 갖는 산화막으로 덮여 있다.
 봉지판(33)과  진동판(31)이  적층된  압력실  형성  기판(29)을  접합하는  접착제(43)는  압전  소자(32)가  형성되는  압력실  형성  기판(29)  측의  면에  있어서  압력실(30)에  대응하는  영역의  외측  영역(제  2  영역(a2))에  있어서,  범프(40)와  간섭하지  않는  영역,  즉  범프(40)의  외측  영역에  배치되어  있다.    본  실시  형태에서는,  상부  전극층(39)  및  하부  전극층(37)의  일부를  넘어  압전  소자(32)의  주위를  띠  형상으로  둘러싸도록  배치되어  있다.    구체적으로는,  도  3에  나타내는  바와  같이,  압력실(30)의  길이  방향에  있어서의  한  쪽(도  3에  있어서의  좌측)에  배치된  범프(40)보다  내측(압전  소자(32)  측)에,  압전  소자(32)의  열을  따라  띠  형상으로  접착제(43)가  배치되어  있다.    또,  압력실(30)의  길이  방향에  있어서의  다른  쪽(도  3에  있어서의  우측)에  배치된  범프(40)의  내측  및  외측에,  압전  소자(32)의  열을  따라  접착제(43)가  배치되어  있다.    또,  본  실시  형태에서는,  진동판(31)  상에  접착제(43)가  접착되었지만,  접착제(43)가  접합되는  영역의  진동판(31)을  제거하도록  해도  좋다.    또,  본  실시  형태에서는,  일부의  접착제(43)가  전극층  상에  배치되었지만,  전극층을  피하도록  접착제(43)를  배치해도  좋다.    또한,  본  실시  형태에서는  범프(40)가  봉지  공간의  밖에  마련되어  있지만,  범프(40)가  봉지  공간  안에  마련되어  있는  경우,  접착제(43)는  상부  전극층(39)이나  하부  전극층(37)의  일부를  넘지  않게  배치된다.
 여기서,  접착제(43)는,  도  4에  나타내는  바와  같이,  진동판(31)  또는  봉지판(33)의  표면에  대한  높이  방향(두께  방향,  혹은  접착면에  대해서  수직인  방향)의  중앙부에  있어서의  폭  Wa(접착면에  대해서  평행하고  접착제(43)의  연장  방향에  대해서  직교하는  방향의  치수)가  동일  방향의  단부에  있어서의  폭  Wb보다  크게  형성되어  있다.    환언하면,  경화된  상태의  접착제(43)는  진동판(31)과  봉지판(33)의  중간  부분이  외측으로  돌출하도록  형성되어  있다.    본  실시  형태에서는,  진동판(31)  측의  접착면에  있어서의  폭과  봉지판(33)  측의  접착면에  있어서의  폭이  거의  동일하게  배열되어  있고,  양  접착면으로부터  해당  양  접착면의  대략  중간의  위치까지  점차  폭이  넓어지도록  형성되어  있다.    즉,  접착제(43)의  높이  방향의  중앙부는  단부에  비해,  단면적(접착면에  대해서  평행한  면에  있어서의  면적)이  넓어지도록  형성되어  있다.    또,  상기에서는,  도  4에  나타내는  접착제(43),  즉  한  쪽(도  3에  있어서의  좌측)에  배치된  접착제(43)를  중심으로  설명했다.    하지만,  봉지판(33)과  진동판(31)이  적층된  압력실  형성  기판(29)을  접합하는  그  외의  접착제(43)에  대해서도,  마찬가지의  형상으로  형성되어  있다.    또,  이러한  형상의  접착제(43)를  형성하는  방법에  대해서는  후술한다.    또한,  접착제(43)로서는,  감광성  또한  열경화성을  갖는  수지  등이  적합하게  이용된다.    예를  들면,  에폭시  수지,  아크릴  수지,  페놀  수지,  폴리이미드  수지,  실리콘  수지,  스틸렌  수지  등을  주성분으로  포함한  수지가  바람직하다.
 이와  같이  형성된  기록  헤드(3)에서는,  잉크  카트리지(7)로부터의  잉크를  잉크  도입로,  리저버(18),  공통  액실(25)  및  개별  연통로(26)를  통해서  압력실(30)에  도입하고,  구동  회로(46)로부터의  구동  신호를,  범프(40)를  통해서  압전  소자(32)에  공급한다.    이  때문에,  압전  소자(32)를  구동시켜  압력실(30)에  압력  변동을  발생시키고  있다.    그리고,  이  압력  변동을  이용함으로써  연통  기판(24)의  노즐  연통로(27)를  통해서  노즐(22)로부터  잉크  액적을  분사시키고  있다.
 다음으로,  전술한  기록  헤드(3),  특히  액츄에이터  유닛(14)의  제조  방법에  대해  설명한다.    도  5(a)  및  도  5(b)는  접착제(43)에  의한  양  기판의  접합을  설명하는  모식도이며,  도  5(a)는  양  기판을  접합하기  전의  접착제(43)의  형상을  설명하는  단면도,  도  5(b)는  양  기판을  접합한  후의  접착제(43)의  형상을  설명하는  단면도이다.    또,  도  6은  액츄에이터  유닛(14)의  제조  공정의  흐름을  설명하는  흐름도이다.    또,  본  실시  형태에서는,  봉지판(33)  측에  범프(40)를  형성하는  공정  및  압력실  형성  기판(29)  측에  접착제(43)를  형성하는  공정을  병행해서  행하고  있지만,  어느  한쪽의  공정을  먼저  행해도  좋다.
 먼저,  봉지판(33)  측의  제조  공정에  대해  설명한다.    우선,  반도체  프로세스에  의해,  실리콘  단결정  기판에  구동  회로(46)  등을  작성하고,  봉지판(33)을  형성한다(Sa1).    다음으로,  범프  전극  형성  공정에  있어서,  봉지판(33)의  구동  회로(46)가  형성된  면측에  기설정된  높이(봉지판(33)의  가장  바깥쪽  표면으로부터의  치수)의  범프(40)를  형성한다.    구체적으로는,  우선,  봉지판(33)의  표면에  수지막을  코팅하고,  그  후  에칭  등의  패터닝  처리를  실시함으로써  내부  수지(41)를  형성한다(Sa2).    다음으로,  증착이나  스퍼터링  등에  의해  금속막을  성막하고,  패터닝  처리를  실시함으로써  도전막(42)을  형성한다(Sa3).    또,  Cu,  Ni,  Al  등으로  구성된  기초의  도전막(42)의  표면을  추가로  Au  도금  등으로  덮도록  해도  좋다.    이것에  의해,  봉지판(33)의  압력실  형성  기판(29)  측의  면에  동일  측으로  돌출한  범프(40)가  형성된다.    이때,  범프(40)는  접합  후에  있어서의  진동판(31)의  표면으로부터  봉지판(33)의  표면까지의  높이(즉,  진동판(31)과  봉지판(33)의  간격)보다  높아지도록  형성된다.    예를  들면,  접합  후에  있어서의  진동판(31)과  봉지판(33)의  간격은  5㎛  ~  25㎛로  설정되는데  대해,  봉지판(33)  상에  형성된  범프(40)의  높이는  10㎛  ~  30㎛로  설정된다.
 다음으로,  압력실  형성  기판(29)  측의  제조  공정에  대해  설명한다.    우선,  실리콘  단결정  기판에  포토리소그래피  및  에칭  기술  등에  의해,  압력실(30)을  형성한다.    또,  해당  실리콘  기판  상에  진동판(31)  및  압전  소자(32)  등을  형성한다.    이것에  의해,  진동판(31)  및  각  층이  적층된  압력실  형성  기판(29)이  형성된다(Sb1).    또,  진동판(31)  및  압전  소자(32)가  적층된  압력실  형성  기판(29)이  형성되면,  어떠한  방법이어도  좋고,  예를  들면,  실리콘  단결정  기판에  진동판  및  압전  소자를  적층하고,  그  후,  압력실을  형성해도  좋다.    다음으로,  접착제  적층  공정에  있어서,  이  진동판(31)  및  각층이  적층된  압력실  형성  기판(29)  상에  해당  압력실  형성  기판(29)의  표면으로부터의  높이  Ha가  범프(40)의  높이  Hb  이하로  되는  접착제(43)를  적층한다.    예를  들면,  압력실  형성  기판(29)의  표면으로부터의  높이  Ha가  10㎛  ~  30㎛로  되도록  접착제(43)를  적층한다.    구체적으로는,  도포  공정에  있어서,  감광성  및  열경화성을  갖는  액체  형태의  접착제(43)를  스핀  코터  등을  이용해서  진동판(31)  상에  도포하고(Sb2),  베이크(가열)함으로써  탄성을  갖는  접착제층을  형성한다(Sb3).    그리고,  노광  공정에  있어서  접착제층에  광을  조사하고(Sb4),  그  후의  현상  공정에서  접착제층을  현상함으로써,  기설정된  위치에  접착제(43)의  형상을  패터닝한다(Sb5).
 그리고,  전술한  공정에  의해  봉지판(33)에  범프(40)가  형성되고,  압력실  형성  기판(29)에  접착제(43)가  형성되었다면,  기판  접합  공정에서  접착제(43)를  봉지판(33)에  당접시켜,  압력실  형성  기판(29)과  봉지판(33)을  접합한다.    구체적으로는,  도  5(a)에  나타내는  바와  같이,  압력실  형성  기판(29)을  봉지판(33)  측으로  상대적으로  이동시켜,  접착제(43)를  양  기판의  사이에  끼워  접착시킬  수  있다(Sc1).    이  상태에서,  도  5(b)의  화살표로  나타내는  바와  같이,  압력실  형성  기판(29)  측  및  봉지판(33)  측으로부터  가압함으로써  범프(40)  및  접착제(43)를  높이  방향으로  수축시키고,  이  상태에서  가열을  실시한다(Sc2).    예를  들면,  5분  ~  4시간  동안,  범프(40)  및  접착제(43)가  3㎛  ~  5㎛  무너지는  정도의  압력을  가함과  아울러,  120℃  ~  300℃의  열을  가해  접착제(43)를  경화시킨다.    이것에  의해,  접착제(43)의  높이  방향의  중앙부가  외측으로  넓어짐과  아울러,  접착제(43)의  높이  방향의  양단부가  압력실  형성  기판(29)  및  봉지판(33)과  접착한다.
 여기서,  범프(40)의  높이를,  접합  후에  있어서의  진동판(31)의  표면으로부터  봉지판(33)의  표면까지의  높이보다  높아지도록  형성하고,  범프(40)를  무너트린  상태에서  양  기판을  접합했으므로,  범프(40)와  대응하는  전극층(37,  39)을  확실히  도통시킬  수가  있다.    또,  높이  Ha가  범프(40)의  높이  Hb  이하로  되도록  접착제(43)를  형성하고,  해당  접착제(43)를  무너트린  상태에서  경화시켰으므로,  이  접착제(43)의  높이  방향에  있어서의  중앙부의  확산  정도(즉,  접착제(43)가  무너지는  정도)를  확인함으로써,  범프(40)와  대응하는  전극층(37,  39)의  도통을  확인할  수가  있다.
 그리고,  전술한  과정에  의해  제조된  액츄에이터  유닛(14)은  접착제  등을  이용해서  유로  유닛(15)(연통  기판(24))에  위치  결정  고정된다.    그리고,  액츄에이터  유닛(14)을  헤드  케이스(16)의  수용  공간(17)에  수용한  상태에서,  헤드  케이스(16)와  유로  유닛(15)을  접합함으로써,  기록  헤드(3)가  제조된다.
 이와  같이,  접착제(43)를  가압에  의해  높이  방향으로  수축시킨  상태에서,  가열에  의해  해당  접착제(43)를  경화시켜  양  기판을  접합한다.    이  때문에,  접착  강도를  확보할  수  있는  충분한  접착제(43)의  양을  확보하면서,  진동판(31)  및  각  층이  적층된  압력실  형성  기판(29)과  봉지판(33)과의  접착면에  있어서의  접착제(43)가  해당  면  방향으로  퍼지는  것을  억제할  수  있다.    이것에  의해,  접착제(43)가  예정한  영역으로부터  돌출하는  것을  억제할  수  있고,  액츄에이터  유닛(14)을  구성하는  다른  부분,  예를  들면  진동판(31)의  변위부(제  1  영역(a1))에,  접착제(43)가  가급적  많이  접근하도록  할  수가  있다.    그  결과,  충분한  접착  강도를  확보해서  접착제가  벗겨지는  것에  의한  이물의  발생을  억제하면서,  액츄에이터  유닛(14)  및  기록  헤드(3)를  소형화할  수  있다.
 그런데,  상기  실시  형태에서는,  봉지판(33)과  압력실  형성  기판(29)이  접합되기  전  상태에서,  접착제(43)가  압력실  형성  기판(29)  측에  형성되었지만,  본  발명은  이것에  한정되지  않는다.    예를  들면,  접착제가  봉지판  측에  형성되도록  구성해도  좋다.    이  경우,  접착제  적층  공정에서,  봉지판  측에  접착제를  형성한다.
 그리고,  이상에서는,  액체  분사  헤드로서  잉크젯  프린터에  탑재되는  잉크젯  방식  기록  헤드를  예시했지만,  잉크  이외의  액체를  분사하는  것에도  적용할  수가  있다.    예를  들면,  액정  디스플레이  등의  컬러  필터의  제조에  이용되는  색재  분사  헤드,  유기  EL(Electro  Luminescence)  디스플레이,  FED(면  발광  디스플레이)  등의  전극  형성에  이용되는  전극재  분사  헤드,  바이오  칩(생물  화학  소자)의  제조에  이용되는  생체  유기물  분사  헤드  등에도  본  발명을  적용할  수가  있다.
 또, 본 발명은 액체 분사 헤드에 액츄에이터로서 이용되는 것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 각종 센서 등에 사용되는 압전 디바이스 등에도 적용할 수가 있다.
부호의 설명
 1 : 프린터




3 : 기록 헤드
14 : 액츄에이터 유닛


15 : 유로 유닛
16 : 헤드 케이스



17 : 수용 공간
18 : 리저버




21 : 노즐 플레이트
22 : 노즐




24 : 연통 기판
25 : 공통 액실



26 : 개별 연통로
28 : 컴플라이언스 시트


29 : 압력실 형성 기판
30 : 압력실




31 : 진동판
32 : 압전 소자



33 : 봉지판
37 : 하부 전극층



38 : 압전체층
39 : 상부 전극층



40 : 범프
41 : 내부 수지



42 : 도전막
43 : 접착제




46 : 구동 회로