JP2007062034A - 配線構造、デバイス、デバイスの製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 段差のあるドライバＩＣと駆動素子との間を微細なピッチで、かつ断線することなく導通できる、配線構造、デバイス、デバイスの製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 第１部材１０上に第２部材２０が設けられてなり、第２部材２０に設けられた第２導電部４４と第１部材１０の上面に設けられた第１導電部９０とを配線３４により電気的に接続する配線構造である。第２部材２０は段差構造を備えてなり、段差構造の上段部には第２導電部４４が設けられ、段差構造の下段部には下段部を貫通し第１導電部９０に導通する貫通導電部８５が設けられ、配線３４は、上段部と下段部とを連続させる段差面上を通って、上段部の上面から下段部の上面まで引き回され、第２導電部４４と貫通導電部８５との間を接続している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、配線構造、デバイス、デバイスの製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置に関する。

画像の形成やマイクロデバイスの製造に際して液滴吐出法（インクジェット法）が提案されている。この液滴吐出法は、半導体デバイスにおける配線を形成するための材料を含んだ機能液を液滴状にして液滴吐出ヘッドより吐出し、基体上に所望の配線パターンを形成する方法である。
一般に、液滴吐出ヘッドは、ノズルに連通する圧力発生室と該圧力発生室間を連続させる連通部とを備えた流路形成基板と、この流路形成基板の一方の面側に設けられた駆動素子と、前記流路形成基板の前記駆動素子側に接合されて、前記駆動素子を駆動するためのドライバＩＣ（半導体素子）を備えた封止基板と、を備えていて、前記駆動素子と前記ドライバＩＣとは配線によって電気的に接続されたものとなっている。ところで、上記液滴吐出ヘッドは、流路形成基板上に封止基板が積層された構造となっていることから、前記流路形成基板上に設けられた駆動素子と前記封止基板上に設けられたドライバＩＣとの間には段差が生じている。そのため、前記ドライバＩＣの接続端子と駆動素子に接続する配線部とを接続する際には、段差を介した配線接続を行う必要がある。

このような液滴吐出ヘッドの一例として、前記封止基板に開口部を形成して、該開口部内に駆動素子に接続する配線部を露出させ、段差上部にあるドライバＩＣの接続端子と、段差下部にある駆動素子の配線部との間を、前記開口部を通してワイヤーボンディングで導通させたものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

ところで、近年、高精細な画素形成やマイクロデバイスの配線形成といった微細なパターン形成を行う際にも、液滴吐出法が用いられることから、このような微細化に対応すべく、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル同士の間の距離（ノズルピッチ）をできるだけ小さく（狭く）形成することが要望されている。また、前記駆動素子はノズルに対応して複数形成されるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに応じて圧電素子同士間の距離も小さくする必要がある。ところが、圧電素子同士の間の距離が小さくなると、それら複数の圧電素子に接続される各配線とドライバＩＣとをワイヤボンディングによってそれぞれ接続させることが難しく、例えば隣接するワイヤーボンディングが接触して短絡するおそれがある。
特開２０００−１２７３７９号公報 特開２０００−１３５７９０号公報 特開２０００−２９６６１６号公報

そこで、ワイヤーボンディングに代えて配線パターンを引き回すことが考えられ、その際、例えば前記開口部を形成した前記流路形成基板の内側面を傾斜面とし、前記封止基板と前記流路形成基板とを滑らかに接続させる構造が考えられる。すなわち、前記封止基板の上面から前記傾斜面上を通って前記流路形成基板の上面に配線を形成することで、上段のドライバＩＣと下段の駆動素子との間を良好に導通させることができる。ところで、図１０（ａ）に示すように、封止基板２０については、通常、流路形成基板１０上に接着層３を介して実装する。

しかしながら、前記流路形成基板１０上に接着層３を介して前記封止基板２０を密着させても、接着層３が硬化した際に収縮することで、この接着層３が内側に引き込まれ、結果として前記流路形成基板１０と前記封止基板２０との間の外周側に、図１０（ａ）に示したような、接着層３が充填されていない空隙部Ｔが形成されてしまう。
このような状態のもとで、前記封止基板２０の斜面上を通って、前記封止基板２０の上面及び流路形成基板１０の上面まで引き回される配線パターンを形成しようとすると、例えば図１０（ｂ）に示すように、配線パターンを形成するためのレジスト４５が前記空隙部Ｔに入り込んでしまう。よって、上述した流路形成基板の内側面を傾斜面とする構造においても、前記封止基板２０の傾斜面と前記流路形成基板１０の上面との接続部分に形成される配線パターンが断線するおそれがあるという、改善すべき課題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、段差のあるドライバＩＣと駆動素子との間を微細なピッチで、かつ断線することなく導通できる、配線構造、デバイス、デバイスの製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置を提供することを目的としている。

本発明の配線構造は、第１部材上に第２部材が設けられてなり、前記第２部材に設けられた第２導電部と前記第１部材の上面に設けられた第１導電部とを配線により電気的に接続する配線構造において、前記第２部材は段差構造を備えてなり、該段差構造の上段部には前記第２導電部が設けられ、前記段差構造の下段部には該下段部を貫通し前記第１導電部に導通する貫通導電部が設けられ、前記配線は、前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って、前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回され、前記第２導電部と前記貫通導電部との間を接続していることを特徴とする。

本発明の配線構造によれば、第１部材の上面に設けられた第１導電部に対し、第２部材が備えた段差構造の下段部を貫通する貫通導電部を備えたことにより、該貫通導電部を介して第１導電部と導通可能となる。よって、前記貫通導電部と前記第２導電部との間を接続する配線は、前記貫通導電部を介して第１導電部と第２導電部との間を良好に導通している。
また、前記上段部と下段部とが段差面によって連続的に接続しているので、例えばスパッタ法によって配線パターンを形成する場合にも、上述したように第１部材と第２部材との間の空隙に入り込みことでパターニング不良が起き、配線が断線することがない。
したがって、前記段差面上を通って前記上段部の上面から前記下段部の上面まで、配線が引き回されているので、ワイヤーボンディングを用いた場合と比べ、隣接する配線間での短絡を防止し、かつ微細なピッチで配線を形成できる。

また、前記配線構造においては、前記段差面は、前記下段部の上面に対して傾斜して形成され、その傾斜角が鋭角とされていることが好ましい。
このようにすれば、上段部と下段部との間の段差によって、配線が急激に曲げられることを防止している。よって、鋭角の傾斜面に沿って形成された配線により前記貫通導電部と前記第２導電部とを良好に接続できる。

本発明のデバイスは、上記の配線構造を備え、前記第２導電部が半導体素子の接続端子であることを特徴とする。

本発明のデバイスによれば、第２導電部が半導体素子の接続端子となっているので、上述したように貫通導電部を介して、第１導電部と半導体素子の接続端子とが確実に接続されたものとなる。よって、半導体素子実装時の歩留まりを向上でき、信頼性の高いデバイスとなる。

また、前記デバイスにおいては、前記貫通導電部は、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかにより構成されたものであることが好ましい。
このような材料により構成された貫通導電部を用いることで、この貫通導電部を介して第１導電部と半導体素子の接続端子とが良好に導通され、したがって半導体素子が良好に動作し、信頼性の高いデバイスとなる。

また、前記デバイスにおいては、前記配線は、メッキの析出を促進させる触媒を含む感光性樹脂からなる下地パターンと、該下地パターンに析出したＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料とから構成されていることが好ましい。
このようにすれば、例えばフォトリソグラフィ法を用いて感光性樹脂をパターニングすることで、所望の形状の下地パターンを形成することができる。ここで、前記下地パターンはメッキの析出を促進させる触媒を含んでいるので、この下地パターン上にメッキを厚付けすることで、電気抵抗が低減した信頼性の高い配線を備えたデバイスとなる。

あるいは、前記配線は、物理的気相法によって形成された導電性の下地パターンと、該下地パターンに析出したＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料とから構成されていることが好ましい。
このようにすれば、物理的気相法として例えばスパッタ法によって金属膜をパターニングすることで、導電性を備えた下地パターンが形成される。また、この下地パターン上に例えばメッキを厚付けすることで、電気抵抗が低減した信頼性の高い配線を備えたデバイスとなる。

また、前記デバイスにおいては、前記半導体素子の接続端子は、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、又は当該群より選ばれる金属材料の合金により形成されていることが好ましい。

このようにすれば、下地パターン上にメッキを析出させて配線を形成する際に、半導体素子の接続端子が前記メッキを構成する金属材料を含むもので構成されているので、前記下地パターンから析出したメッキが前記接続端子との間で結合し、配線と接続端子との接続信頼性が高いものとなる。

また、前記デバイスにおいては、前記半導体素子は前記第２部材の上面に接着層を介して保持されていることが好ましい。
このようにすれば、第２部材上に半導体素子を容易で、かつ安価に実装することが可能となる。

本発明のデバイスの製造方法は、第１部材上に第２部材を設け、該第２部材上に設けられた半導体素子と前記第１部材の上面に設けられた第１導電部との間を配線により接続する、デバイスの製造方法において、前記第２部材の前躯体となる前駆体基板をエッチングし段差構造を設け、該段差構造の下段部に貫通孔を設け前記第２部材を形成する工程と、前記貫通孔内に前記第１導電部の一部が配置されるように位置合わせして、前記第１部材上に前記第２部材を設ける工程と、前記貫通孔に導電材料を埋め込んで前記下段部に貫通導電部を形成する工程と、前記上段部に半導体素子を設ける工程と、前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って引き回され、前記半導体素子の接続端子と前記貫通導電部との間を接続する配線を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明のデバイスの製造方法によれば、段差構造の下段部に設けられた貫通孔内に前記第１導電部の一部を配置し、この貫通孔を導電材料で埋め込むことで貫通導電部を形成しているので、前記下段部の上面側はこの貫通導電部を介して第１導電部と導通可能となる。よって、前記貫通導電部と前記第２導電部との間を接続する配線は、前記貫通導電部を介して第１導電部と第２導電部との間を良好に導通している。
また、配線パターンを形成する際に例えばスパッタ法を用いた場合、本構成によれば、前駆体基板をエッチングすることで形成された段差構造の上段部と下段部とは、段差面によって連続的に接続しているので、上述したような第１部材と第２部材との間に生じた空隙による配線の断線が防止される。
また、この配線は前記段差面上を通って前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回されているので、ワイヤーボンディングを用いた場合と比べ、隣接する配線間での短絡が起こり難くなって、その結果微細なピッチで形成でき、半導体素子が高密度に実装されたデバイスを提供できる。

また、前記デバイスの製造方法においては、前記前駆体基板は面方位（１，０，０）のシリコン基板から構成され、該シリコン基板を異方性エッチングして前記段差構造を形成することが好ましい。
ここで、面方位（１，０，０）のシリコン基板に対し異方性エッチングとして、例えばＫＯＨ等のアルカリ溶液でウエットエッチングを行うことにより、各面方位のエッチングレートの違いにより前記段差構造の上段部の側面を傾斜面とすることができる。

また、前記デバイスの製造方法においては、前記配線は、メッキの析出を促進させる触媒を含む感光性樹脂からなる下地パターンを形成した後、該下地パターンにＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料を析出して形成されていることが好ましい。
このようにすれば、例えばフォトリソグラフィ法を用いて感光性樹脂をパターニングすることで、所望の形状の下地パターンを形成することができる。ここで、前記下地パターンはメッキの析出を促進させる触媒を含んでいるので、この下地パターン上にメッキを厚付けすることで、電気抵抗が低減した信頼性の高い配線を備えたものとなる。

また、前記デバイスの製造方法においては、前記半導体素子の接続端子は、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、又は当該群より選ばれる金属材料の合金により形成されていることが好ましい。
このようにすれば、下地パターン上にメッキを析出させて配線を形成する際に、半導体素子の接続端子が前記メッキを構成する金属材料を含むもので構成されているので、前記下地パターンから析出したメッキが前記接続端子との間で結合し、配線と接続端子との接続信頼性が高いものとなる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の上面側に配設されて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、前記流路形成基板に設けられた前記駆動素子を覆って設けられる封止基板と、該封止基板の上面側に配設され前記駆動素子を駆動する半導体素子と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記封止基板は段差構造を備えてなり、該段差構造の上段部には前記半導体素子が設けられ、前記段差構造の下段部には該下段部を貫通し、前記駆動素子の配線部に導通する貫通導電部が設けられ、前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って、前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回された配線により、前記貫通導電部と前記半導体素子の接続端子との間が接続されていることを特徴とする。

本発明の液滴吐出ヘッドによれば、流路形成基板の上面に設けられた駆動素子の配線部に導通し、封止基板の段差構造の下段部を貫通する貫通導電部を備えたことにより、該貫通導電部を介することで前記駆動素子と導通可能となっている。よって、前記貫通導電部と前記半導体素子の接続端子との間を接続する配線は、前記貫通導電部を介して駆動素子と半導体素子の接続端子との間を良好に導通する。
また、例えばスパッタ法によって配線パターンを形成する場合、本構成によれば前記上段部と下段部とが段差面によって連続的に接続しているので、上述したように流路形成基板と封止基板との間の空隙によって配線が断線するのを防止できる。
また、配線が前記段差面上を通って前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回しワイヤーボンディングを用いた場合と比べ、隣接する配線間での短絡を防止し、かつ微細なピッチで配線を形成できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の上面側に配設されて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、前記流路形成基板に設けられた前記駆動素子を覆って設けられる封止基板と、該封止基板の上面側に配設され前記駆動素子を駆動する半導体素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記封止基板の前駆体となるシリコン基板をエッチングし段差構造を形成し、該段差構造の下段部に貫通孔を設けて前記封止基板を形成する工程と、前記貫通孔内に、前記駆動素子に接続する配線部を配置させるように位置合わせして、前記流路形成基板上に前記封止基板を設ける工程と、前記貫通孔内に導電材料を埋め込むことにより、前記下段部に貫通導電部を形成する工程と、前記上段部上に半導体素子を設ける工程と、前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って引き回され、前記半導体素子の接続端子と前記貫通導電部との間を接続する配線を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、段差構造の下段部に設けられた貫通孔内に前記駆動素子の配線部を配置させて、この貫通孔を導電材料で埋め込むことで貫通導電部を形成しているので、前記下段部の上面側は前記貫通導電部を介して駆動素子と導通可能となる。よって、配線は、前記貫通導電部と前記半導体素子の接続端子との間を接続するとともに、前記貫通導電部を介して駆動素子と半導体素子との間を良好に導通する。
また、前記配線を形成する際に、例えばスパッタ法を採用した場合、本構成によれば、前駆体基板をエッチングすることで形成された段差構造の上段部と下段部とは、段差面によって連続的に接続しているので、上述したような第１部材と第２部材との間の空隙による配線の断線が防止できる。
また、この配線は前記段差面上を通って前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回されているので、ワイヤーボンディングを用いた場合と比べ、隣接する配線間での短絡が起こり難くなって微細なピッチで形成でき、半導体素子が高密度に実装された液滴吐出ヘッドとなる。

本発明の液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。

本発明の液滴吐出装置によれば、上述したように、半導体素子との接続端子と各駆動素子とが微細なピッチの配線により確実に接続されてなる液滴吐出ヘッドを備えているので、これを備えた液滴吐出装置は信頼性の高く、小型なものとなる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。

（液滴吐出ヘッド）
まず始めに、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第１実施形態について図１から図３を参照しつつ説明する。
図１は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図２は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図の一部破断図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。
本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、機能液を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図３に示すように、液滴吐出ヘッド１は、液滴が吐出されるノズル１５に連通する圧力発生室１２が形成された流路形成基板１０と、前記圧力発生室１２の上面に配設され圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧電素子（駆動素子）３００と、圧力発生室１２の上面に配設され圧電素子３００を覆うリザーバ形成基板（封止基板）２０と、リザーバ形成基板２０の上面に配設され圧電素子３００を駆動する半導体素子２００とを備えて構成されている。また、前記半導体素子２００の接続端子４４と圧電素子３００に導通するリード電極（配線部）９０とは、配線３４によって導通されている。
そして、液滴吐出ヘッド１の動作は、半導体素子２００に接続された図示略の外部コントローラによって制御されるようになっている。

ここで、液滴吐出ヘッド１は、本発明のデバイス、及び配線構造における、第１部材を前記流路形成基板１０とし、前記第２部材を前記リザーバ形成基板２０として備えたものである。さらには、圧電素子３００に導通する端子部を第１導電部とし、半導体素子２００の接続端子を第２導電部として備えている。したがって、本実施形態に係る液滴吐出ヘッド１は、デバイスの一実施形態、及び配線構造の一実施形態に関しても含んだものであって、後述する液滴吐出ヘッドの実施形態の説明は、配線構造、及びデバイスの実施形態の説明も含むものとする。

（ノズル）
図２に示すように、液滴吐出ヘッド１の下側（−Ｚ側）には、ノズル基板１６が装着されている。ノズル基板１６には、液滴を吐出する複数のノズル１５が、Ｙ軸方向に配列して設けられている。本実施形態では、ノズル基板１６上の複数の領域に配列された一群のノズル１５を、それぞれ第１ノズル群１５Ａ、第２ノズル群１５Ｂ、第３ノズル群１５Ｃ、及び第４ノズル群１５Ｄと称する。

第１ノズル群１５Ａと第２ノズル群１５ＢとはＸ軸方向に並んで配置されている。第３ノズル群１５Ｃは第１ノズル群１５Ａの＋Ｙ側に設けられており、第４ノズル群１５Ｄは第２ノズル群１５Ｂの＋Ｙ側に設けられている。これら第３ノズル群１５Ｃと第４ノズル群１５ＤとはＸ軸方向に並んで配置されている。
なお、図２では各ノズル群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれが６個のノズル１５によって構成されているように示されているが、実際には各ノズル群は例えば７２０個程度のノズル１５によって構成されるものである。

（圧力発生室）
ノズル基板１６の上側（＋Ｚ側）には、流路形成基板（第１部材）１０が配置されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。流路形成基板１０はシリコンやガラス、セラミックス材料等で構成することが可能であり、本実施形態の場合にはシリコンによって形成されている。流路形成基板１０の内側には、その中央部からＸ方向に延びる複数の隔壁１１が形成されている。この隔壁１１は、流路形成基板１０の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングにより部分的に除去して形成されている。この隔壁１１により、流路形成基板１０には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されている。これらの開口領域のうち、Ｘ軸方向に延びて形成された部分が、ノズル基板１６と振動板４００とにより囲まれて圧力発生室（第１部材）１２を構成する。この圧力発生室１２は、機能液を収容し、液滴吐出ヘッド１の動作時に印加される圧力によってノズル１５から機能液を吐出するようになっている。

各圧力発生室１２は、複数のノズル１５に対応して設けられている。すなわち、圧力発生室１２は、第１〜第４ノズル群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル１５に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。そして、第１ノズル群１５Ａに対応して複数形成された圧力発生室１２が第１圧力発生室群１２Ａを構成し、第２ノズル群１５Ｂに対応して複数形成された圧力発生室１２が第２圧力発生室群１２Ｂを構成し、第３ノズル群１５Ｃに対応して複数形成された圧力発生室１２が第３圧力発生室群１２Ｃを構成し、第４ノズル群１５Ｄに対応して複数形成された圧力発生室１２が第４圧力発生室群１２Ｄを構成している。第１圧力発生室群１２Ａと第２圧力発生室群１２ＢとはＸ軸方向に並んで配置されており、それらの間にはＹ軸方向に伸びる隔壁１０Ｋが形成されている。同様に、第３圧力発生室群１２Ｃと第４圧力発生室群１２ＤとはＸ軸方向に並んで配置されており、それらの間にもＹ軸方向に伸びる隔壁１０Ｋが形成されている。

（リザーバ）
また、流路形成基板１０に形成された平面視略櫛歯状の開口領域のうち、図示Ｙ方向に延びて形成された部分が、リザーバ１００を構成している。第１圧力発生室群１２Ａを形成する複数の圧力発生室１２における基板外縁部側（＋Ｘ側）の端部は、上述したリザーバ１００に接続されている。リザーバ１００は、圧力発生室１２に供給する機能液を予備的に保持するものであって、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２の共通の機能液保持室（インク室）となっている。なお、第２、第３、第４圧力発生室群１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれにも、上述と同様のリザーバ１００が接続されており、それぞれ圧力発生室群１２Ｂ〜１２Ｄに供給される機能液の一時貯留部を構成している。

図３に示すように、上記リザーバ１００は、リザーバ形成基板２０に形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０に形成された連通部１３とから構成されている。この連通部１３は、リザーバ部２１を各圧力発生室１２のそれぞれに接続する機能を有する。リザーバ形成基板２０の外側（流路形成基板１０と反対側）には、封止膜３１と固定板３２とを積層した構造のコンプライアンス基板３０が接合されている。このコンプライアンス基板３０において、内側に配される封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなる。他方、外側に配される固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼）からなる。この固定板３２には、リザーバ１００に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部３３が形成されている。この構成により、リザーバ１００の上部は、可撓性を有する封止膜３１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。また、コンプライアンス基板３０には、リザーバ１００に機能液を供給するための機能液導入口２５が形成されており、リザーバ形成基板２０には、その機能液導入口２５とリザーバ１００とを連通する導入路２６が設けられている。

機能液導入口２５より導入された機能液は、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、さらに供給路１４を経て第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２のそれぞれに供給されるようになっている。なお、圧電素子３００の駆動時における機能液の流れや周囲の熱などにより、リザーバ１００の内部に圧力変化が生じるおそれがある。
ところが、リザーバ１００の可撓部２２が撓み変形してその圧力変化を吸収するので、リザーバ１００内を常に一定の圧力に保持することができるようになっている。

（圧電素子）
一方、流路形成基板１０の図示上面側（＋Ｚ側）には、振動板４００が配置されている。この振動板４００は、流路形成基板１０側から順に弾性膜５０と下電極膜６０とを積層した構造となっている。流路形成基板１０側に配される弾性膜５０は、例えば１〜２μｍ程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、下電極膜６０は、例えば０．２μｍ程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜６０は、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配される複数の圧電素子３００の共通電極として機能するものとなっている。

振動板４００の図示上面側（＋Ｚ側）には、振動板４００を変形させるための圧電素子３００が配置されている。圧電素子３００は、下電極膜６０側から順に圧電体膜７０と上電極膜８０とを積層した構造となっている。圧電体膜７０は、例えば１μｍ程度の厚さのＰＺＴ膜等からなるものであり、上電極膜８０は、例えば０．１μｍ程度の厚さの金属膜からなるものである。
なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。下電極膜６０は圧電素子３００として機能する一方、振動板４００としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能する構成を採用しているが、弾性膜５０を省略して下電極膜６０が弾性膜５０を兼ねる構成とすることもできる。

このような圧電素子３００には、半導体素子２００と接続するための、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極（第１導電部）９０が引き出し配線として形成されている。よって、前記リード電極９０は圧電素子の一部に含まれるものとする。
すなわち、各リード電極９０は、上電極膜８０の各圧力発生室１２の列間側の端部近傍から弾性膜５０上までそれぞれ延設されている。なお、詳細については後述するが、各リード電極９０は、リザーバ形成基板２０に設けられた貫通導電部まで延設されている。そして、前記リード電極９０の端部近傍は、前記貫通導電部に接続した配線３４を介して半導体素子２００と圧電素子３００とを導通可能としている。

また、上記圧電素子３００は、複数のノズル１５及び圧力発生室１２に対応するように複数設けられている。本実施形態では、便宜的に、第１ノズル群１５Ａを構成するノズル１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第１圧電素子群と呼び、第２ノズル群１５Ｂを構成するノズル１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第２圧電素子群と呼ぶこととする。また、第３ノズル軍に対応する一群の圧電素子を第３圧電素子群と呼び、第４ノズル軍に対応する一群の圧電素子を第４圧電素子群と呼ぶ。上記第１圧電素子群と第２圧電素子群とはＸ軸方向に並んで配置され、同様に第３圧電素子群と第４圧電素子群とはＸ軸方向に並んで配置されている。なお、液滴吐出ヘッド１は、第１〜第４圧電素子群を駆動するために、４個の半導体素子２００Ａ〜２００Ｄを備えたものとなっている。

（リザーバ形成基板）
そして、圧電素子３００を覆うように、流路形成基板１０の図示上面側（＋Ｚ側）にリザーバ形成基板（封止基板、第２部材）２０が配置されている。また、前記流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とは、接着樹脂等からなる接着層（図示せず）によって貼り合わされている。リザーバ形成基板２０は、流路形成基板１０とともに液滴吐出ヘッド１の基体を成す部材であるから、その構成材料として、流路形成基板１０と略同一の熱膨張率を有する剛性材料を用いることが好ましい。本実施形態の場合、流路形成基板１０がシリコンから構成されているので、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適に用いられる。シリコン基板は、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、後述する圧電素子保持部２４等を容易に形成できるという利点がある。
なお、流路形成基板１０と同様に、ガラスやセラミック材料等を用いてリザーバ形成基板２０を構成することも可能である。

リザーバ形成基板２０には、圧電素子３００を密閉封止する封止部２３が設けられている。本実施形態の場合、第１圧電素子群を封止している部分を第１封止部２３Ａとし、第２圧電素子群を封止ししている部分を第２封止部２３Ｂと呼ぶことにする。同様に、第３圧電素子群を封止している部分を第３封止部とし、第４圧電素子群を封止ししている部分を第４封止部と呼ぶ。

また、封止部２３には、図３の紙面垂直方向に延びる平面視略矩形状の凹部からなる圧電素子保持部２４が設けられている。この圧電素子保持部２４は、圧電素子３００の周囲に圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する機能を有している。この圧電素子保持部２４は、圧電素子３００のうち少なくとも圧電体膜７０を封止できる寸法とされている。また圧電素子保持部２４は、複数の圧電素子３００ごとに区画されていてもよい。

このように、リザーバ形成基板２０は、圧電素子３００を外部環境から遮断する封止基板としての機能を有している。リザーバ形成基板２０によって圧電素子３００を封止することで、外部の水分等による圧電素子３００の特性劣化等を防止することができる。また本実施形態では、圧電素子保持部２４の内部を密封状態にしただけであるが、その内部を真空にするか、または窒素もしくはアルゴン等の雰囲気とすることにより、圧電素子保持部２４内を低湿度に保持することができる。これらの構成により、圧電素子３００の劣化をさらに効果的に防止することができる。

（配線構造、及びデバイス）
ここで、液滴吐出ヘッド１を構成する一部に含まれる、本発明の配線構造、及びデバイスの一実施形態について図４を参照し詳細に説明する。
図４は、液滴吐出ヘッド１の一部を構成するデバイスを示す図であり、図４中Ａの領域における領域を拡大して示した図であり、図中符号５００はデバイスである。なお、図４中においては、図示を簡略化するため、圧電素子３００、及び圧電素子保持部２４の図示を省略している。

上記デバイス５００は、配線構造５００ａを備えたものである。ここで、前記リザーバ形成基板２０に設けられた段差構造について説明する。
図１に示したように、前記第１封止部２３Ａと第２封止部２３Ｂとの間、すなわちリザーバ形成基板２０には凹部２０ａが設けられている（図１参照）。よって、前記リザーバ形成基板２０は、前記凹部２０ａが形成されていない面を上段面とし、前記凹部２０ａの底部を下段面とする段差構造を有したものとなっている。
具体的には、段差構造の上段部には半導体素子２００が設けられ、前記段差構造の下段部には該下段部を貫通し圧電素子３００に接続するリード電極９０に導通する貫通導電部８５が設けられている。ここで、段差構造における上段部とは、前記凹部２０ａが形成されておらず、相対的に膜厚のあるリザーバ形成基板部分を示し、段差構造における下段部とは、前記凹部２０ａが形成されることで、相対的に膜厚の薄いリザーバ形成基板部分を示している。なお、この半導体素子２００は、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されるものである。

前記半導体素子２００は、リザーバ形成基板２０上に接続端子面を下方に向けたフェイスダウンの状態で実装されている。そして、半導体素子２００の中央部には、ポリイミド等の熱可塑性材料からなる接着剤４２が配置されており、半導体素子２００を加熱しつつリザーバ形成基板２０に加圧することで、半導体素子２００がリザーバ形成基板２０の上面に固着されたものとなっている。このような接着剤４２による実装を行う事により、半導体素子２００の実装を容易、かつ安価とし、低コストな液滴吐出ヘッド１にしている。

本実施形態における配線構造５００ａは、前記リザーバ形成基板２０に設けられた段差構造の上段部と下段部とを連続させる段差面上を通って、前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回される配線３４を備えている。そして、前記配線３４は、前記段差構造の上段部に設けられた第２導電部を含む半導体素子２００と、段差構造の下段部に設けられた貫通導電部８５との間を接続している。
すなわち、上記液滴吐出ヘッド１は、前記リザーバ形成基板２０の上段部に半導体素子２００が実装されているので、配線構造５００ａにおける第２導電部を半導体素子２００の接続端子４４とするデバイス５００を備えており、デバイス、及び配線構造の一実施形態を含んでいる。

ところで、前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面は、前記段差構造の下段部の上面に対して傾斜面３５となっていて、その傾斜角は鋭角となっている。
前記傾斜面３５は、後述するように、面方位（１，０，０）のシリコン基板に対してＫＯＨ等のアルカリ溶液でウエットエッチングを行った際の各面方位のエッチングレートの違いを利用することで形成されたもので、その傾斜角は約５４°である。

また、前記貫通導電部８５は、下段部に設けられた貫通孔３６に、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料が埋め込まれて構成されたものである。本実施形態では、後述するように前記貫通孔３６にＮｉメッキ（ろう材）が埋め込まれ、その表面をＡｕメッキが覆っている。そして、前記貫通導電部８５は、その上面がリザーバ形成基板２０の下段部の上面側に露出し、その下面側が圧電素子３００に導通するリード電極９０上に設けられている。このような材料からなる貫通導電部８５によって、前記下段部における上面側（半導体素子が設けられた側）と下面側（駆動素子が設けられた側）とを導通可能となっている。具体的には、前記貫通導電部８５を介して、リザーバ形成基板２０の下層である流路形成基板１０の上面に設けられた圧電素子３００の一部（リード電極９０）と導通可能となっている。

ここで、前記上段部と前記下段部とを連続させる傾斜面（段差面）３５上を通って、前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回された配線３４により、前記貫通導電部８５と前記半導体素子２００の接続端子４４との間が接続されたものとなっている。前記傾斜面３５上に配線３４を引き回すことにより、前記リザーバ形成基板２０の上段部と下段部とにより生じる段差によって、配線３４が急激に曲げられるのを防止している。
すなわち、段差構造の上段部（封止部２３の上段部）から、傾斜面（段差面）３５上を通って、下段部（封止部２３の下段部）に設けられた貫通導電部８５まで配線３４が引き回されている。

そして、前記配線３４は、前記貫通導電部８５を介して圧電素子３００に接続するリード電極９０と導通可能となっている。よって、前記貫通導電部８５と前記半導体素子２００の接続端子４４との間を接続している配線３４は、前記貫通導電部８５を介して圧電素子３００と半導体素子２００の接続端子４４との間を良好に導通している。

また、前記配線３４は、メッキの析出を促進させる触媒を含む感光性樹脂からなる下地パターン３４ａと、該下地パターン３４ａに析出したＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料とから構成されたものである。具体的には、前記下地パターン３４ａとして、Ｐｄ（パラジウム）の微粒子が分散された感光性樹脂材料を用いることで、この樹脂材料に対して露光および現像することにより所望の形状にパターニングすることができ、製造工程を簡略化することができる。そして、触媒が付与された樹脂材料で構成される下地パターン３４ａには、その触媒に対してメッキ３４ｂが析出されている。これらのメッキ３４ｂは、ＣｕやＮｉ、Ａｕなどの金属材料で構成されている。なお、各配線および接続端子の表面に異なる材料のメッキが析出されていてもよい。
また、前記下地パターン３４ａはメッキの析出を促進させる触媒を含んでいるので、下地パターン３４ａ上に膜厚のある導電材料をメッキ３４ｂすることで配線として必要な抵抗値を備えたものとなる。

また、半導体素子２００の下面側（接着剤４２が設けられた側）の周縁部には、複数の接続端子４４が設けられている。そして、この接続端子４４は、ＡｌやＮｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料、又はこれらが２種類以上組み合わされた金属材料で構成されている。よって、後述するように前記下地パターン３４ａ上に導電材料をメッキし配線３４を形成する際に、前記下地パターン３４ａから析出したメッキ３４ｂと前記接続端子４４から析出したメッキとを結合させることにより、半導体素子２００とリード電極９０との間が確実に導通される。

図５は、上述した配線３４と前記半導体素子２００の接続端子４４とのメッキ接合部分における拡大説明図である。図５に示すように、半導体素子２００の接続端子４４の表面にはメッキ４４ａが析出され、前記下地パターン３４ａ上にはメッキ３４ｂが析出されている。なお、前記下地パターン３４ａは、圧電素子３００に接続するリード電極９０上に形成されている。よって、このようにして成長したメッキ４４ａおよびメッキ３４ｂとが結合することで、接続端子４４と前記配線３４とが電気的に接続される。すなわち、この配線３４により本発明の配線構造を用いることで、半導体素子２００が実装されたデバイスとしての液滴吐出ヘッド１が構成されている。

ところで、前記流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とは接着層３を介して貼り合わされている。具体的には、図４に示すように、前記接着層３は、前記リザーバ形成基板２０側に設けられており、したがってリード電極９０とリザーバ形成基板２０との間に接着層３が配設されることにより、両基板１０，２０が貼り合わされている。
ここで、図１０を参照して説明したように、例えば該接着層３が硬化した際に収縮することで、この接着層３が内側に引き込まれ、結果として前記流路形成基板１０と前記リザーバ形成基板２０との間の外周側に、接着層３が充填されていない空隙部Ｔが形成されている。しかしながら、本実施形態における液滴吐出ヘッド１は、上述したようにリザーバ形成基板２０が段差構造を備え、この段差構造の上段部と下段部との間の前記傾斜面３５に沿って配線３４を形成している。
本構成によれば、前記上段部と下段部とが傾斜面３５によって連続的に接続しているので、空隙によるパターニング不良によって配線３４の断線が起こることがなく、したがって配線３４は圧電素子３００に導通するリード電極９０と半導体素子２００の接続端子４４とを良好に導通している。

（液滴吐出ヘッドの作用）
図３に示した液滴吐出ヘッド１により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド１に接続された外部コントローラ（図示略）によって機能液導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口２５を介してリザーバ１００に供給された後、ノズル１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たすようになる。

そして、外部コントローラは、リザーバ形成基板２０上に実装された半導体素子２００に駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した半導体素子２００は、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、各圧電素子３００に送信する。
すると、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧が印加される結果、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室１２の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル１５より液滴が吐出されることとなる。

このような構成の液滴吐出ヘッド１によれば、流路形成基板１０の上面に設けられた圧電素子３００に接続するリード電極９０に対し、リザーバ形成基板２０が備える段差構造の下段部を貫通する貫通導電部８５を備えているので、該貫通導電部８５を介して前記圧電素子３００と導通可能となっている。よって、前記貫通導電部と前記半導体素子の接続端子との間を接続する配線は、前記貫通導電部８５を介して駆動素子と半導体素子の接続端子との間を良好に導通する。
また、上述したように、本構成では前記上段部と下段部とが傾斜面３５によって連続的に接続した段差面に沿って、例えばスパッタ法によって配線の下地パターン３４ａを形成し、該下地パターン３４ａにメッキを析出させることで配線３４を形成しているので、上述したように流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間における空隙部Ｔによって、下地パターン３４ａのパターニング不良を生じさせる事が無く、したがってこの下地パターン３４ａにメッキ３４ｂを析出し形成された配線３４はその断線が防止されることとなる。

また、本実施形態の液滴吐出ヘッド１によれば、従来のようにワイヤボンディングを用いて半導体素子２００を実装する場合と比べて、ワイヤを引き回す空間を設ける必要がない。そのため、ノズル１５の狭ピッチ化に伴って配線３４が狭ピッチ化する場合においても、傾斜面３５上に沿って配線３４を引き回すことで、隣接する配線間の接触による短絡が起こり難く、よって電気的接続を確保しつつ半導体素子２００を確実に実装することができる。その他にも、従来のワイヤボンディングによる実装に比べ、短ＴＡＴ、低コスト、および高歩留まりの実装が可能になる。
また、従来のワイヤーボンディング時を用いた配線接続時のように、流路形成基板１０に貫通溝部を形成する際と比べて、リザーバ形成基板２０における開口領域（エッチング領域）を小さくできるので、例えばリザーバ形成基板２０を流路形成基板１０に貼着する際にリザーバ形成基板２０を取り扱う際の割れ等が防止でき、リザーバ形成基板２０の取り扱いを容易としている。

このように、液滴吐出ヘッド１は、断線することなく、微細なピッチで引き回された配線３４を有した導通信頼性の高い配線構造５００ａによって半導体素子２００を実装したデバイス５００を含んでいるので、信頼性が高く、かつ小型なものとなる。
なお、本実施形態の配線構造５００ａによれば、段差下部の第１導電部（リード電極９０）と段差上部の第２導電部（接続端子４４）とを確実に電気的に接続できるので、液滴吐出ヘッドのみならず他のデバイスにおいても段差を介しての実装が可能になり、電子機器や、印刷機器等に対して広く応用することができる。

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
次に、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法の一実施形態の説明として、前記液滴吐出ヘッド１を製造する場合について、図６を参照して説明する。なお、前記液滴吐出ヘッド１は、上述したように本発明のデバイス自体を含むものであるため、以下の液滴吐出ヘッドを製造する工程によりデバイスを製造する方法についても説明する。また、図６に示す各図は、図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面構成に対応する図である。

まず始めに、封止基板としてのリザーバ形成基板２０を形成する工程を行う。
図６（ａ）に示すように、リザーバ形成基板の前躯体としての、面方位（１，０，０）のシリコン単結晶基板（前駆体基板）１２０の図示上面の中央部を異方性エッチングにより除去して、凹部２０ａを形成する。具体的には、まず、シリコン単結晶基板１２０の表面を熱酸化して酸化シリコン膜を形成する。次に、シリコン単結晶基板１２０の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィにより前記凹部２０ａを形成すべき部分に対応した開口部をレジストに設ける。

次に、レジストの開口部をフッ酸で処理して、酸化シリコン膜に開口部を形成する。次に、シリコン単結晶基板１２０を３５重量％程度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液に浸漬して、酸化シリコン膜の開口部から露出したシリコン単結晶基板１２０の異方性エッチングを行う。このとき、各面方位のエッチングレートの違いにより、前記シリコン単結晶基板１２０には前記凹部２０ａの側面が約５４°の傾斜面３５となって形成される。
このとき、前記凹部２０ａは、シリコン単結晶基板１２０を貫通することなく、シリコン単結晶基板１２０に約１０〜５０μｍ程度の厚みを残した状態でエッチングを終了させるようにしている。よって、シリコン単結晶基板１２０には、前記凹部２０ａにより相対的に厚みのある部分を段差構造の上段部とし、前記凹部により相対的に厚みの薄い部分を段差構造の下段部とする段差構造を備えたものとなる。

続いて、前記段差構造における下段部の所定の位置に、上記凹部２０ａと同様に異方性エッチングを用いることで貫通孔３６を形成する。ここで、上記所定の位置とは、後述するリザーバ形成基板２０と流路形成基板１０との貼りあわせ工程で、少なくとも前記貫通孔３６内に圧電素子３００に導通するリード電極９０を配することができる位置を意味している。なお、前記貫通孔３６は各面方位のエッチングレートの違いにより、平面視矩形状で、かつ傾斜面を有したものとなる。
そして、エッチングが終了した後、シリコン単結晶基板１２０の表面を再度熱酸化して酸化シリコン膜（図示せず）を形成する。同様にして、リザーバ部２１および圧電素子保持部２４をエッチングにより形成する。よって、図３に示したように、段差構造を有し、その上段部と下段部とを連続させる段差面が鋭角の傾斜面３５となっていて、さらに前記下段部に貫通孔３６が形成されたリザーバ形成基板２０が形成される。

次に、前記貫通孔３６内に前記圧電素子３００に導通するリード電極（配線部）９０を配置させるように位置合わせして、前記流路形成基板１０上に前記リザーバ形成基板２０を設ける。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、エッチング加工前の流路形成基板１０上の圧電素子３００を覆う位置、及び前記貫通孔３６の位置を合わせた状態で、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とを接着層３を介して貼着する。このとき、流路形成基板１０上の中央部に延設された圧電素子３００に接続するリード電極９０が、前記リザーバ形成基板２０の中央部に形成され、段差構造の下段部に設けられた貫通孔３６内に配置される。
そして、例えば前処理を施した後、無電解Ｎｉメッキ液中に浸漬し、前記貫通孔３６内に配置されているリード電極９０からＮｉメッキを成長させ、前記貫通孔３６内をＮｉメッキで充填する。その後置換Ａｕメッキ法によって、Ｎｉ表面を被覆する。なお、前記貫通導電部８５は、上記製造方法に限定されることはなく、例えば導電性樹脂をディスペンサなどにより前記貫通孔３６に埋め込むようにしてもよい。
次に、図６（ｂ）に示したように、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板１０に異方性エッチングを施すことで、圧力発生室１２等を作製し、リザーバ形成基板２０にコンプライアンス基板３０を接合し、流路形成基板１０にノズル基板１６を接合する。

次いで、配線３４を形成する工程を行う。
具体的には、図６（ｃ）に示すように、前記リザーバ形成基板２０に設けられた段差構造の前記上段部と前記下段部とを連続させる傾斜面３５上を通って、前記上段部と前記下段部上に下地パターン３４ａを形成する。具体的には、まずリザーバ形成基板２０の表面に、メッキの析出を促進させる触媒を含む感光性樹脂、本実施形態ではＰｄ（パラジウム）の微粒子が分散された感光性樹脂材料の液状体をスプレーコート法等により塗布ことで、前記傾斜面３５上にも前記感光性樹脂を均一に設けることができる。

そして、前記配線３４のパターンが描画されたマスクを介して前記樹脂材料を露光し、現像する。これにより、シリコン単結晶基板１２０の表面に配線３４を構成するための下地パターン３４ａがパターニングされる。なお、前記下地パターン３４ａは、前記貫通導電部８５の上面の少なくとも一部を露出させた状態に形成されることが望ましく、これにより下地パターン３４ａに析出されたメッキ３４ｂによって貫通導電部８５と半導体素子２００との導通可能となる。
このとき、前記段差構造の上段部と下段部とが傾斜面（段差面）３５によって連続的に接続しているので、前記下地パターン３４ａは、上段部と下段部との間を前記傾斜面３５に沿って滑らかに接続される。
なお、上記下地パターン３４ａを形成するに際し、Ｓｉマスクを介したスパッタ法や、インクジェット法を用いることで直接描画するようにしてもよい。

ところで、上述したように、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とを貼り合わせている前記接着層３を硬化すると、該接着層３が収縮することで内側に引き込まれ、図１０を用いて説明したように、前記流路形成基板１０と前記リザーバ形成基板２０との間の外周側には、接着層３が充填されていない空隙部Ｔが形成されてしまう。
本構成では、リザーバ形成基板２０に凹部２０ａを形成することで、上段部と下段部とが傾斜面３５によって連続的に接続した段差構造を設けている。よって、従来の構成のように（図１０参照）、下段部に流路形成基板１０が露出することがなく、前記段差構造に沿って形成された下地パターン３４ａは、上記空隙部Ｔによって断線することがない。

次に、リザーバ形成基板（第２部材）２０上に半導体素子２００を設ける工程を行う。
具体的には、図６（ｄ）に示すように、リザーバ形成基板２０の上面に半導体素子２００を接着する。具体的には、まず半導体素子２００下面側の中央部に、熱可塑性樹脂材料からなる接着剤４２を塗布する。そして、半導体素子２００の接続端子４４をリザーバ形成基板２０側に向ける、いわゆるフェースダウンの状態で位置合わせして、半導体素子２００を加熱しつつリザーバ形成基板２０に対して加圧する。
ここで、接着剤の塗布量や接着時の加熱・加圧量を調整することにより、接続端子４４と前記リザーバ形成基板２０との隙間を数μｍ〜１０μｍ程度に設定する。この隙間は、後述する配線３４のメッキ形成により埋め込まれるようになっている。その後、全体を冷却して接着剤４２を硬化させ、半導体素子２００をリザーバ形成基板２０の上面に固着する。
なお、本実施形態では、前記下地パターン３４ａを形成した後、リザーバ形成基板２０上に半導体素子２００を実装する工程を行ったが、リザーバ形成基板２０上に半導体素子２００を実装した後、前記下地パターン３４ａを形成するようにしてもよい。

再び配線３４形成工程に戻って、図６（ｅ）に示すように、前記下地パターン３４ａの表面に、メッキ３４ｂを析出させる。具体的には、以下の処理プロセスにより無電解メッキを施す。
まず、上記下地パターン３４ａおよび接続端子４４の表面の濡れ性の向上、残さ除去の目的で、フッ酸を０.０１〜０.１％、硫酸を０.０１〜１％含有した水溶液中に１〜５分浸漬する。あるいは、０.１〜１０％の水酸化ナトリウムなどのアルカリベースの水溶液に１〜１０分浸漬しても良い。
次に、水酸化ナトリウムベースでｐＨ９〜１３のアルカリ性水溶液を２０〜６０℃に加温した中に１秒〜５分浸漬し、表面の酸化膜を除去する。なお、５〜３０％硝酸をベースとしたｐＨ１〜３の酸性水溶液を２０〜６０℃に加温した中に１秒から５分浸漬しても良い。

次に、ＺｎＯを含有したｐＨ１１〜１３のジンケート液中に１秒〜２分浸漬し、各配線および接続端子の表面をＺｎに置換する。次に、５〜３０％の硝酸水溶液に１〜６０秒浸漬し、Ｚｎを剥離する。そして、再度ジンケート浴中に１秒〜２分浸漬し、緻密なＺｎ粒子を上記下地パターン３４ａおよび接続端子４４の表面に析出させる。

次に、無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬し、Ｎｉメッキを析出させる。このメッキは、２〜３０μｍ程度の高さまで析出させる。また、メッキ浴は次亜リン酸を還元剤とした浴であり、ｐＨ４〜５、浴温８０〜９５℃である。次亜リン酸浴のため、リンが共析する。
さらに、置換Ａｕメッキ欲中に浸漬し、Ｎｉ表面をＡｕに置換しても良い。なお、Ａｕは０.０５μｍ〜０.３μｍ程度の厚さに形成する。またＡｕ浴は、シアンフリータイプを用い、ｐＨ６〜８、浴温５０〜８０℃とし、１〜３０分浸漬する。

このようにして、上記下地パターン３４ａおよび接続端子４４の表面にＮｉあるいはＮｉ−Ａｕメッキを析出させる。ここで、前記貫通導電部８５は上述したように、Ｎｉ−Ａｕメッキによって形成されているので、前記下地パターン３４ａに析出したメッキは、前記貫通導電部８５との間で密着するようになる。よって、上述したように前記下地パターン３４ａは、前記段差構造の上段部と下段部との傾斜面３５に沿って断線することなく良好に形成されているので、この下地パターン３４ａに析出されたメッキ３４ｂによって形成される配線３４は、当然断線することがなく、導通信頼性の高いものとなる。

また、Ｎｉ−Ａｕ配線上に厚付けのＡｕメッキを施しても良い。メッキの下地である下地パターン３４ａが薄く形成されていても、メッキを厚付けすることで電気抵抗を低減することができるからである。また、前記下地パターン３４ａ上に析出させるメッキとしては、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料、又はその中の２種類以上が組み合わされたものを用いてもよい。
なお、各化学処理の間には水洗処理を行う。水洗槽としては、オーバーフロー構造あるいはＱＤＲ機構を有したものを用い、最下面からＮ_２バブリングを行う。なお、バブリング方法は樹脂製のチューブなどに穴をあけてＮ_２を出す方法や、燒結体などを通じてＮ２を出す方法がある。これらにより、短時間で十分効果のあるリンスを行うことができる。

上記工程により、図４に示したように、半導体素子２００の接続端子４４の表面にメッキ４４ａが析出し、下地パターン３４ａの表面にメッキ３４ｂが析出する。ここで、前記リード電極９０の近傍の下地パターン３４ａから析出したメッキ３４ｂは、前記貫通導電部８５上に形成するようになる。このように、メッキ３４ｂおよびメッキ４４ａが相互に結合するまで両メッキを成長させることで配線３４が形成され、該配線３４により前記半導体素子２００の接続端子４４と前記貫通導電部８５とが電気的に接続される。

上述したように、前記貫通導電部８５は前記圧電素子３００に導通するリード電極９０と導通しているので、配線３４は前記貫通導電部８５を介して半導体素子２００の接続端子４４と前記リード電極９０とが電気的に接続することとなる。この配線３４により、半導体素子２００と圧電素子３００とを電気的接続できる。
以上の工程により、液滴吐出ヘッド１が形成される。また、前記液滴吐出ヘッド１を形成する工程によって、デバイス５００を形成することができる。

以上に詳述したように、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、段差構造の下段部に設けられた貫通孔３６内に前記圧電素子３００に導通するリード電極９０を配置させて、この貫通孔３６をメッキ等の導電材料で埋め込むことで貫通導電部８５を形成しているので、前記下段部の上面側は前記貫通導電部８５を介して前記リード電極９０と導通可能となる。よって、配線３４は、前記貫通導電部８５と前記半導体素子２００の接続端子４４との間を接続するとともに、前記貫通導電部８５を介して圧電素子３００と半導体素子２００との間を良好に導通している。
また、上述したように、本構成ではリザーバ形成基板２０は、凹部２０ａが形成されることで段差構造を有したものとなっている。そして、段差構造の上段部と下段部とが傾斜面３５によって連続的に接続した面上に沿って、下地パターン３４ａを形成し、該下地パターン３４ａにメッキを析出させ配線３４としているので、上述したように流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に生じた空隙が下地パターン３４ａのパターニング不良を起こすことが無く、したがってこの下地パターン３４ａから構成される配線３４は断線が防止される。
また、この配線は前記段差面上を通って前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回されているので、ワイヤーボンディングを用いた場合と比べ、隣接する配線間での短絡が起こり難く、微細なピッチで形成でき、半導体素子２００が高密度に実装された液滴吐出ヘッド１が提供される。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第２実施形態につき図７を用いて説明する。なお、本実施形態における液滴吐出ヘッドは、上記第１実施形態の液滴吐出ヘッド１を構成している配線構造、及びデバイスとは別のものから構成されている。なお、前記第１の実施形態における液滴吐出ヘッド１と共通の構成の部分については、同一の符号を付して説明することとし、説明を省略する。
図７は、第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドの断面構造における説明図である。図７に示すように、第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドは、リザーバ形成基板２０上に半導体素子２００がその接続端子４４側の面を上側にした、いわゆるフェースアップの状態で実装されている点で、第１実施形態と相違している。

第２実施形態では、リザーバ形成基板２０の上面に形成された半導体素子２００上まで配線３８が引き回されており、該配線３８は、貫通導電部８５を介して半導体素子２００の接続端子４４と圧電素子３００に導通するリード電極９０との間を導通している。また、前記半導体素子２００の側面にはスロープ３９が設けられていて、該スロープ３９により半導体素子２００の上面まで配線３８を引き回しやすくしている。なお、このスロープ３９は絶縁性材料から構成されている。

前記配線３８は、物理的気相法としての、例えばスパッタ法によって形成された導電性の下地パターン３８ａと、該下地パターン３８ａ上にメッキされたＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料とから構成されている。ここで、配線３８の下面側を半導体素子２００の接続端子４４と導通させる必要があり、本実施形態では前記下地パターン３８ａとして導通性を備えたものを用いている。
このようにスパッタ法によって金属膜をパターニングすることで、導電性の下地パターン３８ａが形成できる。また、この下地パターン３８ａにはメッキが析出されているので、このメッキにより膜厚を稼ぐことにより配線３８としての電気抵抗を低減できる。

また、リザーバ形成基板２０には、第１実施形態と同様に凹部２０ａが設けられていて、該凹部２０ａによりリザーバ形成基板２０が段差構造を有したものとなっている。そして、この段差構造における上段部と下段部とは傾斜面３５によって連続して接続している。この構成でも、前記段差構造の上段部から傾斜面３５上を通って下段部まで引き回された配線３８は、接着層３を介して貼着された前記流路形成基板１０と前記リザーバ形成基板２０との間に生じた空隙部Ｔによる断線は前記第１実施形態と同様に防止され、傾斜面３５上に微細なピッチで配置され、かつ導通信頼性が高い配線３８を備えた配線構造、及びデバイスを含んだものとなっている。

次に、第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法につき、図８の断面工程図を参照して説明する。なお、リザーバ形成基板２０の形成工程から、流路形成基板１０との貼着工程までは、図６（ａ），（ｂ）に示す第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
まず始めに、図８（ａ）に示すように、前記リザーバ形成基板２０の所定の位置に半導体素子２００を接着層（図示しない）を介して実装する。そして、前記半導体素子２００の側面にスロープ３９を設ける。このとき、前記リザーバ形成基板２０は段差構造を有しており、この段差構造の下段部には貫通導電部８５を設けている。また、前記段差構造の上段部と下段部とを連続する段差面は、鋭角をなす傾斜面３５となっている。

次に、図８（ｂ）に示すように、スパッタ法によって形成された導電性の下地パターン３８ａを構成する、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇ等の導電膜４１を前記リザーバ形成基板２０の全面に形成する。本実施形態では、前記導電膜４１として、ＮｉＣｒ／Ａｕをスパッタした。
このとき、前記導電膜４１は、前記リザーバ形成基板２０に設けられた段差構造の上段部と下段部とを連続する傾斜面３５に沿って形成される。前記傾斜面３５は上述したように前記下段面と上段面とを滑らかに接続しているので、均一にパターニングされたものとなる。

その後、図８（ｃ）に示すように、前記導電膜４１上に配線３８の下地パターン形状にパターニングされたレジストマスクＲを形成し、該レジストマスクＲを介してエッチングを行う。このとき、導電膜４１は傾斜面３５に沿って上段部と下段部との間を均一に成膜された状態とし、エッチングにより図８（ｄ）に示すように、良好な下地パターン３８ａが形成される。本実施形態における下地パターン３８ａは、前記実施形態と異なり導電性を有しているので、前記下地パターン３８ａを貫通導電部８５上面の全体を覆った状態に形成するようにしてもよい。よって、下地パターン３８ａは半導体素子２００の接続端子４４と貫通導電部８５との間を電気的に導通している。

ここで、前記下地パターン３８ａは薄膜であることから配線として十分に機能させるためには、膜厚が必要となる。そこで、図８（ｅ）に示すように、前記下地パターン３８ａの表面に前記実施形態と同様にメッキ３８ｂを析出させる。本実施形態では、前記下地パターン３８ａが導電性を有しているので、電解メッキを施す。これにより、前記下地パターン３８ａ上に十分な膜厚のメッキを析出させることができる。よって、配線３８としての電気抵抗を低減し、良好な電気的接続を可能とする。

第２実施形態では、半導体素子２００をフェースアップの状態でリザーバ形成基板２０上に実装する構成とした。そして、前記リザーバ形成基板２０に設けられた段差構造の上段部に実装された半導体素子２００の上面から前記段差構造の下段部に設けられた貫通導電部８５まで配線３８を引き回すことで、この貫通導電部８５を介して、前記半導体素子２００の接続端子（第２導電部）４４と前記流路形成基板１０上のリード電極（第１導電部）９０とを導通している。
このように、配線３８は、前記第１実施形態と同様に、導通信頼性が高く、微細なピッチで引き回された配線を備える配線構造、及びデバイスを含んだ液滴吐出ヘッドを提供できる。

なお、上述した液滴吐出ヘッド、配線構造、デバイスは上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

（液滴吐出装置）
次に、本発明の液滴吐出装置の一実施形態について図９を参照しながら説明する。本実施形態における液滴吐出装置は、前述した液滴吐出ヘッド１を備えたインクジェット式記録装置について説明する。

前記液滴吐出ヘッド１は、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載されている。図９に示すように、液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられており、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ９が、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に取り付けられている。

記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ９に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ９がキャリッジ軸５に沿って移動するようになっている。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上に搬送されるようになっている。上記構成を具備したインクジェット式記録装置は、前述の液滴吐出ヘッド１を備えているので、小型で信頼性が高く、更に低コストなインクジェット式記録装置となっている。

なお、図９では、本発明の液滴吐出装置の一例としてプリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明はこれに限らず、係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。

また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を安価に製造することができる。

液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図である。 液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図の一部破断図である。 図１のＡ−Ａ線矢視における断面構成図である。 液滴吐出ヘッドの一部を構成するデバイスの一実施形態を示す図である。 配線と半導体素子の接続端子とのメッキ接合部分の拡大説明図である。 液滴吐出ヘッドの製造工程の一実施形態を示す図である。 液滴吐出ヘッドの第２実施形態を示す図である。 第２実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。 液滴吐出装置の一実施形態を示す図である。 従来の液滴吐出ヘッドの構成を示す側断面図である。

符号の説明

１…液滴吐出ヘッド、１０…流路形成基板（第１部材）、１２…圧力発生室、２０…リザーバ形成基板（第２部材）、２０ａ…凹部、３４…配線、３６…貫通孔、３８…配線、４４…接続端子、８５…貫通導電部、１２０…シリコン単結晶基板（前駆体基板）、２００…半導体素子、３００…駆動素子（圧電素子）、５００…デバイス、５００ａ…配線構造

Claims (15)

1. 第１部材上に第２部材が設けられてなり、前記第２部材に設けられた第２導電部と前記第１部材の上面に設けられた第１導電部とを配線により電気的に接続する配線構造において、
   前記第２部材は段差構造を備えてなり、該段差構造の上段部には前記第２導電部が設けられ、前記段差構造の下段部には該下段部を貫通し前記第１導電部に導通する貫通導電部が設けられ、
   前記配線は、前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って、前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回され、前記第２導電部と前記貫通導電部との間を接続していることを特徴とする配線構造。
2. 前記段差面は、前記下段部の上面に対して傾斜して形成され、その傾斜角が鋭角とされていることを特徴とする請求項１に記載の配線構造。
3. 請求項１又は２に記載の配線構造を備え、前記第２導電部が半導体素子の接続端子であることを特徴とするデバイス。
4. 前記貫通導電部は、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、当該群より選ばれる金属材料の合金、ろう材、又は導電性樹脂材料のいずれかにより構成されたものであることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
5. 前記配線は、メッキの析出を促進させる触媒を含む感光性樹脂からなる下地パターンと、該下地パターンに析出したＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料とから構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のデバイス。
6. 前記配線は、物理的気相法によって形成された導電性の下地パターンと、該下地パターンに析出したＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料とから構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のデバイス。
7. 前記半導体素子の接続端子は、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、又は当該群より選ばれる金属材料の合金により形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のデバイス。
8. 前記半導体素子は前記第２部材の上面に接着層を介して保持されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 第１部材上に第２部材を設け、該第２部材上に設けられた半導体素子と前記第１部材の上面に設けられた第１導電部との間を配線により接続する、デバイスの製造方法において、
   前記第２部材の前躯体となる前駆体基板をエッチングし段差構造を設け、該段差構造の下段部に貫通孔を設け前記第２部材を形成する工程と、
   前記貫通孔内に前記第１導電部の一部が配置されるように位置合わせして、前記第１部材上に前記第２部材を設ける工程と、
   前記貫通孔に導電材料を埋め込んで前記下段部に貫通導電部を形成する工程と、
   前記上段部に半導体素子を設ける工程と、
   前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って引き回され、前記半導体素子の接続端子と前記貫通導電部との間を接続する配線を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とするデバイスの製造方法。
10. 前記前駆体基板は面方位（１，０，０）のシリコン基板から構成され、
    該シリコン基板を異方性エッチングして前記段差構造を形成することを特徴とする請求項９に記載のデバイスの製造方法。
11. 前記配線は、メッキの析出を促進させる触媒を含む感光性樹脂からなる下地パターンを形成した後、該下地パターンにＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇを含む導電材料を析出して形成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のデバイスの製造方法。
12. 前記半導体素子の接続端子は、Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇからなる群より選ばれる金属材料、又は当該群より選ばれる金属材料の合金により形成されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
13. 液滴を吐出するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の上面側に配設されて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、前記流路形成基板に設けられた前記駆動素子を覆って設けられる封止基板と、該封止基板の上面側に配設され前記駆動素子を駆動する半導体素子と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記封止基板は段差構造を備えてなり、該段差構造の上段部には前記半導体素子が設けられ、前記段差構造の下段部には該下段部を貫通し、前記駆動素子の配線部に導通する貫通導電部が設けられ、
    前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って、前記上段部の上面から前記下段部の上面まで引き回された配線により、前記貫通導電部と前記半導体素子の接続端子との間が接続されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
14. 液滴を吐出するノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の上面側に配設されて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、前記流路形成基板に設けられた前記駆動素子を覆って設けられる封止基板と、該封止基板の上面側に配設され前記駆動素子を駆動する半導体素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記封止基板の前駆体となるシリコン基板をエッチングし段差構造を形成し、該段差構造の下段部に貫通孔を設けて前記封止基板を形成する工程と、
    前記貫通孔内に、前記駆動素子に接続する配線部を配置させるように位置合わせして、前記流路形成基板上に前記封止基板を設ける工程と、
    前記貫通孔内に導電材料を埋め込むことにより、前記下段部に貫通導電部を形成する工程と、
    前記上段部上に半導体素子を設ける工程と、
    前記上段部と前記下段部とを連続させる段差面上を通って引き回され、前記半導体素子の接続端子と前記貫通導電部との間を接続する配線を形成する工程と、
    を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
15. 請求項１３に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
    
    

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