专利名称：制造结合基板的方法和用于结合基板的基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造结合基板的方法和用于结合基板的基板，在结合基板中，形成在第一基板上的第一接线端结合到形成在第二基板上的第二接线端上。
背景技术：
US 2004/113994 A公开了一种制造喷墨头的方法，该方法包括将热固性环氧基树脂(热固性粘合剂)转印到多个接线端(金属芯子)上，这些接线端(金属芯子)具有形成在它们的表面上的焊料(焊料层)；并通过焊料和环氧基树脂将这些接线端结合到形成在单独电极上的焊盘部分(第二接线端)上。在该方法中，为了将焊盘部分结合到接线端上，首先将已经转印有环氧基树脂的接线端挤压到焊盘部分上。在此情形下，环氧基树脂移动到焊盘部分与接线端的外围，并从焊盘部分与接线端之间排出。这样，环氧基树脂包围焊盘部分、接线端以及焊料。接着，焊料开始由于加热而熔化，且接线端接近焊盘部分。然后，包围着焊盘部分、接线端以及焊料的环氧基树脂固化。然后在焊料固化后，接线端与焊盘部分结合，从而它们彼此电连接。这样，环氧基树脂定位成包围焊盘部分、接线端以及焊料。因此能抑制熔化的焊料延伸到环氧基树脂的外部。
发明内容
然而，本发明人进行的研究的结果表明，根据US2004/113994 A中公开的技术，取决于焊料的种类与结合条件，形成在接线端(金属芯子)的表面上的大量焊料中的一些焊料可能不电结合到焊盘部分上。
本发明提供制造结合基板的方法和用于结合基板的基板，所述结合基板能够以很高的可靠性电结合第一接线端和第二接线端。
根据本发明的一个方面，提供一种制造结合基板的方法，在所述结合基板中，形成在第一基板上的多个第一接线端电结合到形成在第二基板上的多个第二接线端上，该方法包括在该第一基板上形成第一接线端，第一接线端中的每个第一接线端具有从第一基板的表面伸出的金属芯子，每个金属芯子涂布有焊料层，该焊料层在熔点方面比金属芯子低；在该第二基板上形成导电的第二接线端；以及通过在对第一基板和第二基板施加压力的同时加热第一基板和第二基板而将第一接线端电结合到第二接线端上。在第一接线端的形成中，金属芯子的从第一基板的所述表面起在第一基板的厚度方向上的高度与焊料层的在第一基板的厚度方向上的厚度的比值在从1∶1至2∶1的范围内。
本发明人在如下的假设下进行了研究，该假设即金属芯子的高度与焊料的厚度的某些比值将引起在US2004/113994 A中公开的技术中的焊料不与焊盘部分电结合。结果，发明人发现因为在US2004/113994A中的设计中的芯子高度(30微米)与设计的焊料厚度(7至8微米)的比值约为3.75∶1至4.29∶1，这是非常大的，从而实际芯子高度的变化范围以及芯子高度与焊料层厚度r的实际和的变化范围彼此部分地重叠。即，发明人发现实际芯子高度的最大值比芯子高度与焊料层厚度的实际和的最小值大。由于这一现象的出现，根据US2004/113994 A中公开的技术，焊盘部分和焊料可能不彼此电结合。相反地，根据上述方法，金属芯子的高度设置为比较小的值，该值等于或小于焊料层厚度的两倍的值。因此，实际金属芯子高度的变化范围几乎不与金属芯子高度和焊料层厚度的实际和的变化范围重叠。即，实际金属芯子高度的最大值几乎不比金属芯子高度与焊料层厚度的实际和的最小值大。因此能够以很高的可靠性将第一接线端与第二接线端电结合。此外，不用担心金属芯子的高度比焊料层的厚度小。因而，能够防止金属芯子与焊料层之间的粘着降低。
而且，第一接线端与第二接线端的电结合可以包括在对第一基板和第二基板施加压力的同时，以小于焊料层的熔点且小于金属芯子的熔点的温度加热焊料层。
而且，该方法还可以包括将热固性粘合剂涂敷到第一接线端和第二接线端两者中的至少一种接线端上。在热固性粘合剂的涂敷之后，在对第一基板和第二基板施加压力的同时，可以以如下的温度加热第一基板和第二基板而将第一接线端电结合到第二接线端上，该温度(i)等于或高于热固性粘合剂的固化温度、(ii)等于或高于焊料层的熔点、且(iii)低于金属芯子的熔点。
根据该方法，包围着两种接线端的热固性粘合剂在结合过程中固化。因此，能增强第一接线端与第二接线端之间的结合力，且熔化的焊料层几乎不流动和伸展到热固性粘合剂的外部。
而且，该方法还可以包括将热固性粘合剂涂敷到第一接线端和第二接线端两者中的至少一种接线端上。在热固性粘合剂的涂敷之后，在对第一基板和第二基板施加压力的同时，可以以如下的温度加热第一基板和第二基板而将第一接线端电结合到第二接线端上，该温度(i)等于或高于热固性粘合剂的固化温度、(ii)低于焊料层的熔点、且(iii)低于金属芯子的熔点。
根据该方法，包围着两种接线端的热固性粘合剂在结合过程中固化。因此，能增强第一接线端与第二接线端之间的结合力，而且，由于焊料层不熔化，所以焊料层更难于伸展到其周围。
而且，第一基板可以具有柔性。这样，即使在实际金属芯子高度比金属芯子的高度与焊料层的厚度的实际和大，也能挤压并弯曲具有柔性的第一基板从而补偿两者之间的差。因此能确定地将第一接线端与第二接线端电结合。
而且，在第一接线端的形成中，金属芯子的从第一基板的所述表面起在第一基板的厚度方向上的高度与焊料层的在第一基板的厚度方向上的厚度的比值在从1∶1至1.8∶1的范围内。这样，第一接线端与第二接线端在结合过程中更确定地电结合。
在第一接线端的形成中，焊料层的厚度可以在从13.3微米至20微米的范围内。这样，能够增强由于焊料层在结合过程中的变软而吸收在第一基板的厚度方向上的变化的效果。
焊料层可以包括无Pb焊料。这样，即使采用熔点比含Pb焊料高的无Pb焊料作为焊料层，也能确定地将第一接线端与第二接线端电结合。
金属芯子可以包括镍。这样，增强了焊料层与金属芯子之间的粘着。
根据本发明的另一方面，基板包括表面以及在该表面上的多个第一接线端，这些第一接线端将电结合到形成在另一基板上的多个第二接线端上。第一接线端将电结合到形成在另一基板上的多个第二接线端上。第一接线端中的每个第一接线端包括从该表面伸出的金属芯子。每个金属芯子涂布有焊料层，该焊料层在熔点方面比金属芯子低。金属芯子的从该表面起在基板的厚度方向上的高度与焊料层的在基板的厚度方向上的厚度的比值在从1∶1至2∶1的范围内。
根据这一结构，金属芯子的高度设置为比较小的值，该值等于或小于焊料层厚度的两倍的值。因此，实际金属芯子高度的变化范围几乎不与金属芯子高度和焊料层厚度的实际和的变化范围重叠。即，实际金属芯子高度的最大值几乎不比金属芯子高度与焊料层厚度的实际和的最小值大。因此能够以很高的可靠性将第一接线端与第二接线端电结合。此外，不用担心金属芯子的高度比焊料层的厚度小。因而，能够防止金属芯子与焊料层之间的粘着降低。
图1为具有通过根据本发明第一实施例的制造方法制造的结合基板的喷墨头的概略透视图。
图2为沿图1的线II-II的剖视图。
图3为图2示出的头本体从其顶部观察时的平面图。
图4为图3中示出的点划线包围的区域的放大平面图。
图5为沿图4的线V-V的剖视图。
图6A为示出致动器单元与FPC之间的结合结构的局部放大剖视图，且图6B为致动器单元的局部放大平面图。
图7为示出相对于芯子高度与焊料层厚度的比值而言芯子高度以及接线端高度的变化范围的图。
图8为示出在对每个预定比值进行剥离试验后的接线端破坏状态的图。
图9为喷墨头制造过程的流程图。
图10为喷墨头制造过程的流程图。
图11A至11D为示出将粘合剂涂敷到FPC的接线端上的涂敷过程图。
图12A至12C为示出头本体和FPC之间结合的结合过程图。
图13为通过根据本发明第二实施例的制造结合基板的制造方法制造的喷墨头的局部剖视图。
图14为通过根据本发明第一实施例的变型的制造结合基板的方法制造的喷墨头的局部剖视图。
图15A为示出在FPC上(在通孔中和在覆盖膜的下表面上)形成芯子的状态的视图，且图15B为示出在芯子上形成焊料层的状态的视图。
图16A和16B为接线端51(51a至51d)的示意图。
具体实施例方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。
将对具有通过根据本发明第一实施例的制造方法制造的结合基板的喷墨头进行描述。根据该实施例的基板的实例包括安置有电子元件的电路板、安置有导线及接线端的基板、以及具有将结合到那些基板的接线端上的接线端的板状构件。用作为第一基板的柔性印刷电路(FPC)50以及用作为第二基板的致动器单元21(稍后将描述这两种基板)相互结合，从而形成结合基板。
图1为示出具有上述结合基板的喷墨头外观的透视图。图2为沿图1的线II-II的剖视图。如图1所示，喷墨头1包括头本体70、基块71以及FPC50。该头本体70具有在主扫描方向上延伸的矩形平面形状。该基块71设置在头本体70上方，且具有两个在其内形成的贮墨器3。该FPC50结合到头本体70的上表面上。
如图2所示，头本体70包括形成有墨通道的通道单元4、以及通过热固性粘合剂结合到该通道单元4的上表面上的多个致动器单元21。通道单元4具有的结构使得多个薄片相互层压并结合。此外，头本体70的底面形成为喷墨表面70a，在该喷墨表面70a中形成大量具有很小直径的喷嘴8(见图5)。另一方面，具有柔性的FPC50结合到每个致动器单元21的上表面上，并在图2中向上弯曲和收回的同时向左或向右收回。
图3为头本体70从其顶部观察时的平面图。如图3所示，通道单元4具有在主扫描方向上延伸的矩形平面形状。在图3中，设置在通道单元4内的集管通道5由虚线表示。墨从基块71的贮墨器3通过多个开口3a供应到集管通道5中。集管通道5分支成多个与通道单元4的纵向方向(主扫描方向)平行地延伸的副集管通道5a。
每个都具有梯形平面形状的四个致动器单元21结合到通道单元4的上表面上。这四个致动器单元21按Z字形排列成两行，从而避开开口3a。每个致动器单元21设置成使得其平行对边(上边和下边)在通道单元4的纵向方向上延伸。所述多个开口3a在通道单元4的纵向方向上排列成两行，使得总共十个开口3a、即每行五个定位成不干涉致动器单元21。相邻致动器单元21的斜边在通道单元4的宽度方向(副扫描方向)上部分地相互重叠。
在喷墨表面70a中，大量喷嘴8排列成矩阵的喷墨区域形成为与结合致动器单元21的每个区域对应。压力室组9形成在通道单元4的与致动器单元21对置的上表面中。在每个压力室组9中，大量压力室10(见图5)排列成矩阵。换言之，每个致动器单元21具有的尺寸包含构成对应压力室组9的大量压力室10。
回到图2，基块71由如不锈钢的金属材料制成。基块71中的每个贮墨器3为在基块71的纵向方向上延伸的大致长方体的中空区域。贮墨器3通过设置在贮墨器3的一端处的开口(未示出)从墨容器(未示出)供应墨，从而贮墨器3总是充满墨。该墨容器安装在外部。贮墨器3设有在贮墨器3的延伸方向上布置成两行的总共十个开口3b。这些开口3b设置成使墨流出。这些开口3b设置成Z字形，从而连接到通道单元4的开口3a上。即，贮墨器3的十个开口3b在平面图中具有与通道单元4的十个开口3a相同的位置关系。
基块71的下表面73在开口3b的邻近部分73a中相对于这些邻近部分73a的周边向下伸出。基块71仅在开口3b的伸出的邻近部分73a中抵靠通道单元4上表面中的开口3a的邻近部分。因此，开口3b的除了邻近部分73a以外的任何区域与头本体70分开，而致动器单元21设置在这些分开的区域内。
保持器72包括用于保持基块71的保持部分72a、以及一对伸出部分72b。这些伸出部分72b沿副扫描方向彼此间隔地设置。伸出部分72b从保持部分72a的上表面向上伸出。基块71固定地结合到在保持器72的保持部分72a的下表面中形成的凹部内。结合到对应致动器单元21上的每个FPC50通过由海绵等制成的弹性件83而设置成顺着保持器72的对应伸出部分72b的表面。驱动器IC80设置在FPC50上，而FPC50设置在保持器72的伸出部分72b的表面上。即，FPC50电连接到驱动器IC80以及头本体70的致动器单元21上，从而能将从驱动器IC80输出的驱动信号传输到致动器单元21。
大致为长方体的散热器82设置成与每个驱动器IC80的外侧表面紧密接触。这样，散热器82耗散掉在驱动器IC80中产生的热。连接到每个FPC50外侧上的板81设置在对应驱动器IC80和对应散热器82上方。密封件84分别放置在散热器82的上表面和板81之间以及在散热器82的下表面和FPC50之间，从而防止灰尘或墨进入到喷墨头1的本体中。
图4为图3中示出的点划线包围的区域的放大平面图。如图4所示，在通道单元4的与致动器单元21相对的区域中，四个副集管通道5a与通道单元4的纵向方向(主扫描方向)平行地延伸。分别与喷嘴8连通的大量单独墨通道7(见图5)连接到每个副集管通道5a上。
在通道单元4的上表面中，包括大量压力室10的压力室组9形成在与每个致动器单元21相对的区域内，这些压力室10每个都具有接近菱形的平面形状。压力室组9具有与致动器单元21的外形大致一样大的梯形形状。为每个致动器单元21形成这一压力室组9。属于压力室组9的每个压力室10在其长对角线的一端处与其对应喷嘴8连通，且在该长对角线的另一端处通过孔隙12与副集管通道5a连通。如稍后将描述的那样，单独电极35(见图6A和6B)在致动器单元21上排列成矩阵，从而分别与压力室10对置。每个单独电极35在平面图中具有接近菱形的形状，而且比压力室10小一号尺寸。附带提及，在图4中，为了容易理解附图，由实线表示因为位于致动器单元21之下而应由虚线表示的压力室10、孔隙12和喷嘴8。
接着将描述头本体70的剖面结构。图5为沿图4的线V-V的剖视图，示出了单独墨通道。在本实施例中，每个单独墨通道7一度向上延伸，并达到在通道单元4的上表面中形成的对应压力室10的一个端部。而且，单独墨通道7从水平延伸的压力室10的另一端部倾斜向下延伸。因此，单独墨通道7连接到形成在通道单元4的下表面中的对应喷嘴8上。作为一个整体，每个单独墨通道7都具有拱形形状，且对应的压力室10设置在该单独墨通道7的顶部上。因此，能够以高密度设置单独墨通道7，从而墨能够平稳地流动。
如从图5中可理解的那样，头本体70具有由位于上侧的致动器单元21和位于下侧的通道单元4构成的层压结构。单元4和21都通过层压多个薄片而构成。如稍后将详细描述的那样，在这些薄片中，在每个致动器单元21中层压四个压电片41至44(见图6A和6B)并设置电极。在压电片41至44中，只有最上层为具有在电场施加到该压电层上时用作为工作部分的部分的压电层(以下称为“具有工作部分的层”)。其它三个压电层为没有工作部分的非工作层。
另一方面，通道单元4通过层压总共九个片材而构成，这些片材用作空腔板22、基板23、孔隙板24、供应板25、集管板26至28、盖板29以及喷嘴板30。
空腔板22为金属板，其中用于形成压力室10的空间的大量接近菱形的孔设置在粘贴致动器单元21的范围内。基板23为金属板，其中针对空腔板22的每个压力室10，设置在压力室10与孔隙12之间的连通孔、以及在压力室10与喷嘴8之间的连通孔。
孔隙板24为金属板，其中针对空腔板22的每个压力室10，除了将用作为孔隙12的孔之外，还设置在压力室10与对应喷嘴8之间的连通孔。供应板25为金属板，其中针对空腔板22的每个压力室10，设置在孔隙12与副集管通道5a之间的连通孔、以及在压力室10与对应喷嘴8之间的连通孔。各个集管板26至28都为金属板，其中针对空腔板22的每个压力室10，设置在压力室10与对应喷嘴8之间的连通孔。盖板29为金属板，其中针对空腔板22的每个压力室10，设置在压力室10与对应喷嘴8之间的连通孔29a。喷嘴板30为金属板，其中针对空腔板22的每个压力室10设置喷嘴8。
这九块板22至30相互对准并层压，从而如图5所示形成单独墨通道7。在本实施例中，构成通道单元4的这九块板由同一种金属材料制成。尽管采用了SUS430，但是可以采用如SUS316或42合金的其它金属材料。可替换地，板22至30可由不同的金属材料制成。
如从图5显而易见，压力室10以及孔隙12在各块板的层压方向上设置在不同水平面上。因此，如图4所示，在与致动器单元21相对的通道单元4中，与一个压力室10连通的孔隙12能在平面图中设置在与所述一个压力室10相邻的另一压力室10相同的位置中。这样，压力室10相互紧密接触，并以较高密度排列。因此，通过占据比较小的区域的喷墨头1能实现高分辨率的图像打印。
接着将描述致动器单元21与FPC50之间的结合结构。图6A为示出致动器单元21与FPC50之间的结合结构的局部放大剖视图。图6B为致动器单元21的局部放大平面图。
如图6A所示，致动器单元21包括四个压电片41至44，每个压电片都形成为具有约15微米的同一个厚度。压电片41至44形成为连续的薄层状平板(连续的平板层)，从而设置在构成压力室组9的大量压力室10上。当压电片41至44设置为大量压力室10上的连续平板层时，单独电极35能够例如采用丝网印刷技术以高密度设置在压电片41上。因此，也能以高密度设置将要形成在与单独电极35对应的位置中的压力室10。因此，能够打印高分辨率的图像。压电片41至44由具有铁电性的锆钛酸铅(PZT)基陶瓷材料制成。
在本实施例中，单独电极35只形成在最上层的压电片41上。在全部片表面上(在压电片41的全部后表面上)形成的厚度约为2微米的公共电极34放置在最上层的压电片41与位于压电片41之下的压电片42之间。在压电片42与压电片43之间或在压电片43与压电片44之间没有设置电极。单独电极35以及公共电极34由例如Ag-Pd基金属材料制成。
如图6B所示，每个单独电极35包括主电极区域35a以及辅助电极区域35b。主电极区域35a设置在主电极区域35a与压力室10对置的位置中。辅助电极区域35b连接到主电极区域35a上，并从主电极区域35a的锐角部分引出到辅助电极区域35b不面对压力室10的位置。主电极区域35a具有接近菱形的平面形状，该形状与压力室10大致类似，且其凸角部分由曲线形成。大致圆形的焊盘36(用作为第二接线端)设置在焊盘36与辅助电极区域35b的末端接触的位置中。如图6B所示，焊盘36与空腔板22的没有形成压力室10的区域对置。焊盘36例如由含有玻璃粉的金制成。如图6A所示，焊盘36形成在辅助电极部分35b端部的平面上。公共电极34在未示出的区域内接地。因此，在该实施例中，公共电极34在与所有的压力室10对应的区域内维持在恒定电位或地电位上。
如图6A所示，FPC50包括基膜49、由铜箔制成并形成在该基膜49的下表面上的多根导线48、以及大致覆盖基膜49的所有下表面的覆盖膜40。在覆盖膜40中，在与每根导线48的一个端部面对的位置中形成通孔45。每根导线48的该端部具有直径扩大了的圆形形状。通孔45形成为具有比每根导线48的一个端部的直径小的直径。即，如图6A所示，每根导线48的所述一个端部的外周缘部分由覆盖膜40覆盖。FPC50的接线端51(用作为第一接线端)通过通孔45而结合到导线48的所述一个端部上。导线48的另一个端部电连接到驱动器IC80上。
基膜49以及覆盖膜40为具有绝缘性质的片件。在本实施例中的FPC50中，基膜49由聚酰亚胺树脂制成，而覆盖膜40由感光材料制成。基膜49以及覆盖膜40都具有柔性。因为覆盖膜40由感光材料制成，所以容易形成大量通孔45。
接线端51包括具有导电性的芯子52(用作为金属芯子)以及具有导电性的焊料层53。例如，芯子52包括镍或由镍制成。焊料层53形成为覆盖芯子52的表面。接线端51形成为在覆盖覆盖膜40的下表面40a内的通孔45的外周缘的同时封闭通孔45，从而凸向压电片41。如图6A所示，热固性粘合剂54设置在接线端51的外周中。接线端51的焊料层53的末端部分以及焊盘36相互抵靠，从而相互电连接。而且，包围着焊盘36以及接线端51的热固性粘合剂54使压电片41与覆盖膜40的下表面40a结合。热固性粘合剂54为具有绝缘性质的环氧基试剂。因为热固性粘合剂54包围接线端51和焊盘36从而将它们彼此结合，从而能够抑制因为加热而熔化的焊料层53流出到外围。与之相应地，能防止单独电极35短路。
在本实施例中，采用Sn-3Ag-0.5Cu(锡-银-铜)合金作为焊料层53。该合金为无铅焊料，其中将Cu(铜)添加到Sn-Ag基(高熔点)焊料中，且其熔点为218℃。例如，焊料层53可由添加有其它金属例如Bi(铋)的Sn-Ag基焊料形成。另外，不仅可采用三元系合金，而且可采用四元系合金。可采用Sn-Cu基焊料或Sn-Sb(锑)基焊料而不是Sn-Ag基焊料作为高熔点焊料。焊料层53可以不是由高熔点焊料形成而是由中熔点焊料或低熔点焊料形成。可采用Sn-Zn(锌)基焊料作为中熔点焊料。可采用Sn-Bi基焊料或Sn-In(铟)基焊料作为低熔点焊料。这些中熔点焊料和低熔点焊料可以为添加有其它金属的三元系或四元系焊料。在芯子52由镍制成时，能改善芯子52与由这种材料制成的焊料层53之间的粘着。
FPC50具有大量接线端51。接线端51设计成与焊盘36一一对应。因此，分别电连接到焊盘36上的单独电极35分别通过在FPC50中彼此独立的导线48连接到驱动器IC80上。因此，每个单独电极35的电位能针对其对应的压力室10而单独地受控制。
这里，将在以下对芯子52的从下表面40a起的高度和焊料层53厚度的比值与在形成芯子52及焊料层53时产生的芯子高度及接线端高度的变化之间的关系进行描述。图7为示出当接线端51的从下表面40a起的伸出高度约为40微米时相对于芯子52高度与焊料层53厚度的每个比值而言芯子52高度的变化范围以及接线端51高度的变化范围(芯子52高度与焊料层53厚度的和的变化范围)的图。图7中的纵坐标表示高度，而横坐标表示芯子高度与焊料层厚度的比值。芯子高度的变化范围以及接线端高度的变化范围是通过对为芯子高度与焊料层厚度的每个比值制作的20个芯子和20个接线端进行测量而获得的值来表达的。
这里，将对用于测量芯子52的从覆盖膜40的下表面40a(FPC50的表面)起的高度、焊料层53的在FPC50的厚度方向上的厚度以及接线端51的在FPC50厚度方向上的高度的方法进行描述。如稍后详细描述的那样，芯子52通过电镀法形成在通孔45内并形成在覆盖膜40的下表面40a上(见图15A)，然后，焊料层53通过电镀法形成在芯子52上(见图15B)。如图15A所示，长成的芯子52的轮廓具有三个部分，即，笔直部分S以及在该笔直部分S的两侧上的弯曲部分R1、R2。该笔直部分S连接弯曲部分R1、R2。电镀法使芯子52(例如镍)各向同性地生长。因此，发明人假设(i)弯曲部分R1、R2为具有相同曲率半径r的圆弧，(ii)笔直部分S与覆盖膜40的下表面40a平行，且
(iii)笔直部分S的宽度与通孔45的宽度w相等。
如从图15A显而易见，芯子52的高度h等于弯曲部分R1、R2的曲率半径r。因为通孔45由光刻法(如后所述)形成，所以预先知道通孔45的宽度w。在通孔45中并在覆盖膜40的下表面40a上形成芯子52后，使用尼康公司生产的光学显微镜NEXIV VM-500N对芯子52的从弯曲部分R1侧上的一端到弯曲部分R2侧上的另一端的宽度x进行测量。具体而言，使用该光学显微镜从上方二维观察芯子52来测量芯子52的宽度x。可替换地，可以使用扫描电子显微镜进行该测量。然后，能通过表达式(1)得到芯子52的高度h。
h=x-w2---(1)]]>可替换地，可采用接触型步进仪来测量芯子52的高度h。
之后，通过电镀法在高度已知的芯子52上形成焊料层53。焊料层53的轮廓(即接线端51的轮廓)也具有三个部分，即，笔直部分S′以及在该笔直部分S′两侧上的弯曲部分R1′、R2′。该笔直部分S′连接弯曲部分R1′、R2′。电镀法也使焊料层53(如SnAgCu合金)各向同性地生长。因此，发明人假设(iv)弯曲部分R1′、R2′为具有相同曲率半径r′的圆弧，(v)笔直部分S′与覆盖膜40的下表面40a及芯子52的笔直部分S平行，且(vi)笔直部分S′的宽度与通孔45的宽度w相等。
如从图15B显而易见，接线端51的从覆盖膜40的下表面40a起的高度(t+h)与弯曲部分R1′、R2′的曲率半径r′相等。在芯子52上形成焊料层53后，使用光学显微镜NEXIV VM-500N对接线端51的从弯曲部分R1′侧上的一端到弯曲部分R2′侧上的另一端的宽度y进行测量。具体而言，使用该光学显微镜从上方二维观察接线端51(焊料层53)来测量接线端51的宽度y。可替换地，可以使用扫描电子显微镜进行该测量。然后，通过表达式(2)得到接线端51的高度(t+h)。
t+h=y-w2---(2)]]>可替换地，可采用接触型计步器来测量接线端51的高度(t+h)。
最后，因为已经知道芯子52的高度h以及接线端51的高度(t+h)，所以焊料层53的在FPC50的厚度方向上的厚度t能通过表达式(3)获得。
t=y-w2-h---(3)]]>回到图7，接线端51高度的下限值(变化的下限值)以及芯子52高度的上限值(变化的上限值)在芯子高度与焊料层厚度的比值为1.95∶1即该比值约为2∶1的点处开始彼此重叠。在该比值高于2∶1时，接线端51高度的变化范围以及芯子52高度的变化范围有在很大程度上彼此重叠的倾向。相反地，在该比值等于或小于2∶1时，接线端51高度的变化范围以及芯子52高度的变化范围几乎不彼此重叠。
将参考图16对接线端51的高度与芯子52的高度之间的关系进行描述。图16A和16B为接线端51的示意图。为了便于描述，在图16A以及16B中省略了热固性粘合剂54。在图16A中，在形成于同一基板(例如FPC50)上的接线端51中，接线端51a具有最小的高度(t+h)min，而在形成于同一基板上的接线端51的芯子52中，接线端51b的芯子52具有最大的高度hmax。接线端51a和51b满足以下关系hmax≤(t+h)min(4)换言之，图16A示出接线端51高度的变化范围以及芯子52高度的变化范围不彼此重叠的状态。
在致动器单元21(焊盘36；在图16A中没有示出)以及FPC50(接线端51)相互结合时，接线端51a和51b被压向致动器单元21并压靠在其上。具体地，首先，接线端51b的焊料层53的顶部抵靠致动器单元21的对应焊盘36，且接线端51b的焊料层53由于来自致动器单元21的焊盘36的反作用力而开始变形，而接线端51a不与任何焊盘36接触。因为焊料层53是相对柔软的，所以该反作用力使接线端51b的焊料层53变形。在接线端51b的焊料层53正变形的同时，接线端51b的芯子52接近致动器单元21。在接线端51a的焊料层53抵靠致动器单元21时，接线端51a的焊料层53也由于来自致动器单元21的反作用力而开始变形。最终，致动器单元21位于某一水平面L2处。换言之，作为致动器单元21以及FPC50的结合处理的结果，接线端的最高水平面(L1)下降到所述某一水平面L2。图16A示出水平面L2与接线端51b的芯子52的顶部完全一致的情形。因为表示水平面L2的虚线与接线端51a和51b都相交，所以致动器单元21能确定地与接线端51a和51b电接触。即，在接线端51高度的变化范围与芯子52高度的变化范围不彼此重叠时，致动器单元21的焊盘36能可靠地与FPC50的接线端51电接触。
回到图7，因此理解到优选芯子52的高度与焊料层53的厚度的比值等于或低于2∶1。该比值可等于或小于1.8∶1。在该比值为2∶1时，如上所述，二者的变化范围正好稍微彼此重叠。因此，如果接线端51形成在太硬而不能弯曲的基板上，则可能阻止接线端51和焊盘36彼此电结合。然而，因为在本实施例中接线端51形成在具有柔性的FPC50上，所以在接线端51与焊盘36彼此结合时FPC50稍微弯曲，使得接线端51接近焊盘36。因此，即使该比值为2∶1，如稍后将描述的那样，接线端51和焊盘36也由于吸收焊料层53的变化的效果而能够彼此电结合。
另一方面，在图16B中，在形成于同一基板(例如FPC50)上的接线端51中，接线端51c具有最小的高度(t+h)min，而在形成于同一基板上的接线端51的芯子52中，接线端51d的芯子52具有最大的高度hmax。接线端51c和51d满足以下关系hmax＞(t+h)min(5)换言之，图16B示出接线端51高度的变化范围以及芯子52高度的变化范围彼此重叠的状态。
在该情形下，即使基板(接线端51c、51d)受挤压直到接线端51d的芯子52抵靠致动器单元21，致动器单元21(焊盘36)也不与位于与水平面L2′充分分开的水平面L3′处的接线端51c接触。应注意到，因为接线端51的芯子52相对较硬，所以仅通过将接线端51压靠在致动器单元21上不会使接线端51的芯子52变形。因此，在接线端51高度的变化范围与芯子52高度的变化范围彼此重叠时，致动器单元21的焊盘36可能不与FPC50的接线端51电接触。
回到图7，在所述比值远高于2∶1时，如上所述，二者的变化范围在很大程度上彼此重叠。即使FPC50稍微弯曲，也不能通过吸收焊料层53的变化的效果以及FPC50的弯曲而吸收变化范围的重叠。因此，一些接线端51以及一些焊盘36可能不彼此接触地结合，或可能不充分地结合。
在所述比值等于或低于1.8∶1时，二者的变化范围不彼此重叠。因此，即使不能期望FPC50的弯曲效应太多，接线端51以及焊盘36也由于吸收焊料层53的变化的效果而能够确定地彼此接触地结合。
图8示出表示在对每个预定比值进行剥离试验后的接线端破坏状态的图。在图8中，纵坐标表示第一至第三模式的占有率，而横坐标表示芯子高度与焊料层厚度的比值。
这里的剥离试验为如下的破坏性试验。即，在接线端51以及焊盘36彼此结合之后，采用锋利的刀刮擦在接线端51与FPC50之间的边界的外围，从而将FPC50从致动器单元21上剥离。在视觉上观察FPC50的接线端状况，并判断接线端状况属于哪种模式，即第一模式、第二模式或第三模式。第一模式表示如下情形，在该情形中，在与焊盘36结合的接线端51被剥离时，导线48的与接线端51结合的一个端部从FPC50上剥离。第二模式表示如下情形，在该情形中，在与焊盘36结合的接线端51被剥离时，接线端51在接线端51与导线48之间的边界附近被剥离。第三模式表示如下情形，在该情形中，在与焊盘36结合的接线端51被剥离时，接线端51在芯子52与焊料层53之间的边界附近被剥离。
将描述每种模式中的质量。在剥离状况属于第一模式时，则断定芯子52与焊料层53之间的结合、接线端51与焊盘36之间的结合以及接线端51与导线48之间的结合是牢固的。因此，接线端形成状态良好。在剥离状况属于第二模式时，则断定接线端51与导线48之间的结合强度比第一模式中的结合强度小，但芯子52与焊料层53之间的结合以及接线端51与焊盘36之间的结合是牢固的。因此，接线端形成状态是可实用的且是良好的。然而，在剥离状况属于第三模式时，断定由于芯子52的与焊料层53结合的表面积较小导致芯子52与焊料层53之间的粘着力较小。因此，接线端形成状态不佳。
图8示出如下获得的第一至第三模式的份额(图8中示出的阴影线区域)。对芯子52的高度与焊料层53的厚度的每个预定比值进行剥离试验。然后确定多个接线端的状态属于哪种模式，即第一模式、第二模式或第三模式。之后，将被视为在第一模式下破坏的接线端的数目除以接线端的总数。这样针对这些比值获得的值以黑点图示。将被视为在第一和第二模式下破坏的接线端的数目除以接线端的总数。这样针对这些比值获得的值以三角点图示。这些黑点通过直线彼此连接，且这些三角点通过直线彼此连接，从而示出第一至第三模式的份额(图8中示出的阴影线区域)。
如图8所示，在芯子高度与焊料层厚度的比值为5.85∶1时，当结合到焊盘36上的接线端51被剥离时第一模式下的破坏占53％。第二模式下的破坏占剩下的47％。当芯子高度与焊料层厚度的比值为3.56∶1时，第一模式下的破坏占68％，而第二模式下的破坏占剩下的32％。当芯子高度与焊料层厚度的比值为1.5∶1时，第一模式下的破坏占55％，而第二模式下的破坏占剩下的45％。当芯子高度与焊料层厚度的比值为0.59∶1时，第一模式下的破坏占5％，而第三模式下的破坏占剩下的95％。当芯子高度与焊料层厚度的比值为0.36∶1时，第三模式下的破坏占100％。因此，第一模式下的破坏在所述比值从1.5∶1变为1∶1时突然减小。在连接黑点的直线与连接三角点的直线彼此相交的点处，即，在芯子高度与焊料层厚度的比值为1∶1时，第一模式下的破坏变为30％，而第二模式下的破坏变为70％。如图8所示，当该比值低于1∶1时，除了第一模式下的破坏之外的所有破坏发生在第三模式下。相反地，当该比值不低于1∶1时，除了第一模式下的破坏之外的所有破坏发生在第二模式下。
因而从图8中理解到，芯子高度与焊料层厚度的比值的下限值为1∶1。当芯子高度与焊料层厚度的比值等于或大于1∶1时，只在第一模式和第二模式下发生破坏。因此，每个接线端51达到可实用的水平。相反地，在该比值低于1∶1时，第一模式下的破坏减小而第三模式下的破坏增加。因此，一些接线端51没有达到可实用的水平。因此，在将芯子高度与焊料层厚度的比值的下限值设置在1∶1时，改善了形成接线端51的状态。即，当每个接线端51中的芯子52的高度与焊料层53的厚度的比值等于或大于1∶1时，芯子52的紧密粘附到焊料层53上的表面积能保持为足够大到将芯子52与焊料层53之间的粘着保持为比芯子52与导线48之间的结合强度高。如果该比值低于1∶1，就不能将芯子52的表面积保持为足够大到将芯子52与焊料层53之间的粘着保持为比芯子52与导线48之间的结合强度高。即，将在第三模式下发生破坏。
在本实施例的所述多个接线端51中，芯子52从下表面40a起平均约为24.8微米高，而焊料层53平均约为16.5微米厚。即，在每个接线端51中，芯子52的高度与焊料层53的厚度的比值约为1.5∶1。当构成接线端51的芯子52与焊料层53之间的该比值为1.5∶1时，该比值被置于上限值1.8∶1与下限值1∶1之间的范围内，从而第一模式下的破坏达到50％或更高。因此，在形成接线端51时，不必担心芯子52的变化范围与焊料层53的变化范围彼此重叠。另外，接线端51在接线端51与焊盘36之间具有良好的结合状况。因此，提高了接线端51的可靠性。此外，如果芯子高度与焊料层厚度的比值在从1∶1到2∶1的范围内会很好。因此，在接线端高度设置在约40微米时，焊料层53的厚度可设置在从约13.3微米到约20微米的范围内。当焊料层53的厚度设置在该范围内时，能够改善由焊料层53在接线端51与焊盘36彼此结合时变软而引起的吸收变化的效果。即，焊料层53变得比上述公开中的焊料层厚，从而能扩大能够吸收接线端高度变化的范围。
接着，将对用于驱动每个致动器单元21的方法进行描述。致动器单元21中的压电片41具有在压电片41的厚度方向上的极化方向，该极化方向与施加电场的方向相同。即，致动器单元21具有所谓的单压电晶片型结构，在该结构中，在上侧(即远离压力室10)的一个压电片41被设置为存在工作部分的层，而在下侧(即，靠近压力室10)的三个压电片42至44被设置为非工作层。因此，当单独电极35设置在正或负的预定电位时，压电片41中的电极之间的每个电场施加部分将用作为工作部分(压力产生部分)，从而由于横向压电效应而在与极化方向垂直的方向上收缩。
另一方面，因为压电片42至44不受任何电场的影响，从而它们不能自发移位。因此，在上层压电片41和各个下层压电片42至44之间，出现在与极化方向垂直的方向上的应变差异，使得作为一个整体的压电片41至44试图变形为在非工作侧凸起(单压电晶片变形)。在该情形下，如图6A所示，由压电片41至44构成的致动器单元21的下表面固定到形成压力室的隔膜(空腔板22)的上表面上。因此，压电片41至44变形为在压力室侧凸起。因此，每个压力室10的容积减小，从而墨的压力增大。这样将墨从对应的喷嘴8排出。之后，在单独电极35恢复到与公共电极34相同的电位时，压电片41至44恢复到它们的初始形状，从而每个压力室10的容积恢复到它的初始容积。因此，压力室10从集管通道5抽吸墨。
根据另一驱动方法，每个单独电极35可预先设置在与公共电极34的电位不同的电位。在该方法中，单独电极35一旦在存在排出请求时就设置在与公共电极34相同的电位。之后，在预定的时刻再次将单独电极35设置在与公共电极34的电位不同的电位。在该情形下，在单独电极35具有与公共电极34的电位相同的电位时的时刻，压电片41至44恢复到它们的初始形状。因此，压力室10的容积与其(在单独电极35和公共电极34的电位不同的状态下的)初始容积相比增大了，使得通过集管通道5将墨抽吸到压力室10中。之后，在再次将单独电极35设置在与公共电极34的电位不同的电位时的时刻，压电片41至44变形为在压力室10侧凸起。由于压力室10的容积减小，所以墨的压力增大从而将墨排出。这样，在喷墨头1沿主扫描方向适当地运动的同时，将墨从喷嘴8排出。因此，在纸上打印所需的图像。
接着，将在以下描述用于制造上述喷墨头1的方法。图9和10是喷墨头1的制造过程的流程图。为了制造喷墨头1，单独制作诸如通道单元4与致动器单元21的部件，并组装各部件。如图9所示，首先在步骤1(S1)中制作通道单元4。为了制作通道单元4，以带有图案的光致抗蚀剂作为掩模在构成通道单元4的各板22至30上进行蚀刻。因此，在各板22至30中形成如图5所示的孔。之后，对准以形成单独墨通道7的九块板22至30通过热固性粘合剂彼此层压。这九块板22至30在被施加压力的同时被加热到等于或高于热固性粘合剂的固化温度的温度。这样，热固性粘合剂固化，使得这九块板22至30彼此牢固地结合。因此，能获得如图5所示的通道单元4。
另一方面，为了制作每个致动器单元21，首先在步骤2(S2)中制备由压电陶瓷制成的多个印刷电路生片。在预先预期由烘焙引起的收缩的情况下形成印刷电路生片。根据公共电极34的图案将导电膏丝网印刷在印刷电路生片的一部分上。利用夹具将这些印刷电路生片彼此对准，从而使已经根据公共电极34的图案而印刷有导电膏的印刷电路生片位于没有印刷导电膏的印刷电路生片中的一块印刷电路生片之下，而没有印刷导电膏的印刷电路生片中的另外两块印刷电路生片进一步位于印刷有导电膏的印刷电路生片之下。
在步骤3(S3)中，步骤2中获得的层压件以与公知的陶瓷相同的方式进行脱脂，并在预定温度下进一步烘焙。因而，四块印刷电路生片形成为压电片41至44，而导电膏形成为公共电极34。之后，根据单独电极35的图案将导电膏丝网印刷在最上层的压电片41上。加热该层压件以烘焙导电膏。因此，单独电极35形成在压电片41上。之后，含有玻璃粉的金被印刷在单独电极35的辅助电极区域35b的末端部分上，从而形成焊盘36(第二接线端的形成)。这样，能制作图6A所示的致动器单元21。
独立地进行步骤1的通道单元制作步骤以及步骤2至3的致动器单元制作步骤。通道单元制作步骤和致动器单元制作步骤中的任一步骤可事先进行，或者二者可以并行进行。
接着，在步骤4(S4)中，通过使用刮条涂布机将热固化温度约为80℃的热固性粘合剂涂敷到步骤1中获得的通道单元4的上表面上，在该上表面处已经形成压力室10的大量开口。例如，采用二组分混合型试剂作为热固性粘合剂。
随后在步骤5(S5)中，将致动器单元21安置在涂敷到通道单元4上的热固性粘合剂上。在该情形下，每个致动器单元21支撑在压力室10间的梁部上，并相对于通道单元4定位成使得单独电极35和压力室10彼此对置。基于在制作步骤(步骤1至步骤3)中预先在通道单元4和致动器单元21中形成的定位标记(未示出)进行该定位。
接着，在步骤6(S6)中，通道单元4的层压件、在通道单元4和致动器单元21之间的热固性粘合剂、以及致动器单元21被未示出的加热/加压设备加压和加热到等于或高于热固性粘合剂的热固化温度的温度。因此，压力室10的开口被致动器单元21封闭。在步骤7(S7)中，使从该加热/加压设备中取出的层压件自然冷却。这样制造了由通道单元4和致动器单元21构成的头本体70。
随后，如图10所示，为了制作FPC50，首先，在步骤8(S8)中，制备由聚酰亚胺树脂制成的基膜49，而且通过粘合剂将铜箔粘贴到基膜49的一个表面的全体上。在步骤9(S9)中，使光致抗蚀剂图案化并形成在铜箔的表面上。以光致抗蚀剂作为掩模在铜箔上进行蚀刻。因此，除了用作为所述多根导线48的部分以外的铜箔被去除。之后，去除光致抗蚀剂。接着，在步骤10(S10)中，感光性覆盖膜40通过粘合剂粘贴到基膜49的已经形成导线48的表面上。在步骤11(S11)中，通孔45分别形成在覆盖膜40的与焊盘36对置的位置以及与导线48的一个端部对置的位置中。在该情形下，通过与形成导线48的方法类似的光刻法，采用具有与通孔45对应的图案的掩模来形成通孔45。接着，在步骤12(S12)中，通过电镀法在导线48的从通孔45露出的一个端部中形成由镍制成的芯子52，从而芯子52从覆盖膜40的下表面40a伸出。通过电镀法在芯子52的表面上形成由SnAgCu合金制成的焊料层53。因此，形成分别电连接到导线48上的接线端51(形成第一接线端)。在该情形下，接线端51形成为使得形成每个接线端51的芯子52与焊料层53之间的比值在从1∶1到2∶1的范围内，优选地在如上所述的从1∶1到1.8∶1的范围内。在本实施例中，每个接线端51由电镀法形成，从而芯子52的末端从下表面40a开始约为25微米高，且焊料层53约为15微米厚。由于在高度与厚度上出现的变化，如上所述，芯子52平均约为24.8微米高，而焊料层53平均约为16.5微米厚。在FPC50中的每个接线端51中的芯子高度与焊料层厚度的比值在从1∶1到2∶1的范围内，也在从1∶1到1.8∶1的范围内。这样制造了FPC50。
接着，将对热固性粘合剂54涂敷到FPC50的接线端51上的方法进行描述。图11A至11D为将粘合剂涂敷到FPC50的接线端51上的涂敷过程图。在将热固性粘合剂54涂敷到FPC50的接线端51上之前，首先，在步骤13(S13)中，在树脂片(板材)56上形成具有均匀厚度的热固性粘合剂层60(形成粘合剂层)。如图11A所示，大量热固性粘合剂设置在安置于平台55上的树脂片56的平坦上表面57上。橡皮刷58然后在图11A中从左至右运动。因此，如图11B所示，在树脂片56上形成具有预定厚度的热固性粘合剂层60。在该情形下，热固性粘合剂层60形成为使得其厚度稍小于接线端51的从覆盖膜40的下表面40a起的伸出高度。在步骤14(S14)中，如图11C所示，FPC50被吸引在吸引部分91上，然后被设置成使得接线端51面对热固性粘合剂层60。
接着，在步骤15(S15)中，吸引部分91移动以靠近平台55，直到接线端51的末端抵靠树脂片56。这样，接线端51浸在热固性粘合剂层60中。如图11D所示，吸引部分91运动离开平台55，从而接线端51与热固性粘合剂层60分开。这样，热固性粘合剂54被涂敷到接线端51上(粘合剂涂敷步骤)。在该情形下，热固性粘合剂层60的厚度稍小于接线端51的高度。因此，在覆盖膜40(FPC50)与热固性粘合剂层60之间形成间隙，尽管接线端51已经浸在热固性粘合剂层60中。这样，防止了热固性粘合剂层60的热固性粘合剂粘附到FPC50的下表面即覆盖膜40的下表面40a上。
可以在通道单元4和致动器单元21的形成之前、或与它们的形成并行地进行前述从步骤8到步骤15的过程。
随后，将对用于将头本体70和FPC50结合的过程进行描述。图12A至12C为头本体70和FPC50彼此结合的过程图。为了将头本体70的每个致动器单元21与FPC50结合，在步骤16(S16)中，如图12A所示，由吸引部分91保持的FPC50定位成使得焊盘36面对接线端51。
接着，在步骤17(S17)中，如图12B所示，吸引部分91向下运动，从而将每个接线端51挤压到对应的焊盘36上。同时，未示出的加热设备加热FPC50和头本体70，从而暂时将接线端51与焊盘36结合(结合步骤)。在该挤压时刻，涂敷到接线端51的表面上的热固性粘合剂54如图12B所示运动成包围接线端51以及焊盘36。在加热时刻，FPC50以及头本体70被加热到等于或高于热固性粘合剂54的固化温度且低于接线端51的焊料层53及芯子52的熔点的温度，例如加热到200℃。该温度在预定时间内保持恒定。这样，接线端51的焊料层53变软，从而焊料层53从图12B示出的状态变形为图12C示出的状态。因此，接线端51与焊盘36之间的接触区域增加。另外，在该状态下，包围着接线端51、焊盘36以及焊料层53的热固性粘合剂54固化。在该情形下，FPC50具有柔性。即使在芯子52的高度与焊料层53的厚度的比值为上限值2∶1时，所有的接线端51也由于焊料层53的变软以及FPC50的弯曲而接近焊盘36并抵靠在焊盘36上。这样，当FPC50以及致动器单元21在经过预定时间的步骤18(S18)中自然冷却后，接线端51与焊盘36彼此电连接，且致动器单元21和FPC50通过热固性粘合剂54而彼此结合。
之后，在基块71的结合步骤等后，就完成了上述喷墨头1。可选地，如果合适，FPC50可以以上述方式与还没有和通道单元4结合的致动器单元21结合。
在用于根据如上所述的第一实施例制造结合基板的方法中，FPC50的接线端51形成为使得在每个接线端51中的芯子52高度与焊料层53厚度的比值在从1∶1至2∶1的范围内。因此，即使在每个芯子52的末端从FPC50的下表面40a起的高度存在一定程度的变化时，每个芯子52的末端高度的变化范围以及每个接线端51的末端从FPC50的下表面40a起的高度的变化范围也只是稍微彼此重叠。这样，在每个接线端51与其对应的焊盘36结合时，由于焊料层53的变软以及FPC50的弯曲而吸收在FPC50的厚度方向上的变化的效果，接线端51以及焊盘36能够确定地彼此电结合。此外，不用担心芯子52的高度小于焊料层53的厚度。这样，确保了芯子52与焊料层53之间的紧密粘着。另外，将FPC50与致动器单元21结合的加热温度低于焊料层53的熔点。因而，焊料层53不熔化成液态，而是变软。这样，焊盘36与接线端51之间的接触区域增加，而焊料层53几乎不从热固性粘合剂54所包围的区域突出。因此能防止由于接线端51之间的电连接而引起单独电极之间的短路。此外，因为包围着接线端51、焊盘36以及焊料层53的热固性粘合剂54固化，从而接线端51与其对应的焊盘36之间的结合力提高。
在芯子高度与焊料层厚度的比值设定在从1∶1到1.8∶1的范围内的1.5∶1时，接线端51以及焊盘36更确定地彼此抵靠。这是因为防止了芯子高度的变化范围与接线端高度的变化范围彼此重叠，从而即使没有FPC50的柔性，接线端51以及焊盘36也能确定地彼此抵靠。换言之，FPC50在本实施例中具有柔性，从而接线端51和焊盘36由于柔性效果的附加而总是电结合。另外，即使使用熔点比含Pb焊料高的无Pb焊料作为焊料层53，也能确定地使接线端51以及焊盘36电连接。用上述制造方法形成的FPC50具有上述优点，这是因为在每个接线端51中的芯子52的高度与焊料层53的厚度的比值在从1∶1到2∶1的范围内。
接着，以下将描述根据第二实施例的制造结合基板的方法。图13为在根据第二实施例的制造结合基板的方法中制造的喷墨头的局部剖视图。以与第一实施例中相同的方式，本实施例中的结合基板指其中用作为第一基板的FPC50与用作为第二基板的致动器单元21结合的结构。本实施例的制造方法与根据第一实施例的制造结合基板的方法相同，除了用于将接线端51′与焊盘36结合的加热条件之外。对应地参考与第一实施例中的部件类似的部件，从而将省略这些部件的描述。
在本实施例中，当FPC50的接线端51′与致动器单元21的焊盘36结合时，涂布有热固性粘合剂54′的接线端51′以与第一实施例中相同的方式对准成面对焊盘36。吸引部分91向下运动，从而将每个接线端51′挤压到该接线端51′的对应焊盘36上。同时，未示出的加热设备加热FPC50和头本体70。挤压是以与第一实施例中相同的方式进行的，但加热的加热温度与第一实施例中不同。即，在本实施例中，FPC50以及头本体70被加热到等于或高于焊料层53′的熔点且低于芯子52的熔点的温度，例如加热到220℃。在如此加热FPC50以及头本体70时，每个接线端51′的焊料层53′熔化，从而如图13所示加速芯子52与焊盘36的集成。在该情形下，热固性粘合剂54′存在于焊料层53′周围。因此，熔化的焊料层53′几乎不粘附到其它相邻的接线端51′上。FPC50以及头本体70在220℃被加热预定时间。这样，热固性粘合剂54′进行固化。
接着，在经过预定时间后，FPC50以及致动器单元21自然冷却。这样，接线端51′与焊盘36通过焊料层53′彼此电连接。另外，FPC50以及致动器单元21通过热固性粘合剂54′彼此结合。
如上所述，在根据第二实施例的制造结合基板的方法中，在具有与第一实施例类似构造的部分中能获得类似的优点。另外，每个接线端51′与其对应的焊盘36之间的接触面积与第一实施例中的该接触面积相比由于熔化的焊料层53′而增加。在熔化的焊料层53′固化时，更加强了接线端51′与焊盘36之间的结合力。此外，在接线端51′与焊盘36彼此结合时，焊料层53′熔化，从而由于焊料层53′的变软而吸收变化的效果变强。因此，接线端51′与焊盘36能更好地彼此结合。
尽管在上述实施例中的每个实施例中接线端51、51′涂布有热固性粘合剂54、54′，但是接线端51以及焊盘36可以在不涂敷热固性粘合剂的情况下结合，如图14所示。在该变型中，第一实施例中的接线端51不涂布有热固性粘合剂，但大致以与第一实施例中相同的方式与焊盘36结合。在此情形下，焊料层53不被加热到其熔点。这样，焊料层53几乎不熔化成流动和伸展到其周围。因为该变型几乎与第一实施例相同，所以能获得几乎相同的优点。在该变型中，焊料层53被加热到低于其熔点的温度，从而不使焊料层53熔化。然而，焊料层53可加热到等于或高于焊料层53的熔点且低于芯子52的熔点的温度，从而焊料层53能熔化。在该情形下，不形成图13中示出的热固性粘合剂54′。这样，焊料层53与焊盘36之间的接触区域增加，从而增强接线端51与焊盘36之间的结合力。
以上已经描述了本发明的实施例。然而，本发明不限于上述实施例。在不偏离权利要求的范围的情形下，能对本发明作出各种改变。例如，在上述实施例中的每个实施例中，FPC50的接线端51、51′涂布有热固性粘合剂54、54′，并与致动器单元21的焊盘36结合。然而，可以将FPC50的涂布有或不涂布有热固性粘合剂的接线端51、51′与涂布有热固性粘合剂的焊盘36结合。尽管使FPC50运动以接近致动器单元21从而将接线端51、51′挤压到焊盘36上，但是可以使致动器单元21运动接近FPC50，从而将焊盘36挤压到接线端51、51′上。尽管每个接线端51包括约13.3至20微米厚的焊料层53，但这仅适用于接线端为40微米高的情形。当接线端高度按需要改变时，焊料层53的厚度范围能适当地改变。在该情形下，焊料层53的厚度设置成使得改变的芯子高度与改变的焊料层厚度的比值在从1∶1至2∶1的范围内。另外，芯子52可由除了镍之外的金属制成。焊料层53以及53′可由含Pb焊料(锡-铅SnPb)制成。而且，根据每一实施例的制造结合基板的方法可适用于除了喷墨头之外的各种领域。
权利要求
1.一种制造结合基板的方法，在所述结合基板中，形成在第一基板(50)上的多个第一接线端(51、51′)电结合到形成在第二基板(21)上的多个第二接线端(36)上，该方法包括在该第一基板(50)上形成第一接线端(51、51′)，第一接线端(51、51′)中的每个第一接线端(51、51′)具有从第一基板(50)的表面伸出的金属芯子(52)，每个金属芯子(52)涂布有焊料层(53、53′)，该焊料层(53、53′)在熔点方面比金属芯子(52)低；在该第二基板(21)上形成导电的第二接线端(36)；以及通过在对第一基板(50)和第二基板(21)施加压力的同时加热第一基板(50)和第二基板(21)而将第一接线端(51、51′)电结合到第二接线端(36)上，其中在第一接线端(51、51′)的形成中，金属芯子(52)的从第一基板(50)的所述表面起在第一基板(50)的厚度方向上的高度与焊料层(53、53′)的在第一基板(50)的厚度方向上的厚度的比值在从1∶1至2∶1的范围内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一接线端(51′)与第二接线端(36)的电结合包括在对第一基板(50)和第二基板(21)施加压力的同时，以等于或高于焊料层(53′)的熔点且低于金属芯子(52)的熔点的温度加热第一基板(50)和第二基板(21)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中第一接线端(51)与第二接线端(36)的电结合包括在对第一基板(50)和第二基板(21)施加压力的同时，以低于焊料层(53)的熔点且低于金属芯子(52)的熔点的温度加热第一基板(50)和第二基板(21)。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括将热固性粘合剂(54′)涂敷到第一接线端(51)和第二接线端(36)两者中的至少一种接线端上，其中在热固性粘合剂(54′)的涂敷之后，在对第一基板(50)和第二基板(21)施加压力的同时，以如下的温度加热第一基板(50)和第二基板(21)而将第一接线端(51′)电结合到第二接线端(36)上，该温度(i)等于或高于热固性粘合剂(54)的固化温度、(ii)等于或高于焊料层(53′)的熔点、且(iii)低于金属芯子(52)的熔点。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括将热固性粘合剂(54)涂敷到第一接线端(51)和第二接线端(36)两者中的至少一种接线端上，其中在热固性粘合剂(54)的涂敷之后，在对第一基板(50)和第二基板(21)施加压力的同时，以如下的温度加热第一基板(50)和第二基板(21)而将第一接线端(51)电结合到第二接线端(36)上，该温度(i)等于或高于热固性粘合剂(54)的固化温度、(ii)低于焊料层(53)的熔点、且(iii)低于金属芯子(52)的熔点。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中第一基板(50)具有柔性。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在第一接线端(51、51′)的形成中，金属芯子(52)的从第一基板(50)的所述表面起在第一基板(50)的厚度方向上的高度与焊料层(53、53′)的在第一基板(50)的厚度方向上的厚度的比值在从1∶1至1.8∶1的范围内。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在第一接线端(51、51′)的形成中，焊料层(53、53′)的厚度在从13.3微米至20微米的范围内。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中焊料层(53、53′)包括无铅焊料。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中金属芯子(52)包括镍。
11.一种基板，包括表面；以及在该表面上的多个第一接线端(51、51′)，这些第一接线端(51、51′)将电结合到形成在另一基板(21)上的多个第二接线端(36)上，其中第一接线端(51、51′)中的每个第一接线端包括从该表面伸出的金属芯子(52)，每个金属芯子(52)涂布有焊料层(53、53′)，该焊料层(53、53′)在熔点方面比金属芯子(52)低，并且金属芯子(52)的从该表面起在基板的厚度方向上的高度与焊料层(53、53′)的在基板的厚度方向上的厚度的比值在从1∶1至2∶1的范围内。
全文摘要
一种制造结合基板的方法包括在第一基板上形成第一接线端，这些第一接线端每个都具有从第一基板的表面伸出的金属芯子，每个金属芯子涂布有在熔点方面比金属芯子低的焊料层；在第二基板上形成导电的第二接线端；以及通过在对第一基板和第二基板施加压力的同时加热第一和第二基板而将第一接线端电结合到第二接线端上。在第一接线端的形成中，金属芯子的从第一基板的所述表面起在第一基板的厚度方向上的高度与焊料层的在第一基板的厚度方向上的厚度的比值在从1∶1至2∶1的范围内。
文档编号H05K1/02GK1842252SQ200610071498
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月29日 优先权日2005年3月30日
发明者伴野贵昭, 新海祐次 申请人:兄弟工业株式会社