JP2007112075A - Electrostatic actuator, liquid droplet discharging head, liquid droplet discharging device and methods for manufacturing various electrostatic devices - Google Patents

Electrostatic actuator, liquid droplet discharging head, liquid droplet discharging device and methods for manufacturing various electrostatic devices Download PDF

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浩司 北原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a surplus sealing medium removal process by making a sealing medium adhere only to a desired part. <P>SOLUTION: This method comprises the following processes: (1) a process to open a through slot 26 for arranging the sealing medium 25 to shut a gap 40 off an atmosphere, in one of the substrates (10) and (20) of a joint body 50, the joint body 50 being made up of the electrode substrate 10 with individual electrodes 12 and the cavity substrate 20 which is opposed to the electrode substrate 10 through the individual electrodes 12 and a gap 40, and has oscillating sheets 22 to be actuated by electrostatice force generated between the individual electrodes 12; (2) a process to cover a first masking substrate 60A with the open part corresponding to the through slot 26 by bringing the substrate 60A into close contact with the cavity substrate 20 with the formed through hole 26; (3) a process to cover the first masking substrate 60A by bringing a second masking substrate 60B with the open part corresponding to the open part of the first masking substrate 60A into close contact with the first masking substrate 60A; and (4) a process to seal the gap 40 by selectively accumulating the sealing medium 25 into the through slot 26 through utilizing the open parts of the second masking substrate 60B and the first masking substrate 60A. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電力により可動部が変位し、動作などを行う静電アクチュエータ、及びそれを適用した液滴吐出ヘッドなどの静電デバイス、そのデバイスを用いた装置あるいはそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to an electrostatic actuator in which a movable part is displaced by an electrostatic force to perform an operation, an electrostatic device such as a droplet discharge head to which the actuator is applied, an apparatus using the device, or a manufacturing method thereof.

プリンタなどの液滴吐出方法として、吐出液体をためておく吐出室(圧力室ともいう)を流路の一部に備え、吐出室の少なくとも一面の壁(ここでは、底部の壁とし、以下、この壁のことを振動板ということにする)を撓ませて変位させ、吐出室内の圧力を高めて、連通するノズルから液滴を吐出させる方法がある。この場合、可動電極となる振動板を変位させる力として、振動板と対向電極(固定電極)とをギャップを介して対向させて静電アクチュエータを構成し、それらの間に電圧を印可して発生する静電気力を用いるものが広く知られている。   As a droplet discharge method for a printer or the like, a discharge chamber (also referred to as a pressure chamber) for storing discharge liquid is provided in a part of a flow path, and at least one wall of the discharge chamber (here, a bottom wall, There is a method in which a droplet is discharged from a communicating nozzle by increasing the pressure in the discharge chamber by bending and displacing the wall (hereinafter referred to as a diaphragm). In this case, as a force for displacing the diaphragm that becomes the movable electrode, the diaphragm and the counter electrode (fixed electrode) are opposed to each other through a gap to form an electrostatic actuator, and a voltage is applied between them. Those using electrostatic force are widely known.

上記のような静電アクチュエータまたはそれを利用した液滴吐出ヘッドにおいて、可動電極(液滴吐出ヘッドでは振動板)と固定電極の間に、それらの少なくとも一方の表面に水分などが付着すると、水などの極性分子が帯電するなどの原因で静電吸引特性が低下するおそれがある。更に、極性分子が相互に水素結合し、可動電極が固定電極に貼り付いてしまい、動作不能となることがある。したがって、可動電極と固定電極の対向面間のギャップを外気と遮断することが望ましい。このギャップは可動電極の基板と固定電極の基板とを接合することでほとんど塞ぐことはできるが、完全に塞いでしまうと外部から電極に電力(電荷)を供給することが困難となるため、一部に電極取り出し用の開口部分を設けている。そして、この開口部分は、電気的接続を確保しつつ、封止材により塞いで気密封止を行い、水分などの侵入を阻止している(例えば特許文献1参照)。
特開2002−1972号公報
In the electrostatic actuator as described above or a droplet discharge head using the electrostatic actuator, if moisture or the like adheres to at least one surface between the movable electrode (the vibration plate in the droplet discharge head) and the fixed electrode, There is a possibility that the electrostatic attraction characteristics may be deteriorated due to charging of polar molecules such as. Furthermore, polar molecules may hydrogen bond with each other, and the movable electrode may stick to the fixed electrode, making it inoperable. Therefore, it is desirable to block the gap between the opposed surfaces of the movable electrode and the fixed electrode from the outside air. This gap can be almost closed by joining the movable electrode substrate and the fixed electrode substrate. However, if the gap is completely closed, it becomes difficult to supply power (charge) to the electrode from the outside. An opening for taking out the electrode is provided in the part. The opening portion is sealed with a sealing material to ensure electrical connection, and airtight sealing is performed to prevent intrusion of moisture or the like (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-1972

上記のように、開口部分を封止材により封止して気密封止を行う場合、例えば、その形成の過程で、封止材が本来封止を必要としない、例えば他の基板と接合する部分や、取り出された電極の端子となる部分に付着してしまうと、他の基板との接合や電気的接続の障害となり、接合不良、接続不良を起こしてしまう。そのため、これらの不良を防止するために、余分な封止材を除去する工程を更に行わなければならない。除去工程では、封止材の削り取りや洗浄などを行うが、これにより発塵などの異物発生の可能性が高くなり、生産性も低下する。   As described above, when airtight sealing is performed by sealing the opening portion with a sealing material, for example, in the process of formation, the sealing material originally does not require sealing, for example, is bonded to another substrate. If it adheres to a portion or a portion to be a terminal of the extracted electrode, it becomes an obstacle to bonding or electrical connection with another substrate, causing bonding failure or connection failure. Therefore, in order to prevent these defects, it is necessary to further perform a process of removing excess sealing material. In the removal process, the sealing material is scraped off or washed, which increases the possibility of generation of foreign matter such as dust, and also reduces productivity.

本発明はこのような問題を解決するためのものであり、所望の部分のみに封止材を付着などさせて余分な封止材の除去工程をなくし、封止効率及び生産効率を向上させることが可能な静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び静電デバイスの各製造方法を提供することを目的とする。   The present invention is for solving such problems, and eliminates an unnecessary sealing material removing step by attaching a sealing material only to a desired portion, thereby improving sealing efficiency and production efficiency. It is an object to provide an electrostatic actuator, a droplet discharge head, a droplet discharge apparatus, and an electrostatic device manufacturing method capable of performing the above.

本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、固定電極を有する第1の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生した静電気力により動作する可動電極を有する第2の基板とが接合された接合体の一方の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配備するための貫通溝穴を形成する工程と、前記貫通溝穴に対応する部分が開口した第1マスク基板を、前記貫通溝穴が形成された基板に密着させて該基板をカバーする工程と、前記第1マスク基板の開口に対応する部分が開口した第2マスク基板を、前記第1マスク基板に密着させて該第1マスク基板をカバーする工程と、前記第2マスク基板及び前記第1マスク基板の開口を利用して、前記貫通溝穴に前記封止材を選択的に堆積して前記ギャップを封止する工程とを備える。   The method for manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention includes: a first substrate having a fixed electrode; and a movable electrode that is opposed to the fixed electrode through a gap and operates by electrostatic force generated between the fixed electrode. Forming a through-slot hole for disposing a sealing material that blocks the gap from outside air on one substrate of the joined body joined to the second substrate, and a part corresponding to the through-slot hole A first mask substrate having an opening in contact with the substrate in which the through-groove hole is formed to cover the substrate, and a second mask substrate having a portion corresponding to the opening of the first mask substrate, The step of covering the first mask substrate by closely contacting the first mask substrate and the opening of the second mask substrate and the first mask substrate are used to selectively apply the sealing material to the through groove hole. Deposited in the gap And a step of stopping.

本発明によれば、第1マスク基板及び第2マスク基板を積層してマスクを形成し、それらの開口を通して貫通溝穴に封止材を選択的に堆積してギャップを封止するため、封止材を適切な部位に効率よく堆積できる。従って、本来、封止材を付着させるべきでない固定電極と外部の電力供給手段との接点への付着を防ぐことができ、接続不良の防止や、確実な封止による長寿命化などをはかることができる。また、マスク基板を2枚重ねて封止材を貫通溝穴に堆積させているため、上面の第2マスク基板は封止材の膜応力によって反りが発生するが、下面の第1マスク基板には封止材が堆積されないため反りは発生せず、接合体面への封止材の回り込みも防止できる。
なお、各マスク基板はシリコンから製造するのが好ましい。シリコンの場合、エッチングにより開口や溝を簡単に形成できるからである。
According to the present invention, a mask is formed by laminating a first mask substrate and a second mask substrate, and a sealing material is selectively deposited in the through-groove hole through these openings to seal the gap. Stop material can be efficiently deposited on an appropriate site. Therefore, it is possible to prevent adhesion of the fixed electrode to which the sealing material should not be attached to the contact point between the external power supply means and to prevent poor connection or to extend the life by reliable sealing. Can do. In addition, since the two mask substrates are stacked and the sealing material is deposited in the through-groove hole, the second mask substrate on the upper surface is warped due to the film stress of the sealing material. Since no sealing material is deposited, warping does not occur, and the sealing material can be prevented from wrapping around the joined body surface.
Each mask substrate is preferably manufactured from silicon. In the case of silicon, openings and grooves can be easily formed by etching.

また、本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、固定電極を有する第1の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生した静電気力により動作する可動電極を有する第2の基板とが接合された接合体の一方の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配備するための貫通溝穴を形成する工程と、前記接合体を裁断して得られる複数の静電アクチュエータの各アクチュエータに対応するサイズを有し、前記貫通溝穴に対応する部分が開口した複数のマスク片を、前記貫通溝穴が形成された基板上に複数個並置しかつ前記基板に密着させて該基板をカバーする工程と、前記マスク片の開口を利用して、前記貫通溝穴に前記封止材を選択的に堆積して前記ギャップを封止する工程と、を備える。   In addition, the method for manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention is a movable substrate that is opposed to the first substrate having a fixed electrode through the gap and that is operated by electrostatic force generated between the fixed electrode. Forming a through slot for disposing a sealing material for blocking the gap from outside air on one substrate of the joined body joined to the second substrate having an electrode; and cutting the joined body. A plurality of mask pieces having a size corresponding to each actuator of the plurality of electrostatic actuators obtained in this manner and having openings corresponding to the through-slot holes are juxtaposed on the substrate on which the through-slot holes are formed. And a step of covering the substrate by closely contacting the substrate, and a step of sealing the gap by selectively depositing the sealing material in the through groove hole using an opening of the mask piece. .

本発明によれば、前記貫通溝穴に対応する部分が開口した複数のマスク片をマスクとして利用し、その開口を通して貫通溝穴に封止材を選択的に堆積してギャップを封止しているため、封止材を適切な部位に効率よく堆積できる。従って、本来、封止材を付着させるべきでない固定電極と外部の電力供給手段との接点への付着を防ぐことができ、接続不良の防止や、確実な封止による長寿命化などをはかることができる。また、複数のマスク片を複数並置して封止材を貫通溝穴に堆積させているので、封止材の膜応力によるマスク片の反りは、貫通溝穴が形成された基板の全体をカバーするマスクに較べ封止材の膜応力による反りがはるかに小さくなり、接合体面への封止材の回り込みも防止できる。   According to the present invention, a plurality of mask pieces having openings corresponding to the through-slot holes are used as masks, and a sealant is selectively deposited in the through-slot holes through the openings to seal the gap. Therefore, the sealing material can be efficiently deposited at an appropriate site. Therefore, it is possible to prevent adhesion of the fixed electrode to which the sealing material should not be attached to the contact point between the external power supply means and to prevent poor connection or to extend the life by reliable sealing. Can do. Also, since a plurality of mask pieces are juxtaposed and the sealing material is deposited in the through-groove holes, the mask piece warpage due to the film stress of the sealing material covers the entire substrate on which the through-groove holes are formed. Compared to the mask to be warped, the warpage due to the film stress of the sealing material is much smaller, and the sealing material can be prevented from wrapping around the bonded body surface.

なお、前記接合体とマスク片とを位置決めピンに通して、前記マスク片を前記接合体上に位置決めすることが好ましい。これにより前記接合体に対するマスク片の取り付けが容易に可能となる。
また、前記マスク片はシリコンから製造するのが好ましい。シリコンの場合、エッチングにより開口や溝を簡単に形成できるからである。
更に、封止材による封止は、CVD法またはスパッタ法により封止材を堆積するのが好ましい。これらによれば、貫通溝穴に封止材を選択的に堆積させるのを容易に行うことができる。
It is preferable that the mask piece is positioned on the bonded body by passing the bonded body and the mask piece through a positioning pin. Thereby, the mask piece can be easily attached to the joined body.
The mask piece is preferably made of silicon. In the case of silicon, openings and grooves can be easily formed by etching.
Furthermore, it is preferable that the sealing material is deposited by a CVD method or a sputtering method. According to these, it is possible to easily deposit the sealing material selectively in the through groove hole.

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記いずれかの静電アクチュエータの製造方法を適用して、液滴を溜めて吐出させる圧力変動機構を形成するものである。これによれば、圧力変動機構の電極間ギャップが所定の範囲内で適切に封止された、長寿命の液滴吐出ヘッドを効率よく得ることができる。
本発明の液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して、液滴吐出装置を製造するものである。これにより、長寿命の液滴吐出装置が得られる。
本発明の静電デバイスの製造方法は、上記いずれかの静電アクチュエータの製造方法を適用して、駆動機構を形成するものである。これによれば、駆動機構の電極間ギャップが所定の範囲内で適切に封止された、長寿命の静電デバイスを効率よく得ることができる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention forms a pressure fluctuation mechanism for collecting and discharging droplets by applying any one of the above-described electrostatic actuator manufacturing methods. According to this, it is possible to efficiently obtain a long-life droplet discharge head in which the gap between the electrodes of the pressure variation mechanism is appropriately sealed within a predetermined range.
The method for manufacturing a droplet discharge device of the present invention is a method for manufacturing a droplet discharge device by applying the method for manufacturing a droplet discharge head described above. Thereby, a long-life droplet discharge device can be obtained.
The method for manufacturing an electrostatic device according to the present invention forms a drive mechanism by applying any one of the above-described methods for manufacturing an electrostatic actuator. According to this, a long-life electrostatic device in which the gap between the electrodes of the drive mechanism is appropriately sealed within a predetermined range can be obtained efficiently.

実施形態1
図1は本発明の実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。図1では液滴吐出ヘッドの一部を示している。本実施形態では、例えば静電方式で駆動する静電アクチュエータを用いるデバイスの代表として、フェイスイジェクト型の液滴吐出ヘッドについて説明する。(なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下として説明する)。
Embodiment 1
FIG. 1 is an exploded perspective view of a droplet discharge head according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a part of the droplet discharge head. In the present embodiment, a face eject type liquid droplet ejection head will be described as a representative device using an electrostatic actuator driven by an electrostatic method, for example. (In addition, in order to make the components shown and easy to see, the relationship between the sizes of the components in the following drawings including FIG. 1 may be different from the actual one. Explain with the side down).

図1に示すように本実施形態に係る液滴吐出ヘッドは、第1の基板である電極基板10、第2の基板であるキャビティ基板20及び第3の基板であるノズル基板30の3つの基板が順に積層されて接合されている。ここで本実施形態では、電極基板10とキャビティ基板20とは陽極接合により接合し、キャビティ基板20とノズル基板30とはエポキシ樹脂などの接着剤を用いて接合している。   As shown in FIG. 1, the droplet discharge head according to this embodiment includes three substrates: an electrode substrate 10 that is a first substrate, a cavity substrate 20 that is a second substrate, and a nozzle substrate 30 that is a third substrate. Are sequentially laminated and joined. In this embodiment, the electrode substrate 10 and the cavity substrate 20 are bonded by anodic bonding, and the cavity substrate 20 and the nozzle substrate 30 are bonded using an adhesive such as an epoxy resin.

電極基板10は、厚さ約1mmの例えばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラスなどの基板を主要な材料としている。本実施形態では、ガラス基板とするが、例えば単結晶シリコンを基板とすることもできる。電極基板10の表面には、後述するキャビティ基板20の吐出室21となる凹部に合わせ、例えば深さ約0.3μmを有する複数の凹部11が形成されている。そして、凹部11の内側(特に底部)に、キャビティ基板20の各吐出室21(振動板22)と対向するように固定電極となる個別電極12が設けられ、更にリード部13及び端子部14が一体となって設けられている(以下、特に区別する必要がない限り、これらを合わせて個別電極12として説明する)。振動板22と個別電極12との間には、振動板22が撓むんで変位することができるギャップ40(図2参照)が、凹部11に起因して形成されている。個別電極12は、例えばスパッタ法により、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)を0.1μmの厚さで凹部11の内側に成膜することで形成される。電極基板10には、他にも外部のタンク(図示せず)から供給された液体を取り入れる流路となる液体取り入れ口15となる貫通穴が設けられている。   The electrode substrate 10 is mainly made of a substrate such as borosilicate heat-resistant hard glass having a thickness of about 1 mm. In the present embodiment, the glass substrate is used, but single crystal silicon may be used as the substrate, for example. On the surface of the electrode substrate 10, a plurality of recesses 11 having a depth of, for example, about 0.3 μm are formed in accordance with a recess that becomes a discharge chamber 21 of the cavity substrate 20 described later. The individual electrodes 12 serving as fixed electrodes are provided inside the recesses 11 (particularly at the bottom) so as to face the discharge chambers 21 (vibrating plates 22) of the cavity substrate 20, and the lead portions 13 and the terminal portions 14 are further provided. They are provided integrally (hereinafter, these are collectively described as individual electrodes 12 unless otherwise distinguished). A gap 40 (see FIG. 2) that can be displaced by bending the diaphragm 22 is formed between the diaphragm 22 and the individual electrode 12 due to the recess 11. The individual electrode 12 is formed by depositing ITO (Indium Tin Oxide) with a thickness of 0.1 μm inside the recess 11 by sputtering, for example. In addition, the electrode substrate 10 is provided with a through-hole serving as a liquid intake port 15 serving as a flow path for taking in liquid supplied from an external tank (not shown).

キャビティ基板20は、例えば表面が(100)面方位((110)面方位でもよい)のシリコン単結晶基板(以下、シリコン基板という)を材料としている。キャビティ基板20には、吐出させる液体を一時的にためる吐出室21となる凹部(その底壁は可動電極となる振動板22となっている)及び後述するように封止材25をリード部13の直上部分に堆積し、封止部を形成するための貫通溝穴26が形成されている。更に、キャビティ基板20の下面(電極基板10と対向する面)には、振動板22と個別電極12との間を電気的に絶縁するための絶縁膜(ここでは、Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane:テトラエトキシシラン(珪酸エチル)を用いてできるSiO2のTEOS膜とする)23をプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition :TEOS−pCVDともいう)法を用いて、0.1μm成膜している。この絶縁膜23は、Al23(酸化アルミニウム(アルミナ))などを用いてもよい。また、各吐出室21に液体を供給するリザーバ(共通液室)31となる凹部が形成されている。更に、外部の電力供給手段(図示せず)から振動板22に個別電極12と反対の極性の電荷を供給する際の端子となる共通電極端子27を備えている。そして、吐出室21とリザーバ28とを連通させるための溝となるオリフィス29が設けられている。 The cavity substrate 20 is made of, for example, a silicon single crystal substrate (hereinafter referred to as a silicon substrate) having a (100) plane orientation (or (110) plane orientation). The cavity substrate 20 has a recess (a bottom wall is a vibrating plate 22 serving as a movable electrode) serving as a discharge chamber 21 for temporarily storing a liquid to be discharged, and a sealing member 25 as described later. A through-slot hole 26 is formed to form a sealing portion that is deposited immediately above. Furthermore, on the lower surface of the cavity substrate 20 (surface facing the electrode substrate 10), an insulating film (here, Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane: tetraethoxysilane) for electrically insulating the diaphragm 22 and the individual electrode 12 is provided. the SiO 2 of the TEOS film can be with (ethyl silicate)) 23 of plasma CVD (Chemical Vapor deposition: also referred to as TEOS-pCVD) method using, and 0.1μm film formation. The insulating film 23 may be made of Al 2 O 3 (aluminum oxide (alumina)) or the like. In addition, a recess is formed which becomes a reservoir (common liquid chamber) 31 for supplying a liquid to each discharge chamber 21. Furthermore, a common electrode terminal 27 is provided which serves as a terminal for supplying a charge having a polarity opposite to that of the individual electrode 12 to the diaphragm 22 from an external power supply means (not shown). An orifice 29 serving as a groove for communicating the discharge chamber 21 and the reservoir 28 is provided.

ノズル基板30は、例えばシリコン基板からなり、複数のノズル孔31が形成されている。各ノズル孔31は、振動板22の駆動により加圧された液体を液滴として外部に吐出する。ノズル孔31を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性向上が期待できるため、本実施形態ではノズル孔31を2段で形成する。本実施形態では、振動板22が撓むことでリザーバ28方向に加わる圧力を緩衝するダイヤフラム32が更に設けられている。   The nozzle substrate 30 is made of, for example, a silicon substrate, and a plurality of nozzle holes 31 are formed. Each nozzle hole 31 discharges liquid pressurized by driving the diaphragm 22 to the outside as droplets. If the nozzle holes 31 are formed in a plurality of stages, it is expected to improve straightness when ejecting liquid droplets. Therefore, in this embodiment, the nozzle holes 31 are formed in two stages. In the present embodiment, a diaphragm 32 is further provided for buffering the pressure applied in the direction of the reservoir 28 as the diaphragm 22 bends.

図2は図1の液滴吐出ヘッドの個別電極12の長手方向に沿う断面図である。本実施形態では、電極として利用でき、かつエッチングの際にエッチングストップが利用できる高濃度のボロンドープ層をシリコン基板に形成し、それを振動板22としている。この振動板22を底壁に備えた吐出室21は、ノズル孔31から吐出させる液体を溜め、その底壁である振動板22が撓み変位するように駆動することにより、吐出室21内の圧力を高めて、ノズル孔31から液滴を吐出させる。振動板22の駆動は、振動板22と個別電極12とに電圧を印加し、それによって生じた静電気力によって行われる。従って、この振動板22と個別電極12とが静電アクチュエータを構成している。   FIG. 2 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the individual electrode 12 of the droplet discharge head of FIG. In this embodiment, a high-concentration boron-doped layer that can be used as an electrode and can be used as an etching stop during etching is formed on a silicon substrate, and this is used as the diaphragm 22. The discharge chamber 21 provided with the vibration plate 22 on the bottom wall stores the liquid to be discharged from the nozzle hole 31, and is driven so that the vibration plate 22 serving as the bottom wall bends and displaces. And the droplets are ejected from the nozzle holes 31. The driving of the diaphragm 22 is performed by an electrostatic force generated by applying a voltage to the diaphragm 22 and the individual electrode 12. Therefore, the diaphragm 22 and the individual electrode 12 constitute an electrostatic actuator.

発振駆動回路41は、ワイヤ、FPC(Flexible Print Circuit)などの配線42を介して電気的に端子部14と共通電極端子27とに接続されて、印加電圧の供給制御を行う。発振駆動回路41は、例えば24kHzで発振し、個別電極12に0Vと30Vのパルス電位を印加して電荷供給を行う。発振駆動回路41が発振駆動することで、例えば個別電極12に電荷を供給して正に帯電させ、振動板22を相対的に負に帯電させると、静電気力により個別電極12に引き寄せられて撓む。これにより吐出室21の容積は広がる。そして電荷供給を止めると振動板22は元に戻るが、そのときの吐出室21の容積も元に戻り、その圧力により差分の液滴が吐出する。この液滴が例えば記録対象となる記録紙に着弾することによって印刷などの記録が行われる。
また、封止材25は、ギャップ40に異物、水分(水蒸気)などが浸入しないように、ギャップ40を外気から遮断し密閉するために、電極基板10とキャビティ基板20との間に設けられている。
The oscillation drive circuit 41 is electrically connected to the terminal portion 14 and the common electrode terminal 27 via a wire 42 such as a wire or FPC (Flexible Print Circuit), and controls supply of an applied voltage. The oscillation drive circuit 41 oscillates at 24 kHz, for example, and supplies electric charges by applying pulse potentials of 0 V and 30 V to the individual electrodes 12. When the oscillation drive circuit 41 is driven to oscillate, for example, when an electric charge is supplied to the individual electrode 12 to be positively charged and the vibration plate 22 is relatively negatively charged, the vibration is attracted to the individual electrode 12 by the electrostatic force and bent. Mu This increases the volume of the discharge chamber 21. When the supply of electric charge is stopped, the diaphragm 22 returns to its original state, but the volume of the discharge chamber 21 at that time also returns to its original state, and a differential droplet is discharged by the pressure. Recording such as printing is performed when the droplets land on a recording sheet to be recorded, for example.
In addition, the sealing material 25 is provided between the electrode substrate 10 and the cavity substrate 20 in order to block the gap 40 from the outside air and seal it so that foreign matter, moisture (water vapor) or the like does not enter the gap 40. Yes.

図3はキャビティ基板20に設けられた貫通溝穴26と電極基板10上のリード部13との関係を表す平面図である。図3のように、本実施形態では、リード部13を露出させるための貫通溝穴26をキャビティ基板20に設けている。ここで、貫通溝穴26の長手方向の幅については狭いほど小型化に寄与することができる。ただし、幅が狭すぎるとうまく堆積しない可能性があるため、10μm〜20μmであることが望ましい。なお、場合によっては、キャビティ基板20の厚さによって加工時に制限を受けることがあるため(特に表面が(100)面方位のシリコン基板の場合)、10μm〜20μmに特に限定するものではない。確実な封止ができるのであれば、例えば300μm(0.3mm)などの幅があってもよい。また、封止材25には、絶縁性、気密封止能力が高く、洗浄などに用いる酸性、アルカリ性溶液に対して耐性を有する酸化シリコン(無機化合物)を用いるものとする。堆積した封止材25の厚さは例えば、少ない部分でもギャップの幅(約0.18μm)以上有するようにする。ノズル基板30との接合に影響しない範囲で、約2〜3μmまたはそれ以上あることが望ましい。   FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the through-slot 26 provided in the cavity substrate 20 and the lead portion 13 on the electrode substrate 10. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the through hole 26 for exposing the lead portion 13 is provided in the cavity substrate 20. Here, the narrower the width in the longitudinal direction of the through-slot hole 26, the more the size can be reduced. However, if the width is too narrow, it may not be deposited well, so it is desirable that the thickness is 10 μm to 20 μm. In some cases, the thickness of the cavity substrate 20 may be limited during processing (particularly in the case of a silicon substrate having a (100) plane orientation), and is not particularly limited to 10 μm to 20 μm. As long as reliable sealing is possible, the width may be 300 μm (0.3 mm), for example. The sealing material 25 is made of silicon oxide (inorganic compound) that has high insulation and hermetic sealing ability and has resistance to acidic and alkaline solutions used for cleaning and the like. The thickness of the deposited sealing material 25 is, for example, at least a gap width (about 0.18 μm) or more. It is desirable that the thickness be about 2 to 3 μm or more as long as the bonding with the nozzle substrate 30 is not affected.

そして、貫通溝穴26の開口部分から、CVD(Chemical Vapor Deposition :化学的気相法)、スパッタ、蒸着などの方法により、電極基板10のリード部13部分からキャビティ基板20に至るギャップの一部に、封止材25である酸化シリコン(SiO2 )を堆積させて封止部を形成し、ギャップ40を外気と遮断する。封止材25には、酸化シリコンの他に、例えばAl23(酸化アルミニウム(アルミナ))、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)、Ta25(五酸化タンタル)、DLC(Diamond Like Carbon )、ポリパラキシリレン(polypalaxylylene)、PDMS(polydimethylsiloxane:シリコーンゴムの一種)、エポキシ樹脂などの無機または有機化合物など、分子量が比較的小さく、蒸着、スパッタなどにより堆積させることができ、水分を通さない物質を用いることができる。 A part of the gap from the opening portion of the through groove hole 26 to the cavity substrate 20 from the lead portion 13 portion of the electrode substrate 10 by a method such as CVD (Chemical Vapor Deposition), sputtering, or vapor deposition. Then, silicon oxide (SiO 2 ) as the sealing material 25 is deposited to form a sealing portion, and the gap 40 is shut off from the outside air. As the sealing material 25, in addition to silicon oxide, for example, Al 2 O 3 (aluminum oxide (alumina)), silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide), DLC (Diamond Like Carbon), polypalaxylylene, PDMS (polydimethylsiloxane: a kind of silicone rubber), inorganic or organic compounds such as epoxy resin, etc., have a relatively small molecular weight and can be deposited by vapor deposition, sputtering, etc. Substances that are impermeable to moisture can be used.

ところで、従来は、電極基板10とキャビティ基板20との間で開口している部分(端子部14の部分)にエポキシ樹脂を塗布し、それを硬化させて封止部を形成していた。しかし、エポキシ樹脂を用いる場合、毛細管現象などにより個別電極12と振動板22との間にまで侵入しないように、リード部13を十分長くする必要があり、小型化の阻害要因となっていた。また、SiO2 などの封止材を、蒸着、スパッタなどにより開口部分に堆積させるという方法もあるが、電極取出し口24となるギャップは広いため、例えばマスクなどを取り付けたとしても、材料が回り込み、電極取出し口24の所定の部分だけに封止材25を堆積させることは困難となっていた。そのため、堆積させるべきでない部分に封止材25が堆積、付着する場合がある。例えば、端子部14と配線42との接続部分に封止材25が堆積などしていると、端子部14と配線42とを電気的にうまく接続させることができず、接続不良(導通不良)が生じる可能性がある。 By the way, conventionally, an epoxy resin is applied to a portion (a portion of the terminal portion 14) opened between the electrode substrate 10 and the cavity substrate 20, and is cured to form a sealing portion. However, when using an epoxy resin, it is necessary to make the lead portion 13 sufficiently long so that it does not penetrate between the individual electrode 12 and the diaphragm 22 due to a capillary phenomenon or the like, which has been an obstacle to downsizing. In addition, there is a method in which a sealing material such as SiO 2 is deposited on the opening by vapor deposition, sputtering, etc. However, since the gap serving as the electrode outlet 24 is wide, even if a mask or the like is attached, the material wraps around. It has been difficult to deposit the sealing material 25 only on a predetermined portion of the electrode outlet 24. Therefore, the sealing material 25 may be deposited and adhered to a portion that should not be deposited. For example, if the sealing material 25 is deposited on the connection portion between the terminal portion 14 and the wiring 42, the terminal portion 14 and the wiring 42 cannot be electrically connected well, resulting in a connection failure (conduction failure). May occur.

上記接続不良を防止するためには封止材を除去する工程が余分に必要となるが、この工程は時間を費やすだけでなく、異物を発生させる原因ともなり、他の部材に影響を及ぼす。そこで、本実施形態では、所望の箇所だけに封止材25を選択的に堆積などさせて封止し、必要箇所だけを効率よく封止部として形成できるように、その箇所に合わせて貫通溝穴26を開口する。更に、貫通溝穴26に対応する部分を開口したマスク(後述)を取り付け、貫通溝穴26の底部(リード部13直上)にだけに封止材25を堆積させ、封止部を形成する。これを行うための具体的な方法を、以下の液滴吐出ヘッドの製造方法(静電アクチュエータの製造方法を含む)を説明する実施例1と実施例2において説明する。   In order to prevent the above-mentioned connection failure, an extra step of removing the sealing material is necessary. However, this step not only consumes time but also causes the generation of foreign matters and affects other members. Therefore, in the present embodiment, the sealing material 25 is selectively deposited and sealed only at a desired location, and only the necessary location can be efficiently formed as a sealing portion. The hole 26 is opened. Further, a mask (described later) having an opening corresponding to the through-slot hole 26 is attached, and the sealing material 25 is deposited only on the bottom part of the through-slot hole 26 (immediately above the lead part 13) to form a sealed part. A specific method for doing this will be described in Example 1 and Example 2 for explaining the following method for manufacturing a droplet discharge head (including a method for manufacturing an electrostatic actuator).

実施例1
図4及び図5は実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を表す一連の工程図である。図4及び図5に基づいて液滴吐出ヘッド製造工程について説明する。なお、実際には、ウェハ単位で複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するが、図4及び図5では、そのうちの一ユニット分の液滴吐出ヘッドを示している。
Example 1
4 and 5 are a series of process diagrams showing manufacturing processes of the droplet discharge head according to the first embodiment. The droplet discharge head manufacturing process will be described with reference to FIGS. In practice, a plurality of droplet discharge head members are simultaneously formed for each wafer. FIGS. 4 and 5 show one unit of the droplet discharge head.

まず、シリコン基板51の片面(電極基板10との接合面側となる)を鏡面研磨し、例えば220μmの厚みの基板(キャビティ基板20となる)を作製する。次に、シリコン基板51のボロンドープ層52を形成する面を、B23を主成分とする固体の拡散源に対向させ、縦型炉に入れてボロンをシリコン基板51中に拡散させ、ボロンドープ層52を形成する。そして、ボロンドープ層52を形成した面に、プラズマCVD法により、成膜時の処理温度は360℃、高周波出力は250W、圧力は66.7Pa(0.5Torr)、ガス流量はTEOS流量100cm3 /min(100sccm)、酸素流量1000cm3 /min(1000sccm)の条件で、TEOS絶縁膜23を0.1μm成膜する(図4(a))。 First, one side of the silicon substrate 51 (becomes the bonding surface side with the electrode substrate 10) is mirror-polished to produce, for example, a 220 μm thick substrate (becomes the cavity substrate 20). Next, the surface of the silicon substrate 51 on which the boron doped layer 52 is to be formed is opposed to a solid diffusion source mainly composed of B 2 O 3 , and boron is diffused into the silicon substrate 51 by being placed in a vertical furnace. Layer 52 is formed. Then, on the surface on which the boron doped layer 52 is formed, the plasma CVD method is used, the processing temperature during film formation is 360 ° C., the high frequency output is 250 W, the pressure is 66.7 Pa (0.5 Torr), and the gas flow rate is TEOS flow rate 100 cm 3 / Under the conditions of min (100 sccm) and oxygen flow rate of 1000 cm 3 / min (1000 sccm), a TEOS insulating film 23 is formed to a thickness of 0.1 μm (FIG. 4A).

一方、電極基板10については、上記(a)とは別工程で作製する。例えば、約1mmのガラスの基板の一方の面にエッチングなどを行って、約0.3μmの深さの凹部11を形成する。凹部11の形成後、例えばスパッタリング法を用いて、0.1μmの厚さの個別電極12を同時に形成する。最後に、液体取り入れ口15をサンドブラスト法または切削加工により形成する。
そして、シリコン基板51と電極基板10を360℃に加熱した後、電極基板10に負極、シリコン基板51に正極を接続して、800Vの電圧を印加して陽極接合し、シリコン基板51と電極基板10とがギャップ40を介して積層した接合基板(接合体)50とする(図4(b))。
On the other hand, the electrode substrate 10 is manufactured in a separate process from the above (a). For example, etching or the like is performed on one surface of a glass substrate of about 1 mm to form the recess 11 having a depth of about 0.3 μm. After the formation of the recess 11, the individual electrode 12 having a thickness of 0.1 μm is simultaneously formed by using, for example, a sputtering method. Finally, the liquid intake 15 is formed by sandblasting or cutting.
Then, after heating the silicon substrate 51 and the electrode substrate 10 to 360 ° C., the negative electrode is connected to the electrode substrate 10 and the positive electrode is connected to the silicon substrate 51, and a voltage of 800 V is applied to perform anodic bonding. 10 is a bonded substrate (bonded body) 50 laminated with a gap 40 (FIG. 4B).

接合基板50のシリコン基板51に対して、その厚みが約60μmになるまで表面の研削加工を行う。その後、加工変質層を除去する為に、水酸化カリウム溶液でシリコン基板51を約10μm異方性ウェットエッチング(以下、ウェットエッチングという)を行う。これによりシリコン基板51の厚みを約50μmにする(図4(c))。   The surface of the bonding substrate 50 is ground until the silicon substrate 51 has a thickness of about 60 μm. Thereafter, in order to remove the work-affected layer, the silicon substrate 51 is subjected to about 10 μm anisotropic wet etching (hereinafter referred to as wet etching) with a potassium hydroxide solution. As a result, the thickness of the silicon substrate 51 is reduced to about 50 μm (FIG. 4C).

接合基板50のウェットエッチングを行った面に対し、TEOSによる酸化シリコンのハードマスク(以下、TEOSハードマスクという)53をプラズマCVD法により成膜する。成膜条件として、例えば、成膜時の処理温度は360℃、高周波出力は700W、圧力は33.3Pa(0.25Torr)、ガス流量はTEOS流量100cm3 /min(100sccm)、酸素流量1000cm3 /min(1000sccm)とし、その条件で1.5μm成膜する。TEOSを用いたプラズマCVD法の成膜は比較的低温で行うことができ、基板の加熱を抑えられる(図4(d))。 A silicon oxide hard mask 53 (hereinafter referred to as TEOS hard mask) 53 formed by TEOS is formed on the surface of the bonding substrate 50 on which wet etching has been performed by plasma CVD. As film formation conditions, for example, the processing temperature during film formation is 360 ° C., the high frequency output is 700 W, the pressure is 33.3 Pa (0.25 Torr), the gas flow rate is TEOS flow rate 100 cm 3 / min (100 sccm), and the oxygen flow rate is 1000 cm 3. / Min (1000 sccm), and a film thickness of 1.5 μm is formed under the conditions. Film formation by plasma CVD using TEOS can be performed at a relatively low temperature, and heating of the substrate can be suppressed (FIG. 4D).

TEOSハードマスク53を成膜した後、吐出室21、リザーバ28、貫通溝穴26及び電極取出し口24となる部分のTEOSハードマスク53をエッチングするため、レジストパターニングを施す。そして、フッ酸水溶液を用いてTEOSハードマスク53が無くなるまで、それらの部分をエッチングしてTEOSハードマスク53をパターニングし、それらの部分について、シリコン基板51を露出させる。そして、エッチングした後にレジストを剥離する(図4(e))。ここで、例えば、面積の大きく、割れやすい電極取出し口24となる部分については、レジストの厚みを若干残しておき、後の工程で割れを防止するための厚みを残すようにするようにしてもよい。   After the TEOS hard mask 53 is formed, resist patterning is performed in order to etch the TEOS hard mask 53 in the portions that become the discharge chamber 21, the reservoir 28, the through groove 26, and the electrode outlet 24. Then, these portions are etched using the hydrofluoric acid aqueous solution until the TEOS hard mask 53 disappears, and the TEOS hard mask 53 is patterned, and the silicon substrate 51 is exposed for these portions. Then, after the etching, the resist is peeled off (FIG. 4E). Here, for example, with respect to the portion that becomes the electrode outlet 24 that has a large area and is easily cracked, the resist thickness is left slightly, so that a thickness for preventing cracking is left in a later step. Good.

次に、接合基板50を35wt%の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室21、貫通溝穴26、電極取出し口24となる部分の厚みが約10μmになるまで異方性ウェットエッチング(以下、ウェットエッチングという)を行う。更に、接合基板50を3wt%の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層52が露出し、エッチングの進行が極度に遅くなるエッチングストップが十分効いたものと判断するまでウェットエッチングを続ける(図5(f))。このように、2種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を用いたエッチングを行うことによって、吐出室21となる部分に形成される振動板22の面荒れを抑制厚み精度を高くすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化させることができる。   Next, the bonding substrate 50 is immersed in a 35 wt% potassium hydroxide aqueous solution, and anisotropic wet etching (hereinafter, referred to as “unetching wet etching”) is performed until the thicknesses of the discharge chamber 21, the through groove 26, and the electrode outlet 24 become about 10 μm. , Referred to as wet etching). Further, the bonded substrate 50 is immersed in a 3 wt% concentration potassium hydroxide aqueous solution, and the boron doped layer 52 is exposed, and wet etching is continued until it is determined that an etching stop at which the progress of etching is extremely slow has been effective (see FIG. 5 (f)). In this way, by performing etching using two types of potassium hydroxide aqueous solutions having different concentrations, it is possible to suppress surface roughness of the diaphragm 22 formed in the portion serving as the discharge chamber 21 and to increase the thickness accuracy. As a result, the discharge performance of the droplet discharge head can be stabilized.

ウェットエッチングを終了すると、接合基板50をフッ酸水溶液に浸し、シリコン基板51表面のTEOSハードマスク53を剥離する。次に、貫通溝穴26及び電極取出し口24となる部分のボロンドープ層52を除去するため、貫通溝穴26及び電極取出し口24となる部分が開口したシリコンマスクを、接合基板50のシリコン基板51側の表面に取り付ける。そして、例えば、RFパワー200W、圧力40Pa(0.3Torr)、CF4 流量30cm3 /min(30sccm)の条件で、RIEドライエッチング(異方性ドライエッチング)を30分間行い、貫通溝穴26、電極取出し口24となる部分のみにプラズマを当てて開口し、ギャップ40と連通させる(図5(g))。ここで、例えば接合基板50とマスクとのアライメント精度を高めるため、シリコンマスクの装着は、接合基板50とシリコンマスクとにピンを通すピンアライメントにより行うようにするとよい。またここでは、異方性ドライエッチングにより開口しているが、ピンなどで突くことで、ボロンドープ層52を壊してもよい。 When the wet etching is completed, the bonding substrate 50 is immersed in a hydrofluoric acid aqueous solution, and the TEOS hard mask 53 on the surface of the silicon substrate 51 is peeled off. Next, in order to remove the boron-doped layer 52 in the portion that becomes the through groove hole 26 and the electrode extraction port 24, a silicon mask having an opening in the portion that becomes the through groove hole 26 and the electrode extraction port 24 is used as the silicon substrate 51 of the bonding substrate 50. Attach to the side surface. Then, for example, RIE dry etching (anisotropic dry etching) is performed for 30 minutes under the conditions of an RF power of 200 W, a pressure of 40 Pa (0.3 Torr), and a CF 4 flow rate of 30 cm 3 / min (30 sccm). Plasma is applied to only the portion that becomes the electrode outlet 24 to open it and communicate with the gap 40 (FIG. 5G). Here, for example, in order to increase the alignment accuracy between the bonding substrate 50 and the mask, the silicon mask may be mounted by pin alignment in which pins are passed through the bonding substrate 50 and the silicon mask. Here, the opening is formed by anisotropic dry etching, but the boron doped layer 52 may be broken by protruding with a pin or the like.

続いて、キャビティ基板20(流路が形成されたシリコン基板51)と電極基板10の個別電極12との間に形成されたギャップ40を封止する。この封止に先だって、シリコン基板、好ましくは結晶方位(100)のシリコン基板を利用して、第1マスク基板60Aと第2マスク基板60Bを製作しておく。具体的には、貫通溝穴26に対応する部分が開口した第1マスク基板60Aと、第1マスク基板60Aの開口部に対応する部分が開口した第2マスク基板60Bを、ウェットエッチングにより加工して製造する。第1マスク基板60Aには、マスク開口部61Aとしての開口と、大気開放溝62AとしてのV字断面溝を設け、第2マスク基板60Bには、マスク開口部61Bとしての開口が形成されている。
そして、第1マスク基板60Aを、貫通溝穴26が形成されたキャビティ基板20の上に置き、その上に更に、第2マスク基板60Bを、マスク開口部61Aと61Bを対応させて、図5(h)のように積層する。これにより、キャビティ基板20は第1マスク基板60Aによりカバー(マスク)され、第1マスク基板60Aは第2マスク基板60Bによりカバー(マスク)される。そして、接合基板50と第2マスク基板60Bとの外周部を治具などで共に挟み固定する。なお、この時、吐出室21となる空間及びリザーバ28となる空間は、第1マスク基板60Aに設けられた大気開放溝62Aにより大気に開放されている。
Subsequently, the gap 40 formed between the cavity substrate 20 (silicon substrate 51 on which the flow path is formed) and the individual electrode 12 of the electrode substrate 10 is sealed. Prior to this sealing, a first mask substrate 60A and a second mask substrate 60B are manufactured using a silicon substrate, preferably a silicon substrate having a crystal orientation (100). Specifically, the first mask substrate 60A having an opening corresponding to the through groove hole 26 and the second mask substrate 60B having an opening corresponding to the opening of the first mask substrate 60A are processed by wet etching. Manufactured. The first mask substrate 60A is provided with an opening as a mask opening 61A and a V-shaped cross-sectional groove as an atmosphere opening groove 62A, and an opening as a mask opening 61B is formed in the second mask substrate 60B. .
Then, the first mask substrate 60A is placed on the cavity substrate 20 in which the through-groove holes 26 are formed, and the second mask substrate 60B is further disposed on the cavity substrate 20 in correspondence with the mask openings 61A and 61B. Laminate as shown in (h). Thus, the cavity substrate 20 is covered (masked) by the first mask substrate 60A, and the first mask substrate 60A is covered (masked) by the second mask substrate 60B. Then, the outer peripheral portions of the bonding substrate 50 and the second mask substrate 60B are sandwiched and fixed together with a jig or the like. At this time, the space serving as the discharge chamber 21 and the space serving as the reservoir 28 are opened to the atmosphere by the atmosphere opening groove 62A provided in the first mask substrate 60A.

図6は第1マスク基板60A及び接合基板50の形状の概略を表す図である。図6(a)は第1マスク基板60Aが接合基板50と接する面を、図6(b)は第1マスク基板60Aの側面とを表している。また、図6(c)は対応する接合基板50のキャビティ基板20側面を表している。ここでは、液滴吐出ヘッド2列分についての概略形状を記載しているが、実際の基板(ウェハ)には、更に多くの列が形成されており、各列における液滴吐出ヘッド(チップ)の数も更に多い。
第1マスク基板60Aの材料については特に限定するものではなく、クロムなどの金属製で作製してもよいが、エッチングプロセスを用いて精度の高いマスクを容易に作製できるシリコンを材料とするのが好ましい。第1マスク基板60Aはシリコン基板に対し、接合基板50の貫通溝穴26の部分に対応させてパターニングを行い、例えばフッ酸水溶液などによりウェットエッチングを行って、開口部61A及び大気開放溝62Aを形成する。なお、ここではウェットエッチングにより開口部及び大気開放溝を形成しているが、例えばドライエッチングで形成するようにしてもよい。なお、第1マスク基板60Aの開口部61Aの接合基板50と接する面側の開口部分は、封止材25がキャビティ基板20表面(ノズル基板30との接合面)に付着しないように、貫通溝穴26の開口部分より小さくしておくことが望ましい。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the shapes of the first mask substrate 60A and the bonding substrate 50. As shown in FIG. 6A shows a surface where the first mask substrate 60A is in contact with the bonding substrate 50, and FIG. 6B shows a side surface of the first mask substrate 60A. FIG. 6C shows the side surface of the cavity substrate 20 of the corresponding bonded substrate 50. Here, a schematic shape of two rows of droplet discharge heads is described, but more rows are formed on an actual substrate (wafer), and the droplet discharge heads (chips) in each row are formed. There are many more.
The material of the first mask substrate 60A is not particularly limited, and the first mask substrate 60A may be made of a metal such as chromium. However, the material of the first mask substrate 60A is silicon that can easily produce a highly accurate mask using an etching process. preferable. The first mask substrate 60A is patterned on the silicon substrate so as to correspond to the portion of the through-groove hole 26 of the bonding substrate 50, and wet etching is performed with, for example, a hydrofluoric acid aqueous solution to form the opening 61A and the air opening groove 62A. Form. Here, the opening and the air opening groove are formed by wet etching, but may be formed by dry etching, for example. Note that the opening portion on the surface side of the opening 61A of the first mask substrate 60A that is in contact with the bonding substrate 50 has a through groove so that the sealing material 25 does not adhere to the surface of the cavity substrate 20 (the bonding surface with the nozzle substrate 30). It is desirable to make it smaller than the opening of the hole 26.

第1マスク基板60Aと第2マスク基板60Bが密着積層された接合基板50を、CVD装置に入れ、封止材25として、例えばSiO2を成膜する。このとき、第1及び第2マスク基板60A,60Bによって、選択的に貫通溝穴26にのみ封止材25が堆積し、個別電極12と振動板22との間に形成されたギャップ40が封止される。なお、第2マスク基板60B上にはSiO2が成膜されるため、その膜応力によって第2マスク基板60Bには反りが発生するが、第2マスク基板60Bによってカバーされている第1マスク基板60Aには、SiO2が成膜されず、反りが発生しない。つまり、第1マスク基板60Aと接合基板50との密着性が確保された状態で封止材のSiO2が成膜されるため、個別電極12の端子部14などへSiO2が回り込むことなく、所望の封止部にのみ封止材25を堆積することができる。
なお、封止材25としては、SiO2の他、SiN、SiON、Al23なども利用できる。
The bonding substrate 50 in which the first mask substrate 60A and the second mask substrate 60B are closely stacked is put in a CVD apparatus, and, for example, SiO 2 is formed as the sealing material 25. At this time, the sealing material 25 is selectively deposited only in the through groove hole 26 by the first and second mask substrates 60A and 60B, and the gap 40 formed between the individual electrode 12 and the diaphragm 22 is sealed. Stopped. Since SiO 2 is formed on the second mask substrate 60B, the second mask substrate 60B is warped by the film stress, but the first mask substrate covered by the second mask substrate 60B is used. In 60A, no SiO 2 film is formed and no warpage occurs. That is, since the sealing material SiO 2 is formed in a state in which the adhesion between the first mask substrate 60A and the bonding substrate 50 is ensured, the SiO 2 does not wrap around the terminal portion 14 of the individual electrode 12, etc. The sealing material 25 can be deposited only on a desired sealing portion.
As the sealing material 25, SiN, SiON, Al 2 O 3 or the like can be used in addition to SiO 2 .

以上の封止工程の後、第1及び第2マスク基板60A,60Bを接合基板50から取り外す。その後、例えばプラチナ(Pt)をターゲットとしてスパッタなどを行い、共通電極端子27を形成する。また、接合基板50のキャビティ基板20へノズル基板30を接着接合する(図5(i))。更に、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々の液滴吐出ヘッドに切断し、液滴吐出ヘッドを完成させる。その後、個別電極12の端子部14に、ドライバICが実装されたフレキシブルプリンテッドサーキット(FPC)を、異方性導電接着剤(ACF)などを用いて接合するが、その時、端子部14には封止材25の堆積がないため、問題無く導通が図れる。   After the sealing process described above, the first and second mask substrates 60A and 60B are removed from the bonding substrate 50. Thereafter, for example, sputtering is performed using platinum (Pt) as a target to form the common electrode terminal 27. Further, the nozzle substrate 30 is bonded and bonded to the cavity substrate 20 of the bonding substrate 50 (FIG. 5I). Further, dicing is performed along the dicing line, and the liquid droplet ejection head is cut into individual liquid droplet ejection heads to complete the liquid droplet ejection head. Thereafter, a flexible printed circuit (FPC) on which the driver IC is mounted is joined to the terminal portion 14 of the individual electrode 12 using an anisotropic conductive adhesive (ACF) or the like. Since there is no deposition of the sealing material 25, conduction can be achieved without problems.

なお、液滴吐出ヘッドに適用されない静電アクチュエータの場合には、上記工程において、シリコン基板51に吐出室21やリザーバ28などの流路を形成する必要はなく、またノズル基板30を接合することも不要となる。
以上の実施例1によれば、キャビティ基板20に貫通溝穴26を設け、第1マスク基板60A及び第2マスク基板60Bによりキャビティ基板20をカバーして、貫通溝穴26に対応した各開口部61A,61Bを利用してリード部13の直上部分だけに、選択的にSiO2 などの封止材25が堆積できる。これにより必要部位にのみ、効率よく封止部を形成することができ、振動板22と個別電極12の対向部分にできたギャップ40を容易に外気と遮断することができる。また、従来のように、余分な封止材25の除去工程を行わなくてもよいため、配線などとの間の電気的接続を損なうことなく、接続不良を防止することができる。更に、スパッタ、CVD、蒸着などにより封止材25を堆積させるようにしたので、複数のウェハに対して一度に封止処理を確実に行うことができ、製造効率が改善できる。
In the case of an electrostatic actuator that is not applied to the droplet discharge head, it is not necessary to form a flow path such as the discharge chamber 21 and the reservoir 28 in the silicon substrate 51 in the above process, and the nozzle substrate 30 is bonded. Is also unnecessary.
According to the first embodiment described above, the through-groove hole 26 is provided in the cavity substrate 20, the cavity substrate 20 is covered with the first mask substrate 60 </ b> A and the second mask substrate 60 </ b> B, and each opening corresponding to the through-groove hole 26. The sealing material 25 such as SiO 2 can be selectively deposited only on the portion directly above the lead portion 13 using 61A and 61B. As a result, a sealing portion can be efficiently formed only at a necessary portion, and the gap 40 formed at the facing portion of the diaphragm 22 and the individual electrode 12 can be easily blocked from the outside air. Moreover, since it is not necessary to perform the process of removing the excess sealing material 25 as in the prior art, a connection failure can be prevented without impairing the electrical connection with the wiring or the like. Furthermore, since the sealing material 25 is deposited by sputtering, CVD, vapor deposition or the like, the sealing process can be reliably performed on a plurality of wafers at once, and the manufacturing efficiency can be improved.

実施例2
実施例2では、図4、5に示した液滴吐出ヘッドの製造工程のうち、図5(h)の封止処理で用いるマスクに別の態様のマスクを用いて封止を行うものである。ここでは、実施形態1の第1マスク基板60A及び第2マスク基板60Bに代えて、貫通溝穴26に対応する部分が開口部70Aとして開口した複数のマスク片70を、貫通溝穴26が形成されたキャビティ基板20に並置するとともにキャビティ基板20に密着して、貫通溝穴26に選択的に封止材25を堆積するようにしている。
Example 2
In the second embodiment, in the manufacturing process of the droplet discharge head shown in FIGS. 4 and 5, the mask used in the sealing process of FIG. . Here, instead of the first mask substrate 60A and the second mask substrate 60B of the first embodiment, the through groove hole 26 forms a plurality of mask pieces 70 having portions corresponding to the through groove holes 26 opened as openings 70A. The sealing material 25 is selectively deposited in the through-groove hole 26 while being juxtaposed to the cavity substrate 20 and in close contact with the cavity substrate 20.

図7は実施例2に係る接合基板のマスク方法を示す説明図である。なお、図7はキャビティ基板20となる素材であるシリコンウェハを利用して9個の液滴吐出ヘッドを製造する例を示しており、図7(a)、(b)は、接合基板50に複数のマスク片70を装着した状態の平面図と側断面図(中央部縦断面図)をそれぞれ表している。
ここでは、シリコン基板、例えば結晶方位(100)のシリコン基板をウェットエッチングにより加工し、貫通溝穴26に対応する部分が開口したマスク開口部70Aと、位置決めピン用の貫通穴70Bと、大気開放溝(図6の大気開放溝62Aに相当するもの)としてのV字断面溝が形成されたマスク基板を製造する。このマスク基板は、基本的に図6に示した第1マスク基板60Aと同様のものである。続いて、そのマスク基板を、複数に分割する。ここでは、1枚のシリコンウェハから作られる9個の静電アクチュエータ(または液滴吐出ヘッド)の各ユニットと同等の形状、若しくは若干大きめの形状となるように、ダイシングにより第1マスク基板60Aに対応するマスク基板を切断して、複数のマスク片70を作製しておく。以下において、このマスク片70を利用したギャップ部の封止方法を説明する。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a bonding substrate masking method according to the second embodiment. FIG. 7 shows an example in which nine droplet discharge heads are manufactured using a silicon wafer that is a material to be the cavity substrate 20, and FIGS. 7A and 7B show the bonding substrate 50. A plan view and a side sectional view (center longitudinal sectional view) in a state where a plurality of mask pieces 70 are mounted are shown.
Here, a silicon substrate, for example, a silicon substrate having a crystal orientation (100) is processed by wet etching, and a mask opening 70A having a portion corresponding to the through groove hole 26 opened, a through hole 70B for a positioning pin, and air release A mask substrate having a V-shaped cross-sectional groove formed as a groove (corresponding to the air opening groove 62A in FIG. 6) is manufactured. This mask substrate is basically the same as the first mask substrate 60A shown in FIG. Subsequently, the mask substrate is divided into a plurality of pieces. Here, the first mask substrate 60A is formed by dicing so as to have a shape equivalent to or slightly larger than each unit of nine electrostatic actuators (or droplet discharge heads) made from one silicon wafer. A corresponding mask substrate is cut to prepare a plurality of mask pieces 70. Below, the sealing method of the gap part using this mask piece 70 is demonstrated.

まず、位置決めピン72が設けられたウェハーセット治具73の上に、接合基板50を位置決めピン72に通してセットする。続いて、接合基板50のキャビティ基板20上にマスク片70を、位置決めピン72に通して複数個並置する。更に、マスク片70最外郭の外周部には、保護マスク71を配置する。これによりキャビティ基板20の各液滴吐出ヘッド領域は各マスク片70によりカバー(マスク)され、キャビティ基板20の外周部は保護マスク71によりカバー(マスク)される。この時、吐出室21となる空間及びリザーバ28となる空間は、マスク片70に設けられた大気開放溝により大気に開放されている。   First, the bonded substrate 50 is set through the positioning pins 72 on the wafer setting jig 73 provided with the positioning pins 72. Subsequently, a plurality of mask pieces 70 are juxtaposed on the cavity substrate 20 of the bonding substrate 50 through the positioning pins 72. Further, a protective mask 71 is disposed on the outer peripheral portion of the outermost outline of the mask piece 70. Thus, each droplet discharge head region of the cavity substrate 20 is covered (masked) by the mask pieces 70, and the outer peripheral portion of the cavity substrate 20 is covered (masked) by the protective mask 71. At this time, the space serving as the discharge chamber 21 and the space serving as the reservoir 28 are opened to the atmosphere by the atmosphere opening groove provided in the mask piece 70.

次に、マスク片70及び保護マスク71を密着させた接合基板50をCVD装置に入れ、封止材25として、例えばSiO2を成膜する。このとき、マスク片70によって、選択的に貫通溝穴26にのみ封止材25が堆積し、個別電極12と振動板22との間に形成されたギャップ40が封止される。このとき、封止材25はマスク片70によって、貫通溝穴26の底部にのみに堆積し、個別電極12の端子部14には堆積しない。しかも、マスク片70は、切断前のマスク基板に比べてサイズが小さいため、SiO2が成膜された時の膜応力によって発生する反りを抑制することができる。その結果、マスク片70と接合基板50の密着性が確保された状態でSiO2が成膜されるため、個別電極12の端子部14などへSiO2が回り込むことなく、所望の封止部にのみ封止材25を堆積することができる。 Next, the bonding substrate 50 in which the mask piece 70 and the protective mask 71 are in close contact with each other is put in a CVD apparatus, and for example, SiO 2 is formed as the sealing material 25. At this time, the sealing piece 25 is selectively deposited only in the through groove hole 26 by the mask piece 70, and the gap 40 formed between the individual electrode 12 and the diaphragm 22 is sealed. At this time, the sealing material 25 is deposited only on the bottom portion of the through groove hole 26 by the mask piece 70, and is not deposited on the terminal portion 14 of the individual electrode 12. In addition, since the mask piece 70 is smaller in size than the mask substrate before cutting, it is possible to suppress warping caused by film stress when the SiO 2 film is formed. As a result, the SiO 2 film is formed in a state in which the adhesion between the mask piece 70 and the bonding substrate 50 is ensured, so that the SiO 2 does not wrap around the terminal portions 14 of the individual electrodes 12 and the desired sealing portion. Only the sealing material 25 can be deposited.

実施例2によれば、キャビティ基板20に貫通溝穴26を設け、実施例1で説明した第1マスクを複数に分割した態様のマスク片70でキャビティ基板20をカバーして、貫通溝穴26に対応したマスク片70の開口からリード部13の直上部分だけに、選択的にSiO2 などの封止材25を堆積できる。これにより適切な部位にのみ、効率よく封止部を形成することができ、振動板22と個別電極12の対向部分にできたギャップを容易に外気と遮断することができる。また、従来のように、余分な封止材25の除去工程を行わなくてもよいため、配線などとの間の電気的接続を損なうことなく、接続不良を防止することができる。更に、スパッタ、CVD、蒸着などにより封止材25を堆積させるようにしたので、複数のウェハに対して一度に封止処理を確実に行うことができ、製造効率が改善できる。
なお、この実施例2を実施例1の封止工程に代えて採用し、他の工程は実施例1と同じ工程を採用することで、静電アクチュエータまたは液滴吐出ヘッドが製造できる。
According to the second embodiment, the through hole 26 is provided in the cavity substrate 20, and the cavity substrate 20 is covered with the mask piece 70 in a form in which the first mask described in the first embodiment is divided into a plurality of portions. The sealing material 25 such as SiO 2 can be selectively deposited only on the portion directly above the lead portion 13 from the opening of the mask piece 70 corresponding to the above. As a result, the sealing portion can be efficiently formed only at an appropriate portion, and the gap formed at the facing portion of the diaphragm 22 and the individual electrode 12 can be easily blocked from the outside air. Moreover, since it is not necessary to perform the process of removing the excess sealing material 25 as in the prior art, a connection failure can be prevented without impairing the electrical connection with the wiring or the like. Furthermore, since the sealing material 25 is deposited by sputtering, CVD, vapor deposition or the like, the sealing process can be reliably performed on a plurality of wafers at once, and the manufacturing efficiency can be improved.
The electrostatic actuator or the droplet discharge head can be manufactured by adopting the second embodiment instead of the sealing process of the first embodiment and adopting the same processes as the first embodiment for the other processes.

実施形態2
図8は実施形態1で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置であるインクジェットプリンタの概略構成図である。図8において、被印刷物であるプリント紙110が支持されるドラム101と、プリント紙110にインクを吐出し、記録を行う液滴吐出ヘッド102とで主に構成される。また、図示していないが、液滴吐出ヘッド102にインクを供給するためのインク供給手段がある。プリント紙110は、ドラム101の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ103により、ドラム101に圧着して保持される。そして、送りネジ104がドラム101の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド102が保持されている。送りネジ104が回転することによって、液滴吐出ヘッド102がドラム101の軸方向に移動するようになっている。
Embodiment 2
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an ink jet printer which is a droplet discharge device using the droplet discharge head manufactured in the first embodiment. In FIG. 8, a drum 101 that supports a printing paper 110 that is a printing object and a droplet discharge head 102 that discharges ink onto the printing paper 110 and performs recording are mainly configured. Although not shown, there is an ink supply means for supplying ink to the droplet discharge head 102. The print paper 110 is held by being pressed against the drum 101 by a paper press roller 103 provided parallel to the axial direction of the drum 101. A feed screw 104 is provided parallel to the axial direction of the drum 101, and the droplet discharge head 102 is held. As the feed screw 104 rotates, the droplet discharge head 102 moves in the axial direction of the drum 101.

一方、ドラム101は、ベルト105などを介してモータ106により回転駆動される。また、プリント制御手段107は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ104、モータ106を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振駆動回路を駆動させて振動板4を振動させ、制御をしながらプリント紙110に印刷を行わせる。   On the other hand, the drum 101 is rotationally driven by a motor 106 via a belt 105 or the like. Further, the print control unit 107 drives the feed screw 104 and the motor 106 based on the print data and the control signal, and although not shown here, drives the oscillation drive circuit to vibrate the diaphragm 4, Printing is performed on the print paper 110 while controlling.

ここでは液体をインクとしてプリント紙110に吐出するようにしているが、液滴吐出ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、有機化合物などの電界発光素子を用いた表示パネル(OLEDなど)の基板に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、DNA(Deoxyribo Nucleic Acids :デオキシリボ核酸)、他の核酸(例えば、Ribo Nucleic Acid:リボ核酸、Peptide Nucleic Acids:ペプチド核酸など)タンパク質などのプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。その他、布などの染料の吐出などにも利用することができる。   Here, the liquid is ejected onto the print paper 110 as ink, but the liquid ejected from the droplet ejection head is not limited to ink. For example, in an application to be discharged onto a substrate to be a color filter, a light emitting element is used in an application to be discharged onto a substrate of a display panel (OLED or the like) using an electroluminescent element such as a liquid containing a color filter pigment or an organic compound For example, a liquid containing a conductive metal and a liquid containing a conductive metal may be discharged from a droplet discharge head provided in each device. In addition, when the droplet discharge head is used as a dispenser and used for discharging onto a substrate that is a microarray of biomolecules, DNA (Deoxyribo Nucleic Acids: deoxyribonucleic acid), other nucleic acids (for example, Ribo Nucleic Acid: ribonucleic acid, Peptide (Nucleic Acids: peptide nucleic acid, etc.) A liquid containing a probe such as a protein may be discharged. In addition, it can be used for discharging dyes such as cloth.

実施形態3
図9は本発明を利用した波長可変光フィルタを表す図である。実施形態2は静電アクチュエータを液滴吐出ヘッドに適用した例であるが、本発明の静電アクチュエータは液滴吐出ヘッドだけに限定されず、他のデバイスの駆動部にも適用することができる。例えば、図9の波長可変光フィルタは、ファブリ・ペロー干渉計の原理を利用し、可動鏡120と固定鏡121との間隔を変化させながら選択した波長の光を出力するものである。可動鏡120を変位させるためには、可動鏡120が設けられている、シリコンを材料とする可動体122を変位させる。そのために固定電極123と可動体122(可動鏡120)とを所定の間隔(ギャップ)で対向配置する。ここで、固定電極に電荷を供給するために固定電極端子124を取り出す。その際、可動体を有する基板と固定電極123を有する基板との間を封止材125により確実に気密封止するため、本発明のように、貫通溝穴126を設け、更に別の基板で塞ぐことにより、封止を確実にする。
Embodiment 3
FIG. 9 is a diagram showing a wavelength tunable optical filter using the present invention. Embodiment 2 is an example in which an electrostatic actuator is applied to a droplet discharge head, but the electrostatic actuator of the present invention is not limited to a droplet discharge head, and can be applied to a drive unit of another device. . For example, the wavelength tunable optical filter shown in FIG. 9 uses the principle of a Fabry-Perot interferometer and outputs light of a selected wavelength while changing the distance between the movable mirror 120 and the fixed mirror 121. In order to displace the movable mirror 120, the movable body 122 made of silicon and provided with the movable mirror 120 is displaced. For this purpose, the fixed electrode 123 and the movable body 122 (movable mirror 120) are arranged to face each other at a predetermined interval (gap). Here, the fixed electrode terminal 124 is taken out to supply charges to the fixed electrode. At that time, in order to ensure an airtight seal between the substrate having the movable body and the substrate having the fixed electrode 123 by the sealing material 125, the through-groove hole 126 is provided as in the present invention, and another substrate is used. Sealing ensures sealing.

同様にモータ、センサ、SAWフィルタのような振動素子(レゾネータ)、波長可変光フィルタ、ミラーデバイスなど、他の種類の微細加工のアクチュエータ、圧力センサなどにも上述の封止部の形成などを適用することができる。また、本発明は、静電方式のアクチュエータなどには特に有効であるが、他に基板間の小さな開口部分を封止する場合にも適用することができる。   Similarly, the formation of the sealing portion described above is also applied to other types of microfabricated actuators, pressure sensors, etc. such as motors, sensors, resonator elements such as SAW filters, tunable optical filters, mirror devices, etc. can do. The present invention is particularly effective for an electrostatic actuator or the like, but can also be applied to a case where a small opening between substrates is sealed.

実施形態4
上述の各実施形態では、固定された電極を有する基板の厚さの方が厚く、またガラス基板であることから、振動板22などの可動する電極を有する基板の方に貫通溝穴26,126を形成したが、特にこれに限定されるものではない。構成、プロセスなどの上で形成しやすい方に貫通溝穴を形成するようにすればよい。また、貫通溝穴26は封止効果を損なわない範囲で、任意の複数形成してもよい。
Embodiment 4
In each of the above-described embodiments, since the substrate having the fixed electrode is thicker and is a glass substrate, the through-slot holes 26 and 126 are provided toward the substrate having a movable electrode such as the diaphragm 22. However, the present invention is not limited to this. What is necessary is just to make it form a through-slot hole in the direction which is easy to form on structure, a process, etc. Moreover, you may form arbitrary arbitrary multiple through-slot holes 26 in the range which does not impair the sealing effect.

実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the droplet discharge head according to the first embodiment. 液滴吐出ヘッドの断面図。Sectional drawing of a droplet discharge head. 貫通溝穴と電極基板上のリード部との関係を表す平面図。The top view showing the relationship between a through-slot hole and the lead part on an electrode substrate. 実施形態1の液滴吐出ヘッドの製造工程を表す工程図。FIG. 5 is a process diagram illustrating a manufacturing process of the droplet discharge head according to the first embodiment. 図4の続きの製造工程を表す工程図。FIG. 5 is a process diagram illustrating a manufacturing process continued from FIG. 4. 実施例1に係るマスク基板及び接合基板の形状説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of shapes of a mask substrate and a bonding substrate according to the first embodiment. 実施例2に係る接合基板のマスク方法を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a bonding substrate masking method according to a second embodiment. 実施形態2に係る液滴吐出装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a droplet discharge device according to a second embodiment. 実施形態3に係る波長可変光フィルタの構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a wavelength tunable optical filter according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 電極基板、11 凹部、12 個別電極、13 リード部、14 端子部、15 液体取り入れ口、20 キャビティ基板、21 吐出室、22 振動板、23 絶縁膜、24 電極取出し口、25 封止材、26 貫通溝穴、27 共通電極端子、28 リザーバ、29 オリフィス、30 ノズル基板、31 ノズル孔、32 ダイヤフラム、40 ギャップ、41 発振駆動回路、42 配線、50 接合基板、51 シリコン基板、52 ボロンドープ層、53 TEOSハードマスク、60A 第1マスク基板、60B 第2マスク基板、61A 開口部、61B 開口部、62 大気開放溝、101 ドラム、102 液滴吐出ヘッド、120 可動鏡、121 固定鏡、122 可動体、123 固定電極、124 固定電極端子、125 封止材、126 貫通溝穴。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrode board | substrate, 11 Recessed part, 12 Individual electrode, 13 Lead part, 14 Terminal part, 15 Liquid intake port, 20 Cavity board | substrate, 21 Discharge chamber, 22 Diaphragm, 23 Insulating film, 24 Electrode extraction port, 25 Sealing material, 26 through-groove hole, 27 common electrode terminal, 28 reservoir, 29 orifice, 30 nozzle substrate, 31 nozzle hole, 32 diaphragm, 40 gap, 41 oscillation drive circuit, 42 wiring, 50 bonded substrate, 51 silicon substrate, 52 boron doped layer, 53 TEOS hard mask, 60A first mask substrate, 60B second mask substrate, 61A opening, 61B opening, 62 air release groove, 101 drum, 102 droplet discharge head, 120 movable mirror, 121 fixed mirror, 122 movable body , 123 fixed electrode, 124 fixed electrode terminal, 125 sealing material, 126 through-groove hole.

Claims (10)

固定電極を有する第1の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生した静電気力により動作する可動電極を有する第2の基板とが接合された接合体の一方の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配備するための貫通溝穴を形成する工程と、
前記貫通溝穴に対応する部分が開口した第1マスク基板を、前記貫通溝穴が形成された基板に密着させて該基板をカバーする工程と、
前記第1マスク基板の開口に対応する部分が開口した第2マスク基板を、前記第1マスク基板に密着させて該第1マスク基板をカバーする工程と、
前記第2マスク基板及び前記第1マスク基板の開口を利用して、前記貫通溝穴に前記封止材を選択的に堆積して前記ギャップを封止する工程と、
を備えることを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
A bonded body in which a first substrate having a fixed electrode and a second substrate having a movable electrode facing the fixed electrode through a gap and operating with an electrostatic force generated between the fixed electrode and the fixed electrode are bonded. Forming a through slot for disposing a sealing material for blocking the gap from outside air on one of the substrates;
A first mask substrate having an opening corresponding to the through-slot hole is attached to the substrate on which the through-slot hole is formed to cover the substrate;
Covering the first mask substrate with a second mask substrate having an opening corresponding to the opening of the first mask substrate in close contact with the first mask substrate;
Using the openings of the second mask substrate and the first mask substrate to selectively deposit the sealing material in the through-groove holes to seal the gap;
A method for manufacturing an electrostatic actuator, comprising:
前記各マスク基板がシリコンからなることを特徴とする請求項1記載の静電アクチュエータの製造方法。   2. The method of manufacturing an electrostatic actuator according to claim 1, wherein each of the mask substrates is made of silicon. 固定電極を有する第1の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生した静電気力により動作する可動電極を有する第2の基板とが接合された接合体の一方の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配備するための貫通溝穴を形成する工程と、
前記接合体を裁断して得られる複数の静電アクチュエータの各アクチュエータに対応するサイズを有し、前記貫通溝穴に対応する部分が開口した複数のマスク片を、前記貫通溝穴が形成された基板上に複数個並置しかつ前記基板に密着させて該基板をカバーする工程と、
前記マスク片の開口を利用して、前記貫通溝穴に前記封止材を選択的に堆積して前記ギャップを封止する工程と、
を備えることを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
A bonded body in which a first substrate having a fixed electrode and a second substrate having a movable electrode facing the fixed electrode through a gap and operating with an electrostatic force generated between the fixed electrode and the fixed electrode are bonded. Forming a through slot for disposing a sealing material for blocking the gap from outside air on one of the substrates;
A plurality of mask pieces having a size corresponding to each actuator of a plurality of electrostatic actuators obtained by cutting the joined body and having openings corresponding to the through-slot holes are formed in the through-slot holes. A step of juxtaposing a plurality of substrates on the substrate and closely contacting the substrate to cover the substrate;
Utilizing the opening of the mask piece to selectively deposit the sealing material in the through-groove hole and seal the gap;
A method for manufacturing an electrostatic actuator, comprising:
前記接合体とマスク片とを位置決めピンに通して、前記マスク片を前記接合体上に位置決めすることを特徴とする請求項3記載の静電アクチュエータの製造方法。   4. The method of manufacturing an electrostatic actuator according to claim 3, wherein the bonded body and the mask piece are passed through a positioning pin to position the mask piece on the bonded body. 前記マスク片がシリコンからなることを特徴とする請求項3または4記載の静電アクチュエータの製造方法。   5. The method of manufacturing an electrostatic actuator according to claim 3, wherein the mask piece is made of silicon. CVD法により前記封止材を堆積することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。   The method for manufacturing an electrostatic actuator according to claim 1, wherein the sealing material is deposited by a CVD method. スパッタ法により前記封止材を堆積することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。   The method for manufacturing an electrostatic actuator according to claim 1, wherein the sealing material is deposited by a sputtering method. 請求項1〜6のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法を適用して、液滴を溜めて吐出させる圧力変動機構を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising applying the method for manufacturing an electrostatic actuator according to claim 1 to form a pressure fluctuation mechanism for storing and discharging droplets. 請求項7に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して、液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。   A method for manufacturing a droplet discharge device, wherein the method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 7 is applied to manufacture a droplet discharge device. 請求項1〜6のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法を適用して、駆動機構を形成することを特徴とする静電デバイスの製造方法。
A method for manufacturing an electrostatic device, wherein the drive mechanism is formed by applying the method for manufacturing an electrostatic actuator according to claim 1.
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