CN101508202A - 液体喷射头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够防止基板的破裂，并且，能够高精度地形成贮存器部的液体喷射头及其制造方法。具备：排列设置有多个与喷射液滴的喷嘴连通的压力产生室的流路形成基板；向压力产生室(12)内赋予压力的压力产生机构；与流路形成基板的一面接合的接合基板，流路形成基板由面方位(110)的硅单晶基板构成，压力产生室的沿长边方向的端面由与(110)面垂直的第一(111)面构成，另一方面，接合基板由面方位(110)的硅单晶基板构成，并且，以与接合基板的(110)面垂直的第一(111)面、和流路形成基板的第一(111)面交叉的朝向接合于流路形成基板。

Description

液体喷射头及其制造方法
技术领域
本发明涉及从喷嘴喷射液体的液体喷射头及其制造方法，尤其涉及将墨液滴作为液滴喷射的喷墨式记录头及其制造方法。
背景技术
作为喷出液滴的液体喷射头的代表例，可以举出喷出墨液滴的喷墨式记录头。作为该喷墨式记录头，例如，具备：冲裁有喷嘴的喷嘴板；形成有与喷嘴连通的多个压力产生室的流路形成基板；在该流路形成基板的一面侧形成的压力产生机构即压电元件；接合于流路形成基板，且设置有与多个压力产生室连通的贮存器部的贮存器形成基板(保护基板)(例如，参照专利文献1)。
形成这样的喷墨式记录头的流路形成基板例如由面方位(110)的硅单晶基板形成，压力产生室(墨液流路)通过各向异性蚀刻硅单晶基板而形成。具体来说，压力产生室通过将硅单晶基板各向异性蚀刻为，沿其长边方向的端面由与(110)面垂直的第一(111)面形成，并且，沿其宽度方向(短边方向)的端面由与第二(111)面交叉的第二(111)面形成而形成。
在流路形成基板由面方位(110)的硅单晶基板形成的情况下，通常，贮存器形成基板也由面方位(110)的硅单晶基板形成。还有，贮存器部根据压力产生室的朝向而形成，因此，沿其宽度方向(压力产生室的长边方向)的端面由第一(111)面形成，沿其长边方向的端面由包含第二(111)面的面形成。
即，流路形成基板和贮存器形成基板以各基板的第一(111)面的方向一致的状态接合。
【专利文献1】日本特开2007—98813号公报
【专利文献2】日本特开2006—218716号公报
【专利文献3】日本特开2002—313754号公报
作为流路形成基板或贮存器形成基板使用的面方位(110)的硅单晶基板具有在沿第一(111)面的方向上容易破裂的特性。因此，在流路形成基板和贮存器形成基板的第一(111)面的方向一致的情况下，即使为流路形成基板和贮存器形成基板接合的状态，这些流路形成基板及贮存器形成基板也可能发生第一(111)面的破裂。
还有，这些流路形成基板及贮存器形成基板通常以多个一体地形成于硅晶片后，沿在硅晶片形成的分裂图案分割而形成，分裂图案例如由在切断预定线上形成的多个贯通孔、和其间的脆弱部构成(例如，参照专利文献2、3)。
构成分裂图案的贯通孔与压力产生室等相同地，将硅晶片各向异性蚀刻而形成，因此，在与第一或第二(111)面交叉的方向的切断预定线上，不能沿切断预定线直线地形成贯通孔。因此，导致分裂图案的宽度变得较宽的问题。若分裂图案的宽度变宽，则由一片硅晶片的流路形成基板或贮存器形成基板的取用个数减少，成本增加，因此，优选分裂图案尽量以狭窄的宽度形成。
形成如上所述的具有压力产生室的流路形成基板或具有贮存器部的贮存器形成基板的情况下，在沿第一(111)面的方向、和与所述方向直交的方向上形成分裂图案，但沿该方向形成的分裂图案能够以比较窄的宽度形成。因此，流路形成基板和贮存器形成基板以各基板的第一(111)面的方向一致的状态接合。即，在贮存器形成基板设置的贮存器部的沿宽度方向(压力产生室的长边方向)的端面由第一(111)面形成，沿长边方向的端面由包含第二(111)面的面形成。
在通过各向异性蚀刻形成这样的贮存器部的情况下，如专利文献1中的记载，通过在贮存器部的沿长边方向的端面部分设置规定形状的校正图案，直线地形成贮存器部的沿长边方向的端面。然而，存在利用校正图案难以高精度地控制贮存器部的端面形状的问题。进而，伴随形成校正图案的区域的确保，还存在由一片晶片的取用个数减少的问题。
还有，基板容易破裂的问题不仅在喷射墨液滴的喷墨式记录头，而且在喷射墨液滴以外的液滴的其他液体喷射头中也同样存在。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供能够防止基板的破裂，并且，能够高精度地形成贮存器部的液体喷射头及其制造方法。
解决上述问题的本发明的液体喷射头，其特征在于，具备：
流路形成基板，其排列设置有多个与喷射液滴的喷嘴连通的压力产生室；压力产生机构，其向所述压力产生室内赋予压力；接合基板，其接合在所述流路形成基板的一面，所述流路形成基板由面方位(110)的硅单晶基板形成，所述压力产生室的沿长边方向的端面由与(110)面垂直的第一(111)面形成，另一方面，所述接合基板由面方位(110)的硅单晶基板形成，并且，以与该接合基板的(110)面垂直的第一(111)面和所述流路形成基板的第一(111)面交叉的朝向接合于所述流路形成基板。
在所述本发明中，在接合了流路形成基板和接合基板的状态下，各基板的容易破裂的方向不同，因此，实质上提高作为整体的刚性，在各基板难以发生破裂。
在此，优选所述接合基板的第一(111)面和所述流路形成基板的第一(111)面直交。由此更可靠地防止流路形成基板及接合基板的破裂。
另外，优选所述接合基板为具有沿所述压力产生室的排列设置方向延伸设置且与多个所述压力产生室分别连通的贮存器部的贮存器形成基板，所述贮存器部的沿长边方向的端面由与所述第一(111)面垂直的第二(111)面形成。由此，能够防止各基板的破裂，并且，能够高精度地形成贮存器部。
进而，本发明的液体喷射头的制造方法，该液体喷射头具备：流路形成基板，其由面方位(110)的硅单晶基板形成，且排列设置有多个与喷射液滴的喷嘴连通的压力产生室；压力产生机构，其向所述压力产生室内赋予压力；贮存器形成基板，其接合于所述流路形成基板的一面，由面方位(110)的硅单晶基板形成，具有沿所述压力产生室的排列设置方向延伸设置，且与多个所述压力产生室分别连通的贮存器部，所述液体喷射头的制造方法的特征在于，包括：形成工序，其中，通过对一体地形成多个所述流路形成基板的流路形成基板用晶片进行各向异性蚀刻，从而将所述压力产生室形成为所述压力产生室的沿长边方向的端面由与该流路形成基板用晶片的(110)面垂直的第一(111)面形成，另一方面，通过对一体地形成多个所述贮存器形成基板的贮存器形成基板用晶片进行各向异性蚀刻，从而将所述贮存器部形成为所述贮存器部的沿长边方向的端面由与该贮存器形成基板用晶片的(110)面垂直的第一(111)面形成；接合工序，其中，以所述流路形成基板用晶片的第一(111)面和所述贮存器形成基板用晶片的第一(111)面交叉的方向接合所述流路形成基板用晶片和所述贮存器形成基板用晶片；分割工序，其中，将所述流路形成基板用晶片及所述贮存器形成基板用晶片分割为各流路形成基板及贮存器形成基板。
上述的本发明能够防止流路形成基板和贮存器形成基板的破裂，并且，能够高精度地形成贮存器部。
在所述本发明中，优选所述流路形成基板用晶片和所述贮存器形成基板用晶片的定向平面(orientation flat)中一方沿(111)面，另一方沿(112)面。由此，能够防止流路形成基板和贮存器形成基板的破裂，并且，能够更高精度地形成贮存器部。
另外，优选在所述分割工序中，将聚光点聚集于所述流路形成基板用晶片及所述贮存器形成基板用晶片的内部，照射激光，仅在激光照射侧的表层残留连结部，以规定宽度在各晶片形成脆弱部，然后施加外力，由此沿所述脆弱部分割这些各晶片。由此，与形成分裂图案的情况相比，使切断宽度变窄。
附图说明
图1是一实施方式的记录头的分解立体图。
图2是一实施方式的记录头的俯视图及剖面图。
图3是一实施方式的流路形成基板的俯视图。
图4是一实施方式的贮存器形成基板的俯视图。
图5是流路形成基板用晶片及贮存器形成基板用晶片的俯视图。
图6是表示一实施方式的制造工序的剖面图。
图7是表示一实施方式的制造工序的剖面图。
图8是表示一实施方式的制造工序的剖面图。
图9是表示一实施方式的制造工序的示意图。
图中：10—流路形成基板；12—压力产生室；20—喷嘴板；30—贮存器形成基板；31—贮存器部；40—依从基板；50—弹性膜；55—绝缘体膜；60—下电极膜；70—压电体层；80—上电极膜；90—导线电极；100—贮存器；110—流路形成基板用晶片；130—贮存器形成基板用晶片；300—压电元件。
具体实施方式
以下，基于本发明的实施方式，详细说明。
图1是利用本发明的一实施方式的制造方法制造的喷墨式记录头的分解立体图，图2(a)是图1的俯视图，图2(b)是图2(a)的A—A’剖面图，图3是流路形成基板的俯视图，图4是贮存器部的俯视图。
流路形成基板10由面方位(110)的硅单晶基板形成，如图所示，在一面形成有由氧化膜构成的弹性膜50。在流路形成基板10上，利用隔壁11分隔的多个压力产生室12排列设置在其宽度方向(短边方向)上。另外，在流路形成基板10的压力产生室12的长边方向一端部侧设置有与利用隔壁11划分的各压力产生室12连通的墨液供给路13和连通路14。进而，在连通路14的外侧设置有与各连通路14连通的连通部15。该连通部15与后述贮存器形成基板30的贮存器部31连通，构成作为各压力产生室12的共同的墨液室(液体室)的贮存器100的一部分。
在此，墨液供给路13形成为剖面积比压力产生室12窄，将从连通部15流入压力产生室12的墨液的流路阻力保持为恒定。例如，在本实施方式中，墨液供给路13通过在宽度方向上使贮存器100和各压力产生室12之间的压力产生室12侧的流路收缩，以小于压力产生室12的宽度形成。还有，在本实施方式中，通过从单侧使流路的宽度收缩，形成墨液供给路，但通过从两侧使流路的宽度收缩，形成墨液供给路也可。另外，不使流路的宽度收缩，而从厚度方向收缩而形成墨液供给路也可。各连通路14通过将压力产生室12的宽度方向两侧的隔壁11延伸设置至连通部15侧，划分墨液供给路13和连通部15之间的空间而形成。
压力产生室12、墨液供给路13、连通路14及连通部15等墨液流路具体在后叙述，但通过各向异性蚀刻流路形成基板10形成，如图3所示，压力产生室12的沿长边方向的端面12a由与流路形成基板(硅单晶基板)10的(110)面垂直的第一(111)面形成，沿宽度方向的端面12b由与第一(111)面交叉的第二(111)面形成。
在流路形成基板10的开口面侧接合有冲裁了多个喷嘴21的喷嘴板20，各喷嘴21分别与各压力产生室12的与墨液供给路13相反的一侧的端部附近连通。该喷嘴板20例如由不锈钢等金属材料形成。还有，喷嘴板20除了金属材料之外，例如，由玻璃陶瓷、或硅单晶基板等形成也可。
另一方面，在流路形成基板10的与开口面相反的一侧如上所述地形成有弹性膜50，在该弹性膜50上形成有与弹性膜50不同的材料的氧化膜构成的绝缘体膜55。进而，在该绝缘体膜55上形成有包括下电极膜60、压电体层70、和上电极膜80构成的压力产生机构即压电元件300。在此，压电元件300不仅包括具有下电极膜60、压电体层70及上电极膜80的部分，还至少包括具有压电体层70的部分。通常，将压电元件300的任一方的电极作为共用电极，将另一方的电极与压电体层70一同，按每一个压力产生室12形成图案，作为分立电极。还有，在上述例子中，弹性膜50、绝缘体膜55及下电极膜60实质上作为振动板发挥作用，但不设置弹性膜50、绝缘体膜55，仅保留下电极膜60，将下电极膜60作为振动板也可。另外，压电元件300自身实质上兼作振动板也可。
进而，在各压电元件300上的上电极膜80上，分别连接有例如由金(Au)形成的导线电极90，经由该导线电极90向各压电元件300有选择地施加电压。
在形成有这样的压电元件300的流路形成基板10上，利用粘接层35接合具有构成贮存有向多个压力产生室12供给的墨液的贮存器100的至少一部分的贮存器部31的接合基板即贮存器形成基板30。该贮存器部31在厚度方向上贯通贮存器形成基板30，连续地设置于压力产生室12的排列设置方向上，如上所述地与流路形成基板10的连通部15连通，构成贮存器100。
另外，在贮存器形成基板30设置有用于保护压电元件300的压电元件保持部32。还有，压电元件保持部32内可以被密封，也可以不被密封。
在贮存器形成基板30形成有沿厚度方向贯通贮存器形成基板30的贯通孔33，从各压电元件300引出的导线电极90的端部附近及下电极膜60的一部分露出在该贯通孔33内。未图示，但这些导线电极90及下电极膜60经由在贯通孔33内设置的连接配线，与用于驱动压电元件300的驱动IC等电连接。
在此，作为贮存器形成基板30，使用作为与流路形成基板10相同的材料的面方位(110)的硅单晶基板。还有，如后所述，贮存器部31通过各向异性蚀刻流路形成基板10而形成，如图4所示，沿其长边方向(压力产生室12的排列设置方向)的端面31a由与贮存器形成基板30的(110)面垂直的第一(111)面形成，沿宽度方向的端面31b由包含与第一(111)面交叉的第二(111)面的面(主要为第二(111)面)形成。
另外，在这样的贮存器形成基板30上接合有由密封膜41及固定板42构成的依从基板40。配置于贮存器形成基板30侧的密封膜41由刚性低且能够根据贮存器100内的压力变化而变形的材料，例如，弹性材料构成。固定板42是为了固定密封膜41而设置，由金属等硬质材料构成。该固定板42的与贮存器100对置的区域形成为在厚度方向上完全除去的开口部43，贮存器100的一面侧仅由具有挠曲性的密封膜41密封。即，该开口部43内形成为根据贮存器100的内压的变化而变形的挠曲部。还有，通过使依从基板40的该挠曲部(密封膜41)变形，将贮存器100内维持为大致恒定的压力。
在这样的本实施方式的喷墨式记录头中，从与未图示的外部墨液供给机构连接的墨液导入口取入墨液，用墨液将内部填满贮存器100到喷嘴21之间后，按照来自未图示的驱动IC的记录信号，向与压力产生室12对应的各自的压电元件300施加电压，使压电元件300挠曲变形，由此，各压力产生室12内的压力变高，从喷嘴21喷射墨液滴。
以下，参照图5～图9的表示制造工序的图，说明这样的喷墨式记录头的制造方法。还有，图5是流路形成基板用晶片及贮存器形成基板用晶片的俯视图，图6～图8是压力产生室的长边方向的剖面图，图9是表示晶片的切断方法的示意图。
上述构成喷墨式记录头的流路形成基板10及贮存器形成基板30通过在面方位(110)的硅晶片上一体地形成多个后，沿切断预定线分割而形成。例如，如图5(a)所示，流路形成基板10在6英寸左右的硅晶片即流路形成基板用晶片110上一体地形成多个后，即在流路形成基板用晶片110形成压力产生室12等后，沿由图中虚线所示的切断预定线200分割流路形成基板用晶片110而形成。
另一方面，贮存器形成基板30也如图5(b)所示，在6英寸左右的硅晶片即贮存器形成基板用晶片130上一体地形成多个后，即将贮存器形成基板用晶片130各向异性蚀刻而形成贮存器部31后，沿由图中虚线所示的切断预定线210分割贮存器形成基板用晶片130而形成。
这样，流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130均为面方位(110)的硅晶片，但定向平面的结晶面方位不同。即，流路形成基板用晶片110的定向平面110a沿与(110)面垂直的第一(111)面形成，相对于此，贮存器形成基板用晶片130的定向平面130a形成为沿与(110)面垂直的(112)面，与定向平面130a直交的方向成为沿第一(111)面的方向。
如上所述，使用这样的流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130，制造喷墨式记录头。
首先，在流路形成基板用晶片110上形成压电元件300。具体来说，如图6(a)所示，在流路形成基板用晶片110的表面形成构成弹性膜50的氧化膜51，进而，在弹性膜50(氧化膜51)上形成由与弹性膜50不同的材料的氧化膜构成的绝缘体膜55。
其次，如图6(b)所示，在绝缘体膜55上形成下电极膜60后，将该下电极膜60以规定形状形成图案。其次，如图6(c)所示，例如，在流路形成基板用晶片110的整个面形成由钛酸锆酸铅(PZT)等构成的压电体层70、和上电极膜80，在与各压力产生室12对置的区域以图案形成这些压电体层70及上电极膜80，形成压电元件300。
进而，如图6(d)所示，形成导线电极90。具体来说，首先，在流路形成基板用晶片110的整个面上形成金属层91，将该金属层91按每一个压电元件300形成图案，由此形成导线电极90。
另一方面，在贮存器形成基板用晶片130上，形成贮存器部31、压电元件保持部32及贯通孔33。首先，如图7(a)所示，在贮存器形成基板用晶片130的表面形成例如由二氧化硅(SiO2)构成的保护膜131，将该保护膜131形成图案，在形成贮存器部31、压电元件保持部32及贯通孔33的区域形成开口部132。
其次，例如使用氢氧化钾(KOH)水溶液等蚀刻液，经由该保护膜131，各向异性蚀刻贮存器形成基板用晶片130，由此如图7(b)所示同时形成贮存器部31、压电元件保持部32及贯通孔33。还有，在本实施方式中，通过从贮存器形成基板用晶片130的两面侧各向异性蚀刻而形成贮存器部31及贯通孔33。
在此，如上所述，在贮存器部31中，沿其长边方向(压力产生室12的排列设置方向)的端面31a由与贮存器形成基板30的(110)面垂直的第一(111)面构成，沿宽度方向的端面31b由包含与第一(111)面交叉的第二(111)面的面构成。即，以使贮存器部31的端面31a沿与贮存器形成基板用晶片130的定向平面130a直交的方向的方式(参照图3(b))，利用各向异性蚀刻形成贮存器部31。
由此能够高精度地控制贮存器部31的端面31a的形状，从而端面31a的位置稳定。这样，通过稳定占据贮存器部31的内周面中的大半部分的端面31a的位置即贮存器部31的尺寸稳定，大幅度提高成品率。另外，通过贮存器部31的端面31a沿第一(111)面形成，不需要在保护膜131设置用于形成端面31a的校正图案，能够使各芯片(贮存器形成基板30)的间隔变窄，因此，能够增加取用个数，实现成本降低。
还有，贮存器部31的沿短边方向的端面31b由包含第二(111)面的面构成，因此，需要形成用于在保护膜131形成端面31b的校正图案(未图示)。该校正图案沿第一(111)面即端面31a形成即可，因此，能够比较自由地设计校正图案的形状。从而，还能够比较高精度地控制端面31b的形状及位置。
其次，如图8(a)所示，将这样形成了贮存器部31等的贮存器形成基板用晶片130接合于流路形成基板用晶片110的压电元件300侧。此时，将流路形成基板用晶片110和贮存器形成基板用晶片130以定向平面110a、130a一致的状态接合。还有，贮存器形成基板用晶片130的接合方法不特别限定，例如，利用由环氧系粘接剂等构成的粘接层35接合于流路形成基板用晶片110也可。
其次，如图8(b)所示，将流路形成基板用晶片110的与贮存器形成基板用晶片130相反的一面侧进行加工，将流路形成基板用晶片110形成为规定的厚度。其次，如图8(c)所示，在流路形成基板用晶片110的表面形成成为形成压力产生室12等墨液流路时的掩模的规定的图案的保护膜52，将该保护膜52作为掩模，各向异性蚀刻(湿式蚀刻)流路形成基板用晶片110，由此在流路形成基板用晶片110形成压力产生室12、墨液供给路13、连通路14及连通部15。即，对于流路形成基板用晶片110，利用例如氢氧化钾(KOH)水溶液等蚀刻液将流路形成基板用晶片110蚀刻，直至弹性膜50露出，由此同时形成压力产生室12等。另外，除去弹性膜50及绝缘体膜55，使连通部15和贮存器部31连通，形成贮存器100。
在此，如上所述，在压力产生室12中，沿其长边方向的端面12a由与流路形成基板10的(110)面垂直的第一(111)面形成，沿宽度方向的端面12b由与第一(111)面交叉的第二(111)面形成。即，以使压力产生室12的端面12a沿流路形成基板用晶片110的定向平面110a的方式(参照图5(a))，利用各向异性蚀刻，形成压力产生室12。
然后，虽然未图示，但在流路形成基板用晶片110的一面侧的表面即压力产生室12等开口的表面接合喷嘴板20，并且，在贮存器形成基板用晶片130上接合依从基板40。还有，将流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130分割为图1所示的一个芯片尺寸，制造上述结构的喷墨式记录头。
构成这样形成的喷墨式记录头的流路形成基板10和贮存器形成基板30均由面方位(110)的硅单晶基板构成，但第一(111)面的方向不同。例如，在本实施方式中，流路形成基板10的第一(111)面的方向、和贮存器形成基板30的第一(111)面的方向直交。
由此，能够整体上通过流路形成基板10及贮存器形成基板30的整体的刚性，能够防止在这些流路形成基板10及贮存器形成基板30上发生破裂的情况。即，硅单晶基板具有沿第一(111)面容易破裂的特性，但通过接合的两片基板(流路形成基板10及贮存器形成基板30)的第一(111)面的方向交叉，能够防止沿第一(111)面的破裂。
另外，流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130的分割方法不特别限定，但优选如下所述地通过照射激光来分割。
具体来说，如图9(a)及(b)所示，例如，在贮存器形成基板用晶片130上照射激光250例如YAG激光等，将聚光点聚集于贮存器形成基板用晶片130的内部，沿切断预定线210移动激光250。即，将聚光点聚集于贮存器形成基板用晶片130的内部，以规定条件照射激光250，在贮存器形成基板用晶片130内部发生多光子吸收，形成脆弱部133。
还有，该脆弱部133是通过照射激光250而使贮存器形成基板用晶片130改性的区域，例如是指微小裂纹存在多个的裂纹区域、熔融状态或熔融后再固化的状态即熔融处理区域等。通过形成这样的脆弱部133，贮存器形成基板用晶片130的各贮存器形成基板30形成为实质上仅由连结部134连结的状态。还有，在形成脆弱部133时，该脆弱部133的一部分有时剥落，但没有特别的问题。
另外，脆弱部133根据激光250的输出、扫描速度等各种条件而不同，但无论如何，仅形成于聚光点附近。因此，如图9(a)及(b)所示，在切断预定线210的同一区域上，在贮存器形成基板用晶片130的厚度方向上改变聚光点P的位置，扫描多次激光250，由此形成脆弱部133。
另外，同样地向流路形成基板用晶片110照射激光250，由此沿流路形成基板用晶片110的切断预定线200，残留连结部114，形成脆弱部113(图9(c))。
这样形成脆弱部113、133(连结部114、134)后，沿形成有这些脆弱部113、133的切断预定线200、210，分割流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130。即，从流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130切割各流路形成基板10及贮存器形成基板30，形成多个喷墨式记录头。在流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130设置有脆弱部113、133，因此，能够以比较弱的力切割流路形成基板10及贮存器形成基板30。
流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130的分割方法不特别限定，例如通过使用膨胀环等，向流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130施加外力，切割各流路形成基板10及贮存器形成基板30也可。还有，在这种情况下，优选将脆弱部113、133连续地形成至各晶片的外周。
通过这样照射激光250，形成脆弱部113、133，用该脆弱部113、133分割流路形成基板用晶片110及贮存器形成基板用晶片130，能够极其良好地分割这些基板。另外，能够不受限于各基板的结晶面方位地沿期望的方向分割各基板。与形成分裂图案的情况相比，能够使切断宽度极其狭窄，因此，能够进而增加取用个数，能够实现成本上升。
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明当然不限于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，贮存器100由连通部15和贮存器部31构成，但贮存器100的结构不限定于此。例如，按每一个压力产生室12经流路形成基板10的连通部15分割为多个，贮存器100仅由贮存器部31构成也可。进而，在流路形成基板10仅设置压力产生室12，夹在流路形成基板10和贮存器形成基板30之间部件(例如，弹性膜50、绝缘体膜55等)设置使由贮存器部31构成的贮存器100、和各压力产生室12连通的墨液供给路，接合流路形成基板10和贮存器形成基板30也可。还有，本申请中的“接合”除了指直接接合的情况之外，还指这样经由某些部件接合的情况。
还有，流路形成基板用晶片110的定向平面沿(112)面，贮存器形成基板用晶片130的定向平面沿(111)面，以将图5旋转90度的形状形成各部也可。
另外，例如，在上述实施方式中，作为接合基板的一例，例示了贮存器形成基板30，但接合基板不限定于贮存器形成基板。即，本发明只要是具备流路形成基板和与流路形成基板接合的接合基板的结构，就起到如上所述的效果。
进而，在上述实施方式中，作为液体喷射头的一例，举出喷墨式记录头，进行了说明，但本发明广泛地包括将所有液体喷射头作为对象的范围，当然还可以适用于喷射墨液滴以外的液滴的液体喷射头的制造方法中。作为其他液体喷射头，例如，可以举出在打印机等图像记录装置中使用的各种记录头、液晶显示器等滤色片的制造中使用的色材喷射头、有机EL显示器、FED(电场放电显示器)等的电极形成中使用的电极材料喷射头、生物芯片制造中使用的生物体有机物喷射头等。

Claims (6)

1.一种液体喷射头，其特征在于，具备：
流路形成基板，其排列设置有多个与喷射液滴的喷嘴连通的压力产生室；压力产生机构，其向所述压力产生室内赋予压力；接合基板，其接合于所述流路形成基板的一面，
所述流路形成基板由面方位(110)的硅单晶基板形成，所述压力产生室的沿长边方向的端面由与(110)面垂直的第一(111)面形成，另一方面，
所述接合基板由面方位(110)的硅单晶基板形成，并且，所述接合基板以该接合基板的与(110)面垂直的第一(111)面和所述流路形成基板的第一(111)面交叉的朝向接合于所述流路形成基板。
2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述接合基板的第一(111)面和所述流路形成基板的第一(111)面直交。
3.根据权利要求2所述的液体喷射头，其特征在于，
所述接合基板为具有沿所述压力产生室的排列设置方向延伸设置且与多个所述压力产生室分别连通的贮存器部的贮存器形成基板，
所述贮存器部的沿长边方向的端面由与所述第一(111)面垂直的第二(111)面形成。
4.一种液体喷射头的制造方法，该液体喷射头具备：流路形成基板，其由面方位(110)的硅单晶基板形成，且排列设置有多个与喷射液滴的喷嘴连通的压力产生室；压力产生机构，其向所述压力产生室内赋予压力；贮存器形成基板，其接合在所述流路形成基板的一面，由面方位(110)的硅单晶基板形成，具有沿所述压力产生室的排列设置方向延伸设置且与多个所述压力产生室分别连通的贮存器部，所述液体喷射头的制造方法的特征在于，包括：
形成工序，其中，通过对一体地形成多个所述流路形成基板的流路形成基板用晶片进行各向异性蚀刻，将所述压力产生室形成为所述压力产生室的沿长边方向的端面由与该流路形成基板用晶片的(110)面垂直的第一(111)面形成，另一方面，
通过对一体地形成多个所述贮存器形成基板的贮存器形成基板用晶片进行各向异性蚀刻，将所述贮存器部形成为所述贮存器部的沿长边方向的端面由与该贮存器形成基板用晶片的(110)面垂直的第一(111)面形成；
接合工序，其中，以所述流路形成基板用晶片的第一(111)面和所述贮存器形成基板用晶片的第一(111)面交叉的方向接合所述流路形成基板用晶片和所述贮存器形成基板用晶片；
分割工序，其中，将所述流路形成基板用晶片及所述贮存器形成基板用晶片分割为各流路形成基板及贮存器形成基板。
5.根据权利要求4所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
所述流路形成基板用晶片和所述贮存器形成基板用晶片的定向平面中，一方沿(111)面，另一方沿(112)面。
6.根据权利要求4或5所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
在所述分割工序中，将聚光点聚集于所述流路形成基板用晶片及所述贮存器形成基板用晶片的内部，照射激光，仅在激光照射侧的表层残留连结部，以规定宽度在各晶片形成脆弱部，然后施加外力，由此沿所述脆弱部分割这些各晶片。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240994A (zh) * 2012-02-01 2013-08-14 精工爱普生株式会社 液体喷射头以及液体喷射装置
CN110239221A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种喷墨打印装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202419113A (zh) * 2022-07-29 2024-05-16 比利時商索芙特海爾公司 微流控裝置及其生產方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004066537A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
CN1631673A (zh) * 2003-12-23 2005-06-29 明基电通股份有限公司 流体喷射装置及其制造方法
JP2007098812A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2007194373A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Seiko Epson Corp シリコンデバイスの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP2007317747A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Seiko Epson Corp 基板分割方法及び液体噴射ヘッドの製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3141652B2 (ja) 1993-11-09 2001-03-05 セイコーエプソン株式会社 インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法
JP3716756B2 (ja) 2001-04-16 2005-11-16 セイコーエプソン株式会社 シリコンウェハーのブレークパターン、シリコン基板、及び、ブレークパターンの作製方法
JP2003011365A (ja) 2001-07-04 2003-01-15 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド及びその製造方法
JP4553129B2 (ja) 2005-02-10 2010-09-29 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP4968428B2 (ja) 2005-10-05 2012-07-04 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004066537A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
CN1631673A (zh) * 2003-12-23 2005-06-29 明基电通股份有限公司 流体喷射装置及其制造方法
JP2007098812A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2007194373A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Seiko Epson Corp シリコンデバイスの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP2007317747A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Seiko Epson Corp 基板分割方法及び液体噴射ヘッドの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103240994A (zh) * 2012-02-01 2013-08-14 精工爱普生株式会社 液体喷射头以及液体喷射装置
CN110239221A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种喷墨打印装置

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