CN103862872B - 喷墨头及喷墨头的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供能够抑制绝缘性的部分的剥离的喷墨头及其制造方法。一个实施的方式的喷墨头具备基部、驱动元件、布线、保护部和边界部。所述基部具有安装面。所述驱动元件安装于所述基部。所述布线形成于所述安装面并与所述驱动元件连接。所述保护部被所述驱动元件及所述布线的一部分覆盖，形成于所述安装面，并且具有绝缘性。所述边界部设于与露出的所述布线相接的所述保护部的端部，比所述保护部薄，具有绝缘性。

Description

喷墨头及喷墨头的制造方法

技术领域

本发明的实施方式涉及喷墨头及喷墨头的制造方法。

背景技术

喷墨打印机那样的喷墨记录装置具备吐出油墨的喷墨头。例如共享模式型的喷墨头具有加压油墨并使其吐出的驱动元件。

所述驱动元件具有例如被供给油墨的压力室以及覆盖该压力室的内表面的电极。在向所述电极施加电压时，限制所述压力室的壁部发生共享模式（sharemode）变形，对填充于所述压力室的油墨加压。驱动电路经由布线与所述电极连接，并向该电极施加电压。

例如为了防止因水性油墨导致的短路或电极的腐蚀，在所述电极上形成有绝缘膜。该绝缘膜从所述驱动电路所连接的所述布线的一部分除去。所述绝缘膜通过例如掩模法，在成膜后除去。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-202473号公报。

发明内容

在通过掩模法除去所述绝缘膜时，在剥离掩模带时，沿剥离方向的力也作用于残留的绝缘膜。因此，所述绝缘膜的端部稍许剥离，有导致绝缘膜剥离之忧。

本发明的目的在于提供能够抑制绝缘性的部分的剥离的喷墨头及喷墨头的制造方法。

一个实施的方式的喷墨头具备：基部，其具有安装面；驱动元件，其安装于所述基部；布线，其形成于所述安装面并与所述驱动元件连接；保护部，其以覆盖所述驱动元件及所述布线的一部分的方式形成于所述安装面，并且具有绝缘性；以及边界部，其设于与露出的所述布线接触的所述保护部的端部，比所述保护部薄，并且具有绝缘性。

附图说明

图1是一个实施的方式的喷墨头的分解立体图。

图2是沿着图1的F2-F2线示出一种实施方式的喷墨头的截面图。

图3是示出一个实施方式的制造工序中的基板、驱动元件及框部件的截面图。

图4是一个实施方式的进行了等离子体处理的基板的局部放大截面图。

图5是示出一个实施方式的等离子体处理的后的基板、驱动元件及框部件的截面图。

具体实施方式

以下参照图1至图5说明一个实施方式。此外，对可进行多种表现的各单元，有时附加一个以上的其他表现的例子。然而，这并非否定对未附加其他表现的单元进行不同表现，也不限制未例示的其他表现。

图1是一个实施方式的喷墨头10的分解立体图。图2是沿着图1的F2-F2线示出喷墨头10的截面图。如图1及图2所示，喷墨头10是所谓的侧射型的、共享模式型喷墨头。

喷墨头10具备基板11、一对驱动元件12、框部件13、孔板14、一对电路基板15和歧管16。基板11是基部的一个例子。电路基板15是驱动电路的一个例子。在喷墨头10的内部形成图2所示的油墨室19。

基板11利用例如氧化铝那样的陶瓷形成为矩形的板状。如图2所示，基板11具有平坦的安装面21、一对侧面22以及底面23。一对侧面22是矩形的基板11的宽度方向的端面，分别与安装面21正交。底面23位于安装面21的相反侧。在安装面21设有多个供给孔25和多个排出孔26。

多个供给孔25在基板11的中央部沿基板11的长度方向并排地设置。供给孔25与歧管16的油墨供给部16a连通。供给孔25经由油墨供给部16a与油墨罐连接。

多个排出孔26以夹着供给孔25的方式并排地排成二列。排出孔26与歧管16的油墨排出部16b连通。排出孔26经由油墨排出部16b与所述油墨罐连接。

如图1所示，孔板14利用例如聚酰亚胺制的矩形的膜而形成。此外，孔板14可用不锈钢那样的其他材料形成。孔板14与基板11的安装面21对置。

在孔板14设置多个孔28。多个孔28沿着孔板14的长度方向排成两列。孔28与安装面21的供给孔25和排出孔26之间的部分对置。

框部件13由例如镍合金形成为矩形的框状。框部件13介于基板11的安装面21和孔板14之间。框部件13分别粘接到安装面21和孔板14。

如图2所示，油墨室19由基板11、孔板14和框部件13包围而成。所述油墨罐的油墨从供给孔25供给至油墨室19。

一对驱动元件12分别利用由例如锆钛酸铅（PZT）形成的板状的二个压电体形成。该二个压电体以极化方向沿其厚度方向互为反向的方式贴合起来。

一对驱动元件12粘接到基板11的安装面21。驱动元件12与并排成两列的孔28对应，在油墨室19中平行地并排配置。驱动元件12由框部件13包围。驱动元件12的顶部与孔板14粘接。

在驱动元件12设有多个压力室37。压力室37是在驱动元件12形成的槽。压力室37沿与驱动元件12的长度方向相交的方向分别延伸，沿驱动元件12的长度方向排列。

在多个压力室37开出孔板14的多个孔28。压力室37向油墨室19开放。换言之，压力室37和油墨室19连通。因此，油墨在驱动元件12的压力室37和油墨室19之间流动。油墨填充至压力室37，并通过压力室37。

在压力室37分别设置电极42。电极42利用例如镍薄膜形成。电极42覆盖压力室37的内表面。

从基板11的安装面21遍及驱动元件12设置多个布线图案43。布线图案43是布线的一个例子。布线图案43例如由镍薄膜形成，与对应的电极42连接。

布线图案43分别从在驱动元件12的压力室37形成的电极42延伸至安装面21的侧端部21a。布线图案43连通基板11和框部件13之间。布线图案43和框部件13之间例如通过粘接剂绝缘。

侧端部21a是安装面21的宽度方向的端部。侧端部21a不仅是安装面21的端缘，还包括与该端缘邻接的固定的区域。换言之，侧端部21a是沿着基板11的侧面22的区域。此外，在图1中，侧端部21a由双点划线与安装面21的其他部分区别开来。

如图1所示，电路基板15是薄膜载体封装件（FCP：filmcarrierpackage），分别具有树脂制的膜47和驱动IC48。此外，FCP也称带载封装（TCP：tapecarrierpackage）。

膜47形成有多条布线并具有柔软性。膜47例如是卷带式自动接合（TAB：tapeautomatedbonding）。

驱动IC48与膜47的所述多条布线连接。驱动IC48是经由布线图案43向驱动元件12的电极42施加脉冲信号（电压）的部件。驱动IC48例如由树脂固定于膜47。

如图2所示，膜47的端部利用各向异性导电性膜（ACF）49与安装面21的侧端部21a中的布线图案43热压接连接。由此，膜47的所述多个布线与布线图案43电连接。通过将膜47与布线图案43连接，驱动IC48经由膜47的所述布线与电极42电连接。

驱动IC48经由布线图案43向电极42施加电压时，驱动元件12进行共享模式变形。由此，设有电极42的压力室37的体积变化，填充至压力室37的油墨被加压。被加压的该油墨从孔28吐出。

如图2所示，在喷墨头10设有绝缘膜51。此外，为了容易理解喷墨头10的结构，图1不显示绝缘膜51。

绝缘膜51例如由聚对二甲苯C形成。此外，绝缘膜51不限于此，例如，也可由具有聚对二甲苯D、聚对二甲苯N或其它绝缘性的有机材料形成。

绝缘膜51覆盖基板11的一部分、布线图案43的一部分、驱动元件12、电极42和框部件13。油墨室19中的导电性的部分由绝缘膜51覆盖。

安装面21的侧端部21a和设于侧端部21a的布线图案43的一部分未被绝缘膜51覆盖而露出。电路基板15与该露出的侧端部21a的布线图案43连接。

绝缘膜51具有保护部53、一对边界部54、一对侧面保护部55和一对侧面边界部56。保护部53、边界部54、侧面保护部55及侧面边界部56一体地形成。此外，可分别地形成绝缘膜51的一部分和其他部分。

保护部53形成于安装面21。保护部53覆盖驱动元件12、框部件13、电极42、除去侧端部21a的安装面21的一部分以及在安装面21的该一部分设置的布线图案43。保护部53的厚度是均匀的，例如为1μm～10μm。

一对边界部54分别设于安装面21的宽度方向上的保护部53的端部。换言之，边界部54设于与露出的侧端部21a的布线图案43相接的保护部53的端部。换种表达方式的话，边界部54是使布线图案43的一部分露出的绝缘膜51的端部。边界部54覆盖位于框部件13外的布线图案43的一部分。

边界部54的厚度随着朝向露出的侧端部21a的布线图案43而渐渐减少。换言之，边界部54随着朝向端缘而渐渐变薄。边界部54相对布线图案43倾斜。边界部54的厚度比保护部53的厚度薄。

如上所述，安装面21具有被绝缘膜51覆盖的区域、以及未被绝缘膜51覆盖而露出的区域（侧端部21a）。而且，在被绝缘膜51覆盖区域和露出的区域的边界部分，绝缘膜51的厚度向着露出的区域而渐渐变薄。渐渐变薄的绝缘膜51到达露出的区域时消失。

侧面保护部55覆盖基板11的侧面22的一部分。侧面保护部55与覆盖底面23、基板11的长度方向的端面的绝缘膜51的一部分连续。侧面保护部55的厚度是均匀的，与保护部53的厚度相等。此外，侧面保护部55的厚度可与保护部53的厚度不同。

侧面边界部56设于朝向安装面21的侧面保护部55的端部。侧面边界部56从侧面保护部55的端部横跨安装面21和侧面22的棱部而设置。侧面22被侧面保护部55和侧面边界部56覆盖。此外，侧面22的一部分可露出。

侧面边界部56的厚度随着朝向安装面21和侧面22的棱部而渐渐减少。换言之，侧面边界部56随着朝向端缘而渐渐变薄。侧面边界部56相对侧面22倾斜。此外，侧面边界部56不限于此，例如可具有阶梯差或凹凸，可具有与侧面22平行的部分。侧面边界部56的厚度比侧面保护部55的厚度薄。

接着，参照图3至图5，说明喷墨头10的制造方法的一个例子。首先，在用烧成前的陶瓷片（陶瓷生片）构成的基板11上，利用按压成形形成供给孔25和排出孔26。接着，烧成该基板11。

接着，在基板11的安装面21粘接加工前的驱动元件12（压电体）。此时，一对驱动元件12利用夹具将相互的距离维持固定。此外，一对驱动元件12经由该夹具定位。粘接驱动元件12的粘接剂被热固化。

接着，对粘接在基板11的一对驱动元件12进行研削加工或切削加工。由此，驱动元件12的截面形成为梯形状。接着，在驱动元件12分别形成压力室37。例如，切片机之类的切削加工机切削驱动元件12，形成压力室37。

接着，形成多个电极42及多个布线图案43。在驱动元件12及基板11的安装面21利用例如非电解镀析出镍。进而，利用电解或非电解镀析出金。

在驱动元件12及安装面21形成金属膜后，除去该金属膜的不需要的部分，形成多个电极42及多个布线图案43。例如，用抗蚀剂覆盖金属膜的残留部分，利用蚀刻熔解金属膜的不需要的部分。或，利用基于激光照射的图案化，除去金属膜的不需要的部分。

接着，以包围一对驱动元件12的方式将框部件13粘接于安装面21。框部件13直接或隔着布线图案43，利用粘接剂固定在安装面21。

图3是示出制造工序中的基板11、驱动元件12及框部件13的截面图。接着，在基板11、驱动元件12、框部件13、电极42和布线图案43的表面，利用例如CVD法形成绝缘膜51。绝缘膜51的厚度是均匀的，例如为1μm～10μm。

接着，在基板11上安装第一掩模61和第二掩模62。第一掩模61是掩模的一个例子。第一及第二掩模61、62例如分别由金属形成。第一及第二掩模61、62并不限于此，也可由不会被等离子体处理（等离子体蚀刻）除去的其他材料形成。

第一掩模61形成为一面开放的近似箱型，具有周壁65和上壁66。周壁65形成为比框部件13大的框状。周壁65承载于安装面21上，被安装面21的一部分、在安装面21的该一部分形成的布线图案43、驱动元件12和框部件13包围。

上壁66与安装面21对置。上壁66覆盖由周壁65包围的安装面21的一部分、在安装面21的该一部分形成的布线图案43、驱动元件12以及框部件13。

安装面21的侧端部21a和与侧端部21a邻接的安装面21的一部分，位于周壁65之外。换言之，周壁65比侧端部21a更位于安装面21的内侧。因此，侧端部21a及安装面21的该一部分未被第一掩模61覆盖而露出。

第二掩模62形成为一面开放的近似箱型，具有上表面68和凹部69。上表面68平坦地形成。凹部69是近似矩形状的孔，在上表面68开口。

基板11配置于凹部69之中。基板11的底面23与凹部69的底面69a抵接。基板11的侧面22和凹部69的内周面69b之间存在间隙。

第二掩模62的上表面68比安装面21稍低。换言之，在凹部69中配置的基板11从第二掩模62的上表面68突出。

接着，在安装了第一及第二掩模61、62的基板11上进行等离子体处理。利用等离子体处理，除去未被第一及第二掩模61、62覆盖而露出的绝缘膜51的一部分。

图4是进行了等离子体处理的基板11的局部放大截面图。参照图4对等离子体处理进行详细说明。等离子体处理随着时间的经过而切削未被第一及第二掩模61、62覆盖而露出的绝缘膜51。换言之，绝缘膜51随时间的经过而变薄，最终被除去。

等离子体蚀刻中的每单位时间的绝缘膜51被切削的量（厚度），随输出及氧流入量而变化，称为速率。该速率的单位通常为μm/分。

如图4所示，等离子体P1、P2、P3与未被第一及第二掩模61、62覆盖而露出的绝缘膜51碰撞，切削绝缘膜51。等离子体P1、P2、P3从多个方向碰撞绝缘膜51。

相对安装面21铅直地进入的等离子体P1大致均匀地碰撞露出的安装面21的绝缘膜51。另一方面，相对安装面21倾斜进入的等离子体P2的一部分被第一掩模61遮挡，不碰撞露出的绝缘膜51。

具体叙述的话，等离子体P1、P3与第一掩模61邻接的绝缘膜51的一部分碰撞，但等离子体P2不碰撞。另一方面，等离子体P1、P2、P3与远离第一掩模61的（例如，设于侧端部21a的）绝缘膜51的一部分碰撞。因此，在绝缘膜51中，与第一掩模61邻接的部分，蚀刻速度比从第一掩模61远离的部分慢。换言之，随着从第一掩模61远离，绝缘膜51被快速地切削。

由于产生如上所述的蚀刻速度之差，在从安装面21的侧端部21a除去绝缘膜51时，残留下与第一掩模61邻接的绝缘膜51的一部分。此时，通过停止等离子体处理，形成作为该残留的绝缘膜51的一部分的边界部54。边界部54比作为被第一掩模61覆盖的绝缘膜51的一部分的保护部53薄。在图4中，边界部54由双点划线表示。此外，通过从侧端部21a除去绝缘膜51，露出侧端部21a的布线图案43。

从保护部53的端部到边界部54的端缘为止的长度、或相对安装面21的边界部54的倾斜角度能够随着各种条件而改变。该条件例如是第一掩模61的高度、位置及形状、等离子体的输出，等离子体处理时的氧流入量以及等离子体处理的时间。例如，通过加高第一掩模61的周壁65，边界部54的长度变长。此外，通过使等离子体处理的时间边长，边界部54的长度变短。

在侧面22形成的绝缘膜51，与相对安装面21倾斜进入的等离子体P3碰撞。然而，等离子体P3的一部分被第二掩模62遮挡，不与侧面22的绝缘膜51碰撞。随着远离安装面21和侧面22的棱部，与绝缘膜51碰撞的等离子体P3变少。因此，随着从安装面21和侧面22的棱部远离，切削侧面22的绝缘膜51的速度变慢。

由此产生如上所述的蚀刻速度之差，在从安装面21的侧端部21a除去绝缘膜51时，与安装面21和侧面22的棱部邻接的绝缘膜51的一部分变薄。此时，通过停止等离子体处理，形成作为该变薄的绝缘膜51的一部分的侧面边界部56。在图4中，侧面边界部56用双点划线示出。

从侧面保护部55的端部到侧面边界部56的端缘为止的长度、或相对于侧面22的侧面边界部56的倾斜角度，能够根据各种条件改变。该条件例如为第二掩模62的形状、凹部69的深度、凹部69中的基板11的位置、等离子体的输出、等离子体处理时的氧流入量以及等离子体处理的时间。

图5是示出等离子体处理的后的基板11、驱动元件12及框部件13的截面图。等离子体处理结束时，从基板11卸下第一及第二掩模61、62。在图5中，第一及第二掩模61、62用双点划线表示。

接着，用粘接剂将孔板14粘接到框部件13。孔板14粘接到框部件13且还粘接到驱动元件12的顶部。粘接孔板14的粘接剂被热固化。

接着，利用ACF49在露出的布线图案43安装电路基板15。进而，在基板11安装歧管16。由以上所述，形成图1所示的喷墨头10。

依据上述实施方式的喷墨头10，与露出的布线图案43相接的边界部54的厚度比保护部53薄。因此，即使边界部54例如被爪划伤，边界部也难以从安装面剥离。因此，抑制了包括保护部53及边界部54的绝缘膜51从安装面21剥离，而且，抑制了油墨浸入绝缘膜51和安装面21之间。

而且，绝缘膜51利用等离子体处理除去。因此，在除去绝缘膜51时，沿剥离的方向的力不对绝缘膜51起作用。因此，抑制了绝缘膜51从安装面21剥离。而且，能够抑制在除去绝缘膜51时，在绝缘膜51产生毛刺，或产生垃圾。

边界部54随着朝向露出的布线图案43而厚度减少。因此，在边界部54中，例如被爪划伤那样的阶梯差变少。因此，抑制了绝缘膜51从安装面21剥离。

在侧面22形成比侧面保护部55薄的侧面边界部56。由此，能够抑制包括侧面保护部55及侧面边界部56的绝缘膜51从侧面22剥离。

依据以上所述的至少一个喷墨头，在与露出的布线接触的绝缘性的保护部的端部设置比该保护部薄的边界部。由此，能够抑制包括保护部及边界部的绝缘性的部分的剥离。

虽然说明了本发明的若干实施方式，但这些的实施方式是作为例子而示出的，并不意于限定发明的范围。这些新的实施方式可用其他的各种方式实施，在不脱离发明的思想的范围中，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的范围、思想中，包含于与在权利要求书中记载的发明均等的范围中。

例如，在上述的喷墨头10中，安装面21的侧端部21a不被绝缘膜51覆盖而露出，但也可在其他地方露出。而且，边界部54形成平坦的倾斜面，但并不限于此，例如也可具有阶梯差或凹凸，也可具有与布线图案43平行的部分。

附图说明

Claims (10)

1.一种喷墨头，其特征在于，具备：

基部，其具有安装面；

驱动元件，其安装于所述基部；

布线，其形成于所述安装面并与所述驱动元件连接；

保护部，其以覆盖所述布线的一部分及所述驱动元件的方式形成于所述安装面，并且具有绝缘性；以及

边界部，其设于与露出的所述布线相接的所述保护部的端部，与所述保护部连续且比所述保护部薄，并且具有绝缘性。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，

所述边界部随着朝向露出的所述布线而厚度减少。

3.根据权利要求2所述的喷墨头，其特征在于，还具备：

侧面保护部，其覆盖与所述安装面相交的所述基部的侧面的至少一部分，并且具有绝缘性；以及

侧面边界部，其设于朝向所述安装面的所述侧面保护部的端部，比所述侧面保护部薄，并且具有绝缘性，

露出的所述布线设于沿着所述侧面的所述安装面的端部。

4.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于，

在露出的所述布线上连接有经由所述布线向所述驱动元件施加电压的驱动电路。

5.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，

所述保护部和所述边界部一体地形成。

6.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，

所述保护部的厚度是1μm～10μm。

7.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于，

所述侧面保护部与覆盖所述基部的、作为与所述安装面相反的一侧的面的底面以及所述基部的长度方向的端面的绝缘膜的一部分连续。

8.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于，

所述侧面保护部的厚度与所述保护部的厚度相等。

9.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于，

所述侧面保护部和所述侧面边界部一体地形成。

10.一种喷墨头的制造方法，其特征在于，包括：

在基部上安装驱动元件；

在所述基部的安装面上形成与所述驱动元件连接的布线；

在所述安装面上形成覆盖所述驱动元件和所述布线的绝缘膜；

用掩模覆盖所述布线的一部分和所述驱动元件；以及

通过利用等离子体处理切削所述绝缘膜，从而由位于所述掩模外并与所述掩模邻接的所述绝缘膜的一部分形成比被所述掩模覆盖的所述绝缘膜薄的边界部，并使所述布线的一部分露出。