CN105459600A - 压电致动器以及压电致动器的制造方法 - Google Patents

压电致动器以及压电致动器的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种压电致动器以及压电致动器的制造方法，该压电致动器具有：基板；第一电极，配置在所述基板上；压电体，层叠在所述第一电极上；第二电极，重叠在所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面上；以及布线，与所述第一电极连接。所述第一电极具有从所述压电体的端部突出而配置并连接有所述布线的连接部，从所述第一电极的与所述压电体的所述端部重叠的区域跨到所述连接部，以与所述第一电极重叠的方式，设置有第一导电部。

Description

压电致动器以及压电致动器的制造方法
技术领域
本发明涉及压电致动器和压电致动器的制造方法。
背景技术
在日本特开2013-111819号公报中公开有，在喷墨式的记录头中用于使墨水从喷嘴吐出的压电致动器。该压电致动器配置在形成有多个压力室的、由硅构成的流路形成基板上。另外，多个压力室分别与接合在流路形成基板的喷嘴板的多个喷嘴连通。
压电致动器具有与多个压力室分别对应的多个压电元件。这些多个压电元件，在流路形成基板的、覆盖多个压力室的弹性膜上，分别与多个压力室相对而配置。各压电元件具有从流路形成基板侧依次层叠的下电极膜、压电体、上电极膜。下电极膜为个别设置在各压电体上的个别电极，该下电极膜的、从压电体突出而露出的部分上连接有布线(引线电极)。另一方面，在多个压电元件之间上电极膜彼此导通，上电极膜作为共用电极发挥功能。在各压电元件中，当在下电极膜与上电极膜之间施加电压时，在压电体上产生变形从而压力室内的墨水的压力提高。由此，从与该压力室连通的喷嘴吐出墨水。
上述的压电致动器经由如下所述的工序制造。首先，在流路形成基板的弹性膜上通过溅射法等而对电极膜进行成膜，在该电极膜上进行图案化，从而形成多个下电极膜。接着，当在形成有多个下电极膜的弹性膜的几乎整个面上形成压电材料膜之后，对该压电材料膜进行图案化，形成分别覆盖多个下电极膜的多个压电体。接着，在以覆盖多个压电体的方式对电极膜进行成膜之后，对该电极膜进行图案化而形成上电极膜。
如上所述，在压电致动器的制造中，在其中的压电体形成工序中，在弹性膜上对整个面形成压电材料膜之后，通过蚀刻对该压电材料膜的不需要部分进行去除而进行图案化。但是，在该压电材料膜的蚀刻时，存在配置在该压电材料膜的下侧的下电极膜的一部分被一起去除的问题。特别是，当下电极膜的、与布线(引线电极)连接的部分被削去时，下电极膜与布线的电连接的可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于，防止在基于图案化的压电体的形成时，由于该下侧的电极被一起去除而降低电极与布线之间的电连接的可靠性。
根据本发明的第一方式，提供一种压电致动器，具有：基板；第一电极，配置在所述基板上；压电体，层叠在所述第一电极上；第二电极，重叠在所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面上；以及布线，与所述第一电极连接，所述第一电极具有从所述压电体的端部突出地配置并连接所述布线的连接部，以从所述第一电极的与所述压电体的所述端部重叠的区域跨到所述连接部而与所述第一电极重叠的方式，设置有第一导电部。
在本发明中，以从第一电极的、与压电体的端部重叠的区域，跨到从压电体的端部突出的连接部的方式，重叠有第一导电部。另外，第一导电部可以配置在第一电极的上侧，也可以配置在第一电极的下侧。在第一导电部覆盖第一电极时，通过第一导电部抑制在压电体形成时的压电材料膜的蚀刻时第一电极被一起去除的情况。另一方面，在第一导电部位于第一电极的下侧时，即使在压电材料膜的蚀刻时第一电极的一部分被去除，也由于在其下方进一步存在第一导电部，因此维持第一电极的连接部与布线之间的电连接。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述第一导电部也可以由比所述第一电极硬的导电性材料形成。另外，所述第一导电部也可以有钽、钨或铱形成。
特别是，在通过干式蚀刻进行了压电材料膜的图案化时，当第一导电部由软金属形成时，存在由于该物理性的蚀刻作用而第一导电部也一起削去而被去除的问题。此时，当第一导电部由钽或钨等比第一电极硬的金属形成时，在压电材料膜的蚀刻时，第一导电部很难被去除。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述第一导电部也可以由与所述布线相同的导电性材料形成。
当第一导电部与布线由不同的导电性材料形成时，在两者的边界上电阻变大。基于该观点，第一导电部优选由与布线相同的导电性材料形成。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述第一导电部也可以由不包含所述压电体中含有的金属元素的、导电性材料形成。
当包含在第一导电部中的金属材料的一部分在压电体上扩散时，存在压电体的组成改变从而导致压电特性也发生变化的问题。因此，优选在第一导电部中不含有构成压电体的金属元素。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述第一导电部也可以以覆盖所述第一电极的所述连接部的、所述压电体侧的面的方式配置。或者，所述第一电极也可以以覆盖所述第一导电部的、覆盖所述压电体侧的面的方式配置。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述布线也可以延伸到设置在所述基板上的电接合部，在该电接合部中所述布线也可以与布线部件电连接，在所述基板的所述电接合部中，也可以在所述布线的下方，配置有由与所述第一导电部相同的导电性材料形成的、第二导电部。
在基板的电接合部上，当设置有第二导电部时，覆盖该第二导电部的布线部分比周围更隆起。由此，在布线部件与电接合部接合时，能够对于电接合部的布线局部地强力地按压布线部件，接合的可靠性提高。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述第一电极的所述连接部也可以在所述布线的下方延伸到所述电接合部，所述第一导电部也可以沿着所述布线延伸到所述基板的所述电接合部，所述第一导电部也可以与所述第二导电部导通。
当第一电极的连接部和第一导电部一起延伸到电接合部时，布线实质上变厚，因此布线的导通可靠性进一步提高。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述第二导电部的截面形状也可以是越朝向所述布线侧越变得尖细的锥形形状。
当第二导电部的截面形状为变得尖细的锥形形状时，覆盖该第二导电部的布线部分局部地突出，与布线部件接合的可靠性进一步提高。
在本发明的第一方式的压电致动器中，所述第一电极也可以具有：主电极部，隔着所述压电体与所述第二电极相对；以及连结部，连结所述主电极部与所述连接部，
所述连结部的所述主电极部侧的部分也可以是，隔着所述压电体与所述第二电极相对，而且，与所述连结部的延伸方向垂直的方向上的宽度比所述主电极部和所述连接部小的小宽度部分，
在所述连结部的所述延伸方向上，也可以相比于所述连结部的所述小宽度部分，在所述连接部侧的位置上配置所述第一导电部。
在本发明中，连结第一电极的主电极部与连接部的连结部，与主电极部和连接部相比宽度小。并且，相比于该宽度变小的连结部，在连接部侧的位置上配置第一导电部。
在本发明的第一方式的压电致动器中，也可以在所述压电体的所述端部的、所述连接部侧的侧面形成有切口。
压电体的形成是在基板上形成压电材料膜之后，对该压电材料膜进行图案化而进行。因此，在本发明中，在压电体的连接部侧的侧面上形成有切口。该切口是在压电材料膜的图案化时通过使用具有对应的切口的掩模而形成。当在掩模上形成切口时，在该切口的内部，相比于没有被掩模覆盖的其他区域，压电材料膜很难被蚀刻，蚀刻速度降低。即，在压电材料膜的蚀刻时，由于在掩模的切口内部蚀刻的进行速度慢，因此连接部和第一导电部很难被去除而容易残留。因此，第一电极的连接部与布线之间的电连接的可靠性提高。
在本发明的第一方式的压电致动器中，也可以在所述压电体上以覆盖所述连接部的方式配置有由与所述第二电极相同的材料形成且与所述第二电极断开的第三导电部。
针对压电体的第二电极的形成，是在以覆盖压电体的方式形成导电膜之后，通过蚀刻对该导电膜进行图案化而进行。此处，在本发明中，在导电膜的图案化时，使导电膜的、与第一电极的连接部重叠的部分与第二电极分离，并且残留为第三导电部。即，在第二电极的形成时，由于覆盖连接部的导电膜的部分(第三导电部)没有被去除，因此第一电极的连接部和第一导电部不会通过第二电极形成时的蚀刻而被去除。
在本发明的第一方式的压电致动器中，也可以在所述第二电极的上方设置由与所述布线相同的材料形成且与所述布线分离的辅助电极。
通过在第二电极的上方设置辅助电极，从而第二电极的厚度实际上增加，第二电极的电阻降低。另外，辅助电极由与连接在第一电极的布线相同的材料形成，能够通过相同的工序形成辅助电极和布线。
根据本发明的第二方式，提供一种压电致动器，具有：基板；第一电极，配置在所述基板上；压电体，层叠在所述第一电极上；第二电极，重叠在所述压电体的、与所述第一电极相反一侧的面上；以及布线，与所述第一电极连接，在与所述压电体的端部重叠的区域上以与所述第一电极重叠的方式设置有第一导电部，所述第一电极和所述第一导电部的至少一方，具有从所述压电体的端部突出并连接所述布线的连接部。
在本发明中，在与压电体的端部重叠的区域上，第一电极与第一导电部重叠而配置。因此，在压电体形成时的压电材料膜的蚀刻时，即使第一电极和第一导电部中的上层部分被去除，下层部分也残留，从而维持第一电极与布线之间的电连接。
在本发明的第二方式的压电致动器中，在与所述压电体的端部重叠的区域中，也可以在所述第一电极的上方设置所述第一导电部，也可以仅所述第一电极从所述压电体的端部突出。另外，在与所述压电体的端部重叠的区域中，也可以在所述第一导电部的上方设置所述第一电极，也可以仅所述第一导电部从所述压电体的端部突出。
根据本发明的第三方式，提供一种压电致动器的制造方法，该压电致动器具有：基板；第一电极，配置在所述基板上；压电体，层叠在所述第一电极上；第二电极，重叠在所述压电体的、与所述第一电极相反一侧的面上；以及布线，与所述第一电极连接，其中，所述压电致动器的制造方法具有以下工序：第一电极形成工序，在所述基板上形成所述第一电极；第一导电部形成工序，从所述第一电极的、配置有所述压电体的区域跨到与所述布线连接的连接部，形成与所述第一电极重叠的第一导电部；压电膜成膜工序，在所述第一电极形成工序和所述第一导电部形成工序之后，以覆盖所述第一电极的方式形成压电材料膜；压电膜图案化工序，通过蚀刻进行所述压电材料膜的图案化而形成所述压电体，并且，去除所述压电材料膜的覆盖所述第一电极的所述连接部的部分；以及布线形成工序，在所述压电膜图案化工序之后，形成与所述第一电极的所述连接部连接的所述布线。
第一导电部从第一电极的、连接部跨到配置有压电体的部分而与第一电极重叠。因此，在第一导电部覆盖第一电极时，防止在压电材料膜的蚀刻时第一电极被一起去除的情况。另外，在第一导电部位于第一电极的下侧时，即使在压电材料膜的蚀刻时第一电极的一部分被去除，也由于在其下方进一步存在第一导电部，因此维持第一电极的连接部与布线之间的电连接。
在本发明的第三方式的压电致动器的制造方法中，也可以在所述压电膜图案化工序中，通过干式蚀刻进行所述压电材料膜的图案化。
在通过干式蚀刻进行了压电材料膜的图案化时，通过该物理性的蚀刻作用第一电极容易削去而被去除。因此，特别是，在通过干式蚀刻对压电材料膜进行图案化时，优选在第一电极的连接部上重叠而设置第一导电部。
在本发明的第三方式的压电致动器的制造方法中，也可以在所述压电膜图案化工序中，在将与所述压电体的形状对应的掩模设置在所述压电材料膜的上方之后进行蚀刻，也可以在所述掩模的、在设置于所述压电材料膜上时与所述第一导电部重叠的部分上形成切口。
当在与压电体的形状对应的掩模上形成切口时，在该切口的内部，相比于没有被掩模覆盖的其他区域，压电材料膜很难被蚀刻，蚀刻速度降低。即，在压电材料膜的蚀刻时，由于在掩模的切口内部蚀刻的进行速度慢，因此连接部和第一导电部很难被去除而容易残留。因此，第一电极的连接部与布线之间的电连接的可靠性提高。
在本发明的第三方式的压电致动器的制造方法中，还可以具有第二电极形成工序，在通过所述压电膜图案化工序形成的所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面上形成所述第二电极，所述第二电极形成工序还可以具有：导电膜成膜工序，形成至少覆盖所述压电体和所述第一电极的所述连接部的导电膜；以及导电膜图案化工序，通过蚀刻对所述导电膜进行图案化而形成所述第二电极，在所述导电膜图案化工序中，也可以使所述导电膜的覆盖所述连接部的部分从所述第二电极分离并使其留存。
在对压电材料膜进行图案化而形成压电体之后，进行第二电极的形成。在第二电极形成工序中，在以覆盖压电体和下部电极的连接部的方式形成导电膜之后，对该导电膜进行图案化。虽然也可以通过该导电膜图案化工序，去除导电膜的、覆盖第一电极的连接部的部分，但是也可以考虑在导电膜的蚀刻时，一起将第一电极的连接部和与其重叠的第一导电部一起去除。因此，在本发明中，将导电膜的、覆盖连接部的部分从上部电极分离之后，不去除而使其残留。由此，不会通过第二电极形成时的蚀刻而去除第一电极的连接部和第一导电部。
在本发明的第三方式的压电致动器的制造方法中，也可以在所述压电膜图案化工序中，以所述压电体的侧面相对于与所述基板垂直的面向内侧倾斜的方式，进行所述压电材料膜的图案化。
在本发明中，在压电膜图案化工序中，以压电体的侧面相对于与振动膜垂直的面向内侧倾斜的方式，进行压电材料膜的图案化。
附图说明
图1是本实施方式的打印机的概略的平面图。
图2是喷墨头的1个头单元的俯视图。
图3是图2的A部分放大图。
图4是图3的IV-IV线截面图。
图5是图3的V-V线截面图。
图6的(a)示出振动膜成膜工序，图6的(b)示出振动膜蚀刻工序，图6的(c)示出成为下部电极的导电膜的成膜工序，图6的(d)示出下部电极形成(导电膜图案化)工序，图6的(e)示出第一导电部用的导电膜成膜工序，图6的(f)示出第一导电部形成(导电膜图案化)工序。
图7的(a)示出压电材料膜成膜工序，图7的(b)示出掩模形成工序，图7的(c)示出压电体形成(压电膜图案化)工序，图7的(d)示出上部电极用的导电膜成膜工序，图7的(e)示出上部电极形成(导电膜图案化)工序，图7的(f)示出辅助电极形成工序和布线形成工序。
图8的(a)示出流路形成部件的蚀刻工序，图8的(b)示出喷嘴板的接合工序，图8的(c)示出贮器形成部件的接合工序。
图9的(a)～图9的(c)是示出变更方式的头单元的一部分的图，图9的(a)是头单元的部分俯视图，图9的(b)是图9的(a)的IXB-IXB线截面图，图9的(c)是图9的(a)的IXC-IXC线截面图。
图10的(a)～图10的(c)是示出其他的变更方式的头单元的一部分的图，图10的(a)是头单元的部分俯视图，图10的(b)是图10的(a)的XB-XB线截面图，图10的(c)是图10的(a)的XC-XC线截面图。
图11的(a)和图11的(b)是示出其他变更方式的头单元的一部分的图，图11的(a)是头单元的部分俯视图，图11的(b)是图11的(a)的XIB-XIB线截面图。
图12的(a)～图12的(c)是示出其他变更方式的头单元的一部分的图，图12的(a)是头单元的部分俯视图，图12的(b)是图12的(a)的XIIB-XIIB线截面图，图12的(c)是图12的(a)的XIIC-XIIC线截面图。
图13的(a)和图13的(b)是示出其他变更方式的上部电极形成工序的图，图13的(a)示出导电膜成膜工序，图13的(b)示出导电膜图案化工序。
图14是其他变更方式的头单元的截面图。
图15是其他变更方式的图4相当的头单元的截面图。
图16是其他变更方式的图4相当的头单元的截面图。
具体实施方式
接着，对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1对喷墨打印机1的概略结构进行说明。另外，将图1所示的前后左右各方向定义为打印机的“前”“后”“左”“右”。另外，将纸面近前侧定义为“上”，将朝向纸面的侧定义为“下”。以下，适当使用前后左右上下的各方向语言进行说明。
(打印机的概略结构)
如图1所示，喷墨打印机1具有压盘2、托架3、喷墨头4、传送机构5以及控制装置6等。
在压盘2的上表面载置有作为记录介质的记录纸张100。托架3构成为，能够在与压盘2相对的区域中沿着2根导轨10、11在左右方向(以下，也称为扫描方向)上往复移动可能。在托架3上连结有环形带14，通过托架驱动电动机15驱动环形带14，从而托架3在扫描方向上移动。
喷墨头4安装在托架3上，与托架3一起在扫描方向上移动。喷墨头4具有在扫描方向上排列的4个头单元16。4个头单元16通过未图示的管材分别与安装有4色(炭黑、黄色、青色、品红色)墨盒17的盒保持器7连接。各头单元16具有形成在其下表面(朝向图1的纸面的一侧的面)的多个喷嘴24(参照图2～图4)。各头单元16的喷嘴24向载置在压盘2上记录纸张100吐出从墨盒17供给的墨水。
传送机构5具有以在前后方向上隔着压盘2的方式配置的2个传送辊18、19。传送机构5通过2个传送辊18、19向前方(以下，也称为传送方向)传送载置在压盘2上的记录纸张100。
控制装置6具有ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)、RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)以及包含各种控制电路的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)等。控制装置6根据存储在ROM中的程序，通过ASIC，执行针对记录纸张100的打印等各种处理。例如，在打印处理中，控制装置6根据从PC等外部装置输入的打印指令，对喷墨头4和托架驱动电动机15等进行控制，使记录纸张100打印图像等。具体地讲，交替地进行使喷墨头4与托架3一起在上扫描方向移动并吐出墨水的墨水吐出动作和通过传送辊18、19使记录纸张100在传送方向上传送预定量的传送动作。
(喷墨头的详细)
接着，对喷墨头4的详细结构进行说明。另外，由于喷墨头4的4个头单元16全部具有相同的结构，因此对其中的1个进行说明，对于其他的头单元16省略说明。
如图2～图4所示，头单元16具有喷嘴板20、流路形成部件21、压电致动器22以及贮器形成部件23。另外，在图2中，为了附图的简化，通过双点划线仅示出位于流路形成部件21和压电致动器22的上方的、贮器形成部件23的外形。另外，在图2、图3中，用双点划线示出在图4中明确示出的COF50。
(喷嘴板)
喷嘴板20由不锈钢等的金属材料、硅、或者聚酰亚胺等合成树脂材料等形成。在喷嘴板20上形成有多个喷嘴24。如图2所示，吐出单色墨水的多个喷嘴24在传送方向上排列，构成在左右方向上排列的2列喷嘴列25a、25b。在2列喷嘴列25a、25b中，传送方向上的喷嘴24的位置错开各喷嘴列25的排列间距P的一半(P/2)。
(流路形成部件)
流路形成部件21由硅形成。在该流路形成部件21的下表面接合有上述的喷嘴板20。在流路形成部件21上形成有与多个喷嘴24分别连通的多个压力室26。各压力室26具有在扫描方向上长的矩形的平面形状。多个压力室26根据上述的多个喷嘴24的排列而在传送方向上排列，构成2列的压力室列。
(压电致动器)
压电致动器22对多个压力室26内的墨水施加用于分别从喷嘴24吐出的吐出能量。压电致动器22配置在流路形成部件21的上表面。如图2～图4所示，压电致动器22具有振动膜30、多个下部电极31、压电体32、上部电极33等多个膜层叠的构造。另外，后面也将进行说明，构成压电致动器22的所述多个膜通过如下方式形成：在成为流路形成部件21的硅基板的上表面，通过公知的半导体工艺技术进行成膜、蚀刻。
振动膜30在流路形成部件21的上表面的整个区域以覆盖多个压力室26的方式配置。振动膜30由二氧化硅(SiO2)或者氮化硅(SiNx)等形成。在振动膜30的、与多个压力室26的端部分别重叠的位置上形成有多个连通孔30a。通过这些多个连通孔30a，后述的贮器形成部件23内的流路与多个压力室26分别连通。
多个下部电极31分别配置在振动膜30的上表面的、与压力室26重叠的区域。即，下部电极31为相对于压力室26个别设置的个别电极。虽然下部电极31的形状不特别限定，但是例如，在图3中示出具有比压力室26小的矩形的平面形状的下部电极31。当从上方观察时，设置在下部电极31的长度方向一端部的连接部31a，相对于对应的压力室26，向与连通孔30a相反的一侧突出，与后述的布线35连接。更详细地讲，下部电极31具有配置在与压力室26相对的区域的主电极部31b、与布线35连接的连接部31a、连结主电极部31b与连接部31a的连结部31c。连结部31c比压力室26的边缘更位于外侧。另外，连结部31c的主电极部31b侧的部分与主电极部31b和连接部31a相比，与扫描方向(连结部31c的延伸方向)垂直的方向的宽度小(小宽度部分31d)。虽然下部电极31的材质不特别限定，但是例如能够由铂金(Pt)等形成。另外，下部电极31不限定于单层构造，也可以是由分别不同的金属构成的多个层被层叠的构造。
如图2所示，在振动膜30的上表面，与2列的压力室列分别对应而设置有2个压电体32。虽然各压电体32的形状也不特别限定，但是在图中示出具有在传送方向上长的矩形的平面形状的形状。另外，如图4所示，各压电体32的侧面相对于与振动膜30垂直的表面向内侧倾斜，压电体32具有上面比下面小的、锥形状的截面形状。压电体32由例如以钛酸铅与锆酸铅的混合晶体、即锆钛酸铅(PZT)为主成分的压电材料构成。或者，压电体32也可以由不含有铅的非铅系的压电材料形成。
各压电体32以在传送方向上跨到与1列的压力室列对应的多个下部电极31的方式层叠在这些多个下部电极31上。更详细地讲，压电体32覆盖下部电极31的主电极部31b和连结部31c。另外，压电体32部不与下部电极31的连接部31a重叠。换言之，下部电极31以该部分(连接部31a)从压电体32稍微突出的方式沿扫描方向延伸。该下部电极31的、从压电体32突出的连接部31a与后述的布线35连接。
另外，如图3所示，在压电体32的端部32b的、连接部31a侧的侧面(图3中的右侧面)形成有切口32a。切口32a在压电体32的侧面中形成有沿压电体32的厚度方向延伸的槽状。关于该切口32a形成在压电体32上的理由，在之后的制造工序的说明中进行详细说明。
在2个压电体32的上表面分别形成有2个上部电极33。各上部电极33以跨到多个下部电极31的方式沿着传送方向配置。即，上部电极33是相对于在传送方向上排列的多个下部电极31共用相对的共用电极。另外，如图2、图3所示，各上部电极33在压电体32的上表面上，以与多个下部电极31的主电极部31b隔着压电体32而相对的方式，配置在压电体32的长度方向整个区域上。另外，上部电极33与下部电极31的连结部31c的、宽度变小的小宽度部分31d也隔着压电体32而相对。其中，如图3、图4所示，上部电极33不配置在压电体32的、连接部31a侧的端部32b(图3中的右端部)。另外，虽然上部电极33的材质不特别限定，但是例如能够通过铱(Ir)等形成。
如图3、图4所示，沿传送方向延伸的1个上部电极33的、宽度方向两端部上，分别设置有沿传送方向延伸得长的2个辅助电极34。辅助电极34例如由金(Au)形成。辅助电极34与上部电极33相比，虽然宽度小，但是厚度相当大。由于当配置在压电体32的上表面的上部电极33较厚时，阻碍压电体32的变形，因此优选上部电极33的厚度薄。但是，当作为共用电极的上部电极33的厚度薄时，共用电极的电阻变大，产生共用电极的电位变得不稳定等问题。对于该点，通过在上部电极33的宽度方向两端部设置厚度厚的2个辅助电极34，从而减小压电体32的变形阻害，并且能够减小共用电极全体的电阻。
另外，压电体32中的、被多个下部电极31和上部电极33夹着的部分，分别在厚度方向上向下即在从上部电极33向下部电极31的方向上极化。
如图3、图4所示，在下部电极31与覆盖该下部电极31的压电体32的端部32b之间，设置有形状与下部电极31不同的第一导电部36。详细地讲，第一导电部36以从连接部31a跨到与连结部31c的连接部31a相邻的部分即附近部31e的方式与下部电极31重叠。此处，连结部31c的附近部31e还能够定义为下部电极31的、与压电体32的端部32b重叠的区域。如图3所示，第一导电部36配置在比压力室26的扫描方向上的边缘更靠外侧，且在比下部电极31的小宽度部分31d更靠在外侧(连接部31a侧)。而且，第一导电部36配置在比上部电极33的扫描方向的端部(图3中为右端部)更靠扫描方向的外侧。另外，在本实施方式中，如图3～图5所示，第一导电部36将下部电极31的连接部31a的上表面全部覆盖。即，当从上方观察时，在连接部31a的附近，第一导电部36比下部电极31大。
如图2～图4所示，在振动膜30的上表面形成有与多个下部电极31分别连接的多个布线35。各布线35从压电体32的、连接部31a侧的端部的上表面经压电体32的侧面、第一导电部36的表面形成。即，布线35通过第一导电部36与下部电极31的连接部31a导通。另外，在本实施方式中，如图4所示，布线35的端部形成为覆盖到压电体32的上表面。由此，布线35与压电体32的接触面积变大，缓和在压电体32中局部地施加高电场的情况，因此能够抑制在压电体32中产生裂纹的情况。
另外，各布线35从下部电极31的连接部31a沿扫描方向延伸。更详细地讲，如图2所示，与排列在左侧的下部电极31连接的布线35，从对应的下部电极31向左侧延伸，与排列在右侧的下部电极31连接的布线35，从对应的下部电极31向右侧延伸。另外，各布线35由金(Au)或铝(Al)等形成。
另外，在与布线35连接的、下部电极31的连接部31a设置第一导电部36的理由如下。如后所述，在压电致动器22的制造工序中，在下部电极31的上方形成压电材料膜62，通过蚀刻对该压电材料膜62进行图案化而形成压电体32(参照图7)。此处，在压电材料膜62的蚀刻时，存在下部电极31的连接部31a和该附近部被一起去除的问题。对于该点，在本实施方式中，在下部电极31上重叠有第一导电部36，下部电极31的连接部31a通过第一导电部36而被覆盖。因此，通过第一导电部36，防止连接部31a被削去而电极厚度变薄的情况，维持连接部31a与布线35的电连接的可靠性。
形成第一导电部36的导电性材料不特别限定，能够采用各种材料，不过，优选从以下的(1)～(3)中的任何一个观点，来进行第一导电部36的材料选定。
(1)后面也将进行说明，在特别是通过干式蚀刻对压电材料膜62进行了图案化时，存在通过干式蚀刻的物理性的蚀刻作用，第一导电部36也被一起削去而去除的问题。因此，在压电材料膜62的干式蚀刻时，第一导电部36优选由比下部电极31硬的金属形成，以使第一导电部36很难削去。例如，第一导电部36优选由钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)等硬金属形成。在表1中，示出关于作为下部电极31的形成材料的Pt、作为第一导电部36的形成材料的W、Ta、Ir各自的莫氏硬度、维氏硬度、布氏硬度。
【表1】
金属材料 莫氏硬度 维氏硬度 布氏硬度
Pt 4～4.5 549MPa 392MPa
W 7.5 3430MPa 2570MPa
Ta 6.5 873MPa 800MPa
Ir 6.5 1760MPa 1670MPa
(2)当第一导电部36和布线35由分别不同的材料形成时，在两者的边界上电阻变大。基于该观点，第一导电部36优选由与布线35相同的导电性材料(例如，金或铝)形成。
(3)有时包含在第一导电部36中的金属材料的一部分扩散到压电体32。由此，当压电体32的组成改变时，压电特性也变化。因此，第一导电部36优选由对压电体32的特性很难产生影响的金属材料形成。
基于该观点，在第一导电部36中优选包含构成压电体32的金属元素。例如，在压电体32为以锆钛酸铅(PZT)为主成分的压电材料时，优选在第一导电部36中至少不包括钛(Ti)、氧化锆(Zr)、铅(Pb)。
如图2所示，流路形成部件21(振动膜30)的左右两端部为分别接合有作为布线部件的COF(ChipOnFilm：覆晶薄膜)50的电接合部39。具体地讲，从左侧的下部电极31的列向左方拉出的多个布线35，延伸到左侧的电接合部39。另外，从右侧的下部电极31的列向右方拉出的多个布线35，延伸到右侧的电接合部39。并且，在电接合部39上，设置在多个布线35的端部的、多个驱动接点部40在传送方向上排列而配置。另外，在各电接合部39上还配置有2个接地接点部41。在各接地接点部41上连接有从上部电极33拉出的布线38。
如图2～图4所示，在上述的压电致动器22的2个电接合部39上，分别接合有2个COF50。并且，形成在各COF50上的多个布线55分别与多个驱动接点部40电连接。另外，虽然省略图示，各COF50也与打印机1的控制装置6(参照图1)连接。
在各COF50上安装有驱动器IC51。驱动器IC51根据从控制装置6发送来的控制信号，生成用于驱动压电致动器22的驱动信号并输出。从驱动器IC51输出的驱动信号经由COF50的布线55而输入到驱动接点部40，而且，经由压电致动器22的布线35供给到各下部电极31。被供给驱动信号的下部电极31的电位，在预定的驱动电位与接地电位之间变化。另外，在COF50上还形成有接地布线(省略图示)，接地布线与压电致动器22的接地接点部41电连接。由此，与接地接点部41连接的上部电极33的电位始终维持在接地电位。
对在从驱动器IC51供给驱动信号时的压电致动器22的动作进行说明。在没有供给驱动信号的状态下，下部电极31的电位成为接地电位，成为与上部电极33相同的电位。当从该状态，向某下部电极31供给驱动信号，对下部电极31施加驱动电位时，通过该下部电极31与上部电极33之间的电位差，在压电体32上作用与该厚度方向平行的电场。此处，为了使压电体32的极化方向与电场的方向一致，压电体32沿作为该极化方向的厚度方向延伸而沿面方向收缩。伴随该压电体32的收缩变形，振动膜30以向压力室26侧凸出的方式挠曲。由此，压力室26的容积减少而在压力室26内产生压力波，从而从与压力室26连通的喷嘴24吐出墨水的液滴。
(贮器形成部件)
如图4、图5所示，贮器形成部件23配置在隔着压电致动器22与流路形成部件21相反一侧(上侧)，通过粘结剂接合在压电致动器22的上表面。贮器形成部件23例如与流路形成部件21同样，虽然可以由硅形成，但是也可以由硅以外的材料、例如金属材料或合成树脂材料形成。
如图4所示，在贮器形成部件23的上半部，形成有沿传送方向延伸的贮器52。该贮器52通过未图示的管材分别与安装有墨盒17的盒保持器7(参照图1)连接。
在贮器形成部件23的下半部形成有从贮器52向下方延伸的多个墨水供给流路53。各墨水供给流路53与形成在压电致动器22的振动膜30上的多个连通孔30a连通。由此，从贮器52经由多个墨水供给流路53和多个连通孔30a，向流路形成部件21的多个压力室26供给墨水。另外，在贮器形成部件23的下半部还形成有覆盖压电致动器22的多个压电体32的、凹状的防护罩部54。
接着，关于上述的喷墨头4的头单元16的制造工序，特别是以压电致动器22的制造工序为中心，参照图6～图8进行说明。图6～图8分别是说明喷墨头的制造工序的图。
在本实施方式中，在作为硅基板的流路形成部件21上，通过成膜或图案化等半导体工艺，层叠各种膜，从而制造压电致动器22。首先，如图6的(a)所示，在作为硅基板的流路形成部件21的表面，形成有二氧化硅等的振动膜30。另外，如图6的(b)所示，在振动膜30上通过蚀刻形成连通孔30a。
接着，在振动膜30上形成多个下部电极31。首先，如图6的(c)所示，在振动膜30的上方，通过溅射等形成下部电极31用的导电膜60。并且，如图6的(d)所示，通过蚀刻对导电膜60进行图案化，从而形成多个下部电极31。
接着，在多个下部电极31的各自上形成第一导电部36。如图6的(e)所示，在振动膜30上例如通过溅射以覆盖多个下部电极31的方式形成第一导电部36用的导电膜61。并且，如图6的(f)所示，通过蚀刻图案化导电膜61，从而以覆盖下部电极31的连接部31a和该附近部的方式形成第一导电部36。
接着，在多个下部电极31的上方形成压电体32。首先，如图7的(a)所示，以覆盖下部电极31和第一导电部36的方式，在振动膜30的上表面整个区域上通过溶胶凝胶法或溅射形成压电材料膜62。接着，如图7的(b)所示，在压电材料膜62的上方形成与压电体32的形状对应的抗蚀图案的掩模63。在此基础上，通过干式蚀刻去除压电材料膜62的不需要部分而进行图案化，形成压电体32。另外，在通过干式蚀刻去除压电材料膜62的不需要部分时，将压电体32的侧面形成为相对于与振动膜30垂直的面向内侧倾斜的形状。
关于压电材料膜62的干式蚀刻，进行补充说明。将形成有压电材料膜62的流路形成部件21设置在蚀刻装置的室内，当在室内封入载气之后产生等离子时，在室内离子被加速，碰撞到压电材料膜62。例如，使用包含卤素系气体(CHF3、SF6、BCl3、CL2等)和氧气、氮气、氩气(Ar)中的任意一个的混合气体，在室压力0.5～50Pa下的等离子氛围气的室内，进行干式蚀刻。
在一般的干式蚀刻中，通过基于离子碰撞的物理性的蚀刻和基于离子与加工对象物的化学反应的化学性的蚀刻这双方的作用进行蚀刻。但是，在PZT等压电材料的蚀刻中，由于通过化学反应生成的反应生成物的挥发性低等理由，很难进行化学性的蚀刻，以物理性的蚀刻为主。即，通过离子碰撞时的能量，以压电材料被削去的形式，进行压电材料膜62的蚀刻。
因此，在通过压电材料膜62的干式蚀刻，去除压电材料膜62的、覆盖连接部31a的部分时，存在位于其下方的下部电极31的连接部31a通过物理性的蚀刻作用被一起削去而去除的问题。此时，当从压电体32突出的下部电极31的连接部31a被削去，该部分的电极厚度变薄时，连接部31a与布线35的电连接的可靠性降低。但是，在本实施方式中，以覆盖从压电体32突出的连接部31a和被压电体32覆盖的连接部31a的附近部的方式，重叠有第一导电部36，连接部31a和该附近部通过第一导电部36而被保护。因此，抑制通过压电材料膜62的干式蚀刻，下部电极31被削去而电极厚度变薄的情况，维持下部电极31与布线35的电连接的可靠性。另外，在第一导电部36由比下部电极31硬的材料形成时，在压电材料膜62的干式蚀刻时，第一导电部36很难被削去，与布线35之间的电连接的可靠性高。
另外，在图7的(b)中，在使用于干式蚀刻的掩模63上，在设置于压电材料膜62的上表面时与第一导电部36重叠的部分形成有切口63a。该切口63a具有向侧方(图中右方)开口且沿掩模63的厚度方向延伸的槽形状。在该掩模63上形成有切口63a，因此虽然通过干式蚀刻在压电体32的端部32b的侧面也形成切口32a(参照图3)，但是在掩模63上设置切口63a的主要目的不是在压电体32上形成切口32a。当在掩模63上形成切口63a时，在该切口63a的内部，与没有被掩模63覆盖的其他区域相比，压电材料膜62很难被蚀刻，蚀刻速度降低。即，在压电材料膜62的蚀刻时，在掩模63的切口63a的内部蚀刻的进行速度慢，因此连接部31a和第一导电部36很难被去除而容易残留。因此，当与在掩模63上没有切口63a的情况相比时，下部电极31的连接部31a与布线35的电连接的可靠性提高。
在形成压电体32之后，在该压电体32的上表面形成上部电极33。如图7的(d)所示，在振动膜30的上表面和压电体32的上表面通过溅射等形成上部电极33用的导电膜64，之后如图7的(e)所示，通过蚀刻对该导电膜64进行图案化而形成上部电极33。之后，如图7的(f)所示，在上部电极33的上表面形成2个辅助电极34。另外，形成从压电体32的上表面经侧面、第一导电部36延伸的布线35。在辅助电极34与布线35的材质相同(例如，金(Au))时，能够通过相同工序形成辅助电极34和布线35。即，形成金的导电膜，通过蚀刻对该导电膜进行图案化，从而将辅助电极34与布线35分离形成。通过以上的工序，完成压电致动器22的制造。
如图8的(a)所示，从流路形成部件21的、与压电致动器22相反一侧的下面侧进行蚀刻，形成压力室26。而且，如图8的(b)所示，在流路形成部件21的下表面通过粘结剂接合喷嘴板20。最后，如图8的(c)所示，在压电致动器22上通过粘结剂接合贮器形成部件23。
在以上说明的实施方式中，设置在流路形成部件21上的振动膜30与本发明的“基板”相当。位于压电体32的下侧的下部电极31与本发明的“第一电极”相当。位于压电体32的上侧的上部电极33与本发明的“第二电极”相当。
接着，说明对所述实施方式施加各种变更的变更方式。其中，对于具有与所述实施方式相同的结构的部件，标上相同标号而适当省略其说明。
1]如图9的(a)～图9的(c)所示，在流路形成部件21(振动膜30)的电接合部39上也可以配置有与第一导电部36相同的材料形成的第二导电部70。第二导电部70能够通过与第一导电部36相同的工序同时形成。在电接合部39中，在布线35(驱动接点部40)的下侧设置第二导电部70，从而覆盖其上方的驱动接点部40比周围隆起。由此，在COF50与电接合部39的驱动接点部40接合时，能够将COF50局部地强力按压到驱动接点部40，接合的可靠性提高。另外，如图9的(c)所示，第二导电部70的截面形状优选为越朝向上侧(与振动膜30相反一侧)越变得尖细的锥形形状。由此，覆盖第二导电部70的布线35(驱动接点部40)的一部分局部地突出，因此能够更强力按压COF50，接合的可靠性进一步提高。
相对于图9的(a)～图9的(c)的方式，能够进一步施加如下所述的变更。首先，如图10的(a)～图10的(c)所示，下部电极31的连接部31a也可以延伸到电接合部39。此时，由于在延伸到电接合部39的布线35的下方，配置有下部电极31的连接部31a，因此布线35实际上变得较厚，布线35的导通可靠性提高。而且，如图11的(a)、图11的(b)所示，第一导电部36也与下部电极31的连接部31a一起延伸到电接合部39，第一导电部36与第二导电部70也可以导通。此时，由于布线35的实际的厚度进一步变厚，因此布线35的导通可靠性进一步提高。
2]在所述实施方式中，如图4、图5所示，第一导电部36以覆盖下部电极31的连接部31a的上表面的方式配置。相对于此，如图12的(a)～图12的(c)所示，也可以是第一导电部36与下部电极31上下相反的方式、即下部电极31覆盖第一导电部36的上表面的方式。此时，在压电材料膜62的蚀刻时，即使下部电极31的连接部31a的一部分被去除，也通过连接部31a下方的第一导电部36，维持连接部31a与布线35的电连接。
3]在所述实施方式中，虽然通过干式蚀刻进行压电材料膜62的图案化(参照图7的(c))，但是也能够通过湿式蚀刻进行压电材料膜62的图案化。
4]在之前的实施方式中，在对压电材料膜62进行图案化而形成压电体32之后，在压电体32的上表面形成上部电极33。在该上部电极33的形成工序中，如图13的(a)所示，在以覆盖压电体32和下部电极31的连接部31a的方式形成导电膜64之后，如图13的(b)所示对导电膜64进行图案化。在该图案化时，在所述实施方式(图7的(e))中，虽然去除导电膜64的、覆盖连接部31a的部分，但是此时还可以考虑去除连接部31a和第一导电部36的一部分。因此，如图13的(b)所示，也可以通过导电膜64的图案化工序，将导电膜64的、覆盖连接部31a的部分64a(第三导电部)从上部电极33分离之后，不去除而残留。此时，不会通过上部电极33的形成时的蚀刻，去除下部电极31的连接部31a和第一导电部36。
5]如图14所示，在布线35具有薄的晶种层35b和其上方的主层35a时，当晶种层35b的膜厚不均匀时，存在薄的晶种层35b在途中被分断的问题。特别是，压电体32的侧面为晶种层35b很难附着的地方，容易产生晶种层35b的膜厚的不均匀。基于该观点，优选压电体32的侧面为缓慢倾斜的面。因此，在压电材料膜62的蚀刻时，也可以在将压电体32的侧面形成为倾斜面之后，使用反向溅射等方法，使压电体32的侧面的倾斜角度进一步缓和。
6]在所述实施方式中，如图4所示，在压电体32的端部32b的下侧，从下部电极31的、与压电体32的端部32b重叠的区域跨到连接部31a而设置第一导电部36。因此，在压电材料膜的蚀刻时，即使第一导电部36稍微被削去，也维持下部电极31与布线35的导通。而且，如图15所示，即使通过压电材料膜的蚀刻，覆盖下部电极31的连接部31a的第一导电部36被完全去除，也没有问题。即，在与压电体32的端部32b重叠的区域中，在下部电极31的上方设置有第一导电部36，只有下部电极31从压电体32的端部32b突出，该突出的部分也可以成为与布线35的连接部。或者，如图16所示，在与压电体32的端部32b重叠的区域中，在第一导电部36配置在下部电极31的下侧的方式中，在从压电体32的端部32b突出的区域中，覆盖第一导电部36的下部电极31的部分也可以被完全去除。即，也可以仅使第一导电部36从压电体32的端部32b突出，使该突出的部分成为与布线35的连接部。
7]当下部电极31厚时，在对压电体32施加了电压时，通过下部电极31阻碍压电体32的变形。因此，在图6的(c)、图6的(d)的下部电极31的形成时(导电膜60的图案化时)，也可以在下部电极31的中央部，通过半蚀刻形成厚度比周围小的薄壁部分。
8]在所述实施方式中，相对于压电体32的下侧(振动膜30侧)的下部电极31为个别电极，上侧(与振动膜30相反一侧)的上部电极33成为共用电极。相对于此，也可以是下部电极31为共用电极、上部电极33为个别电极。
9]喷墨头4的墨水流路的构造不限定于所述实施方式。例如，能够如下所述变更。在所述实施方式中，如图4所示，是从贮器形成部件23内的贮器52，经由多个连通孔30a，向多个压力室26分别个别地供给墨水的流路结构。相对于此，也可以在流路形成部件21内，形成与所述的贮器52相当的流路。例如，也可以在流路形成部件21内形成沿多个压力室26的排列方向延伸的歧管流路，在流路形成部件21内，从1个歧管流路对于多个压力室26个别地分配供给墨水。
以上说明的实施方式和该变更方式为将本发明应用到向记录纸张吐出墨水而打印图像等的喷墨头的压电致动器中的方式，但是也能够在图像等的打印以外的各种用途中使用的液体吐出装置中应用本发明。例如，在向基板吐出导电性的液体，在基板表面形成导电图案的液体吐出装置中也能够应用本发明。另外，本发明的压电致动器不限定于以对液体施加压力的目的使用。例如，在移动固体物体的致动器或对气体进行加压的致动器等中也能够应用本发明。

Claims (22)

1.一种压电致动器，具有：
基板；
第一电极，配置在所述基板上；
压电体，层叠在所述第一电极上；
第二电极，重叠在所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面上；以及
布线，与所述第一电极连接，
所述第一电极具有从所述压电体的端部突出地配置并连接所述布线的连接部，
所述压电致动器以从所述第一电极的与所述压电体的所述端部重叠的区域跨到所述连接部而与所述第一电极重叠的方式，设置有第一导电部。
2.根据权利要求1所述的压电致动器，其中，
所述第一导电部由比所述第一电极硬的导电性材料形成。
3.根据权利要求1所述的压电致动器，其中，
所述第一导电部由钽、钨或铱形成。
4.根据权利要求1所述的压电致动器，其中，
所述第一导电部由与所述布线相同的导电性材料形成。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
所述第一导电部由不包含所述压电体中含有的金属元素的导电性材料形成。
6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
所述第一导电部以覆盖所述第一电极的所述连接部的所述压电体侧的面的方式配置。
7.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
所述第一电极以覆盖所述第一导电部的所述压电体侧的面的方式配置。
8.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
所述布线延伸到设置在所述基板上的电接合部，在该电接合部中所述布线与布线部件电连接，
在所述基板的所述电接合部中，在所述布线的下方配置有由与所述第一导电部相同的导电性材料形成的第二导电部。
9.根据权利要求8所述的压电致动器，其中，
所述第一电极的所述连接部在所述布线的下方延伸到所述电接合部，
所述第一导电部也沿着所述布线延伸到所述基板的所述电接合部，
所述第一导电部与所述第二导电部导通。
10.根据权利要求8所述的压电致动器，其中，
所述第二导电部的截面形状为越朝向与所述基板相反一侧越变得尖细的锥形形状。
11.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
所述第一电极具有隔着所述压电体与所述第二电极相对的主电极部以及连结所述主电极部与所述连接部的连结部，
所述连结部的所述主电极部侧的部分为隔着所述压电体与所述第二电极相对、并且与所述连结部的延伸方向垂直的方向上的宽度比所述主电极部和所述连接部小的小宽度部分，
在所述连结部的所述延伸方向上，在比所述连结部的所述小宽度部分更靠所述连接部侧的位置配置有所述第一导电部。
12.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
在所述压电体的所述端部的所述连接部侧的侧面形成有切口。
13.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
在所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面的与所述第一导电部重叠的区域，配置有由与所述第二电极相同的材料形成且与所述第二电极断开的第三导电部。
14.根据权利要求1～4中的任意一项所述的压电致动器，其中，
在所述第二电极的上方设置有由与所述布线相同的材料形成且与所述布线分离的辅助电极。
15.一种压电致动器，具有：
基板；
第一电极，配置在所述基板上；
压电体，层叠在所述第一电极上；
第二电极，重叠在所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面上；以及
布线，与所述第一电极连接，
所述压电致动器在与所述压电体的端部重叠的区域上以与所述第一电极重叠的方式设置有第一导电部，
所述第一电极和所述第一导电部的至少一方具有从所述压电体的端部突出并连接所述布线的连接部。
16.根据权利要求15所述的压电致动器，其中，
在与所述压电体的端部重叠的区域上，在所述第一电极的上方设置有所述第一导电部，
仅所述第一电极从所述压电体的端部突出。
17.根据权利要求15所述的压电致动器，其中，
在与所述压电体的端部重叠的区域上，在所述第一导电部的上方设置有所述第一电极，
仅所述第一导电部从所述压电体的端部突出。
18.一种压电致动器的制造方法，该压电致动器具有：基板；第一电极，配置在所述基板上；压电体，层叠在所述第一电极上；第二电极，重叠在所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面上；以及布线，与所述第一电极连接，
其中，所述压电致动器的制造方法具有以下工序：
第一电极形成工序，在所述基板上形成所述第一电极；
第一导电部形成工序，从所述第一电极的配置有所述压电体的区域跨到与所述布线连接的连接部，形成与所述第一电极重叠的第一导电部；
压电膜成膜工序，在所述第一电极形成工序和所述第一导电部形成工序之后，以覆盖所述第一电极的方式形成压电材料膜；
压电膜图案化工序，通过蚀刻进行所述压电材料膜的图案化而形成所述压电体，并且，去除所述压电材料膜的覆盖所述第一电极的所述连接部的部分；以及
布线形成工序，在所述压电膜图案化工序之后，形成与所述第一电极的所述连接部连接的所述布线。
19.根据权利要求18所述的压电致动器的制造方法，其中，
在所述压电膜图案化工序中，通过干式蚀刻进行所述压电材料膜的图案化。
20.根据权利要求18或19所述的压电致动器的制造方法，其中，
在所述压电膜图案化工序中，在将与所述压电体的形状对应的掩模设置在所述压电材料膜的上方之后进行蚀刻，
在所述掩模的设置在所述压电材料膜上时与所述第一导电部重叠的部分，形成有切口。
21.根据权利要求18或19所述的压电致动器的制造方法，其中，
所述制造方法还具有：第二电极形成工序，在通过所述压电膜图案化工序形成的所述压电体的与所述第一电极相反一侧的面上形成所述第二电极，
所述第二电极形成工序具有：
导电膜成膜工序，形成至少覆盖所述压电体和所述第一电极的所述连接部的导电膜；以及
导电膜图案化工序，通过蚀刻对所述导电膜进行图案化而形成所述第二电极，
在所述导电膜图案化工序中，使所述导电膜的覆盖所述连接部的部分从所述第二电极分离并使其留存。
22.根据权利要求18或19所述的压电致动器的制造方法，其中，
在所述压电膜图案化工序中，以所述压电体的侧面相对于与所述基板垂直的面向内侧倾斜的方式，进行所述压电材料膜的图案化。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10799829B2 (en) 2014-12-10 2020-10-13 Innovator Energy, LLC Systems and methods for separating gases
WO2018032093A1 (en) * 2016-08-15 2018-02-22 University Of Manitoba Damage detection with self-powered wireless smart coating sensor
JP6981000B2 (ja) 2016-12-02 2021-12-15 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電デバイス
GB2566327A (en) * 2017-09-11 2019-03-13 Xaar Technology Ltd Droplet deposition head and actuator component therefor
JP2020001201A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および配線基板
JP7483495B2 (ja) 2019-07-19 2024-05-15 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド用基板、及びその製造方法
JP7427967B2 (ja) 2020-01-17 2024-02-06 セイコーエプソン株式会社 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、およびアクチュエーター

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011201264A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Seiko Epson Corp 圧電素子およびその製造方法ならびに圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
CN102431303A (zh) * 2010-09-14 2012-05-02 精工电子打印科技有限公司 液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法
US20140063129A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid jetting apparatus, piezoelectric actuator, and method for producing the liquid jetting apparatus
US20140267510A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, piezoelectric element, and manufacturing method thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997008760A1 (fr) 1995-08-25 1997-03-06 Mitsui Chemicals, Inc. Element d'oscillateur piezo-electrique, structure de support et procede de montage de cet oscillateur
JP2003529943A (ja) * 2000-04-04 2003-10-07 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト ピエゾセラミックス湾曲変換器
JP2006231909A (ja) 2005-01-26 2006-09-07 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP2009255532A (ja) 2008-03-27 2009-11-05 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ
JP5641207B2 (ja) * 2010-08-04 2014-12-17 セイコーエプソン株式会社 圧電素子の製造方法および液滴噴射ヘッドの製造方法
JP5716364B2 (ja) * 2010-11-29 2015-05-13 株式会社リコー 電気機械変換素子、液体噴射ヘッド、及び電気機械変換素子の製造方法
JP2013016738A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Ricoh Co Ltd 強誘電体素子、インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式画像形成装置
JP2013111819A (ja) 2011-11-28 2013-06-10 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
JP6008347B2 (ja) * 2012-04-05 2016-10-19 ローム株式会社 インクジェットプリントヘッドおよびその製造方法
JP6102099B2 (ja) * 2012-07-04 2017-03-29 株式会社リコー 電気機械変換素子及びその製造方法、並びに液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置
JP6051713B2 (ja) * 2012-09-14 2016-12-27 株式会社リコー 電気機械変換素子の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011201264A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Seiko Epson Corp 圧電素子およびその製造方法ならびに圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
CN102431303A (zh) * 2010-09-14 2012-05-02 精工电子打印科技有限公司 液体喷射头、液体喷射装置以及液体喷射头的制造方法
US20140063129A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid jetting apparatus, piezoelectric actuator, and method for producing the liquid jetting apparatus
US20140267510A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, piezoelectric element, and manufacturing method thereof

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Publication number Publication date
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US10205086B2 (en) 2019-02-12
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