CN109304936A - 微机电系统器件的制造方法以及微机电系统器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种形成有对粘合层进行保护的保护层的MEMS器件的制造方法以及MEMS器件。MEMS器件(记录头(3))的制造方法的特征在于，具有：第一工序，其在第一空间(供给空间(23))与第二空间(连通空间(33))的分界处残留有金属层(43)的状态下，将该金属层(43)暴露于蚀刻液中，从而在金属层(43)上形成使第一空间(供给空间(23))与第二空间(连通空间(33))连通的开口(金属层开口(47))；第二工序，其在第一工序之后，以从第一空间(供给空间(23))的内表面跨至第二空间(连通空间(33))的内表面的方式而形成保护层(49)，并通过该保护层(49)而覆盖粘合层(31)以及金属层(43)的开口的内表面。

Description

微机电系统器件的制造方法以及微机电系统器件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月27日提交的申请号为2017-145194的日本专利申请的优先权。申请号为2017-145194的日本专利申请的全部公开内容以援引的方式被合并于此。
技术领域
本发明涉及一种具有经由粘合层而被接合的两个部件的MEMS器件的制造方法以及MEMS器件。
背景技术
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)器件为通过微细加工技术而集成了致动器或传感器等的器件，且被应用于各种装置中。例如，在液体喷射装置中，具备作为MEMS器件的一种的液体喷射头，从该液体喷射头喷射(喷出)各种液体。虽然作为这种液体喷射装置而具有喷墨式打印机或喷墨式绘图仪等图像记录装置，但最近发挥能够使极少量的液体准确地喷落于预定位置处这一特长也被应用在各种制造装置中。例如，被应用于制造液晶显示器等的滤色器的显示器制造装置、形成有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)显示器或FED(表面发光显示器)等的电极的电极形成装置、制造生物芯片(生物化学元件)的芯片制造装置中。并且，在图像记录装置用的记录头中喷射液状的油墨，在显示器制造装置用的颜色材料喷射头中喷射R(Red：红色)、G(Green：绿色)、B(Blue：蓝色)的各种颜色材料的溶液。此外，在电极形成装置用的电极材料喷射头中喷射液状的电极材料，在芯片制造装置用的生物体有机物喷射头中喷射生物体有机物的溶液。
上述的液体喷射头具备与喷嘴连通的多个压力室、和向各个压力室供给液体的贮液器。作为这种贮液器，具有像专利文献1所例示的那样以跨及两块基板的方式而被形成的贮液器。在被形成于这两个基板中的一方的基板上的包括贮液器的一部分在内的流道的内表面上，形成有液体保护膜。这种液体保护膜通过如下方式而被形成，即，在贮液器内的一方的基板与另一方的基板的分界处残留有金属层的状态下，利用溅射法等而在一方的基板侧的流道内使耐油墨性的膜成膜。
可是，在上述的专利文献1中，在被形成于另一方的基板上的流道的内表面、对一方的基板和另一方的基板进行粘合的粘合剂中的露出于贮液器内的部分等上并未形成保护膜。因此，粘合剂会被暴露在贮液器内的液体中，从而有可能根据贮留在贮液器内的液体的种类而使粘合剂的粘合力变弱。其结果为，有可能发生液体从粘合剂的界面进入到内部的空间(例如，配置有压电元件的空间)等中的情况。另外，虽然也考虑到了在一方的基板上形成保护膜之后，在另一方的基板以及露出粘合剂的部分处再次形成保护膜的方案，但是会存在工序增加且制造成本提高的问题。此外，这种问题并不限于液体喷射头的贮液器，在具有以跨及两个基板的方式而形成的空间的MEMS器件中也同样存在。即，即使是在空间内没有液体流过的MEMS器件，也有可能存在粘合剂被暴露于空气中的水分或硫黄成分等中，从而使粘合剂的粘合力变弱的情况。
专利文献1：日本特开2013-223998号公报
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的发明，其目的在于，提供一种形成有对粘合层进行保护的保护层的MEMS器件的制造方法以及MEMS器件。
本发明的MEMS器件的制造方法是为了实现上述目的而提出的，其特征在于，所述MEMS器件为，层叠有金属层且形成有第一空间的第一部件、与形成有和所述第一空间连通的第二空间的第二部件经由至少包围所述第一空间与所述第二空间的连通部分的粘合层而接合形成的器件，
所述MEMS器件的制造方法具有：
第一工序，其在于所述第一空间与所述第二空间的分界处残留有所述金属层的状态下，将该金属层暴露于蚀刻液中，从而在所述金属层上形成使所述第一空间与所述第二空间连通的开口；
第二工序，其在所述第一工序之后，以从所述第一空间的内表面跨及所述第二空间的内表面的方式而形成保护层，并通过该保护层而覆盖所述粘合层以及所述金属层的开口的内表面。
根据该制造方法，能够通过保护层而对粘合层以及粘合层的界面(尤其是粘合层与金属层的界面)进行保护。由此，即使会对粘合层造成影响的液体存在于第一空间以及第二空间内，也能够对由于该液体等而使粘合层的粘合力变弱的情况进行抑制。其结果为，能够对液体等从粘合层的界面进入的不良情况进行抑制。此外，由于在第二工序中以从第一空间的内表面跨至第二空间的内表面的方式而形成有保护层，因此在与在第一部件或第二部件中的任意一方的部件侧形成了保护层之后，在任意的另一方的部件侧形成保护层的制造方法相比，能够减少工序。
优选为，在上述制造方法的所述第一工序中，以在与所述粘合层重叠的区域中残留所述金属层的至少一部分的方式形成所述开口。
根据该制造方法，由于在与粘合层重叠的区域内残留有金属层，因此与未残留金属层的情况相比，能够提高粘合强度。即，在未残留金属层的情况下，有可能在具有金属层的部分处形成有间隙，从而使粘合强度下降。然而，通过在与粘合层重叠的区域内残留金属层，从而能够抑制这种强度的下降。此外，通过在与粘合层重叠的区域内残留金属层，从而能够减少有可能露出粘合层的区域。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个的所述第二工序中，通过原子层沉积法形成所述保护层。
根据该制造方法，即使以从第一空间的内表面跨及第二空间的内表面的方式而具有凹凸，也会很容易且均匀地形成保护层。
并且，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，所述第二空间被形成为贯穿所述第二部件的状态，
在所述第二工序中，在封堵了所述第二空间的与所述第一空间侧相反一侧的开口的状态下，形成所述保护层。
在形成保护层时，能够对保护层堆积在与第二部件的第二空间相比靠外侧处的部件等(例如，电路配线等)上的情况进行抑制。此外，在以使第二部件侧的面成为载物台侧的方式进行载置而形成保护层的情况下，也能够对保护层堆积在该载物台上的情况进行抑制。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，在所述金属层与所述第一部件之间形成有紧贴层。
根据该制造方法，能够提高金属层的相对于第一部件的紧密性。此外，通过由镍铬等不易腐蚀的层来形成紧贴层，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，所述紧贴层使用Ni、Cr、Ti、TiW、NiCr中的任一种。通过将这些物质用于紧贴层，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，在所述第一部件中形成有压力室，在所述第二部件中形成有收纳空间，在所述收纳空间中收纳有压电元件，在所述压力室与所述压电元件之间具有振动板。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，所述金属层使用Au。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，在所述金属层与所述第一部件之间形成有NiCr层。通过形成不易腐蚀的NiCr层，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，所述保护层使用TaOx。通过在保护层中使用相对于溶剂而具有耐性的TaOx，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述各制造方法中的任意一个中，具备以使所述连通部分和所述喷嘴经由所述压力室而连通的方式将形成有喷嘴的喷嘴板接合在所述第一部件上的工序。
而且，本发明的MEMS器件的特征在于，其为层叠有金属层且形成有第一空间的第一部件、与形成有和所述第一空间连通的第二空间的第二部件经由粘合层而接合形成的MEMS器件，所述MEMS器件具备：
第一开口，其在所述第一空间的与所述第二空间的连通部分处开口；
第二开口，其在所述第二空间的与所述第一空间的连通部分处开口；
第三开口，其被形成在所述第一空间与所述第二空间的连通部分中的所述金属层上，并使所述第一空间与所述第二空间连通；
第四开口，其被形成在所述第一空间与所述第二空间的连通部分中的所述粘合层上，并使所述第一空间与所述第二空间连通；
保护层，其覆盖所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口以及所述第四开口的各自的内表面，
所述第三开口的一个方向上的开口宽度被形成为，宽于所述第一开口的所述一个方向上的开口宽度以及所述第二开口的所述一个方向上的开口宽度，并且，所述第四开口的一个方向上的开口宽度被形成为，窄于所述第一开口的所述一个方向上的开口宽度以及所述第二开口的所述一个方向上的开口宽度。
根据该结构，能够通过保护层而对粘合层以及粘合层的界面进行保护。此外，由于第三开口被形成得较宽，因此能够使金属层与粘合层的界面避让至远离第一空间与第二空间的连通部分的位置处。由此，能够进一步抑制液体等进入金属层与粘合层的界面，从而能够对粘合层的粘合力下降的情况进行抑制。此外，由于第四开口被形成得较窄，因此能够增加形成粘合层的粘合剂的量。由此，能够提高粘合强度。此外，能够通过收窄第四开口而缩小第一空间与第二空间的连通部分的截面面积。由此，能够加快该部分的流速，从而例如在流动有液体的情况下，易于将垃圾或气泡等排出。
此外，优选为，在上述结构中，在所述金属层与所述第一部件之间形成有紧贴层。
根据该结构，能够提高金属层的相对于第一部件的紧密性。此外，通过由镍铬等不易腐蚀的层来形成紧贴层，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述结构中的任意一个中，所述紧贴层使用Ni、Cr、Ti、TiW、NiCr中的任一种。通过在紧贴层中使用这些物质，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述结构中的任意一个中，在所述第一部件中形成有压力室，在所述第二部件中形成有收纳空间，在所述收纳空间中收纳有压电元件，在所述压力室与所述压电元件之间具有振动板。
此外，优选为，在上述结构中的任意一个中，所述金属层使用Au。
此外，优选为，在上述结构中的任意一个中，在所述金属层与所述第一部件之间形成有NiCr层。通过形成不易腐蚀的NiCr层，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述结构中的任意一个中，所述保护层使用TaOx。通过在保护层中使用相对于溶剂而具有耐性的TaOx，从而能够提高MEMS器件的可靠性。
此外，优选为，在上述结构中的任意一个中，形成有喷嘴的喷嘴板以使所述连通部分与所述喷嘴经由所述压力室而连通的方式被接合在所述第一部件上。
此外，优选为，在上述结构中的任意一个中，液体在所述喷嘴与所述连通部分之间流动。
附图说明
图1为对打印机的结构进行说明的立体图。
图2为对记录头的结构进行说明的分解立体图。
图3为对记录头的结构进行说明的剖视图。
图4为图3中的区域A的放大图。
图5为对记录头的制造方法进行说明的截面中的状态转变图。
图6为对记录头的制造方法进行说明的截面中的状态转变图。
图7为对记录头的制造方法进行说明的截面中的状态转变图。
图8为对记录头的制造方法进行说明的截面中的状态转变图。
图9为对记录头的制造方法进行说明的截面中的状态转变图。
图10为对记录头的制造方法进行说明的截面中的状态转变图。
图11为对记录头的制造方法进行说明的主要部分的截面中的状态转变图。
图12为对记录头的制造方法进行说明的主要部分的截面中的状态转变图。
图13为对记录头的制造方法进行说明的主要部分的截面中的状态转变图。
图14为对第二实施方式中的记录头的结构进行说明的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来对用于实施本发明的方式进行说明。另外，虽然在以文叙述的实施方式中，作为本发明的优选的具体例而进行了各种限定，但是只要在以下的说明中没有特别记载对本发明进行限定的内容，则本发明的范围并不限定于这些方式。此外，在下文中，列举了具备作为本发明的MEMS器件的一种的喷墨式记录头(以下，称为记录头)3的、作为液体喷射装置的一种的喷墨式打印机(以下，称为打印机)1为示例来进行说明。
图1为对打印机的结构进行说明的立体图。打印机1为对记录纸等的记录介质2(喷落对象的一种)的表面喷射液体状的油墨从而实施图像等的记录的装置。该打印机1具备记录头3、安装有该记录头3的滑架4、使滑架4在主扫描方向上进行移动的滑架移动机构5、将记录介质2向副扫描方向进行输送的输送机构6等。在此，本实施方式中的油墨为溶剂类的油墨(本发明中的液体的一种)，并被贮留在作为液体供给源的墨盒7中。该墨盒7以相对于记录头3而可拆装的方式被安装。另外，也能够采用如下的结构，即，墨盒被配置于打印机的主体侧，并从该墨盒通过油墨供给管而向记录头供给油墨的结构。
上述的滑架移动机构5具备同步齿形带8。而且，该同步齿形带8通过DC电机等脉冲电机9而被驱动。因此，当脉冲电机9工作时，滑架4被架设在打印机1上的导杆10引导，从而在主扫描方向(记录介质2的宽度方向)上进行往复移动。而且，打印机1在通过输送机构6而将记录介质2向与主扫描方向交叉的副扫描方向依次进行输送的同时，通过滑架移动机构5而使记录头3在主扫描方向上进行相对移动，从而将图像等记录在记录介质2上。
图2为表示本实施方式的记录头3的结构的分解立体图。此外，图3为对记录头3的结构进行说明的剖视图。另外，在下文中，将记录头3的各个结构部件的层叠方向适当设为上下方向或高度方向来进行说明。
本实施方式中的记录头3为，将压力室形成基板15(相当于本发明中的第一部件)、喷嘴板16、致动器单元14以及密封板20(相当于本发明中的第二部件)等层叠而成的MEMS器件的一种。压力室形成基板15由硅制基板(例如，单晶硅基板)构成，并且沿着喷嘴列方向形成有多个成为压力室22的空间(仅称为压力室22)。各个压力室22在与喷嘴列方向正交的方向上被形成为长条状，且在与供给空间23侧为相反侧的端部处与喷嘴25连通。此外，各个压力室22沿着喷嘴列方向而以与喷嘴25的形成间距相同的间距被形成。在压力室形成基板15的从形成有压力室22的区域而偏离的区域中，形成有贯穿压力室形成基板15的供给空间23(相当于本发明中的第一空间)。该供给空间23为对多个压力室22供给油墨的空间，并且如图2所示，沿着喷嘴列方向而被形成为长条状。该供给空间23与压力室22经由宽度窄于压力室22的供给通道24而连接。另外，供给空间23与后述的振动板21的振动板开口26以及密封板20的连通空间33(相当于本发明中的第二空间)等连通，从而构成作为多个压力室22共用的油墨室的贮液器34(共同液室)。关于该连通部分的结构，将在下文中进行详细说明。
此外，在压力室形成基板15中的压力室22、供给通道24和供给空间23的内表面以及压力室形成基板15的下表面上形成有保护层49。该保护层49由相对于从供给空间23朝向压力室22流动的液体或气体等(在本实施方式中为溶剂类油墨)而具有耐性(耐油墨性)的材料构成。例如，像本实施方式这样，在流过供给空间23等的液体为溶剂类油墨的情况下，优选使用对该溶剂类油墨具有耐性的氧化钽(TaOx)来作为保护层49。另外，作为保护层49，只要是相对于流过供给空间23等的液体或气体而与压力室形成基板15相比具有耐性的材料即可，可以是任何的材料。此外，也能够采用在压力室形成基板15的下表面上不形成有保护层的结构。
在压力室形成基板15的下表面(与致动器单元14侧为相反侧的表面)上固定有喷嘴板16。该喷嘴板16由硅制的基板(例如，单晶硅基板)构成，并且针对每个压力室22而贯穿设置有多个与压力室22连通的喷嘴25。即，在喷嘴板16上，沿着喷嘴板16的长边方向而呈直线状(换而言之，呈列状)地开口设置有多个喷嘴25。该并排设置的多个喷嘴25(即，喷嘴列)从一端侧的喷嘴25起至另一端侧的喷嘴25为止以与点形成密度相对应的间距而等间隔地设置。
致动器单元14具有振动板21与压电元件19等，并且被层叠形成于压力室形成基板15上。振动板21由弹性膜17和绝缘体膜18构成，所述弹性膜17由被形成于压力室形成基板15的上表面上的例如二氧化硅(SiO2)构成，所述绝缘体膜18由被形成于该弹性膜17上的例如二氧化锆(ZrO2)构成。该振动板21中的与压力室22相对应的部分，即，将压力室22的上部开口堵塞的部分作为随着压电元件19的挠曲变形而向远离喷嘴25的方向或接近的方向进行位移的位移部而发挥功能。此外，在振动板21中的与压力室形成基板15的供给空间23相对应的部分上，开口设置有与该供给空间23连通的振动板开口26。
如图3所示，在振动板21(具体而言为，绝缘体膜18)的与压力室22相对应的部分的上表面上形成有压电元件19。本实施方式中的压电元件19为，所谓的挠曲模式的压电元件。该压电元件19从振动板21侧起依次层叠有下电极层27、压电体层28以及上电极层29。下电极层27为以跨及多个压力室22的方式而连续的方式被设置的共同电极，上电极层29为以针对每个压力室22而单独的方式被设置的独立电极。另外，也能够根据驱动电路或配线的状况而将上电极层29设为共同电极，并将下电极层设为独立电极。以这种方式被构成的压电元件19当在下电极层27与上电极层29之间被施加有与两电极的电位差相应的电场时，将在远离喷嘴25的方向或接近的方向上进行挠曲变形。由此，压力室22的容积会发生变化，从而在使压力室22内的油墨中产生压力变动。然后，通过利用该压力变动，从而记录头3从喷嘴25喷射油墨。
此外，在振动板21上的从与压力室22相对应的区域起向外侧(具体而言为，与振动板开口26为相反侧的外侧)偏离的区域中，形成有从压电元件19延伸出的引线电极部41。该引线电极部41由被形成在振动板21上的紧贴层42、和被形成在该紧贴层42上的金属层43构成。作为金属层43，例如能够使用Au(金)、铂(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)或者这些金属的混合物等。作为紧贴层42，例如能够使用镍(Ni)、铬(Cr)、钛(Ti)或者钛钨(TiW)、镍铬(NiCr)等的合金等。尤其是，如果使用镍铬(NiCr)等不易腐蚀的材料作为紧贴层42，则能够提高记录头3的可靠性。另外，如果振动板21与金属层43的紧贴力足够，则也能够省略振动板21与金属层43之间的紧贴层42。而且，在振动板21上的振动板开口26的周缘处也形成有紧贴层42以及金属层43。关于该振动板开口26的周缘处的紧贴层42以及金属层43的结构，详细内容将在下文叙述。
在致动器单元14的上表面上，经由由粘合剂构成的粘合层31而粘合有密封板20。在该密封板20上，形成有能够收纳压电元件19的收纳空间32、以及与供给空间23连通而成为贮液器34的连通空间33。收纳空间32被形成为，从密封板20的下表面侧起凹陷至上表面侧的中途为止的状态。另一方面，连通空间33被形成为在板厚方向上贯穿密封板20的状态。连通空间33沿着压力室22的并排设置方向而被形成为长条状，并且以如上述的方式与供给空间23等一串连通，从而划分形成向各个压力室22供给油墨的贮液器34。此外，以从划分形成贮液器34的面中的划分形成密封板20的连通空间33的面起跨至划分形成压力室形成基板15的供给空间23的面的方式而形成有保护层49。另外，本实施方式中的粘合层31被配置在密封板20的下表面中的收纳空间32的开口边缘的外周以及连通空间33的开口边缘的外周处。
此外，在密封板20的上表面上，接合有用于对各个压电元件19进行驱动的驱动IC36以及可塑性基板37。驱动IC36以其端子部(未图示)与被形成在密封板20的上表面上的连接端子35相连接的方式而被安装于密封板20的上表面上。此外，在驱动IC36上，还电连接有连接配线40的另一端部。由此，来自驱动IC36的驱动信号经由连接配线40以及引线电极部41而被供给至压电元件19。可塑性基板37为对连通空间33的上表面进行密封并划分贮液器34的基板，且层叠有具有可挠性的密封膜38和由金属等硬质的部件构成的固定基板39。本实施方式中的可塑性基板37在将密封膜38配置于下方(即，密封板20侧)的状态下，被接合在密封板20的上表面上。该可塑性基板37中的与连通空间33对置的区域内的、向连通空间33导入油墨的导入口(未图示)的周围以外的区域的固定基板39被去除，从而仅成为密封膜38。仅由该密封膜38构成的部分作为对连通空间33即贮液器34内的油墨的压力变动进行吸收的可塑性部而发挥功能。
接下来，对贮液器34中的供给空间23与连通空间33的连通部分的结构进行详细说明。图4为图3中的区域A的放大图。在压力室形成基板15的上表面上的供给空间23的开口(相当于本发明中的第一开口。以下，称为基板开口44。)的外周缘处，按顺序层叠有振动板21(更详细而言为，弹性膜17)、紧贴层42以及金属层43。此外，在该基板开口44的外周缘上形成有粘合层31。即，粘合层31被形成在压力室形成基板15的基板开口44的外周缘与密封板20的下表面上的连通空间33的开口(相当于本发明中的第二开口。以下，称为密封板开口45。)的外周缘之间。而且，在振动板21、紧贴层42、金属层43以及粘合层31上，分别形成有使供给空间23与连通空间33连通的开口。具体而言，在振动板21上开口有上述的振动板开口26，在紧贴层42上开口有紧贴层开口46。此外，在金属层43上开口有金属层开口47(相当于本发明中的第三开口)，在粘合层31上开口有粘合层开口48(相当于本发明中的第四开口)。
在此，如图4所示，振动板开口26的与喷嘴列方向正交的方向上的开口宽度被形成为，窄于基板开口44的同方向上的开口宽度w1。同样地，振动板开口26的喷嘴列方向上的开口宽度也被形成为，窄于基板开口44的同方向上的开口宽度。此外，紧贴层开口46的与喷嘴列方向正交的方向上的开口宽度被形成为，宽于基板开口44的同方向上的开口宽度w1且宽于密封板开口45的同方向上的开口宽度w2。同样地，紧贴层开口46的喷嘴列方向上的开口宽度也被形成为，宽于基板开口44的同方向上的开口宽度且宽于密封板开口45的同方向上的开口宽度。并且，金属层开口47的与喷嘴列方向正交的方向上的开口宽度w3被形成为，宽于紧贴层开口46的同方向上的开口宽度。同样地，金属层开口47的喷嘴列方向上的开口宽度也被形成为，宽于紧贴层开口46的同方向上的开口宽度。即，金属层开口47的与喷嘴列方向正交的方向上的开口宽度w3被形成为，宽于基板开口44的同方向上的开口宽度w1宽且宽于密封板开口45的同方向上的开口宽度w2。此外，金属层开口47的喷嘴列方向上的开口宽度也被形成为，宽于基板开口44的同方向上的开口宽度且宽于密封板开口45的同方向上的开口宽度。而且，粘合层开口48的与喷嘴列方向正交的方向上的最小开口宽度w4被形成为，窄于基板开口44的同方向上的开口宽度w1且窄于密封板开口45的同方向上的开口宽度w2。此外，粘合层开口48的喷嘴列方向上的最小开口宽度也被形成为，窄于基板开口44的同方向上的开口宽度且窄于密封板开口45的同方向上的开口宽度。另外，粘合层开口48以其开口宽度趋向于下方而逐渐变窄的方式被形成。这里所说的粘合层开口48的最小开口宽度为，粘合层31的下端侧的开口宽度最窄的部分的开口宽度。
而且，基板开口44、振动板开口26、紧贴层开口46、金属层开口47、粘合层开口48以及密封板开口45的各自的内表面被保护层49覆盖。具体而言，保护层49如上文所述那样以从供给空间23的内表面起跨至连通空间33的内表面的方式而被形成，且被形成在各个层的开口的内表面上。在此，供给空间23与连通空间33的连通部分处的各个层的开口的宽度如上文所述，金属层开口47的开口宽度宽于粘合层开口48的开口宽度、紧贴层开口46以及振动板开口26的开口宽度。即，金属层43被形成在与粘合层31或振动板21(详细而言为，弹性膜17)相比靠外侧(换而言之，远离贮液器34一侧)处。因此，虽然在不具有金属层43的内侧(换而言之，接近贮液器34一侧)的部分处，在粘合层31与金属层43或弹性膜17之间形成有空隙，但在本实施方式中，在该空隙内也形成有保护层49。由此，能够消除粘合层31的露出的部分，并且能够通过保护层49而对粘合层31与金属层43的界面进行被覆。由此，能够抑制粘合层31被贮液器34内的油墨浸蚀，从而使粘合力下降的不良情况。此外，由于能够对粘合层31的界面、尤其是粘合力较弱的与金属层43的界面进行保护，因此能够对油墨从该界面进入并使收纳空间32内的压电元件19等被破坏的情况进行抑制。并且，由于压力室22、供给通道24、供给空间23以及连通空间33也通过保护层49而被保护，因此能够对这些空间的内表面被油墨浸蚀的情况进行抑制。其结果为，提高了记录头3的可靠性。
此外，由于金属层开口47被形成为宽于其他开口，因此能够使金属层43与粘合层31的界面避让至远离供给空间23与连通空间33的连通部分的位置处。由此，能够进一步抑制油墨进入金属层43与粘合层31的界面的情况，从而能够进一步抑制粘合层31的粘合力下降的情况。并且，由于粘合层开口48被形成为窄于其他开口，因此能够增多形成粘合层31的粘合剂的量。由此，能够提高压力室形成基板15与密封板20的粘合强度。此外，还能够通过收窄粘合层开口48，从而缩小供给空间23与连通空间33的连通部分处的流道面积(换而言之，为截面面积)。由此，能够加快该连通部分处的油墨的流速，从而例如易于将垃圾或气泡等向喷嘴25侧排出。而且，在本实施方式中，由于在金属层43与压力室形成基板15之间形成有紧贴层42，因此能够提高金属层43的相对于压力室形成基板15的紧贴性。
接下来，对记录头3的制造方法进行说明。图5～图9为对记录头3的制造方法进行说明的截面中的状态转变图。图11～图13为供给空间23与连通空间33的连通部分的截面中的状态转变图。
首先，如图5所示，在成为压力室形成基板15的硅晶片等的基板(以下，仅称为压力室形成基板15)的表面(在本实施方式中，为上表面以及下表面双方的表面)上通过热氧化等而形成弹性膜17。接下来，如图6所示，在弹性膜17上形成绝缘体膜18。例如，在通过溅射法等而形成锆(Zr)层之后，通过对该锆层进行热氧化而形成绝缘体膜18。由此，在压力室形成基板15的上表面上形成振动板21。如果形成了振动板21，则在使成为下电极层27的电极层成膜之后，进行蚀刻而图案形成预定形状。同样地，例如在使由锆钛酸铅(PZT)等构成的压电体层和成为上电极层29的下电极层成膜之后，进行蚀刻而图案形成预定形状。由此，如图6所示，由下电极层27、压电体层28以及上电极层29构成的压电元件19被形成在预定的位置上。此外，在形成了压电元件19之后，对绝缘体膜18进行蚀刻，之后，通过对弹性膜17进行蚀刻，从而形成振动板开口26。另外，在本实施方式中，如图6所示，绝缘体膜18的开口以与弹性膜17的开口相比开口面积较大的方式被形成。如果形成了振动板开口26，则如图7所示，形成紧贴层42以及金属层43。具体而言，使成为紧贴层42的层以及成为金属层43的层以该顺序成膜，并进行蚀刻而图案形成预定形状。由此，如图7所示，形成了由紧贴层42以及金属层43构成的引线电极部41，并且以覆盖振动板开口26的方式而形成紧贴层42以及金属层43。
接下来，如图8所示，将成为密封板20的硅晶片等的基板(以下，仅称为密封板20)接合在压力室形成基板15上。另外，在密封板20上，预先形成有收纳空间32、连通空间33以及连接端子35等。在将密封板20与压力室形成基板15接合时，首先例如通过薄膜转印而在密封板20的下表面(压力室形成基板15侧的面)上涂敷粘合剂31’。在该状态下，使密封板20或压力室形成基板15中的任意一方朝向另一方进行相对移动，从而以将粘合剂31’夹在中间的方式而使该粘合剂31’固化。由此，如图9所示，在密封板20与压力室形成基板15之间形成有由粘合剂固化而成的粘合层31，从而使密封板20与压力室形成基板15被粘合在一起。另外，也能够将粘合剂涂敷在压力室形成基板15侧。如果将密封板20与压力室形成基板15接合在一起了，则如图9所示，将压力室形成基板15研磨至预定的厚度。另外，图9所示的虚线表示被研磨前的压力室形成基板15的外形。之后，如图10所示，通过对压力室形成基板15进行各向异性蚀刻(湿式蚀刻)，从而形成压力室22、供给通道24以及供给空间23等。此时，由于振动板开口26被紧贴层42以及金属层43覆盖，因此能够防止蚀刻液经由振动板开口26而流入到密封板20侧。由此，能够对连通空间33的内表面被蚀刻，或者连接端子35或其他配线等发生断线的不良情况进行抑制。
接下来，去除紧贴层42以及金属层43，从而使供给空间23与连通空间33连通。具体而言，首先，如图11所示，通过湿式蚀刻而将供给空间23与连通空间33的连通部分的紧贴层42去除。即，使露出于振动板开口26处的紧贴层42暴露在蚀刻液中，从而形成紧贴层开口46。此时，将紧贴层42去除，直至与在供给空间23的上表面侧开口的基板开口44的边缘相比靠外侧处为止(具体而言为，相对于供给空间23与连通空间33的连通部分的外侧)。由此，形成了开口宽度宽于基板开口44的紧贴层开口46。之后，如图12所示，通过湿式蚀刻而将供给空间23与连通空间33的连通部分的金属层43去除。即，在供给空间23与连通空间33的分界(换而言之，为供给空间23与连通空间33之间的空间)处残留有金属层43的状态下，使该金属层43暴露在蚀刻液中，从而形成紧贴层开口46。此时，在于高度方向上与粘合层31重叠的区域内残留有金属层43的至少一部分，将金属层43去除至与紧贴层开口46的边缘相比靠外侧(具体而言为，相对于供给空间23与连通空间33的连通部分的外侧)处为止。由此，形成了开口宽度宽于紧贴层开口46的金属层开口47，通过该金属层开口47而使供给空间23与连通空间33连通。另外，去除该金属层43的工序相当于本发明中的第一工序。
如果去除了紧贴层42以及金属层43并使供给空间23与连通空间33连通了，则将形成保护层49。具体而言，如图13所示，在例如通过保护膜或保护托盘等的封堵部件50将连通空间33的上侧(与供给空间23侧为相反侧)的开口封闭了的状态下，通过原子层沉积法(ALD法)而以从供给空间23的内表面跨至连通空间33的内表面的方式形成保护层49。由此，如上文所述那样，振动板开口26的内表面、紧贴层开口46的内表面、金属层开口47的内表面及粘合层开口48的内表面、以及振动板21、紧贴层42、金属层43及粘合层31的各自的界面均被保护层49所覆盖。另外，此时，如图3所示，压力室22、供给通道24以及压力室形成基板15的下表面也被保护层49所覆盖。此外，形成该保护层49的工序相当于本发明中的第二工序。
如果以此方式形成了保护层49，则卸下封堵部件50，并将驱动IC36安装在密封板20的上表面上。此外，经由连接配线40而对所安装的驱动IC36和引线电极部41进行连接。并且，将贯穿设置有喷嘴开口的喷嘴板16接合在压力室形成基板15的下表面上。然后，将可塑性基板37接合在密封板20上。最后，通过利用切割等而将其分割为各个芯片大小的压力室形成基板15等，从而能够制作出上述这种记录头3。
如此，由于以从供给空间23的内表面跨至连通空间33的内表面的方式而形成了保护层49，因此能够通过保护层49来对粘合层31以及粘合层31的界面(尤其是粘合层31与金属层43的界面)进行保护。由此，能够对因给粘合层31带来影响的油墨等而使粘合层31的粘合力变弱的情况进行抑制。其结果为，能够对粘合层31被剥落，或者油墨从粘合层31的界面进入到收纳空间32内从而使压电元件19等被破坏的不良情况进行抑制。此外，由于是在供给空间23与连通空间33连通的状态下形成保护层49的，因此与在成为压力室形成基板的基板或者成为密封板的基板中的任意一方的基板侧形成保护层之后，在任意的另一方的基板侧形成保护层的制造方法相比，能够减少工序。并且，由于在与粘合层31重叠的区域中残留有金属层43的至少一部分，因此与在和粘合层重叠的区域中未残留有金属层的情况相比，能够提高粘合强度。即，在未残留有金属层的情况下，有可能在有金属层的部分处形成空隙，从而使粘合强度降低。然而，通过在与粘合层31重叠的区域中残留金属层43，从而能够对这样的强度的降低进行抑制。此外，通过在与粘合层31重叠的区域中残留金属层43，从而能够减少有可能会使粘合层31露出的区域。由此，能够对因油墨浸入而导致的粘合层31的粘合力的降低进行抑制。并且，在本实施方式中，如图3所示，由于密封板20的一部分以与引线电极部41重叠的方式被粘合，因此易于使粘合有密封板20的区域中的距压力室形成基板15的表面的高度一致。其结果为，例如能够对密封板20相对于压力室形成基板15而倾斜地被粘合等的不良情况进行抑制。
此外，在本实施方式中，由于通过原子层沉积法而形成保护层49，因此易于以从供给空间23的内表面跨至连通空间33的内表面的方式而均匀地形成保护层49。即，即使像本实施方式这样，以从第一空间的内表面跨至第二空间的内表面的方式而形成凹凸的情况下，也会很容易地形成具有均匀的膜厚的保护层49。并且，由于在形成保护层49时，利用封堵部件50而堵塞了连通空间33的上侧的开口，因此能够对保护层49堆积在处于密封板20的外侧的部件等(例如，连接端子35)上的情况进行抑制。此外，也能够在以使密封板20侧成为载物台侧的方式载置密封板20和压力室形成基板15被接合而成的晶片从而形成保护层49的情况下，对保护层49堆积在该载物台上的情况进行抑制。
另外，虽然在上述的第一实施方式中的记录头3中，驱动IC36被安装于密封板20的上表面上，但是并不局限于此。例如，也能够采用将具备驱动IC的配线基板连接在引线电极部上的结构。具体而言，参照图14来进行详细说明。图14为第二实施方式中的记录头70的主要部分的剖视图。本实施方式中的记录头70以层叠有喷嘴板75、压力室形成基板80、压电元件83、密封板84以及可塑性基板88等的状态被安装于头壳体72内。
本实施方式中的压力室形成基板80也与上述的第一实施方式同样地由硅制基板构成。在本实施方式中，在压力室形成基板80上也形成有沿着喷嘴列方向而并排设置的多个压力室81、与连通空间85(相当于本发明中的第二空间)连通而构成贮液器77的供给空间78(相当于本发明中的第一空间)，以及对压力室81和供给空间78进行连接的供给通道79。如图14所示，在本实施方式中，压力室81被形成为两列，并且与之相对应地，供给空间78也被形成为两列。而且，即使在本实施方式中，也在压力室形成基板80中的压力室81、供给通道79及供给空间78的内表面、以及压力室形成基板80的下表面上形成有保护层71。
在压力室形成基板80的下表面(与密封板84为相反侧的面)上固定有喷嘴板75。本实施方式中的喷嘴板75也与上述的第一实施方式同样地由硅制的基板构成，并且针对每个压力室81而贯穿设置有多个与压力室81连通的喷嘴76。在本实施方式中，彼此分离的喷嘴76的列(喷嘴列)以与被形成为两列的压力室81的列相对应的方式被形成为两列。在压力室形成基板80的上表面(与喷嘴板75为相反侧的面)上层叠有振动板82。该振动板82也与上述的第一实施方式同样地由弹性膜和绝缘体膜(均未图示)构成。此外，在连通空间85与供给空间78的连通部分处的振动板82上形成有开口。
在振动板82的上表面的与各个压力室81对应的区域中，分别层叠有压电元件83。本实施方式中的压电元件83也为所谓的挠曲模式的压电元件。此外，虽然省略了本实施方式中的压电元件83的图示，但是从振动板82上依次层叠有成为独立电极的下电极层、压电体层以及成为共同电极的上电极层。另外，也能够根据驱动电路或配线的情况而将下电极层设为共同电极，并将上电极层设为独立电极。此外，以从振动板82上的与压力室81相对应的区域跨及至被形成为两列的压电元件列之间的区域的方式而形成有从压电元件83延伸出的引线电极部92。该引线电极部92由被形成在振动板82上的紧贴层(未图示)、和被形成在该紧贴层上的金属层94构成。而且，即使在本实施方式中，也与上述的第一实施同样地，在振动板82上的连通空间85与供给空间78的连通部分的开口的周缘处形成有紧贴层以及金属层94。
在振动板82的上表面上，经由粘合层95而接合有密封板84。在该密封板84中，形成有成为贮液器77的连通空间85、以及相对于连通空间85而被隔离的收纳空间86等。本实施方式中的连通空间85一方面被形成为与供给空间78相对应的位置处在厚度方向上贯穿的状态，另一方面被形成为在从供给空间78起向内侧(即，与喷嘴列方向正交的方向的中央侧)偏离的位置处在板厚方向上未贯穿密封板84，而是从密封板84的上表面起凹陷至板厚方向的中途为止的状态。即，连通空间85的上部(换而言之，为头壳体72侧的部分)的宽度(详细而言，是与喷嘴列方向正交的方向的尺寸)被形成为，宽于连通空间85的下部(换而言之，为压力室形成基板80侧的部分)的宽度。而且，即使在本实施方式中，也以从划分形成贮液器77的面中的、密封板84的划分形成连通空间85的面起跨至压力室形成基板80的划分形成供给空间78的面的方式而形成有保护层71。另外，由于连通空间85与供给空间78的连通部分的保护层71、振动板82、粘合层95等的结构与图4所示的第一实施方式中的供给空间23与连通空间33的连通部分的结构相同，因此省略说明。此外，在两个收纳空间86之间，形成有在板厚方向上去除了密封板84的连接空间87。连接空间87与后述的插穿空间73连通，并在其内部配置有插穿于插穿空间73内的、例如FPC(柔性印刷基板)等的配线部件92的端部。并且，配线部件92的端部在该连接空间87内与从各个压电元件83延伸出的引线电极部92连接。另外，在本实施方式中，未在密封板84的上表面上安装驱动IC，而是在配线部件92上设置驱动IC96。
在密封板84的上表面上接合有可塑性基板88。该可塑性基板88为对供给空间78的上表面进行密封并划分形成贮液器77的基板，并且在本实施方式中，与上述的第一实施同样地也由密封膜89和固定基板90构成。此外，可塑性基板88中的与插通空间73相对应的位置以及与液体导入通道74相对应的位置成为在厚度方向上贯穿的开口。并且，在可塑性基板88的与贮液器77对置的区域中的、液体导入通道74的周围以外的区域被去除固定基板90而成为仅有密封膜89。仅由该密封膜89构成的部分作为对贮液器77内的油墨的压力变动进行吸收的可塑性部而发挥功能。
在可塑性基板88的上表面上接合有头壳体72。本实施方式中的头壳体72为合成树脂制的箱体状部件。在该头壳体72的中央部处，形成有沿着喷嘴列方向而呈长条的空间即插穿空间73。插通空间73为插穿有具备驱动IC96的配线部件93的空间，且被形成为在板厚方向上贯穿头壳体72的状态。此外，在头壳体72的内部形成有与贮液器77连接的液体导入通道74。该液体导入通道74的下端与贮液器77(详细而言，为连通空间85)连接。并且，在头壳体72的下表面中的、与贮液器77相对应的部分处，以从下表面凹陷的状态形成有不妨碍密封膜89的可挠变形的程度的深度的可塑性空间91。该可塑性空间91经由尽可能地提高流道阻力的未图示的大气开放通道而向记录头70的外侧的空间开放。另外，由于其他的结构与上述的第一实施方式大致相同，因此省略说明。此外，由于本实施方式中的记录头的制造方法与上述的第一实施方式中的记录头3的制造方法大致相同，尤其是连通空间85与供给空间78的连通部分的形成工序与第一实施方式中的连通空间33与供给空间23的连通部分的形成工序相同，因此省略说明。
并且，由于本实施方式的记录头70中的连通空间85与供给空间78的连通部分的结构具有与第一实施方式的记录头3中的连通空间33与供给空间23的连通部分相同的结构，并且本实施方式中的记录头70的制造方法与第一实施方式中的记录头3的制造方法大致相同，因此即使在本实施方式中也能够起到与上述的第一实施方式同样的效果。
并且，虽然在上文中作为MEMS装置而列举喷射油墨的记录头3以及记录头70为示例来进行了说明，但是本发明也能够应用于其他的液体喷射头中。例如，也能够将本发明应用于在液晶显示器等的滤色器的制造中使用的颜色材料喷射头、在有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)显示器、FED(表面发光显示器)等的电极形成中使用的电极材料喷射头、在生物芯片(生物化学元件)的制造中使用的生物体有机物喷射头等中。在显示器制造装置用的颜色材料喷射头中，作为液体的一种而对R(红色)或G(绿色)或B(蓝色)的各种颜色材料的溶液进行喷射。此外，在电极形成装置用的电极材料喷射头中，作为液体的一种而对液状的电极材料进行喷射，在芯片制造装置用的生物体有机物喷射头中，作为液体的一种而对生物体有机物的溶液进行喷射。
而且，并不局限于液体喷射头，只要是形成有第一空间的第一部件、和形成有与第一空间连通的第二空间的第二部件经由粘合层而接合从而形成的MEMS器件，则均能够应用本发明。例如，也能够将本发明应用在将压电元件应用于用于对压力变化、振动或位移等进行检测的传感器中。此外，也能够将本发明应用于DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜设备)等的MEMS器件中。
符号说明
1…打印机；2…记录介质；3…记录头；4…滑架；5…滑架移动机构；6…输送机构；7…墨盒；8…同步齿形带；9…脉冲电机；10…导杆；14…致动器单元；15…压力室形成基板；16…喷嘴板；17…弹性膜；18…绝缘体膜；19…压电元件；20…密封板；21…振动板；22…压力室；23…供给空间；24…供给通道；25…喷嘴；26…振动板开口；27…下电极层；28…压电体层；29…上电极层；31…粘合层；32…收纳空间；33…连通空间；34…贮液器；35…连接端子；36…驱动IC；37…可塑性基板；38…密封膜；39…固定基板；40…连接配线；41…引线电极部；42…紧贴层；43…金属层；44…基板开口；45…密封板开口；46…紧贴层开口；47…金属层开口；48…粘合层开口；49…保护层；50…封堵部件；70…记录头；71…保护层；72…头壳体；73…插穿空间；74…液体导入通道；75…喷嘴板；76…喷嘴；77…贮液器；78…供给空间；79…供给通道；80…压力室形成基板；81…压力室；82…振动板；83…压电元件；84…密封板；85…连通空间；86…收纳空间；87…连接空间；88…可塑性基板；89…密封膜；90…固定基板；91…可塑性空间；92…引线电极部；93…配线部件；94…金属层；95…粘合层；96…驱动IC。

Claims (20)

1.一种微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
所述微机电系统器件为，形成有金属层和第一空间的第一部件、与形成有和所述第一空间连通的第二空间的第二部件经由至少包围所述第一空间与所述第二空间的连通部分的粘合层而接合形成的器件，
所述微机电系统器件的制造方法具有：
第一工序，其在于所述第一空间与所述第二空间的分界处残留有所述金属层的状态下，将该金属层暴露于蚀刻液中，从而在所述金属层上形成使所述第一空间与所述第二空间连通的开口；
第二工序，其在所述第一工序之后，以从所述第一空间的内表面跨至所述第二空间的内表面的方式而形成保护层，并通过该保护层而覆盖所述粘合层以及所述金属层的开口的内表面。
2.如权利要求1所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
在所述第一工序中，以在与所述粘合层重叠的区域中残留所述金属层的至少一部分的方式形成所述开口。
3.如权利要求1或权利要求2所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
在所述第二工序中，通过原子层沉积法形成所述保护层。
4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
所述第二空间被形成为贯穿所述第二部件的状态，
在所述第二工序中，在封堵了所述第二空间的与所述第一空间侧相反一侧的开口的状态下，形成所述保护层。
5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
在所述金属层与所述第一部件之间形成有紧贴层。
6.如权利要求5所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
所述紧贴层使用Ni、Cr、Ti、TiW、NiCr中的任一种。
7.如权利要求1至权利要求6中任一项所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
在所述第一部件中形成有压力室，
在所述第二部件中形成有收纳空间，
在所述收纳空间中收纳有压电元件，
在所述压力室与所述压电元件之间具有振动板。
8.如权利要求1至权利要求7中任一项所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
所述金属层使用Au。
9.如权利要求8所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
在所述金属层与所述第一部件之间形成有NiCr层。
10.如权利要求1至权利要求9中任一项所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
所述保护层使用TaOx。
11.如权利要求1至权利要求10中任一项所述的微机电系统器件的制造方法，其特征在于，
具备以使所述连通部分和所述喷嘴经由所述压力室而连通的方式将形成有喷嘴的喷嘴板接合在所述第一部件上的工序。
12.一种微机电系统器件，其特征在于，其为层叠有金属层且形成有第一空间的第一部件、与形成有和所述第一空间连通的第二空间的第二部件经由粘合层而接合形成的微机电系统器件，所述微机电系统器件具备：
第一开口，其在所述第一空间的与所述第二空间连通的连通部分处开口；
第二开口，其在所述第二空间的与所述第一空间连通的连通部分处开口；
第三开口，其被形成在所述第一空间与所述第二空间的连通部分中的所述金属层上，并使所述第一空间与所述第二空间连通；
第四开口，其被形成在所述第一空间与所述第二空间的连通部分中的所述粘合层上，并使所述第一空间与所述第二空间连通；
保护层，其覆盖所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口以及所述第四开口的各自的内表面，
所述第三开口的一个方向上的开口宽度被形成为，宽于所述第一开口的所述一个方向上的开口宽度以及所述第二开口的所述一个方向上的开口宽度，并且，所述第四开口的一个方向上的开口宽度被形成为，窄于所述第一开口的所述一个方向上的开口宽度以及所述第二开口的所述一个方向上的开口宽度。
13.如权利要求12所述的微机电系统器件，其特征在于，
在所述金属层与所述第一部件之间形成有紧贴层。
14.如权利要求13所述的微机电系统器件，其特征在于，
所述紧贴层使用Ni、Cr、Ti、TiW、NiCr中的任一种。
15.如权利要求12至权利要求14中任一项所述的微机电系统器件，其特征在于，
在所述第一部件中形成有压力室，
在所述第二部件中形成有收纳空间，
在所述收纳空间中收纳有压电元件，
在所述压力室与所述压电元件之间具有振动板。
16.如权利要求12至权利要求15中任一项所述的微机电系统器件，其特征在于，
所述金属层使用Au。
17.如权利要求16所述的微机电系统器件，其特征在于，
在所述金属层与所述第一部件之间形成有NiCr层。
18.如权利要求12至权利要求17中任一项所述的微机电系统器件，其特征在于，
所述保护层使用TaOx。
19.如权利要求12至权利要求18中任一项所述的微机电系统器件，其特征在于，
形成有喷嘴的喷嘴板以使所述连通部分与所述喷嘴经由所述压力室而连通的方式被接合在所述第一部件上。
20.如权利要求19所述的微机电系统器件，其特征在于，
液体在所述喷嘴与所述连通部分之间流动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019162801A (ja) 2018-03-20 2019-09-26 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
JP7508848B2 (ja) 2020-04-22 2024-07-02 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド
EP3974189B1 (en) * 2020-09-23 2023-12-27 Canon Kabushiki Kaisha Droplet jetting device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4591019B2 (ja) * 2004-05-24 2010-12-01 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2006044083A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド
JP4591005B2 (ja) 2004-09-17 2010-12-01 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法
KR101153562B1 (ko) * 2006-01-26 2012-06-11 삼성전기주식회사 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
KR20080008868A (ko) * 2006-07-21 2008-01-24 삼성전자주식회사 잉크젯 헤드의 제조방법.
JP2008062451A (ja) * 2006-09-05 2008-03-21 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置
JP2008073961A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置
JP2009018449A (ja) 2007-07-10 2009-01-29 Seiko Epson Corp 噴射ヘッドの製造方法
JP2012011558A (ja) 2010-06-29 2012-01-19 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
JP6102081B2 (ja) 2012-04-23 2017-03-29 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法、及び、液体噴射装置の製造方法
JP2014124887A (ja) 2012-12-27 2014-07-07 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP6379808B2 (ja) 2014-07-30 2018-08-29 セイコーエプソン株式会社 圧電素子の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、および液体吐出装置の製造方法
JP2016049726A (ja) * 2014-09-01 2016-04-11 セイコーエプソン株式会社 流路部品、液体吐出ヘッド、および、液体吐出装置
JP2016055504A (ja) * 2014-09-09 2016-04-21 セイコーエプソン株式会社 マイクロデバイス、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及びマイクロデバイスの製造方法

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