CN1781058A

CN1781058A - 光敏树脂组合物、使用该组合物的喷墨记录头以及制造该喷墨记录头的方法

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Publication number: CN1781058A
Application number: CNA2004800116996A
Authority: CN
Inventors: 芝昭二; 石仓宏惠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: JP2005008652A; KR100733939B1; KR20060020680A; DE602004003379D1; EP1634123B1; EP1634123A1; US7063933B2; WO2004111732A1; US20050093924A1; DE602004003379T2; CN100580556C; JP3963456B2; ATE346326T1

Abstract

本发明提供一种可在形成喷墨记录头时使用的光敏树脂组合物，以及该记录头的制造方法。该组合物包括具有下述通式(1)所示重复单元的聚醚酰胺树脂、一种由光照射产生酸的化合物以及一种用于在酸性条件下对聚醚酰胺树脂起作用的交联剂。该组合物能够改进构成喷墨记录头的基板和油墨流动通路形成元件之间的粘合性。

Description

光敏树脂组合物、使用该组合物的喷墨记录头以及制造该喷墨记录头的方法

技术领域

本发明涉及一种新型的光敏树脂组合物。本发明进一步涉及使用该光敏树脂组合物的喷墨记录头以及制造该喷墨记录头的方法。更具体地，本发明涉及一种改进基板和与基板结合在一起的、用于形成油墨流动通路的流路形成元件之间粘合性的方法，其中的基板上形成有用于喷墨的压力产生元件，以及一种油墨供应孔(an ink supplyorifice)的形成方法，该供应孔用于使油墨贯通基板供应至油墨流路。

背景技术

现有技术中已经对喷墨记录头的制造方法提出各种建议，一种液体通路形成元件是通过与其上形成有喷墨压力产生元件的基板结合而形成液体通路。日本专利申请公开No.57-208255和日本专利申请公开No.57-208256均公开了一种形成喷墨记录头的方法，该方法通过在其上形成有喷墨压力产生元件的基板上使用光敏树脂以形成液体通路图案，将玻璃或类似物制成的顶板与基板结合，并切开组件来形成喷墨头。

Hawlett-Packard Journal 36，5(1985)公开了一种制造喷墨记录头的方法，该方法通过在其上形成有喷墨压力产生元件的基板上使用光敏树脂形成液体通路图案，将Ni电镀制成的喷孔板结合到基板上来形成喷墨头。

日本专利申请公开No.61-154947公开了一种制造喷墨记录头的方法，该方法通过在其上形成有喷墨压力产生元件的基板上的喷墨压力产生元件上使用一种可溶树脂形成液体通路图案，使用环氧树脂或类似物涂布该图案，固化该树脂，切开该基板后，对该可溶树脂进行洗脱。

日本专利申请公开No.3-184868公开了一种对于涂布树脂组合物有用的芳香环氧化合物的阳离子聚合固化产物，并且所说的树脂组合物最适于制造上述日本专利申请公开No.61-154947中描述的喷墨记录头。

在上述任一方法中，其上形成有喷墨压力产生元件的基板与液体通路形成元件之间的结合强度基本取决于构成液体通路形成元件的树脂材料(光敏树脂层、涂布树脂层)的结合性。

此外，在上述任一构成中，喷墨头均需要装配用于供应油墨的油墨供应系统。其中在支持基板上形成通孔(through-hole)，以从支撑用基板的后面供应油墨的结构为公知的所谓的侧面热气泡喷墨(side shootertype)记录头，在该记录头的结构中油墨喷孔被安置在面向压力产生元件的位置。对于这种喷墨记录头而言，已知制造方法的实例包括一种如在USP5478606中所述的方法：(1)在其上形成有喷墨压力产生元件的基板上使用可溶树脂形成油墨流动通路图案的步骤，(2)在室温下将含有固态环氧树脂的涂布树脂溶解在一种溶剂中，并且在可溶树脂层上涂覆所得溶液的溶剂涂层，由此在可溶树脂层上形成涂布树脂层以其作为液体通路形成元件构成油墨流动通路壁的步骤，(3)在位于喷墨压力产生元件之上的涂布层上形成油墨喷孔的步骤，以及(4)对该可溶树脂进行洗脱的步骤。

在所谓的热气泡喷墨记录头的情况下，其中发热电阻用作喷墨压力产生元件，并且利用由于油墨的薄膜汽化形成气泡的来进行喷墨，在发热电阻上一般设置有无机绝缘层，例如SiN或SiO₂，以及如Ta的抗空穴层，用于降低油墨造成的电腐蚀，或者降低气泡消泡时所产生的空穴。但是，由于Ta薄膜与构成上述液体通路形成元件的树脂材料具有非常低的粘合性，因此可能引起液体通路形成元件从Ta膜剥落的问题。

为避免该问题，考虑除去其上设置有由树脂材料构成液体通路形成元件的区域的Ta膜，以用于改进构成液体通路形成元件的树脂材料的粘合性。但是在该情况下，构成液体通路形成元件的树脂材料被层压在其上设置有电极的区域上，且该电极与基板上包括电热转换材料的喷墨压力产生元件仅通过上述无机绝缘层相连。由于例如SiN或SiO₂的无机绝缘层一般是多孔性薄膜材料，因此有可能使树脂中所含的离子渗透过无机绝缘层，造成离子腐蚀电极。

此外，已知下述实例，其中基板进行了硅烷偶合(silane-coupling)处理或者使用了一种包含聚酰亚胺(例如PHOTONEECE，商品名，由Toray Industries制造)的底涂层(改进粘合性和钝化层)，以改进其上形成有喷墨压力产生元件的基板与液体通路形成元件之间的粘合性。

喷墨记录头一般具有在使用环境下总是与油墨接触的部分。必需避免由于油墨的影响造成的其上形成有喷墨压力产生元件的基板从液体通路形成元件剥落的现象。另一方面，最近喷墨记录系统在纸张选择性、影像防水性等方面的需求不断增加。为满足这些需求，已经进行了将油墨的pH值移动到碱侧的可能性的研究。在这种碱性油墨环境下，有时难以长期维持其上形成有喷墨压力产生元件的基板与液体通路形成元件的粘合性。

纵观以上观点，本发明的发明者在USP 6390606中提出下述方法，通过聚醚酰胺树脂制成的粘合层将其上形成有喷墨压力产生元件的基板与液体通路形成元件结合。发明者发现依照该方法，还可长期维持碱性油墨的优异粘合性，并且可提供可靠性高的喷墨记录头，而且该记录头即使在诸如Ta的金属表面暴露在粘合面上的情况下也可长期维持优异的粘合性。

此外，作为在基板上形成构成油墨供应孔的通孔的方法，曾尝试诸如切割、喷砂、激光束加工和湿法蚀刻等各种方法。但是，诸如切割、喷砂、激光束加工存在损伤基板的问题，或者各个构件较大，在最差的情况下，基板可能在加工的过程中断裂。

湿法蚀刻已知为一种不用向基板施加机械力的形成通孔的方法。本发明的发明者在USP 6379571中提出了一种使用硅基板作为基板来形成油墨供应孔的方法，其中使用无机介电薄膜和聚醚酰胺树脂作为掩模，并且使用碱性蚀刻剂对硅进行各向异性蚀刻。依照该方法，可以形成通孔而无需向基板施加机械力。

由于聚醚酰胺树脂具有优异的抗碱性，因此是一种作为构成与碱性油墨接触的喷墨记录头的构成材料的优异材料，而且在使用碱性蚀刻剂进行湿法蚀刻时还可以作为掩模材料。但是，对于用于上述应用的聚醚酰胺还存在进一步改进的需求。具体而言，聚醚酰胺树脂本身不具有光敏性。因此当将聚醚酰胺树脂用于构图时，需要光致抗蚀剂构图以形成掩模材料，然后通过蚀刻来进行构图。此外，还难以对聚醚酰胺树脂进行湿法蚀刻。结果必需进行干蚀刻，并且增加了步骤和需要大规模设备。

发明内容

本发明是在考虑上述问题的情况下作出的，通过使用适用于喷墨用途的光敏树脂组合物的简单方法来提供一种具有高可靠性的喷墨记录头。

依照本发明，光敏树脂组合物包括：具有下述通式(1)所示重复单元的聚醚酰胺树脂，一种由光照射产生酸的化合物，以及一种在酸性条件下对聚醚酰胺树脂起作用的交联剂。

通式(1)

另外在该光敏树脂组合物中，用于聚醚酰胺树脂的交联剂是可缩合的三聚氰胺化合物或可缩合的脲化合物；该可缩合的三聚氰胺化合物为下述通式(2)所示的三聚氰胺化合物和/或为其缩合物；而且该可缩合的三聚氰胺化合物含有90％或更多的六甲氧基甲基三聚氰胺单体。

通式(2)

依照本发明，喷墨记录头包括：用于喷墨的喷孔(ejectionorifice)；与喷孔相通的油墨流动通路；其上形成有压力产生元件的基板，该元件产生用于从喷孔喷墨的压力；通过与基板结合形成油墨流动通路的油墨流动通路形成元件，

其中油墨流动通路形成元件通过光敏树脂组合物形成的固化产物层与基板结合，该组合物包括具有以上通式(1)所示构成单元的聚醚酰胺树脂，一种由光照射产生酸的化合物，以及一种在酸性条件下对聚醚酰胺树脂起作用的交联剂。

另外，在该喷墨记录头中，油墨流动通路形成元件由环氧树脂的阳离子可聚合化合物形成；用于喷墨的喷孔设置在朝向压力产生元件的一侧；压力产生元件包括电热转换元件。

本发还提供了一种喷墨记录头的制造方法，其中喷墨记录头包括用于喷墨的喷孔，与喷孔相通的油墨流动通路；其上形成有压力产生元件的基板，该元件产生用于从喷孔喷墨的压力；通过与基板结合形成油墨流动通路的油墨流动通路形成元件，该方法包括：在其上形成有压力产生元件的基板上形成光敏树脂组合物的图案，其中该组合物包括具有以上通式(1)所示构成单元的聚醚酰胺树脂，一种由光照射产生酸的化合物，以及一种在酸性条件下对聚醚酰胺树脂起作用的交联剂；使用可溶树脂在其上具有光敏树脂组合物图案的基板上形成油墨通路图案；在油墨流动通路图案上形成该油墨通路形成元件；在朝向基板压力产生元件装配位置的油墨通路形成元件区域形成油墨喷孔；通过溶解和除去油墨流动通路图案来形成油墨流动通路。

另外，本发明提供了一种制造喷墨记录头的方法，其中喷墨记录头包括用于喷墨的喷孔，与喷孔相通的油墨流动通路；其上形成有压力产生元件的基板，该元件产生用于从喷孔喷墨的压力；通过与基板结合形成油墨流动通路的油墨流动通路形成元件，通过贯通基板与油墨流动通路相通的油墨供应孔，其中贯通基板的油墨供应孔是通过对作为抗蚀剂掩模的光敏树脂组合物进行蚀刻来形成的，该组合物包括具有以上通式(1)所示构成单元的聚醚酰胺树脂，一种由光照射产生酸的化合物，以及一种用于在酸性条件下对聚醚酰胺树脂起作用的交联剂。

附图说明

图1是本发明硅基板的截面图。

图2是本发明的、其上形成有喷墨压力产生元件的基板的硅基板的截面图。

图3是本发明其上形成有树脂层(粘结层)的硅基板的截面图。

图4是本发明其上形成有液体通路图案的硅基板的截面图。

图5是本发明其上形成有树脂材料的硅基板的截面图，其中该材料构成液体通路形成元件。

图6是本发明其上具有防油墨层的硅基板的截面图。

图7是本发明其上形成有油墨喷孔的硅基板的截面图。

图8是本发明其背面上形成有光敏树脂层的硅基板的截面图。

图9是本发明其上具有已构图的光敏树脂层的硅基板的截面图。

图10是本发明其上形成有油墨供应孔的硅基板的截面图。

图11是本发明完整的喷墨记录头的截面图。

具体实施方式

以下通过参照附图详细描述了本发明的实施方案。

图1至图11示意性地显示了本发明的喷墨记录头构成的截面图，以及制造该产品的方法。

在本发明中，硅基板9在例如图1中显示给出。这种基板可在形状、材料等方面无任何限制地进行使用，只要其可作为液体通路形成元件的基板，并且该基板形成以下将要描述的油墨流动通路和油墨喷孔即可。但是，本实施方案中，如果通过各向异性蚀刻来形成贯通基板的油墨供应孔通过时，使用硅基板。

将所需数目的喷墨压力产生元件2诸如电热转换元件或压电元件排列在硅基板9上(图2)。通过喷墨压力产生元件2将用于喷出记录液滴的喷出能量施加给油墨，并进行记录。例如，当使用电热转换元件作为喷墨压力产生元件2时，该元件加热其邻近的记录液体，由此改变记录液体的状态，产生喷射能量。此外，例如，当使用压电元件时，通过该元件的机械振动产生喷射能量。

用于操作该元件的控制信号输入(未示出)的电极与喷墨压力产生元件2相连，其中该信号输入用于操作元件。一般而言，设置各种光敏层诸如保护层(未示出)用于改进喷墨压力产生元件2的耐久性。当然在本发明中设置这些功能层是没有任何问题的。

一般使用电热转换元件作为喷墨压力产生元件的结构是通过构成层压结构，将与一对电极连接的发热电阻层的暴露部分(电热转换元件)安置在这些电极之间，该层压结构具有一层叠在发热电阻层上的电极层并且其中具有所需的电线图案，该电极层除去了预定部分，使得存在于该部分之下的发热电阻层暴露出来。

如图3所示，通过诸如旋涂、辊涂或缝涂的涂布方法，树脂层(粘结层)10在基板上形成1-3微米的厚度。在这种情况下使用的树脂层10用于增加此后将要描述的液体通路形成元件4和支撑用基板之间的粘合性。必要的是树脂层对硅基板9上形成的无机绝缘层(未示出)，诸如SiN层或SiO₂层以及液体通路形成元件的无机材料均具有优异的粘合性。此外，由于树脂层是与油墨接触的元件，因此特别需要的是即使在碱性条件下，树脂层也对这些构成元件维持优异的粘合性。

此外，如图3所示，要求树脂层(粘结层)10是这样构图，其不形成在此后将要描述的喷墨压力产生元件2和油墨供应孔7上。其原因是具有光敏性的树脂用于树脂层。通过深入研究，结果本发明的发明者发现包含具有下述通式(1)所示重复单元的聚醚酰胺树脂、由光照射产生酸的化合物(酸产生剂)和在酸性条件下对聚醚酰胺发生作用的交联剂的光敏树脂组合物适于作为满足这些特性的材料。

聚醚酰胺树脂、酸产生剂和交联剂的混合比例为对于100份聚醚酰胺树脂，优选0.5～10份酸产生剂和1～40份交联剂，更优选1～5份酸产生剂和10～30份交联剂。

例如由下述通式(1)所示的树脂适于作为本发明光敏树脂组合物的聚醚酰胺树脂。由下述通式(1)所示的聚醚酰胺树脂可由传统的方法制造，例如在日本专利申请公开No.63-6112中所描述的方法。

通式(1)

其中R¹到R⁴分别独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有1-4个碳原子的烷氧基、或卤素原子；R⁵到R⁶分别独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、或具有1-4个碳原子的卤素取代的烷基；Ar₁表示取代或未取代的亚苯基、亚联苯基或亚萘基；其中n为正整数。

在本发明中使用的聚醚酰胺是通过例如对苯二甲酸的二氯化物、间苯二甲酸、氧代二苯甲酸、二苯基二羧酸或萘二羧酸与二胺，诸如2，2-二{4-(4-氨基苯氧基)苯基}丙烷，或2，2-二{3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基}丙烷缩聚得到的。还可使用通过加入除上述组分以外的诸如4，4’-二氨基二苯基甲烷或3，3’-二氨基二苯基砜的二胺，作为其他组分而形成的树脂，用于例如改进耐热性和进行缩聚。

聚醚酰胺树脂的重均分子量(M_w )优选为100,000到5,000，更优选为20,000到50,000。

如果聚醚酰胺树脂的重均分子量(M_w )不低于100,000的话，分辨率降低，而且相对于涂布溶剂的溶解性也降低。另一方面，当其具有的M_w 不高于5000的话，涂布性能和成膜特性将非常低。

Ar₁优选为对亚苯基或间亚苯基。

可适用于本发明的由光照射产生酸的化合物的实例包括鎓盐，诸如碘鎓盐或锍鎓盐，卤代三嗪化合物，二砜化合物和磺酸酯化合物。

可适用于本发明的在酸性条件下对聚醚酰胺发生作用的交联剂包括三聚氰胺化合物，其在酸性条件下与聚醚酰胺树脂中的亚胺基团发生缩聚反应，还包括脲化合物。特别适合使用羟甲基化的三聚氰胺，诸如六羟甲基三聚氰胺，四羟甲基三聚氰胺，六甲氧基甲基三聚氰胺，四甲氧基甲基三聚氰胺，六乙氧基甲基三聚氰胺或四乙氧基甲基三聚氰胺及其烷基醚化合物，以及这些物质的部分缩合化合物。此外，从优异的光反应性和存储稳定性出发，特别优选使用包含90％或更多的六甲氧基甲基三聚氰胺单体的交联剂。

使用含有N-甲基-2-吡咯烷酮的溶剂稀释包含这些组分的光敏树脂组合物，形成5-20wt％的浓度，此后通过诸如旋涂、辊涂或缝涂的涂布方式涂覆在基板上。除了N-甲基-2-吡咯烷酮以外，还可使用二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚等作为溶剂。随后，如图3中所示通过一般的光刻过程进行构图，如果需要，进行热处理加热固化该组合物，由此形成树脂层(粘结层)10。光敏树脂组合物除了涂布溶剂以外还可含有硅烷偶合剂，用于改进对基底的粘合性，或者含有增感剂以改进光敏性。

如图4所示，通过使用可溶树脂，油墨流动通路图案3形成在硅基板9上，该基板9上形成有喷墨压力产生元件2。最通用的方法是使用光敏材料的形成方法。流动通路图案3需要在后续步骤中溶解并除去，由此优选使用正性(positive type)抗蚀剂。特别优选使用乙烯酮类型的光降解聚合物化合物，诸如聚甲基异丙烯酮，或聚乙烯酮和丙烯光降解聚合物化合物。

例如通过诸如旋涂、辊涂或缝涂的涂布方式涂覆包含上述光降解聚合物化合物并且使之具有10微米厚度的薄膜。此后，通过光刻技术形成所需的流动通路图案3。如图5所示，通过诸如旋涂、辊涂或缝涂的通常涂布方式在其上形成有流动通路图案3的基板9上，形成具有20微米厚度(平板)的液体通路形成元件4。在形成液体通路形成元件4时，要求不使流动通路图案变形。特别地，在液体通路形成元件4溶解在溶剂中时，通过旋涂、辊涂等方式被涂覆在流动通路图案3上所得到的溶液，需要选择不溶解该可溶的流动通路图案3的溶剂。

从通过光刻技术容易高精度地形成油墨喷孔6的观点出发，光敏元件优选用于液体通路形成元件4。需要这样一种光敏涂布树脂，其作为结构材料具有高机械强度，当其结合到基底上时，具有抗油墨，并且其精度可形成油墨喷孔的精细图案的性能。作为满足这些性能的材料，可优选使用阳离子性聚合型环氧树脂组合物。

在本发明中使用的环氧树脂实例包括日本专利申请No.60-161973、日本专利申请No.63-221121、日本专利申请No.64-9216、日本专利申请No.2-140219中描述的双酚A和表氯醇的反应产物(其具有约900或更多的分子量)、溴代酚A和表氯醇的反应产物、酚醛树脂或邻甲酚酚醛树脂与表氯醇的反应产物、具有氧代环己烷结构的多功能性环氧树脂。不过可用的环氧树脂不限于这些化合物。

这些可用的环氧化合物优选具有2000或更低的环氧当量，更优选1000或更低。其原因是如果环氧当量超过2000的话，有可能性在固化反应中造成交联密度降低，在结合性和抗油墨方面产生问题。

上述在光照射下产生酸的化合物可用作用于固化环氧树脂的光阳离子聚合引发剂。例如优选使用可市购的产品诸如Asahi Denka公司的SP-150、SP-179或SP-172。

通过与还原剂组合使用以及加热，该光阳离子聚合引发剂可促进阳离子聚合(与仅用光阳离子聚合反应相比，交联密度得到改进)。但是，在使用光阳离子聚合引发剂与还原剂的组合的情况下，需要选择还原剂以形成所谓氧化还原体系，该体系中在通常温度下不发生反应，并且在给定温度下或更高温度下发生反应(优选60℃或更高)。考虑到反应性和在环氧树脂中的溶解性，铜化合物，特别是铜triflate(铜(II)三氟代甲烷磺酸酯)是最优选的还原剂。如果需要，可向组合物中合适地添加添加剂或类似物。例如可添加赋予柔性的试剂，用于降低环氧树脂的弹性模量，或者可添加硅烷偶合剂，以进一步获得与基底的粘合性。

在液体通路形成元件4(图6)上形成具有光敏性的抗油墨层5。可通过诸如旋涂、辊涂或缝涂的涂布方式形成抗油墨层5。但是，由于抗油墨层5形成在未固化的液体通路形成元件4上，需要二者均不显示出比所需更大的相容性。如上所述，当阳离子可聚合组合物用于液体通路形成元件4时，优选阳离子聚合功能基包含在具有光敏性的抗油墨层5中。液体通路形成元件4作为基本组分含有光聚合引发剂，但是在抗油墨层5不必总是含有光聚合引发剂。该组合物可由对液体通路形成元件4的喷孔材料进行固化时产生的阳离子固化和反应。

通过掩模(未示出)进行图案曝光，此后显影，以在朝向设置于基板上的喷墨压力产生元件2的位置处形成喷孔6(图7)。如图7所示，使用合适的溶剂对图案曝光过的液体通路形成元件4和抗油墨层5进行显影，以形成油墨喷孔6。在该情况下，可以同时使用显影剂溶解和除去流动通路图案3。但是一般在硅基板9上排列有多个记录头，并通过切割步骤使之作为喷墨记录头。因此作为对切割时产生的粉尘的对策，优选保留如图7所示的油墨流动通路图案3(由于保留流动通路图案3，可以防止切割时产生的粉尘引入到液体通路中)，并且在切割步骤后再溶解和除去流动通路图案3。

形成贯通硅基板9的油墨供应孔。使用依照本发明光敏树脂组合物作为掩模来进行各向异性蚀刻作为形成该油墨供应孔的方法。考虑到实施碱性化学蚀刻的处理方向，作为晶体取向具有<100>或<110>平面取向的硅基板可在深度方向和宽度方向具有选择性，由此获得各向异性蚀刻。特别是在具有<100>晶体取向的硅基板中，被蚀刻的基板的深度是受到所进行蚀刻的宽度来几何地(geometrically)确定的，因此可控制蚀刻的深度。例如，可形成从蚀刻起始平面开始在深度方向变窄的具有54.7°梯度的孔。

如图8所示，本发明的光敏树脂组合物层11首先形成在硅基板9的背面，通过光刻技术使用掩模(未示出)(图9)进行构图，基板被浸入到氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基铵氢氧化物等的水性溶液中，该溶液是一种进行蚀刻的碱性蚀刻剂，由此形成油墨供应孔7(图10)。在该情况下，如日本专利申请No.2001-10070中所述，即使使用具有介电膜的，诸如硅氧化物薄膜或硅氮化物薄膜的双层结构掩模以防止诸如针孔的缺陷，将不会产生任何问题。此外，可在形成粘结层时，事先在基板的背面形成蚀刻掩模。

在切割和分离步骤后(未示出)，流动通路图案3将被溶解和除去，如果需要的话，除去作为蚀刻掩模的光敏树脂组合物层10。此外，如果需要通过施加热处理，液体流动通路4和抗油墨层5完全固化。此后，基板结合在用于供应油墨的元件上(未示出)，实施用于驱动喷墨压力产生元件的电连接(未示出)，由此完成喷墨记录头(图11)。

以下将基于实施例更详细地描述本发明。

实施例1

制造喷墨记录头：

在该实施例中，喷墨记录头依照以上所解释的图1-11所示的步骤进行制造，并且对这种喷墨记录头进行评价。

提供了以电热转换元件(由HfB₂材料制造的加热器)作为喷墨压力产生元件2，和在油墨通路处和喷孔形成部位具有SiN和Ta的层叠膜(未示出)的硅基板9(图1和图2)。使用光敏聚醚酰胺树脂组合物来形成树脂层(粘结层)10，该组合物具有以下组分(图3)。

聚醚酰胺树脂20重量份，其重均分子量(M_w )为25000并且具有以下重复单元：

通式(3)

交联剂：2重量份

六甲氧基甲基三聚氰胺E-2151

(商品名：Sanwa化学公司的产品)

光聚合引发剂：0.5重量份

SP-172(商品名：Asahi Denka公司的产品)

N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)77.5重量份

按以下处理条件进行构图(此后称为“构图条件(1)”)。特别地，上述光敏聚醚酰胺树脂组合物通过旋转涂布方式被涂覆在硅基板9上，形成厚度为3.0微米的树脂组合物薄膜。该薄膜在烘箱中于90℃下预烘烤2分钟。该薄膜用掩模校准器MPA-600在1000mJ/cm²下进行曝光，此后在烘箱中于120℃下进行2分钟后烘烤(PEB)。该薄膜在NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)中进行60秒、在IPA(异丙醇)中进行30秒的旋转显影，干燥30秒，并在烘箱中在250℃下固化30分钟。

在基板上形成流动通路图案3，使用聚甲基异丙烯酮(商品名：ODUR-1010，由Tokyo Ohka Kogyo公司制造)进行处理(图4)。

在以下处理条件下进行构图(此后称为“构图条件(2)”)。具体地是通过旋转涂布形成厚度为10微米的液体通路图案薄膜，并在烘箱中于120℃下预烘烤20分钟。使用佳能公司制造的掩模校准器MPA-600在1500mJ/cm²下、以及具有254nm波长的光对该薄膜曝光。该薄膜在甲基异丁基酮/二甲苯＝2/1(重量比)的混合溶剂中进行60秒的旋转显影，在二甲苯溶剂中进行30秒的旋转显影，并且干燥30秒。

具有以下组分的光敏树脂组合物通过旋转涂布(在平板上的薄膜厚度为20微米)涂覆在将要处理的基板上，并在烘箱中于100℃下烘烤2分钟，以形成液体通路形成元件4(图5)。

环氧树脂(商品名：EHPE，由 100重量份

Daicel Chemical Industries

制造)

附加树脂(商品名：1.4HFAB， 20重量份

由Central Glass公司制造)

光阳离子性聚合催化剂(商品 2重量份

名：SP-170，由Asahi Denka公

司制造)

硅烷偶合剂(商品名：A-187， 5重量份

由Nippon Unicar公司制造)

甲基异丁基酮 100重量份

二乙二醇二甲醚(diglyme) 100重量份

具有以下组分的光敏树脂组合物通过旋转涂布涂覆在将要处理的基板上，以形成厚度为1微米的薄膜。该薄膜在烘箱中于80℃下烘烤3分钟，以形成抗油墨层5(图6)。

环氧树脂(商品名：EHPE-3158， 35重量份

由Daicel Chemical Industries

制造)

2，2-二(4-缩水甘油氧基苯 25重量份

基)-六氟代丙烷

1，4-二(2-羟基六氟代-异 25重量份

丙基)苯

3-(2-全氟代己基)乙氧基- 16重量份

1，2-环氧丙烷

硅烷偶合剂(商品名：A-187， 4重量份

由Nippon Unicar公司制造)

光阳离子性聚合催化剂(商品 2重量份

名：SP-170，由Asahi Denka公

司制造)

二乙二醇单乙醚 100重量份

在以下条件下对液体通路形成元件4和抗油墨层5进行构图，以形成油墨喷孔6(图7)。具体地，使用佳能公司制造的掩模校准器MPA-600在200mJ/cm²下对该基板进行曝光，曝光后，在烘箱中于120℃下预烘烤90秒。将该基板浸在甲基异丁基酮中进行60秒的旋转显影，并且在异丙醇(IPA)中进行30秒的旋转显影，此后干燥30秒钟，并在烘箱中于130℃下固化120分钟。在该实施例中，所形成的喷孔图案具有15微米的开口直径。

在基板背面上构图形成具有1mm宽度，10mm长度的开口形状，将在与构图条件(1)相同的条件下使用上述光敏聚醚酰胺树脂组合物处理该基板，在200℃下进行60分钟的热处理以形成蚀刻掩模。将处理的基板被浸在80℃的22重量％的TMAH水性溶液中，以对硅基板9进行各向异性蚀刻，由此形成油墨供应孔7(图8-10)。在该情况下，为了保护抗油墨层5不被抗蚀剂蚀刻，在抗油墨层5上施加保护膜(商品名：OBC，由Tokyo Ohka Kogyo公司制造)，并且进行各向异性蚀刻。

使用二甲苯溶解和除去用作保护膜的OBC后，将要处理的基板在上述构图条件(2)以及3000mJ/cm²下使用PLA-620进行整体曝光，以溶解流动通路图案3。该基板被浸在甲基异丁基酮中，同时对其施加超声波，以溶解和除去流动通路图案，由此形成喷墨记录头(图11)。该光敏聚醚酰胺树脂组合物层被用作蚀刻掩模，并通过干式蚀刻除去。

粘合性的评价：

所得的喷墨记录头浸在包含以下组合物的碱性油墨中，以进行压力蒸煮器测试(PCT)(121℃饱和条件-100小时)。观察构成液体通路形成元件的树脂材料，结果发现未发生变化。

黑色染料	3重量份
黑色染料	3重量份	乙二醇	5重量份
脲	3重量份	乙二醇	5重量份
脲	3重量份	异丙醇	2重量份
离子交换水	87重量份	异丙醇	2重量份

实施例2

除了使用其中添加有增敏剂(商品名：SP-100，由Asahi Denka公司制造)的光敏聚醚酰胺树脂组合物，并且其量为光聚合引发剂(商品名：SP-172，由Asahi Denka公司制造)的一半，改变构图的曝光量至500mJ/cm²以外，在如实施例1一样的方式下制造喷墨记录头并进行PCT。结果未发现改变。

实施例3

除了使用重均分子量(M_w )为32000并且具有以下重复单元的树脂作为聚醚酰胺树脂以外，在如实施例1一样的方式下制造喷墨记录头并进行PCT。结果未发现改变。

通式(4)

对比实施例1

除了不形成树脂层(粘结层)10以外，在如实施例1一样的方式下制造喷墨记录头并进行PCT。结果发现液体通路形成元件4和硅基板9之间发生剥落。这被认为是由于硅基板9上形成的(SiN+Ta)层与液体通路形成元件4之间的粘合性不足造成的。

对比实施例2

除了使用光敏聚酰亚胺(商品名：Photoneece UR3100，由TorayIndustries制造)作为树脂层(粘结层)10以外，在如实施例1一样的方式下制造喷墨记录头并进行PCT。对光敏聚酰亚胺进行的构图是在由制造商指出的条件下使用专有显影剂实施的，固化条件是130℃下进行30分钟和在300℃下进行1小时。结果发现作为树脂层(粘结层)10的光敏聚酰亚胺完全消失，并且发现液体通路形成元件4剥落。

对比实施例3

除了使用非光敏聚醚酰胺(商品名：HIMAL-1200，由HitachiChemical公司制造)并进一步使用正性抗蚀剂(商品名：OFPR800，由Tokyo Ohka Kogyo公司制造)通过氧等离子进行干式蚀刻，此后溶解和除去该正性抗蚀剂形成树脂层(粘结层)10以外，在如实施例1一样的方式下制造喷墨记录头并进行PCT。结果未发现改变，但是处理步骤增加，使得加工复杂。

对比实施例4

除了使用非光敏聚醚酰胺(商品名：HIMAL-1200，由HitachiChemical公司制造)作为硅基板9背面的蚀刻掩模，使用正性抗蚀剂(商品名：OFPR800，由Tokyo Ohka Kogyo公司制造)通过氧等离子进行干式蚀刻，此后溶解和除去该正性抗蚀剂形成树脂组合物层1以外，在如实施例1一样的方式下制造喷墨记录头并进行PCT。结果毫无问题地形成油墨供应孔7，但是处理步骤增加，使得加工复杂。

如上所述，依照本发明可提供适于制造喷墨记录头的光敏树脂组合物。此外，通过使用依照本发明的光敏树脂组合物，可增加其上形成有喷墨压力产生元件的基板和液体通路形成元件之间的粘合性，结果可提供具有高可靠性的喷墨记录头。此外，还可以简单的方法制造出具有高可靠性的喷墨记录头。

Claims

1、一种光敏树脂组合物，其包括：

具有下述通式(1)所示重复单元的聚醚酰胺树脂，

一种由光照射产生酸的化合物，

以及一种在酸性条件下对聚醚酰胺树脂起作用的交联剂；

通式(1)

其中R¹到R⁴分别独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有1-4个碳原子的烷氧基、或卤素原子；R⁵到R⁶分别独立地表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基或具有1-4个碳原子的卤素取代的烷基；Ar₁表示取代或未取代的亚苯基、亚联苯基或亚萘基；其中n为正整数。

2、权利要求1的光敏树脂组合物，其中用于聚醚酰胺树脂的交联剂包括可缩合的三聚氰胺化合物或可缩合的脲化合物。

3、权利要求2的光敏树脂组合物，其中该可缩合的三聚氰胺化合物为下述通式(2)所示的三聚氰胺化合物和/或其缩合物，

通式(2)

其中R⁷到R¹²分别独立地表示氢原子、羟甲基或甲氧基甲基。

4、权利要求3的光敏树脂组合物，其中该可缩合的三聚氰胺化合物含有90％或更多六甲氧基甲基三聚氰胺的单体。

5、一种喷墨记录头，其包括：

用于喷墨的喷孔；

与喷孔相通的油墨流动通路；

其上形成有压力产生元件的基板，该元件产生用于从喷孔喷墨的压力；

通过与基板结合形成油墨流动通路的油墨流动通路形成元件，

其中油墨流动通路形成元件通过依照权利要求1的光敏树脂组合物形成的固化产物层与基板结合。

6、权利要求5所述的喷墨记录头，其中油墨流动通路形成元件由树脂形成。

7、权利要求5或6所述的喷墨记录头，其中油墨流动通路形成元件由环氧树脂的阳离子聚合性化合物形成。

8、权利要求5～7中任一项所述的喷墨记录头，其中用于喷墨的喷孔设置在朝向压力产生元件的一侧。

9、权利要求5～8中任一项所述的喷墨记录头，其中压力产生元件包括一个电热转换元件。

10、一种喷墨记录头的制造方法，其中喷墨记录头包括用于喷墨的喷孔，与喷孔相通的油墨流动通路；其上形成有压力产生元件的基板，该元件产生用于从喷孔喷墨的压力；通过与基板结合形成油墨流动通路的油墨流动通路形成元件，该方法包括：

在其上形成有压力产生元件的基板上至少形成权利要求1的光敏树脂组合物的图案；

使用可溶树脂在其上具有光敏树脂组合物图案的基板上形成油墨通路图案；

在油墨流动通路图案上形成该油墨通路形成元件；

在朝向基板压力产生元件装配位置的油墨通路形成元件区域形成油墨喷孔；

通过溶解和除去油墨流动通路图案来形成油墨流动通路。

11、一种制造喷墨记录头的方法，其中喷墨记录头包括用于喷墨的喷孔，与喷孔相通的油墨流动通路；其上形成有压力产生元件的基板，该元件产生用于从喷孔喷墨的压力；通过与基板结合形成油墨流动通路的油墨流动通路形成元件；通过贯通基板与油墨流动通路相通的油墨供应孔，该方法包括：至少使用权利要求1的光敏树脂组合物作为蚀刻用抗蚀剂掩模，通过蚀刻形成贯通基板的油墨供应喷孔。

12、权利要求11所述的喷墨记录头的制造方法，其中硅基板用作基板，由各向异性蚀刻形成贯通基板的油墨供应孔。