EP0714774B1 - Procédé de fabrication micromécanique de buses ou jets de liquide - Google Patents

Procédé de fabrication micromécanique de buses ou jets de liquide Download PDF

Info

Publication number
EP0714774B1
EP0714774B1 EP95402686A EP95402686A EP0714774B1 EP 0714774 B1 EP0714774 B1 EP 0714774B1 EP 95402686 A EP95402686 A EP 95402686A EP 95402686 A EP95402686 A EP 95402686A EP 0714774 B1 EP0714774 B1 EP 0714774B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
nozzles
coating
formation
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95402686A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0714774A1 (fr
Inventor
Yves Fouillet
Gilles Delapierre
Marie-Thérèse Delaye
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0714774A1 publication Critical patent/EP0714774A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0714774B1 publication Critical patent/EP0714774B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49401—Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet

Definitions

  • the present invention relates to a method of micromechanical manufacture of nozzles for jets of liquid. It applies to all systems using high precision liquid jets in the field medical, biology or even printing, for example.
  • the invention applies to particular to the manufacture of nozzles for heads drip or jet inkjet printers continued.
  • the achieving inkjet nozzles is a step decisive insofar as it conditions quality of printing. Also, to make the nozzles do we have use of techniques known in microelectronics.
  • the document (1) referenced to the end of this description describes a method of precise manufacture of circular nozzles by engraving holes in an orientation silicon wafer crystal clear ⁇ 100 ⁇ .
  • Document (2) referenced at the end of the present description, relates to a process similar for manufacturing on the same substrate a plurality of nozzles. These nozzles allow the formation of liquid jets perpendicular to the plane of the substrate in which they are formed.
  • Methods of machining fine grooves using surface of an orientation silicon wafer crystalline ⁇ 100 ⁇ and ⁇ 110 ⁇ , presented in the document (1) can also be used for the manufacture of nozzles including the liquid ejection axis is parallel to the substrate wafer.
  • One or more grooves 10 are engraved on the surface 12 of a first substrate 14.
  • a second substrate 16 is sealed on the first substrate 14 of so as to cover the grooves 10 and thus form canals.
  • the whole of the first and second substrates is then cut perpendicular to the grooves 10 to open the channels and form nozzles 18 which lead to the cut face 20 represented by a broken line.
  • One or more reservoirs 22 are also provided, in connection with one or more nozzles 18 to feed them with a liquid, such as ink for example.
  • a print head also has active elements such as electrodes or piezoelectric printing control elements which for reasons of simplification do not appear not in the figure.
  • the etching of the grooves in the substrate 14 and sealing the second substrate on the first substrate are well-controlled operations currently and therefore pose no problem particular.
  • the cutting of the substrates is, in known manner, produced by means of blades machining the substrates, in this case silicon, by pulling out material.
  • Cutting substrates poses two major problems illustrated in FIG. 2 which is a view, on a larger scale scale, from face 20 after cutting.
  • the first problem is due to dust 22 which result from cutting and which pollute the interior of the nozzles 18 and which can, in certain case, form a plug obstructing the nozzles 18. A delicate cleaning of the nozzles, after cutting, turns out thus necessary.
  • a second problem is due to the training of scales 24 on the intersection edges 26 of the plane for cutting the face 20 and the nozzles 18. These scales have detrimental effects on the quality of the jets.
  • the scales entrain dispersions in the direction of the jets as well as instabilities that can modify dynamic behavior jets.
  • the size of the scales depends on the conditions of cutting.
  • the document (4) referenced at the end of the present description describes on this subject a method for minimize the size of the scales.
  • the outlet face at the nozzles is obtained by a first cut with a resin-based blade 100 to 250 ⁇ m (4 to 10 mils) thick and having a rotation speed of 32,000 to 45,000 rpm.
  • the complete cutting of the two substrates is carried out with a standard blade, but thinner than the previous one.
  • the improvement proposed by the document is therefore not sufficient. This is for example the case of printers with continuous ink jets.
  • Polishing operations on the face of cutting can possibly be considered.
  • the outlet plan of the nozzles corresponds to a crystal plane ⁇ 111 ⁇ of the machined silicon by anisotropic chemical etching of an oriented substrate according to ⁇ 110 ⁇ . A second precut substrate is then aligned with the nozzle outlet plane.
  • This solution has the advantage of not carrying out the plan nozzle outlet by sawing. Because of the laws of silicon etching it is however impossible in this case of having jets perpendicular to the plane of outlet of the nozzles if they are produced by a anisotropic attack. In the article cited above, the nozzles are produced by isotropic etching, we know that the quality is lower than that of a anisotropic etching.
  • An object of the present invention is, by therefore, to propose a manufacturing process micromechanics of high precision nozzles which does not have the aforementioned disadvantages of the processes known.
  • Another object of the invention is to propose a process which allows the manufacture of nozzles whose edges with the liquid ejection face are devoid of scales.
  • the imperfections and the scales that occur during the cutting operation occur in the protective coating inside and are disposed of at the same time as this coating leaving a clean nozzle.
  • the method of the invention therefore makes it possible to manufacture nozzles with perfect spray quality whatever the cutting mode.
  • Cutting mode and / or the thickness of the coating are chosen so that the size of the scales is smaller than the thickness of the coating; The coating thus fills its role in protecting the nozzle.
  • the first substrate is an orientation slice crystal ⁇ 100 cristall and, during step a) of the process, we form of grooves by anisotropic etching with stop on ⁇ 111 ⁇ planes of the crystal lattice of the first substrate.
  • the first and second substrates can be chosen from identical or different materials. However, according to a preferential implementation of the process, the first and the second substrate are in silicon.
  • the coating made of silicon oxide, can be removed in a hydrofluoric acid bath.
  • This structure is subjected for example to a bath potassium hydroxide, symbolized by arrows, to carry out anisotropic etching of grooves 110.
  • the engraving time is chosen sufficient to get grooves by stop on two planes crystallographic ⁇ 111 ⁇ of the crystal lattice of silicon. This allows to exploit the perfect quality geometric crystal orientations.
  • the tank can, depending on a variant also be performed directly in the first substrate.
  • the layer 130 of silicon nitride is eliminated and the surfaces 112, 112 'to be sealed respectively substrates undergo a bath which makes them hydrophilic.
  • the two substrates After rinsing and drying, the two substrates are sealed directly. They are positioned then pressed together to get the structure shown in Figure 4 where the second substrate covers the grooves to form channels.
  • a first heat treatment is carried out to create chemical bonds at the 112 interface, 112 'between the two substrates 114 and 116 and for thus ensuring good mechanical behavior of all.
  • a coating protection in the canal It is in the example described of a layer of silicon oxide 138 obtained by heat treatment under a flow oxygen. Such an oxidation treatment allows a precise control of the thickness of layer 138. For allow this oxidation, an access port to channels should be provided. This is for example a orifice 140 of the reservoir 122. The thickness of the layer 138 must be sufficient to avoid scales in silicon. A thickness of the order of 1 to 4 ⁇ m is suitable in the example described.
  • the process continues by cutting the substrates assembled, perpendicular to the channels, to form nozzles 118 which open on one side 120.
  • This surface and the cutting line are shown in broken lines in Figure 4.
  • the cutting is carried out for example by a resin blade diamond.
  • This operation also defines the length of the nozzles which, depending on the application envisaged, results from a compromise between the problems hydraulic pressure drop of the liquid jets and stability and accuracy issues in the direction of the jets.
  • FIG. 5 shows the face 120 of the substrates after cutting.
  • a nozzle 118 and the oxide layer 138 which forms the coating of interior protection.
  • the layer extends over the face 112 ′ of the substrate 116 delimiting the nozzle and on the faces corresponding to the crystallographic planes ⁇ 111 ⁇ of the substrate 114.
  • scales 124 are formed on layer 138 and 122 silicon oxide dust is deposited in the nozzle 118.
  • the cut structure is finally immersed in a hydrofluoric acid bath which not only removes the oxide layer 138 but also all the dust 122.
  • a hydrofluoric acid bath which not only removes the oxide layer 138 but also all the dust 122.
  • a nozzle 118 whose opening on the face 120 is perfectly net.
  • the initial depth of grooves and the thickness of the coating layer are determined so as to obtain, after elimination of this layer a nozzle whose hydraulic diameter corresponds to the envisaged application.
  • This hydraulic diameter is for example of the order of a few tens of micrometers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

Domaine technique
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication micromécanique de buses pour jets de liquide. Elle s'applique à tous les systèmes utilisant des jets de liquide de grande précision dans le domaine médical, le domaine de la biologie ou encore de l'imprimerie, par exemple. L'invention s'applique en particulier à la fabrication de buses pour des têtes d'imprimantes à jet d'encre goutte à goutte ou à jet continu.
Etat de la technique antérieure
Dans la fabrication de têtes d'imprimantes, la réalisation des buses de jet d'encre est une étape décisive dans la mesure où elle conditionne la qualité de l'impression. Aussi, pour réaliser les buses a-t-on recours à des techniques connues en microélectronique.
A titre d'exemple, le document (1) référencé à la fin de la présente description, décrit un procédé de fabrication précis de buses circulaires en gravant des trous dans une tranche de silicium d'orientation cristalline 〈100〉. Le document (2), référencé à la fin de la présente description, concerne un procédé similaire pour la fabrication sur un même substrat d'une pluralité de buses. Ces buses permettent la formation de jets de liquide perpendiculairement au plan du substrat dans lequel elles sont formées.
Les méthodes d'usinage de fines rainures à la surface d'une tranche de silicium d'orientation cristalline 〈100〉 et 〈110〉, présentées dans le document (1) peuvent aussi être mises à profit pour la fabrication de buses dont l'axe d'éjection de liquide est parallèle à la tranche de substrat.
Ceci apparaít, par exemple, dans le document (3) également référencé à la fin de la présente description.
La figure 1, annexée, permet de comprendre le fonctionnement et la fabrication de telles buses.
Une ou plusieurs rainures 10 sont gravées à la surface 12 d'un premier substrat 14. Un deuxième substrat 16 est scellé sur le premier substrat 14 de façon à recouvrir les rainures 10 et former ainsi des canaux. L'ensemble du premier et second substrats est ensuite découpé perpendiculairement aux rainures 10 pour ouvrir les canaux et former des buses 18 qui débouchent sur la face 20 découpée représentée par une ligne discontinue.
Un ou plusieurs réservoirs 22 sont également prévus, en connexion avec une ou plusieurs buses 18 pour les alimenter avec un liquide, tel que de l'encre par exemple. Une tête d'impression comporte également des éléments actifs tels que des électrodes ou des éléments piézoélectriques de commande de l'impression qui pour des raisons de simplification n'apparaissent pas sur la figure.
La gravure des rainures dans le substrat 14 et le scellement du deuxième substrat sur le premier substrat sont des opérations bien maítrisées actuellement et ne posent donc pas de problème particulier.
L'opération de découpe ou de sciage pour ouvrir les canaux restent cependant un point particulièrement délicat de la fabrication.
La découpe des substrats est, de façon connue, réalisée au moyen de lames usinant les substrats, en l'occurrence le silicium, par arrachement de matière. La découpe des substrats pose deux problèmes majeurs illustrés à la figure 2 qui est une vue, à plus grande échelle, de la face 20 après découpe.
Le premier problème est dû à des poussières 22 qui résultent de la découpe et qui viennent polluer l'intérieur des buses 18 et qui peuvent, dans certains cas, former un bouchon obstruant les buses 18. Un nettoyage délicat des buses, après découpe, s'avère ainsi nécessaire.
Un second problème est dû à la formation d'écailles 24 sur les arêtes d'intersection 26 du plan de découpe de la face 20 et les buses 18. Ces écailles ont des effets néfastes sur la qualité des jets.
En effet, les écailles entraínent des dispersions dans la direction des jets ainsi que des instabilités pouvant modifier le comportement dynamique des jets.
La taille des écailles dépend des conditions de découpe. Le document (4) référencé à la fin de la présente description décrit à ce sujet un procédé pour minimiser la taille des écailles.
D'après le document (4) les écailles plus grandes que 2µm ne sont pas acceptables pour des imprimantes thermiques. Pour éviter de telles écailles, la face de sortie au niveau des buses est obtenue par une première découpe avec une lame à base de résine d'une épaisseur de 100 à 250µm (4 à 10 mils) et ayant une vitesse de rotation de 32000 à 45000 tr/min. La découpe complète des deux substrats est réalisée avec une lame standard, mais plus fine que la précédente. Dans ce document sont également décrits tous les paramètres de découpe. Il persiste cependant des écailles de la taille de l'ordre du micron sur les arêtes des buses. Pour certaines applications, l'amélioration proposée par le document n'est donc pas suffisante. Ceci est par exemple le cas des imprimantes à jets d'encre continus.
Des opérations de polissage de la face de découpe peuvent éventuellement être envisagées.
D'autres procédés de fabrication de buses ont été envisagés pour éviter le problème des écailles. Dans le document (5), par exemple, référence à la fin de la présente description, le plan de sortie des buses correspond à un plan cristallin 〈111〉 du silicium usiné par gravure chimique anisotrope d'un substrat orienté selon 〈110〉. Un deuxième substrat prédécoupé est ensuite aligné sur le plan de sortie des buses. Cette solution présente l'avantage de ne pas réaliser le plan de sortie des buses par sciage. En raison des lois de gravure du silicium, il est cependant impossible dans ce cas d'avoir des jets perpendiculaires au plan de sortie des buses si celles-ci sont réalisées par une attaque anisotrope. Dans l'article précédemment cité, les buses sont réalisées par une gravure isotrope dont on sait que la qualité est inférieure à celle d'une gravure anisotrope.
On connaít également par le document JP-A-60 032673 un procédé de fabrication de buses dans lequel les buses sont remplies avec un matériau de remplissage avant d'être découpées, ce matériau étant ensuite éliminé.
Un but de la présente invention est, par conséquent, de proposer un procédé de fabrication micromécanique de buses de grande précision qui ne présente pas les inconvénients mentionnés des procédés connus.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé qui permette la fabrication de buses dont les arêtes avec la face d'éjection du liquide sont dépourvues d'écailles.
Exposé de l'invention
Pour atteindre les buts évoqués, l'invention propose un procédé comportant les étapes suivantes :
  • a) formation d'au moins une rainure à la surface d'un premier substrat,
  • b) assemblage du premier substrat avec un second substrat recouvrant la rainure pour former au moins un canal,
  • c) formation d'un revêtement de protection intérieur du canal par oxydation thermique des parois du canal,
  • d) découpe du premier et du second substrats perpendiculairement au canal pour former au moins une buse pour jet de liquide,
  • e) élimination du revêtement de protection intérieur.
    • Grâce à l'invention, les imperfections et les écailles qui surviennent lors de l'opération de découpe se produisent dans le revêtement de protection intérieur et sont éliminés en même temps que ce revêtement en laissant une buse nette.
    Le procédé de l'invention permet donc de fabriquer des buses avec une qualité de jet parfaite quel que soit le mode de découpe. Le mode de découpe et/ou l'épaisseur du revêtement sont choisis de sorte que la taille des écailles soit plus petite que l'épaisseur du revêtement; Le revêtement remplit ainsi son rôle de protection de la buse.
    Selon un aspect particulier de l'invention, le premier substrat est une tranche d'orientation cristalline 〈100〉 et, lors de l'étape a) du procédé, on forme des rainures par gravure anisotrope avec arrêt sur des plans 〈111〉 du réseau cristallin du premier substrat.
    Le premier et le second substrats peuvent être choisis en des matériaux identiques ou différents. Toutefois, selon une mise en oeuvre préférentielle du procédé, le premier et le second substrat sont en silicium.
    Dans le cas où les substrats sont en silicium, le revêtement, en oxyde de silicium, peut être éliminé dans un bain d'acide fluorhydrique.
    Selon un autre aspect particulier on peut réaliser en outre un orifice et/ou un réservoir d'alimentation de chaque buse, avantageusement, dans au moins l'un des premier et second substrats.
    Brève description des figures.
    D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1, déjà décrite, est une coupe longitudinale schématique d'un détail d'une tête d'imprimante, lors de la fabrication de buses pour jets de liquide,
    • la figure 2, déjà décrite, est une vue schématique partielle, à plus grande échelle, d'une face où débouche une buse fabriquée selon des techniques connues,
    • la figure 3 est une coupe longitudinale d'un premier substrat illustrant une étape de fabrication d'une buse conformément à l'invention,
    • la figure 4 est une coupe longitudinale d'un détail d'une tête d'imprimante, lors de la fabrication d'une buse conformément au procédé de l'invention et présentant un revêtement intérieur de protection de la buse,
    • la figure 5 est une vue schématique partielle, à plus grande échelle, d'une face où débouche une buse fabriquée conformément au procédé de l'invention et pourvue d'un revêtement intérieur de protection,
    • la figure 6 est une vue schématique partielle d'une face où débouche une buse fabriquée conformément au procédé de l'invention après élimination du revêtement intérieur de protection.
    Description détaillée de modes particuliers de mise en oeuvre du procédé de l'invention
    Lors de la description des figures 3 à 5, des références auxquelles on a ajouté 100 sont utilisées pour des éléments correspondants, identiques ou similaires, à des éléments des figures 1 ou 2. Par ailleurs, les différentes parties des figures ne sont, pour des raisons de clarté, pas représentées à une même échelle. Enfin, pour des raisons de simplification, les figures ne représentent qu'une seule rainure et/ou une seule buse. Le procédé permet toutefois la fabrication simultanée d'une pluralité de buses. Ainsi, la description se réfère-t-elle à une pluralité de buses dont une seule est chaque fois représentée.
    Comme le montre la figure 3, après nettoyage de sa surface, on forme sur un premier substrat 114 de silicium, d'orientation 〈100〉, une couche 130 de nitrure de silicium dans laquelle on pratique des ouvertures longitudinales 132 orientées suivant la direction 〈110〉 et définissant un emplacement pour des rainures.
    On soumet cette structure par exemple à un bain d'hydroxyde de potassium, symbolisé par des flèches, pour réaliser une gravure anisotrope de rainures 110.
    Le temps de gravure est choisi suffisant pour obtenir des rainures par arrêt sur deux plans cristallographiques 〈111〉 du réseau cristallin de silicium. Ceci permet d'exploiter la parfaite qualité géométrique des orientations cristallines.
    Le procédé met à profit la différence de vitesse d'attaque de gravure sur les différents plans cristallographiques du substrat. On peut se référer à ce sujet également au document 1.
    Selon un procédé analogue, on grave dans un deuxième substrat 116, visible à la figure 4, un réservoir 122 pour alimenter la (ou les) buse(s) par exemple en encre. Le réservoir peut selon une variante être également réalisé directement dans le premier substrat.
    Après gravure des substrats, la couche 130 de nitrure de silicium est éliminée et les surfaces 112, 112' à sceller respectivement des substrats subissent un bain qui les rend hydrophiles.
    Après rinçage et séchage, les deux substrats sont scellés directement. Ils sont positionnés puis pressés l'un contre l'autre pour obtenir la structure représentée à la figure 4 où le second substrat recouvre les rainures pour former des canaux.
    Un premier traitement thermique est effectué pour créer des liaisons chimiques à l'interface 112, 112' entre les deux substrats 114 et 116 et pour assurer ainsi un bon comportement mécanique de l'ensemble.
    Vient ensuite la formation d'un revêtement de protection dans le canal. Il s'agit dans l'exemple décrit d'une couche d'oxyde de silicium 138 obtenue par un traitement thermique sous un flux d'oxygène. Un tel traitement d'oxydation permet un contrôle précis de l'épaisseur de la couche 138. Pour permettre cette oxydation, un orifice d'accès aux canaux doit être prévu. Il s'agit par exemple d'un orifice 140 du réservoir 122. L'épaisseur de la couche 138 doit être suffisante pour permettre d'éviter les écailles dans le silicium. Une épaisseur de l'ordre de 1 à 4 µm convient dans l'exemple décrit.
    Le procédé se poursuit par la découpe des substrats assemblés, perpendiculairement aux canaux, pour former des buses 118 qui débouchent sur une face 120.
    Cette surface et la ligne de découpe sont représentées en trait discontinu sur la figure 4. La découpe est opérée par exemple par une lame en résine diamantée. Cette opération permet de définir également la longueur des buses qui, selon l'application envisagée, résulte d'un compromis entre les problèmes de pertes de charge hydraulique des jets de liquide et les problèmes de stabilité et de précision dans la direction des jets.
    La figure 5 montre la face 120 des substrats après découpe. On distingue sur cette figure une buse 118 et la couche d'oxyde 138 qui forme le revêtement de protection intérieur. La couche s'étend sur la face 112' du substrat 116 délimitant la buse et sur les faces correspondant aux plans cristallographiques 〈111〉 du substrat 114. Comme on le constate sur la figure 5, des écailles 124 se forment sur la couche 138 et des poussières 122 d'oxyde de silicium se déposent dans la buse 118.
    La structure découpée est enfin plongée dans un bain d'acide fluorhydrique qui non seulement supprime la couche d'oxyde 138 mais aussi toutes les poussières 122. On obtient, comme le montre la figure 6, une buse 118 dont l'orifice sur la face 120 est parfaitement net.
    On peut noter que, comparativement à la buse représentée à la figure 2, les angles de la buse sont plus arrondis.
    Par ailleurs, la profondeur initiale des rainures et l'épaisseur de la couche de revêtement sont déterminés de façon à obtenir, après élimination de cette couche une buse dont le diamètre hydraulique correspond à l'application envisagée.
    Ce diamètre hydraulique est par exemple de l'ordre de quelques dizaines de micromètres.
    Finalement, grâce au procédé de l'invention, il est possible de réaliser des buses compatibles avec les exigences de qualité géométrique des buses et donc de précision de jet pour les imprimantes et en particulier les imprimantes à jet d'encre continu.
    DOCUMENTS CITES DANS LA PRESENTE DESCRIPTION
  • (1)
    "Fabrication of Novel Three-Dimensional Microstructures by the Anisotropic Etching of 〈100〉 and 〈110〉 Silicon" de Ernest Bassous IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICE, vol. 25, n° 10, pages 1178-1184
  • (2)
    US-A-4 106 976
  • (3)
    US-A-4 639 748
  • (4)
    US-A-4 878 992
  • (5)
    "Fabrication of an integrated, Planar Silicon,
    Ink-jet Structure" de Kurt E. Petersen, IEEE Transactions of Electron Devices, vol. Ed-26, n°12, pages 1918-1920

    • Claims (6)

    1. Procédé de fabrication micromécanique de buses pour jets de liquide comportant les étapes suivantes :
      a) formation d'au moins une rainure (110) à la surface (112) d'un premier substrat (114),
      b) assemblage du premier substrat (114) avec un second substrat (116) recouvrant la rainure (110) pour former au moins un canal, et, dans l'ordre :
      c) la formation d'un revêtement de protection (138) intérieur du canal,
      d) la découpe du premier (114) et du second (116) substrats perpendiculairement au canal pour former au moins une buse (118) pour jet de liquide,
      e) l'élimination du revêtement de protection (138) intérieur,
      caractérisé en ce que la formation du revêtement de protection (138) a lieu par oxydation thermique des parois du canal.
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise en outre un orifice (140) et/ou un réservoir (122) d'alimentation de chaque buse (118) dans au moins un des premier et second substrats.
    3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier substrat étant une tranche d'orientation 〈100〉 on forme des rainures (110) lors de l'étape a) par gravure anisotrope avec arrêt sur des plans 〈111〉 du réseau cristallin du premier substrat (114).
    4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier (114) et le second (116) substrats sont en silicium.
    5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le revêtement de protection intérieur (138) étant de l'oxyde de silicium, on élimine le revêtement (138) dans un bain d'acide fluorhydrique.
    6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'étape a), on forme sur une surface (112) du premier substrat une couche (130) de nitrure de silicium, on pratique dans la couche des ouvertures longitudinales (132) orientées suivant la direction 〈110〉 définissant un emplacement pour les rainures (110), on soumet le premier substrat à un bain d'hydroxyde de potassium pour réaliser une gravure anisotrope puis, après gravure, on élimine la couche de nitrure de silicium.
    EP95402686A 1994-12-01 1995-11-29 Procédé de fabrication micromécanique de buses ou jets de liquide Expired - Lifetime EP0714774B1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9414461A FR2727648B1 (fr) 1994-12-01 1994-12-01 Procede de fabrication micromecanique de buses pour jets de liquide
    FR9414461 1994-12-01

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0714774A1 EP0714774A1 (fr) 1996-06-05
    EP0714774B1 true EP0714774B1 (fr) 1998-07-08

    Family

    ID=9469382

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP95402686A Expired - Lifetime EP0714774B1 (fr) 1994-12-01 1995-11-29 Procédé de fabrication micromécanique de buses ou jets de liquide

    Country Status (5)

    Country Link
    US (1) US5781994A (fr)
    EP (1) EP0714774B1 (fr)
    JP (1) JPH08216415A (fr)
    DE (1) DE69503340T2 (fr)
    FR (1) FR2727648B1 (fr)

    Families Citing this family (11)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JP2845813B2 (ja) * 1996-06-17 1999-01-13 新潟日本電気株式会社 静電式インクジェット記録ヘッドの製造方法
    FR2761199B1 (fr) 1997-03-21 1999-04-16 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation de deux cavites communicantes dans un substrat en materiau monocristallin par gravure chimique anisotrope
    CH694453A5 (de) * 1998-07-24 2005-01-31 Genspec Sa Mikromechanisch hergestellte Düse zur Erzeugung reproduzierbarer Tröpfchen.
    FR2790092B1 (fr) 1999-02-24 2001-03-30 Commissariat Energie Atomique Procede de determination d'un analyte present dans une solution
    US6150277A (en) * 1999-08-30 2000-11-21 Micron Technology, Inc. Method of making an oxide structure having a finely calibrated thickness
    SE0004594D0 (sv) * 2000-12-12 2000-12-12 Gyros Ab Microscale nozzie
    US7111401B2 (en) * 2003-02-04 2006-09-26 Eveready Battery Company, Inc. Razor head having skin controlling means
    GB2410464A (en) 2004-01-29 2005-08-03 Hewlett Packard Development Co A method of making an inkjet printhead
    JP4639718B2 (ja) * 2004-09-22 2011-02-23 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置、液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造方法及び液体噴射ヘッド
    JP4636378B2 (ja) * 2005-09-16 2011-02-23 富士フイルム株式会社 液体吐出ヘッドおよびその製造方法
    FR2930457B1 (fr) * 2008-04-24 2010-06-25 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de microcanaux reconfigurables

    Family Cites Families (20)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4106976A (en) * 1976-03-08 1978-08-15 International Business Machines Corporation Ink jet nozzle method of manufacture
    EP0042932A3 (fr) * 1980-06-30 1984-07-25 International Business Machines Corporation Procédé de fabrication de corps tubulaires creux
    JPS603267A (ja) * 1983-06-20 1985-01-09 Fujitsu Ltd フアクシミリのポ−リング方式
    JPS6018352A (ja) * 1983-07-12 1985-01-30 Ricoh Co Ltd インクジエツトヘツドの製造方法
    JPS6032673A (ja) * 1983-08-03 1985-02-19 Seiko Epson Corp インクジェットヘッドの製造方法
    US4601777A (en) * 1985-04-03 1986-07-22 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead and process therefor
    US4612554A (en) * 1985-07-29 1986-09-16 Xerox Corporation High density thermal ink jet printhead
    US4639748A (en) * 1985-09-30 1987-01-27 Xerox Corporation Ink jet printhead with integral ink filter
    US4863560A (en) * 1988-08-22 1989-09-05 Xerox Corp Fabrication of silicon structures by single side, multiple step etching process
    US4878992A (en) 1988-11-25 1989-11-07 Xerox Corporation Method of fabricating thermal ink jet printheads
    US4899181A (en) * 1989-01-30 1990-02-06 Xerox Corporation Large monolithic thermal ink jet printhead
    JPH037349A (ja) * 1989-06-05 1991-01-14 Canon Inc インクジェット記録ヘッドの吐出口形成方法
    US4961821A (en) * 1989-11-22 1990-10-09 Xerox Corporation Ode through holes and butt edges without edge dicing
    US5160577A (en) * 1991-07-30 1992-11-03 Deshpande Narayan V Method of fabricating an aperture plate for a roof-shooter type printhead
    US5160403A (en) * 1991-08-09 1992-11-03 Xerox Corporation Precision diced aligning surfaces for devices such as ink jet printheads
    JP2960608B2 (ja) * 1992-06-04 1999-10-12 キヤノン株式会社 液体噴射記録ヘッドの製造方法
    US5308442A (en) * 1993-01-25 1994-05-03 Hewlett-Packard Company Anisotropically etched ink fill slots in silicon
    US5387314A (en) * 1993-01-25 1995-02-07 Hewlett-Packard Company Fabrication of ink fill slots in thermal ink-jet printheads utilizing chemical micromachining
    JP3132291B2 (ja) * 1993-06-03 2001-02-05 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッドの製造方法
    US5620614A (en) * 1995-01-03 1997-04-15 Xerox Corporation Printhead array and method of producing a printhead die assembly that minimizes end channel damage

    Also Published As

    Publication number Publication date
    FR2727648A1 (fr) 1996-06-07
    JPH08216415A (ja) 1996-08-27
    DE69503340T2 (de) 1999-02-11
    US5781994A (en) 1998-07-21
    EP0714774A1 (fr) 1996-06-05
    FR2727648B1 (fr) 1997-01-03
    DE69503340D1 (de) 1998-08-13

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP0714774B1 (fr) Procédé de fabrication micromécanique de buses ou jets de liquide
    EP2973750B1 (fr) Procede de formation de diodes electroluminescentes
    EP1831923B1 (fr) Procede de detourage d'une structure obtenue par assemblage de deux plaques
    EP1634685A2 (fr) Puce mince en verre pour composant électronique et procédé de fabrication
    EP2363879A2 (fr) Procédé de réalisation d'une structure multicouche avec détourage par effets thermomécaniques
    FR2842650A1 (fr) Procede de fabrication de substrats notamment pour l'optique, l'electronique ou l'opto-electronique
    EP3083487B1 (fr) Procédé de fabrication d'un composant horloger
    WO2010049657A1 (fr) Procede de formation d'une couche monocristalline dans le domaine micro-electronique
    EP2612352B1 (fr) Procédé de réalisation d'un film, par exemple monocristallin, sur un support en polymère
    EP2146228B1 (fr) Couche d'alignement de cristaux liquides déposée et frottée avant réalisation des microstructures
    EP3329511B1 (fr) Procede de collage direct avec auto-alignement par ultrasons
    EP3623437B1 (fr) Procédé de collage temporaire avec adhesif thermoplastique incorporant une couronne rigide
    CH682528A5 (fr) Procédé de réalisation par attaque chimique d'au moins une cavité dans un substrat et substrat obtenu par ce procédé.
    FR2842651A1 (fr) Procede de lissage du contour d'une couche utile de materiau reportee sur un substrat support
    EP3900064B1 (fr) Procede de transfert d'une couche superficielle sur des cavites
    FR2847382A1 (fr) Realisation de tranchees fines et rapprochees
    EP0902306B1 (fr) Procédé de fabrication d'un composant optique intégré comprenant un guide d'onde épais couplé à un guide d'onde mince
    EP3898503A1 (fr) Procede de fabrication d'un dispositif comprenant une membrane surplombant une cavite
    FR2959596A1 (fr) Amincissement detourant
    EP2676288A1 (fr) Procede de realisation d'un support de substrat
    EP3945544A1 (fr) Procédé d'assemblage de plaques par collage moléculaire
    FR2736303A1 (fr) Tete a jets d'encre et son procede de fabrication
    EP2777070B1 (fr) Procédé d'obtention d'un substrat hétérogène pour la fabrication de semi-conducteur et substrat correspondant.
    WO2017009564A1 (fr) Pochoir et procédé de fabrication du pochoir
    EP3412625A1 (fr) Procede de fabrication d'une piece micromecanique

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): DE GB IT

    17P Request for examination filed

    Effective date: 19961112

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 19970512

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): DE GB IT

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 69503340

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 19980813

    ITF It: translation for a ep patent filed
    GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

    Effective date: 19980911

    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    26N No opposition filed
    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: IF02

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Payment date: 20031121

    Year of fee payment: 9

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Payment date: 20031126

    Year of fee payment: 9

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20041129

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20050601

    GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

    Effective date: 20041129

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20051129