JP2000117982A - Ink jet head and manufacture thereof - Google Patents

Ink jet head and manufacture thereof

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JP2000117982A
JP2000117982A JP22244499A JP22244499A JP2000117982A JP 2000117982 A JP2000117982 A JP 2000117982A JP 22244499 A JP22244499 A JP 22244499A JP 22244499 A JP22244499 A JP 22244499A JP 2000117982 A JP2000117982 A JP 2000117982A
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jet head
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静一 加藤
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剛一 大高
Makoto Tanaka
田中  誠
Eiji Mochizuki
栄二 望月
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    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14314Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate connection of a connecting means with an external circuit without increasing the manufacturing step by arranging an outer electrode for diaphragm in flush with the diaphragm in an ink jet head. SOLUTION: An outer electrode 27 for diaphragm is formed by removing the contact part 26 of a diaphragm substrate 20 except a part for forming the outer electrode 27. In order to remove an electrode protective film 35 on an outer electrode 34 for individual electrode, a nickel outer electrode 34 for individual electrode on an electrode substrate 30 is exposed by dry etching. The outer electrode 27 for diaphragm of same thickness as the diaphragm is thereby made flush with the diaphragm and the level difference can be set within 2 μm between the outer electrode 27 for diaphragm and a plurality of outer electrodes 34 for individual electrode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関し、特に静電力を用いるインクジェットヘッド及びそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head, and more particularly to an ink jet head using electrostatic force and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プ
ロッタ等の画像記録装置として用いるインクジェット記
録装置において使用するインクジェットヘッドは、イン
ク滴を吐出するノズル孔と、このノズル孔が連通する吐
出室(圧力室、加圧液室、液室、インク流路等とも称さ
れる。)と、この吐出室内のインクを加圧するエネルギ
ーを発生するエネルギー発生手段とを備えて、エネルギ
ー発生手段を駆動することで吐出室内インクを加圧して
ノズル孔からインク滴を吐出させるものであり、記録の
必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デ
マンド方式のものが主流である。
2. Description of the Related Art An ink jet head used in an ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, etc. has a nozzle hole for discharging ink droplets and a discharge chamber (pressure chamber) communicating with the nozzle hole. , A pressurized liquid chamber, a liquid chamber, an ink flow path, etc.) and energy generating means for generating energy for pressurizing the ink in the discharge chamber. An ink-on-demand system that discharges ink droplets from a nozzle hole by pressurizing indoor ink and discharges ink droplets only when recording is necessary is the mainstream.

【0003】従来、吐出室内のインクを加圧するエネル
ギーを発生するエネルギー発生手段として、圧電素子を
用いて吐出室の壁面を形成する振動板を変形させて吐出
室内容積を変化させてインク滴を吐出させるようにした
もの(特開平2−51734号公報参照)、或いは、発
熱抵抗体を用いて吐出室内でインクを加熱して気泡を発
生させることによる圧力でインク滴を吐出させるように
したもの(特開昭61−59911号公報参照)などが
知られている。
Conventionally, as an energy generating means for generating energy to pressurize ink in a discharge chamber, a piezoelectric element is used to deform a diaphragm forming a wall surface of the discharge chamber to change the volume of the discharge chamber to discharge ink droplets. (See JP-A-2-51734), or an ink droplet is ejected by pressure generated by heating ink in an ejection chamber using a heating resistor to generate bubbles. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-59911) is known.

【0004】しかしながら、上述した従来のインクジェ
ットヘツドのうち、前者の圧電素子を用いる方式におい
ては、吐出室に圧力を生じさせるために振動板に圧電素
子のチップを貼り付ける工程が複雑であり、特にインク
ジェット記録装置では高速、高印字品質が求められてき
ており、これに対応するためにはマルチノズル化、ノズ
ルの高密度化が不可欠であるが、圧電素子を微細に加工
し、多数の圧電素子を振動板に接着することは、極めて
煩雑で多くの時間がかかる。しかも、高密度化の結果、
圧電素子を幅数十〜百数十μmで加工する必要が生じて
きているが、従前の機械加工における寸法、形状精度で
は加工品質にばらつきが発生するために印字品質のばら
つきが大きくなる。
[0004] However, in the conventional method using the piezoelectric element among the above-mentioned conventional inkjet heads, the step of attaching the chip of the piezoelectric element to the vibrating plate in order to generate pressure in the discharge chamber is complicated. High-speed, high-printing quality is demanded for inkjet recording devices, and in order to respond to this, multi-nozzles and high-density nozzles are indispensable. Adhering to the diaphragm is extremely complicated and takes a lot of time. Moreover, as a result of the high density,
Although it has become necessary to process the piezoelectric element with a width of several tens to one hundred and several tens of micrometers, variations in the processing quality occur in the dimensions and shape accuracy in conventional mechanical processing, so that the printing quality varies greatly.

【0005】また、後者のインクを加熱する方式におい
ては、圧電素子を用いる場合の問題は生じないものの、
発熱抵抗体の急速な加熱、冷却の繰り返し、気泡消滅時
の衝撃によって、発熱抵抗体がダメージを受けるため
に、総じてインクジェットヘッドの寿命が短くなる。
[0005] In the latter method of heating ink, no problem occurs when a piezoelectric element is used.
The heating resistor is damaged by the rapid heating and cooling of the heating resistor, and the impact when the bubble disappears, so that the life of the inkjet head is generally shortened.

【0006】そこで、こうした問題を解決するものとし
て、特開平6−71882号公報に記載されているよう
に、吐出室の壁面を形成する振動板を静電気力(静電
力)によって変形させることで吐出室内容積を変化させ
てインク滴を吐出させるインクジェットヘッドが提案さ
れており、この静電気力を用いる方式にあっては、小
型、高密度、高印字品質及び長寿命を達成できるという
利点がある。
In order to solve such a problem, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-71882, a diaphragm forming a wall surface of a discharge chamber is deformed by electrostatic force (electrostatic force) to discharge. An inkjet head that ejects ink droplets by changing the volume of a room has been proposed, and the method using the electrostatic force has the advantages of achieving small size, high density, high printing quality, and long life.

【0007】ところで、静電気力を利用したインクジェ
ットヘッドにあっては、振動板に静電気力による変形を
生じさせるために振動板及び振動板に対向して配置され
ている電極に外部回路から電圧を印加しなければならな
い。
In an ink jet head using electrostatic force, a voltage is applied from an external circuit to the vibration plate and electrodes arranged opposite to the vibration plate in order to cause the vibration plate to be deformed by the electrostatic force. Must.

【0008】そこで、例えば特開平9−307218号
公報に記載されているように、振動板及び液室を形成す
る第1の基板と電極を形成する第2の基板とを接合し
て、振動板用の外部電極を第1の基板の上面に設け、電
極用の外部電極(個別電極用外部電極)を第2の基板の
凹部に形成して、このとき、振動板用外部電極と個別電
極用外部電極との間に第1の基板の厚さ相当分の段差が
生じるので、先端部が2つに分岐した特殊なFPCケー
ブルを用いて外部回路と接続するようにすることが提案
されている。
Therefore, as described in, for example, JP-A-9-307218, a diaphragm and a first substrate forming a liquid chamber and a second substrate forming an electrode are joined to form a diaphragm. An external electrode for the electrode is provided on the upper surface of the first substrate, and an external electrode for the electrode (external electrode for the individual electrode) is formed in the concave portion of the second substrate. Since a step corresponding to the thickness of the first substrate is generated between the external electrode and the external electrode, it has been proposed to connect to an external circuit using a special FPC cable whose tip is branched into two. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように振動板用外部電極と個別電極とを先端部が2つ
に分岐した特殊なFPCケーブルで接続しなければなら
ないので、接続作業が面倒で作業効率が悪く、また、F
PC自体のコストも高くなり、ヘッドのコスト高を招く
という課題がある。
However, as described above, since the external electrode for the diaphragm and the individual electrode must be connected by a special FPC cable whose tip is branched into two, the connection work is troublesome. Work efficiency is poor and F
There is a problem that the cost of the PC itself is also increased, resulting in an increase in the cost of the head.

【0010】また、インクジェットヘッドの高密度化の
ために振動板及び電極を狭ピッチ化する場合、例えば振
動板作成用の基板としてSi基板を用いて異方性エッチ
ングなどで振動板を形成した後、電極基板と接合しよう
とすると、接合不良や振動板の破損などによる歩留まり
の低下を招くおそれがあり、またアライメントや接合回
数が多く、量産性が低いという課題がある。
In the case where the pitch of the diaphragm and the electrodes is reduced in order to increase the density of the ink jet head, for example, after forming the diaphragm by anisotropic etching using an Si substrate as a substrate for producing the diaphragm, However, there is a risk that the attempt to join with the electrode substrate may cause a decrease in yield due to poor joining or breakage of the diaphragm, and there is a problem that alignment and joining times are large and mass productivity is low.

【0011】さらに、電極基板としてSi基板を用いて
電極としてN型やP型の不純物層を用いる(上記特開平
6−71882号公報参照)と、成膜時にパーテイクル
の発生のおそれがある金属膜を用いる場合に比べて、振
動板と電極間に狭ギャップを形成し易いし、電極上の電
極保護膜として膜質の良い熱酸化膜を形成することがで
きるなどの利点があるものの、接合リークや電極間のパ
ンチスルーの発生により、信頼性が低下する。
Further, when an Si substrate is used as an electrode substrate and an N-type or P-type impurity layer is used as an electrode (see the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-71882), a metal film which may generate particles during film formation is used. As compared with the case of using a thin film, there is an advantage that a narrow gap can be easily formed between the diaphragm and the electrode, and a high-quality thermal oxide film can be formed as an electrode protective film on the electrode. Due to the occurrence of punch-through between electrodes, reliability is reduced.

【0012】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、工程増加を招くことなく、外部回路への接続手
段を容易に接続できる外部電極を有して高密度化可能な
インクジェットヘッド及びその製造方法を提供すること
を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an ink jet head having an external electrode capable of easily connecting a connecting means to an external circuit without increasing the number of steps, and having a high density. It is intended to provide a manufacturing method thereof.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1のインクジェットヘッドは、振動板用外部
電極を振動板と同一平面に設けた構成とした。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet head according to claim 1 has a configuration in which external electrodes for a diaphragm are provided on the same plane as the diaphragm.

【0014】請求項2のインクジェットヘッドは、上記
請求項1のインクジェットヘッドにおいて、振動板用外
部電極と個別電極用外部電極との段差が2μm以内であ
る構成とした。
According to a second aspect of the present invention, in the inkjet head of the first aspect, a step between the external electrode for the diaphragm and the external electrode for the individual electrode is within 2 μm.

【0015】請求項3のインクジェットヘッドは、上記
請求項1又は2のインクジェットヘッドにおいて、振動
板用外部電極と個別電極用外部電極とを略一列に配置し
た構成とした。
According to a third aspect of the present invention, in the ink jet head of the first or second aspect, the external electrodes for the diaphragm and the external electrodes for the individual electrodes are arranged substantially in a line.

【0016】請求項4のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、振動板と振動板用外部電極を第1の基板に形成
し、電極及び個別電極用外部電極を第2の基板に形成し
て、第1の基板のうち少なくとも第2の基板の個別電極
用外部電極に対応する領域を含む領域が振動板用外部電
極を残して除去されている構成とした。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet head according to any one of the first to third aspects, the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed on the first substrate, and the electrode and the external electrode for the individual electrode are formed on the first substrate. Formed on the second substrate, at least a region of the first substrate including a region corresponding to the external electrode for the individual electrode of the second substrate was removed except for the external electrode for the diaphragm.

【0017】請求項5のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、振動板と振動板用外部電極が第1の基板に形成さ
れ、振動板用外部電極部分には金属層が形成されている
構成とした。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet head according to any one of the first to third aspects, the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed on the first substrate, and the external electrode portion for the diaphragm is formed on the first substrate. The configuration was such that a metal layer was formed.

【0018】請求項6のインクジェットヘッドは、上記
請求項5のインクジェットヘッドにおいて、振動板用外
部電極部分の金属層は多層構造である構成とした。
According to a sixth aspect of the present invention, in the inkjet head of the fifth aspect, the metal layer of the external electrode portion for the diaphragm has a multilayer structure.

【0019】請求項7のインクジェットヘッドは、請求
項6のインクジェットヘッドにおいて、金属層の内の第
1の基板と接触する層がシリコンとオーミック性接触が
可能な金属である構成とした。
According to a seventh aspect of the present invention, in the inkjet head according to the sixth aspect, a layer of the metal layer which contacts the first substrate is made of a metal capable of making ohmic contact with silicon.

【0020】請求項8のインクジェットヘッドは、上記
請求項6又は7のインクジェットヘッドにおいて、金属
層のうちの最表面層がハロゲン系エッチング活性種に耐
性を有する金属である構成とした。
An ink jet head according to an eighth aspect of the present invention is the ink jet head according to the sixth or seventh aspect, wherein the outermost surface layer of the metal layers is made of a metal having resistance to halogen-based etching active species.

【0021】請求項9のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項1乃至8のいずれかのインクジェット
ヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方法であ
って、振動板及び振動板用外部電極を形成する第1の基
板と電極及び個別電極用外部電極を形成する第2の基板
とを、振動板と電極との間で所定の間隔を設けて接合し
た後、第1の基板に前記振動板を形成するときに、この
第1の基板のうち、少なくとも第2の基板の個別電極用
外部電極を含む領域に対応する領域及び振動板用外部電
極を形成する部分を含むコンタクト部を振動板と同じ厚
さに形成する工程と、コンタクト部のうちの振動板用外
部電極を形成する領域以外の領域を除去する工程とを含
む構成とした。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an ink jet head for manufacturing the ink jet head according to any one of the first to eighth aspects, wherein a diaphragm and an external electrode for the diaphragm are formed. After bonding the first substrate and the second substrate forming the electrodes and the external electrodes for individual electrodes at a predetermined interval between the diaphragm and the electrodes, the diaphragm is formed on the first substrate. In the first substrate, at least a region corresponding to a region including the external electrode for the individual electrode of the second substrate and a contact portion including a portion forming the external electrode for the diaphragm have the same thickness as the diaphragm. And a step of removing a region of the contact portion other than the region where the diaphragm external electrode is to be formed.

【0022】請求項10のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項9の製造方法において、第1の基板
が単結晶シリコン基板からなり、第2の基板がガラス基
板からなり、第1の基板にSiO2膜のギャップスペーサ
を形成し、若しくは第2の基板に凹部を形成して、振動
板と電極との間で所定の間隔が形成される状態にして、
第1の基板と第2の基板とを陽極接合する構成とした。
According to a tenth aspect of the present invention, in the manufacturing method of the ninth aspect, the first substrate comprises a single-crystal silicon substrate, the second substrate comprises a glass substrate, and the first substrate comprises By forming a gap spacer of the SiO 2 film or forming a concave portion in the second substrate, a predetermined interval is formed between the diaphragm and the electrode,
The first substrate and the second substrate were configured to be anodic-bonded.

【0023】請求項11のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項9の製造方法において、第1の基板
及び第2の基板がいずれも単結晶シリコン基板からな
り、第1の基板及び/又は第2の基板にSiO2膜のギャ
ップスペーサを形成し、振動板と電極との間で所定の間
隔が形成される状態にして、第1の基板と第2の基板と
を直接接合する構成とした。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the manufacturing method of the ninth aspect, both the first substrate and the second substrate are made of a single-crystal silicon substrate, and the first substrate and / or the second substrate are made of a single-crystal silicon. The first substrate and the second substrate are directly bonded to each other by forming a gap spacer of an SiO 2 film on the second substrate and forming a predetermined space between the diaphragm and the electrode. .

【0024】請求項12のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項9乃至11のいずれかの製造方法に
おいて、コンタクト部の振動板用外部電極を形成する部
分以外の部分を除去する工程の前に、振動板用外部電極
を形成する部分にエッチングに対して耐性を有する保護
膜を成膜する構成とした。
According to a twelfth aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head according to any one of the ninth to eleventh aspects, wherein prior to the step of removing a portion of the contact portion other than the portion for forming the diaphragm external electrode. In addition, a protective film having resistance to etching is formed on a portion where the external electrode for the diaphragm is to be formed.

【0025】請求項13のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項9乃至11のいずれかの製造方法に
おいて、コンタクト部の振動板用外部電極を形成する部
分以外の部分を除去する工程の前に、第1の基板のエッ
チングによる除去領域以外の領域にエッチングに対して
耐性を有する保護膜を成膜する構成とした。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head according to any one of the ninth to eleventh aspects, wherein the step of removing a portion of the contact portion other than the portion for forming the diaphragm external electrode is performed. In addition, a protective film having resistance to etching is formed in a region other than a region removed by etching of the first substrate.

【0026】請求項14のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項12又は13の製造方法において、
振動板の開口部の短辺をx、コンタクト部の短辺をy、
第1基板の厚さをaとしたとき、少なくとも(a/x)
>1、(a/y)<1の関係を充足する構成とした。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an ink jet head according to the twelfth or thirteenth aspect.
X is the short side of the opening of the diaphragm, y is the short side of the contact,
When the thickness of the first substrate is a, at least (a / x)
> 1, (a / y) <1.

【0027】請求項15のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項9乃至14のいずれかの製造方法に
おいて、第1の基板をエッチングするときにコンタクト
部のうちの振動板用外部電極を形成する部分とこれに隣
接する個別電極用外部電極との間の部分を残す構成とし
た。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the manufacturing method of the ninth to fourteenth aspects, the diaphragm external electrode of the contact portion is formed when the first substrate is etched. The configuration is such that a portion between the portion and the external electrode for individual electrode adjacent thereto is left.

【0028】請求項16のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項15のインクジェットヘッドの製造
方法において、振動板の開口部の短辺をx、コンタクト
部の短辺をy、振動板用外部電極の短辺をz、第1基板
の厚さをaとしたとき、少なくとも(a/x)>1、
(a/z)>1、(a/y)<1の関係を充足する構成
とした。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the method of the fifteenth aspect, the short side of the opening of the diaphragm is x, the short side of the contact is y, the external electrode for the diaphragm is provided. When the short side of z is z and the thickness of the first substrate is a, at least (a / x)> 1,
(A / z)> 1, and (a / y) <1.

【0029】請求項17のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項9のインクジェットヘッドの製造方
法において、第2の基板に形成する電極の振動板に対向
する部分にはP型又はN型不純物層を形成し、コンタク
ト部には耐熱性の高い耐熱膜をシート状に形成し、両者
の間に不純物層と金属膜との接続孔を配置した電極構成
とする構成とした。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an ink jet head according to the ninth aspect, a portion of the electrode formed on the second substrate facing the diaphragm is a P-type or N-type impurity layer. , A heat-resistant film having high heat resistance is formed in a sheet shape on the contact portion, and a connection hole between the impurity layer and the metal film is arranged between the two.

【0030】請求項18のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項1乃至8のいずれかのインクジェッ
トヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方法で
あって、振動板及び振動板用外部電極を形成する第1の
基板となるシリコンウエハに電極及び個別電極用外部電
極を形成する第2の基板を接合した後、第1の基板にエ
ッチングで吐出室を含む流路パターンを形成するときに
振動板と第2の基板の個別電極用外部電極を含む領域に
対応する領域及び振動板用外部電極を形成する部分を含
むコンタクト部とを残し、シリコンウエハを個々のヘッ
ドチップに切断した後、コンタクト部のうちの個別電極
用外部電極に対応する領域を除去する構成とした。
The method for manufacturing an ink jet head according to claim 18 is the method for manufacturing an ink jet head according to any one of claims 1 to 8, wherein the vibration plate and the external electrode for the vibration plate are formed. After bonding the second substrate forming the electrodes and the external electrodes for the individual electrodes to the silicon wafer serving as the first substrate, the diaphragm and the second plate are formed when forming the flow path pattern including the discharge chamber by etching on the first substrate. After cutting the silicon wafer into individual head chips, leaving a region corresponding to the region including the external electrode for the individual electrode of the second substrate and a contact portion including a portion for forming the external electrode for the diaphragm, The region corresponding to the external electrode for individual electrode was removed.

【0031】請求項19のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項18の製造方法において、振動板用
外部電極を形成するときに、この振動板用外部電極を形
成する部分にシリコンに比較してエッチング速度が遅い
金属層を形成する構成とした。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the manufacturing method of the eighteenth aspect, when the external electrode for the diaphragm is formed, the portion where the external electrode for the diaphragm is to be formed is made in comparison with silicon. The metal layer having a low etching rate was formed.

【0032】請求項20のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項9乃至19のいずれかの製造方法に
おいて、エッチングマスクとしてエッチングプロセスで
生成物を生じない材質のエッチングマスクを用いる構成
とした。
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head according to any one of the ninth to nineteenth aspects, wherein an etching mask made of a material that does not generate a product in an etching process is used as an etching mask.

【0033】請求項21のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項20の製造方法において、エッチン
グマスクの材質が石英である構成とした。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the method of the twentieth aspect, the material of the etching mask is quartz.

【0034】請求項22のインクジェットヘッドの製造
方法は、上記請求項21のインクジェットヘッドの製造
方法において、エッチングマスクの材質がアルミナであ
る構成とした。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the method of manufacturing the ink jet head of the twenty-first aspect, the material of the etching mask is alumina.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明を適用する静電
型インクジェットヘッドの基本構成を説明する断面説明
図、図2は図1の平面説明図である。このインクジェッ
トヘッドは、第1の基板1と、この第1の基板1の上側
に設けた蓋部材2と、第1の基板1の下側に設けた電極
基板3と、第1の基板1及び蓋部材2の前面側に設けた
ノズル板4とからなる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view illustrating a basic configuration of an electrostatic inkjet head to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an explanatory plan view of FIG. The inkjet head includes a first substrate 1, a cover member 2 provided on the upper side of the first substrate 1, an electrode substrate 3 provided on a lower side of the first substrate 1, a first substrate 1, A nozzle plate 4 provided on the front side of the lid member 2.

【0036】第1の基板1には、ノズル板4に形成した
複数のノズル孔5に連通するインク吐出溝6と、各イン
ク吐出溝6が連通する吐出室7を形成する凹部8と、各
吐出室7の底部となりその壁面を形成する変形可能な振
動板10と、各吐出室7にインクを供給するための共通
インク流路11を形成する凹部12とを設けている。ま
た、蓋部材2には、各吐出室7と共通インク流路11と
を連通する流体抵抗部を兼ねたインク供給路13と、共
通インク流路11へ外部からインクを供給するためのイ
ンク供給口14とを設けている。さらに、電極基板3に
は振動板10に所定のギャップを置いて対向する電極1
7を設け、この電極17と振動板10によってアクチュ
エータ部を構成する。
The first substrate 1 has an ink discharge groove 6 communicating with a plurality of nozzle holes 5 formed in the nozzle plate 4, a concave portion 8 forming a discharge chamber 7 communicating with each ink discharge groove 6, A deformable vibration plate 10 serving as a bottom portion of the discharge chamber 7 and forming a wall surface thereof, and a concave portion 12 forming a common ink flow path 11 for supplying ink to each discharge chamber 7 are provided. In addition, the lid member 2 has an ink supply path 13 also serving as a fluid resistance section that communicates each ejection chamber 7 with the common ink flow path 11, and an ink supply path for supplying ink to the common ink flow path 11 from outside. A mouth 14 is provided. Further, the electrode 1 opposing the diaphragm 10 with a predetermined gap on the electrode substrate 3.
The actuator 17 is constituted by the electrode 17 and the diaphragm 10.

【0037】このインクジェットヘッドにおいては、振
動板10と電極17との間に駆動電圧を印加することに
よって静電力(静電気力)によって振動板10が変形し
て、吐出室7の内容積が変化することによってノズル孔
5からインク滴が吐出される。
In this ink-jet head, when a driving voltage is applied between the diaphragm 10 and the electrode 17, the diaphragm 10 is deformed by electrostatic force (electrostatic force), and the inner volume of the discharge chamber 7 changes. As a result, ink droplets are ejected from the nozzle holes 5.

【0038】そこで、このような静電型インクジェット
ヘッドに本発明を適用した実施形態について図3以降を
参照して説明する。なお、以下の説明においては、図示
の簡略化のために振動板基板上に形成する液室やノズル
孔、或いは振動板基板上に接合する液室やノズルを形成
した液室形成部材などの図示は省略する。
An embodiment in which the present invention is applied to such an electrostatic ink jet head will be described with reference to FIG. In the following description, for simplicity of illustration, a liquid chamber or a nozzle hole formed on a diaphragm substrate, or a liquid chamber forming member formed with a liquid chamber or a nozzle to be joined on the diaphragm substrate is illustrated. Is omitted.

【0039】また、振動板を形成する第1の基板となる
振動板用基板には、KOHによる異方性エッチングで自
発的なエッチストップが可能な高濃度ボロン層が形成さ
れた面方位(110)のSi基板を用い、また電極基板
を形成する第2の基板には、ガラス基板を用いた例で説
明するが、これらの基板に限定されるものではない。例
えば、振動板用基板にはSOI基板を用いても良いし、
振動板を形成するためのエッチングはドライエッチング
で行っても良く、更に、電極基板としてSi基板を用い
ることもできる。
The plane orientation (110) in which a high-concentration boron layer capable of spontaneously performing an etch stop by anisotropic etching with KOH is formed on a diaphragm substrate serving as a first substrate forming a diaphragm. In the following, an example will be described in which a glass substrate is used as the second substrate on which the Si substrate is used and the electrode substrate is formed, but the present invention is not limited to these substrates. For example, an SOI substrate may be used as the diaphragm substrate,
The etching for forming the diaphragm may be performed by dry etching, and a Si substrate may be used as the electrode substrate.

【0040】先ず、本発明の第1実施形態について図3
乃至図10を参照して説明する。なお、図3は電極基板
と接合する前の振動板基板の上面図、図4は同振動板基
板の製造工程を説明する図3のA−A線に沿う断面説明
図、図5は振動板基板と接合する前の電極基板の上面
図、図6は同電極基板の製造工程を説明する図5のB−
B線に沿う断面説明図、図7は振動板基板と電極基板を
接合して振動板を形成した状態の上面図、図8は同接合
及び形成の製造工程を説明する図7のC−C線に沿う断
面説明図、図9は同振動板基板に外部電極を形成した状
態の上面図、図10は同外部電極形成の製造工程を説明
する図9のD−D線に沿う断面説明図である。
First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a top view of the diaphragm substrate before bonding to the electrode substrate, FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view taken along the line AA of FIG. 3 illustrating a manufacturing process of the diaphragm substrate, and FIG. FIG. 6 is a top view of the electrode substrate before bonding to the substrate, and FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view taken along the line B, FIG. 7 is a top view of a state in which a diaphragm is formed by joining a diaphragm substrate and an electrode substrate, and FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 9 is a top view showing a state in which external electrodes are formed on the diaphragm substrate, and FIG. 10 is a cross-sectional explanatory view taken along line DD of FIG. 9 illustrating a manufacturing process for forming the external electrodes. It is.

【0041】図3及び図4を参照して、接合前の振動板
基板20の製造工程について説明すると、所望の厚さ
(例えば3μm)の振動板25を形成する場合、図4
(a)に示すように振動板用基板としての第1の基板で
あるSi基板21に3μmの高濃度ボロン層22を注入
工程や不純物拡散工程などを経て形成し、その後、エッ
チングマスクとして例えばLPCVD−SiN膜23を
表裏面に成膜する。なお、エツチングマスクとしては、
例えば、SiO2膜でも良いし、SiO2膜とSiN膜の積
層膜を用いることもできる。
Referring to FIG. 3 and FIG. 4, the manufacturing process of the diaphragm substrate 20 before bonding will be described. In the case where the diaphragm 25 having a desired thickness (for example, 3 μm) is formed, FIG.
As shown in (a), a high-concentration boron layer 22 of 3 μm is formed on a Si substrate 21 as a first substrate as a diaphragm substrate through an implantation step, an impurity diffusion step, and the like, and thereafter, for example, an LPCVD -A SiN film 23 is formed on the front and back surfaces. In addition, as an etching mask,
For example, a SiO 2 film may be used, or a stacked film of a SiO 2 film and a SiN film may be used.

【0042】次に、Si基板21に図3に示すように振
動板25とコンタクト部26がSiエッチングされるよ
うに図4(b)に示すようにフオトレジスト24をパタ
ーニングし、同図(c)に示すようにパターンニング面
上のSiN23膜及び裏面全面のSiN膜23をエッチン
グして除去した後、フォトレジスト24を除去する。こ
れによって、図3に示すようにSi基板21上に振動板
25及びコンタクト部26が形成されるパターンをSi
N膜23で形成した振動板基板20が得られる。
Next, as shown in FIG. 4B, a photoresist 24 is patterned on the Si substrate 21 so that the diaphragm 25 and the contact portions 26 are Si-etched as shown in FIG. As shown in (1), the SiN film 23 on the patterning surface and the SiN film 23 on the entire back surface are etched and removed, and then the photoresist 24 is removed. Thereby, as shown in FIG. 3, the pattern in which the diaphragm 25 and the contact portion 26 are formed on the Si
The diaphragm substrate 20 formed of the N film 23 is obtained.

【0043】ここで、コンタクト部26とは、後述する
図7に示すように、電極基板30に形成した複数の電極
33の各個別電極用外部電極34を含む領域に対応する
領域及び振動板用外部電極を形成する部分をいうものと
する。なお、このコンタクト部26は複数の個別電極用
外部電極34を含む領域以上の大きさを有する領域であ
ればよい。
Here, the contact portion 26 is, as shown in FIG. 7 to be described later, a region corresponding to a region including the individual electrode external electrode 34 of the plurality of electrodes 33 formed on the electrode substrate 30 and a diaphragm plate. It refers to a portion where an external electrode is formed. The contact portion 26 may be a region having a size larger than a region including the plurality of external electrodes for individual electrodes 34.

【0044】次に、図5及び図6を参照して、接合前の
電極基板30の製造工程について説明すると、図5及び
図6(a)に示すように、第2の基板であるガラス基板
31に、後述するように対向して配置される振動板25
と電極33との間に所定にギャップ(対向間隔)を得る
ために凹部(以下、「ギャップ」という。)32を形成
する。このギャップ32は、ガラス基板31にギャップ
32に対応するパターンを形成して、例えばフッ酸で
0.5μm深さにエッチングして形成する。
Next, a manufacturing process of the electrode substrate 30 before bonding will be described with reference to FIGS. 5 and 6. As shown in FIGS. 5 and 6A, a glass substrate as a second substrate is formed. A diaphragm 25 disposed opposite to the diaphragm 31 as described later
A concave portion (hereinafter, referred to as a “gap”) 32 is formed in order to obtain a predetermined gap (interval distance) between the electrode and the electrode 33. The gap 32 is formed by forming a pattern corresponding to the gap 32 on the glass substrate 31 and etching it to a depth of 0.5 μm with hydrofluoric acid, for example.

【0045】そして、図5及び図6(b)に示すよう
に、ギャップ32中に電極33及びこれに連続する個別
電極用外部電極34を形成する。これらの電極33、3
4は、電極となり得る金属、例えばニッケルを、例えば
スパッタリング法により、例えば0.2μm厚で成膜し
た後、フォトリソグラフイ技術を用いてパターニングす
ることで形成できる。
Then, as shown in FIG. 5 and FIG. 6B, an electrode 33 and an external electrode 34 for an individual electrode continuous with the electrode 33 are formed in the gap 32. These electrodes 33, 3
4 can be formed by depositing a metal that can become an electrode, for example, nickel to a thickness of, for example, 0.2 μm by, for example, a sputtering method, and then patterning by using a photolithography technique.

【0046】なお、ここでは、電極33、34を形成す
る金属としてニッケルを用いているが、アルミや金など
を用いることもでき、材料は特に限定されるものではな
い。例えば、通常の半導体素子の形成プロセスで一般的
に用いられるAl、Cr、Ni等の金属材料や、Ti、
TiN、W等の高融点金属、または不純物により低抵抗
化した多結晶シリコン材料などを用いることができる。
また、第2の基板2にシリコン基板を用いる場合、不純
物拡散領域を用いることができ、このとき、拡散に用い
る不純物は基板シリコンの導電型と反対の導電型を示す
不純物を用い、拡散領域周辺にpn接合を形成し、電極
33、34と第2の基板2とを電気的に絶縁する。
Here, nickel is used as the metal forming the electrodes 33 and 34, but aluminum or gold can also be used, and the material is not particularly limited. For example, metal materials such as Al, Cr, and Ni generally used in a normal semiconductor element forming process, Ti,
A high melting point metal such as TiN or W, or a polycrystalline silicon material whose resistance is reduced by impurities can be used.
When a silicon substrate is used as the second substrate 2, an impurity diffusion region can be used. At this time, the impurity used for the diffusion is an impurity having a conductivity type opposite to the conductivity type of the substrate silicon. To form a pn junction to electrically insulate the electrodes 33 and 34 from the second substrate 2.

【0047】その後、図5及び図6(c)に示すよう
に、電極33及び個別電極用外部電極34表面に絶縁性
の電極保護膜35を形成する。ここでは、電極保護膜と
して、例えばスパッタリング法により、例えばSiO2
35を、例えば0.1μm厚で成膜した後、フォトトリ
ソグラフィ技術を用いてパターニングしている。これに
より、図5に示すように、ギャップ32に電極保護膜3
5で被覆された電極33及び個別電極用外部電極34が
形成された電極基板30が得られる。
Thereafter, as shown in FIGS. 5 and 6C, an insulating electrode protection film 35 is formed on the surface of the electrode 33 and the external electrode 34 for individual electrodes. Here, as an electrode protection film, for example, a SiO 2 film 35 is formed with a thickness of, for example, 0.1 μm by, for example, a sputtering method, and then patterned by using a photolithography technique. As a result, as shown in FIG.
Thus, the electrode substrate 30 on which the electrodes 33 covered with 5 and the external electrodes for individual electrodes 34 are formed is obtained.

【0048】そこで、図7及び図8を参照して、上述し
た工程を得て製造した図3及び図5に示す振動板基板2
0と電極基板30の接合から振動板形成までの工程につ
いて説明する。先ず、図8(a)に示すように、振動板
基板20と電極基板30とを陽極接合法で、例えば40
0℃−500V印加の条件で接合する。この状態で、振
動板基板20の振動板25(実際には振動板になる前の
状態である)と電極基板30の電極33が所定の間隔を
置いて対向すると共に、振動板基板20のコンタクト部
26と電極基板30の複数の個別電極用外部電極34が
対向する。
Therefore, referring to FIGS. 7 and 8, diaphragm substrate 2 shown in FIGS.
Steps from the bonding of the electrode substrate 30 to the vibration plate formation will be described. First, as shown in FIG. 8A, the diaphragm substrate 20 and the electrode substrate 30 are connected to each other by, for example, 40
Joining is performed under the conditions of 0 ° C. and 500 V applied. In this state, the diaphragm 25 of the diaphragm substrate 20 (actually before the diaphragm is formed) and the electrode 33 of the electrode substrate 30 face each other at a predetermined interval, and the contact of the diaphragm substrate 20 is formed. The portion 26 and the plurality of individual electrode external electrodes 34 of the electrode substrate 30 face each other.

【0049】その後、同図(b)に示すように、KOH
液で振動板基板20のLPCVD−SiN膜23をマス
クとして、第1の基板であるSi基板21を異方性エッ
チングすることにより、高濃度ボロン層22で急激にエ
ッチングレートが低下するので、振動板基板20には厚
さ3μmの高濃度ボロン層22である振動板25とコン
タクト部26が精度良く形成される。そして、振動板基
板20のエッチングマスクとして使用したLPCVD−
SiN膜23を除去する。
Thereafter, as shown in FIG.
Using the LPCVD-SiN film 23 of the diaphragm substrate 20 as a mask with a liquid, the Si substrate 21 as the first substrate is anisotropically etched, so that the etching rate of the high-concentration boron layer 22 is sharply reduced. A diaphragm 25, which is a high-concentration boron layer 22 having a thickness of 3 μm, and a contact portion 26 are accurately formed on the plate substrate 20. Then, the LPCVD used as an etching mask of the diaphragm substrate 20 is performed.
The SiN film 23 is removed.

【0050】これによって、図7に示すように、振動板
基板20の振動板25と電極基板30の電極33が所定
の間隔を置いて対向すると共に、振動板基板20のコン
タクト部26と電極基板30の複数の個別電極用外部電
極34が対向する状態で接合された振動板基板20及び
電極基板30からなる接合部材が得られる。
As a result, as shown in FIG. 7, the diaphragm 25 of the diaphragm substrate 20 and the electrode 33 of the electrode substrate 30 face each other at a predetermined interval, and the contact portion 26 of the diaphragm substrate 20 and the electrode substrate A joining member including the diaphragm substrate 20 and the electrode substrate 30 joined in a state where the plurality of 30 individual electrode external electrodes 34 face each other is obtained.

【0051】そこで、図9及び図10を参照して、上述
の工程で得られた振動板基板20及び電極基板30から
なる接合部材に、振動板用外部電極27を形成し、個別
電極用外部電極34を露出させる工程について説明す
る。なお、ここでは、振動板用基板20のコンタクト部
26へのSiエッチングによる振動板用外部電極27の
作製と個別電極用外部電極34の露出を同時に行ってい
るが、Siエッチングはウエットエッチングであるとエ
ッチング液がギャップ32に侵入するので、ドライエッ
チングが好ましく、ここではドライエツチングを前提に
説明する。
Therefore, referring to FIGS. 9 and 10, a diaphragm external electrode 27 is formed on the joining member composed of the diaphragm substrate 20 and the electrode substrate 30 obtained in the above-described steps, and the external electrode for the individual electrode is formed. The step of exposing the electrode 34 will be described. In this case, the production of the diaphragm external electrode 27 and the exposure of the individual electrode external electrode 34 are simultaneously performed on the contact portion 26 of the diaphragm substrate 20 by Si etching, but the Si etching is wet etching. Since the etching liquid enters the gap 32, dry etching is preferable. Here, the description will be made on the premise of dry etching.

【0052】すなわち、まず、図10(a)に示すよう
に、振動板基板20上に、Siエッチング時に振動板基
板20のコンタクト部26のうちの所望の領域に振動板
用外部電極27が残り、それ以外のコンタクト部26だ
けがSiエッチングされるようにパターンを形成したエ
ッチング用メタルマスク36をセットし、同図(b)に
示すように、例えばSF6を主体とするガスを用いてSi
ドライエッチングを行なう。
First, as shown in FIG. 10A, the diaphragm external electrode 27 remains on the diaphragm substrate 20 in a desired region of the contact portion 26 of the diaphragm substrate 20 during Si etching. it only contact portion 26 other than the sets for etching metal mask 36 forming the pattern as Si etching, as shown in FIG. (b), for example, by using a gas to the SF 6 mainly Si
Perform dry etching.

【0053】これによって、同図(b)及び図9に示す
ように、振動板基板20のコンタクト部26のうちの振
動板用外部電極27を形成する部分以外の部分が除去さ
れて、振動板用外部電極27が形成される。更に、引き
続き、個別電極用外部電極34上の電極保護膜(SiO2
膜)35を除去するために、例えばCHF3を主体とす
るガスを用いてSiO2ドライエッチングを行うことによ
って、電極基板30のニッケルの個別電極用外部電極3
4が露出する。ここで、振動板用外部電極27と個別電
極用外部電極34とは、ギャップ32の深さが0.5μ
m、電極34の厚みが0.2μmであるから、段差2μ
m以内の範囲になる。
As a result, as shown in FIGS. 9B and 9, portions of the contact portion 26 of the diaphragm substrate 20 other than the portion where the diaphragm external electrode 27 is formed are removed, and the diaphragm is removed. External electrode 27 is formed. Further, subsequently, an electrode protection film (SiO 2) on the individual electrode external electrode 34 is formed.
In order to remove the film 35, for example, by performing SiO 2 dry etching using a gas mainly composed of CHF 3 , the nickel external electrode 3 of the electrode substrate 30 is formed.
4 is exposed. Here, the depth of the gap 32 between the diaphragm external electrode 27 and the individual electrode external electrode 34 is 0.5 μm.
m, since the thickness of the electrode 34 is 0.2 μm,
m.

【0054】この場合、振動板用外部電極27は高濃度
ボロン層22で形成しているので、金属を被膜しなくて
も、例えばFPCの電極とオーミック接触が得られるこ
とから、この段階で製造工程を完了することもできる。
ただし、ここでは、振動板用外部電極27上に金属を被
膜した方がより好ましいので、図10(c)に示すよう
に、振動板用外部電極27のみに金属被膜されるように
パターンを形成したデポ用メタルマスク37をセット
し、金28等を例えば抵抗加熱蒸着法で成膜し、製造工
程を完了している。
In this case, since the diaphragm external electrode 27 is formed of the high-concentration boron layer 22, an ohmic contact with, for example, an FPC electrode can be obtained without coating a metal. The process can be completed.
However, in this case, it is more preferable that the metal is coated on the diaphragm external electrode 27. Therefore, as shown in FIG. 10C, the pattern is formed such that only the diaphragm external electrode 27 is coated with metal. The deposited metal mask 37 is set, and gold 28 and the like are formed by, for example, a resistance heating vapor deposition method, thereby completing the manufacturing process.

【0055】これによって、振動板25と同じ厚さの振
動板用外部電極27を振動板25と同一平面上に設け、
この振動板用外部電極27と複数の電極33の個別電極
用外部電極34との段差を2μm以内にしたインクジェ
ットヘッド(アクチュエータ部)を得ることができる。
Thus, the diaphragm external electrode 27 having the same thickness as the diaphragm 25 is provided on the same plane as the diaphragm 25,
An inkjet head (actuator section) can be obtained in which the step between the diaphragm external electrode 27 and the individual electrode external electrodes 34 of the plurality of electrodes 33 is within 2 μm.

【0056】このように、振動板用外部電極を振動板と
同一平面に設けることによって、振動板用外部電極と個
別電極用外部電極との段差を小さくすることができ、小
さい段差内に、振動板用外部電極と個別電極用外部電極
が配置されるので、FPC等のリード線を含む接続手段
によって、振動板及び電極を容易に外部回路と接続する
ことができるようになる。
As described above, by providing the diaphragm external electrode on the same plane as the diaphragm, the step between the diaphragm external electrode and the individual electrode external electrode can be reduced, and the vibration can be reduced within the small step. Since the plate external electrode and the individual electrode external electrode are arranged, the diaphragm and the electrode can be easily connected to an external circuit by a connection means including a lead wire such as an FPC.

【0057】ここで、振動板と同じ厚さの振動板用外部
電極を振動板と同一平面に設け、個別電極用外部電極と
の段差を2μm以内にすることによって、振動板用外部
電極と個別電極用外部電極の段差が極めて小さくなり、
FPC等のリード線を含む接続手段を容易に接続するこ
とができ、振動板及び電極を容易に外部回路と接続する
ことができるようになる。
Here, the diaphragm external electrode having the same thickness as the diaphragm is provided on the same plane as the diaphragm, and the step between the diaphragm external electrode and the individual electrode external electrode is set within 2 μm. The step of the external electrode for electrodes is extremely small,
A connecting means including a lead wire such as an FPC can be easily connected, and the diaphragm and the electrode can be easily connected to an external circuit.

【0058】さらに、振動板用外部電極と個別電極用外
部電極とを略一列に配置することによって、振動板用外
部電極及び個別電極用外部電極を接続手段を用いて一括
して接続することができ、接続作業が容易になり、従来
のような先端部が2つに分岐した特殊な接続手段を用い
る必要もなくなってコストの増加を招くことがない。
Further, by arranging the external electrodes for the diaphragm and the external electrodes for the individual electrodes substantially in a line, the external electrodes for the diaphragm and the external electrodes for the individual electrodes can be collectively connected using the connection means. The connection work can be facilitated, and there is no need to use a special connection means having a tip portion branched into two as in the conventional case, so that there is no increase in cost.

【0059】なお、上記実施形態のようにして振動板外
部電極と個別電極用外部電極を形成した場合、振動板用
外部電極は個別電極用外部電極に対して振動板との対向
間隔(ここでは0.5μm)の段差内に位置することにな
る。振動板と電極の対向間隔は、振動板が変位できる距
離を保ちつつ、出来るだけ狭くした方が駆動電圧の低電
圧化が可能であるために実用的な範囲として2μm以内
の範囲で形成することが好ましく、従って、振動板用外
部電極と個別電極用外部電極も容易に2μm以内の段差
内にすることができる。
When the diaphragm external electrode and the individual electrode external electrode are formed as in the above embodiment, the diaphragm external electrode is opposed to the diaphragm with respect to the individual electrode external electrode. 0.5 μm). The opposing distance between the diaphragm and the electrode should be formed within a practical range of 2 μm or less as the driving voltage can be reduced if the diaphragm is made as narrow as possible while maintaining the distance where the diaphragm can be displaced. Therefore, the external electrode for the diaphragm and the external electrode for the individual electrode can be easily set within the step of 2 μm or less.

【0060】この場合、振動板と振動板用外部電極を第
1の基板に形成し、電極及び個別電極用外部電極を第2
の基板に形成して、第1の基板のうち少なくとも第2の
基板の個別電極用外部電極に対応する領域を含む領域が
振動板用外部電極を残して除去されている構成とするこ
とによって、第1の基板と第2の基板とを接合した後に
振動板を形成することができるので、接合不良や振動板
の破損による歩留りの低下を回避することができ、しか
も振動板用外部電極の形成と個別電極用外部電極の露出
を同時に行なうことができる。
In this case, the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed on the first substrate, and the electrode and the external electrode for the individual electrode are formed on the second substrate.
By forming a region including at least a region corresponding to the external electrode for an individual electrode of the second substrate of the first substrate is removed while leaving the external electrode for the diaphragm, Since the diaphragm can be formed after the first substrate and the second substrate are joined, it is possible to avoid a decrease in yield due to poor bonding or breakage of the diaphragm, and to form an external electrode for the diaphragm. And the external electrodes for individual electrodes can be simultaneously exposed.

【0061】また、上述したように、振動板及び振動板
用外部電極を形成する第1の基板と電極及び個別電極用
外部電極を形成する第2の基板とを、振動板と電極との
間で所定の間隔を設けて接合した後、第1の基板に振動
板を形成するときに、この第1の基板のうち、少なくと
も第2の基板の複数の個別電極用外部電極を含む領域に
対応する領域及び振動板用外部電極を形成する部分を含
む振動板と同じ厚さのコンタクト部をエッチングで形成
し、このコンタクト部のうちの振動板用外部電極を形成
する部分以外の部分を除去して、振動板用外部電極を形
成することによって、工程増加を招くことなく、振動板
と同じ厚さの振動板用外部電極を振動板と同一平面に設
けて個別電極用外部電極との段差を2μm以内にし、F
PC等のリード線を含む接続手段によって容易に外部回
路と接続することができるインクジェットヘッドを得る
ことができる。
As described above, the first substrate on which the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed and the second substrate on which the electrode and the external electrode for the individual electrode are formed are placed between the diaphragm and the electrode. After forming the diaphragm on the first substrate after bonding at a predetermined interval, the first substrate corresponds to at least a region of the second substrate including the plurality of external electrodes for individual electrodes. A contact portion having the same thickness as the diaphragm including the region to be formed and the portion for forming the diaphragm external electrode is formed by etching, and portions of the contact portion other than the portion for forming the diaphragm external electrode are removed. By forming the diaphragm external electrode, the diaphragm external electrode having the same thickness as the diaphragm is provided on the same plane as the diaphragm without increasing the number of steps, and the step between the diaphragm external electrode and the individual electrode external electrode is reduced. Within 2 μm, F
It is possible to obtain an ink jet head that can be easily connected to an external circuit by connecting means including a lead wire such as a PC.

【0062】この場合、第1の基板として単結晶シリコ
ン基板、第2の基板としてガラス基板を用いて、第2の
基板に凹部を形成し、振動板と電極との間で所定の間隔
が形成される状態にして、第1の基板と第2の基板とを
陽極接合することで、第1の基板と第2の基板を接合す
ることもでき、或いは、第1の基板にSiO2膜のギャッ
プスペーサを形成し、振動板と電極との間で所定の間隔
が形成される状態にして、第1の基板と第2の基板とを
接合することもでき、いずれの場合にも上述した工程増
加を招くことなく、接続手段によって容易に外部回路と
接続することができるインクジェットヘッドを得ること
ができる。
In this case, a single crystal silicon substrate is used as the first substrate and a glass substrate is used as the second substrate, and a concave portion is formed in the second substrate, and a predetermined space is formed between the diaphragm and the electrode. in the condition being, the first substrate and the second substrate by anodic bonding, it can also joining the first substrate and the second substrate, or the SiO 2 film on the first substrate The first substrate and the second substrate can be joined by forming a gap spacer so that a predetermined interval is formed between the vibration plate and the electrode. It is possible to obtain an ink jet head that can be easily connected to an external circuit by the connecting means without increasing the number of ink jet heads.

【0063】また、第1の基板及び第2の基板としてい
ずれも単結晶シリコン基板を用いて、記第1の基板又は
第2の基板、或いは第1の基板及び第2の基板のいずれ
にも、SiO2膜のギャップスペーサを形成し、振動板と
電極との間で所定の間隔が形成される状態にして、第1
の基板と第2の基板とを直接接合することもでき、この
ようにしても、上述した工程増加を招くことなく、接続
手段によって容易に外部回路と接続することができるイ
ンクジェットヘッドを得ることができると共に、ガラス
基板を用いた場合に発生する恐れのある潜傷と称するエ
ッチング欠陥を回避でき、精度良く狭ギャップを作成す
ることができる。
Further, a single-crystal silicon substrate is used for both the first substrate and the second substrate, and the first substrate or the second substrate, or both the first substrate and the second substrate are used. , A SiO 2 film gap spacer is formed, and a predetermined space is formed between the diaphragm and the electrode.
Can be directly bonded to the second substrate, and even in this case, an ink jet head that can be easily connected to an external circuit by the connection means without incurring the above-described increase in the number of steps can be obtained. In addition, it is possible to avoid etching defects called latent scratches that may occur when a glass substrate is used, and to form a narrow gap with high accuracy.

【0064】次に、本発明の第2実施形態について説明
する。この第2実施形態においては、振動板形成の工程
までは上記第1実施形態と同様で、その後の外部電極形
成方法が異なっているのみであるので、図示を省略す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is the same as the first embodiment up to the step of forming the diaphragm, and only the method of forming the external electrodes thereafter is different.

【0065】すなわち、振動板用外部電極27に金属膜
を被膜する場合には、コンタクト部26へのSiエッチ
ングを行う前に、図10(c)に示すようなデポ用メタ
ルマスク37を用いて、コンタクト部26のうちの振動
板用外部電極27として残す部分に、Siエッチングに
対しエッチング耐性のある金属膜(保護膜)としての金
28を被膜し、その後、Si基板21のコンタクト部2
6をエッチングして振動板用外部電極27以外の部分を
除去することで、振動板用外部電極27を形成すると共
に個別電極用外部電極34の電極保護膜35を除去す
る。
That is, when a metal film is coated on the diaphragm external electrode 27, a metal mask 37 for deposition as shown in FIG. 10C is used before performing Si etching on the contact portion 26. A portion of the contact portion 26 to be left as the diaphragm external electrode 27 is coated with gold 28 as a metal film (protective film) having etching resistance to Si etching.
6 is etched to remove portions other than the diaphragm external electrode 27, thereby forming the diaphragm external electrode 27 and removing the electrode protection film 35 of the individual electrode external electrode 34.

【0066】これは、エッチング用メタルマスク36を
用いたSiドライエツチングではサンプルの構造上マス
ク下へのサイドエッヂが発生しやすくなり、振動板用外
部電極27を制御性良く残すことが難しくなることがあ
る。そこで、Siエッチングに対してエッチング耐性の
ある金属膜(保護膜)で前もって被膜しておくことによ
り、振動板用外部電極27のエッチングマージンが広が
る。
This is because, in the Si dry etching using the etching metal mask 36, side edges under the mask tend to occur due to the structure of the sample, and it becomes difficult to leave the diaphragm external electrode 27 with good controllability. There is. Therefore, by coating in advance with a metal film (protective film) having etching resistance to Si etching, the etching margin of the diaphragm external electrode 27 is increased.

【0067】この場合、シリコンエッチングに対しエッ
チング耐性のある金属としては、上述した金の他に、ア
ルミ、ニッケル等がある。また、金属膜を成膜するでき
るだけ直前にHF系のエッチング液で洗浄することが好
ましく、これにより、振動板用外部電極27と金属膜
(保護膜)間に自然酸化膜などの絶縁膜が介在する確率
を低くすることができ、より良好なオーミック接触を得
ることができる。
In this case, metals having etching resistance to silicon etching include aluminum, nickel and the like in addition to the above-described gold. Further, it is preferable to wash with a HF-based etchant as soon as possible before forming the metal film, so that an insulating film such as a natural oxide film is interposed between the diaphragm external electrode 27 and the metal film (protective film). The probability of contact can be reduced, and a better ohmic contact can be obtained.

【0068】このようにコンタクト部の振動板用外部電
極を形成する部分以外の部分を除去する工程の前に、振
動板用外部電極を形成する部分にエッチングに対して耐
性を有する保護膜を成膜することによって、保護膜を成
膜した部分は確実にエッチングされずに残るので、振動
板用外部電極を形成するためのコンタクト部のエッチン
グに対してエッチングマージンが増加し、また、金属膜
(保護膜)の成膜前にHF系のエッチング液で洗浄する
ことも可能になり、振動板用外部電極と金属膜との間に
絶縁膜が介在することを防止できて良好なオーミック接
触が可能になる。
Before the step of removing the portion of the contact portion other than the portion where the diaphragm external electrode is to be formed, a protective film having resistance to etching is formed on the portion where the diaphragm external electrode is to be formed. By forming the film, the portion on which the protective film is formed remains without being reliably etched, so that an etching margin is increased with respect to the etching of the contact portion for forming the diaphragm external electrode, and the metal film ( It is also possible to wash with an HF-based etchant before forming the protective film), preventing the insulating film from intervening between the external electrode for the diaphragm and the metal film, and enabling good ohmic contact. become.

【0069】次に、本発明の第3実施形態について図1
1及び図12を参照して説明する。なお、図11は振動
板基板に外部電極を形成した状態の上面図、図12は同
外部電極形成の製造工程を説明する図11のE−E線に
沿う断面説明図である。この第3実施形態においても、
振動板基板20のコンタクト部26へのSiエッチング
を行う前に、シリコンエッチングに対してエッチング耐
性のある保護膜(金属膜)で振動板用外部電極として残
す部分を含めてSi基板を被覆するようにしている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
1 and FIG. FIG. 11 is a top view showing a state in which external electrodes are formed on the diaphragm substrate, and FIG. 12 is a sectional view taken along line EE of FIG. 11 for explaining a manufacturing process of forming the external electrodes. Also in the third embodiment,
Before performing Si etching on the contact portions 26 of the diaphragm substrate 20, the Si substrate is covered with a protective film (metal film) having etching resistance to silicon etching, including a portion left as a diaphragm external electrode. I have to.

【0070】すなわち、まず、前記第1実施形態の図8
(b)の振動板形成の工程まで終了した後、金属膜を成
膜するできるだけ直前に、HF系のエッチング液で洗浄
した後、図11及び図12(a)に示すように、Si基
板21のコンタクト部26のうちのシリコン除去領域以
外の全面に金属が被膜されるようにパターンを形成した
デポ用メタルマスク38を用いて、保護膜としての金2
8を被膜する。
That is, first, FIG.
After the step of forming the diaphragm in (b), immediately after forming the metal film as much as possible, after cleaning with an HF-based etchant, the Si substrate 21 is removed as shown in FIGS. Using a metal mask for deposit 38 in which a pattern is formed so that the metal is coated on the entire surface of the contact portion 26 other than the silicon-removed region.
8 is coated.

【0071】次に、同図(b)に示すように、例えばS
6を主体とするガスを用いてSiドライエッチングをし
て振動板基板20のコンタクト部26のうちの振動板用
外部電極27を形成する部分以外の部分を除去する。引
き続き、電極基板30の個別電極用外部電極34上の保
護膜(SiO2膜)35を除去するために、例えばCHF
3を主体とするガスを用いてSiO2ドライエッチングを
行い、個別電極用外部電極34を露出させる。
Next, as shown in FIG.
Si dry etching is performed using a gas mainly composed of F 6 to remove portions of the contact portion 26 of the diaphragm substrate 20 other than the portion where the diaphragm external electrode 27 is formed. Subsequently, in order to remove the protective film (SiO 2 film) 35 on the individual electrode external electrode 34 of the electrode substrate 30, for example, CHF
The SiO 2 dry etching is performed using a gas mainly composed of 3 to expose the external electrodes 34 for individual electrodes.

【0072】このとき、上記第1、第2実施形態では、
エッチング用メタルマスク36を用いてエッチングを行
ってきたが、ここではエッチング耐性のある金28でコ
ンタクト部26のうちのシリコン除去領域以外の全面が
覆われているので、マスクレスでエッチングが可能とな
る。
At this time, in the first and second embodiments,
Although the etching has been performed using the etching metal mask 36, since the entire surface of the contact portion 26 other than the silicon removal region is covered with the gold 28 having etching resistance, etching can be performed without a mask. Become.

【0073】このように、コンタクト部の振動板用外部
電極形成する部分以外の部分を除去する工程の前に、第
1の基板のエッチングによる除去領域以外の領域にエッ
チングに対して耐性を有する保護膜を成膜する構成とす
ることによって、マスクレスでのエッチングが可能にな
り、マスクを一枚低減することができ、コスト低下や工
程短縮を図れ、アラインメントズレによる歩留まり低下
を抑制できる。
As described above, before the step of removing the portion of the contact portion other than the portion on which the diaphragm external electrode is to be formed, protection of the first substrate other than the portion removed by etching is performed. With a structure in which a film is formed, etching can be performed without a mask, the number of masks can be reduced by one, cost and process can be reduced, and reduction in yield due to misalignment can be suppressed.

【0074】また、振動板基板上に形成する液室材料と
して高剛性材料である金属系材料を用いる場合、エッチ
ング耐性のある金属膜として、共晶接合や圧着接合やは
んだ接合やろう付けなどにも用いられる材料を選択すれ
ば、振動板−液室接合プロセスの簡略化や接合の容易化
などの効果もある。上記条件に合う金属材料としては、
金、銀、鋼、ニッケル等がある。更に、化学的に安定な
金属でインクに接する部分が覆われているので、インク
に浸食されることがなく、接液性が良いという効果もあ
る。
When a metal material which is a highly rigid material is used as a liquid chamber material formed on the diaphragm substrate, a metal film having an etching resistance may be used for eutectic bonding, pressure bonding, solder bonding, brazing, or the like. If a material to be used is also selected, there are effects such as simplification of the diaphragm-liquid chamber joining process and facilitation of joining. As a metal material meeting the above conditions,
There are gold, silver, steel, nickel and the like. Further, since the portion in contact with the ink is covered with a chemically stable metal, there is an effect that the ink is not eroded and the liquid contact property is good.

【0075】次に、本発明の第4実施形態について参照
して説明する。この実施形態においては、エッチング用
メタルマスク37を用いずに、マスクレスでエッチング
を可能にした他の例である。すなわち、前述した図9及
び図10に示すように、振動板25(開口部)の短辺を
x、コンタクト部26(開口部)の短辺をy、振動板用
Si基板21の厚さをaとするとき、図10(b)に示
されるような構造において、コンタクト部26をエッチ
ングをする場合、Si基板の厚さaが厚いので(通常数
百μm)マイクロローデイング効果が顕著に現れる。出
願人のスタンダードなRIE装置を用いて、コンタクト
部26の短辺yを変えたときには、a/yをアスペクト
比と考えると、Siの3μmエッチングの条件でアスペ
クト比0.3以下できれいにエツチオフされたが、アス
ペクト比0.6以上ではほとんどエッチングされなかっ
た。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is another example in which etching can be performed without using a metal mask 37 for etching without using a mask. That is, as shown in FIGS. 9 and 10, the short side of the diaphragm 25 (opening) is x, the short side of the contact part 26 (opening) is y, and the thickness of the diaphragm Si substrate 21 is When the contact portion 26 is etched in the structure as shown in FIG. 10B, the thickness a of the Si substrate is large (typically several hundred μm), and the microloading effect is remarkably exhibited. . When the short side y of the contact portion 26 is changed using the applicant's standard RIE apparatus, if a / y is considered as the aspect ratio, the silicon is etched off with an aspect ratio of 0.3 or less under Si 3 μm etching conditions. However, when the aspect ratio was 0.6 or more, almost no etching was performed.

【0076】その結果、エッチング条件や装置の違いや
エッチングマージンなどを考慮すると、少なくともa/
x>1、a/y<1の関係を充足する構成に振動板用Si
基21が形成されている場合には、マスクレスでエッチ
ングが可能であることを確認している。上記の関係式は
スタンダードなRIE装置にはほぼあてはまるが、最近
量産装置としても導入が進んでいる高密度プラズマエッ
チング装置にはあてはまらないものと思われる。
As a result, at least a / a
A configuration that satisfies the relationship of x> 1, a / y <1
When the base 21 is formed, it has been confirmed that etching can be performed without a mask. The above relational expression is almost applicable to a standard RIE apparatus, but is not considered to apply to a high-density plasma etching apparatus which has recently been introduced as a mass production apparatus.

【0077】ただし、高密度ブラズマエッチング装置は
スタンダードなRIE装置に比べ非常に高価であるため
に、安価で量産実績のあるスタンダードなRIE装置
で、マスクレスでエッチング可能なのはコスト低減に効
果的である。また、高密度プラズマのエッチングチャン
バーとスタンダードなRIEのエッチングチャンバーを
兼ね備えた装置ならば、振動板25のエッチングを高密
度プラズマで行い、コンタクト部26のエッチングをス
タンダードなRIEで行うような組み合わせも考えられ
る。
However, since a high-density plasma etching apparatus is much more expensive than a standard RIE apparatus, a standard RIE apparatus which is inexpensive and has a good track record of mass production and which can be etched without a mask is effective in reducing costs. . If the apparatus has both a high-density plasma etching chamber and a standard RIE etching chamber, a combination in which the diaphragm 25 is etched by high-density plasma and the contact portion 26 is etched by standard RIE is also considered. Can be

【0078】なお、コンタクト部26中に形成する振動
板用外部電極27については、コンタクト部26のエッ
チングを行なう前にシリコンエッチングに対しエッチン
グ耐性のある金属膜を被膜しておくことは言うまでもな
い。
It is needless to say that the diaphragm external electrode 27 formed in the contact portion 26 is coated with a metal film having etching resistance to silicon etching before the contact portion 26 is etched.

【0079】このように、振動板の開口部の短辺をx、
コンタクト部の短辺をy、第1基板の厚さをaとしたと
き、少なくとも(a/x)>1、(a/y)<1の関係
を充足する構成とすることにより、コンタクト部のエッ
チングをマスクレスで行なうことができ、マスクを1枚
低減することができてコスト低下や工程の短縮を図るこ
とができ、アライメントズレによる歩留り低下を抑制す
ることができる。さらに、コンタクト部のエッチング時
に発生するおそれがあるマスク下へのサイドエッチや液
室部材との接合面の汚れなどを防止できる。
As described above, the short side of the opening of the diaphragm is x,
Assuming that the short side of the contact portion is y and the thickness of the first substrate is a, at least the relationship of (a / x)> 1 and (a / y) <1 is satisfied. Etching can be performed without a mask, the number of masks can be reduced by one, cost and process can be reduced, and reduction in yield due to misalignment can be suppressed. Further, it is possible to prevent side etching under the mask and contamination of the joint surface with the liquid chamber member, which may occur when the contact portion is etched.

【0080】次に、本発明の第5実施形態について図1
3及び図14を参照して説明する。なお、図13は振動
板基板に外部電極を形成した状態の上面図、図14は同
外部電極形成の製造工程を説明する図13のF−F線に
沿う断面説明図である。この実施形態は、コンタクト部
26中に形成する振動板用外部電極27を寸法の制御性
良く形成できるようにしたものである。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
3 and FIG. FIG. 13 is a top view showing a state in which external electrodes are formed on the diaphragm substrate, and FIG. 14 is a sectional view taken along the line FF of FIG. 13 for explaining a manufacturing process for forming the external electrodes. In this embodiment, the diaphragm external electrode 27 formed in the contact portion 26 can be formed with good dimensional controllability.

【0081】すなわち、まず、図14(a)に示すよう
に、振動板用外部電極27とこの振動板用外部電極27
に最も隣接する個別電極用外部電極34(これを符号
「34A」で示す。)との間に、振動板25形成時のエ
ッチングを施さないように、エッチングマスクであるL
PCVD−SiN膜23をもパターニングしておき、そ
の後、同図(b)に示すように振動板用のSi基板21
のエッチングを行って振動板25及びコンタクト部26
を形成する。これによって、振動板用外部電極27とこ
れに隣接する個別電極用外部電極34Aとの間にSiの
柱39が残存形成される。
That is, first, as shown in FIG. 14A, the diaphragm external electrode 27 and the diaphragm external electrode
The etching mask L is used to prevent the etching when forming the diaphragm 25 from being performed between the external electrode 34 for the individual electrode closest to the external electrode 34 (referred to as “34A”).
The PCVD-SiN film 23 is also patterned, and thereafter, as shown in FIG.
Of the diaphragm 25 and the contact portions 26
To form As a result, the pillars 39 of Si remain between the diaphragm external electrode 27 and the individual electrode external electrode 34A adjacent thereto.

【0082】そこで、同図(c)に示すようにデポ用メ
タルマスク37を用いて、振動板用外部電極27となる
部分に例えば金28を蒸着した後、同図(d)に示すよ
うにエッチング用マスク36を用いてコンタクト部26
のSiと個別電極用外部電極34のSiO2膜35を除去
する。
Therefore, after depositing, for example, gold 28 on the portion to be the external electrode 27 for the diaphragm using the metal mask 37 for deposit as shown in FIG. The contact portion 26 is formed using the etching mask 36.
And the SiO 2 film 35 of the external electrode for individual electrode 34 are removed.

【0083】このように、振動板用外部電極27とこれ
に隣接する個別電極用外部電極34Aとの間にSiの柱
39を形成することによって、振動板用外部電極27を
寸法精度良く形成することができる。すなわち、前記各
実施形態においては、振動板用外部電極27とこれに隣
接する個別電極用外部電極34Aとの間にSiの柱39
がなかったので、デポ用メタルマスク37に対する振動
板用外部電極27上に形成される金28の寸法の拡がり
が大きかった。
As described above, by forming the Si pillar 39 between the diaphragm external electrode 27 and the individual electrode external electrode 34A adjacent thereto, the diaphragm external electrode 27 is formed with high dimensional accuracy. be able to. That is, in each of the above-described embodiments, the Si pillar 39 is provided between the diaphragm external electrode 27 and the adjacent individual electrode external electrode 34A.
Therefore, the size of the gold 28 formed on the external electrode 27 for the diaphragm with respect to the metal mask 37 for deposition was greatly expanded.

【0084】この場合、隣接する個別電極用外部電極3
4A上にまで金28が成膜されると、その場所のSiが
貫通できなくなり、その個別電極用外部電極34Aが使
えなくなることになる。また、金28の寸法の拡がりを
許容する場合、隣接する個別電極用外部電極34Aとの
間隔を十分に確保しなければならず、ヘッドの面積が大
きくなってしまうことになる。このとき、金28の寸法
の拡がりを補正するためには、マスク寸法を、拡がりを
考慮して小さく設計する必要があり、マスク寸法が小さ
くなるにつれデポレートが減少し、成膜に時間がかかる
などの不都合を伴うことになる。
In this case, the adjacent external electrodes 3 for individual electrodes
When the gold 28 is formed on the 4A, the Si at that location cannot penetrate, and the external electrode 34A for the individual electrode cannot be used. In addition, if the expansion of the size of the gold 28 is allowed, a sufficient interval between the adjacent external electrodes for individual electrodes 34A must be ensured, and the area of the head becomes large. At this time, in order to correct the expansion of the dimension of the gold 28, it is necessary to design the mask dimension to be small in consideration of the expansion. As the mask dimension decreases, the deposition rate decreases, and it takes time to form a film. Inconvenience.

【0085】これに対して、本実施形態においては、マ
スクの変更なしに、振動板用外部電極27上にマスク寸
法通りの金28を形成することができる。また、エッチ
ング用メタルマスク36を用いたSiドライエッチング
でのエツチングマージンも広がる。
On the other hand, in the present embodiment, it is possible to form the gold 28 having the same size as the mask on the diaphragm external electrode 27 without changing the mask. Further, the etching margin in the Si dry etching using the etching metal mask 36 is also widened.

【0086】このように、第1の基板をエッチングする
ときにコンタクト部のうちの振動板用外部電極を形成す
る部分とこれに隣接する個別電極用外部電極の間の部分
を残すことによって、コンタクト部中に形成する振動板
用外部電極への金属の成膜時やエッチング時においてマ
スクの密着性が向上し、振動板用外部電極を制御性良く
形成することができる。
As described above, when the first substrate is etched, the portion of the contact portion where the external electrode for the diaphragm is formed and the portion between the external electrode for the individual electrode adjacent to the portion are left. The adhesiveness of the mask is improved at the time of metal film formation or etching on the diaphragm external electrode formed in the portion, and the diaphragm external electrode can be formed with good controllability.

【0087】この場合、図13及び図14に示すよう
に、振動板25の短辺をx、コンタクト部26の短辺を
y、振動板用外部電極27の短辺をz、振動板用Si基
板21の厚さをaとしたとき、前記第4実施形態で説明
したように、少なくともa/x>1、a/z>1、a/y
<1の関係を満たすような構成に振動板用Si基板21
が形成されている場合にはマスクレスでのエッチングが
可能になる。この場合、振動板用外部電極27に金28
を蒸着しなくても、Siドライエッチング時に振動板用
外部電極27が残るので、金28を蒸着する工程はなく
ても良い。
In this case, as shown in FIGS. 13 and 14, x is the short side of the diaphragm 25, y is the short side of the contact portion 26, z is the short side of the external electrode 27 for the diaphragm, and Si is the diaphragm for the diaphragm. Assuming that the thickness of the substrate 21 is a, at least a / x> 1, a / z> 1, a / y as described in the fourth embodiment.
<Si substrate 21 for diaphragm in a configuration that satisfies <1>
Is formed, maskless etching becomes possible. In this case, gold 28 is applied to the external electrode 27 for the diaphragm.
If the Si is not dry-deposited, the diaphragm external electrode 27 remains during the Si dry etching, so that the step of depositing the gold 28 may be omitted.

【0088】したがって、マスクを2枚低減することが
でき、コスト低下や工程短縮を図れ、アラインメントズ
レによる歩留まり低下を抑制できるなどの効果が得られ
る。ただし、Siの柱39の存在により、FPC等の圧
着時に多少圧着し難い可能性もあるが、圧着できないこ
とはないし、メリットのほうが大きい。
Therefore, it is possible to reduce the number of masks by two, to reduce the cost and the number of steps, and to suppress the reduction in yield due to misalignment. However, due to the presence of the pillars 39 of Si, there is a possibility that it is somewhat difficult to perform pressure bonding at the time of pressure bonding of FPC or the like, but there is no possibility that pressure bonding cannot be performed, and the merit is greater.

【0089】次に、本発明の第6実施形態について図1
5及び図16を参照して説明する。なお、図15は電極
基板の上面図、図16は同電極基板の製造工程を説明す
る図15のG−G線に沿う断面図である。この実施形態
は、電極基板にSi基板を用いて、電極としてN型又は
P型の不純物層を形成したものである。なお、振動板用
Si基板の作製方法は上記第1乃至第5実施形態で説明
したのと同様である。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
5 and FIG. FIG. 15 is a top view of the electrode substrate, and FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line GG of FIG. 15 for explaining a manufacturing process of the electrode substrate. In this embodiment, an Si substrate is used as an electrode substrate, and an N-type or P-type impurity layer is formed as an electrode. The method for manufacturing the Si substrate for the diaphragm is the same as that described in the first to fifth embodiments.

【0090】まず、図16(a)に示すように、Si基
板40上にギヤツプスペーサとなるSiO2膜41を熱酸
化膜法で例えば0.5μm形成した後、パターニングす
る。そして、同図(b)に示すように、振動板基板のコ
ンタクト部26に形成する金属の支持台となるSiO2
42を熱酸化膜法で例えば0.2μm形成した後、フト
レジスト43でパターニングして不純物層を形成する箇
所のSiO2膜42を除去し、引き続き、例えばリンを注
入してN型不純物層44を形成する(P型不純物層を形
成することもできる。)。
First, as shown in FIG. 16A, an SiO 2 film 41 serving as a gap spacer is formed on the Si substrate 40 by, for example, 0.5 μm by a thermal oxide film method, and then patterned. Then, as shown in FIG. 3B, a SiO 2 film 42 serving as a metal support formed on the contact portion 26 of the diaphragm substrate is formed by, for example, 0.2 μm by a thermal oxide film method, and then patterned by a photoresist 43. Then, the SiO 2 film 42 where the impurity layer is to be formed is removed, and then, for example, phosphorus is implanted to form an N-type impurity layer 44 (a P-type impurity layer can also be formed).

【0091】その後、同図(c)に示すように、N型不
純物層44の活性化を兼ねて、保護膜であるSiO2膜4
5を熱酸化方法で例えば0.1μm形成し、同図(d)
に示すように、N型不純物層44の所望の位置に接続孔
46を形成する。さらに、同図(e)に示すように金属
膜を成膜するが、後で800℃等の高温で直接接合をす
ることを考慮すると、金属膜としては耐熱性の高いTi
N膜47などが良い。引き続き、例えばプラズマCVD
法によるSiO2膜48を連続して形成し、酸化Si膜4
8とTiN膜47をパターニングする。
Thereafter, as shown in FIG. 10C, the SiO 2 film 4 serving as a protective film is also used to activate the N-type impurity layer 44.
5 is formed, for example, to have a thickness of 0.1 μm by a thermal oxidation method.
As shown in (1), a connection hole 46 is formed at a desired position of the N-type impurity layer 44. Further, as shown in FIG. 5E, a metal film is formed. However, considering that a direct bonding is performed later at a high temperature such as 800 ° C., Ti is highly heat-resistant as a metal film.
An N film 47 or the like is preferable. Subsequently, for example, plasma CVD
The SiO2 film 48 is continuously formed by the CVD method, and the SiO2 film 4 is formed.
8 and the TiN film 47 are patterned.

【0092】このときに形成されるPCVD−SiO2
48はコンタクト部26をエッチングする際のエッチン
グカバー膜の役目をする。このように形成された不純物
拡散層を電極とするSi基板電極は、高精度で狭ギャッ
プが形成でき、高品質の電極保護膜を備えているので、
高信頼性、高歩留まりの電極基板となる。
The PCVD-SiO 2 film 48 formed at this time functions as an etching cover film when the contact portion 26 is etched. Since the Si substrate electrode using the impurity diffusion layer formed as described above as an electrode can form a narrow gap with high precision and has a high-quality electrode protection film,
It becomes an electrode substrate with high reliability and high yield.

【0093】ただし、このように不純物層を電極とする
場合には問題点もある。これを図17及び図18を参照
して説明する。図17に示す最終工程後の上面図におい
てH−H線に沿った断面で接続孔46の場所を拡大する
と、図18に示すようになる。
However, when the impurity layer is used as an electrode, there is a problem. This will be described with reference to FIGS. FIG. 18 shows an enlarged view of the location of the connection hole 46 in a cross section taken along line HH in the top view after the final step shown in FIG.

【0094】この図18(a)に示すように、接続孔4
6の周辺部分では段差があるためにステップカバレッジ
が悪く、TiN膜47やPCVD−SiO2膜48の膜厚
が薄くなっていることが分る。しかも、PCVD−Si
2膜48は、熱酸化膜のように繊密な膜ではないの
で、微小なピンホールが生じていたり、ステップ部の膜
質が悪くなるなどする。直接接合前の基板洗浄として、
アンモニア過水や硫酸通水などで洗浄する場合などに
は、PCVD−SiO2膜48が多少エッチングされてし
まい、場合によってはステップ部のPCVD−SiO2
48が完全に除去されてしまうことがある。
As shown in FIG. 18A, the connection hole 4
It can be seen that the step coverage is poor in the peripheral portion of 6 due to the steps, and the TiN film 47 and the PCVD-SiO 2 film 48 are thin. Moreover, PCVD-Si
Since the O 2 film 48 is not a dense film like a thermal oxide film, minute pinholes are generated or the film quality of the step portion is deteriorated. As substrate cleaning before direct bonding,
In the case of cleaning with aqueous ammonia, sulfuric acid, or the like, the PCVD-SiO 2 film 48 is slightly etched, and in some cases, the PCVD-SiO 2 film 48 in the step portion may be completely removed. is there.

【0095】このような箇所が振動板基板のコンタクト
部26に現れていると、コンタクト部26のSiエッチ
ングの際にTiN膜47はもとよりN型不純物層44ま
でエッチングされてしまうおそれがあり、このように状
態になると、接合リークが増大してしまい、電極として
の機能を果たすのが困難となる。
If such a portion appears in the contact portion 26 of the diaphragm substrate, the contact portion 26 may be etched not only to the TiN film 47 but also to the N-type impurity layer 44 during the Si etching. In such a state, junction leakage increases, and it becomes difficult to perform the function as an electrode.

【0096】そこで、図17に示すように、振動板25
と対向する箇所にはN型不純物層44を、コンタクト部
26にはシート状のTiN膜47のみを形成し、N型不
純物層44とTiN膜47の接続孔46は、振動板25
とコンタクト部26の間に形成した構成にすることによ
って、上述したような問題点を解決することができる。
Therefore, as shown in FIG.
An N-type impurity layer 44 is formed at a position facing the substrate, and only a sheet-shaped TiN film 47 is formed at the contact portion 26. A connection hole 46 between the N-type impurity layer 44 and the TiN film 47 is
The above-described problem can be solved by employing a configuration formed between the contact portion 26 and the contact portion 26.

【0097】このように、第2の基板に形成する電極の
振動板に対向する部分にはP型又はN型不純物層を形成
し、コンタクト部には耐熱性の高い耐熱膜をシート状に
形成し、両者の間に不純物層と金属膜との接続孔を配置
した電極構成とすることによって、コンタクト部のエッ
チングの際にSi基板に到達するようなオーバーエッチ
ングの発生を防ぐことができ、電極基板の信頼性が向上
する。
As described above, a P-type or N-type impurity layer is formed on the portion of the electrode formed on the second substrate facing the diaphragm, and a heat-resistant film having high heat resistance is formed on the contact portion in a sheet shape. By adopting an electrode configuration in which a connection hole between the impurity layer and the metal film is arranged between the two, it is possible to prevent the occurrence of over-etching that reaches the Si substrate when the contact portion is etched. The reliability of the substrate is improved.

【0098】次に、本発明を適用した他のインクジェッ
トヘッドについて図19乃至図21を参照して説明す
る。なお、図19は同インクジェットヘッドの図21の
I−I線に沿う断面説明図、図20は同ヘッドの図21
のJ−J線に沿う断面説明図、図21は同ヘッドの平面
説明図、図22は図21からノズルユニットを除いた状
態の平面説明図である。
Next, another ink jet head to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a cross-sectional explanatory view of the ink jet head taken along the line II of FIG. 21, and FIG.
21, FIG. 21 is a plan view of the same head, and FIG. 22 is a plan view of FIG. 21 excluding the nozzle unit.

【0099】このインクジェットヘッドは、単結晶シリ
コン基板、多結晶シリコン基板、SOI基板などのシリ
コン基板を用いた第1の基板である振動板/液室基板
(上述したインクジェットヘッドの振動板基板1に相当
する。)51と、この振動板/液室基板51の下側に設
けたシリコン基板を用いた第2の基板である電極基板5
2と、振動板/液室基板1の上側に設けたノズルユニッ
ト53とを備え、ノズルユニット53は流路形成板5
4、共通インク室形成板55及びノズル板56からな
り、複数のインク滴を吐出するノズル孔57、各ノズル
孔57が連通するインク流路である吐出室58、各吐出
室58にインク供給路を兼ねた流体抵抗部59を介して
連通する共通インク室60及びノズル孔57と吐出室5
8とを連通するノズル連通路61などを形成している。
This ink-jet head is a diaphragm / liquid chamber substrate (first substrate using a silicon substrate such as a single-crystal silicon substrate, a polycrystalline silicon substrate, or an SOI substrate). And an electrode substrate 5 which is a second substrate using a silicon substrate provided below the diaphragm / liquid chamber substrate 51.
2 and a nozzle unit 53 provided above the vibration plate / liquid chamber substrate 1.
4. A nozzle hole 57 for discharging a plurality of ink droplets, comprising a common ink chamber forming plate 55 and a nozzle plate 56, a discharge chamber 58 which is an ink flow path communicating with each nozzle hole 57, and an ink supply path to each discharge chamber 58. The common ink chamber 60, the nozzle hole 57, and the discharge chamber 5 communicating with each other through the fluid resistance portion 59 also serving as
A nozzle communication passage 61 and the like communicating with the nozzle 8 are formed.

【0100】振動板/液室基板51には、吐出室58及
びこの吐出室58の壁面である底部をなす振動板(第1
の電極)65を形成する凹部66を形成している。そし
て、振動板65と同一平面に振動板用外部電極(共通電
極パッド部)67を設けている。振動板/液室基板51
は、上述したように、単結晶シリコン基板を用いた場
合、予め振動板厚さにボロンを注入してエッチングスト
ップ層となる高濃度ボロン層を形成し、電極基板52と
接合した後、凹部66などをKOH水溶液などのエッチ
ング液を用いて異方性エッチングし、このとき高濃度ボ
ロン層がエッチングストップ層となって振動板65と共
に振動板用外部電極67の部分が形成される。
The diaphragm / liquid chamber substrate 51 includes a discharge chamber 58 and a diaphragm (first
(Electrode) 65 is formed. The diaphragm external electrode (common electrode pad portion) 67 is provided on the same plane as the diaphragm 65. Vibrating plate / liquid chamber substrate 51
As described above, when a single crystal silicon substrate is used, a high-concentration boron layer serving as an etching stop layer is formed by injecting boron in advance to the thickness of the vibration plate, and is bonded to the electrode substrate 52. Are anisotropically etched using an etching solution such as a KOH aqueous solution. At this time, the high-concentration boron layer serves as an etching stop layer to form the diaphragm 65 and the diaphragm external electrode 67.

【0101】この振動板用外部電極(共通電極パッド
部)67は、上述したように振動板65と同じ厚さの例
えばSi基板に注入拡散した高濃度ボロン層などからな
り、この振動板用外部電極67の上面には第1金属層6
8を形成し、この第1金属層68上に第2金属層69を
形成している。
As described above, the diaphragm external electrode (common electrode pad portion) 67 is made of a high-concentration boron layer or the like having the same thickness as the diaphragm 65 and injected and diffused into a Si substrate. The first metal layer 6 is formed on the upper surface of the electrode 67.
8 and a second metal layer 69 is formed on the first metal layer 68.

【0102】ここで、シリコンと接触する最下層の金属
層である第1金属層68にはSiとのオーミック性接触
を示す金属、例えばAl、Ti、Auなどを用いてい
る。また、最表面層である第2金属層69にはSiやS
iO2の反応性イオンエッチングに耐性を有するAl、
Ni、Pt、Au、TiNなどを用いている。この第2
金属層69としては特に実装でコーティングする有機膜
の溶剤に含まれるハロゲンによる腐食に耐えるAuやP
tなどが好ましい。なお、金属層は2層構造に代えて、
1層とすることも、3層以上とすることもできる。
Here, for the first metal layer 68, which is the lowermost metal layer in contact with silicon, a metal exhibiting ohmic contact with Si, for example, Al, Ti, Au or the like is used. The second metal layer 69, which is the outermost layer, is made of Si or S
Al having resistance to reactive ion etching of iO2,
Ni, Pt, Au, TiN or the like is used. This second
The metal layer 69 is made of Au or P which resists corrosion caused by halogen contained in a solvent of an organic film to be coated in mounting.
t and the like are preferable. Note that the metal layer is replaced with a two-layer structure,
One layer or three or more layers can be used.

【0103】一方、電極基板52にはギャップスペーサ
となるSiO2膜71を形成し、このSiO2膜71に形成
した凹部(ギャップ)72の底面に電極73を設け、こ
の電極73を延設して個別電極用外部電極(個別電極パ
ッド部)74を一体に設け、電極73の表面には酸化膜
やなどの電極保護膜である絶縁保護膜(パッシベーショ
ン酸化膜)75を成膜している。
On the other hand, an SiO 2 film 71 serving as a gap spacer is formed on the electrode substrate 52, an electrode 73 is provided on the bottom surface of a concave portion (gap) 72 formed in the SiO 2 film 71, and the electrode 73 is extended. External electrodes for individual electrodes (individual electrode pad portions) 74 are integrally provided, and an insulating protective film (passivation oxide film) 75 which is an electrode protective film such as an oxide film is formed on the surface of the electrode 73.

【0104】この場合、振動板65と同一平面に設けた
共通電極パッド部(振動板用外部電極)67と電極基板
52のギャップ72の底面に設けた個別電極パッド部
(個別電極用外部電極)74とは段差が2μm以内にな
り、また、略一列に配置される。なお、共通電極パッド
部(振動板用外部電極)67上に形成した金属層68,
69を含めて段差が2μm以内になることが好ましい。
In this case, the common electrode pad portion (external electrode for diaphragm) 67 provided on the same plane as the diaphragm 65 and the individual electrode pad portion (external electrode for individual electrode) provided on the bottom surface of the gap 72 of the electrode substrate 52. 74, the steps are within 2 μm, and are arranged substantially in a line. The metal layer 68 formed on the common electrode pad portion (external electrode for diaphragm) 67,
It is preferable that the step including 69 is within 2 μm.

【0105】ノズルユニット53の流路形成板54には
インク供給路59を形成する通孔及びノズル連通路61
を形成する通孔を、共通インク室形成板55には共通イ
ンク室60を形成する貫通孔及びノズル連通路61を形
成する通孔を、ノズル板56にはノズル孔57を形成し
ている。なお、ノズル板56の表面には撥水性処理を施
している。また、ノズルユニット53には共通インク室
60に外部からインクを供給するためのインク供給口部
76を設けている。
The passage forming plate 54 of the nozzle unit 53 has a through hole for forming an ink supply passage 59 and a nozzle communication passage 61.
Are formed in the common ink chamber forming plate 55, the through holes forming the common ink chamber 60 and the through holes forming the nozzle communication paths 61, and the nozzle plate 56 is formed with the nozzle holes 57. The surface of the nozzle plate 56 is subjected to a water-repellent treatment. Further, the nozzle unit 53 is provided with an ink supply port 76 for supplying ink to the common ink chamber 60 from outside.

【0106】このように、振動板用外部電極を振動板と
同一平面に設けることによって、振動板用外部電極と個
別電極用外部電極との段差を小さくすることができ、小
さい段差内に、振動板用外部電極と個別電極用外部電極
が配置されるので、FPC等のリード線を含む接続手段
によって、振動板及び電極を容易に外部回路と接続する
ことができるようになり、特に個別電極用外部電極との
段差を2μm以内にすることによって、一層FPC等の
リード線を含む接続手段を容易に接続することができ、
振動板及び電極を容易に外部回路と接続することができ
るようになる。
As described above, by providing the diaphragm external electrode on the same plane as the diaphragm, the step between the diaphragm external electrode and the individual electrode external electrode can be reduced, and the vibration can be reduced within the small step. Since the external electrode for the plate and the external electrode for the individual electrode are arranged, the diaphragm and the electrode can be easily connected to an external circuit by connecting means including a lead wire such as an FPC. By setting the step with the external electrode within 2 μm, connection means including a lead wire such as FPC can be more easily connected,
The diaphragm and the electrodes can be easily connected to an external circuit.

【0107】さらに、振動板用外部電極と個別電極用外
部電極とを略一列に配置することによって、振動板用外
部電極及び個別電極用外部電極を接続手段を用いて一括
して接続することができ、接続作業が容易になり、従来
のような特殊な接続手段を用いる必要もなくなってコス
トの増加を招くことがない。
Further, by arranging the external electrodes for the diaphragm and the external electrodes for the individual electrodes substantially in a line, the external electrodes for the diaphragm and the external electrodes for the individual electrodes can be connected collectively using the connection means. The connection work can be facilitated, and there is no need to use a special connection means as in the related art, so that the cost does not increase.

【0108】この場合、振動板と振動板用外部電極を第
1の基板に形成し、振動板用外部電極上には金属層を形
成することで、エッチングによって振動板と共に振動板
用外部電極を形成することが可能になり、或いは、実装
時の耐性を高めることができる。そして、この振動板用
外部電極部分の金属層は多層構造とすることで、エッチ
ング耐性と実装時の耐性の両者の得ることができる。こ
こで、多層構造の金属層の内の第1の基板と接触する層
にシリコンとオーミック性接触が可能な金属を用いるこ
とで接触抵抗を低減することができ、金属層の内の最表
面層にハロゲン系エッチング活性種に耐性を有する金属
を用いることで、コストを低減して且つエッチング耐性
を得ることができる。
In this case, the diaphragm and the diaphragm external electrode are formed on the first substrate, and a metal layer is formed on the diaphragm external electrode, so that the diaphragm is formed together with the diaphragm by etching. It can be formed, or the resistance during mounting can be increased. When the metal layer of the diaphragm external electrode portion has a multilayer structure, both etching resistance and resistance during mounting can be obtained. Here, the contact resistance can be reduced by using a metal capable of making ohmic contact with silicon for a layer in contact with the first substrate in the multi-layered metal layer, and the outermost surface layer of the metal layer can be reduced. By using a metal having resistance to the halogen-based etching active species, the cost can be reduced and the etching resistance can be obtained.

【0109】次に、このインクジェットヘッドの製造工
程について図23以降をも参照して説明する。なお、説
明では外部電極部(パッド部)を介して隣り合うチップ
の振動板用外部電極側付近のみ図示する。先ず、図23
を参照して振動板/液室基板と電極基板の接合までの工
程を説明する。同図(a)に示すように、電極基板とな
る単結晶シリコンウエハ81にウエット酸化プロセスな
どでギャップスペーサとなる熱酸化膜82を例えば2μ
m厚で形成する。
Next, the manufacturing process of this ink jet head will be described with reference to FIGS. In the description, only the vicinity of the vibrating plate external electrode of adjacent chips via the external electrode portion (pad portion) is illustrated. First, FIG.
The steps up to the joining of the diaphragm / liquid chamber substrate and the electrode substrate will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1A, a thermal oxide film 82 serving as a gap spacer is formed on a single crystal silicon wafer 81 serving as an electrode substrate by a wet oxidation process or the like, for example, with a thickness of 2.
It is formed with a thickness of m.

【0110】そして、同図(b)に示すように、フォト
リソグラフィを用いて有機レジスト膜をパターニング
し、緩衝フッ酸で酸化膜82をエッチングしてギャップ
となる凹部72を形成する。次いで、同図(c)に示す
ように、N2を添加したArでTiターゲットをスパッタ
してTiN膜を成膜し、TiN膜上にプラズマCVDで酸
化膜を成膜し、フォトリソグラフィで有機レジストをパ
ターニングした後酸化膜をエッチングし、アッシングす
る。さらに、過酸化水素とアンモニアの混合液でエッチ
ングして、電極73及び個別電極用外部電極74となる
TiN電極84を形成し、絶縁保護膜となる酸化膜85
で被覆する。
Then, as shown in FIG. 13B, the organic resist film is patterned by using photolithography, and the oxide film 82 is etched with buffered hydrofluoric acid to form a concave portion 72 serving as a gap. Next, as shown in FIG. 4C, a Ti target is sputtered with Ar to which N 2 is added to form a TiN film, an oxide film is formed on the TiN film by plasma CVD, and an organic film is formed by photolithography. After patterning the resist, the oxide film is etched and ashed. Further, etching is performed with a mixed solution of hydrogen peroxide and ammonia to form a TiN electrode 84 serving as the electrode 73 and the external electrode 74 for an individual electrode, and an oxide film 85 serving as an insulating protective film.
Cover with.

【0111】一方、同図(d)に示すように、振動板/
液室基板となる結晶面方位(110)の単結晶シリコン
ウエハ91に1E20cm-3以上の高濃度のボロン
(B)を振動板の厚みに対応した深さに拡散してボロン
拡散層92、93を形成する。なお、振動板/液室基板
に振動板厚さに対応したn形ドナー不純物を含んだ活性
層を有するSOIウエハを用いることもできる。
On the other hand, as shown in FIG.
Boron (B) having a high concentration of 1E20 cm −3 or more is diffused into a single crystal silicon wafer 91 having a crystal plane orientation (110) serving as a liquid chamber substrate to a depth corresponding to the thickness of the diaphragm, thereby forming boron diffusion layers 92 and 93. To form It is also possible to use an SOI wafer having an active layer containing an n-type donor impurity corresponding to the thickness of the diaphragm on the diaphragm / liquid chamber substrate.

【0112】そこで、同図(e)に示すように、シリコ
ンウエハ81にシリコンウエハ91を真空中で重ね、大
気解放後1000℃で加熱して、シリコンウエハ81、
91を直接接合する。
Therefore, as shown in FIG. 11E, the silicon wafer 91 is placed on the silicon wafer 81 in a vacuum, and heated to 1000.degree.
91 are directly joined.

【0113】次に、直接接合した後の外部電極形成まで
の工程について図24乃至図27を参照して説明する。
なお、図24は断面説明図、図25(a)は同図(b)
のK−K線に沿う断面説明図、同図(b)は平面説明
図、図26(a)は同図(b)のL−L線に沿う断面説
明図、同図(b)は平面説明図、図27(a)は同図
(c)のM−M線に沿う断面説明図、同図(b)は同図
(c)のN−N線に沿う断面説明図、同図(c)は平面
説明図である。
Next, steps up to the formation of the external electrode after the direct bonding will be described with reference to FIGS.
FIG. 24 is an explanatory cross-sectional view, and FIG.
26 (a) is a cross-sectional view taken along the line LL in FIG. 26 (b), and FIG. 26 (b) is a plan view. FIG. 27A is an explanatory cross-sectional view taken along line MM of FIG. 27C, and FIG. 27B is an explanatory cross-sectional view taken along line NN of FIG. (c) is an explanatory plan view.

【0114】先ず、図24に示すように、シリコンウエ
ハ91を研磨して振動板/液室基板51の厚さ(例えば
80μm)にし、SiN膜を熱CVDで成膜し、フォト
リソグラフィでパターニングし、SiN膜マスク94を
形成する。
First, as shown in FIG. 24, a silicon wafer 91 is polished to a thickness of the vibration plate / liquid chamber substrate 51 (for example, 80 μm), a SiN film is formed by thermal CVD, and patterned by photolithography. , A SiN film mask 94 is formed.

【0115】次いで、KOH水溶液でSiの異方性エッ
チングを行うことによって、図25に示すように、高濃
度ボロン層92でエッチング速度が急速に低下し、吐出
用凹部66と、高濃度ボロン層92の厚さで規定される
振動板65並びに振動板用外部電極67を形成するため
のコンタクト部96が形成される。なお、SOIウエハ
を用いた場合にはシリコンエッチングが進行し、酸化膜
でエッチングが停止することにより振動板及びコンタク
ト部を形成することができる。
Next, by performing anisotropic etching of Si with an aqueous KOH solution, as shown in FIG. 25, the etching rate is rapidly reduced in the high-concentration boron layer 92, and the discharge recess 66 and the high-concentration boron layer A contact portion 96 for forming the diaphragm 65 and the diaphragm external electrode 67 defined by a thickness of 92 is formed. Note that when an SOI wafer is used, silicon etching proceeds, and the etching stops at the oxide film, whereby a diaphragm and a contact portion can be formed.

【0116】そして、マルチターゲットのスパッタ装置
や多蒸着源の蒸着装置を用いてコンタクト部96のうち
の振動板用外部電極67となる部分の上に多層構造の金
属層を形成する。すなわち、図26に示すように、シリ
コンウエハ91上に隣り合うチップの振動板用外部電極
に対応する開口98aを有するにメタルマスク98を配
置し、第1金属層68を形成する。この第1金属層68
はシリコンウエハ91の高濃度ボロン層92に接するの
で、オーミック性接触を示す金属、例えば上述したよう
にAl、Ti、Auなどを用いる。
Then, a multi-layered metal layer is formed on a portion of the contact portion 96 which will become the diaphragm external electrode 67 using a multi-target sputtering apparatus or a multi-evaporation source evaporation apparatus. That is, as shown in FIG. 26, a metal mask 98 is arranged on a silicon wafer 91 so as to have an opening 98 a corresponding to a diaphragm external electrode of an adjacent chip, and a first metal layer 68 is formed. This first metal layer 68
Is in contact with the high-concentration boron layer 92 of the silicon wafer 91, so that a metal exhibiting ohmic contact, for example, Al, Ti, Au or the like as described above is used.

【0117】そして、この第1金属層68上に第2金属
層69を形成する。この第2金属層69としては、上述
したようにSiやSiO2の反応性イオンエッチングに
耐性を有するAl、Ni、Pt、Au、TiNなど、好
ましくは実装でコーティングする有機膜の溶剤に含まれ
るハロゲンによる腐食に耐えるAuやPtなどである。
Then, a second metal layer 69 is formed on the first metal layer 68. As the second metal layer 69, as described above, Al, Ni, Pt, Au, TiN, etc., which are resistant to reactive ion etching of Si or SiO 2 , are preferably contained in the solvent of the organic film to be coated by mounting. Au, Pt, and the like that resist corrosion by halogen.

【0118】このように金属層を多層構造とすること
で、通常の金属に比べて50〜100程度もコストの高
い貴金属の使用量を低減することができ、しかもシリコ
ンとのオーミック性接触を取ることができる。例えば、
Niは耐性に優れるものの、シリコンとのオーミック性
が取れないので、オーミック性の良好な金属をシリコン
との間に介在させることで、最表面層を安価な金属で形
成することができる。
By thus forming the metal layer in a multilayer structure, it is possible to reduce the amount of precious metal used, which is about 50 to 100 times more expensive than ordinary metals, and to make ohmic contact with silicon. be able to. For example,
Although Ni has excellent resistance, it does not have ohmic properties with silicon. Therefore, by interposing a metal with good ohmic properties between silicon and silicon, the outermost surface layer can be formed of an inexpensive metal.

【0119】そして、メタルマスク98を取り除くこと
によって、図27に示すようにコンタクト部96の振動
板用外部電極形成部分に第1、第2金属層101、10
2が積層成膜され、個別電極用外部電極74に対応する
領域がコンタクト部96で覆われた部材が得られる。
Then, by removing the metal mask 98, the first and second metal layers 101, 10 are formed on the portion of the contact portion 96 where the diaphragm external electrode is to be formed as shown in FIG.
2, a member is obtained in which the region corresponding to the individual electrode external electrode 74 is covered with the contact portion 96.

【0120】次に、ヘッドチップへの分割から個別電極
用外部電極部の形成までの工程について図28乃至図3
0を参照して説明する。なお、図28(a)は同図
(b)のO−O線に沿う断面説明図、同図(b)は平面
説明図、図29(a)は同図(b)のP−P線に沿う断
面説明図、同図(b)は平面説明図、図30(a)は同
図(c)のQ−Q線に沿う断面説明図、同図(b)は同
図(c)のR−R線に沿う断面説明図、同図(c)は平
面説明図である。
Next, steps from division into head chips to formation of external electrodes for individual electrodes will be described with reference to FIGS.
0 will be described. 28A is a cross-sectional explanatory view taken along line OO of FIG. 28B, FIG. 28B is a plan explanatory view, and FIG. 29A is a PP line of FIG. (B) is a plan view, FIG. 30 (a) is a cross sectional view taken along line QQ of FIG. 30 (c), and FIG. 30 (b) is a view of FIG. FIG. 3C is a cross-sectional explanatory view taken along the line RR, and FIG.

【0121】先ず、前述したシリコンウエハ81、91
を接合した部材にダイシングを行うことで、図28に示
すように、シリコンウエハ81、91を個々のヘッドチ
ップに分割することで、シリコンウエハ91から形成し
た振動板/液室基板51とシリコンウエハ81から形成
した電極基板52とを接合したヘッドチップが得られ
る。
First, the silicon wafers 81 and 91 described above are used.
As shown in FIG. 28, the silicon wafers 81 and 91 are divided into individual head chips by performing dicing on the member bonded to the silicon wafer 91 and the vibration plate / liquid chamber substrate 51 formed from the silicon wafer 91 and the silicon wafer. A head chip is obtained in which the electrode chip 52 and the electrode substrate 52 are joined.

【0122】このとき、振動板/液室基板51には上述
したような工程を経て振動板65、凹部66、コンタク
ト部96、コンタクト部96のうちの振動板用外部電極
(共通電極パッド部)となる部分に第1、第2金属層6
8、69が形成されている。一方、電極基板52には電
極73及び個別電極用外部電極(個別電極パッド部)7
4などが形成されている。そして、電極基板52の個別
電極用外部電極(個別電極パッド部)74上には振動板
/液室基板51のコンタクト部96にて覆われている。
At this time, the diaphragm / liquid chamber substrate 51 is subjected to the above-described steps to form the diaphragm 65, the concave portion 66, the contact portion 96, and the diaphragm external electrode (common electrode pad portion) of the contact portion 96. The first and second metal layers 6
8, 69 are formed. On the other hand, an electrode 73 and an external electrode for individual electrode (individual electrode pad portion) 7
4 and the like are formed. The external electrodes for individual electrodes (individual electrode pad portions) 74 of the electrode substrate 52 are covered with the contact portions 96 of the diaphragm / liquid chamber substrate 51.

【0123】このようにシリコンウエハで形成した後複
数のヘッドチップに分割することで低コスト化を図れ
る。そして、チップ化する際にダイシングを使用すると
ブレードを冷却するために水などの液体を用いるのが一
般的であり、コンタクト部96の領域で個別電極用外部
電極74に対応する領域の開口をダイシングの前に行う
と、デバイスのギャップ72内に冷却水が侵入して、振
動板65と個別電極73の貼り付きが発生するおそれが
あるので、コンタクト部96のうちの個別電極用外部電
極74に対応する領域を開口する前にダイシングを行っ
て各ヘッドチップに分割するようにしている。
By forming a silicon wafer and dividing it into a plurality of head chips as described above, the cost can be reduced. When dicing is used to form chips, a liquid such as water is generally used to cool the blade. Dicing is performed in the area of the contact portion 96 in the area corresponding to the external electrode 74 for individual electrodes. Since the cooling water may enter the gap 72 of the device and stick to the vibration plate 65 and the individual electrode 73, the external electrode 74 for the individual electrode of the contact portion 96 may be formed. Before opening the corresponding area, dicing is performed to divide each head chip.

【0124】その後、図29に示すように、エッチング
用治具(エッチングマスク)105に装着する。エッチ
ングマスク105としては、石英、アルミナなどのRI
E中にエッチングされて反応生成物が生じない物質のも
のを用いる。そして、シリコンのRIEを例えばSF6
の混合ガスなどのハロゲン系ガスでエッチングして、コ
ンタクト部96のうちの少なくとも個別電極用外部電極
74に対応する領域を開口し、TiN電極84からなる
個別電極用外部電極74上の酸化膜85をCH3の混合
ガスによりエッチングして個別電極用外部電極(TiN
膜84)74を露出させ、電極73上に酸化膜85から
なる絶縁保護膜75を残存させる。
Thereafter, as shown in FIG. 29, it is mounted on an etching jig (etching mask) 105. As the etching mask 105, RI such as quartz or alumina is used.
A substance which does not generate a reaction product when etched during E is used. Then, RIE of silicon is performed, for example, by SF 6
Is etched with a halogen-based gas such as a mixed gas of the above to open at least a region of the contact portion 96 corresponding to the external electrode 74 for an individual electrode. Is etched with a mixed gas of CH 3 to form an external electrode for an individual electrode (TiN).
The films 84) 74 are exposed, and an insulating protective film 75 made of an oxide film 85 is left on the electrode 73.

【0125】このように、エッチングマスクにエッチン
グプロセスでの生成物が生じない材質のものを用いるこ
とで、個別電極用外部電極74と接続手段との電気的接
続の信頼性を向上することができる。
As described above, the reliability of the electrical connection between the individual electrode external electrode 74 and the connection means can be improved by using an etching mask made of a material that does not generate a product in the etching process. .

【0126】ここで、マスクの材質と反応生成物の堆積
について確認したところ、表1に示すような結果が得ら
れた。なお、同表に示すように、ステンレスをフッ素樹
脂ライニングした場合にも堆積は見られなかった。
When the material of the mask and the deposition of the reaction product were confirmed, the results shown in Table 1 were obtained. As shown in the same table, no deposition was observed even when stainless steel was lined with a fluorine resin.

【0127】[0127]

【表1】 [Table 1]

【0128】以上のようにして酸化膜を除去すること
で、図30に示すようなヘッドチップが得られた。そこ
で、前述したように、振動板/液室基板51上のノズル
ユニット53をエポキシ系接着剤で接着接合し、FPC
を異方性導電膜を介して振動板用外部電極67の第2金
属層69表面及び個別電極用外部電極74表面に熱圧着
して接続する。このとき、振動板用外n部電極67及び
個別電極用外部電極74は略一列に並び段差も小さいの
で、分岐した特殊なFPCを用いることなく一括して圧
着することができる。
By removing the oxide film as described above, a head chip as shown in FIG. 30 was obtained. Therefore, as described above, the nozzle unit 53 on the vibration plate / liquid chamber substrate 51 is bonded and bonded with an epoxy-based adhesive.
Is connected to the surface of the second metal layer 69 of the external electrode 67 for diaphragm and the surface of the external electrode 74 for individual electrodes via an anisotropic conductive film. At this time, since the outer n-part electrode 67 for the diaphragm and the outer electrode 74 for the individual electrode are arranged substantially in a line and have a small step, they can be collectively crimped without using a special branched FPC.

【0129】なお、上記各実施形態においては、振動板
と電極とが平行に対向するインクジェットヘッドの例で
説明したが、振動板と電極とが非平行な状態で対向す
る、つまり、ギャップが断面形状で振動板側の辺と電極
側の辺が非平行になる形状、例えば、ギャップがリニア
に大きくなる形状、或いは曲面形状を有するインクジェ
ットヘッドにも同様に適用することができる。
In each of the above embodiments, the description has been made of the example of the ink jet head in which the diaphragm and the electrode face in parallel. However, the diaphragm and the electrode face in a non-parallel state, that is, the gap has a cross section. The present invention can be similarly applied to an ink jet head having a shape in which the side on the diaphragm side and the side on the electrode side are non-parallel, for example, a shape in which the gap increases linearly or a curved surface shape.

【0130】[0130]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1のインク
ジェットヘッドによれば、振動板用外部電極を振動板と
同一平面に設けたので、特殊なFPCを用いることなく
容易に外部回路と接続することができるようになる。
As described above, according to the ink jet head of the first aspect, since the external electrode for the diaphragm is provided on the same plane as the diaphragm, it can be easily connected to an external circuit without using a special FPC. Will be able to

【0131】請求項2のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、振
動板用外部電極と個別電極用外部電極との段差が2μm
以内である構成としたので、より容易に外部回路と接続
することができるようになる。
According to the ink jet head of claim 2, in the ink jet head of claim 1, the step between the diaphragm external electrode and the individual electrode external electrode is 2 μm.
Since the configuration is within the range, it is possible to more easily connect to an external circuit.

【0132】請求項3のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1又は2のインクジェットヘッドにおい
て、振動板用外部電極と個別電極用外部電極とを略一列
に配置したので、特殊なFPCを用いることなく容易に
外部回路と接続することができるようになる。
According to the ink jet head of the third aspect, in the ink jet head of the first or second aspect, the external electrodes for the diaphragm and the external electrodes for the individual electrodes are arranged substantially in a line, so that a special FPC is used. And it can be easily connected to an external circuit.

【0133】請求項4のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、振動板と振動板用外部電極を第1の基板
に形成し、電極及び個別電極用外部電極を第2の基板に
形成して、第1の基板のうち少なくとも第2の基板の個
別電極用外部電極に対応する領域を含む領域が振動板用
外部電極を残して除去されている構成としたので、接合
不良や振動板の破損による歩留りの低下を回避すること
ができ、しかも振動板用外部電極の形成と個別電極用外
部電極の露出を同時に行なうことができる。
According to the ink jet head of claim 4, in the ink jet head of any one of claims 1 to 3, the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed on the first substrate, and the electrode and the external electrode for the individual electrode are formed. An electrode is formed on the second substrate, and at least a region of the first substrate including a region corresponding to the individual electrode external electrode of the second substrate is removed leaving the diaphragm external electrode. Therefore, it is possible to avoid a decrease in yield due to poor bonding or breakage of the diaphragm, and it is possible to simultaneously form the diaphragm external electrodes and expose the individual electrodes.

【0134】請求項5のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、振動板と振動板用外部電極が第1の基板
に形成され、振動板用外部電極部分には金属層が形成さ
れている構成としたので、エッチング耐食性を向上する
ことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet head of any one of the first to third aspects, the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed on the first substrate. Has a structure in which a metal layer is formed, so that etching corrosion resistance can be improved.

【0135】請求項6のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項5のインクジェットヘッドにおいて、振
動板用外部電極部分の金属層は多層構造である構成とし
たので、耐食性の向上とコストの低減を図ることができ
るようになる。
According to the ink jet head of the sixth aspect, in the ink jet head of the fifth aspect, since the metal layer of the external electrode portion for the diaphragm has a multilayer structure, improvement of corrosion resistance and reduction of cost are achieved. Will be able to do it.

【0136】請求項7のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項6のインクジェットヘッドにおいて、金
属層の内の第1の基板と接触する層がシリコンとオーミ
ック性接触が可能な金属である構成としたので、接触抵
抗を低減することができる。
According to the ink jet head of claim 7, in the ink jet head of claim 6, the layer of the metal layer that contacts the first substrate is made of a metal that can make ohmic contact with silicon. Therefore, the contact resistance can be reduced.

【0137】請求項8のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項6又は7のインクジェットヘッドにおい
て、金属層のうちの最表面層がハロゲン系エッチング活
性種に耐性を有する金属である構成としたので、オーミ
ック性接触と耐食性を容易に得ることができる。
According to the ink jet head of claim 8, in the ink jet head of claim 6 or 7, the outermost surface layer of the metal layers is made of a metal having resistance to halogen-based etching active species. Ohmic contact and corrosion resistance can be easily obtained.

【0138】請求項9のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項1乃至8のいずれかのインクジ
ェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方
法であって、振動板及び振動板用外部電極を形成する第
1の基板と電極及び個別電極用外部電極を形成する第2
の基板とを、振動板と電極との間で所定の間隔を設けて
接合した後、第1の基板に前記振動板を形成するとき
に、この第1の基板のうち、少なくとも第2の基板の個
別電極用外部電極を含む領域に対応する領域及び振動板
用外部電極を形成する部分を含むコンタクト部を振動板
と同じ厚さに形成する工程と、コンタクト部のうちの振
動板用外部電極を形成する領域以外の領域を除去する工
程とを含む構成としたので、工程増加を招くことなく、
FPC等の接続手段を容易に接続することができる振動
板用外部電極を有するインクジェットヘッドを得ること
ができる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head according to any one of the first to eighth aspects, wherein the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed. A first substrate and a second substrate for forming electrodes and external electrodes for individual electrodes.
When the diaphragm is formed on the first substrate after bonding the substrate and the electrode with a predetermined interval between the diaphragm and the electrode, at least the second substrate of the first substrate is formed. Forming a contact portion including a region corresponding to the region including the individual electrode external electrode and a portion forming the diaphragm external electrode to have the same thickness as the diaphragm; and a diaphragm external electrode of the contact portion. And a step of removing a region other than the region in which is formed, without increasing the number of steps,
An inkjet head having a diaphragm external electrode to which connection means such as an FPC can be easily connected can be obtained.

【0139】請求項10のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項9の製造方法において、第1
の基板が単結晶シリコン基板からなり、第2の基板がガ
ラス基板からなり、第1の基板にSiO2膜のギャップス
ペーサを形成し、若しくは第2の基板に凹部を形成し
て、振動板と電極との間で所定の間隔が形成される状態
にして、第1の基板と第2の基板とを陽極接合する構成
としたので、工程増加を招くことなく、FPC等の接続
手段を容易に接続することができる振動板用外部電極を
有するインクジェットヘッドを得ることができる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the manufacturing method of the ninth aspect, the first
The substrate is made of a single crystal silicon substrate, the second substrate is made of a glass substrate, a gap spacer of an SiO 2 film is formed on the first substrate, or a recess is formed on the second substrate, and Since the first substrate and the second substrate are anodic-bonded in a state where a predetermined interval is formed between the electrodes, the connecting means such as FPC can be easily provided without increasing the number of steps. An inkjet head having a connectable diaphragm external electrode can be obtained.

【0140】請求項11のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項9の製造方法において、第1
の基板及び第2の基板がいずれも単結晶シリコン基板か
らなり、第1の基板及び/又は第2の基板にSiO2膜の
ギャップスペーサを形成し、振動板と電極との間で所定
の間隔が形成される状態にして、第1の基板と第2の基
板とを直接接合する構成としたので、工程増加を招くこ
となく、FPC等の接続手段を容易に接続することがで
きる振動板用外部電極を有するインクジェットヘッドを
得ることができると共に、精度の良い狭ギャップを形成
することができる。
According to the method of manufacturing an ink jet head of claim 11, in the manufacturing method of claim 9, the first
Both the first substrate and the second substrate are made of a single crystal silicon substrate, a gap spacer of an SiO 2 film is formed on the first substrate and / or the second substrate, and a predetermined distance is provided between the diaphragm and the electrode. Is formed so that the first substrate and the second substrate are directly bonded to each other, so that a connecting means such as an FPC can be easily connected without increasing the number of steps. An inkjet head having external electrodes can be obtained, and a narrow gap with high accuracy can be formed.

【0141】請求項12のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項9乃至11のいずれかの製造
方法において、コンタクト部の振動板用外部電極を形成
する部分以外の部分を除去する工程の前に、振動板用外
部電極を形成する部分にエッチングに対して耐性を有す
る保護膜を成膜する構成としたので、エッチングマージ
ンを増加し、良好なオーミック接触が可能になる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the manufacturing method of any one of the ninth to eleventh aspects, there is provided a method of removing a portion of the contact portion other than the portion for forming the diaphragm external electrode. Since a protective film having resistance to etching is formed beforehand on a portion where the diaphragm external electrode is to be formed, an etching margin is increased and good ohmic contact is possible.

【0142】請求項13のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項9乃至11のいずれかの製造
方法において、コンタクト部の振動板用外部電極を形成
する部分以外の部分を除去する工程の前に、第1の基板
のエッチングによる除去領域以外の領域にエッチングに
対して耐性を有する保護膜を成膜する構成としたので、
マスクレスでのエッチングが可能になって、コスト低
下、工程の短縮を図れ、歩留りの低下を抑制することが
でき、さらに、振動板基板上に形成する液室の接合が容
易になり、接液性も向上する。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method of any of the ninth to eleventh aspects, there is provided a method of removing a portion of the contact portion other than the portion for forming the diaphragm external electrode. Previously, since a protective film having resistance to etching was formed in a region other than the region removed by etching of the first substrate,
Maskless etching is possible, reducing costs and shortening the process, suppressing a reduction in yield, and further facilitating the joining of liquid chambers formed on the diaphragm substrate, The performance is also improved.

【0143】請求項14のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項12又は13の製造方法にお
いて、振動板の開口部の短辺をx、コンタクト部の短辺
をy、第1基板の厚さをaとしたとき、少なくとも(a
/x)>1、(a/y)<1の関係を充足する構成とし
たので、マスクレスでのエッチングが可能になって、コ
スト低下、工程の短縮を図れ、歩留りの低下を抑制する
ことができ、さらに、サイドエッチや振動板基板上に形
成する液室の接合面の汚れを防止できる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the manufacturing method of the twelfth or thirteenth aspect, x is the short side of the opening of the diaphragm, y is the short side of the contact, and y is the short side of the contact part. When the thickness is a, at least (a
(X)> 1 and (a / y) <1 are satisfied, so that maskless etching can be performed, cost can be reduced, process can be shortened, and reduction in yield can be suppressed. In addition, it is possible to prevent contamination of the joint surface of the liquid chamber formed on the side etch and the diaphragm substrate.

【0144】請求項15のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項9乃至14のいずれかの製造
方法において、第1の基板をエッチングするときにコン
タクト部のうちの振動板用外部電極を形成する部分とこ
れに隣接する個別電極用外部電極との間の部分を残す構
成としたので、振動板用外部電極を制御良く形成するこ
とができる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the manufacturing method of any one of the ninth to fourteenth aspects, when the first substrate is etched, the diaphragm external electrode of the contact part is etched. Since a portion between the portion to be formed and the external electrode for the individual electrode adjacent to the portion to be formed is left, the external electrode for the diaphragm can be formed with good control.

【0145】請求項16のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項15のインクジェットヘッド
の製造方法において、振動板の開口部の短辺をx、コン
タクト部の短辺をy、振動板用外部電極の短辺をz、第
1基板の厚さをaとしたとき、少なくとも(a/x)>
1、(a/z)>1、(a/y)<1の関係を充足する
構成としたので、マスクレスでのエッチングが可能にな
って、コスト低下、工程の短縮を図れ、歩留りの低下を
抑制することができる。
According to a method of manufacturing an ink jet head according to claim 16, in the method of manufacturing an ink jet head of claim 15, x is the short side of the opening of the diaphragm, y is the short side of the contact, When the short side of the external electrode is z and the thickness of the first substrate is a, at least (a / x)>
1, (a / z)> 1, and (a / y) <1 are satisfied, so that maskless etching can be performed, thereby reducing costs, shortening the process, and reducing the yield. Can be suppressed.

【0146】請求項17のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項9のインクジェットヘッドの
製造方法において、第2の基板に形成する電極の振動板
に対向する部分にはP型又はN型不純物層を形成し、コ
ンタクト部には耐熱性の高い耐熱膜をシート状に形成
し、両者の間に不純物層と金属膜との接続孔を配置した
電極構成とする構成としたので、電極基板の信頼性を向
上することができる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an ink jet head according to the ninth aspect, a portion of the electrode formed on the second substrate facing the diaphragm is a P-type or N-type. Since an impurity layer is formed, a heat-resistant film having high heat resistance is formed in a sheet shape in a contact portion, and a connection hole between the impurity layer and the metal film is arranged between the two, so that the electrode structure is adopted. Reliability can be improved.

【0147】請求項18のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項1乃至8のいずれかのインク
ジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造
方法であって、振動板及び振動板用外部電極を形成する
第1の基板となるシリコンウエハに電極及び個別電極用
外部電極を形成する第2の基板を接合した後、第1の基
板にエッチングで吐出室を含む流路パターンを形成する
ときに振動板と第2の基板の個別電極用外部電極を含む
領域に対応する領域及び振動板用外部電極を形成する部
分を含むコンタクト部とを残し、シリコンウエハを個々
のヘッドチップに切断した後、コンタクト部のうちの個
別電極用外部電極に対応する領域を除去する構成とした
ので、信頼性の高いインクジェットヘッドを低コストで
得ることができる。
According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an ink jet head according to any one of the first to eighth aspects, wherein the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed. After joining a second substrate forming electrodes and external electrodes for individual electrodes to a silicon wafer serving as a first substrate to be formed, a diaphragm is formed when a flow path pattern including a discharge chamber is formed by etching on the first substrate. The silicon wafer is cut into individual head chips, leaving a region corresponding to the region including the external electrode for the individual electrode of the second substrate and a contact portion including a portion for forming the external electrode for the diaphragm. Of these, the region corresponding to the external electrode for individual electrode is removed, so that a highly reliable inkjet head can be obtained at low cost.

【0148】請求項19のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項18の製造方法において、振
動板用外部電極を形成するときに、この振動板用外部電
極を形成する部分にシリコンに比較してエッチング速度
が遅い金属層を形成する構成としたので、第1の基板で
振動板用外部電極を形成するときに第1の基板が腐食す
ることを防止できる。
According to the method of manufacturing an ink jet head of the nineteenth aspect, in the manufacturing method of the eighteenth aspect, when the external electrode for the diaphragm is formed, the portion where the external electrode for the diaphragm is formed is compared with silicon. In this case, the metal layer having a low etching rate is formed, so that the first substrate can be prevented from being corroded when the diaphragm external electrode is formed on the first substrate.

【0149】請求項20のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項9乃至19のいずれかの製造
方法において、エッチングマスクとしてエッチングプロ
セスで生成物を生じない材質のエッチングマスクを用い
るので、接続手段との接続性の信頼性を向上することが
できる。
According to the method of manufacturing an ink jet head of claim 20, in the manufacturing method of any one of claims 9 to 19, an etching mask of a material that does not generate a product in an etching process is used as an etching mask. The reliability of the connection with the means can be improved.

【0150】請求項21のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項20の製造方法において、エ
ッチングマスクの材質が石英である構成としたので、接
続手段との接続性の信頼性を向上することができる。
According to the method of manufacturing an ink jet head of claim 21, in the manufacturing method of claim 20, since the material of the etching mask is quartz, the reliability of the connection with the connection means is improved. be able to.

【0151】請求項22のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記請求項21のインクジェットヘッド
の製造方法において、エッチングマスクの材質がアルミ
ナである構成としたので、接続手段との接続性の信頼性
を向上することができる。
According to the method of manufacturing an ink jet head of claim 22, since the material of the etching mask is alumina in the method of manufacturing an ink jet head of claim 21, reliability of the connection with the connecting means is improved. Can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用する静電気力型インクジェットヘ
ッドの基本構成を説明する断面説明図
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view illustrating a basic configuration of an electrostatic ink jet head to which the present invention is applied.

【図2】図1の平面説明図FIG. 2 is an explanatory plan view of FIG. 1;

【図3】本発明の第1実施形態を説明する振動板基板の
上面図
FIG. 3 is a top view of the diaphragm substrate for explaining the first embodiment of the present invention.

【図4】同振動板基板の製造工程を説明する図3のA−
A線に沿う断面説明図
FIG. 4A is a diagram illustrating a manufacturing process of the diaphragm substrate, and FIG.
Sectional explanatory view along line A

【図5】電極基板の上面図FIG. 5 is a top view of an electrode substrate.

【図6】同電極基板の製造工程を説明する図5のB−B
線に沿う断面説明図
FIG. 6 is a BB diagram of FIG. 5 for explaining a manufacturing process of the electrode substrate.
Cross-sectional explanatory view along the line

【図7】振動板基板と電極基板を接合して振動板を形成
したときの上面図
FIG. 7 is a top view when a diaphragm is formed by joining a diaphragm substrate and an electrode substrate.

【図8】同接合及び形成の製造工程を説明する図7のC
−C線に沿う断面説明図
FIG. 8C is a view for explaining a manufacturing process of the bonding and forming the same.
Sectional explanatory view along the -C line

【図9】外部電極を形成したときの上面図FIG. 9 is a top view when external electrodes are formed.

【図10】同外部電極形成の製造工程を説明する図9の
D−D線に沿う断面説明図
FIG. 10 is an explanatory sectional view taken along line DD of FIG. 9 for illustrating the manufacturing process of forming the external electrodes;

【図11】本発明の第3実施形態を説明する上面図FIG. 11 is a top view illustrating a third embodiment of the present invention.

【図12】同実施形態の製造工程を説明する図11のE
−E線に沿う断面説明図
FIG. 12E illustrates a manufacturing step according to the first embodiment.
Sectional explanatory view along line -E

【図13】本発明の第5実施形態を説明する上面図FIG. 13 is a top view illustrating a fifth embodiment of the present invention.

【図14】同実施形態の製造工程を説明する図13のF
−F線に沿う断面説明図
FIG. 14F is a view illustrating the manufacturing process of the same embodiment and is shown in FIG.
Sectional explanatory view along line -F

【図15】本発明の第6実施形態を説明する上面図FIG. 15 is a top view illustrating a sixth embodiment of the present invention.

【図16】同実施形態の製造工程を説明する図15のG
−G線に沿う断面説明図
FIG. 16 illustrates a manufacturing process according to the same embodiment;
Sectional explanatory view along the -G line

【図17】本発明の第6実施形態の他の例を説明する上
面図
FIG. 17 is a top view illustrating another example of the sixth embodiment of the present invention.

【図18】同実施形態の製造工程を説明する図17のH
−H線に沿う断面説明図
FIG. 18 is a sectional view H of FIG. 17 illustrating the manufacturing process of the embodiment;
Sectional explanatory view along line -H

【図19】本発明に係る他のインクジェットヘッドの図
21のI−I線に沿う断面説明図
FIG. 19 is an explanatory sectional view of another inkjet head according to the present invention, taken along line II of FIG. 21;

【図20】同ヘッドの図21のJ−J線に沿う断面説明
FIG. 20 is an explanatory cross-sectional view of the head taken along line JJ in FIG. 21;

【図21】同ヘッドの平面説明図FIG. 21 is an explanatory plan view of the head.

【図22】図21からノズルユニットを除いた状態の平
面説明図
FIG. 22 is an explanatory plan view showing a state where the nozzle unit is removed from FIG. 21;

【図23】同ヘッドの振動板/液室基板と電極基板の接
合までの工程を説明する説明図
FIG. 23 is an explanatory view illustrating a process of bonding the diaphragm / liquid chamber substrate and the electrode substrate of the head.

【図24】同じく直接接合した後の外部電極形成までの
工程を説明する断面説明図
FIG. 24 is a cross-sectional explanatory view illustrating a process until an external electrode is formed after the direct bonding.

【図25】同じく(a)は(b)のK−K線に沿う断面
説明図、(b)は平面説明図
25A is a cross-sectional explanatory view taken along the line KK of FIG. 25B, and FIG.

【図26】同じく(a)は(b)のL−L線に沿う断面
説明図、(b)は平面説明図
26 (a) is a cross-sectional view taken along line LL of FIG. 26 (b), and FIG. 26 (b) is a plan view.

【図27】同じく(a)は(c)のM−M線に沿う断面
説明図、(b)は(c)のN−N線に沿う断面説明図、
(c)は平面説明図
FIG. 27A is a cross-sectional explanatory view taken along the line MM of FIG. 27C, FIG. 27B is a cross-sectional explanatory view taken along the line NN of FIG.
(C) is an explanatory plan view

【図28】同じく(a)はヘッドチップへの分割から個
別電極用外部電極部の形成までの工程を説明する(b)
のO−O線に沿う断面説明図、(b)は平面説明図
FIG. 28 (a) similarly illustrates steps from division into a head chip to formation of an external electrode portion for an individual electrode (b).
(B) is a plan explanatory view along the line OO of FIG.

【図29】同じく(a)は(b)のP−P線に沿う断面
説明図、(b)は平面説明図
29A is a cross-sectional view taken along the line PP of FIG. 29B, and FIG. 29B is a plan view.

【図30】同じく(a)は同図(c)のQ−Q線に沿う
断面説明図、(b)は(c)のR−R線に沿う断面説明
図、(c)は平面説明図
30 (a) is a sectional view taken along line QQ in FIG. 30 (c), FIG. 30 (b) is a sectional view taken along line RR in FIG. 30 (c), and FIG.

【符号の説明】 1…第1の基板、2…蓋部材、3…電極基板、5…ノズ
ル孔、7…吐出室、10…振動板、16…電極、20…
振動板基板、21…Si基板(第1の基板)、25…振
動板、26…コンタクト部、27…振動板用外部電極、
28…金、30…電極基板、31…ガラス基板、32…
ギャップ、33…電極、34…個別電極用外部電極、3
5…保護膜、39…柱、51…振動板/液室基板、52
…電極基板、53…ノズルユニット、57…ノズル孔、
58…吐出室、65…振動板、67…振動板用外部電
極、68…第1金属層、69…第2金属層、73…電
極、74…個別電極用外部電極、81、91…シリコン
ウエハ。
[Description of Signs] 1 ... first substrate, 2 ... cover member, 3 ... electrode substrate, 5 ... nozzle hole, 7 ... discharge chamber, 10 ... vibrating plate, 16 ... electrode, 20 ...
Diaphragm board, 21: Si substrate (first substrate), 25: diaphragm, 26: contact portion, 27: external electrode for diaphragm,
28 ... gold, 30 ... electrode substrate, 31 ... glass substrate, 32 ...
Gap, 33 ... electrode, 34 ... external electrode for individual electrode, 3
5: protective film, 39: pillar, 51: diaphragm / liquid chamber substrate, 52
... electrode substrate, 53 ... nozzle unit, 57 ... nozzle hole,
58 discharge chamber, 65 diaphragm, 67 external electrode for diaphragm, 68 first metal layer, 69 second metal layer, 73 electrode, 74 external electrode for individual electrode, 81, 91 silicon wafer .

フロントページの続き (72)発明者 田中 誠 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 望月 栄二 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内Continued on the front page (72) Inventor Makoto Tanaka 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Eiji Mochizuki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク滴を吐出するノズル孔と、このノ
ズル孔が連通する吐出室と、この吐出室の少なくとも一
つの壁面を形成する振動板と、この振動板に対向配置し
た電極とを有し、前記振動板を電極との間で発生させる
静電力によって変形させて前記インク滴を吐出させるイ
ンクジェットヘッドにおいて、振動板用外部電極を前記
振動板と同一平面に設けたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
A nozzle hole for discharging ink droplets; a discharge chamber communicating with the nozzle hole; a diaphragm forming at least one wall surface of the discharge chamber; and an electrode disposed to face the diaphragm. In an ink jet head for discharging the ink droplets by deforming the vibration plate by an electrostatic force generated between the vibration plate and an electrode, an external electrode for the vibration plate is provided on the same plane as the vibration plate. head.
【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
において、前記振動板用外部電極と個別電極用外部電極
との段差が2μm以内であることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein a step between the external electrode for the diaphragm and the external electrode for an individual electrode is within 2 μm.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記振動板用外部電極と個別電極用外
部電極とを略一列に配置したことを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
3. The ink jet head according to claim 1, wherein the external electrodes for the diaphragm and the external electrodes for the individual electrodes are arranged substantially in a line.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記振動板と振動板用外部
電極を第1の基板に形成し、前記電極及び個別電極用外
部電極を第2の基板に形成して、前記第1の基板のうち
少なくとも前記第2の基板の前記個別電極用外部電極に
対応する領域を含む部分が前記振動板用外部電極を残し
て除去されていることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
4. The ink jet head according to claim 1, wherein the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed on a first substrate, and the electrode and the external electrode for an individual electrode are formed on a second substrate. Formed on a substrate, at least a portion of the first substrate including a region corresponding to the individual electrode external electrode of the second substrate is removed leaving the diaphragm external electrode. Inkjet head.
【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記振動板と振動板用外部
電極が第1の基板に形成され、前記振動板用外部電極に
は金属層が形成されていることを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 1, wherein the diaphragm and a diaphragm external electrode are formed on a first substrate, and a metal layer is formed on the diaphragm external electrode. An ink-jet head characterized in that:
【請求項6】 請求項5に記載のインクジェットヘッド
において、前記振動板用外部電極の金属層は多層構造で
あることを特徴とするインクジェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 5, wherein the metal layer of the diaphragm external electrode has a multilayer structure.
【請求項7】 請求項6に記載のインクジェットヘッド
において、前記金属層のうちの前記第1の基板と接触す
る層がシリコンとオーミック性接触が可能な金属である
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
7. The ink jet head according to claim 6, wherein a layer of the metal layer that contacts the first substrate is a metal that can make ohmic contact with silicon.
【請求項8】 請求項6又は7に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記金属層のうちの最表面層がハロゲ
ン系エッチング活性種に耐性を有する金属であることを
特徴とするインクジェットヘッド。
8. The ink jet head according to claim 6, wherein an outermost surface layer of said metal layer is made of a metal having resistance to halogen-based etching active species.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製
造方法において、前記振動板及び振動板用外部電極を形
成する第1の基板と前記電極及び個別電極用外部電極を
形成する第2の基板とを、前記振動板と電極との間で所
定の間隔を設けて接合した後、前記第1の基板に前記振
動板を形成するときに、この第1の基板のうち、少なく
とも前記第2の基板の個別電極用外部電極を含む領域に
対応する領域及び前記振動板用外部電極を形成する部分
を含むコンタクト部を前記振動板と同じ厚さに形成する
工程と、前記コンタクト部のうちの前記振動板用外部電
極を形成する領域以外の領域を除去する工程とを含むこ
とを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
9. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the first substrate on which the diaphragm and the external electrode for the diaphragm are formed, the electrode, and the individual electrode. After joining a second substrate forming an external electrode for use with a predetermined interval between the diaphragm and the electrode, when forming the diaphragm on the first substrate, the first substrate A contact portion including at least a region corresponding to a region including the external electrode for an individual electrode of the second substrate and a portion for forming the external electrode for the diaphragm is formed to have the same thickness as the diaphragm. And a step of removing a region of the contact portion other than a region where the diaphragm external electrode is to be formed.
【請求項10】 請求項9に記載のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記第1の基板が単結晶シリコ
ン基板からなり、前記第2の基板がガラス基板からな
り、前記第1の基板にSiO2膜のギャップスペーサを形
成し、若しくは前記第2の基板に凹部を形成して、前記
振動板と電極との間で所定の間隔が形成される状態にし
て、前記第1の基板と前記第2の基板とを陽極接合する
ことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
10. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 9, wherein said first substrate is made of a single crystal silicon substrate, said second substrate is made of a glass substrate, and said first substrate is made of SiO 2. A gap spacer of a film is formed or a concave portion is formed in the second substrate so that a predetermined interval is formed between the diaphragm and the electrode, and the first substrate and the second substrate are formed. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: anodically bonding a substrate to the substrate.
【請求項11】 請求項9に記載のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記第1の基板及び第2の基板
がいずれも単結晶シリコン基板からなり、前記第1の基
板及び/又は第2の基板にSiO2膜のギャップスペーサ
を形成し、前記振動板と電極との間で所定の間隔が形成
される状態にして、前記第1の基板と前記第2の基板と
を直接接合することを特徴とするインクジェットヘッド
の製造方法。
11. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 9, wherein the first substrate and the second substrate are each formed of a single crystal silicon substrate, and the first substrate and / or the second substrate are formed. Forming a gap spacer of an SiO 2 film in a state where a predetermined gap is formed between the diaphragm and the electrode, and directly joining the first substrate and the second substrate. Manufacturing method of an inkjet head.
【請求項12】 請求項9乃至11のいずれかに記載の
インクジェットヘッドの製造方法において、前記コンタ
クト部の前記振動板用外部電極を形成する部分以外の部
分を除去する工程の前に、前記振動板用外部電極を形成
する部分にエッチングに対して耐性を有する保護膜を成
膜することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。
12. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 9, wherein the step of removing the portion of the contact portion other than the portion on which the diaphragm external electrode is formed is performed. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: forming a protective film having resistance to etching on a portion where a plate external electrode is to be formed.
【請求項13】 請求項9乃至11のいずれかに記載の
インクジェットヘッドの製造方法において、前記コンタ
クト部の前記振動板用外部電極を形成する部分以外の部
分を除去する工程の前に、前記第1の基板のエッチング
による除去領域以外の領域にエッチングに対して耐性を
有する保護膜を成膜することを特徴とするインクジェッ
トヘッドの製造方法。
13. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 9, wherein the step of removing a portion of the contact portion other than a portion on which the external electrode for a diaphragm is formed is performed. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: forming a protective film having resistance to etching in a region other than a region removed by etching of one substrate.
【請求項14】 請求項12又は13に記載のインクジ
ェットヘッドの製造方法において、前記振動板の開口部
の短辺をx、前記コンタクト部の短辺をy、前記第1基
板の厚さをaとしたとき、少なくとも(a/x)>1、
(a/y)<1の関係を充足することを特徴とするイン
クジェットヘッドの製造方法。
14. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 12, wherein the short side of the opening of the diaphragm is x, the short side of the contact is y, and the thickness of the first substrate is a. At least (a / x)> 1,
(A / y) <1. A method for manufacturing an ink jet head, characterized by satisfying a relationship of <1.
【請求項15】 請求項9乃至14のいずれかに記載の
インクジェットヘッドの製造方法において、前記第1の
基板をエッチングするときに前記コンタクト部のうちの
前記振動板用外部電極を形成する部分とこれに隣接する
前記個別電極用外部電極との間の部分を残すことを特徴
とするインクジェットヘッドの製造方法。
15. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 9, wherein a portion of the contact portion on which the diaphragm external electrode is formed when the first substrate is etched. A method for manufacturing an ink jet head, wherein a portion between the external electrode for an individual electrode and an adjacent external electrode is left.
【請求項16】 請求項15に記載のインクジェットヘ
ッドの製造方法において、前記振動板の開口部の短辺を
x、前記コンタクト部の短辺をy、前記振動板用外部電
極の短辺をz、前記第1基板の厚さをaとしたとき、少
なくとも(a/x)>1、(a/z)>1、(a/y)
<1の関係を充足することを特徴とするインクジェット
ヘッドの製造方法。
16. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 15, wherein x is a short side of the opening of the diaphragm, y is a short side of the contact portion, and z is a short side of the external electrode for the diaphragm. When the thickness of the first substrate is a, at least (a / x)> 1, (a / z)> 1, (a / y)
<1. A method for manufacturing an ink-jet head, wherein the method satisfies the relation (1).
【請求項17】 請求項9に記載のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記第2の基板に形成する前記
電極の前記振動板に対向する部分にはP型又はN型不純
物層を形成し、前記コンタクト部には耐熱性の高い耐熱
膜をシート状に形成し、両者の間に不純物層と金属膜と
の接続孔を配置した電極構成とすることを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの製造方法。
17. The method for manufacturing an inkjet head according to claim 9, wherein a P-type or N-type impurity layer is formed on a portion of the electrode formed on the second substrate facing the diaphragm. A method for manufacturing an ink jet head, wherein a heat-resistant film having high heat resistance is formed in a contact portion in a sheet shape, and an electrode configuration is provided in which a connection hole between an impurity layer and a metal film is arranged between the two.
【請求項18】 請求項1乃至8のいずれかに記載のイ
ンクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの
製造方法において、前記振動板及び振動板用外部電極を
形成する第1の基板となるシリコンウエハに前記電極及
び個別電極用外部電極を形成する第2の基板を接合した
後、前記第1の基板にエッチングで前記吐出室を含む流
路パターンを形成するときに前記振動板と前記第2の基
板の個別電極用外部電極を含む領域に対応する領域及び
前記振動板用外部電極を形成する部分を含むコンタクト
部とを残し、前記シリコンウエハを個々のヘッドチップ
に切断した後、前記コンタクト部のうちの前記個別電極
用外部電極に対応する領域を除去することを特徴とする
インクジェットヘッドの製造方法。
18. The method for manufacturing an ink-jet head according to claim 1, wherein a silicon wafer serving as a first substrate on which the vibration plate and the external electrode for the vibration plate are formed is provided. After joining a second substrate on which electrodes and external electrodes for individual electrodes are formed, when forming a flow path pattern including the discharge chamber by etching on the first substrate, the vibration plate and the second substrate are bonded together. After cutting the silicon wafer into individual head chips, leaving a region corresponding to the region including the individual electrode external electrode and a contact portion including a portion forming the diaphragm external electrode, A method for manufacturing an ink jet head, wherein a region corresponding to the external electrode for an individual electrode is removed.
【請求項19】 請求項18に記載のインクジェットヘ
ッドの製造方法において、前記振動板用外部電極を形成
するときに、この振動板用外部電極を形成する部分にシ
リコンに比較してエッチング速度が遅い金属層を形成す
ることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
19. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 18, wherein, when forming the diaphragm external electrode, an etching rate is lower in a portion where the diaphragm external electrode is formed than in silicon. A method for manufacturing an ink jet head, comprising forming a metal layer.
【請求項20】 請求項9乃至19のいずれかに記載の
インクジェットヘッドの製造方法において、前記エッチ
ングマスクとしてエッチングプロセスで生成物を生じな
い材質のエッチングマスクを用いることを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの製造方法。
20. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 9, wherein an etching mask of a material that does not generate a product in an etching process is used as the etching mask. Method.
【請求項21】 請求項20に記載のインクジェットヘ
ッドの製造方法において、前記エッチングマスクの材質
が石英であることを特徴とするインクジェットヘッドの
製造方法。
21. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 20, wherein a material of said etching mask is quartz.
【請求項22】 請求項21に記載のインクジェットヘ
ッドの製造方法において、前記エッチングマスクの材質
がアルミナであることを特徴とするインクジェットヘッ
ドの製造方法。
22. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 21, wherein a material of said etching mask is alumina.
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