JP2001171110A - Ink jet head and method of manufacture - Google Patents

Ink jet head and method of manufacture

Info

Publication number
JP2001171110A
JP2001171110A JP35649399A JP35649399A JP2001171110A JP 2001171110 A JP2001171110 A JP 2001171110A JP 35649399 A JP35649399 A JP 35649399A JP 35649399 A JP35649399 A JP 35649399A JP 2001171110 A JP2001171110 A JP 2001171110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
film
substrate
opening
jet head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP35649399A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3671786B2 (en
Inventor
Akihito Tsuda
昭仁 津田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP35649399A priority Critical patent/JP3671786B2/en
Publication of JP2001171110A publication Critical patent/JP2001171110A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3671786B2 publication Critical patent/JP3671786B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head, and a method of manufacture, in which a driving board and a board corresponding to a counter board can be made from one Si board. SOLUTION: The ink jet head comprises a driving board 1 of Si, a polysilicon film 4 formed thereon through an oxide film 2, an opening 4a made in the polysilicon film 4, a driver IC chip 11 arranged on the opening 4a and the polysilicon film 4, a piezoelectric film 6 formed on the bottom of the opening 4a to extend over the polysilicon film 4, and a pressure generating chamber 1b formed in the driving board 1 beneath the piezoelectric film 6 and receiving ink pressurized by the piezoelectric film 6. The opening 4a prevents movement of the piezoelectric film 6 from being blocked at the time of pressurizing ink in the pressure generating chamber 1b.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電方式のインク
ジェットプリンタのヘッド及びその製造方法に関する。
特には、駆動用基板と対向基板に相当する基板を1枚の
Si基板によって製作できるインクジェットヘッド及び
その製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a head of a piezoelectric type ink jet printer and a method of manufacturing the same.
In particular, the present invention relates to an ink jet head capable of manufacturing a substrate corresponding to a driving substrate and a counter substrate using a single Si substrate, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来のインクジェットヘッドの
概略構成を示す断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a sectional view showing a schematic structure of a conventional ink jet head.

【0003】このインクジェットヘッドはSiからなる
駆動用基板101を有している。この駆動用基板101
の下面にはステンレス製の薄い板からなるノズル基板1
03が配置されている。駆動用基板101の上面にはS
iからなる対向基板105が配置されている。対向基板
105の下面と駆動用基板101との間にはピエゾ素子
などからなる圧電体膜(PZT)106が配置されてい
る。対向基板105の上面には有機フィルム(PPS Fil
m)107が配置されており、この有機フィルム107
の上面にはステンレス製の薄い板からなる基板109が
配置されている。有機フィルム107及び基板109の
内側且つ対向基板105の上面にはドライバーICチッ
プ111が配置されている。
This ink jet head has a driving substrate 101 made of Si. This driving substrate 101
Nozzle substrate 1 made of a thin stainless steel plate
03 is arranged. S on the upper surface of the driving substrate 101
An opposing substrate 105 made of i is arranged. A piezoelectric film (PZT) 106 composed of a piezo element or the like is arranged between the lower surface of the counter substrate 105 and the driving substrate 101. An organic film (PPS Fil
m) 107, and the organic film 107
A substrate 109 made of a thin stainless steel plate is arranged on the upper surface of the substrate. A driver IC chip 111 is arranged inside the organic film 107 and the substrate 109 and on the upper surface of the counter substrate 105.

【0004】対向基板105にはインク流路105aが
設けられており、インク流路105aの一端にはインク
導入口109aが形成されている。このインク導入口1
09aは、基板109及び有機フィルム107に設けら
れており、インクをインク流路105a内に導入するた
めのものである。インク流路105aの他端にはインク
供給部101aの一端が連通して設けられており、イン
ク供給部101aの他端には圧力発生室101bが連通
して設けられている。インク供給部101a及び圧力発
生室101bは駆動用基板101に設けられている。
[0004] An ink flow path 105a is provided in the counter substrate 105, and an ink introduction port 109a is formed at one end of the ink flow path 105a. This ink inlet 1
Reference numeral 09a is provided on the substrate 109 and the organic film 107, and is for introducing ink into the ink flow path 105a. One end of an ink supply section 101a is provided in communication with the other end of the ink flow path 105a, and a pressure generating chamber 101b is provided in communication with the other end of the ink supply section 101a. The ink supply unit 101a and the pressure generating chamber 101b are provided on the driving substrate 101.

【0005】圧力発生室101bの上部には圧電体膜1
06が位置している。圧力発生室101bの下部にはイ
ンク滴を吐出させるノズル開口部103a,103bが
形成されており、このノズル開口部103a,103b
はノズル基板103に設けられている。
The piezoelectric film 1 is provided above the pressure generating chamber 101b.
06 is located. Nozzle openings 103a and 103b for discharging ink droplets are formed below the pressure generating chamber 101b, and the nozzle openings 103a and 103b are formed.
Are provided on the nozzle substrate 103.

【0006】圧電体膜106の上下には図示せぬ電極層
が形成されている。対向基板105には圧電体膜106
上に位置する空間105bが設けられている。この空間
105bは、圧力発生室101bに圧力を発生させるた
めの圧電体膜の運動を阻害しない程度のものである。
[0006] Unillustrated electrode layers are formed above and below the piezoelectric film 106. The opposing substrate 105 has a piezoelectric film 106
An upper space 105b is provided. The space 105b is of a size that does not hinder the movement of the piezoelectric film for generating pressure in the pressure generating chamber 101b.

【0007】前記電極層にはボンディングワイヤ113
の一端が電気的に接続されており、このボンディングワ
イヤ113の他端はドライバーICチップ111に電気
的に接続されている。対向基板105の上には配線パタ
ーン115が形成されている。この配線パターン115
にはボンディングワイヤ114の一端が電気的に接続さ
れており、ボンディングワイヤ114の他端はドライバ
ーICチップ111に電気的に接続されている。
The bonding wire 113 is provided on the electrode layer.
Are electrically connected to each other, and the other end of the bonding wire 113 is electrically connected to the driver IC chip 111. A wiring pattern 115 is formed on the counter substrate 105. This wiring pattern 115
Is electrically connected to one end of a bonding wire 114, and the other end of the bonding wire 114 is electrically connected to the driver IC chip 111.

【0008】次に、上記インクジェットヘッドを用いて
実際に印字を行う際の動作について説明する。
Next, the operation when printing is actually performed using the above-described ink jet head will be described.

【0009】インク導入口109aからインク流路10
5aにインクを導入し、インク供給部101aを介して
圧力発生室101bにインクを満たす。そして、ドライ
バーICチップ111からボンディングワイヤ113,
114を介して圧電体膜の上下の電極層間に電界をかけ
ることで圧電体膜106を矢印117の方向にたわませ
る。このたわんだ分の体積分が圧力発生室101bの容
積を減少させ、それにより、その体積減少分の一部のイ
ンクがノズル開口部103a,103bから吐出され
る。このように吐出したインクを用いて印字を行う。
[0009] The ink flow path 10 from the ink introduction port 109a
The ink is introduced into 5a, and the pressure generating chamber 101b is filled with ink via the ink supply unit 101a. Then, the bonding wires 113,
By applying an electric field between the upper and lower electrode layers of the piezoelectric film via 114, the piezoelectric film 106 bends in the direction of arrow 117. The volume of the bent portion reduces the volume of the pressure generating chamber 101b, so that a part of the reduced volume of ink is ejected from the nozzle openings 103a and 103b. Printing is performed using the ink thus ejected.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
インクジェットヘッドでは、Siからなる駆動用基板1
01とSiからなる対向基板105を別々に製作し、両
者を貼り合わせることにより製造するような構造となっ
ている。このようにSiの基板が2枚必要となるため、
部品コストが高くなってしまう。
In the above-described conventional ink jet head, the driving substrate 1 made of Si is used.
The structure is such that the opposing substrates 105 made of Si and 01 are separately manufactured and then bonded together. Since two Si substrates are required,
The parts cost increases.

【0011】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、駆動用基板と対向基板に
相当する基板を1枚のSi基板によって製作できるイン
クジェットヘッド及びその製造方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an ink jet head capable of manufacturing a substrate corresponding to a driving substrate and a counter substrate using a single Si substrate and a method of manufacturing the same. Is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットヘッドは、Siからなる駆動用基板と、この駆動用
基板上に酸化膜を介して配置されたポリシリコン膜と、
このポリシリコン膜に設けられた開口部と、この開口部
及びポリシリコン膜の上に配置されたドライバーICチ
ップと、上記開口部の底に配置され、ポリシリコン膜上
に延出された圧電体膜と、上記駆動用基板内に形成され
上記圧電体膜下に位置する圧力発生室であって、上記圧
電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室
と、を具備し、上記開口部は、上記圧力発生室内のイン
クを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないためのも
のであることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an ink jet head comprising: a driving substrate made of Si; a polysilicon film disposed on the driving substrate via an oxide film;
An opening provided in the polysilicon film; a driver IC chip disposed on the opening and the polysilicon film; and a piezoelectric element disposed on the bottom of the opening and extended on the polysilicon film. A pressure generating chamber formed in the driving substrate and positioned below the piezoelectric film, the pressure generating chamber containing ink pressed by the piezoelectric film; Is to prevent the movement of the piezoelectric film when the ink in the pressure generating chamber is pressurized.

【0013】上記インクジェットヘッドによれば、駆動
用基板上にシリコン酸化膜を介してポリシリコン膜を配
置しているため、駆動用基板及び対向基板それぞれを製
作するために2枚のシリコン基板が必要であった従来の
インクジェットヘッドとは異なる。つまり、上記インク
ジェットヘッドでは、駆動用基板と対向基板に相当する
基板を1枚のシリコン基板によって製作できる構造とな
っている。
According to the above-described ink jet head, since the polysilicon film is disposed on the driving substrate via the silicon oxide film, two silicon substrates are required to manufacture each of the driving substrate and the opposing substrate. Is different from the conventional inkjet head. That is, the inkjet head has a structure in which a substrate corresponding to a driving substrate and a counter substrate can be manufactured by one silicon substrate.

【0014】また、本発明に係るインクジェットヘッド
においては、上記圧電体膜にドライバーICチップから
の電圧を印加するためのボンディングワイヤをさらに含
むことが好ましい。
[0014] The ink jet head according to the present invention preferably further includes a bonding wire for applying a voltage from a driver IC chip to the piezoelectric film.

【0015】また、本発明に係るインクジェットヘッド
においては、上記駆動用基板下に配置されたノズル基板
と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で加
圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部
と、をさらに含むことが好ましい。
Further, in the ink jet head according to the present invention, a nozzle substrate disposed below the driving substrate, and a part of the ink formed on the nozzle substrate and pressurized in the pressure generating chamber is discharged. And a nozzle opening.

【0016】また、本発明に係るインクジェットヘッド
においては、上記圧力発生室に連通して形成され、この
圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに含
むことが好ましい。
Further, the ink jet head according to the present invention preferably further includes an ink supply section formed in communication with the pressure generating chamber and supplying ink to the pressure generating chamber.

【0017】また、本発明に係るインクジェットヘッド
においては、上記インク供給部にインクを導入するため
のインク導入口をさらに含むことが好ましい。
The ink jet head according to the present invention preferably further includes an ink inlet for introducing ink into the ink supply section.

【0018】本発明に係るインクジェットヘッドの製造
方法は、シリコン基板上にシリコン酸化膜を形成する工
程と、このシリコン酸化膜上にポリシリコン膜を形成す
る工程と、このポリシリコン膜に選択エッチングにより
開口部を形成する工程と、この開口部の底に圧電体膜を
形成する工程と、上記シリコン基板内且つ上記圧電体膜
下に選択エッチングにより圧力発生室を形成する工程
と、上記開口部及びポリシリコン膜の上にドライバーI
Cチップを実装する工程と、を具備し、上記圧力発生室
は、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れるも
のであり、上記開口部は、上記圧力発生室内のインクを
加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないためのもので
あることを特徴とする。
According to the method of manufacturing an ink jet head of the present invention, a step of forming a silicon oxide film on a silicon substrate, a step of forming a polysilicon film on the silicon oxide film, and a selective etching of the polysilicon film are performed. Forming an opening, forming a piezoelectric film at the bottom of the opening, forming a pressure generating chamber in the silicon substrate and under the piezoelectric film by selective etching, Driver I on the polysilicon film
A step of mounting a C chip, wherein the pressure generating chamber is for receiving ink pressurized by the piezoelectric film, and the opening is configured to pressurize the ink in the pressure generating chamber. It is characterized in that the movement of the piezoelectric film is not hindered.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明の実施の形態によるインク
ジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an ink jet head according to an embodiment of the present invention.

【0021】このインクジェットヘッドはSiからなる
駆動用基板1を有している。この駆動用基板1の下面に
はステンレス製の薄い板からなるノズル基板3が配置さ
れている。駆動用基板1の上面にはシリコン酸化膜2が
形成されており、このシリコン酸化膜2上にはポリシリ
コン膜4が形成されている。このポリシリコン膜4上に
は有機フィルム(PPS Film)7が配置されており、この
有機フィルム7の上面にはステンレス製の薄い板からな
る基板9が配置されている。有機フィルム7及び基板9
の内側且つポリシリコン膜4の上面にはドライバーIC
チップ11が配置されている。このICチップ11の下
面とポリシリコン膜4の上面との間にはピエゾ素子など
からなる圧電体膜(PZT)6が配置されている。この
ように圧電体膜6上にICチップ11を実装することに
より、圧電体膜6はICチップ11によって保護され
る。
This ink jet head has a driving substrate 1 made of Si. A nozzle substrate 3 made of a thin plate made of stainless steel is arranged on the lower surface of the driving substrate 1. A silicon oxide film 2 is formed on the upper surface of the driving substrate 1, and a polysilicon film 4 is formed on the silicon oxide film 2. An organic film (PPS Film) 7 is disposed on the polysilicon film 4, and a substrate 9 made of a stainless steel thin plate is disposed on the upper surface of the organic film 7. Organic film 7 and substrate 9
A driver IC is provided inside the polysilicon film 4 and on the upper surface of the polysilicon film 4.
A chip 11 is arranged. Between the lower surface of the IC chip 11 and the upper surface of the polysilicon film 4, a piezoelectric film (PZT) 6 composed of a piezo element or the like is arranged. By thus mounting the IC chip 11 on the piezoelectric film 6, the piezoelectric film 6 is protected by the IC chip 11.

【0022】なお、駆動用基板1、ノズル基板3、有機
フィルム7及び基板9それぞれの厚さや細部の形状等
は、機械的強度やインクジェットヘッドの印字機能等を
発揮できるものであれば、種々の形状等を用いることが
可能である。
The thickness and detailed shape of each of the driving substrate 1, the nozzle substrate 3, the organic film 7, and the substrate 9 may be various as long as they can exert mechanical strength and a printing function of an ink jet head. Shapes and the like can be used.

【0023】駆動用基板1にはインク供給部1aが設け
られている。このインク供給部1aの一端にはインク導
入口9aが配置されており、このインク導入口9aは、
基板9及び有機フィルム7に設けられている。インク導
入口9aはインクをインク供給部1a内に導入するもの
であるから、インク導入口9aの大きさや形状等はイン
クの導入に適したものであれば種々の形状等を用いるこ
とが可能である。
The driving substrate 1 is provided with an ink supply section 1a. An ink inlet 9a is disposed at one end of the ink supply unit 1a.
It is provided on the substrate 9 and the organic film 7. Since the ink introduction port 9a is for introducing the ink into the ink supply section 1a, various shapes and the like can be used as long as the size and shape of the ink introduction port 9a are suitable for introducing the ink. is there.

【0024】インク供給部1aの他端には圧力発生室1
bが連通して形成されており、これらインク供給部1a
及び圧力発生室1bは駆動用基板1に設けられている。
インク供給部1aは圧力発生室1bにインクを供給する
ものであるから、インク供給部1aの大きさや形状等は
インクの供給に適したものであれば種々の形状等を用い
ることが可能である。
A pressure generating chamber 1 is provided at the other end of the ink supply section 1a.
b are formed so as to communicate with each other.
The pressure generating chamber 1b is provided on the driving substrate 1.
Since the ink supply unit 1a supplies ink to the pressure generating chamber 1b, various shapes and the like can be used as long as the size and shape of the ink supply unit 1a are suitable for ink supply. .

【0025】圧力発生室1bの下部にはインク滴を吐出
させるノズル開口部3a,3bが形成されており、この
ノズル開口部3a,3bはノズル基板3に設けられてい
る。圧力発生室1bはその内部に供給されたインクに圧
電体膜6によって圧力を発生させるものであるから、圧
力発生室1bの大きさや形状等は圧力発生に適したもの
であれば種々の形状等を用いることが可能である。ま
た、ノズル開口部3a,3bについても種々の形状等を
用いることが可能である。
Nozzle openings 3a and 3b for discharging ink droplets are formed below the pressure generating chamber 1b, and the nozzle openings 3a and 3b are provided on the nozzle substrate 3. Since the pressure generating chamber 1b generates pressure by the piezoelectric film 6 in the ink supplied therein, the size and shape of the pressure generating chamber 1b may be various shapes and the like as long as they are suitable for pressure generation. Can be used. Also, various shapes and the like can be used for the nozzle openings 3a and 3b.

【0026】圧力発生室1bの上部には圧電体膜6が位
置しており、この圧電体膜6はポリシリコン膜4上まで
延出している。圧電体膜6の上下には図示せぬ電極層が
形成されている。ドライバーICチップ11の下部には
圧電体膜6上に位置する空間4aが設けられており、こ
の空間4aはポリシリコン膜4に形成された開口部であ
る。この空間4aは、圧力発生室1bに圧力を発生させ
るための圧電体膜の動きを阻害しない程度のものであ
る。
A piezoelectric film 6 is located above the pressure generating chamber 1b, and the piezoelectric film 6 extends over the polysilicon film 4. Electrode layers (not shown) are formed above and below the piezoelectric film 6. A space 4a located on the piezoelectric film 6 is provided below the driver IC chip 11, and the space 4a is an opening formed in the polysilicon film 4. The space 4a is of a size that does not hinder the movement of the piezoelectric film for generating pressure in the pressure generating chamber 1b.

【0027】前記電極層にはボンディングワイヤ13の
一端が電気的に接続されており、このボンディングワイ
ヤ13の他端はドライバーICチップ11の上面のパッ
ドに電気的に接続されている。
One end of a bonding wire 13 is electrically connected to the electrode layer, and the other end of the bonding wire 13 is electrically connected to a pad on the upper surface of the driver IC chip 11.

【0028】次に、図1に示すインクジェットヘッドの
製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 1 will be described.

【0029】図2(a)〜(c)は、図1に示す駆動用
基板及びポリシリコン膜を製造する方法を示す断面図で
ある。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views showing a method of manufacturing the driving substrate and the polysilicon film shown in FIG.

【0030】まず、図2(a)に示すように、シリコン
基板1を準備し、このシリコン基板1上に熱酸化法又は
CVD(Chemical Vapor Deposition)法によりシリコ
ン酸化膜2を形成する。次に、このシリコン酸化膜2上
にCVD法によりポリシリコン膜4を堆積する。
First, as shown in FIG. 2A, a silicon substrate 1 is prepared, and a silicon oxide film 2 is formed on the silicon substrate 1 by a thermal oxidation method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Next, a polysilicon film 4 is deposited on the silicon oxide film 2 by a CVD method.

【0031】この後、図2(b)に示すように、ポリシ
リコン膜4上にレジスト膜(図示せず)を塗布し、この
レジスト膜を露光、現像することにより、ポリシリコン
膜4上にレジストパターンが形成される。次に、このレ
ジストパターンをマスクとし、且つ、シリコン酸化膜2
をストッパーとしてポリシリコン膜4を選択的にエッチ
ングすることにより、ポリシリコン膜4に開口部4a,
4bが形成される。この後、開口部4a内のシリコン酸
化膜2上及びポリシリコン膜4の一部上に駆動用の圧電
体膜(PZT)6を形成する。この圧電体膜6の上下に
は図示せぬ電極層が形成されている。
Thereafter, as shown in FIG. 2B, a resist film (not shown) is applied on the polysilicon film 4, and the resist film is exposed and developed, so that the polysilicon film 4 is exposed. A resist pattern is formed. Next, using this resist pattern as a mask, the silicon oxide film 2
The polysilicon film 4 is selectively etched by using as a stopper, the openings 4a,
4b is formed. Thereafter, a driving piezoelectric film (PZT) 6 is formed on the silicon oxide film 2 and a part of the polysilicon film 4 in the opening 4a. Electrode layers (not shown) are formed above and below the piezoelectric film 6.

【0032】次に、図2(c)に示すように、シリコン
基板1の裏面側を選択的にエッチングすることにより、
シリコン基板1にはインク供給部1a及び圧力発生室1
bが連通して形成される。この後、露出しているシリコ
ン酸化膜2を選択的にエッチング除去する。具体的に
は、圧力発生室1bと圧電体膜6との間に存在するシリ
コン酸化膜2、及び、インク導入口(図1に示す参照符
号9a)とインク供給部1aとの間に存在するシリコン
酸化膜2を選択的に除去する。このようにして駆動用基
板1が形成される。
Next, as shown in FIG. 2C, by selectively etching the back surface of the silicon substrate 1,
The silicon substrate 1 includes an ink supply unit 1a and a pressure generation chamber 1
b are formed in communication. Thereafter, the exposed silicon oxide film 2 is selectively removed by etching. Specifically, the silicon oxide film 2 exists between the pressure generating chamber 1b and the piezoelectric film 6, and also exists between the ink inlet (reference numeral 9a shown in FIG. 1) and the ink supply unit 1a. The silicon oxide film 2 is selectively removed. Thus, the driving substrate 1 is formed.

【0033】この後、図1に示すように、ノズル開口部
3aを有するノズル基板3、ドライバーICチップ1
1、有機フィルム7及び基板9を準備し、有機フィルム
7上に基板9を貼り付ける。次に、駆動用基板1の裏面
上にノズル基板3を貼り付け、ポリシリコン膜4上に有
機フィルム7を貼り付け、有機フィルム7及び基板9の
内側且つポリシリコン膜4の上面にドライバーICチッ
プ11を実装する。このICチップ11はアクチュエー
ター駆動部(圧電体膜)の保護の役割も有する。この
後、前記電極層上とICチップ11上面のパッドとをワ
イヤ13によってボンディングする。これにより、ドラ
イバーICチップ11とボンディングワイヤ13が電気
的に接続される。
Thereafter, as shown in FIG. 1, a nozzle substrate 3 having a nozzle opening 3a, a driver IC chip 1
1. The organic film 7 and the substrate 9 are prepared, and the substrate 9 is attached on the organic film 7. Next, the nozzle substrate 3 is attached on the back surface of the driving substrate 1, the organic film 7 is attached on the polysilicon film 4, and the driver IC chip is provided inside the organic film 7 and the substrate 9 and on the upper surface of the polysilicon film 4. 11 is implemented. The IC chip 11 also has a role of protecting the actuator driving section (piezoelectric film). Thereafter, the electrodes 13 and the pads on the upper surface of the IC chip 11 are bonded by wires 13. Thus, the driver IC chip 11 and the bonding wires 13 are electrically connected.

【0034】次に、上記インクジェットヘッドを用いて
実際に印字を行う際の動作について説明する。
Next, the operation when printing is actually performed using the above-described ink jet head will be described.

【0035】インク導入口9aからインク供給部1aに
インクを導入し、このインク供給部1aから圧力発生室
1bにインクを満たす。そして、ドライバーICチップ
11からボンディングワイヤ13を介して圧電体膜の上
下の電極層間に電界をかけることで圧電体膜6を矢印1
7の方向にたわませる。このたわんだ分の体積分が圧力
発生室1bの容積を減少させ、それにより、その体積減
少分の一部のインクがノズル開口部3a,3bから吐出
される。このように吐出したインクを用いて印字を行
う。
The ink is introduced into the ink supply section 1a from the ink introduction port 9a, and the pressure generation chamber 1b is filled with the ink from the ink supply section 1a. Then, an electric field is applied between the upper and lower electrode layers of the piezoelectric film via the bonding wires 13 from the driver IC chip 11 so that the piezoelectric film 6
Flex in the direction of 7. This deflected volume reduces the volume of the pressure generating chamber 1b, whereby a part of the reduced volume of ink is ejected from the nozzle openings 3a and 3b. Printing is performed using the ink thus ejected.

【0036】上記実施の形態によれば、駆動用基板1上
にシリコン酸化膜2及びポリシリコン膜4を形成し、前
述したようにエッチング加工すること等によりインクジ
ェットヘッドを製造できる。このため、従来のインクジ
ェットヘッドでは、駆動用基板及び対向基板それぞれを
製作するために2枚のシリコン基板が必要であったのに
対し、本実施の形態では1枚のシリコン基板によりイン
クジェットヘッドを製作できる。つまり、駆動用基板1
と対向基板に相当する基板を1枚のシリコン基板によっ
て製作できる。従って、製造工程を簡略化できると共
に、部品コストを低減することができる。
According to the above-described embodiment, an ink jet head can be manufactured by forming the silicon oxide film 2 and the polysilicon film 4 on the driving substrate 1 and performing etching as described above. For this reason, in the conventional inkjet head, two silicon substrates were required to manufacture the driving substrate and the opposing substrate, whereas in the present embodiment, the inkjet head was manufactured using one silicon substrate. it can. That is, the driving substrate 1
And a substrate corresponding to the counter substrate can be manufactured using one silicon substrate. Therefore, the manufacturing process can be simplified and the cost of parts can be reduced.

【0037】また、従来のインクジェットヘッドでは対
向基板に形成していた空間を、ポリシリコン膜4を選択
的にエッチングすることにより形成している。つまり、
ICチップ11の裏面側のポリシリコン膜4に空間(開
口部)4aを形成することにより、従来のインクジェッ
トヘッドにおける対向基板を不要とした構造となる。本
実施の形態では、このように対向基板を用いないため、
ICチップ11の上面と電極層との高低差を従来のそれ
に比べて小さくできる。具体的には、その高低差を従来
のそれに比べて半分程度とすることができる。従って、
ICチップ11の上面のパッドと電極層とをワイヤ13
によってボンディングする際、ボンディングスピードを
上げることができると共に、ボンディング不良の発生を
抑制することができる。これにより、歩留まりを向上で
き、製品の信頼性も向上させることができる。
Further, in the conventional ink jet head, the space formed in the opposite substrate is formed by selectively etching the polysilicon film 4. That is,
By forming a space (opening) 4a in the polysilicon film 4 on the back surface side of the IC chip 11, a structure in which the counter substrate in the conventional ink jet head is unnecessary is obtained. In this embodiment, since the counter substrate is not used as described above,
The height difference between the upper surface of the IC chip 11 and the electrode layer can be made smaller than that in the related art. Specifically, the height difference can be reduced to about half that of the conventional one. Therefore,
The pad on the upper surface of the IC chip 11 and the electrode layer
When bonding is performed, bonding speed can be increased and occurrence of bonding failure can be suppressed. Thereby, the yield can be improved and the reliability of the product can be improved.

【0038】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動用基板と対向基板に相当する基板を1枚のSi基板に
よって製作できるインクジェットヘッド及びその製造方
法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ink jet head capable of manufacturing a substrate corresponding to a driving substrate and a counter substrate by using one Si substrate, and a method of manufacturing the same.

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

【図1】本発明の実施の形態によるインクジェットヘッ
ドの概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2(a)〜(c)は、図1に示す駆動用基板
及びポリシリコン膜を製造する方法を示す断面図であ
る。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views showing a method of manufacturing the driving substrate and the polysilicon film shown in FIG.

【図3】従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動用基板 1a インク供給部 1b 圧力発生室 2 シリコン酸化膜 3 ノズル基板 3a,3b ノズル開口部 4 ポリシリコン膜 4a 空間(開口部) 4b 開口部 6 圧電体膜(PZT) 7 有機フィルム(PPS Film) 9 基板 9a インク導入口 11 ドライバーICチップ 13 ボンディングワイヤ 17 矢印 101 駆動用基板 101a インク供給部 101b 圧力発生室 103 ノズル基板 103a,103b ノズル開口部 105 対向基板 105a インク流路 105b 空間 106 圧電体膜(PZT) 107 有機フィルム(PPS Film) 109 基板 109a インク導入口 111 ドライバーICチップ 113,114 ボンディングワイヤ 115 配線パターン 117 矢印 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Driving substrate 1a Ink supply part 1b Pressure generation chamber 2 Silicon oxide film 3 Nozzle substrate 3a, 3b Nozzle opening 4 Polysilicon film 4a Space (opening) 4b Opening 6 Piezoelectric film (PZT) 7 Organic film (PPS) 9 Substrate 9a Ink inlet 11 Driver IC chip 13 Bonding wire 17 Arrow 101 Driving substrate 101a Ink supply unit 101b Pressure generation chamber 103 Nozzle substrate 103a, 103b Nozzle opening 105 Counter substrate 105a Ink flow path 105b Space 106 Piezoelectric body Film (PZT) 107 Organic film (PPS Film) 109 Substrate 109a Ink inlet 111 Driver IC chip 113, 114 Bonding wire 115 Wiring pattern 117 Arrow

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Siからなる駆動用基板と、 この駆動用基板上に酸化膜を介して配置されたポリシリ
コン膜と、 このポリシリコン膜に設けられた開口部と、 この開口部及びポリシリコン膜の上に配置されたドライ
バーICチップと、 上記開口部の底に配置され、ポリシリコン膜上に延出さ
れた圧電体膜と、 上記駆動用基板内に形成され上記圧電体膜下に位置する
圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧される
インクを入れる圧力発生室と、 を具備し、 上記開口部は、上記圧力発生室内のインクを加圧する際
に圧電体膜の動きを阻害しないためのものであることを
特徴とするインクジェットヘッド。
A driving substrate made of Si; a polysilicon film disposed on the driving substrate via an oxide film; an opening provided in the polysilicon film; A driver IC chip disposed on the film; a piezoelectric film disposed on the bottom of the opening and extended on the polysilicon film; and a piezoelectric film formed in the driving substrate and positioned below the piezoelectric film. A pressure generating chamber for storing ink to be pressurized by the piezoelectric film, wherein the opening moves the piezoelectric film when the ink in the pressure generating chamber is pressurized. An ink jet head characterized in that it does not hinder the printing.
【請求項2】 上記圧電体膜にドライバーICチップか
らの電圧を印加するためのボンディングワイヤをさらに
含むことを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘ
ッド。
2. The ink jet head according to claim 1, further comprising a bonding wire for applying a voltage from a driver IC chip to said piezoelectric film.
【請求項3】 上記駆動用基板下に配置されたノズル基
板と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で
加圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部
と、をさらに含むことを特徴とする請求項1又は2記載
のインクジェットヘッド。
3. A nozzle substrate disposed below the driving substrate, and a nozzle opening formed on the nozzle substrate and configured to discharge a part of ink pressurized in the pressure generating chamber. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head comprises:
【請求項4】 上記圧力発生室に連通して形成され、こ
の圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに
含むことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項
記載のインクジェットヘッド。
4. The ink-jet apparatus according to claim 1, further comprising an ink supply unit formed in communication with said pressure generation chamber and supplying ink to said pressure generation chamber. head.
【請求項5】 上記インク供給部にインクを導入するた
めのインク導入口をさらに含むことを特徴とする請求項
4記載のインクジェットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 4, further comprising an ink inlet for introducing ink into said ink supply unit.
【請求項6】 シリコン基板上にシリコン酸化膜を形成
する工程と、 このシリコン酸化膜上にポリシリコン膜を形成する工程
と、 このポリシリコン膜に選択エッチングにより開口部を形
成する工程と、 この開口部の底に圧電体膜を形成する工程と、 上記シリコン基板内且つ上記圧電体膜下に選択エッチン
グにより圧力発生室を形成する工程と、 上記開口部及びポリシリコン膜の上にドライバーICチ
ップを実装する工程と、 を具備し、 上記圧力発生室は、上記圧電体膜によって加圧されるイ
ンクを入れるものであり、上記開口部は、上記圧力発生
室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しな
いためのもの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。
6. A step of forming a silicon oxide film on a silicon substrate, a step of forming a polysilicon film on the silicon oxide film, a step of forming an opening in the polysilicon film by selective etching, A step of forming a piezoelectric film at the bottom of the opening; a step of forming a pressure generating chamber by selective etching in the silicon substrate and below the piezoelectric film; and a driver IC chip over the opening and the polysilicon film Wherein the pressure generating chamber is for receiving ink that is pressurized by the piezoelectric film, and the opening is configured to press the piezoelectric material when pressurizing the ink in the pressure generating chamber. A method for manufacturing an ink jet head, wherein the method does not hinder the movement of a film.
JP35649399A 1999-12-15 1999-12-15 Ink jet head and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3671786B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35649399A JP3671786B2 (en) 1999-12-15 1999-12-15 Ink jet head and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35649399A JP3671786B2 (en) 1999-12-15 1999-12-15 Ink jet head and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001171110A true JP2001171110A (en) 2001-06-26
JP3671786B2 JP3671786B2 (en) 2005-07-13

Family

ID=18449299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35649399A Expired - Fee Related JP3671786B2 (en) 1999-12-15 1999-12-15 Ink jet head and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3671786B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3671786B2 (en) 2005-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7992971B2 (en) Liquid delivering apparatus and method of producing the same
EP1779445B1 (en) Actuator with reduced drive capacitance
JP5082285B2 (en) Wiring structure, device, device manufacturing method, droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and droplet discharge apparatus
JP2006116767A (en) Liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging apparatus
JP2007066965A (en) Wiring structure, device, process for manufacturing device, liquid drop ejection head, process for manufacturing liquid drop ejection head, and liquid drop ejector
JP2007283691A (en) Wiring structure, device, manufacturing method of device, droplet discharge head, manufacturing method of droplet discharge head and droplet discharge device
US7488057B2 (en) Piezoelectric ink jet printer head and its manufacturing process
JP3714073B2 (en) Inkjet head
US20090085985A1 (en) Liquid jet head, method for manufacturing the liquid jet head, and liquid jet apparatus
US20080043067A1 (en) Method of manufacturing substrate and substrate, method of manufacturing liquid drop ejecting head and liquid drop ejecting head, and liquid drop ejecting device
JP4385653B2 (en) Liquid ejecting head and manufacturing method thereof
US9950514B2 (en) Piezoelectric element, liquid ejecting head, and piezoelectric element device
JP4457649B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP2009160923A (en) Method of manufacturing liquid jetting head, and liquid jetting device
JP2009137133A (en) Manufacturing method of liquid jetting head, and etching method of crystal substrate
JP2001171110A (en) Ink jet head and method of manufacture
JP6547249B2 (en) METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID DISCHARGE DEVICE, AND LIQUID DISCHARGE DEVICE
JP5447786B2 (en) Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and actuator device
JP3707324B2 (en) Inkjet head
JP2001171108A (en) Ink jet head
JP2007160645A (en) Wiring structure, device, process for fabricating device, droplet ejection head, process for manufacturing droplet ejection head, and droplet ejector
JP2001171111A (en) Method for manufacturing ink jet head
JP2001171106A (en) Ink jet head
JP5914976B2 (en) Nozzle substrate, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus
JP3849773B2 (en) Method for manufacturing liquid jet head

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041221

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050329

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050411

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080428

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 9

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees