JP2001270120A - サーマルインクジェットプリンタヘッド - Google Patents
サーマルインクジェットプリンタヘッドInfo
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- JP2001270120A JP2001270120A JP2000084520A JP2000084520A JP2001270120A JP 2001270120 A JP2001270120 A JP 2001270120A JP 2000084520 A JP2000084520 A JP 2000084520A JP 2000084520 A JP2000084520 A JP 2000084520A JP 2001270120 A JP2001270120 A JP 2001270120A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】保護膜が良好なステップカバレッジで強固に被
着された発熱素子を備える信頼性に優れたサーマルイン
クジェットプリンタヘッドを提供する。 【解決手段】絶縁性基板１０上に下部密着層としてＷＴ
ｉ膜１１を成膜し、その上にＡｕ電極層１２を成膜し、
更にその上に上部密着層としてＷＴｉ膜１３を成膜す
る。これら三層の膜をパターニングして下部のＷＴｉ層
１１、Ａｕ電極層１２及び上部のＷＴｉ層１３から成る
三層構造の共通配線電極１６と個別配線電極１７を形成
する。これらの上から基板１０全面にＴａ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ系の発熱抵抗体膜１４を成膜し、これをパターニング
して共通配線電極１６及び個別配線電極１７を被覆する
部分と発熱部１４ａとなる部分とを形成した後、アニー
ル処理して発熱抵抗体膜１４の抵抗特性を安定化させ、
これらの上にＴａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜１５を成
膜し、パターニングにより不要部分を除去する。
着された発熱素子を備える信頼性に優れたサーマルイン
クジェットプリンタヘッドを提供する。 【解決手段】絶縁性基板１０上に下部密着層としてＷＴ
ｉ膜１１を成膜し、その上にＡｕ電極層１２を成膜し、
更にその上に上部密着層としてＷＴｉ膜１３を成膜す
る。これら三層の膜をパターニングして下部のＷＴｉ層
１１、Ａｕ電極層１２及び上部のＷＴｉ層１３から成る
三層構造の共通配線電極１６と個別配線電極１７を形成
する。これらの上から基板１０全面にＴａ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ系の発熱抵抗体膜１４を成膜し、これをパターニング
して共通配線電極１６及び個別配線電極１７を被覆する
部分と発熱部１４ａとなる部分とを形成した後、アニー
ル処理して発熱抵抗体膜１４の抵抗特性を安定化させ、
これらの上にＴａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜１５を成
膜し、パターニングにより不要部分を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁性保護膜が良
好なステップカバレッジで強固に被着された発熱素子を
備える信頼性に優れたサーマルインクジェットプリンタ
ヘッドに関する。
好なステップカバレッジで強固に被着された発熱素子を
備える信頼性に優れたサーマルインクジェットプリンタ
ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、印字ヘッドからインクを用紙
面に吐出して印字を行うインクジェットプリンタがあ
る。このインクジェットプリンタによる印字方法は、印
字ヘッドのインク吐出面に多数配列されている微細な孔
（吐出ノズル）からインクの液滴を吐出させ、このイン
ク滴（印字ドット）を紙、布などの被記録材に着弾させ
て吸収させ、これにより文字や画像等の印字を行なうも
のであり、騒音の発生が少なく、特別な定着処理を要す
ることもなく且つフルカラー記録も比較的容易な記録方
法である。
面に吐出して印字を行うインクジェットプリンタがあ
る。このインクジェットプリンタによる印字方法は、印
字ヘッドのインク吐出面に多数配列されている微細な孔
（吐出ノズル）からインクの液滴を吐出させ、このイン
ク滴（印字ドット）を紙、布などの被記録材に着弾させ
て吸収させ、これにより文字や画像等の印字を行なうも
のであり、騒音の発生が少なく、特別な定着処理を要す
ることもなく且つフルカラー記録も比較的容易な記録方
法である。
【０００３】インクの液滴を吐出させる方法としては、
微細なインク加圧室に発熱部を配して、この発熱部に電
気パルスを与え高速でインクと発熱部の界面に気泡を発
生させ、その気泡の成長力を利用して吐出ノズルから液
滴を吐出させるサーマル式のインクジェットプリンタヘ
ッドがある。
微細なインク加圧室に発熱部を配して、この発熱部に電
気パルスを与え高速でインクと発熱部の界面に気泡を発
生させ、その気泡の成長力を利用して吐出ノズルから液
滴を吐出させるサーマル式のインクジェットプリンタヘ
ッドがある。
【０００４】上記のサーマル式のインクジェットプリン
タヘッドには、インク滴の吐出方向により、二通りの構
成があり、一つは発熱部の発熱面に平行な方向へインク
を吐出する構成のものであり、他の一つは発熱部の発熱
面に垂直な方向にインクを吐出する構成のものである。
中でも発熱部の発熱面に垂直な方向にインク滴を吐出す
る構成のものは、ルーフシュータ型インクジェットプリ
ンタヘッドと呼称されており、発熱部の発熱面に平行な
方向へインクを吐出する構成のものに比較して、消費電
力が極めて小さくて済むことが知られている。
タヘッドには、インク滴の吐出方向により、二通りの構
成があり、一つは発熱部の発熱面に平行な方向へインク
を吐出する構成のものであり、他の一つは発熱部の発熱
面に垂直な方向にインクを吐出する構成のものである。
中でも発熱部の発熱面に垂直な方向にインク滴を吐出す
る構成のものは、ルーフシュータ型インクジェットプリ
ンタヘッドと呼称されており、発熱部の発熱面に平行な
方向へインクを吐出する構成のものに比較して、消費電
力が極めて小さくて済むことが知られている。
【０００５】図４(a) は、そのような従来のルーフシュ
ータ型インクジェットプリンタヘッドの主要部であるイ
ンクを加熱して気泡を発生させる発熱部とその近傍の構
成を模式的に示す平面図であり、同図(b) は、同図(a)
のＡ−Ａ′断面矢視図である。
ータ型インクジェットプリンタヘッドの主要部であるイ
ンクを加熱して気泡を発生させる発熱部とその近傍の構
成を模式的に示す平面図であり、同図(b) は、同図(a)
のＡ−Ａ′断面矢視図である。
【０００６】図５は、上記従来のインクジェットプリン
タヘッドの製造工程の流れを示す図である。これらの図
４(a),(b) 及び図５を用いて、従来のインクジェットプ
リンタヘッド（以下、単に印字ヘッドという）の製造方
法を簡単に説明する。
タヘッドの製造工程の流れを示す図である。これらの図
４(a),(b) 及び図５を用いて、従来のインクジェットプ
リンタヘッド（以下、単に印字ヘッドという）の製造方
法を簡単に説明する。
【０００７】先ず、工程１として、ガラス等の絶縁性基
板１の上にＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の抵抗体層２を成膜す
る。この抵抗体層２の厚さはおよそ４０００〜５０００
Åである。
板１の上にＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の抵抗体層２を成膜す
る。この抵抗体層２の厚さはおよそ４０００〜５０００
Åである。
【０００８】次に、工程２として、抵抗体層２の上にＷ
Ｔｉの下部密着層３を成膜する。一般にサーマルインク
ジェットプリンタに適したＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の抵抗
体層２と、この後の工程３で成膜される同じくサーマル
インクジェットプリンタに適した抵抗が小さいＡｕ電極
層４とは、極めて密着性が悪い。このため、抵抗体層２
とＡｕ電極層４との密着性を得るために上記のＷＴｉの
下部密着層３を設けている。この下部密着層３の厚さは
およそ１０００〜２０００Åである。
Ｔｉの下部密着層３を成膜する。一般にサーマルインク
ジェットプリンタに適したＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の抵抗
体層２と、この後の工程３で成膜される同じくサーマル
インクジェットプリンタに適した抵抗が小さいＡｕ電極
層４とは、極めて密着性が悪い。このため、抵抗体層２
とＡｕ電極層４との密着性を得るために上記のＷＴｉの
下部密着層３を設けている。この下部密着層３の厚さは
およそ１０００〜２０００Åである。
【０００９】尚、後述する抵抗発熱部２ａを発熱駆動す
るＬＳＩ駆動回路が基板１上に形成されている場合は、
ＬＳＩ駆動回路にはこれも後述する個別配線電極８と接
続するための内部接続パッド及び将来外部の信号線と接
続するためのボンディング用パッドが形成されている。
このボンディング用パッド部分で、パッドのＡｌ端子と
Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎの抵抗体層との密着性が悪いため、
ここにもＷＴｉ密着層を設ける必要がある。
るＬＳＩ駆動回路が基板１上に形成されている場合は、
ＬＳＩ駆動回路にはこれも後述する個別配線電極８と接
続するための内部接続パッド及び将来外部の信号線と接
続するためのボンディング用パッドが形成されている。
このボンディング用パッド部分で、パッドのＡｌ端子と
Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎの抵抗体層との密着性が悪いため、
ここにもＷＴｉ密着層を設ける必要がある。
【００１０】続いて、工程３では、上述したようにＡｕ
電極層４を成膜する。このＡｕ電極層４の厚さはおよそ
６０００〜７０００Åである。そして、工程４として、
このＡｕ電極層４の上に更にＷＴｉの上部密着層５を成
膜する。上記の下部密着層４とこの上部密着層５は同一
材料のものである。この上部密着層５は、後の工程でＡ
ｕ電極層４の上に設けられるＴａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性
保護膜６がＡｕ電極層４との密着性が極めて悪いため
に、その密着性を高めるために設けられる。この上部密
着層５の厚さもおよそ１０００〜２０００Åである。
電極層４を成膜する。このＡｕ電極層４の厚さはおよそ
６０００〜７０００Åである。そして、工程４として、
このＡｕ電極層４の上に更にＷＴｉの上部密着層５を成
膜する。上記の下部密着層４とこの上部密着層５は同一
材料のものである。この上部密着層５は、後の工程でＡ
ｕ電極層４の上に設けられるＴａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性
保護膜６がＡｕ電極層４との密着性が極めて悪いため
に、その密着性を高めるために設けられる。この上部密
着層５の厚さもおよそ１０００〜２０００Åである。
【００１１】続いて、工程５として、上記ＷＴｉの下部
密着層３、Ａｕ電極層４及びＷＴｉの上部密着層５の三
層をパターニングして電極配線をパターン化する。これ
によって、ＷＴｉの下部密着層３、Ａｕ電極層４及びＷ
Ｔｉの上部密着層５から成る多層構造の共通配線電極７
と個別配線電極８が形成される。共通配線電極７と個別
配線電極８は、抵抗発熱部となる領域の両端から反対方
向に夫々延びるストライプ形状をなしている。これによ
り、抵抗発熱部の電極配線延在方向の位置が決まる。
密着層３、Ａｕ電極層４及びＷＴｉの上部密着層５の三
層をパターニングして電極配線をパターン化する。これ
によって、ＷＴｉの下部密着層３、Ａｕ電極層４及びＷ
Ｔｉの上部密着層５から成る多層構造の共通配線電極７
と個別配線電極８が形成される。共通配線電極７と個別
配線電極８は、抵抗発熱部となる領域の両端から反対方
向に夫々延びるストライプ形状をなしている。これによ
り、抵抗発熱部の電極配線延在方向の位置が決まる。
【００１２】更に続いて、工程６として、Ｔａ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ系の抵抗体層２の上記の工程５で露出した部分を
パターニングして抵抗発熱部を最終的にパターン化す
る。これにより形状と位置が決まった抵抗発熱部２ａが
形成される。これにより、多数（設計上の理由にもよる
が通常６４個、１２８個、２５６個等）の抵抗発熱部２
ａとこれに接続する個別配線電極８及び共通配線電極７
からなる発熱素子が、抵抗発熱部２ａの数だけ形成され
る。
Ｏ−Ｎ系の抵抗体層２の上記の工程５で露出した部分を
パターニングして抵抗発熱部を最終的にパターン化す
る。これにより形状と位置が決まった抵抗発熱部２ａが
形成される。これにより、多数（設計上の理由にもよる
が通常６４個、１２８個、２５６個等）の抵抗発熱部２
ａとこれに接続する個別配線電極８及び共通配線電極７
からなる発熱素子が、抵抗発熱部２ａの数だけ形成され
る。
【００１３】この後、工程７として上記パターン化後の
抵抗体層２へのアニール（熱処理）を行う。このアニー
ルの処理は、例えば温度は４００℃で１０分間行う。ア
ニールの目的は抵抗発熱部２ａの性能（抵抗特性）を安
定させるために行われるものある。
抵抗体層２へのアニール（熱処理）を行う。このアニー
ルの処理は、例えば温度は４００℃で１０分間行う。ア
ニールの目的は抵抗発熱部２ａの性能（抵抗特性）を安
定させるために行われるものある。
【００１４】しかし、この後の工程８におけるＴａ−Ｓ
ｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜６の形成において、本来はＴａ
−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜６とＷＴｉの上部密着層５
とは極めて良好な密着性を有しているが、アニールによ
ってＷＴｉの上部密着層５の表面が酸化され、絶縁性保
護膜６との密着性が極めて悪くなり、絶縁性保護膜６の
剥離という不具合が発生する。したがって上記のアニー
ルでは上部密着層５の表面が酸化されることを防止する
ため、大気中の雰囲気は避け、不活性ガス中または真空
中で行うようにしていた。
ｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜６の形成において、本来はＴａ
−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜６とＷＴｉの上部密着層５
とは極めて良好な密着性を有しているが、アニールによ
ってＷＴｉの上部密着層５の表面が酸化され、絶縁性保
護膜６との密着性が極めて悪くなり、絶縁性保護膜６の
剥離という不具合が発生する。したがって上記のアニー
ルでは上部密着層５の表面が酸化されることを防止する
ため、大気中の雰囲気は避け、不活性ガス中または真空
中で行うようにしていた。
【００１５】そして、工程８において、絶縁性基板１上
の略全面にわたりＴａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜６を
成膜被着した後、工程９で、その絶縁性保護膜６をパタ
ーニングして不要な部分（ダイボンディング用端子部分
等）を除去する。このようにして、抵抗発熱部２ａ、共
通配線電極７及び個別配線電極８を形成する一連の工程
が終了する。
の略全面にわたりＴａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜６を
成膜被着した後、工程９で、その絶縁性保護膜６をパタ
ーニングして不要な部分（ダイボンディング用端子部分
等）を除去する。このようにして、抵抗発熱部２ａ、共
通配線電極７及び個別配線電極８を形成する一連の工程
が終了する。
【００１６】この後、特には図示しないが、高さ１０μ
ｍ程度の隔壁が積層されてインク流路が形成され、この
インク流路に外部からインクを供給するためのインク供
給孔が基板１を貫通して形成され、更に絶縁性基板１と
略同じ大きさの天板が上記の隔壁の上に設置され、その
天板の抵抗発熱部２ａに対応する部分にインクを外部に
吐出するインク吐出ノズルが抵抗発熱部２ａの数だけ穿
設されて、印字ヘッドが完成する。
ｍ程度の隔壁が積層されてインク流路が形成され、この
インク流路に外部からインクを供給するためのインク供
給孔が基板１を貫通して形成され、更に絶縁性基板１と
略同じ大きさの天板が上記の隔壁の上に設置され、その
天板の抵抗発熱部２ａに対応する部分にインクを外部に
吐出するインク吐出ノズルが抵抗発熱部２ａの数だけ穿
設されて、印字ヘッドが完成する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した抵抗
発熱部２ａ、共通配線電極７及び個別配線電極８からな
る発熱素子に被覆する絶縁性保護膜６は、電解質である
インクに配線電極から電流が流れてインクの電気分解を
引き起こし気泡を発生させる不都合を長期的に防止する
ために、発熱素子の少なくともインクと接触する表面を
確実に被覆して絶縁性を確保しなければならない。
発熱部２ａ、共通配線電極７及び個別配線電極８からな
る発熱素子に被覆する絶縁性保護膜６は、電解質である
インクに配線電極から電流が流れてインクの電気分解を
引き起こし気泡を発生させる不都合を長期的に防止する
ために、発熱素子の少なくともインクと接触する表面を
確実に被覆して絶縁性を確保しなければならない。
【００１８】しかし、一般に電極膜は絶縁性保護膜との
密着性に難点があることは上述した通りであり、この問
題を解決するために上述のようにＷＴｉ等の密着層５を
介して配線電極上に絶縁性保護膜６を形成してはいる
が、配線電極の端面７−１及び８−１（図４(b) 参照）
に密着層を形成することは製造工程上から困難であり、
この端面部分において絶縁性保護膜６の密着不良が発生
することが多い。
密着性に難点があることは上述した通りであり、この問
題を解決するために上述のようにＷＴｉ等の密着層５を
介して配線電極上に絶縁性保護膜６を形成してはいる
が、配線電極の端面７−１及び８−１（図４(b) 参照）
に密着層を形成することは製造工程上から困難であり、
この端面部分において絶縁性保護膜６の密着不良が発生
することが多い。
【００１９】また、三層構造の配線電極では、特に上記
の端面７−１及び８−１部分に、図４では図示していな
いが、オーバーハング状の段差が形成される場合が多
い、そのため、端面７−１及び８−１部分における絶縁
性保護膜６のステップカバレッジ性が悪く被覆不良が発
生し、上述した密着不良と相俟って一層絶縁性の確保が
困難になるという問題があった。
の端面７−１及び８−１部分に、図４では図示していな
いが、オーバーハング状の段差が形成される場合が多
い、そのため、端面７−１及び８−１部分における絶縁
性保護膜６のステップカバレッジ性が悪く被覆不良が発
生し、上述した密着不良と相俟って一層絶縁性の確保が
困難になるという問題があった。
【００２０】したがって、上述したようにＷＴｉ等の密
着層を介しただけでは端面７−１及び８−１の絶縁性保
護膜との密着性は改善されず、この問題を解決すべき何
等かの対策が望まれていた。
着層を介しただけでは端面７−１及び８−１の絶縁性保
護膜との密着性は改善されず、この問題を解決すべき何
等かの対策が望まれていた。
【００２１】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
保護膜が良好なステップカバレッジで強固に被着された
発熱素子を備える信頼性に優れたサーマルインクジェッ
トプリンタヘッドを提供することである。
保護膜が良好なステップカバレッジで強固に被着された
発熱素子を備える信頼性に優れたサーマルインクジェッ
トプリンタヘッドを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】先ず、請求項１記載の発
明のサーマルインクジェットプリンタヘッドは、インク
を加熱して発生させた気泡の圧力によりインクを所定方
向に噴射させて記録を行うサーマルインクジェットプリ
ンタヘッドであって、基板と、該基板上の所定領域を除
いてその両端に延在させて積層された電極膜と、上記基
板上の所定領域表面及び上記電極膜表面に積層された発
熱抵抗体膜と、少なくとも上記発熱抵抗体膜上に積層さ
れた絶縁性保護膜と、を有して構成される。
明のサーマルインクジェットプリンタヘッドは、インク
を加熱して発生させた気泡の圧力によりインクを所定方
向に噴射させて記録を行うサーマルインクジェットプリ
ンタヘッドであって、基板と、該基板上の所定領域を除
いてその両端に延在させて積層された電極膜と、上記基
板上の所定領域表面及び上記電極膜表面に積層された発
熱抵抗体膜と、少なくとも上記発熱抵抗体膜上に積層さ
れた絶縁性保護膜と、を有して構成される。
【００２３】上記電極膜は、例えば請求項２記載のよう
に、電極層の表裏両面に密着層を積層してなる多層電極
膜である。また、請求項３記載のように、上記電極膜は
Ａｕであり、上記密着層はＷＴｉである。
に、電極層の表裏両面に密着層を積層してなる多層電極
膜である。また、請求項３記載のように、上記電極膜は
Ａｕであり、上記密着層はＷＴｉである。
【００２４】そして、上記多層電極膜の発熱部となる上
記所定領域の側の端面は、例えば請求項４記載のよう
に、表面側密着層と電極層の端面が裏面側密着層の端面
より上記所定領域に対して後退して段差面を形成してい
ることが好ましい。
記所定領域の側の端面は、例えば請求項４記載のよう
に、表面側密着層と電極層の端面が裏面側密着層の端面
より上記所定領域に対して後退して段差面を形成してい
ることが好ましい。
【００２５】また、例えば請求項５記載のように、上記
発熱抵抗体膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系抵抗体膜で構成
し、上記絶縁性保護膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ系絶縁膜で構成
することが好ましい。尚、上記基板は、例えば請求項６
記載のように、ガラス基板であっても良い。
発熱抵抗体膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系抵抗体膜で構成
し、上記絶縁性保護膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ系絶縁膜で構成
することが好ましい。尚、上記基板は、例えば請求項６
記載のように、ガラス基板であっても良い。
【００２６】次に、請求項７記載の発明のサーマルイン
クジェットプリンタヘッドの製造方法は、インクを加熱
して発生させた気泡の圧力によりインクを所定方向に噴
射させて記録を行うサーマルインクジェットプリンタヘ
ッドの製造方法であって、基板上に電極層の表裏両面に
密着層を積層してなる多層電極膜を形成する工程と、上
記多層電極膜の所定領域を除去する工程と、上記多層電
極膜表面及び上記基板の上記所定領域の表面に発熱抵抗
体膜を被着し、上記所定領域を発熱部とする工程と、を
有し、更に、少なくとも、上記発熱抵抗体膜上に絶縁性
保護膜を被着する工程と、上記発熱抵抗体膜をアニール
処理する工程と、を有して構成される。
クジェットプリンタヘッドの製造方法は、インクを加熱
して発生させた気泡の圧力によりインクを所定方向に噴
射させて記録を行うサーマルインクジェットプリンタヘ
ッドの製造方法であって、基板上に電極層の表裏両面に
密着層を積層してなる多層電極膜を形成する工程と、上
記多層電極膜の所定領域を除去する工程と、上記多層電
極膜表面及び上記基板の上記所定領域の表面に発熱抵抗
体膜を被着し、上記所定領域を発熱部とする工程と、を
有し、更に、少なくとも、上記発熱抵抗体膜上に絶縁性
保護膜を被着する工程と、上記発熱抵抗体膜をアニール
処理する工程と、を有して構成される。
【００２７】上記発熱抵抗体膜は、例えば請求項８記載
のように、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系膜であることが好まし
い。また、上記絶縁膜は、例えば請求項９記載のよう
に、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ系膜であることが好ましい。
のように、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系膜であることが好まし
い。また、上記絶縁膜は、例えば請求項９記載のよう
に、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ系膜であることが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、第１の実施の形
態におけるサーマルインクジェットプリンタヘッドの主
要部の構成を模式的に示す平面図であり、配線電極と発
熱部を形成した後の状態を示している。同図(b) は、そ
の上に更に絶縁性保護膜を形成した後の同図(a) のＢ−
Ｂ′断面矢視図である。
を参照しながら説明する。図１(a) は、第１の実施の形
態におけるサーマルインクジェットプリンタヘッドの主
要部の構成を模式的に示す平面図であり、配線電極と発
熱部を形成した後の状態を示している。同図(b) は、そ
の上に更に絶縁性保護膜を形成した後の同図(a) のＢ−
Ｂ′断面矢視図である。
【００２９】図２は、上記のインクジェットプリンタヘ
ッドの製造工程の流れを示す図である。これらの図１
(a),(b) 及び図２を用いて、本例のインクジェットプリ
ンタヘッド（以下、単に印字ヘッドという）の構成及び
その製造方法を説明する。
ッドの製造工程の流れを示す図である。これらの図１
(a),(b) 及び図２を用いて、本例のインクジェットプリ
ンタヘッド（以下、単に印字ヘッドという）の構成及び
その製造方法を説明する。
【００３０】本例の特徴として、先ず最初に工程１で、
ガラス等の絶縁性基板１０の上にＷＴｉの裏面側密着層
１１を成膜する。この裏面側密着層１１は、この上に次
の工程２で成膜されるＡｕ電極層を直接では密着性の悪
い絶縁性基板１０に間接的に密着させるために設けられ
る。すなわち、裏面側密着層１１を形成しているＷＴｉ
は絶縁性基板１０とＡｕ電極層の双方に極めて密着性が
良い。尚、この裏面側密着層１１の厚さはおよそ１００
０〜２０００Åが好ましい。このように、絶縁性基板１
０に裏面側密着層１１を被着する構成は、絶縁性基板と
してシリコン等の半導体基板上に酸化絶縁膜を被着した
ものを用いる場合に、特に適している。即ち、半導体基
板中にＬＳＩを作り込んでその配線電極としてＡｌ電極
膜を形成した場合、Ａｌ電極膜の例えば端子部等の電気
接続部に選択的に密着層を設ける必要があったが、本発
明の様に絶縁性基板上に密着層を被着する構成であれ
ば、電気接続部に選択的に密着層を形成する専用工程が
不要となる。
ガラス等の絶縁性基板１０の上にＷＴｉの裏面側密着層
１１を成膜する。この裏面側密着層１１は、この上に次
の工程２で成膜されるＡｕ電極層を直接では密着性の悪
い絶縁性基板１０に間接的に密着させるために設けられ
る。すなわち、裏面側密着層１１を形成しているＷＴｉ
は絶縁性基板１０とＡｕ電極層の双方に極めて密着性が
良い。尚、この裏面側密着層１１の厚さはおよそ１００
０〜２０００Åが好ましい。このように、絶縁性基板１
０に裏面側密着層１１を被着する構成は、絶縁性基板と
してシリコン等の半導体基板上に酸化絶縁膜を被着した
ものを用いる場合に、特に適している。即ち、半導体基
板中にＬＳＩを作り込んでその配線電極としてＡｌ電極
膜を形成した場合、Ａｌ電極膜の例えば端子部等の電気
接続部に選択的に密着層を設ける必要があったが、本発
明の様に絶縁性基板上に密着層を被着する構成であれ
ば、電気接続部に選択的に密着層を形成する専用工程が
不要となる。
【００３１】次に、工程２として、上記裏面側密着層１
１の上にＡｕ電極層１２を成膜する。このＡｕ電極層１
２の厚さはおよそ６０００〜７０００Åが好ましい。そ
して更に、工程３として、上記Ａｕ電極層１２の上にＷ
Ｔｉの表面側密着層１３を成膜する。上記の裏面側密着
層１１とこの表面側密着層１３は同一の組成のものであ
る。前述したように、Ａｕ膜と後段の工程５で成膜され
るＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系膜とは極めて密着性が悪い。し
かし、このＡｕ電極層１２の上に成膜される表面側密着
層１３のＷＴｉ膜は、Ａｕ膜とＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系膜
との両方に良い密着性を有している。この表面側密着層
１３も厚さはおよそ１０００〜２０００Åが好ましい。
１の上にＡｕ電極層１２を成膜する。このＡｕ電極層１
２の厚さはおよそ６０００〜７０００Åが好ましい。そ
して更に、工程３として、上記Ａｕ電極層１２の上にＷ
Ｔｉの表面側密着層１３を成膜する。上記の裏面側密着
層１１とこの表面側密着層１３は同一の組成のものであ
る。前述したように、Ａｕ膜と後段の工程５で成膜され
るＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系膜とは極めて密着性が悪い。し
かし、このＡｕ電極層１２の上に成膜される表面側密着
層１３のＷＴｉ膜は、Ａｕ膜とＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系膜
との両方に良い密着性を有している。この表面側密着層
１３も厚さはおよそ１０００〜２０００Åが好ましい。
【００３２】上記に続いて、工程４として、上記ＷＴｉ
の裏面側密着層１１、その上のＡｕ電極層１２及びＷＴ
ｉの上部密着層５の三層をパターニングして電極配線を
パターン化する。これにより、ＷＴｉの裏面側密着層１
１、Ａｕ電極層１２及びＷＴｉの表面側密着層１３から
成る多層構造の共通配線電極１６と個別配線電極１７
が、絶縁性基板１０上の所定領域（これより後の工程で
抵抗発熱部が形成される部分）を除いてその両端に延在
させてストライプ状（共通配線電極１６は接続部近傍の
みがストライプ状、個別配線電極１７は全体がストライ
プ状）に形成される。
の裏面側密着層１１、その上のＡｕ電極層１２及びＷＴ
ｉの上部密着層５の三層をパターニングして電極配線を
パターン化する。これにより、ＷＴｉの裏面側密着層１
１、Ａｕ電極層１２及びＷＴｉの表面側密着層１３から
成る多層構造の共通配線電極１６と個別配線電極１７
が、絶縁性基板１０上の所定領域（これより後の工程で
抵抗発熱部が形成される部分）を除いてその両端に延在
させてストライプ状（共通配線電極１６は接続部近傍の
みがストライプ状、個別配線電極１７は全体がストライ
プ状）に形成される。
【００３３】このように、配線電極を形成しておいてか
ら、次の工程５において、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の発熱
抵抗体膜１４を基板１０の全面に成膜する。この発熱抵
抗体膜１４の好適な厚さはおよそ４０００〜５０００Å
であり、膜厚の比較的厚いものである。したがって、配
線電極の端面１６−１及び１７−１には密着層は形成さ
れていないが、これらの端面部分をその厚みによって充
分に被覆する。また、表面側密着層１３が介在している
から全体として共通配線電極１６及び個別配線電極１７
との密着性に問題は無い。
ら、次の工程５において、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の発熱
抵抗体膜１４を基板１０の全面に成膜する。この発熱抵
抗体膜１４の好適な厚さはおよそ４０００〜５０００Å
であり、膜厚の比較的厚いものである。したがって、配
線電極の端面１６−１及び１７−１には密着層は形成さ
れていないが、これらの端面部分をその厚みによって充
分に被覆する。また、表面側密着層１３が介在している
から全体として共通配線電極１６及び個別配線電極１７
との密着性に問題は無い。
【００３４】次に、工程６として、絶縁性基板１０の上
一面を覆っている上記のＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系発熱抵抗
体膜１４をパターニングして、共通配線電極１６と個別
配線電極１７を被覆する発熱抵抗体膜１４部分と、上記
所定領域に形成される発熱部１４ａ部分とをパターン化
する。発熱部１４ａは図１(b) に示す所定領域としての
幅Ｙの部分である。
一面を覆っている上記のＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系発熱抵抗
体膜１４をパターニングして、共通配線電極１６と個別
配線電極１７を被覆する発熱抵抗体膜１４部分と、上記
所定領域に形成される発熱部１４ａ部分とをパターン化
する。発熱部１４ａは図１(b) に示す所定領域としての
幅Ｙの部分である。
【００３５】続いて、工程７として上記パターン化後の
発熱抵抗体膜１４へのアニールを行う。このアニールの
処理条件としては、温度は４００℃、時間は１０分、が
好適である。そして、このアニールでは、本例の特徴と
して、最も簡単で容易に形成できる雰囲気である大気中
でアニールを行う。
発熱抵抗体膜１４へのアニールを行う。このアニールの
処理条件としては、温度は４００℃、時間は１０分、が
好適である。そして、このアニールでは、本例の特徴と
して、最も簡単で容易に形成できる雰囲気である大気中
でアニールを行う。
【００３６】そのように、大気中の雰囲気でアニールを
行っても、表面側密着層１３は、既に発熱抵抗体膜１４
によって全面を覆われており、アニールによって酸化す
ることは無く悪影響は受けない。また、発熱抵抗体膜１
４はアニールによっても極めて酸化し難く、通常形成さ
れている０．１μｍ程度の自然酸化膜はアニールによっ
ても変化しない。そして、この発熱抵抗体膜１４は、こ
の後の工程で成膜される組成が似ているＴａ−Ｓｉ−Ｏ
系の絶縁性保護膜と極めて良い密着性を有している。
行っても、表面側密着層１３は、既に発熱抵抗体膜１４
によって全面を覆われており、アニールによって酸化す
ることは無く悪影響は受けない。また、発熱抵抗体膜１
４はアニールによっても極めて酸化し難く、通常形成さ
れている０．１μｍ程度の自然酸化膜はアニールによっ
ても変化しない。そして、この発熱抵抗体膜１４は、こ
の後の工程で成膜される組成が似ているＴａ−Ｓｉ−Ｏ
系の絶縁性保護膜と極めて良い密着性を有している。
【００３７】すなわち、この後の工程８においては、Ｔ
ａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜１５を成膜する。そし
て、更にその後の工程９で、その絶縁性保護膜１５をパ
ターニングして不要な部分（図外のインク供給溝となる
部分やダイボンディング用端子部分等）を除去する。こ
のようにして、発熱部１４ａ、共通配線電極１６、個別
配線電極１７及び絶縁性保護膜１５からなる発熱素子を
形成する一連の工程が終了する。
ａ−Ｓｉ−Ｏ系の絶縁性保護膜１５を成膜する。そし
て、更にその後の工程９で、その絶縁性保護膜１５をパ
ターニングして不要な部分（図外のインク供給溝となる
部分やダイボンディング用端子部分等）を除去する。こ
のようにして、発熱部１４ａ、共通配線電極１６、個別
配線電極１７及び絶縁性保護膜１５からなる発熱素子を
形成する一連の工程が終了する。
【００３８】この後、特には図示しないが、高さ１０μ
ｍ程度の隔壁によるインク流路が形成され、このインク
流路に外部からインクを供給するためのインク供給孔が
基板１０を貫通して形成され、更に隔壁の上に天板が設
置され、その天板の発熱部１４ａに対応する部分にイン
クを外部に吐出するインク吐出ノズルが発熱部１４ａの
数だけ穿設されて、印字ヘッドが完成する。
ｍ程度の隔壁によるインク流路が形成され、このインク
流路に外部からインクを供給するためのインク供給孔が
基板１０を貫通して形成され、更に隔壁の上に天板が設
置され、その天板の発熱部１４ａに対応する部分にイン
クを外部に吐出するインク吐出ノズルが発熱部１４ａの
数だけ穿設されて、印字ヘッドが完成する。
【００３９】尚、上記のアニールは、上記のように発熱
部１４ａのパターン化直後に行っても良く、また、絶縁
性保護膜１５を形成した後に行っても良い。図３は、第
２の実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッド
の主要部の構成を模式的に示す断面図であり、配線電
極、発熱部及びその上の絶縁性保護膜を形成した後の状
態を示している。同図に示すサーマルインクジェットプ
リンタヘッドにおける発熱素子の製造工程の流れは、図
２に示した製造工程の流れとほぼ同様であるが、工程４
における配線電極のパターニングが異なる。
部１４ａのパターン化直後に行っても良く、また、絶縁
性保護膜１５を形成した後に行っても良い。図３は、第
２の実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッド
の主要部の構成を模式的に示す断面図であり、配線電
極、発熱部及びその上の絶縁性保護膜を形成した後の状
態を示している。同図に示すサーマルインクジェットプ
リンタヘッドにおける発熱素子の製造工程の流れは、図
２に示した製造工程の流れとほぼ同様であるが、工程４
における配線電極のパターニングが異なる。
【００４０】すなわち、本例では、裏面側密着層１１、
Ａｕ電極層１２及びＷＴｉの表面側密着層１３から成る
多層構造の共通配線電極１６と個別配線電極１７の発熱
部１４ａとなる所定領域Ｙの側の端面において、それぞ
れ、表面側密着層１３′と電極層１２′の端面が、裏面
側密着層１１の端面より発熱部１４ａとする所定領域Ｙ
に対し寸法Ｘだけ後退して段差が２段に緩和された端面
を形成している。なお、上記後退寸法Ｘは、発熱部１４
ａの寸法Ｙが２０〜３０μｍの場合には、１０〜２０μ
ｍが好適である。
Ａｕ電極層１２及びＷＴｉの表面側密着層１３から成る
多層構造の共通配線電極１６と個別配線電極１７の発熱
部１４ａとなる所定領域Ｙの側の端面において、それぞ
れ、表面側密着層１３′と電極層１２′の端面が、裏面
側密着層１１の端面より発熱部１４ａとする所定領域Ｙ
に対し寸法Ｘだけ後退して段差が２段に緩和された端面
を形成している。なお、上記後退寸法Ｘは、発熱部１４
ａの寸法Ｙが２０〜３０μｍの場合には、１０〜２０μ
ｍが好適である。
【００４１】これにより、その後の工程５以降において
形成される発熱抵抗体膜１４及び絶縁性保護膜１５の被
覆工程において、良好なステップカバレッジが得られ、
これにより、十分なステップカバレッジで強固に被着さ
れた一層良好な絶縁性保護膜を備えた信頼性に優れた発
熱素子を有するサーマルインクジェットプリンタヘッド
が得られる。
形成される発熱抵抗体膜１４及び絶縁性保護膜１５の被
覆工程において、良好なステップカバレッジが得られ、
これにより、十分なステップカバレッジで強固に被着さ
れた一層良好な絶縁性保護膜を備えた信頼性に優れた発
熱素子を有するサーマルインクジェットプリンタヘッド
が得られる。
【００４２】尚、上記の実施の形態において、基板は絶
縁性を有する形態のものであればよく、例えば、ガラ
ス、セラミック、或いはシリコン等の半導体基板の表面
に絶縁膜を形成したもの等を好適に用いることができ
る。
縁性を有する形態のものであればよく、例えば、ガラ
ス、セラミック、或いはシリコン等の半導体基板の表面
に絶縁膜を形成したもの等を好適に用いることができ
る。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、絶縁性基板上に先に配線電極を形成してから発熱
抵抗体膜を成膜し、その上に絶縁性保護膜を被着する構
成とするので、絶縁性保護膜が強固に固着されると共に
配線電極の発熱部側の端面と発熱抵抗体膜を介した絶縁
性保護膜表面との間の絶縁性が十分に確保された発熱素
子を備えることにより信頼性に極めて優れたサーマルイ
ンクジェットプリンタヘッドを得ることができる。
れば、絶縁性基板上に先に配線電極を形成してから発熱
抵抗体膜を成膜し、その上に絶縁性保護膜を被着する構
成とするので、絶縁性保護膜が強固に固着されると共に
配線電極の発熱部側の端面と発熱抵抗体膜を介した絶縁
性保護膜表面との間の絶縁性が十分に確保された発熱素
子を備えることにより信頼性に極めて優れたサーマルイ
ンクジェットプリンタヘッドを得ることができる。
【００４４】又、密着層を発熱抵抗体膜によって外部か
ら被覆して保護するので、発熱抵抗体膜を大気中の雰囲
気でアニール処理することが可能となり、したがって、
製造工程が簡略化できて製造能率が向上する。
ら被覆して保護するので、発熱抵抗体膜を大気中の雰囲
気でアニール処理することが可能となり、したがって、
製造工程が簡略化できて製造能率が向上する。
【００４５】更に、三層構造の発熱部側電極端面の表面
側二層を発熱部から後退させて形成することにより、発
熱部側電極端面の段差を２段に分けて緩和できるので、
絶縁性保護膜のステップカバレッジを更に向上させてよ
り良好な絶縁性を確保することができる。
側二層を発熱部から後退させて形成することにより、発
熱部側電極端面の段差を２段に分けて緩和できるので、
絶縁性保護膜のステップカバレッジを更に向上させてよ
り良好な絶縁性を確保することができる。
【図１】(a) は第１の実施の形態におけるインクジェッ
トプリンタヘッドの主要部の構成を模式的に示す平面
図、(b) は(a) のＢ−Ｂ′断面矢視図である。
トプリンタヘッドの主要部の構成を模式的に示す平面
図、(b) は(a) のＢ−Ｂ′断面矢視図である。
【図２】第１の実施の形態におけるインクジェットプリ
ンタヘッドの製造工程の流れを示す図である。
ンタヘッドの製造工程の流れを示す図である。
【図３】第２の実施の形態におけるインクジェットプリ
ンタヘッドの主要部の構成を模式的に示す断面図であ
る。
ンタヘッドの主要部の構成を模式的に示す断面図であ
る。
【図４】(a) は従来のインクジェットプリンタヘッドの
主要部の構成を模式的に示す平面図、(b) は(a) のＡ−
Ａ′断面矢視図である。
主要部の構成を模式的に示す平面図、(b) は(a) のＡ−
Ａ′断面矢視図である。
【図５】従来のインクジェットプリンタヘッドの製造工
程の流れを示す図である。
程の流れを示す図である。
１ 絶縁性基板 ２ 抵抗体層 ２ａ 抵抗発熱部 ３ 下部密着層 ４ Ａｕ電極層 ５ 上部密着層 ６ 絶縁性保護膜 ７ 共通配線電極 ７−１ 端面 ８ 個別配線電極 ８−１ 端面 １０ 絶縁性基板 １１ 裏面側密着層 １２ Ａｕ電極層 １３ 表面側密着層 １４ 発熱抵抗体膜 １４ａ 発熱部 １５ 絶縁性保護膜 １６ 共通配線電極 １７ 個別配線電極
Claims (9)
- 【請求項１】 インクを加熱して発生させた気泡の圧力
によりインクを所定方向に噴射させて記録を行うサーマ
ルインクジェットプリンタヘッドであって、 基板と、 該基板上の所定領域を除いてその両端に延在させて積層
された電極膜と、 前記基板上の所定領域表面及び前記電極膜表面に積層さ
れた発熱抵抗体膜と、 少なくとも前記発熱抵抗体膜上に積層された絶縁性保護
膜と、 を有することを特徴とするサーマルインクジェットプリ
ンタへッド。 - 【請求項２】 前記電極膜は電極層の表裏両面に密着層
を積層してなる多層電極膜であることを特徴とする請求
項１記載のサーマルインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項３】 前記電極膜はＡｕであり、前記密着層は
ＷＴｉであることを特徴とする請求項２記載のサーマル
インクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項４】 前記多層電極膜の発熱部となる前記所定
領域の側の端面は、表面側密着層と電極層の端面が裏面
側密着層の端面より前記所定領域に対して後退して段差
面を形成していることを特徴とする請求項２記載のサー
マルインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項５】 前記発熱抵抗体膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ
系抵抗体膜であり、前記絶縁性保護膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ
系絶縁膜であることを特徴とする請求項１記載のサーマ
ルインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項６】 前記基板はガラス基板であることを特徴
とする請求項１記載のサーマルインクジェットプリンタ
ヘッド。 - 【請求項７】 インクを加熱して発生させた気泡の圧力
によりインクを所定方向に噴射させて記録を行うサーマ
ルインクジェットプリンタヘッドの製造方法であって、 基板上に電極層の表裏両面に密着層を積層してなる多層
電極膜を形成する工程と、 前記多層電極膜の所定領域を除去する工程と、 前記多層電極膜表面及び前記基板の前記所定領域の表面
に発熱抵抗体膜を被着し、前記所定領域を発熱部とする
工程と、 を有し、更に、少なくとも、 前記発熱抵抗体膜上に絶縁性保護膜を被着する工程と、 前記発熱抵抗体膜をアニール処理する工程と、 を有することを特徴とするサーマルインクジェットプリ
ンタヘッドの製造方法。 - 【請求項８】 前記発熱抵抗体膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ
系膜であることを特徴とする請求項７記載のサーマルイ
ンクジェットプリンタヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 前記絶縁膜はＴａ−Ｓｉ−Ｏ系膜である
ことを特徴とする請求項８記載のサーマルインクジェッ
トプリンタヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084520A JP2001270120A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | サーマルインクジェットプリンタヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084520A JP2001270120A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | サーマルインクジェットプリンタヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001270120A true JP2001270120A (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=18600988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000084520A Withdrawn JP2001270120A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | サーマルインクジェットプリンタヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001270120A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081555A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Canon Inc | 回路基板及び液体吐出装置、並びに回路基板の製造方法 |
| US7726777B2 (en) | 2004-11-15 | 2010-06-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet print head and method of fabricating the same |
| US7862155B2 (en) | 2004-08-16 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet head circuit board, method of manufacturing the same and ink jet head using the same |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000084520A patent/JP2001270120A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081555A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Canon Inc | 回路基板及び液体吐出装置、並びに回路基板の製造方法 |
| JP4497869B2 (ja) * | 2003-09-04 | 2010-07-07 | キヤノン株式会社 | 回路基板の製造方法 |
| US7862155B2 (en) | 2004-08-16 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet head circuit board, method of manufacturing the same and ink jet head using the same |
| US7726777B2 (en) | 2004-11-15 | 2010-06-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet print head and method of fabricating the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |