JP2002144586A

JP2002144586A - 液体噴射ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP2002144586A
Application number: JP2000348955A
Authority: JP
Inventors: Masami Yokota; 雅実横田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】インク吐出口と被記録材の距離を短縮して、
印字品位の向上と高精細化等を促進する。【解決手段】基板１上に、インク流路１１とインク吐
出口１２を有する液体流路形成層１０を形成し、吐出エ
ネルギー発生素子２を駆動するための駆動用ＩＣ２０を
フェースダウンで実装する。実装後に、駆動用ＩＣ２０
のチップ裏面を研磨し、二点鎖線で示すもとの厚みを減
じて、所定の実装高さにする。この研磨工程は、インク
流路１１に溶解可能な樹脂の流路パターンが残っている
状態で行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射方式の記
録装置に用いるインクジェット記録ヘッド等の液体噴射
ヘッドの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体噴射記録方式に適用されるインクジ
ェット記録ヘッド等の液体噴射ヘッドは、一般的に微細
な液体吐出口（以下、「オリフィス」という。）、液流
路および該液流路の一部に設けられる液体吐出エネルギ
ー発生部を複数備えている。

【０００３】このようなインクジェット記録ヘッドで高
品位の画像を得るためには、オリフィスから吐出される
記録液小滴がそれぞれの吐出口より常に同じ体積、吐出
速度で吐出されることが望ましい。これを達成するため
に、特開平４−１０９４０号公報、特開平４−１０９４
１号公報、特開平４−１０９４２号公報においては、吐
出エネルギー発生素子である電気熱変換素子に記録情報
に対応した駆動信号を印加し、電気熱変換素子にインク
の核沸騰を越える急激な温度上昇を与える熱エネルギー
を発生させ、インク内に気泡を形成させ、この気泡を外
気と連通させてインク液滴を吐出させる方法が開示され
ている。

【０００４】このような方法を実現するためのインクジ
ェット記録ヘッドとしては、電気熱変換素子とオリフィ
スとの距離（以下、「ＯＨ距離」という。）が短い方が
好ましい。また、前記方法においては、ＯＨ距離がその
吐出体積をほぼ決定するため、ＯＨ距離を正確に、また
再現性良く設定できることが必要である。

【０００５】従来、インクジェット記録ヘッドの製造方
法としては、特開昭５７−２０８２５５号公報および特
開昭５７−２０８２５６号公報に記載されている方法、
すなわち、インク吐出エネルギー発生素子が形成された
基体上にインク流路およびオリフィス部からなるノズル
を感光性樹脂材料を使用してパターン形成して、この上
にガラス板などの蓋を接合する方法や、特開昭６１−１
５４９４７号公報に記載されている方法、すなわち、溶
解可能な樹脂にて流路パターンを形成し、該パターンを
エポキシ樹脂などで被覆して該樹脂を硬化し、基板を切
断後に前記溶解可能な樹脂の流路パターンを溶出除去す
る方法等がある。しかし、これらの方法は、いずれも気
泡の成長方法と吐出方向とが異なる（ほぼ垂直）タイプ
のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。そし
て、このタイプのヘッドにおいては、基板を切断するこ
とによりインク吐出エネルギー発生素子とオリフィスと
の距離が設定されるため、インク吐出エネルギー発生素
子とオリフィスとの距離の制御においては、切断精度が
非常に重要なファクターとなる。しかしながら、切断は
ダイシングソー等の機械的手段にて行なうことが一般的
であり、高い精度を実現することは難しい。

【０００６】また、気泡の成長方向と吐出方向とがほぼ
同じタイプ（サイドシューター型）のインクジェット記
録ヘッドの製造方法としては、特開昭５８−８６５６号
公報に記載されている方法、すなわち基体とオリフィス
プレートとなるドライフィルムとをパターニングされた
別のドライフィルムを介して接合し、フォトリソグラフ
ィーによってオリフィスを形成する方法や、特開昭６２
−２６４９７５号公報に記載されている方法、すなわ
ち、インク吐出エネルギー発生素子が形成された基体と
電鋳加工により製造されるオリフィスプレートとをパタ
ーニングされたドライフィルムを介して接合する方法等
がある。しかし、これらの方法では、いずれもオリフィ
スプレートを薄く（例えば２０μｍ以下）かつ均一に作
成することは困難であり、たとえ作成できたとしても、
インク吐出エネルギー発生素子が形成された基体との接
合工程はオリフィスプレートの脆弱性により極めて困難
となる。

【０００７】上記の問題点を解決する手段として、例え
ば、特開平６−２８６１４９号公報に開示されているよ
うに、吐出エネルギー発生素子が設けられた基板上に、
常温にて固体状の樹脂を溶解可能な樹脂の流路パターン
上にコートすることによってインク流路壁となる被覆樹
脂層を形成する工程と、前記吐出エネルギー発生素子上
方の前記被覆樹脂層にインク吐出口を加工する工程と、
前記溶解可能な樹脂の流路パターンを溶解除去する工程
とを有するインクジェットヘッドの製造方法がある。

【０００８】一方、近年のインクジェットの印字速度の
高速化、高画質化に伴ない、１つのインクジェットヘッ
ド内に設けられるノズルの数は、非常に多数となってき
ている。

【０００９】特に被印字物（被記録材）の幅全域にわた
ってノズルが設けられたいわゆるフルマルチアレイタイ
プのヘッドに至っては、例えば、４インチ幅で、密度６
００ＤＰＩの場合２４００個、１２００ＤＰＩの場合４
８００個、また、Ａ３幅で密度６００ＤＰＩの場合７０
００から８０００個、１２００ＤＰＩの場合は、１５０
００個以上の吐出エネルギー発生素子が設けられてい
る。

【００１０】このような、多数の吐出エネルギー発生素
子を駆動するための駆動用ＩＣを一括して作製すること
は、製品歩留まりの観点から極めて困難である。

【００１１】また、駆動用ＩＣのように比較的大電流を
流せる半導体を作製するプロセスは、Ｓｉウエハーによ
るものしか確立されておらず、現在、市場実績のあるも
のは、８インチのプロセスが最大であり、試験的に１２
インチのプロセスが検討されている状況である。

【００１２】上記の状況から、例えば、Ａ４幅のヘッド
を駆動用ＩＣ内蔵で作製することは、取り数の観点から
非常に高価となり、Ａ３幅のヘッドを作製することは、
試験的にも不可能である。この問題点を解決する手段と
して、吐出エネルギー発生素子が設けられた基板とは別
に、適当な大きさに分割された駆動用ＩＣチップを別途
作製し、これらを、吐出エネルギー発生素子が設けられ
た基板上の電極を介して実装する方法が提案されてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体噴
射ヘッドの駆動用ＩＣチップは、通常０．５ｍｍ〜０．
７ｍｍ程度の厚さを有しているため、前述のように吐出
エネルギー発生素子が設けられた基板表面とほぼ垂直な
方向にインク等の液体を吐出させるいわゆるサイドシュ
ーター型の液体噴射ヘッドの場合、液体吐出口の高さか
ら被印字物方向に駆動用ＩＣチップが厚み分だけ出っ張
り、チップ裏面に被印字物がこすり、乾燥する前のイン
クが流れたり、紙等の被印字物のこすりかすが発生し
て、これが吐出口を詰まらせたり、インク滴の飛翔方向
を狂わせたりするという未解決の課題があった。

【００１４】一方、駆動用ＩＣチップの厚み分（０．５
ｍｍ〜０．７ｍｍ）だけ吐出口と被印字物の距離を従来
のヘッドより広げれば、上記の問題は生じないが、この
場合は、印字品位が著しく劣化する。

【００１５】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、基板表面にほぼ垂直
な方向にインク等の液体を吐出するサイドシューター型
の液体噴射ヘッドおいて、フェースダウンで基板表面に
実装された駆動用ＩＣの実装高さを低減し、印字品位の
向上と高精細化、およびヘッドの長尺化等に大きく貢献
できる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、吐出エネル
ギー発生素子による液体の吐出方向が基板表面にほぼ垂
直であるサイドシューター型の液体噴射ヘッドの製造方
法であって、前記基板表面に前記吐出エネルギー発生素
子を駆動するための駆動素子をフェースダウンで実装
し、その背面側を研磨することで、前記駆動素子の実装
高さを所定の値に低減することを特徴とする。

【００１７】吐出エネルギー発生素子を有する基板表面
に流路パターンを形成する工程と、形成された流路パタ
ーン上に被覆樹脂層を形成する工程と、形成された被覆
樹脂層に液体吐出口を加工する工程と、前記吐出エネル
ギー発生素子を駆動するための駆動素子を前記基板表面
にフェースダウンで実装する工程を有し、実装された駆
動素子の背面側を研磨することでその実装高さを所定の
値に低減したのち、前記流路パターンを溶解除去して液
体流路を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製
造方法でもよい。

【００１８】駆動素子が、異方性導電フィルムまたは異
方性導電ペーストによって実装されるとよい。

【００１９】液体噴射ヘッドが、被記録材の全幅に対応
するフルマルチアレイタイプのインクジェット記録ヘッ
ドであるとよい。

【００２０】

【作用】基板表面にほぼ垂直にインク等の液体を吐出す
るサイドシューター型の液体噴射ヘッドの基板表面に、
駆動用ＩＣ等の駆動素子をフェースダウンで実装するこ
とで、ノズルの高密度化や、ヘッドの長尺化等を促進す
る。駆動素子の厚みが、液体吐出口の高さより大きく突
出すると、紙等の被記録材とこすれて、インクが流れた
り、こすりかすが液体吐出口を詰まらせる等のトラブル
が生じるため、駆動素子の背面側すなわちチップ裏面を
研磨し、駆動素子の実装高さを減じる。

【００２１】また、溶解可能な樹脂によって流路パター
ンを形成し、これに液体流路形成層となる被覆樹脂層を
設けて液体吐出口を加工し、流路パターンを溶解除去す
る前に、駆動素子の研磨を行なうことで、液体流路に研
磨くず等が侵入するのを回避できる。

【００２２】駆動素子が、異方性導電フィルムまたは異
方性導電ペーストによって実装されていれば、駆動素子
全面が基板表面に接合されるため、駆動素子の研磨時に
作用する剪断力に対する耐力も充分である。また、基板
表面に垂直に作用する研磨荷重も駆動素子のバンプのみ
にかかることなく、必要なだけの研磨荷重をかけて高速
研磨が可能であり、液体噴射ヘッドの生産効率を大幅に
向上できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２４】図１は一実施の形態による液体噴射ヘッド
の製造方法によって製造された液体噴射ヘッドであるイ
ンクジェット記録ヘッドを示すもので、これは、ガラ
ス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等からな
る基板１を有する。

【００２５】基板１は、液体流路形成部材の一部として
機能し、また、液体流路であるインク流路１１および液
体吐出口であるインク吐出口１２を形成する液体流路形
成層１０の支持体として機能する。このような機能を得
るものであれば、その形状、材質等に特に限定されるこ
となく使用できる。

【００２６】基板１上には、電気熱変換素子あるいは圧
電素子等の吐出エネルギー発生素子２が所望の個数配置
される。このような、吐出エネルギー発生素子２によっ
て液体である記録液の小滴を吐出させるための吐出エネ
ルギーがインク液に与えられ、記録が行なわれる。ちな
みに、例えば、上記吐出エネルギー発生素子２として電
気熱変換素子が用いられる時には、この素子が近傍の記
録液を加熱することにより、記録液に状態変化を生起さ
せ吐出エネルギーを発生する。また、例えば、圧電素子
が用いられる時は、この素子の機械的振動によって吐出
エネルギーが発生される。

【００２７】基板１の表面（基板表面）上には、吐出エ
ネルギー発生素子２に加えて、これらの素子を動作させ
るための供電電極３、駆動用ＩＣ接続用バンプ４等が形
成されている。また、基板１の端部には、外部取り出し
用電極５が形成されている。

【００２８】駆動素子である駆動用ＩＣ２０は、バンプ
２１が基板１の駆動用ＩＣ接続用バンプ４の上に重なる
ようにフェースダウンで実装され、実装後に、駆動用Ｉ
Ｃ２０の背面側すなわちチップ裏面から研磨することで
一点鎖線で示す初期の厚みを低減し、所定の実装高さに
したものである。

【００２９】なお、一般には吐出エネルギー発生素子の
耐用性の向上を目的として、保護層等の各種機能層が設
けられるが、もちろん本発明においてもこのような機能
層を設けることは一向に差し支えない。

【００３０】次に本実施の形態による液体噴射ヘッドの
製造方法を説明する。

【００３１】図２および図３に示すように、吐出エネル
ギー発生素子２を設けた基板１に、インク供給口６を予
め設けておく。これは、基板後方よりインクを供給する
形式であり、開口部の形成においては、基板１に穴を形
成できる手段であれば、いかなる加工方法も使用でき
る。例えば、ドリル等機械的手段にて形成しても構わな
いし、レーザ等の光エネルギーを使用しても構わない。
また、基板１にレジストパターン等を形成して化学的に
エッチングしても構わない。

【００３２】次いで、図４に示すように、上記吐出エネ
ルギー発生素子２を含む基板１の表面上に、溶解可能な
樹脂にて流路パターン７を形成する。最も一般的な手段
としては感光性材料にて形成する手段が挙げられるが、
スクリーン印刷法等の手段にても形成は可能である。感
光性材料を使用する場合においては、流路パターンが溶
解可能であるため、ポジ型レジストか、あるいは溶解性
変化型のネガ型レジストの使用が可能である。

【００３３】レジスト層の形成の方法としては、インク
供給口を設けた基板を使用する場合には、感光性材料を
適当な溶剤に溶解し、ＰＥＴなどのフィルム上に塗布、
乾燥してドライフィルムを作成し、ラミネートによって
形成することが好ましい。上述のドライフィルムとして
は、ポリメチルイソプロピルケトン、ポリビニルケトン
等のビニルケトン系光崩壊性高分子化合物を好適に用い
ることができる。というのは、これら化合物は、光照射
前は高分子化合物としての特性（被膜性）を維持してお
り、インク供給口上にも容易にラミネート可能であるた
めである。

【００３４】また、インク供給口に後工程で除去可能な
充填物を配置し通常のスピンコート法、ロールコート法
で被膜を形成しても構わない。

【００３５】このように、インク流路をパターニングし
た溶解可能な樹脂による流路パターン７上に、図５に示
すように、さらに被覆樹脂層８を通常のスピンコート
法、ロールコート法等で形成する。ここで、被覆樹脂層
８を形成する工程において、溶解可能な樹脂の流路パタ
ーン７を変形せしめない等の特性が必要となる。すなわ
ち、被覆樹脂層８を溶剤に溶解し、これをスピンコー
ト、ロールコート等で溶解可能な樹脂の流路パターン７
上に形成する場合、溶解可能な樹脂の流路パターン７を
溶解しないように溶剤を選択する必要がある。

【００３６】次に、被覆樹脂層８について説明する。被
覆樹脂層８としては、インク吐出口１２をフォトリソグ
ラフィーで容易にかつ精度よく形成できることから、感
光性のものが好ましい。

【００３７】このような感光性の被覆樹脂層は、構造材
料としての高い機械的強度、基板との密着性、耐インク
性と、同時にインク吐出口の微細なパターンをパターニ
ングするための解像性が要求される。検討の結果、エポ
キシ樹脂のカチオン重合硬化物が構造材料として優れた
強度、密着性、耐インク性を有し、かつ前記エポキシ樹
脂が常温にて固体状であれば、優れたパターニング特性
を有することが分かった。

【００３８】まず、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物
は、通常の酸無水物もしくはアミンによる硬化物に比較
して高い架橋密度（高Ｔｇ）を有するため、構造材とし
て優れた特性を示す。また、常温にて固体状のエポキシ
樹脂を用いることで、光照射によりカチオン重合開始剤
より発生した重合開始種のエポキシ樹脂中への拡散が抑
えられ、優れたパターニング精度、形状を得ることがで
きる。

【００３９】溶解可能な樹脂の流路パターン上に被覆樹
脂層を形成する工程は、常温で固体状の被覆樹脂を溶剤
に溶解し、スピンコート法で形成することが望ましい。

【００４０】薄膜コーティング技術であるスピンコート
法を用いることで、被覆樹脂層は均一にかつ精度良く形
成することができ、従来方法では困難であった吐出エネ
ルギー発生素子とインク吐出口間の距離を短くすること
ができ、小液滴吐出を容易に達成することができる。

【００４１】ここで、被覆樹脂層８は溶解可能な樹脂の
流路パターン７上にフラットに形成されることが望まし
い。これは下記の理由による。

【００４２】・オリフィス面に凹凸があると凹部に不要
なインク溜を生じること、・被覆樹脂層８にインク吐出口１２を形成する際の孔加
工が容易であること。

【００４３】被覆樹脂層８をフラットに形成する条件を
鋭意検討したところ、被覆樹脂の溶剤に対する濃度が被
覆樹脂層８の平滑性の点で非常に重大なファクターとな
っていることを見いだした。

【００４４】具体的にはスピンコート時に被覆樹脂を溶
剤に対して３０〜７０ｗｔ％の濃度で、さらに好ましく
は４０〜６０ｗｔ％の濃度で溶解させることにより被覆
樹脂層表面をフラットにすることが可能となる。

【００４５】ここで、被覆樹脂を３０ｗｔ％未満の濃度
で溶解し、スピンコートを行なった時には、形成された
被覆樹脂層がパターニングされた溶解可能な樹脂の流路
パターンにならって凹凸を生じてしまう。また、被覆樹
脂を７０ｗｔ％を越える濃度で溶解した場合には、溶液
自体が高粘度になり、スピンコート不能となるか、例
え、スピンコートできたとしても、その膜厚分布が悪化
する。

【００４６】そもそもスピンコート法により塗布を行な
う場合は、塗布剤の粘度を１０〜３０００ｃｐｓとする
必要がある。これは粘度が低過ぎる時には塗布剤が流れ
出してしまい、粘度が高過ぎる場合は塗布剤が均等にゆ
きわたってくれないからである。したがって、被覆樹脂
含有溶液の粘度が上述の濃度において所望の粘度となる
ように溶剤を適宜選択することが必要である。

【００４７】また、被覆樹脂として上述のいわゆるネガ
型の感光性材料を用いた場合、通常は基板からの反射、
およびスカム（現像残渣）が発生する。しかしながら、
本発明の場合、溶解可能な樹脂にて形成された流路パタ
ーン上にインク吐出口を形成するため、基板からの反射
の影響は無視でき、さらに現像時に発生するスカムは、
後述のインク流路を形成するために溶解可能な樹脂を洗
い出す工程でリフトオフされるため、悪影響を及ぼさな
い。

【００４８】本発明に用いる固体状のエポキシ樹脂とし
ては、ビスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物
のうち分子量がおよそ９００以上のもの、含ブロモスフ
ェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物、フェノール
ノボラックあるいはｏ−クレゾールノボラックとエピク
ロヒドリンとの反応物、特開昭６０−１６１９７３号公
報、特開昭６３−２２１１２１号公報、特開昭６４−９
２１６号公報、特開平２−１４０２１９号公報に記載の
オキシシクロヘキサン骨格を有する多感応エポキシ樹脂
等があげられるが、もちろん本発明はこれら化合物に限
定されるわけではない。

【００４９】また、上述のエポキシ化合物においては、
好ましくはエポキシ当量が２０００以下、さらに好まし
くはエポキシ当量が１０００以下の化合物が好適に用い
られる。これは、エポキシ当量が２０００を越えると、
硬化反応の際に架橋密度が低下し、硬化物のＴｇもしく
は熱変形温度が低下したり、密着性、耐インク性に問題
が生じる場合があるからである。

【００５０】上記エポキシ樹脂を硬化させるための光カ
チオン重合開始剤としては、芳香族ヨードニウム塩、芳
香族スルホニウム塩〔Ｊ．ＰＯＬＹＭＥＲＳＣＩ：Ｓ
ｙｍｐｏｓｉｕｍＮｏ．５６３８３−３９５（１９
７６）参照〕や旭電化工業株式会社より上市されている
ＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０等が挙げられる。

【００５１】また、上述の光カチオン重合開始剤は、還
元剤を併用し加熱することによって、カチオン重合を促
進（単独の光カチオン重合に比較して架橋密度が向上す
る。）させることができる。ただし、光カチオン重合開
始剤と還元剤を併用する場合、常温では反応せず一定温
度以上（好ましくは６０℃以上）で反応するいわゆるレ
ドックス型の開始剤系によるように、還元剤を選択する
必要がある。このような還元剤としては、銅化合物、特
に反応性とエポキシ樹脂への溶解性を考慮して銅トリフ
ラート（トリフルオロメタンスルフォン酸銅（II））が
最適である。また、アスコルビン酸等の還元剤も有用で
ある。また、ノズル数の増加（高速印刷性）、非中性イ
ンクの使用（着色剤の耐水性の改良）等、より高い架橋
密度（高Ｔｇ）が必要な場合は、上述の還元剤を後述の
ように前記被覆樹脂層の現像工程後に溶液の形で用いて
被覆樹脂層を浸漬および加熱する後工程によって、架橋
密度を上げることができる。

【００５２】さらに上記組成物に対して必要に応じて添
加剤など適宜添加することが可能である。例えば、エポ
キシ樹脂の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤を添加し
たり、あるいは基板との更なる密着力を得るためにシラ
ンカップリング剤を添加することなどがあげられる。

【００５３】次いで、上記化合物からなる被覆樹脂層８
に対して、図６に示すように、マスク９を介してパター
ン露光を行なう。本実施の形態の被覆樹脂層８は、ネガ
型であり、インク吐出口を形成する部分をマスクで遮蔽
する（むろん、電気的な接続を行なう部分も遮蔽す
る。）。

【００５４】パターン露光は、使用する光カチオン重合
開始剤の感光領域にあわせて紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ
光、電子線、Ｘ線等から適宜選択することができる。

【００５５】ここで、これまでの工程は、すべて従来の
フォトリソグラフィー技術を用いて位置合わせが可能で
あり、オリフィスプレートを別途作成し基板と張り合わ
せる方法に比べて、格段に精度をあげることができる。
こうしてパターン露光された被覆樹脂層８は、反応を促
進するために、加熱処理を行なってもよい。ここで、前
述のごとく、感光性の被覆樹脂層は常温で固体状のエポ
キシ樹脂で構成されているため、パターン露光で生じる
カチオン重合開始種の拡散は制約を受け、優れたパター
ニング精度、形状を実現できる。

【００５６】次いで、パターン露光された感光性の被覆
樹脂層８は、適当な溶剤を用いて現像され、図７に示す
ように、インク吐出口１２を有する液体流路形成層１０
を形成する。

【００５７】前述したように架橋密度を上げる必要があ
る場合には、この後、インク流路およびインク吐出口が
形成された液体流路形成層を還元剤を含有する溶液に浸
漬および加熱することにより後硬化を行なう。これによ
り、感光性被覆樹脂の架橋密度はさらに高まり、基板に
対する密着性および耐インク性は非常に良好となる。も
ちろん、この銅イオン含有溶液に浸漬、加熱する工程
は、感光性被覆樹脂をパターン露光し、現像してインク
吐出口を形成した直後に行なっても一向に差し支えな
い。また浸漬、加熱工程は、浸漬しつつ加熱しても構わ
ないし、浸漬後に加熱処理を行なっても構わない。

【００５８】このような還元剤としては、還元作用を有
する物質であれば有用であるが、特に銅トリフラート、
酢酸銅、安息香酸銅など銅イオンを含有する化合物が有
効である。前記化合物の中でも、特に銅トリフラートは
非常に高い効果を示す。さらに前記以外にアスコルビン
酸も有用である。

【００５９】本実施の形態では、インク吐出口の形成を
フォトリソグラフィーによって行なったが、本発明はこ
れに限ることなく、マスクを変えることによって、酸素
プラズマによるドライエッチングやエキシマレーザーに
よってもインク吐出口を形成することができる。エキシ
マレーザーやドライエッチングによってインク吐出口を
形成する場合には、基板が樹脂で保護されてレーザーや
プラズマによって傷つくことがないため、精度と信頼性
の高いヘッドを提供することも可能となる。さらに、ド
ライエッチングやエキシマレーザー等でインク吐出口を
形成する場合は、被覆樹脂層は感光性のもの以外にも熱
硬化性のものも適用可能である。

【００６０】基板表面に液体流路形成層を製作する工程
の一実施例を説明する。

【００６１】まず、吐出エネルギー発生素子としての電
気熱変換素子（ＨｆＢ₂からなるヒーター）を形成した
シリコン基板上にブラストマスクを設置し、サンドブラ
スト加工によりインク供給口を形成した。

【００６２】次いで、基板上に、流路パターンを形成す
るために、溶解可能な樹脂としてポリメチルイソプロペ
ニルケトン（東京応化工業株式会社製ＯＤＵＲ−１０１
０）をＰＥＴ上に塗布、乾燥しドライフィルムとしたも
のをラミネートにより転写した。なお、ＯＤＵＲ−１０
１０は、低粘度であり厚膜形成できないため濃縮して用
いた。

【００６３】次いで、１２０℃にて２０分間プリベーク
した後、キヤノン製マスクアライナーＰＬＡ５２０（コ
ールドミラーＣＭ２９０）にてインク流路のパターン露
光を行なった。露光は１．５分間、現像はメチルイソブ
チルケトン／キレシン＝２／１、リンスはキレシンを用
いた。該溶解可能な樹脂で形成された流路パターンは、
インク供給口と電気熱変換素子との間のインク流路を確
保するためのものである。なお、現像後のレジストの膜
厚は１０μｍであった。

【００６４】次いで、エポキシ系被覆樹脂をメチルイソ
ブチルケトン／キレシン混合溶媒２５０ｗｔ％の濃度で
溶解し、スピンコートにて感光性の被覆樹脂層を形成し
た（パターン上における膜厚１０μｍ）。

【００６５】次いで、ＰＬＡ５２０（ＣＭ２５０）に
て、インク吐出口形成のためのパターン露光を行なっ
た。なお、露光は１０秒、アフターベークは６０℃で３
０分間行なった。

【００６６】次いで、メチルイソブチルケトンで現像を
行ない、インク吐出口を形成した。なお、本実施例では
φ２５μｍの吐出口を形成した。

【００６７】この状態で、流路パターンは現像されず被
覆樹脂層内に残存している。

【００６８】次に、液体流路形成層１０を形成した基板
１に駆動用ＩＣ２０を実装する工程を説明する。図８に
示すように、基板１上に設けられた駆動用ＩＣ接続用バ
ンプ４に、吐出エネルギー発生素子２に駆動信号を供給
するための駆動用ＩＣ２０のバンプ２１が当接されるよ
うに駆動用ＩＣ２０をフェースダウンで重ねて、異方性
導電フィルム３０あるいは異方性導電ペースト等により
接合する。

【００６９】異方性導電フィルムを用いる具体例として
は、駆動用ＩＣの素子面（チップ表面）に例えば、ソニ
ーケミカル株式会社製のＡＣＦ（異方性導電フィルム
ＣＰ８４３０ＩＱ）を８０℃程度の温度にして仮接着
し、前記駆動用ＩＣの素子面に設けられたバンプと基板
に設けられたバンプが互いに当接するように位置合せし
た状態で、１バンプ当り４００ｋｇｆ／ｃｍ²程度の荷
重をかけながら、前記ＡＣＦの温度が２１０℃程度にな
るように、前記駆動用ＩＣの裏面側より約１０秒〜２０
秒加熱し、前記ＡＣＦの樹脂を硬化させ、前記バンプ同
志の電気的接合を得る。

【００７０】駆動用ＩＣ２０は、前述のように通常０．
５ｍｍ〜０．７ｍｍの厚みを有しており、上記の実施例
では、０．６２５ｍｍの厚みのＩＣチップを実装した。

【００７１】次いで、図９に示すように、駆動用ＩＣ２
０のチップ裏面（背面側）を研磨して、チップの厚みを
減ずる。

【００７２】具体例としては、駆動用ＩＣのチップ裏面
が下向きになるように研磨パッド上に設置し、例えば＃
３２０〜＃６００程度のアランダム研磨剤を用いて、チ
ップ裏面の単位面積当り２０〜２００ｇ／ｃｍ²の荷重
をかけながら所望の厚さまで研磨する。

【００７３】例えば、駆動用ＩＣの素子面への影響を考
慮し、チップの厚さ（実装高さ）が０．２ｍｍ〜０．０
５ｍｍ程度になるまで研磨する。

【００７４】このとき、インク流路予定部位には前記溶
解可能な樹脂の流路パターンが詰まっているため、研磨
剤や研磨くず等がインク流路に侵入して吐出エネルギー
発生素子を汚染することはない。

【００７５】また、必要に応じて、駆動用ＩＣ２０のチ
ップ裏面と側面を封止剤で封止する。

【００７６】次いで、溶解可能な樹脂の流路パターン７
を、例えばメチルイソブチルケトン等の溶剤を用いて溶
解除去し、図１に示すインク流路１１が形成される。

【００７７】続いて、基板１の裏面に図示しないインク
供給部材を接着剤等を用いて、設置する。

【００７８】さらに、基板１上の端部に設けられた、外
部取り出し用電極５にフレキシブル配線板等の電気部材
を設けてインクジェットヘッドが出来あがる。

【００７９】前述のように、駆動用ＩＣのチップの厚さ
を０．２ｍｍまで薄くしたインクジェット記録ヘッド
を、インク吐出口と被記録材との距離を１．１ｍｍに設
定して、印字を行なったところ、印字を行なって紙がコ
ックリングを起こした状態でも紙と駆動用ＩＣのチップ
裏面がこすることなく、印字品位の良好な印字が得られ
た。

【００８０】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００８１】サイドシューター型のインクジェット記録
ヘッド等の液体噴射ヘッドにおいて、フェースダウンで
実装された駆動用ＩＣ等のチップ裏面が被記録材にこす
るのを防ぎ、印字品位の向上、高精細化およびフルライ
ン化等に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態によって製造されたインクジェッ
ト記録ヘッドを示す模式断面図である。

【図２】図１の装置の基板の斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。

【図４】基板に溶解可能な樹脂の流路パターンを設ける
工程を示す図である。

【図５】溶解可能な樹脂の流路パターンの上に被覆樹脂
層を設ける工程を示す図である。

【図６】マスクを用いて被覆樹脂層を選択的に露光する
工程を示す図である。

【図７】被覆樹脂層を現像した状態を示す図である。

【図８】駆動用ＩＣを実装した状態を示す図である。

【図９】駆動用ＩＣのチップ裏面を研磨した状態を示す
図である。

【符号の説明】

１基板２吐出エネルギー発生素子４駆動用ＩＣ接続用バンプ５外部取り出し用電極６インク供給口１０液体流路形成層１１インク流路１２インク吐出口２０駆動用ＩＣ２１バンプ３０異方性導電フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出エネルギー発生素子による液体の吐
出方向が基板表面にほぼ垂直であるサイドシューター型
の液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記基板表面に
前記吐出エネルギー発生素子を駆動するための駆動素子
をフェースダウンで実装し、その背面側を研磨すること
で、前記駆動素子の実装高さを所定の値に低減すること
を特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】吐出エネルギー発生素子を有する基板表
面に流路パターンを形成する工程と、形成された流路パ
ターン上に被覆樹脂層を形成する工程と、形成された被
覆樹脂層に液体吐出口を加工する工程と、前記吐出エネ
ルギー発生素子を駆動するための駆動素子を前記基板表
面にフェースダウンで実装する工程を有し、実装された
駆動素子の背面側を研磨することでその実装高さを所定
の値に低減したのち、前記流路パターンを溶解除去して
液体流路を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの
製造方法。
【請求項３】駆動素子が、異方性導電フィルムまたは
異方性導電ペーストによって実装されることを特徴とす
る請求項１または２記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】液体噴射ヘッドが、被記録材の全幅に対
応するフルマルチアレイタイプのインクジェット記録ヘ
ッドであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか
１項記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】吐出エネルギー発生素子が、電気熱変換
素子であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか
１項記載の液体噴射ヘッドの製造方法。