JP2002283563A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

Info

Publication number
JP2002283563A
JP2002283563A JP2001091671A JP2001091671A JP2002283563A JP 2002283563 A JP2002283563 A JP 2002283563A JP 2001091671 A JP2001091671 A JP 2001091671A JP 2001091671 A JP2001091671 A JP 2001091671A JP 2002283563 A JP2002283563 A JP 2002283563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
jet head
ink jet
ink
individual electrode
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.)
Pending
Application number
JP2001091671A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Mimura
忠士 三村
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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 Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2001091671A priority Critical patent/JP2002283563A/en
Publication of JP2002283563A publication Critical patent/JP2002283563A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/18Electrical connection established using vias

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a wiring area and a pad area for leading out pads by taking discrete electrodes out from the rear face side of an electrode substrate, and reduce costs of an ink jet head by making a chip size small. SOLUTION: A driving voltage is impressed between a diaphragm 13 and the discrete electrode 23 formed on the electrode substrate 21, whereby the diaphragm 13 is deformed by an electrostatic force. Ink in a liquid chamber 12 is consequently pressured and ink liquid drops are discharged from a nozzle 33. A through hole 26 is formed to the electrode substrate 21 to reach the discrete electrode 23. A conductive film (Cr-Cu-Au alloy) 29 is formed to an inner wall and the periphery of the through hole 26, and a Pb-Sn alloy 30 is formed on the conductive film 29. When the electrode substrate 21 is heated in an H2 atmosphere to a temperature not lower than a melting point of a solder, a bump 31 is formed by a surface tension of the solder itself.

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、インクジェット記
録装置に用いるインクジェットヘッドに関し、さらに詳
しくは、プリンタ、FAX、コピー機等の記録に用いら
れる、静電気力を利用したアクチュエータを備え、個別
電極からの電極取り出しに特徴を有するインクジェット
ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink-jet head used in an ink-jet recording apparatus, and more particularly, to an ink-jet head provided with an actuator utilizing electrostatic force, which is used for recording in a printer, a facsimile, a copier, and the like. The present invention relates to an ink jet head having a feature in electrode extraction.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動板を静電気力により変位させインク
室に圧力波を発生させる静電アクチュエータ方式のイン
クジェットヘッドは、ウエハプロセスによる作製が可能
であることから高密度化が容易で、かつ大量に特性の安
定した素子を作製でき、また平面構造を基本とすること
から小型化が容易である等の理由により広く用いられ、
多くの発明がなされている。
2. Description of the Related Art An electrostatic actuator type ink jet head which generates a pressure wave in an ink chamber by displacing a vibrating plate by electrostatic force can be manufactured by a wafer process, so that it is easy to increase the density and to mass produce it. It is widely used because it can produce an element with stable characteristics, and because it is based on a planar structure, it can be easily miniaturized.
Many inventions have been made.

【0003】図4は、特開平7−125196号公報に
開示されているインクジェットヘッドで、図4(A)は
側面断面図、図4(B)はA−A線矢視図である。図4
に記載されたインクジェットヘッドは、シリコン基板か
らなり底壁を振動板5aとする吐き出し室6aが一体形
成された第1の基板1aと、ガラス基板からなりその表
面に振動板5aとギャップを介して対向配置された個別
電極21aを有する第2の基板2aと、ガラス基板から
なりノズル孔4aを形成する第3の基板3aを重ねて接
合した積層構造となっており、個別電極21aは絶縁膜
24aに形成された凹部の中に形成されていて、(絶縁
膜の段差)−(個別電極の厚み)でギャップが規定され
ている。また、個別電極21aと振動板電極とをそれぞ
れの同一平面上に引出し、電圧印加できるようにしてい
る。
FIG. 4 shows an ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-125196. FIG. 4 (A) is a side sectional view, and FIG. 4 (B) is a view taken along line AA. FIG.
The ink jet head described in (1) is composed of a first substrate 1a formed of a silicon substrate and integrally formed with a discharge chamber 6a having a bottom wall as a vibration plate 5a, and a glass substrate formed with a vibration plate 5a and a gap therebetween. A second substrate 2a having individual electrodes 21a opposed to each other and a third substrate 3a made of a glass substrate and forming a nozzle hole 4a are laminated and joined, and the individual electrodes 21a are formed of an insulating film 24a. The gap is defined by (the step of the insulating film) − (the thickness of the individual electrode). Further, the individual electrode 21a and the diaphragm electrode are drawn out on the same plane, so that a voltage can be applied.

【0004】また、図5は、特開平10−61308号
公報に開示されているインクジェットヘッドであって、
対向電極7bが形成されたガラス基板1bにはスルーホ
ール3bが形成され、スルーホール3bに導体5bが埋
め込まれている。また、ガラス基板1bの裏面にメタル
配線パターン14b及びバンプ状導体6bが形成され、
対向電極7bと電気的に接続される。このインクジェッ
トヘッドにおいて、共通液室11bへのインクの供給
は、インク供給用連通孔12bを用いてガラス基板1b
の裏面より行う。また、ガラス基板1bの裏面のメタル
配線パターン14bにより、バンプ状導体6bを任意の
位置に配することができる。
FIG. 5 shows an ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-61308.
A through hole 3b is formed in the glass substrate 1b on which the counter electrode 7b is formed, and a conductor 5b is embedded in the through hole 3b. Further, a metal wiring pattern 14b and a bump-shaped conductor 6b are formed on the back surface of the glass substrate 1b,
It is electrically connected to the counter electrode 7b. In this ink jet head, ink is supplied to the common liquid chamber 11b using the ink supply communication hole 12b.
From the back side. Further, the bump-shaped conductor 6b can be arranged at an arbitrary position by the metal wiring pattern 14b on the back surface of the glass substrate 1b.

【0005】また、図6は、特願平11−224541
号の明細書に開示されているインクジェットヘッドであ
って、ノズル33cと、インク流路13cと、インク流
路13cの一部に設けられた振動板12cと、振動板1
2cに対向して設けられた個別電極22cとを有するイ
ンクジェットヘッドにおいて、電極基板21cの裏面か
ら個別電極22cに至るようにスルーホール27cを開
口し、金属などの導電性材料で電極を引き出し、外部端
子との電気的接続用のパッド26cを形成している。
FIG. 6 shows a configuration of Japanese Patent Application No. 11-224541.
No. 33, a nozzle 12c, an ink passage 13c, a diaphragm 12c provided in a part of the ink passage 13c, and a diaphragm 1
In an ink jet head having an individual electrode 22c provided opposite to 2c, a through hole 27c is opened from the back surface of the electrode substrate 21c to the individual electrode 22c, and the electrode is drawn out of a conductive material such as a metal. A pad 26c for electrical connection with the terminal is formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の静電方
式インクジェットヘッドの動作は、液室底面に形成され
た振動板とそれに対向する位置に形成された個別電極の
間に電圧を印加したときに発生する静電気力引力と振動
板の剛性により振動板を振動させることによりインクを
吸引し、吐出する。前記した図4に示す特開平7−12
5196号公報に開示されたインクジェットヘッドの個
別電極の取り出しは、個別電極基板表面上で液室・振動
板基板のない部分で行っている。また、個別電極の取り
出しにおいては、図5に示す特開平10−61308号
公報に開示されたインクジェットヘッドや図6に示す特
願平11−224541号の明細書に記載されたインク
ジェットヘッドのように、電極基板の裏側から行うこと
により、チップ面積の縮小や実装工程の簡略化をはかっ
たものもある。
The operation of the above-mentioned conventional electrostatic ink jet head is performed when a voltage is applied between a diaphragm formed on the bottom surface of the liquid chamber and an individual electrode formed at a position facing the diaphragm. The ink is sucked and ejected by vibrating the vibration plate by the attraction of electrostatic force generated by the vibration and the rigidity of the vibration plate. JP-A-7-12 shown in FIG.
The individual electrode of the ink jet head disclosed in Japanese Patent No. 5196 is taken out at a portion on the surface of the individual electrode substrate where there is no liquid chamber / diaphragm substrate. Further, in taking out the individual electrodes, as in the ink jet head disclosed in JP-A-10-61308 shown in FIG. 5 and the ink jet head described in the specification of Japanese Patent Application No. 11-224541 shown in FIG. In some cases, the process is performed from the back side of the electrode substrate to reduce the chip area and simplify the mounting process.

【0007】個別電極の構成としては、特開平7−12
5196号公報に開示されたインクジェットヘッドのよ
うに、絶縁体基板に段差を形成し、その中に金属等の導
電性材料の電極を形成したものと、特開平10−613
08号公報に開示されたインクジェットヘッドのよう
に、シリコン基板中に形成された基板とは異なる導電型
の不純物拡散領域を個別電極としたものがある。しか
し、特開平7−125196号公報に開示されたインク
ジェットヘッドのように個別電極基板表面上で液室・振
動板基板のない部分に個別電極をとりだす方法ではチッ
プの面積自体が大きくなってしまうという欠点がある。
それと同時にインクを共通液室に供給するためのインク
供給路も必要となり、これと個別電極の取り出しの両方
を2次元的に形成するには構造が複雑となりコスト高の
原因にも繋がる。また、電極基板の裏面から電極を取り
出す特開平10−61308号公報や特願平11−22
4541号の明細書に開示されているインクジェットヘ
ッドは、電極基板裏面に電極を取り出すためのスルーホ
ール領域と電極パッド領域とスルーホールとパッドとを
つなぐ配線領域とが必要となり、構造が複雑でかつ裏面
の領域をかなり広範囲に使用することでノズル数の増加
とともに作成が困難となる問題があった。
The configuration of the individual electrodes is disclosed in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-613 discloses a method in which a step is formed on an insulating substrate and an electrode of a conductive material such as metal is formed in the step, as in an ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5196.
As in the ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-08,083, there is a type in which a conductive type impurity diffusion region different from a substrate formed in a silicon substrate is used as an individual electrode. However, the method of taking out individual electrodes on the surface of the individual electrode substrate without the liquid chamber / diaphragm substrate like the ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-125196 increases the chip area itself. There are drawbacks.
At the same time, an ink supply path for supplying ink to the common liquid chamber is also required, and forming both the electrodes and the extraction of the individual electrodes two-dimensionally requires a complicated structure and leads to an increase in cost. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-61308 and Japanese Patent Application No. 11-22, which take out electrodes from the back surface of an electrode substrate.
The ink jet head disclosed in the specification of Japanese Patent No. 4541 requires a through-hole region for taking out an electrode on the back surface of the electrode substrate, an electrode pad region, and a wiring region for connecting the through-hole and the pad. There is a problem in that the use of the region on the back surface over a wide range makes it difficult to make the nozzles as the number of nozzles increases.

【0008】本発明は、前記従来技術が有する問題点に
鑑みてなされたもので、チップサイズを小さくしてヘッ
ドコストを低減し、かつノズル数の増加にも十分対応で
きるインクジェットヘッドを得ることを目的とする。ま
た、電極基板上の個別電極を厚く形成することにより、
スルーホール形成時に電極部分が破損することを防止
し、スルーホールを容易に形成することを目的とする。
また、電極基板裏面に配線パターン等を形成する必要が
なく、多ノズル化にも十分対応可能とすることを目的と
する。さらに、バンプと個別電極の密着性を向上し、高
い信頼性を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an ink jet head capable of reducing the head cost by reducing the chip size and sufficiently coping with the increase in the number of nozzles. Aim. Also, by forming the individual electrodes on the electrode substrate thicker,
An object of the present invention is to prevent an electrode portion from being damaged when a through hole is formed, and to easily form a through hole.
Further, it is not necessary to form a wiring pattern or the like on the back surface of the electrode substrate, and it is another object of the present invention to be able to sufficiently cope with the increase in the number of nozzles. It is another object of the present invention to improve the adhesion between the bump and the individual electrode and to obtain high reliability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の技術手段
は、ノズルと、該ノズルに連通するインク液室と、該イ
ンク液室の一部を構成する振動板と、電極基板上に前記
振動板と対向して配置された個別電極を有し、前記振動
板と前記個別電極間に電圧を印加し、静電気力で前記振
動板を変形させることにより前記インク液室よりインク
滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、前記電極
基板の前記個別電極が形成されている面と反対側の面か
ら前記個別電極に達するスルーホールを開口し、前記電
極基板の個別電極が形成されている面と反対側の面から
電極を取り出すことを特徴とする。
A first technical means of the present invention comprises a nozzle, an ink liquid chamber communicating with the nozzle, a vibrating plate constituting a part of the ink liquid chamber, and an electrode substrate. An ink droplet is ejected from the ink liquid chamber by applying a voltage between the vibration plate and the individual electrode and deforming the vibration plate by an electrostatic force. In the ink jet head, a through hole reaching the individual electrode is opened from a surface of the electrode substrate opposite to a surface on which the individual electrode is formed, and a side opposite to the surface of the electrode substrate on which the individual electrode is formed. The electrode is taken out from the surface of (1).

【0010】第2の技術手段は、第1の技術手段のイン
クジェットヘッドにおいて、前記個別電極の材料が単結
晶シリコンまたは多結晶シリコンであることを特徴とす
る。
A second technical means is the ink jet head according to the first technical means, wherein the material of the individual electrode is single crystal silicon or polycrystalline silicon.

【0011】第3の技術手段は、第1または第2の技術
手段のインクジェットヘッドにおいて、前記個別電極の
直下に金属バンプを形成することを特徴とする。
According to a third technical means, in the ink jet head according to the first or the second technical means, a metal bump is formed immediately below the individual electrode.

【0012】第4の技術手段は、第3の技術手段のイン
クジェットヘッドにおいて、前記個別電極と前記金属バ
ンプとの間に、少なくとも1層以上の導電性膜を有する
ことを特徴とする。
According to a fourth technical means, in the ink jet head according to the third technical means, at least one or more conductive films are provided between the individual electrodes and the metal bumps.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図3に示す実施例に基づいて説明する。図1は、本発
明の実施例のインクジェットヘッドの構成を示すもの
で、図1(A)はある個別ビット主要部の長手方向断面
図、図1(B)は短手方向断面図である。図1におい
て、液室・振動板基板11は<110>シリコンウエハ
からなり、フォトリソ、エッチング加工技術により、シ
リコンウエハをインク液室12の形状にあわせて凹状に
加工し、それと同時にインク液室12の底面に厚さ3μ
mの振動板13を形成してある。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
3 will be described based on the embodiment shown in FIG. 1A and 1B show a configuration of an ink jet head according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a main part of an individual bit, and FIG. 1B is a transverse sectional view. In FIG. 1, the liquid chamber / vibrating plate substrate 11 is made of a <110> silicon wafer, and the silicon wafer is processed into a concave shape according to the shape of the ink liquid chamber 12 by photolithography and etching techniques. 3μ thickness on the bottom
m of diaphragms 13 are formed.

【0014】電極基板21は<110>シリコンウエハ
からなり、シリコンウエハ上に厚さ0.5μmのシリコ
ン酸化膜22を配置し絶縁層として機能するようにして
ある。シリコン酸化膜22の上には厚さ2μmの多結晶
シリコンを配置し個別電極23を形成している。個別電
極23上にはシリコン酸化膜24が0.5μmの厚さで
形成されており、振動板13の直下の部分においては振
動板13が静電気力によって変位するための空間である
振動室25が0.3μmの段差を持って凹状に形成され
ている。電極基板21にはその裏面からスルーホール2
6が形成されていて、個別電極23まで達している。個
別電極23の直下には金属製のバンプ31が形成されて
おり、バンプ31と個別電極23の間には導電性膜29
が形成されている。ノズルプレート41は、インク吐き
出しノズル42が形成され、液室・振動板基板11上に
貼り付けられている。
The electrode substrate 21 is made of a <110> silicon wafer, and a silicon oxide film 22 having a thickness of 0.5 μm is arranged on the silicon wafer so as to function as an insulating layer. Polycrystalline silicon having a thickness of 2 μm is arranged on the silicon oxide film 22 to form individual electrodes 23. A silicon oxide film 24 having a thickness of 0.5 μm is formed on the individual electrode 23, and a vibration chamber 25, which is a space in which the vibration plate 13 is displaced by electrostatic force, is formed immediately below the vibration plate 13. It is formed concavely with a step of 0.3 μm. The electrode substrate 21 has a through hole 2
6 are formed and reach the individual electrodes 23. A metal bump 31 is formed immediately below the individual electrode 23, and a conductive film 29 is provided between the bump 31 and the individual electrode 23.
Are formed. The nozzle plate 41 has an ink discharge nozzle 42 formed thereon, and is attached on the liquid chamber / vibrating plate substrate 11.

【0015】次に、実施例のインクジェットヘッドの具
体的な製造方法について説明する。図2、図3は、実施
例のインクジェットヘッドの一連の製造工程を説明する
要部断面図で、以下の(A)〜(I)の工程からなる。
電極基板21としては、ベースとなる厚さ400μmの
部分が<110>の面方位のシリコンウエハからなり、
その上に0.5μmのシリコン酸化膜22が形成され、
さらにその上に厚さ2μmの活性層23Lを有するSO
Iシリコンウエハを使用する。(図2(A))
Next, a specific method of manufacturing the ink jet head of the embodiment will be described. FIG. 2 and FIG. 3 are cross-sectional views of essential parts for explaining a series of manufacturing steps of the ink jet head of the embodiment, and include the following steps (A) to (I).
As the electrode substrate 21, a portion having a thickness of 400 μm as a base is made of a silicon wafer having a <110> plane orientation,
A 0.5 μm silicon oxide film 22 is formed thereon,
Further, an SO having an active layer 23L having a thickness of 2 μm thereon is provided.
An I silicon wafer is used. (Fig. 2 (A))

【0016】SOIシリコンウエハの活性層23L側に
電極として機能する程度の濃度まで不純物を拡散させた
後、フォトリソ、エッチング加工技術により個別電極2
3となる部分だけを残す。(図2(B))
After diffusing impurities into the active layer 23L side of the SOI silicon wafer to such a concentration as to function as an electrode, the individual electrodes 2 are formed by photolithography and etching.
Leave only the part that becomes 3. (FIG. 2 (B))

【0017】続いて、シリコン酸化膜24Lを個別電極
23よりも0.5μm厚い2.5μmをCVD技術を用い
て形成する。その後、フォトリソ、エッチング加工技術
により振動室25を形成する。振動室25の段差0.3
μmはドライエッチング技術により精度良く形成するこ
とができる。(図2(C))
Subsequently, a silicon oxide film 24L is formed to a thickness of 2.5 μm, which is 0.5 μm thicker than the individual electrode 23, using a CVD technique. After that, the vibration chamber 25 is formed by photolithography and etching. 0.3 level difference of vibration chamber 25
μm can be accurately formed by dry etching technology. (Fig. 2 (C))

【0018】次に、液室・振動板基板11となる厚さ4
00μmの<110>シリコンウエハを直接接合法によ
り接合した後、電極基板21を200μmまで機械的研
磨法により薄く仕上げる。同時に、液室・振動板基板1
1も機械的研磨法により100μmまで薄く研磨し、フ
ォトリソ、エッチング加工技術によりそのシリコンウエ
ハを振動室25の形状にあわせて凹状に加工し、それと
同時にインク液室12の底面に厚さ3μmの振動板13
を形成する。(図2(D))
Next, the thickness 4 to be the liquid chamber / diaphragm substrate 11
After bonding a <110> silicon wafer of 00 μm by a direct bonding method, the electrode substrate 21 is thinned to 200 μm by a mechanical polishing method. At the same time, the liquid chamber / diaphragm substrate 1
1 is also polished to a thickness of 100 μm by a mechanical polishing method, and the silicon wafer is processed into a concave shape according to the shape of the vibration chamber 25 by photolithography and etching, and at the same time, a 3 μm thick vibration is formed on the bottom surface of the ink liquid chamber 12. Board 13
To form (FIG. 2 (D))

【0019】次に、電極基板21の裏面側にウェット酸
化法により少し厚めの厚さ0.5μmの酸化膜27を形
成する。(図3(E))
Next, a slightly thicker oxide film 27 having a thickness of 0.5 μm is formed on the back side of the electrode substrate 21 by a wet oxidation method. (FIG. 3 (E))

【0020】次に、個別電極23に整合させた位置にス
ルーホール26を形成する。スルーホール26のサイズ
は個別電極23の短手方向の長さよりも開口径が小さい
サイズが望ましい。この場合の個別電極23の短手方向
の寸法は120μmとしたので、スルーホールの開口径
は50μmとした。スルーホール26の形成方法は、レ
ジストをパターニングにより目的のスルーホールの形状
にあわせて開口径50μmとし、シリコン酸化膜22を
露出させた後、異方性ドライエッチング法によりエッチ
ングを行う。エッチング対象物に合せたガスを選択し、
効率よくエッチングを行った結果シリコン酸化膜22を
貫通して個別電極23を露出させる。(図3(F))
Next, a through hole 26 is formed at a position aligned with the individual electrode 23. It is desirable that the size of the through hole 26 is smaller than the length of the individual electrode 23 in the width direction. In this case, since the dimension in the short direction of the individual electrode 23 was 120 μm, the opening diameter of the through hole was 50 μm. The through hole 26 is formed by patterning a resist to have an opening diameter of 50 μm in accordance with the shape of the target through hole, exposing the silicon oxide film 22, and then performing anisotropic dry etching. Select the gas according to the etching target,
As a result of efficient etching, the individual electrodes 23 are exposed through the silicon oxide film 22. (FIG. 3 (F))

【0021】その後、ウェット酸化法によりスルーホー
ル26の内壁及び個別電極23に酸化膜28を0.2μ
m形成する。その後、ドライエッチング法により個別電
極23上に形成された酸化膜28を除去する。(図2
(G)) この時、酸化膜28を少し厚めの0.5μmとしている
ことで、個別電極23に形成された酸化膜28と同時に
エッチングを行っても十分に膜厚は確保されている。ま
た、スルーホール26側面のシリコン酸化膜28はほと
んどエッチングされず、スルーホール26側面の電気的
絶縁性を保ったままに残される。
Thereafter, an oxide film 28 of 0.2 μm is formed on the inner wall of the through hole 26 and the individual electrode 23 by a wet oxidation method.
m. After that, the oxide film 28 formed on the individual electrodes 23 is removed by a dry etching method. (Figure 2
(G) At this time, the oxide film 28 is made slightly thicker, 0.5 μm, so that the film thickness is sufficiently secured even when etching is performed simultaneously with the oxide film 28 formed on the individual electrode 23. Further, the silicon oxide film 28 on the side surface of the through hole 26 is hardly etched, and is left while maintaining the electrical insulation on the side surface of the through hole 26.

【0022】次に、スルーホール26内とその周辺にだ
けCr−Cu−Au合金29を2μmの厚みで形成す
る。Cr−Cu−Au合金29の形成方法としては、ま
ず半導体の製造方法では一般的なCr−Cu−Au合金
をターゲットとしたPVD法を用いることで基板面全体
に厚さ2μm形成した。次に、フォトリソ、エッチング
技術を用いてスルーホール26内壁及びその周辺にCr
−Cu−Au合金29を形成した。次に、Cr−Cu−
Au合金29上にPbとSnの合金30(Pb−5wt
%Sn)を50μm形成する。形成法は無電解メッキ法
を用いCr−Cu−Au合金29上に選択的に成長させ
ることができた。これにより得られる形状は下地のCr
−Cu−Au合金29のパターンよりもやや大きめに形
成することができた。(図2(H))
Next, a Cr-Cu-Au alloy 29 is formed with a thickness of 2 μm only in and around the through hole 26. As a method for forming the Cr-Cu-Au alloy 29, first, in a semiconductor manufacturing method, a general Cr-Cu-Au alloy was used as a target and a PVD method was used to form a 2 μm-thick film over the entire substrate surface. Next, using photolithography and etching techniques, Cr
-A Cu-Au alloy 29 was formed. Next, Cr-Cu-
Pb and Sn alloy 30 (Pb-5wt) on Au alloy 29
% Sn) is formed to a thickness of 50 μm. As a forming method, it was possible to selectively grow on the Cr-Cu-Au alloy 29 using an electroless plating method. The resulting shape is the underlying Cr
-It could be formed slightly larger than the pattern of the Cu-Au alloy 29. (Fig. 2 (H))

【0023】最後に、H雰囲気中で約300℃程度の
半田融点以上で加熱すると、半田自体の表面張力によっ
て目的の形状のバンプ31が得られた。(図3(I))
Finally, when heated in a H 2 atmosphere at a solder melting point of about 300 ° C. or higher, a bump 31 having a desired shape was obtained by the surface tension of the solder itself. (FIG. 3 (I))

【0024】本発明の実施例において電極基板21とし
てSOIシリコンウエハを用いたが、<110>シリコ
ンウエハの上に熱酸化膜0.5μmを成長させ、ついで
その上に多結晶シリコンを2μm形成しても同様の作用
効果が得られる。また、個別電極23とバンプ31との
間に使用する金属薄膜は実施例に記載のCr−Cu−A
u合金29でなくてもよく、その代替案としてはSiと
密着性が良く、かつバンプ材料と濡れ性がよい材料であ
ればよく、例えばCu、Ni、Sn、Pb、Agやそれ
らの少なくとも1つを含む合金等である。本実施例にお
いては単層としたが、上記金属を含む多層構造とするこ
とも可能である。バンプ材料として、本実施例では半田
を使用したが、これもSi個別電極あるいは中間層の導
電性膜と濡れ性が良いものであれば代用可能である。例
えば、Cu、Au、Ag、Al、Sn、Ge、Pbやこ
れらの少なくとも1つを含む合金が可能である。
In the embodiment of the present invention, an SOI silicon wafer was used as the electrode substrate 21, but a thermal oxide film of 0.5 μm was grown on a <110> silicon wafer, and then 2 μm of polycrystalline silicon was formed thereon. The same operation and effect can be obtained. The metal thin film used between the individual electrode 23 and the bump 31 is Cr-Cu-A described in the embodiment.
It is not necessary to use the u alloy 29, and as an alternative, any material having good adhesion to Si and good wettability to the bump material may be used, such as Cu, Ni, Sn, Pb, Ag, and at least one of them. And the like. Although a single layer is used in this embodiment, a multilayer structure including the above-described metal may be used. In this embodiment, solder was used as a bump material. However, this can be replaced with any material having good wettability with the Si individual electrode or the conductive film of the intermediate layer. For example, Cu, Au, Ag, Al, Sn, Ge, Pb, and an alloy containing at least one of these are possible.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1の発明によれば、個別電極の取り出しを電極基板の裏
面側から行うので、パッド引き出しのための配線エリア
やパッドエリアが不要となり、チップサイズを小さくす
ることができ、インクジェットヘッドのコストダウンが
可能となる。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, since the individual electrodes are taken out from the back side of the electrode substrate, a wiring area and a pad area for drawing out pads are not required. Therefore, the chip size can be reduced, and the cost of the ink jet head can be reduced.

【0026】請求項2の発明によれば、個別電極を単結
晶シリコンもしくは多結晶シリコンにより形成するの
で、個別電極自体の厚さを比較的容易に厚くすることが
でき、電極基板の裏面からスルーホールを形成した場合
に個別電極に剛性が有ることで表側への突き抜けがなく
なり、比較的容易にスルーホールを形成することができ
る。
According to the second aspect of the present invention, since the individual electrodes are formed of single crystal silicon or polycrystalline silicon, the thickness of the individual electrodes themselves can be relatively easily increased, and the through electrodes can be formed from the back surface of the electrode substrate. When the holes are formed, the rigidity of the individual electrodes prevents the penetration to the front side, and the through holes can be formed relatively easily.

【0027】請求項3の発明によれば、バンプを裏面電
極から配線パターン無しに直接取り出す構成であるの
で、配線パターンを形成する工程が必要なく、またその
後の実装にもすぐに使用できる構造となっており、イン
クジェットヘッドの製造工程及びその後の実装工程にお
けるコストダウンが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, since the bump is directly taken out from the back electrode without a wiring pattern, there is no need for a step of forming a wiring pattern, and the structure can be used immediately for subsequent mounting. This makes it possible to reduce costs in the manufacturing process of the inkjet head and the subsequent mounting process.

【0028】請求項4の発明によれば、バンプと個別電
極の間に金属薄膜を介するので、バンプ−個別電極間の
密着性が向上し、実使用にあたって熱、湿度、振動など
のストレスにも電気的欠陥や欠落が起こりにくく高い信
頼性を得ることが可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the metal thin film is interposed between the bump and the individual electrode, the adhesiveness between the bump and the individual electrode is improved, and in actual use, it is resistant to stresses such as heat, humidity, and vibration. It is possible to obtain high reliability in which electrical defects and omissions hardly occur.

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

【図1】 本発明の実施例のインクジェットヘッドの構
成を示すもので、(A)はある個別ビット主要部の長手
方向断面図、(B)は短手方向断面図である。
FIGS. 1A and 1B show a configuration of an ink jet head according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a main part of an individual bit, and FIG.

【図2】 本発明の実施例のインクジェットヘッドを製
造する製造工程を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process for manufacturing an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例のインクジェットヘッドを製
造する図2から引き続く製造工程を示す図である。
FIG. 3 is a view illustrating a manufacturing process subsequent to FIG. 2 for manufacturing the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図4】 従来のインクジェットヘッドの構成を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional inkjet head.

【図5】 従来のインクジェットヘッドの他の構成を示
す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating another configuration of a conventional inkjet head.

【図6】 従来のインクジェットヘッドのさらに他の構
成を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating still another configuration of the conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…液室,振動板基板、12…インク液室、13…振
動板、21…電極基板、22…シリコン酸化膜、23…
個別電極、24…シリコン酸化膜、25…振動室、26
…スルーホール、27…酸化膜、28…シリコン酸化
膜、29…導電性膜(Cr−Cu−Au合金)、30…
Pb−Sn合金、31…バンプ、41…ノズルプレー
ト、42…ノズル。
11: liquid chamber, diaphragm substrate, 12: ink liquid chamber, 13: diaphragm, 21: electrode substrate, 22: silicon oxide film, 23:
Individual electrodes, 24: silicon oxide film, 25: vibration chamber, 26
... through-hole, 27 ... oxide film, 28 ... silicon oxide film, 29 ... conductive film (Cr-Cu-Au alloy), 30 ...
Pb-Sn alloy, 31: bump, 41: nozzle plate, 42: nozzle.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズルと、該ノズルに連通するインク液
室と、該インク液室の一部を構成する振動板と、電極基
板上に前記振動板と対向して配置された個別電極を有
し、前記振動板と前記個別電極間に電圧を印加し、静電
気力で前記振動板を変形させることにより前記インク液
室よりインク滴を吐出するインクジェットヘッドにおい
て、 前記電極基板の前記個別電極が形成されている面と反対
側の面から前記個別電極に達するスルーホールを開口
し、前記電極基板の個別電極が形成されている面と反対
側の面から電極を取り出すことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
A nozzle, an ink chamber communicating with the nozzle, a vibrating plate constituting a part of the ink chamber, and an individual electrode disposed on the electrode substrate so as to face the vibrating plate. An ink jet head that applies a voltage between the vibration plate and the individual electrode and discharges ink droplets from the ink liquid chamber by deforming the vibration plate with electrostatic force, wherein the individual electrode of the electrode substrate is formed. An ink jet head comprising: opening a through hole reaching the individual electrode from a surface opposite to a surface on which the individual electrode is formed; and taking out the electrode from a surface of the electrode substrate opposite to the surface on which the individual electrode is formed.
【請求項2】 請求項1記載のインクジェットヘッドに
おいて、前記個別電極の材料が単結晶シリコンまたは多
結晶シリコン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 the material of said individual electrode is single crystal silicon or polycrystalline silicon.
【請求項3】 請求項1または2記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記個別電極の直下に金属バンプを形
成する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 a metal bump is formed immediately below said individual electrode.
【請求項4】 請求項3記載のインクジェットヘッドに
おいて、前記個別電極と前記金属バンプとの間に、少な
くとも1層以上の導電性膜を有す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 3, further comprising at least one conductive film between said individual electrode and said metal bump.
JP2001091671A 2001-03-28 2001-03-28 Ink jet head Pending JP2002283563A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001091671A JP2002283563A (en) 2001-03-28 2001-03-28 Ink jet head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001091671A JP2002283563A (en) 2001-03-28 2001-03-28 Ink jet head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002283563A true JP2002283563A (en) 2002-10-03

Family

ID=18946250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001091671A Pending JP2002283563A (en) 2001-03-28 2001-03-28 Ink jet head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002283563A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005178053A (en) * 2003-12-17 2005-07-07 Seiko Epson Corp Inkjet head, inkjet recording apparatus, liquid droplet discharging apparatus, manufacturing method for inkjet head, and wiring connection method and wiring connection structure of inkjet head
JP2006289965A (en) * 2005-03-15 2006-10-26 Fuji Xerox Co Ltd Electrical connection substrate, liquid droplet ejection head, and droplet ejection device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005178053A (en) * 2003-12-17 2005-07-07 Seiko Epson Corp Inkjet head, inkjet recording apparatus, liquid droplet discharging apparatus, manufacturing method for inkjet head, and wiring connection method and wiring connection structure of inkjet head
JP2006289965A (en) * 2005-03-15 2006-10-26 Fuji Xerox Co Ltd Electrical connection substrate, liquid droplet ejection head, and droplet ejection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100444641B1 (en) Semiconductor device
JP4023089B2 (en) Narrow-pitch connectors, electrostatic actuators, piezoelectric actuators, inkjet heads, inkjet printers, micromachines, liquid crystal devices, electronic devices
JP5082285B2 (en) Wiring structure, device, device manufacturing method, droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and droplet discharge 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
US7681307B2 (en) Soldering a flexible circuit
JP2007283691A (en) Wiring structure, device, manufacturing method of device, droplet discharge head, manufacturing method of droplet discharge head and droplet discharge device
US6485126B1 (en) Ink jet head and method of producing the same
JP2002210955A (en) Ink jet head
JP2002283563A (en) Ink jet head
JP2010005900A (en) Ink-jet recording head, ink-jet recorder, and manufacturing method of ink-jet recording head
US6361149B1 (en) Ink jet head configured to increase packaging density of counter electrode and oscillation plate
JP2001026105A (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
JP2000177122A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JPH11179903A (en) Actuator and ink jet recording head
JP2007245660A (en) Manufacturing method of metal wiring board and manufacturing method of liquid jet head
JP4033318B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP7439568B2 (en) Inkjet head and inkjet head manufacturing method
JP2018192674A (en) Liquid discharge head and manufacturing method for the same
JPH11138809A (en) Actuator and ink-jet type recording head
JP2009200307A (en) Mounting structure and droplet discharge head
JP3594808B2 (en) Inkjet head
JP2008021792A (en) Device, its manufacturing method, and electronic apparatus
KR100327247B1 (en) Method for connecting inkjet print head with input lines by flip-chip bonding technique
JP2000108343A (en) Ink jet head