JP2002321358A - インクジェットヘッド及びコンタクト電極の形成方法 - Google Patents

インクジェットヘッド及びコンタクト電極の形成方法

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JP2002321358A
JP2002321358A JP2001126420A JP2001126420A JP2002321358A JP 2002321358 A JP2002321358 A JP 2002321358A JP 2001126420 A JP2001126420 A JP 2001126420A JP 2001126420 A JP2001126420 A JP 2001126420A JP 2002321358 A JP2002321358 A JP 2002321358A
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ink jet
electrode
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Jun Tsuneyoshi
潤 恒吉
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SII Printek Inc
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    • 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
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレキシブル配線基板との接続歩留りを高め
るとともに、コンタクト電極部の寄生容量が小さいイン
クジェットヘッドを提供する。 【解決手段】 駆動回路側との接続電極をフォトリソ工
程で形成する場合に、コンタクト電極となるレジスト開
口部121を形成後、エッチング法により窪み108を
設ける。その後、低誘電率材層109,コンタクト電極
107を蒸着法で形成し,リフトオフ法によりレジスト
を剥離すると、窪み108部にコンタクト電極を整合性
良く形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液滴を噴出させる
インクジェット装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】昨今、インクジェットヘッドの1方式と
して特開昭63−247051号広報等に開示されてい
る剪断モード型のインクジェットヘッドが実用化に至
り、プリンターやファックスに搭載され広く一般家庭に
普及している。
【0003】本方式のインクジェットヘッドの構造につ
いて簡単に説明する。図7に示すように、厚み方向に分
極された圧電体ウェハ101には複数の溝102が並設
され、各溝102は側壁103で分離されている。各溝
102の長手方向一端部は圧電体ウェハ101の一端面
まで延設されており、他端部は、尾部106に向かって
徐々に浅くなっている。なお、尾部106には浅溝10
4が形成されている。また、各溝102内の両側壁10
3の開口側表面には、長手方向に亘って駆動電界印加用
の電極105が形成されており、尾部106に延びる浅
溝104の溝内部表面には、コンタクト電極107が形
成されている。
【0004】このような電極を形成するには、圧電体ウ
ェハ101の表面にドライフィルム等のレジストを被覆
して溝加工を行い、公知の斜め蒸着により電極形成した
後に不要部分をリフトオフ法で除去すればよい。
【0005】次に、圧電体ウェハ101の溝102の上
方開口側には、カバープレート201が接着剤層(図示
せず)を介して積層されている。カバープレート201
には、各溝102の浅くなった他端部と連通するインク
室211と、このインク室211の底部から溝102と
反対側表面に貫通するインク供給口212が形成されて
いる。
【0006】さらに、圧電体ウェハ101とカバープレ
ート201との接合体で溝102が開口している端面に
は、溝102に対応する位置にオリフィス302が形成
されたノズルプレート301が接着されている。
【0007】なお、圧電体ウェハ101の尾部106に
は駆動回路基板401と電気的接続を行なうためのコン
タクト電極107が浅溝104内に設けられており、図
8に示すように、異方性導電膜402を挟んでフレキシ
ブルプリント配線板403で駆動回路基板401に接続
されている。なお、コンタクト電極107と駆動回路基
板401との接続にはボンディングワイヤーを用いた
り、前記異方性導電膜402を用いずにバンプ付きフレ
キシブルプリント配線板を用いる場合もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】近年、印字速度増大を
目的に吐出ノズル数の増加や大型化,ラインヘッド化が
要求されている他、印字品質の向上を目的にファインピ
ッチ化も進んでおり、インクジェットヘッドの実装工程
での歩留まり低下が課題となっている。
【0009】その原因の一つとして、ポリイミド系フィ
ルムなどの有機物をベースとしたフレキシブルプリント
配線板(以下FPWBと略記する)が挙げられる。そも
そもFPWBの仕上がり精度は悪く、さらに吸湿等で
0.数%の伸縮があるため長尺ものやファインピッチの
インクジェットヘッドの組み立てでは、実装時にFPW
Bの選別作業が不可欠である。
【0010】さらに、FPWBの熱膨張率はチタン酸ジ
ルコン酸鉛に代表されるPZT系圧電体セラミックスの
数十倍も大きいため、FPWB圧着時の加熱・冷却で伸
縮が生じ接続ズレが発生する場合も多々ある。
【0011】そのため、従来例にも有るように、吐出用
の溝加工と同時に尾部にも浅溝加工を施し、その溝の内
部へコンタクト用の電極を形成していた。これは、FP
WBにある凸状のコンタクト電極と凹状の浅溝とのハメ
コミ作用により、FPWBの寸法ズレを緩和することが
できるためである。
【0012】ところが、従来例のように機械加工で浅溝
を形成すると、圧電体ウェハ自体の反りや厚みムラ,加
工精度の問題で、同一ヘッド内でも±数十μmにも及ぶ
深さバラツキが発生し、異方性導電膜やバンプを用いた
FPWB接続で接続不良が多発するという課題を有して
いた。
【0013】また、圧電体セラミックスは脆性材料であ
るため、機械加工された溝では切り欠き効果の影響で圧
着時に圧電体材料の欠け,割れが生じ、FPWBの密着
強度の低下やノズル詰まりの原因となるパーティクルの
発生という課題も有していた。
【0014】
【課題を解決するための手段】このように機械加工によ
り浅溝を精度良く加工するのは困難であるため、化学的
な手法により圧電体ウェハへこれらの浅溝を形成するこ
とにした。また、マスクとして使用しているドライフィ
ルムを利用してフォトリソグラフィー工程でコンタクト
電極パターンの開口部を形成し、エッチング後に吐出溝
入れおよび電極材料の蒸着,リフトオフを行なった。
【0015】さらに、上述のエッチング処理後のコンタ
クト電極パターン開口部へSiO2等の低誘電率材料を
蒸着し、続いて電極材料の蒸着,リフトオフを行なって
も良い。
【0016】(作用)湿式あるいは乾式によるエッチン
グ処理で窪みを形成するため、圧電体ウェハの反りや厚
みムラに影響されず極めて均一な深さに窪みを仕上げる
ことが可能となる。また、レジストとして作用するドラ
イフィルムでパターニングができるため、電極パターン
となる開口部下の圧電体をエッチング後、溝入れ加工,
電極蒸着,リフトオフ工程を行なうことで極めて整合性
良く窪みにコンタクト電極を形成することができる。
【0017】さらに、切り欠き効果の少ない滑らかな表
面の窪みが形成されるため、FPWBの圧着時の応力が
作用しても圧電体材料の割れ,欠けの発生が抑制され、
ノズル詰まりの原因となるパーティクルの付着や、FP
WBの密着強度低下が防止される。
【0018】また、コンタクト電極直下に低誘電率材層
を設けたことで、寄生容量を低減し駆動回路への負荷低
減を実現した。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施例を詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものでないこ
とは言うまでもない。なお、本発明は従来例のインクジ
ェットヘッドにおける尾部106に関わる発明であるの
で、分かりやすくするために、この部分を中心に図面を
用いて説明する。 (実施例1)図1aに示すとおり、PZTからなる圧電
体ウェハ101にドライフィルム120をラミネート
後、所望の電極パターンを作製するためフォトリソグラ
フィー工程で開口部121を形成する。その後、塩酸・
硝酸の混酸等で湿式エッチングを行うと、図1a中記載
ののAA’断面は図1bのように窪み108が形成され
る。混酸の配合比率や濃度に依存するが、常温でも1分
当たり5〜10μmのエッチングレートが得られる。本
実施例では最大深さ約15μmとなる条件に統一した。
なお、湿式エッチング法以外にも乾式(ドライ)エッチ
ング法や、イオンミリング法で加工しても構わない。
【0020】次に、ダイシングソーにより所定の位置へ
溝102を形成すると(従来例の図7に示される浅溝1
04は加工しない)図1cの様になる。溝入れ加工が終
わった圧電体ウェハ101に超音波洗浄を施し切削粉や
ゴミを除去し、十分に乾燥させる。
【0021】ここで、公知の斜め蒸着法によりAlを2
回蒸着し、レジスト120を膨潤剥離すると、図1dの
様に側壁103上に電極105とコンタクト電極107
が形成される。図1d中記載のコンタクト電極107上
BB’断面詳細図を図1eに示す。その後、従来例と同
様にカバープレート201を接着剤層(図示せず)を介
して接合し、溝102の開放端面へノズルプレート30
1を接着すると図2に示すヘッドチップ130が完成す
る。
【0022】次いで、尾部106上に異方性導電膜テー
プ402を置き、コンタクト電極107とフレキシブル
配線基板403のパターンを合わせて圧着し、他端を駆
動回路基板401に接続してインクジェットヘッドが完
成する。 (実施例2)実施例2では、実施例1でのAl蒸着工程
の実施前に、メタルマスク等でポンプとして作用する側
壁部分を覆い、膜厚約300nmのSiO2を公知の斜
め蒸着法により2回蒸着したこと以外は、実施例1と全
く同じ方法で行った。この場合のコンタクト電極上断面
図(図1eに相当)を図3に示す。 (実施例3)実施例3は、先ず窪みを形成してから実施
例2を実施したものである。実施例1と同様に圧電体ウ
ェハ101上にドライフィルム120をラミネートし、
コンタクト電極107を完全に覆うサイズのエッチング
専用開口部をフォトリソグラフィー手法により形成す
る。続いて、実施例1と同様に塩酸・硝酸の混酸により
湿式エッチングを行う。
【0023】更に、完全にドライフィルム120を剥離
後、再度ドライフィルムをラミネートし、直前に形成し
た窪み108の内部にコンタクト電極107が形成でき
るようにフォトリソグラフィー工程により開口部121
を設けると、コンタクト電極上断面(図1bに相当)は
図4aに図示する通りとなる。
【0024】以降の工程は実施例2と同様に実施した。
本実施例のコンタクト電極上断面図(図1eに相当)を
図4bに示した。 (比較例)比較例として、実施例1において、エッチン
グ工程を省略した場合のサンプルを作製した。図5にコ
ンタクト電極上断面図(図1eに相当)を示す。
【0025】以上の実施例および比較例の評価結果を図
6にまとめた。評価項目として、コンタクト電極の密着
性(テープ剥離試験),リフトオフ性(パターン形状)
確認,隣接溝間の静電容量測定,FPWBのコンタクト
性(オープン,ショート)評価を実施した。なお、ヘッ
ドチップは512溝(ノズル)のものとし、各20チッ
プずつの評価を行った。
【0026】まず、電極の密着性にはエッチングの有無
で大きな差が発生した。実施例1〜3のエッチングを施
したサンプルでは剥離は全く発生しなかったのに対し、
比較例では約半数のヘッドチップでコンタクト電極の剥
離が観察された。これは、現像上がりの開口部面、即ち
圧電体表面にはレジストカス(スカム)が付着している
ためと推定される。実施例ではエッチングを行うこと
で、表層が除去されるため、密着性が改善されたものと
考えられる。
【0027】次に、リフトオフ性であるが、実施例1,
2では蒸着金属のバリ130や返り131が皆無なのに
対し、実施例3と比較例ではこれらの発生が多々確認さ
れた。これは、エッチング時に圧電体とドライフィルム
の界面が、開口部側よりミクロ的に侵されて浮きを生じ
ているため、斜め蒸着された電極金属が開口部壁面と分
断されているからである。そのため、コンタクト電極の
際(外周)の膜厚は連続的にその厚さが薄くなってお
り、バリや返りの発生が皆無でマスク精度のパターン形
状が得られる。
【0028】隣接溝間の静電容量値であるが、同一パタ
ーンとなる実施例1のSiO2無しサンプルと、SiO
2有りの実施例2を比較すると、40%近い容量低減が
確認され、その効果が実証された。圧電体壁のうちポン
プとして作用する部分以外は、可能な限り電極下に低誘
電率材料層を設けた方がよい。
【0029】最後にFPWBとのコンタクト性である
が、FPEBを経由して隣接溝間の静電容量測定を行う
事で評価した。比較例でのみ6チップにオープンが観察
されたが、5個が圧着時の位置滑り(平行ズレ)が原因
で、1個はFPWBの伸び(ピッチズレ)が原因であっ
た。このように、何れの実施例でもコンタクト部が窪み
になっている事がPFWBとの接続歩留り改善に絶大な
効果が有る事が確認された。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によりコン
タクト電極を深さの揃った窪み上に形成することで、F
PWBの電極(凸部)との噛み合わせ効果が得られ、歩
留まり良く駆動回路基板と接合することが可能となっ
た。また、溝の延長線上に限定されず、尾部の任意の場
所にコンタクト電極を形成することも可能になった。
【0031】さらに、工数は増えるが、湿式エッチング
処理では多数の圧電体ウェハをバッチ処理できるため、
枚葉処理である浅溝加工が省略されるので、生産性が大
幅に改善される。
【0032】その他、エッチングによる凹み部は滑らか
な面で構成されるため、浅溝の切り欠き効果による強度
低下の心配が少なくヘッド自体の破壊強度改善にも効果
が期待される。
【0033】また、コンタクト電極の下にも低誘電率材
層を形成する事で、寄生容量を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の工程説明図である。
【図2】本発明の実施例1の組立図である。
【図3】本発明の実施例2のコンタクト電極部の断面図
である。
【図4】本発明の実施例3のコンタクト電極部の断面図
である。
【図5】比較例のコンタクト電極部の断面図である。
【図6】本発明の実施例および比較例の評価一覧であ
る。
【図7】従来例の工程説明図である。
【図8】従来例の組立図である。
【符号の説明】
101 圧電体ウェハ 102 溝 103 隔壁 104 浅溝 105 電極 106 尾部 107 コンタクト電極 108 窪み 109 低誘電率材層 120 ドライフィルム 121 開口部 130 電極のバリ 131 電極の返り 201 カバープレート 211 インク室 212 インク供給口 301 ノズルプレート 302 オリフィス 401 駆動用回路基板 402 異方性導電膜 403 フレキシブルプリント配線板(FPWB)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電体に電界を加えてインク滴を吐出さ
    せるインクジェットヘッドにおいて、前記ヘッド表面に
    設けられた駆動回路側との電気的接続を担うコンタクト
    電極の一部または全部がフォトリソグラフィー技術を用
    いて形成されており、かつ、エッチングで施された窪み
    上に設けられていることを特徴とするインクジェットヘ
    ッド。
  2. 【請求項2】 エッチングで施された前記窪み上の一部
    ないし全部に低誘電率材料層を形成後、前記コンタクト
    電極が積層されていることを特徴とする請求項1に記載
    のインクジェットヘッド。
  3. 【請求項3】 圧電体に電界を加えてインク滴を吐出さ
    せるインクジェットヘッドに設けられ、駆動回路側との
    電気的接続を担うコンタクト電極の形成方法であって、 前記圧電体の表面にエッチング処理により複数の窪みを
    形成する工程と、 前記窪み上に、蒸着により電極を形成する工程とを有す
    ることを特徴とするコンタクト電極の形成方法。
  4. 【請求項4】 圧電体に電界を加えてインク滴を吐出さ
    せるインクジェットヘッドに設けられ、駆動回路側との
    電気的接続を担うコンタクト電極の形成方法であって、 前記圧電体の表面にエッチング処理により複数の窪みを
    形成する工程と、前記窪み上に、低誘電率材料層を形成
    する工程と、 前記低誘電率材料層の上に、電極を形成する工程とを有
    することを特徴とするコンタクト電極の形成方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7741850B2 (en) 2004-07-12 2010-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Electric potential measuring apparatus, and image forming apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05201001A (ja) * 1991-09-30 1993-08-10 Xerox Corp インクジェットプリントヘッド
JP2000503927A (ja) * 1996-10-24 2000-04-04 ザール テクノロジー リミテッド インクジェットヘッドの保護
JP2000211136A (ja) * 1999-01-25 2000-08-02 Samsung Electro Mech Co Ltd マイクロアクチュエ―タおよびその製造方法
JP2000334943A (ja) * 1999-05-31 2000-12-05 Seiko Epson Corp インクジェット記録装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05201001A (ja) * 1991-09-30 1993-08-10 Xerox Corp インクジェットプリントヘッド
JP2000503927A (ja) * 1996-10-24 2000-04-04 ザール テクノロジー リミテッド インクジェットヘッドの保護
JP2000211136A (ja) * 1999-01-25 2000-08-02 Samsung Electro Mech Co Ltd マイクロアクチュエ―タおよびその製造方法
JP2000334943A (ja) * 1999-05-31 2000-12-05 Seiko Epson Corp インクジェット記録装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7741850B2 (en) 2004-07-12 2010-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Electric potential measuring apparatus, and image forming apparatus

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