JP2003136738A - Circuit board, liquid discharge head, and method for manufacturing these - Google Patents

Circuit board, liquid discharge head, and method for manufacturing these

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JP2003136738A
JP2003136738A JP2001340794A JP2001340794A JP2003136738A JP 2003136738 A JP2003136738 A JP 2003136738A JP 2001340794 A JP2001340794 A JP 2001340794A JP 2001340794 A JP2001340794 A JP 2001340794A JP 2003136738 A JP2003136738 A JP 2003136738A
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Japan
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circuit board
electrodes
manufacturing
insulating material
film
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Masao Kato
雅夫 加藤
Masato Ueichi
真人 上市
Genzo Kadoma
玄三 門間
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit board having good step coverage efficiency by a protecting layer and a cavitation resistant film at a wiring edge part, and a liquid discharge head using the same. SOLUTION: A conductive film is patterned to form a conductive film pattern including electrodes. Then, an insulating material is piled onto an entire face and etched to eliminate an unnecessary part. A tilting ease part of the insulating material is formed between electrodes to make a surface shape between the pairing electrodes within a predetermined angle range. Thereafter, a resistance layer is formed on the conductive pattern and the tilting ease part.

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、抵抗層を有する素
子が設けられた回路基板及び液体吐出ヘッド、並びにそ
れらの製造方法に関し、特に、電気エネルギーを熱エネ
ルギーに変換し、その熱エネルギーによって液体を吐出
する液体吐出ヘッド用の回路基板の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board provided with an element having a resistance layer, a liquid discharge head, and a method for manufacturing the same, and more particularly to a method for converting electric energy into heat energy and liquid by the heat energy. The present invention relates to a method of manufacturing a circuit board for a liquid ejection head that ejects liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録装置は、インクを微
小な液滴として吐出口から被記録部材に吐出することに
より高精細な画像を記録する。その際、インクジェット
記録装置は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、
熱エネルギーでインクに気泡を発生させる。気泡の作用
力により液体吐出ヘッドの先端部にある吐出口から液滴
が吐出される。吐出口から噴出した液滴が被記録部材に
付着して画像が記録される。一般に、このような液体吐
出ヘッドは、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する
発熱抵抗体からなる素子が複数設けられた回路基板を有
している。
2. Description of the Related Art Inkjet recording apparatuses record high-definition images by ejecting ink as minute droplets from a discharge port onto a recording member. At that time, the inkjet recording device converts electric energy into heat energy,
Bubbles are generated in the ink by heat energy. Droplets are ejected from the ejection port at the tip of the liquid ejection head by the action force of the bubbles. The liquid droplets ejected from the ejection port adhere to the recording member to record an image. In general, such a liquid ejection head has a circuit board provided with a plurality of elements each including a heating resistor that converts electric energy into heat energy.

【0003】発熱抵抗体は電気エネルギーを変換して熱
エネルギーを発生させる熱変換体である。発熱抵抗体は
上部保護層によってインクと接触しないように保護され
ている。
The heating resistor is a heat converter that converts electric energy to generate heat energy. The heating resistor is protected by the upper protective layer so as not to come into contact with the ink.

【0004】図6は、従来の液体吐出ヘッド用の回路基
板の発熱抵抗素子の一例を示す断面図である。図6を参
照すると、回路基板は、Si基板(不図示)上にSiO
2の層間膜61があり、層間膜61の上にTaSiNの
発熱抵抗体膜62が形成されている。発熱抵抗体上には
Alの配線63があるが、一部には発熱抵抗体膜62上
に配線63の無い部分がある。配線63の無い部分が熱
作用部64となる。発熱抵抗体膜62及び配線63の上
には、これらをインクから保護するための保護層65が
あり、また、熱作用部64では、発熱に伴う化学的或い
は物理的なダメージから保護層65を保護するTaの耐
キャビテーション膜66が保護層65の更に上にある。
配線63のはほぼ垂直である。
FIG. 6 is a sectional view showing an example of a heating resistance element of a conventional circuit board for a liquid ejection head. Referring to FIG. 6, the circuit board is made of SiO 2 on a Si substrate (not shown).
There is a second interlayer film 61, and a heating resistor film 62 of TaSiN is formed on the interlayer film 61. Although there is an Al wiring 63 on the heating resistor, there is a portion on the heating resistor film 62 where there is no wiring 63. The portion without the wiring 63 becomes the heat acting portion 64. A protective layer 65 is provided on the heat-generating resistor film 62 and the wiring 63 to protect them from the ink. In the heat acting portion 64, the protective layer 65 is protected from chemical or physical damage due to heat generation. A Ta anti-cavitation film 66 for protection is provided on the protection layer 65.
The wiring 63 is almost vertical.

【0005】液体吐出ヘッド用の回路基板は上述したよ
うな発熱抵抗素子を高密度で複数有し、高精細の画像の
記録を可能としている。そして、各発熱抵抗素子は、発
熱抵抗素子を流れる電流をオンオフ制御するパワートラ
ンジスタ(不図示)とそれぞれ直列に接続されている。
The circuit board for the liquid discharge head has a plurality of heat generating resistance elements as described above at a high density and enables recording of high-definition images. Each heating resistance element is connected in series with a power transistor (not shown) that controls on / off of the current flowing through the heating resistance element.

【0006】図7は、1つの発熱抵抗素子に着目した回
路基板の等価回路である。図7を参照すると、ヒータ電
圧VHと接地電位GNDとの間に、配線63の抵抗RA
L、発熱抵抗素子と等価な抵抗RHおよびパワートラン
ジスタTRが直列に接続されている。
FIG. 7 is an equivalent circuit of a circuit board focusing on one heating resistance element. Referring to FIG. 7, the resistance RA of the wiring 63 is provided between the heater voltage VH and the ground potential GND.
L, a resistance RH equivalent to a heating resistance element, and a power transistor TR are connected in series.

【0007】配線63の抵抗RAlを小さくすれば、発
熱抵抗素子の発する熱エネルギーを低下させることな
く、インクジェット記録装置を低消費電力化することが
可能である。抵抗RAlの値を小さくするためには、配
線63の膜厚を厚くするのが有効である。
By reducing the resistance RAl of the wiring 63, it is possible to reduce the power consumption of the ink jet recording apparatus without lowering the thermal energy generated by the heating resistance element. In order to reduce the value of the resistance RAl, it is effective to increase the film thickness of the wiring 63.

【0008】また、液体吐出ヘッドの往復移動を減ら
し、記録装置の高速化の要求に応えるために、近年では
回路基板の長尺化が図られている。回路基板が長尺化す
ると必然的に配線63が長くなる。配線63が長くなる
と抵抗RAlの値が大きくなるので、その対策としても
配線63の膜厚を厚くするのが有効である。現在、配線
63の膜厚は200nmから600nm程度であるが、
将来的には1200nm程度にすることが考えられてい
る。
Further, in order to reduce the reciprocating movement of the liquid discharge head and meet the demand for higher speed of the recording apparatus, in recent years, the length of the circuit board has been increased. When the circuit board becomes long, the wiring 63 inevitably becomes long. Since the value of the resistance RAl increases as the length of the wiring 63 becomes longer, it is effective to increase the thickness of the wiring 63 as a measure against this. Currently, the film thickness of the wiring 63 is about 200 nm to 600 nm,
It is considered to be about 1200 nm in the future.

【0009】図6に示したように、垂直な部分には保護
層65および耐キャビテーション膜66が形成されにく
いので、エッジ部67との境界部分68では、耐キャビ
テーション膜65および保護層64がインクにより侵食
され、さらに発熱抵抗体膜62が侵食されて一部切断が
発生しやすい。
As shown in FIG. 6, since the protective layer 65 and the cavitation resistant film 66 are hard to be formed in the vertical portion, the cavitation resistant film 65 and the protective layer 64 are separated from the ink by the boundary portion 68 with the edge portion 67. And the heating resistor film 62 is further eroded by the heat generation, and a partial cut is likely to occur.

【0010】保護層65等による熱作用部64のステッ
プカバレージを良くするためには保護層65等を厚くす
ればよい。しかし、保護層65等は熱エネルギーがイン
クへ伝達するときの熱抵抗となるので、保護層65が厚
ければ、駆動電力を大きくする必要があり、また、熱伝
導遅延により周波数特性が劣化する。そのため、液体吐
出ヘッドの低消費電力化及び高性能化が阻害される。
In order to improve the step coverage of the heat acting portion 64 due to the protective layer 65 or the like, the protective layer 65 or the like may be thickened. However, since the protective layer 65 and the like serve as a thermal resistance when the thermal energy is transferred to the ink, if the protective layer 65 is thick, it is necessary to increase the driving power, and the frequency characteristic is deteriorated due to the heat conduction delay. . Therefore, lower power consumption and higher performance of the liquid ejection head are hindered.

【0011】液体吐出ヘッドの他の回路基板として、こ
の点が改善されたものがある。
As another circuit board of the liquid discharge head, there is a circuit board in which this point is improved.

【0012】図8は、従来の他の回路基板の発熱抵抗素
子の一例を示す断面図である。図8では、図6のものと
同様に、層間膜61上に発熱抵抗体膜62があり、熱作
用部82でない部分では、発熱抵抗体膜62上に配線8
1がある。しかし、図8では、エッジ部85が発熱抵抗
体膜62の膜面に対して垂直でなく、所定の角度を有す
るテーパー状になっている。
FIG. 8 is a sectional view showing an example of another conventional heating resistor element on a circuit board. In FIG. 8, as in the case of FIG. 6, the heating resistor film 62 is provided on the interlayer film 61, and the wiring 8 is provided on the heating resistor film 62 in the portion other than the heat acting portion 82.
There is one. However, in FIG. 8, the edge portion 85 is not perpendicular to the film surface of the heating resistor film 62 but has a taper shape having a predetermined angle.

【0013】この回路基板によれば、保護層83や耐キ
ャビテーション膜84による熱作用部82のステップカ
バレージも改善される。テーパー角を適正な範囲とすれ
ば、発熱抵抗体膜62の一部切断が発生しにくくなり、
液体吐出ヘッドの耐久性が改善される。
According to this circuit board, the step coverage of the heat acting portion 82 due to the protective layer 83 and the anticavitation film 84 is also improved. If the taper angle is set within an appropriate range, it becomes difficult for the heating resistor film 62 to be partially cut,
The durability of the liquid ejection head is improved.

【0014】図8のような回路基板を形成する方法の一
例は、まず、発熱抵抗体膜62の上に配線となるAlの
材料層を堆積してドライエッチングによりパターニング
し、さらにマスク用フォトレジスト(ノボラック樹脂を
主成分とするポジ型レジスト)を塗布して、エッチング
する部分のマスク用フォトレジストを除去して開口部を
開ける。そして、テトラ・メチル・アンモニウム・ハイ
ドロオキサイド(以下、TMAHと称す)を主成分とす
るアルカリ性溶液でマスク用フォトレジストを開口部に
て後退させながら、材料層をエッチングする。
An example of a method of forming a circuit board as shown in FIG. 8 is as follows. First, an Al material layer to be wiring is deposited on the heating resistor film 62, patterned by dry etching, and then a mask photoresist. (Positive resist containing novolac resin as a main component) is applied, the mask photoresist in the portion to be etched is removed, and the opening is opened. Then, the material layer is etched while retreating the mask photoresist with an alkaline solution containing tetra-methyl-ammonium-hydroxide (hereinafter referred to as TMAH) as a main component while retreating the mask photoresist.

【0015】そうすると、マスク用フォトレジストが後
退した領域では材料層は所定の角度の斜面となり、配線
81のエッジ部85は垂直ではなくテーパー状になる。
その後に、マスク用フォトレジストを除去した後に、保
護層や耐キャビテーション膜を形成すればよい。
Then, in the region where the mask photoresist has receded, the material layer becomes a slope having a predetermined angle, and the edge portion 85 of the wiring 81 is not vertical but tapered.
After that, after removing the mask photoresist, a protective layer or a cavitation resistant film may be formed.

【0016】テーパー状のエッジ部を有する配線を形成
する他の方法として、マスク用フォトレジストを剥離し
ながら、Alの材料層をエッチングするものがある。こ
の方法では、エッチング液がマスク用フォトレジストの
下に段々と入り込んでテーパー形状を形成する。
As another method of forming a wiring having a tapered edge portion, there is a method of etching the Al material layer while removing the mask photoresist. In this method, the etching solution gradually enters under the mask photoresist to form a tapered shape.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】マスク用フォトレジス
トを後退させ、あるいは剥離しながら、配線91のエッ
ジ部95をテーパー状に形成する方法は、配線91の膜
厚、即ち材料層の膜厚が600nm程度までであれば、
良好にテーパーを形成することができる有効な方法であ
る。しかし、材料層の膜厚が厚くなるにつれ、適正なテ
ーパーを形成するのが困難になってくる。そのため、こ
の方法は、将来的に配線91の膜厚が厚くなるのに対応
できなくなるおそれがある。
A method of forming the edge portion 95 of the wiring 91 in a taper shape while retreating or peeling the mask photoresist is to reduce the thickness of the wiring 91, that is, the thickness of the material layer. Up to about 600 nm,
This is an effective method capable of forming a good taper. However, it becomes difficult to form a proper taper as the material layer becomes thicker. Therefore, this method may not be able to cope with an increase in the film thickness of the wiring 91 in the future.

【0018】本発明の目的は、配線のエッジ部において
保護層や耐キャビテーション膜によるステップカバレー
ジが良好な回路基板及びそれを用いた液体吐出ヘッドを
提供することである。
It is an object of the present invention to provide a circuit board having a good step coverage due to a protective layer or an anti-cavitation film at the edge portion of the wiring, and a liquid discharge head using the same.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回路基板の製造方法は、所定の間隔をおい
て対向する一対の電極を有する素子が形成された回路基
板の製造方法において、導電膜をパターニングして、前
記電極を含む導電膜パターンを形成する第1のステップ
と、対をなす前記電極間に絶縁性材料の傾斜緩和部を形
成する第2のステップを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a circuit board according to the present invention is a method of manufacturing a circuit board in which an element having a pair of electrodes facing each other at a predetermined interval is formed. In order to form a conductive film pattern including the electrodes, and a second step of forming a slope relaxation portion of an insulating material between the paired electrodes. Characterize.

【0020】また、前記第2のステップは、前記絶縁性
材料を全面に堆積するステップと、前記絶縁性材料をエ
ッチングして不要な部分を除去するステップを含むとよ
い。
The second step may include a step of depositing the insulating material on the entire surface and a step of etching the insulating material to remove unnecessary portions.

【0021】前記傾斜緩和部が、前記各電極から対向す
る電極の方向に下る斜面を有する一対の傾斜緩和壁であ
るとよい。
[0021] It is preferable that the tilt relaxing portion is a pair of tilt relaxing walls having slopes descending from the respective electrodes toward the facing electrodes.

【0022】抵抗層を前記導電性パターンおよび傾斜緩
和部の上に形成する第3のステップをさらに有するとよ
い。
It is preferable that the method further includes a third step of forming a resistance layer on the conductive pattern and the slope relaxation portion.

【0023】前記傾斜緩和部が、前記各電極から対向す
る電極の方向に下る斜面を有し、該斜面の角度範囲が5
0度以下であるとよい。
The inclination relaxing portion has an inclined surface that descends from each of the electrodes in the direction of the opposing electrode, and the angle range of the inclined surface is 5
It is preferably 0 degrees or less.

【0024】又、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法
は、電気エネルギーを発熱抵抗体にて熱エネルギーに変
換し、該熱エネルギーを利用して液体を吐出させる液体
吐出ヘッドの製造方法において、上述した回路基板の製
造方法により製造された回路基板を用意するステップ
と、該回路基板の前記素子に対応させて、液体を吐出す
るための吐出口を形成するステップを有することを特徴
とする。
The method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention is the method of manufacturing a liquid discharge head in which electric energy is converted into heat energy by a heating resistor and the heat energy is used to discharge a liquid. It is characterized by including a step of preparing a circuit board manufactured by the method for manufacturing a circuit board described above, and a step of forming a discharge port for discharging a liquid corresponding to the element of the circuit board.

【0025】更に、本発明の回路基板は、所定の間隔を
おいて対向する一対の電極を有する素子が形成された回
路基板において、対をなす前記電極間に絶縁性材料の傾
斜緩和部が形成されていることを特徴とする。
Further, the circuit board of the present invention is a circuit board in which an element having a pair of electrodes facing each other at a predetermined interval is formed, and a tilt relaxing portion of an insulating material is formed between the pair of electrodes. It is characterized by being.

【0026】そして、本発明の液体吐出ヘッドは、電気
エネルギーを発熱抵抗素子にて熱エネルギーに変換し、
該熱エネルギーを利用して液体を吐出させる液体吐出ヘ
ッドにおいて、前記発熱抵抗素子の、所定の間隔をおい
て対向する一対の電極間に絶縁性材料の傾斜緩和部が形
成されていることを特徴とする。
In the liquid discharge head of the present invention, the electric energy is converted into heat energy by the heat generating resistance element,
In the liquid ejection head for ejecting a liquid by using the thermal energy, an inclination relaxation part of an insulating material is formed between a pair of electrodes of the heating resistance element facing each other at a predetermined interval. And

【0027】したがって、本発明の方法により製造され
た回路基板は、傾斜緩和部が形成されたことにより、保
護層や耐キャビテーション膜のステップカバレージ性が
よい。
Therefore, the circuit board manufactured by the method of the present invention has the step coverage of the protective layer and the cavitation resistant film due to the formation of the inclination relaxing portion.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の回路基板の製造方法は、
熱作用部を形成する過程において、熱作用部の保護層お
よび耐キャビテーション膜のステップカバレージ性を良
好にする。そして、この方法は、特に、配線の膜厚が厚
い場合に有効である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A method of manufacturing a circuit board according to the present invention comprises:
In the process of forming the heat acting portion, the step coverage of the protective layer and the cavitation resistant film of the heat acting portion is improved. This method is especially effective when the wiring has a large film thickness.

【0029】ステップカバレージ性とは、保護層等が発
熱抵抗体膜や配線を十分な厚さで覆って保護しているか
どうかの度合いである。ステップカバレージ性の悪い部
分があると、そこに十分な厚さの保護層を形成するため
に、全体的に厚い保護層を堆積する必要があり、熱伝達
効率や熱伝達速度が劣化してしまう。ステップカバレー
ジ性が全体的に均一で良好であれば、熱伝達効率がよく
低消費電力で、熱伝達速度が速く高速動作可能な、耐久
性の高い記録ヘッドを作ることができる。
The step coverage is the degree of whether or not the protective layer or the like covers and protects the heating resistor film and the wiring with a sufficient thickness. If there is a portion with poor step coverage, it is necessary to deposit a thick protective layer as a whole in order to form a protective layer having a sufficient thickness, which deteriorates heat transfer efficiency and heat transfer rate. . If the step coverage is uniform and good as a whole, it is possible to manufacture a recording head having high heat transfer efficiency, low power consumption, high heat transfer speed and high-speed operation, and high durability.

【0030】本発明の一態様について図面を参照して詳
細に説明する。
One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0031】図1は、本発明の一態様の回路基板の製造
方法について説明するための図である。本態様に特徴的
な発熱抵抗素子を形成する方法について説明する。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of manufacturing a circuit board according to one embodiment of the present invention. A method of forming the heat generating resistance element characteristic of this aspect will be described.

【0032】まず、Siの基板11上に、例えば、BP
SG(Boro−Phospho−Silicate−
Glass)の絶縁層12、プラズマCVDによる酸化
シリコン(P−SiO)の蓄熱層13の順に堆積し、さ
らに、銅を含有するアルミニウム(Al−Cu)の配線
14を形成する(図1(A))。配線14は、一例とし
て、Al−Cuの導電膜が全面に堆積された後に、ドラ
イエッチングなどによりパターニングして形成される。
配線14のエッジ部15は蓄熱層13の膜面に対してほ
ぼ垂直である。
First, on a Si substrate 11, for example, BP
SG (Boro-Phospho-Silicate-
An insulating layer 12 of glass) and a heat storage layer 13 of silicon oxide (P-SiO) formed by plasma CVD are deposited in this order, and wiring 14 of aluminum (Al-Cu) containing copper is formed (FIG. 1A). ). The wiring 14 is formed, for example, by depositing a conductive film of Al—Cu on the entire surface and then patterning it by dry etching or the like.
The edge portion 15 of the wiring 14 is substantially perpendicular to the film surface of the heat storage layer 13.

【0033】例えば、絶縁層12の膜厚は700nmで
あり、蓄熱層13の膜厚は1200nmであり、配線1
4の膜厚は1200nmである。
For example, the thickness of the insulating layer 12 is 700 nm, the thickness of the heat storage layer 13 is 1200 nm, and the wiring 1
The film thickness of 4 is 1200 nm.

【0034】図2は、図1(A)の状態の基板を上部か
ら見た図である。発熱抵抗素子となる部分において、2
つの配線14が対向しており、発熱抵抗素子と他の素子
(不図示)や電極(不図示)と接続するようにパターニ
ングされている。
FIG. 2 is a top view of the substrate in the state of FIG. In the part that becomes the heating resistance element, 2
The two wirings 14 face each other and are patterned so as to connect the heating resistance element to another element (not shown) or an electrode (not shown).

【0035】次に、配線14のエッジ部15にP−Si
Oの傾斜緩和壁16を形成する(図1(B))。エッジ
部15には、対向する配線14の方向に傾斜を下る形状
の傾斜緩和壁16が形成されている。これにより、対向
する配線14の間の表面形状がなだらかとなる。図3
は、図1(B)の状態の基板を上部から見た図である。
Next, P-Si is applied to the edge portion 15 of the wiring 14.
The inclined relaxation wall 16 of O is formed (FIG. 1 (B)). The edge portion 15 is provided with an inclination relaxing wall 16 having a shape that is inclined in the direction of the wiring 14 facing the edge portion 15. As a result, the surface shape between the wirings 14 facing each other becomes gentle. Figure 3
[FIG. 2] is a view of the substrate in the state of FIG.

【0036】次に、蓄熱層13、配線14および傾斜緩
和壁15を覆うように発熱抵抗体膜17を堆積する(図
1(C))。発熱抵抗体膜17の膜厚は、一例として、
30nm〜80nmの非晶質TaSiNである。
Next, a heat generating resistor film 17 is deposited so as to cover the heat storage layer 13, the wiring 14 and the inclined relaxation wall 15 (FIG. 1C). The thickness of the heating resistor film 17 is, for example,
It is amorphous TaSiN of 30 nm to 80 nm.

【0037】次に、発熱抵抗体膜17上に、必要に応じ
てプラズマCVDによる窒化シリコン(P−SiN)の
保護層18を堆積する(図1(D))。一例として、保
護層18の膜厚は300nm〜800nmである。
Next, a protective layer 18 of silicon nitride (P-SiN) is deposited on the heating resistor film 17 by plasma CVD if necessary (FIG. 1 (D)). As an example, the thickness of the protective layer 18 is 300 nm to 800 nm.

【0038】次に、必要に応じて、発熱部分を覆うよう
に、保護層18の上にスパッタリング法によりTaの耐
キャビテーション層19を堆積する(図1(E))。一
例として、耐キャビテーション層の膜厚は230nmで
ある。
Next, if necessary, a cavitation resistant layer 19 of Ta is deposited on the protective layer 18 by a sputtering method so as to cover the heat generating portion (FIG. 1 (E)). As an example, the thickness of the anti-cavitation layer is 230 nm.

【0039】図4は、傾斜緩和壁16を形成する方法に
ついて説明するための図である。図4を参照して、図1
(B)の傾斜緩和壁16の形成方法について説明する。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of forming the inclined relaxation wall 16. Referring to FIG. 4, FIG.
A method of forming the inclined relaxation wall 16 of (B) will be described.

【0040】まず、蓄熱層13上に形成された配線14
のエッジ部15を覆うように、プラズマCVDによりP
−SiOのアズデポ膜41を堆積する(図4(A))。
P−SiOのアズデポ膜41の膜厚は、傾斜緩和壁16
を形成するのに十分なものとする必要がある。一例とし
て、配線14の膜厚1200nmに対して、アズデポ膜
41の膜厚が300nmである。
First, the wiring 14 formed on the heat storage layer 13
By plasma CVD so as to cover the edge portion 15 of
An as-deposited film 41 of —SiO is deposited (FIG. 4A).
The as-deposited film 41 of P-SiO has a thickness of
Should be sufficient to form As an example, the film thickness of the as-deposited film 41 is 300 nm while the film thickness of the wiring 14 is 1200 nm.

【0041】次に、エッジ部15を覆う部分を残して他
の部分のアズデポ膜41を異方性エッチングにより除去
(エッチバック)し、傾斜緩和壁16を形成する(図2
(B))。エッジ補助壁16は、配線14の上面から蓄
熱層13の上面までが斜面となるように残される。斜面
は蓄熱層13の膜面に対して50度以下の角度となるこ
とが望ましいが、この範囲に入らなくても斜面が形成さ
れれば、ステップカバレージ性は改善される。このエッ
チバックには、例えばCF4ガスを用いる。斜面は必ず
しも平面である必要はなく、上または下に屈折した複合
平面であってもよく、上または下に凸の曲面であっても
よい。
Next, the as-deposited film 41 in the other portions is removed (etched back) by anisotropic etching, leaving the portion covering the edge portion 15 to form the inclined relaxation wall 16 (FIG. 2).
(B)). The edge auxiliary wall 16 is left so that a slope from the upper surface of the wiring 14 to the upper surface of the heat storage layer 13 is formed. It is desirable that the slope has an angle of 50 degrees or less with respect to the film surface of the heat storage layer 13, but if the slope is formed even if it does not fall within this range, the step coverage is improved. For this etch back, for example, CF 4 gas is used. The inclined surface does not necessarily have to be a flat surface, and may be a complex flat surface that is bent upward or downward, or may be a curved surface that is convex upward or downward.

【0042】以上のようにして発熱抵抗素子が形成され
た回路基板は、エッジ部15に傾斜緩和壁16が形成さ
れたことにより、保護層18や耐キャビテーション膜1
9等を垂直な部分に対してでなく、斜面に対して堆積す
ればよいので、ステップカバレージ性が高く、インクに
よる侵食で発熱抵抗体膜17に一部切断が生じ難く、耐
久性の高い記録ヘッドを実現できる。
In the circuit board on which the heating resistance element is formed as described above, the protective layer 18 and the anti-cavitation film 1 are formed because the inclined relaxation wall 16 is formed on the edge portion 15.
9 and the like may be deposited not on the vertical portion but on the slope, so that the step coverage is high, and it is difficult for the heating resistor film 17 to be partially cut due to the erosion by the ink. The head can be realized.

【0043】なお、ここでは、対向する配線14の方向
に傾斜を下る形状の傾斜緩和壁16を、それぞれの配線
14のエッジ部15に別個に形成した例を示したが、本
発明はこの形状に限定されるものではない。
Here, an example is shown in which the inclination relaxing wall 16 having a shape that descends in the direction of the opposing wiring 14 is formed separately at the edge portion 15 of each wiring 14, but the present invention has this shape. It is not limited to.

【0044】図5は、本発明の他の態様の回路基板の製
造方法について説明するための図である。図5では、図
1における傾斜緩和壁16の代わりに、P−SiOの傾
斜緩和部51が形成されている。傾斜緩和部51は、対
向する配線14間において分離されおらず、一体的に形
成されている。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing a circuit board according to another aspect of the present invention. In FIG. 5, a P-SiO tilt relaxation portion 51 is formed instead of the tilt relaxation wall 16 in FIG. The inclination relaxing portion 51 is not separated between the opposing wirings 14 and is integrally formed.

【0045】図5の傾斜緩和部51を形成する方法は、
図2に示したものと同様であり、プラズマCVDにより
P−SiOのアズデポ膜を堆積した後、アズデポ膜の不
要な部分をエッチングにより除去(エッチバック)する
が、この時若干のアズデポ膜を残せばよい。
The method of forming the inclination relaxing portion 51 of FIG.
It is similar to that shown in FIG. 2, and after depositing the as-deposited film of P-SiO by plasma CVD, unnecessary portions of the as-deposited film are removed by etching (etchback). At this time, some as-deposited film should be left. Good.

【0046】図5の場合、エッジ部15に傾斜緩和部5
1が形成されたことにより、保護層18や耐キャビテー
ション膜19等を垂直な部分に対してでなく、斜面に対
して堆積すればよいので、ステップカバレージ性が高
く、インクによる侵食で発熱抵抗体膜17に一部切断が
生じ難く、耐久性の高い記録ヘッドを実現できる。
In the case of FIG. 5, the inclination relaxing portion 5 is provided on the edge portion 15.
Since the protective layer 18 and the cavitation-resistant film 19 are formed on the slope instead of on the vertical portion, the step coverage is high and the heating resistor is eroded by the ink. It is possible to realize a recording head with high durability in which part of the film 17 is unlikely to be cut.

【0047】このことは、図4において、傾斜緩和壁1
6を形成する際に、対向する配線14間のアズデポ膜4
1をエッチバックにより、完全に除去する必要はないこ
とをも意味する。
This means that in FIG.
6 is formed, the as-deposited film 4 between the wirings 14 facing each other is formed.
It also means that it is not necessary to completely remove 1 by etching back.

【0048】また、ここで用いた各層の膜厚は一例であ
り、本発明がこれらに限定されるものではない。特に、
本発明は配線17の膜厚が厚い場合に有効であるが、6
00nm以下の場合に用いてもよい。
The film thickness of each layer used here is an example, and the present invention is not limited thereto. In particular,
The present invention is effective when the film thickness of the wiring 17 is thick.
You may use it in the case of 00 nm or less.

【0049】また、ここでは、発熱抵抗体膜17が配線
14の上に形成される膜構成を例示したが、配線14の
下に発熱抵抗体膜17がある膜構成としてもよい。
Although the heating resistor film 17 is formed on the wiring 14 here, the heating resistor film 17 may be formed under the wiring 14.

【0050】本態様のインクジェット記録ヘッド用基体
の製造方法の一例について説明する。本態様のインクジ
ェト記録ヘッド用基体の製造は、上述した本発明の特徴
である熱作用部の形成以外は従来から良く知られた工程
により行われる。
An example of the method of manufacturing the inkjet recording head substrate of this embodiment will be described. The production of the inkjet recording head substrate of this embodiment is carried out by well-known steps except the formation of the heat acting portion which is the feature of the present invention.

【0051】まず、P型シリコン基板に対して、シリコ
ン酸化膜の形成、N型不純物のイオン注入及び熱拡散、
フォトリソグラフィーによるシリコン酸化膜の除去等に
より、インクジェット記録ヘッドを駆動するための駆動
素子であるトランジスタと、それに接続されたAlの各
種電極を形成する。この状態では上部に各種電極が露出
している。
First, a silicon oxide film is formed on a P-type silicon substrate, N-type impurity ion implantation and thermal diffusion,
By removing the silicon oxide film by photolithography or the like, a transistor which is a driving element for driving the ink jet recording head and various Al electrodes connected to the transistor are formed. In this state, various electrodes are exposed on the upper part.

【0052】次に、スパッタリング法やCVD法によ
り、絶縁層12および蓄熱層13を形成する。そして、
電気的接続が必要な電極の上の絶縁層12および蓄熱層
13をフォトリソグラフィーにより除去して、スルーホ
ールを形成する。次に、スルーホールが形成された電極
上と蓄熱層13上に、Alの材料層を堆積し、パターニ
ングして配線14を形成する。
Next, the insulating layer 12 and the heat storage layer 13 are formed by the sputtering method or the CVD method. And
The insulating layer 12 and the heat storage layer 13 on the electrodes that require electrical connection are removed by photolithography to form through holes. Next, a material layer of Al is deposited on the electrodes having the through holes and the heat storage layer 13 and patterned to form the wiring 14.

【0053】次に、P−SiOのアズデポ膜21を堆積
した後、エッチバックしてエッジ補助壁16を形成す
る。次に、発熱抵抗体膜17、保護層18および耐キャ
ビテーション膜19をこの順に堆積し、必要に応じて各
膜の部分的に除去してボンディング用のパッドを形成す
ることで、インクジェット記録ヘッド用基体が完成す
る。
Next, the P-SiO as-deposited film 21 is deposited and then etched back to form the edge auxiliary wall 16. Next, the heating resistor film 17, the protective layer 18, and the cavitation resistant film 19 are deposited in this order, and if necessary, each film is partially removed to form a pad for bonding. The base is completed.

【0054】こうして得られた回路基板の上に吐出口を
形成することにより、液体吐出ヘッドを製造することが
できる。具体的には、ノズル壁や天板等を回路基板上に
設けて、吐出口及びインク流路を備えた吐出部を作れば
よい。
A liquid discharge head can be manufactured by forming discharge ports on the circuit board thus obtained. Specifically, a nozzle wall, a top plate, or the like may be provided on the circuit board to form an ejection unit including an ejection port and an ink flow path.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の方法により製造された回路基板
は、傾斜緩和部が形成されたことにより、保護層や耐キ
ャビテーション膜のステップカバレージ性が高く、その
回路基板を用いた液体吐出ヘッドは耐久性に優れてい
る。
The circuit board manufactured by the method of the present invention has the step relaxation property of the protective layer and the cavitation resistant film due to the formation of the inclination relaxing portion, and the liquid discharge head using the circuit board is It has excellent durability.

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

【図1】本発明の一態様の回路基板の製造方法について
説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a circuit board according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1(A)の状態の基板を上部から見た図であ
る。
FIG. 2 is a diagram of the substrate in the state of FIG. 1A as viewed from above.

【図3】図1(B)の状態の基板を上部から見た図であ
る。
FIG. 3 is a diagram of the substrate in the state of FIG. 1B as viewed from above.

【図4】傾斜緩和壁を形成する方法について説明するた
めの図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of forming an inclined relaxation wall.

【図5】本発明の他の態様の回路基板の製造方法につい
て説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a circuit board according to another aspect of the present invention.

【図6】従来の液体吐出ヘッド用の回路基板の発熱抵抗
素子の一例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a heating resistance element of a conventional circuit board for a liquid ejection head.

【図7】1つの発熱抵抗素子に着目した回路基板の等価
回路である。
FIG. 7 is an equivalent circuit of the circuit board focusing on one heating resistance element.

【図8】従来の他の回路基板の発熱抵抗素子の一例を示
す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional heating resistor element on another circuit board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 12 絶縁層 13 蓄熱層 14 配線 15 エッジ部 16 傾斜緩和壁 17 発熱抵抗体膜 18 保護層 19 耐キャビテーション膜 41 アズデポ膜 51 傾斜緩和部 11 board 12 Insulation layer 13 Heat storage layer 14 wiring 15 Edge 16 Inclined wall 17 Heating resistor film 18 Protective layer 19 Anti-cavitation film 41 As Depot Membrane 51 Inclination relaxation section

フロントページの続き (72)発明者 門間 玄三 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF65 AF93 AF99 AG83 AG91 AP32 AP34 AP53 AQ02 BA03 BA13 Continued front page    (72) Inventor Genzo Monma             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation F-term (reference) 2C057 AF65 AF93 AF99 AG83 AG91                       AP32 AP34 AP53 AQ02 BA03                       BA13

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の間隔をおいて対向する一対の電極
を有する素子が形成された回路基板の製造方法におい
て、 導電膜をパターニングして、前記電極を含む導電膜パタ
ーンを形成する第1のステップと、 対をなす前記電極間に絶縁性材料の傾斜緩和部を形成す
る第2のステップを有することを特徴とする回路基板の
製造方法。
1. A method for manufacturing a circuit board, wherein an element having a pair of electrodes facing each other with a predetermined interval is formed, wherein a conductive film is patterned to form a conductive film pattern including the electrodes. A method of manufacturing a circuit board, comprising: a step; and a second step of forming a slope relaxation portion of an insulating material between the pair of electrodes.
【請求項2】 前記第2のステップは、前記絶縁性材料
を全面に堆積するステップと、前記絶縁性材料をエッチ
ングして不要な部分を除去するステップを含む、請求項
1記載の回路基板の製造方法。
2. The circuit board according to claim 1, wherein the second step includes a step of depositing the insulating material on the entire surface and a step of etching the insulating material to remove unnecessary portions. Production method.
【請求項3】 前記傾斜緩和部が、前記各電極から対向
する電極の方向に下る斜面を有する一対の傾斜緩和壁で
ある、請求項1記載の回路基板の製造方法。
3. The method for manufacturing a circuit board according to claim 1, wherein the tilt relaxing portion is a pair of tilt relaxing walls having slopes that descend from the respective electrodes toward the facing electrodes.
【請求項4】 抵抗層を前記導電性パターンおよび傾斜
緩和部の上に形成する第3のステップをさらに有するこ
とを特徴とする、請求項1記載の回路基板の製造方法。
4. The method of manufacturing a circuit board according to claim 1, further comprising a third step of forming a resistance layer on the conductive pattern and the inclination relaxing portion.
【請求項5】 前記傾斜緩和部が、前記各電極から対向
する電極の方向に下る斜面を有し、該斜面の角度範囲が
50度以下である、請求項1記載の回路基板の製造方
法。
5. The method for manufacturing a circuit board according to claim 1, wherein the inclination relaxing portion has a sloped surface that descends from each of the electrodes in the direction of the opposing electrode, and the angle range of the sloped surface is 50 degrees or less.
【請求項6】 電気エネルギーを発熱抵抗体にて熱エネ
ルギーに変換し、該熱エネルギーを利用して液体を吐出
させる液体吐出ヘッドの製造方法において、 請求項1〜5のいずれか1項に記載の回路基板の製造方
法により製造された回路基板を用意するステップと、 該回路基板の前記素子に対応させて、液体を吐出するた
めの吐出口を形成するステップを有することを特徴とす
る液体吐出ヘッドの製造方法。
6. A method for manufacturing a liquid ejection head, wherein electric energy is converted into heat energy by a heating resistor, and the liquid is ejected by using the heat energy, according to any one of claims 1 to 5. And a step of preparing a circuit board manufactured by the method for manufacturing a circuit board, and a step of forming a discharge port for discharging a liquid corresponding to the element of the circuit board. Head manufacturing method.
【請求項7】 所定の間隔をおいて対向する一対の電極
を有する素子が形成された回路基板において、 対をなす前記電極間に絶縁性材料の傾斜緩和部が形成さ
れていることを特徴とする回路基板。
7. A circuit board on which an element having a pair of electrodes facing each other with a predetermined space formed is formed, and a tilt relaxing portion of an insulating material is formed between the pair of electrodes. Circuit board.
【請求項8】 電気エネルギーを発熱抵抗素子にて熱エ
ネルギーに変換し、該熱エネルギーを利用して液体を吐
出させる液体吐出ヘッドにおいて、 前記発熱抵抗素子の、所定の間隔をおいて対向する一対
の電極間に絶縁性材料の傾斜緩和部が形成されているこ
とを特徴とする液体吐出ヘッド。
8. A liquid ejection head for converting electric energy into heat energy by a heating resistance element and ejecting a liquid by using the heat energy, wherein a pair of the heating resistance elements are opposed to each other at a predetermined interval. A liquid discharge head, wherein an inclination-relieving portion made of an insulating material is formed between the electrodes.
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