JP2006082529A - 液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 異物によるノズル詰まり等の吐出不良を確実に防止することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】
流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成すると共に連通部となる領域の振動板を除去して貫通孔を形成する工程と、リード電極を形成すると共に不連続金属層を貫通孔に対応する領域の少なくとも一部に形成する工程と、リザーバ形成基板を流路形成基板の一方面側に接着層を介して固着する工程と、少なくとも不連続金属層を含む膜によって貫通孔が封止された状態で流路形成基板をその他方面側からウェットエッチングして連通部を形成する工程と、不連続金属層を構成する少なくとも金属層をウェットエッチングによって完全に除去してリザーバ部と連通部とを連通させる工程と、少なくともリザーバの内面に耐液体性を有する材料からなる液体保護膜を形成する工程とを具備する。
【選択図】 なし

Description

液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合され連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備し、振動板とこの振動板上に設けられた積層膜とを貫通する貫通部を介してリザーバ部と連通部とを連通させてリザーバを形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、振動板及び積層膜の連通部（リザーバ部）に対向する部分を機械的に打ち抜いて貫通部を形成してリザーバ部と連通部とを連通させている。

しかしながら、このように機械的な加工で貫通部を形成すると、加工カス等の異物が生じ、圧力発生室などの流路内にこの異物が入り込み、吐出不良等の原因となるという問題がある。なお、貫通部を形成後、例えば、洗浄等を行うことで、加工カス等の異物はある程度除去することはできるが完全に除去するのは難しい。また、貫通部を機械的に加工すると、貫通部の周囲に亀裂等が発生し、この亀裂が生じることによっても吐出不良が発生するという問題がある。すなわち、亀裂が発生した状態でインクを充填してノズル開口から吐出させると、亀裂部分から破片が脱落し、この破片がノズル開口に詰まり吐出不良が発生するという問題がある。

上述した特許文献１には、このような問題を解決するために、樹脂材料からなる被覆膜によって積層膜を固定して異物の発生を防止した構造が開示されている。この構造を採用することで、異物の発生はある程度抑えられるかもしれないが、異物による吐出不良を完全に防止することは難しい。

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドの製造方法においても、同様に存在する。

特開２００３−１５９８０１号公報（第７−８図）

本発明は、このような事情に鑑み、異物によるノズル詰まり等の吐出不良を確実に防止することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、シリコン基板からなり液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と当該圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成すると共に前記連通部となる領域の前記振動板を除去して貫通孔を形成する工程と、密着層と金属層とからなり前記圧電素子から引き出されリード電極を形成すると共に前記密着層と前記金属層とからなるが前記リード電極とは不連続の不連続金属層を前記貫通孔に対応する領域の少なくとも一部に形成する工程と、前記連通部と連通してリザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を前記流路形成基板の前記一方面側に接着層を介して固着する工程と、少なくとも前記不連続金属層を含む膜で前記貫通孔が封止された状態で前記流路形成基板をその他方面側からウェットエッチングして前記連通部を形成する工程と、前記不連続金属層を構成する少なくとも前記金属層をウェットエッチングによって完全に除去して前記リザーバ部と前記連通部とを連通させる工程と、少なくとも前記リザーバの内面に耐液体性を有する材料からなる液体保護膜を形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第１の態様では、リザーバを形成する際に、加工カス等の異物が発生することがないため、加工カス等によるノズル詰まり等の吐出不良が確実に防止される。また、流路形成基板をエッチングする際のエッチング液が、貫通孔を介してリザーバ形成基板側に回り込むのを防止でき、エッチング液によるリザーバ形成基板の損傷等も防止できる。また、不連続金属層を構成する金属層を完全に除去することで、液体保護膜を良好に形成することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記不連続金属層のみで前記貫通孔を封止するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第２の態様では、貫通孔が確実に封止されるため、連通部等をエッチングによって良好に形成することができる。

本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記不連続金属層を前記貫通孔に対向する領域内に形成し、前記不連続金属層と前記接着層とを含む膜によって前記貫通孔を封止するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第３の態様では、不連続金属層を構成する少なくとも密着層及び金属層がエッチングによって確実に除去される。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記振動板が二酸化シリコンからなる弾性膜を含み、前記リザーバ形成基板が前記不連続金属層の周囲で前記弾性膜に直接接着されるようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第４の態様では、流路形成基板とリザーバ形成基板との接着強度が向上する。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記金属層が金（Ａｕ）からなり、前記密着層がチタンタングステン（ＴｉＷ）からなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第５の態様では、リード電極を良好に形成できると共に、貫通孔を確実に封止することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る製造方法によって製造されるインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。連通部１３は、後述するリザーバ形成基板３０のリザーバ部３１と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

ここで、流路形成基板１０の圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４の内壁表面には、耐液体性を有する材料、例えば、本実施形態では、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性（耐インク性）を有する材料からなる液体保護膜１５が設けられている。

なお、このような液体保護膜１５の材料は、耐インク性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、ニッケル及びクロム等が挙げられる。例えば、本実施形態では、液体保護膜１５の材料として、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）を用いている。また、本実施形態では、流路形成基板１０の圧力発生室１２等が開口する側の表面、すなわち、ノズルプレート２０が接合される接合面にも液体保護膜１５が設けられているが、勿論、このような領域には、インクが実質的に接触しないため、液体保護膜１５は設けられていなくてもよい。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５１が形成されている。さらに、この絶縁体膜５１上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。

また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、リード電極９０が引き出され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。そして、このリード電極９０は、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる密着層９１と、この密着層９１上に形成され、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９２とで構成されている。また、詳しくは後述するが、連通部１３の開口周縁部に対応する領域の弾性膜５０及び絶縁体膜５１上にも、このリード電極９０を構成する密着層９１が残存している。なお、この連通部１３の周縁部に残存する密着層９１は、リード電極９０とは連続することなく残存している。

このような流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有するリザーバ形成基板３０が、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層３５によって接着されている。リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１は、弾性膜５０及び絶縁体膜５１に設けられた貫通孔５０ａ，５１ａを介して連通部１３と連通され、これらリザーバ部３１及び連通部１３によってリザーバ１００が形成されている。

また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３２内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３２は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。このようなリザーバ形成基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、リザーバ形成基板３０上には、所定パターンで形成された接続配線２００が設けられ、この接続配線２００上には圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ２１０が実装されている。そして、各圧電素子３００から圧電素子保持部３２の外側まで引き出された各リード電極９０の先端部と、駆動ＩＣ２１０とが駆動配線２２０を介して電気的に接続されている。

さらに、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１に対応する領域上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ２１０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、圧電素子３００及び振動板をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインクが吐出する。

以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図６を参照して説明する。なお、図３〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。

次に、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５１を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５１を形成する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５１上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。次に、図４（ａ）例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成し、これら圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。また、圧電素子３００を形成後に、絶縁体膜５１及び弾性膜５０をパターニングして、流路形成基板用ウェハ１１０の連通部（図示なし）が形成される領域の絶縁体膜５１及び弾性膜５０を貫通させる。すなわち、絶縁体膜５１をエッチングして貫通孔５１ａを形成し、さらに弾性膜５０をエッチングすることにより貫通孔５０ａを形成する。なお、本実施形態では、絶縁体膜５１の貫通孔５１ａを、弾性膜５０の貫通孔５０ａよりも開口面積が大きくなるように形成している。勿論、これら貫通孔５０ａ，５１ａは同じ大きさで形成されていてもよい。

ここで、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子３００の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ_３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ_３（ＰＺ）、Ｐｂ（Ｚｒ_ｘＴｉ_１−ｘ）Ｏ_３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ_１／２Ｎｂ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｔａ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｎｂ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。

また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。

次に、図４（ｂ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、まず流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる密着層９１を形成し、この密着層９１上に、例えば、金（Ａｕ）からなる金属層９２を形成する。そして、この金属層９２上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を形成し、このマスクパターンを介して金属層９２及び密着層９１を圧電素子３００毎にパターニングすることによってリード電極９０を形成する。

このとき、貫通孔５０ａ，５１ａに対応する領域の密着層９１及び金属層９２は、リード電極９０とは不連続となるように残しておく。すなわち、貫通孔５０ａ，５１ａに対向する領域の少なくとも一部に、リード電極９０とは不連続の密着層９１及び金属層９２からなる不連続金属層９５を形成する。例えば、本実施形態では、貫通孔５０ａ，５１ａを覆って不連続金属層９５を形成し、この不連続金属層９５のみで貫通孔５０ａ，５１ａを封止するようにした。なお、この不連続金属層９５は、後述する工程で、流路形成基板用ウェハ１１０にエッチングして圧力発生室１２等を形成する際に、エッチングの広がりを規制するための役割を果たす。

次に、図４（ｃ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着層３５を介して固着する。ここで、このリザーバ形成基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３１、圧電素子保持部３２等が予め形成されており、リザーバ形成基板用ウェハ１３０上には、上述した接続配線２００が予め形成されている。なお、リザーバ形成基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するシリコンウェハであり、リザーバ形成基板用ウェハ１３０を接合することで流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。

次いで、図５（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、更に弗化硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、研磨及びウェットエッチングによって、流路形成基板用ウェハ１１０を、約７０μｍの厚さとなるように加工した。次いで、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５３を新たに形成し、所定形状にパターニングする。

そして、図５（ｃ）に示すように、このマスク膜５３を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）して、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。すなわち、貫通孔５０ａ，５１ａを不連続金属層９５によって封止した状態で、流路形成基板用ウェハ１１０を、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のエッチング液によってエッチングする。そして、弾性膜５０及び不連続金属層９５が露出するまで流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングすることより、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を同時に形成する。

このとき、貫通孔５０ａ，５１ａが密着層９１及び金属層９２からなる不連続金属層９５によって封止されているため、貫通孔５０ａ，５１ａを介してリザーバ形成基板用ウェハ１３０側にエッチング液が流れ込むことがない。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の表面に設けられている接続配線２００にエッチング液が付着することがなく、断線等の不良の発生を防止することができる。また、リザーバ部３１内にエッチング液が浸入してリザーバ形成基板用ウェハ１３０がエッチングされる虞もない。

なお、このような圧力発生室１２等を形成する際、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の流路形成基板用ウェハ１１０側とは反対側の表面を、耐アルカリ性を有する材料、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＰＴＡ（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）等からなる封止フィルムでさらに封止するようにしてもよい。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の表面に設けられた配線の断線等の不良をより確実に防止することができる。

次に、図６に示すように、密着層９１及び金属層９２からなる不連続金属層９５をウェットエッチングにより除去し、貫通孔５０ａ，５１ａを介して連通部１３とリザーバ部３１とを連通させてリザーバ１００を形成する。このとき、本発明では、不連続金属層９５を構成する金属層９２を完全に除去するようにしている。具体的には、まず図６（ａ）に示すように、貫通孔５０ａに対向する領域の密着層９１をウェットエッチングによって除去して貫通部９１ａを形成する。そして、図６（ｂ）に示すように、この密着層９１の貫通部９１ａを介して金属層９２をウェットエッチングすることによってこの金属層９２を完全に除去する。その結果、連通部１３の周縁部には、密着層９１のみが残存する。

なお、この金属層９２は、エッチング時間を調整することで比較的容易に除去することができる。すなわち、金属層９２は、厚さ方向にエッチングされると共に面方向にも徐々にエッチング（サイドエッチング）される。このため、エッチング時間を長めに調整することで、金属層９２は完全に除去される。

そして、このように金属層９２を完全に除去した後は、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０表面のマスク膜５３を除去し、リザーバ１００等の内面に、耐液体性（耐インク性）を有する材料、例えば、五酸化タンタルからなる液体保護膜１５を、例えば、ＣＶＤ法によって形成する。

このとき、不連続金属層９５の金属層９２が完全に除去されているため、リザーバ１００等の内面に液体保護膜１５を良好に形成することができる。すなわち、貫通孔５０ａの周縁部に不連続金属層９５を構成する密着層９１及び金属層９２を残した場合、金属層９２とその表面に形成される液体保護膜１５との間で電触が生じてしまい、電触が生じた部分がインクによって浸食されてしまう虞がある。しかしながら、上述したように不連続金属層９５を構成する金属層９２を完全に除去しておくことで電触の発生を防止でき、耐久性に優れたインクジェット式記録ヘッドを製造することができる。

また、液体保護膜１５を形成後は、リザーバ形成基板用ウェハ１３０に形成されている接続配線２００上に駆動ＩＣ２１０を実装すると共に、駆動ＩＣ２１０とリード電極９０とを駆動配線２２０によって接続する。その後、流路形成基板用ウェハ１１０及びリザーバ形成基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０のリザーバ形成基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、リザーバ形成基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、これら流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。

以上説明したように、本実施形態では、貫通孔５０ａ，５１ａをリード電極９０と同一層である密着層９１及び金属層９２からなる不連続金属層９５によって封止し、この不連続金属層９５を最終的にエッチングにより除去することでリザーバ部３１と連通部１３とを連通させるようにした。このため、従来の機械的な加工とは異なり加工カス等の異物が発生することはない。したがって、圧力発生室１２、連通部１３等のインク流路内に加工カスが残留し、残留した加工カスによってノズル詰まり等の吐出不良が発生するのを確実に防止することができる。

また、上述したように不連続金属層９５の金属層９２を完全に除去するようにしたので、リザーバ１００の内面等に、液体保護膜１５を良好に形成することができる。

（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。本実施形態は、不連続金属層９５と、リザーバ形成基板用ウェハ１３０と流路形成基板用ウェハ１１０とを接着するための接着層３５とによって、貫通孔５０ａ，５１ａを封止するようにした以外は、実施形態１と同様である。

すなわち、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、絶縁体膜５１の貫通孔５１ａを弾性膜５０の貫通孔５０ａよりも大きく形成し、絶縁体膜５１の貫通孔５１ａに対向する領域内に不連続金属層９５を形成する。その後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０を、接着層３５を介して流路形成基板用ウェハ１１０に固着し、この接着層３５と不連続金属層９５とによって貫通孔５０ａ，５１ａを封止するようにした。そして、このように貫通孔５０ａ，５１ａが不連続金属層９５及び接着層３５によって封止された状態で、流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングすることにより、圧力発生室１２、連通部１３等を形成するようにした。

勿論、このような構成とした場合でも、図７（ｂ）に示すように、不連続金属層９５を構成する金属層９１を完全に除去して、連通部１３とリザーバ部３１とからなるリザーバ１００を形成する。

このような本実施形態の製造方法では、不連続金属層９５と接着層３５とで貫通孔５０ａ，５１ａを封止するようにしたので、不連続金属層９５の周囲に、二酸化シリコンからなる弾性膜５０とリザーバ形成基板用ウェハ１３０とが直接接着される領域が存在することになる。これにより、流路形成基板用ウェハ１１０とリザーバ形成基板用ウェハ１３０との接合強度が向上させることができるという効果を奏する。勿論、このような実施形態においても、実施形態１と同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、本実施形態では、不連続金属層９５を貫通孔５０ａの外側の弾性膜５０上まで連続的に設けるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、不連続金属層９５は、貫通孔５０ａに対向する領域のみに形成するようにしてもよい。このように不連続金属層９５を形成した場合でも、不連続金属層９５と接着層３５とによって貫通孔５０ａ，５１ａは確実に封止されるため、圧力発生室１２、連通部１３等をエッチングによって良好に形成することができる。

なお、このように貫通孔５０ａに対向する領域のみに不連続金属層９５を形成した場合には、図８（ｂ）に示すように、金属層９２及び密着層９１の両層が完全に除去されて連通部１３とリザーバ部３１とからなるリザーバ１００が形成される。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、圧電素子３００を形成した後に貫通孔５０ａ，５１ａを形成するようにしたが、反対に圧電素子３００を形成する前に貫通孔５０ａ，５１ａを形成するようにしてもよい。また、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。 実施形態１に係る製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る製造工程を示す拡大断面図である。 実施形態２に係る製造工程を示す拡大断面図である。 実施形態２に係る製造工程の他の例を示す拡大断面図である。

符号の説明

１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １５ 液体保護膜、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ リザーバ形成基板、 ３１ リザーバ部、 ３２ 圧電素子保持部、 ３５ 接着層、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５１ 絶縁体膜、 ５０ａ，５１ａ 貫通孔、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 ９１ 密着層、 ９２ 金属層、 ９５ 不連続金属層、 １００ リザーバ、 １１０ 流路形成基板用ウェハ、 １３０ リザーバ形成基板用ウェハ、 ２００ 接続配線、 ２０５ 金属層、 ２１０ 駆動ＩＣ、 ２２０ 駆動配線、 ２３０ 保護膜、 ３００ 圧電素子

Claims (5)

1. シリコン基板からなり液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と当該圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成すると共に前記連通部となる領域の前記振動板を除去して貫通孔を形成する工程と、密着層と金属層とからなり前記圧電素子から引き出されリード電極を形成すると共に前記密着層と前記金属層とからなるが前記リード電極とは不連続の不連続金属層を前記貫通孔に対応する領域の少なくとも一部に形成する工程と、前記連通部と連通してリザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を前記流路形成基板の前記一方面側に接着層を介して固着する工程と、少なくとも前記不連続金属層を含む膜で前記貫通孔が封止された状態で前記流路形成基板をその他方面側からウェットエッチングして前記連通部を形成する工程と、前記不連続金属層を構成する少なくとも前記金属層をウェットエッチングによって完全に除去して前記リザーバ部と前記連通部とを連通させる工程と、少なくとも前記リザーバの内面に耐液体性を有する材料からなる液体保護膜を形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
2. 請求項１において、前記不連続金属層のみで前記貫通孔を封止するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 請求項１において、前記不連続金属層を前記貫通孔に対向する領域内に形成し、前記不連続金属層と前記接着層とを含む膜によって前記貫通孔を封止するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記振動板が二酸化シリコンからなる弾性膜を含み、前記リザーバ形成基板が前記不連続金属層の周囲で前記弾性膜に直接接着されるようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記金属層が金（Ａｕ）からなり、前記密着層がチタンタングステン（ＴｉＷ）からなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
   
   

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