JP2006272818A - Liquid jet head manufacturing method - Google Patents

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JP2006272818A JP2005097327A JP2005097327A JP2006272818A JP 2006272818 A JP2006272818 A JP 2006272818A JP 2005097327 A JP2005097327 A JP 2005097327A JP 2005097327 A JP2005097327 A JP 2005097327A JP 2006272818 A JP2006272818 A JP 2006272818A
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Takeshi Yasojima
健 八十島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a liquid jet head which can prevent foreign matter from blocking nozzles. <P>SOLUTION: The liquid jet head manufacturing method comprises the process of joining a reservoir forming substrate 30 in which a reservoir portion 31 is formed to a channel forming substrate 10 through an adhesive layer, the process of forming a pressure generation chamber 12 and a communication portion 13 by wet etching the channel forming substrate 10 from the other side, the process of removing a discontinuous metal layer 95 in the area opposite to a through hole 50a by wet etching for forming the reservoir 100 by making the reservoir portion 31 and the communication portion 13 communicate and the process of forming a protective film 15 made of a liquid resistant material in the internal wall surface of at least the reservoir 100, and implements the process of at least removing the eaves portion 35a of the adhesive layer 35 projecting into the reservoir portion 31 before the process of forming the protective film 15. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid, and more particularly, to a method for manufacturing an ink jet recording head that ejects ink as a liquid.

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されたものがある。そして、このリザーバは、振動板とこの振動板上に設けられた積層膜とを機械的に打ち抜くことによって貫通部を形成し、この貫通部を介してリザーバ部と連通部とを連通させることによって形成されていた(例えば、特許文献1参照)。   As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening and a communication portion communicating with the pressure generation chamber are formed, and one of the flow path forming substrates is provided. Some include a piezoelectric element formed on the surface side, and a reservoir forming substrate having a reservoir portion that is joined to the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side and forms a part of the reservoir together with the communication portion. And this reservoir forms a penetration part by mechanically punching the diaphragm and the laminated film provided on this diaphragm, and makes the reservoir part and the communication part communicate with each other through this penetration part. It was formed (for example, refer to Patent Document 1).

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、異物を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。   However, when the penetrating portion is formed by such mechanical processing, there is a problem that foreign matter such as machining residue is generated and the foreign matter enters a flow path such as a pressure generating chamber, which causes discharge failure and the like. In addition, after forming a penetration part, foreign substances, such as a processing residue, can be removed to some extent by performing washing etc., for example, but it is difficult to remove a foreign substance completely. Further, when the penetrating portion is mechanically processed, a crack or the like is generated around the penetrating portion, and there is a problem that a discharge failure occurs due to the occurrence of the crack. That is, when ink is filled in a cracked state and discharged from the nozzle opening, there is a problem in that a broken piece falls off from the cracked portion, and the broken piece is clogged in the nozzle opening to cause a discharge failure.

また、流路形成基板とリザーバ形成基板とは、一般的に接着剤によって接合されている。そして、この接着剤は両基板にから圧力を受け、例えば、リザーバ内に張り出した状態で硬化されてしまう。また、リザーバ等の流路の内面には、インクによる浸食を防止するために、耐インク性を有する材料からなる保護膜が形成され、この保護膜は、リザーバ内に張り出した接着剤の表面にも形成される。しかしながら、接着剤の表面に形成された保護膜は、保護膜とは熱膨張係数が大きく異なるため、環境温度の変化等によって比較的容易に剥がれてしまい、上述した異物と同様に、剥がれ落ちた保護膜によってもノズル詰まり等が発生してしまう虞がある。   Further, the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate are generally bonded by an adhesive. The adhesive receives pressure from both the substrates and is cured, for example, in a state of protruding into the reservoir. In addition, a protective film made of an ink-resistant material is formed on the inner surface of the flow path of the reservoir or the like to prevent erosion by ink, and this protective film is formed on the surface of the adhesive that protrudes into the reservoir. Is also formed. However, since the thermal expansion coefficient of the protective film formed on the surface of the adhesive is greatly different from that of the protective film, the protective film is relatively easily peeled off due to a change in the environmental temperature, etc. There is a possibility that nozzle clogging or the like may occur due to the protective film.

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。   Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink, but also in a method of manufacturing another liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.

特開2003−159801号公報(第7〜8図)JP 2003-159801 A (FIGS. 7 to 8)

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。   In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a liquid ejecting head that can reliably prevent ejection failure such as nozzle clogging due to foreign matter.

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、前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に前記リード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の不連続金属層で前記貫通孔を封止する工程と、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接合する工程と、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圧力発生室及び前記連通部を形成する工程と、前記貫通孔に対向する領域の前記不連続金属層をウェットエッチングによって除去して前記リザーバ部と前記連通部とを連通させて前記リザーバを形成する工程と、少なくとも前記リザーバの内壁面に耐液体性を有する材料からなる保護膜を形成する工程とを具備し、且つ前記保護膜を形成する工程の前に、前記リザーバ部内に張り出した前記接着層の庇部を少なくとも除去する除去工程を有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、接着層の表面に保護膜を形成することなく、リザーバの内壁に保護膜を良好に形成することができる。したがって、リザーバの内壁から保護膜が剥がれ落ちるのを防止でき、また剥がれ落ちた保護膜によるノズル詰まり等、吐出不良の発生を防止することができる。
A first aspect of the present invention that solves the above problem is a flow path forming substrate that includes a pressure generation chamber that is formed of a silicon substrate and communicates with a nozzle opening that ejects liquid, and a communication portion that communicates with the pressure generation chamber. Forming a piezoelectric element including a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode on one surface side through a vibration plate, removing the vibration plate in a region serving as the communication portion, and forming a through hole; and Forming a lead electrode drawn from the element and comprising the same layer as the lead electrode, but the lead electrode is sealed with the discontinuous metal layer and the through hole is communicated with the communicating portion; A step of bonding a reservoir forming substrate on which a reservoir portion constituting a part of the reservoir is formed to the one surface side of the flow path forming substrate via an adhesive layer; and wet etching the flow path forming substrate from the other surface side Forming the pressure generating chamber and the communication portion, and removing the discontinuous metal layer in a region facing the through hole by wet etching to cause the reservoir portion and the communication portion to communicate with each other. And forming a protective film made of a material having liquid resistance on at least the inner wall surface of the reservoir, and before the step of forming the protective film, the projecting into the reservoir portion In the method of manufacturing a liquid ejecting head, the method includes a removing step of removing at least a collar portion of the adhesive layer.
In the first aspect, the protective film can be satisfactorily formed on the inner wall of the reservoir without forming the protective film on the surface of the adhesive layer. Therefore, it is possible to prevent the protective film from being peeled off from the inner wall of the reservoir, and it is possible to prevent the occurrence of ejection failure such as nozzle clogging due to the peeled off protective film.

本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記除去工程では、前記接着層の端部が、前記貫通孔の縁部よりも外側に位置するように前記庇部を除去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2の態様では、接着層の表面に保護膜が形成されるのをより確実に防止することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, in the removing step, the flange portion is removed so that an end portion of the adhesive layer is located outside an edge portion of the through hole. The liquid jet head manufacturing method is characterized.
In the second aspect, it is possible to more reliably prevent the protective film from being formed on the surface of the adhesive layer.

本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、前記除去工程を、前記リザーバを形成する工程の後に実施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3の態様では、接着層の庇部が完全に露出されるため、庇部を短時間で良好に除去することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the removal step is performed after the step of forming the reservoir.
In this 3rd aspect, since the collar part of an contact bonding layer is completely exposed, a collar part can be removed favorably in a short time.

本発明の第4の態様は、第3の態様において、前記除去工程では、前記連通部側から前記庇部を除去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4の態様では、接着層を除去する領域を比較的容易に調整することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, in the removing step, the flange is removed from the communication portion side in the removing step.
In the fourth aspect, the region from which the adhesive layer is removed can be adjusted relatively easily.

本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様において、前記庇部をドライエッチングによって除去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5の態様では、接着層の庇部を短時間で比較的容易に除去することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the liquid jet head manufacturing method according to any one of the first to fourth aspects, the flange is removed by dry etching.
In the fifth aspect, the flange portion of the adhesive layer can be removed relatively easily in a short time.

本発明の第6の態様は、第1〜5の何れかの態様において、前記保護膜の材料として酸化タンタルを用い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6の態様では、リザーバ等の内部に供給される液体によって流路形成基板及びリザーバ形成基板が浸食されてしまうのをより確実に防止することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, a tantalum oxide is used as a material for the protective film.
In the sixth aspect, it is possible to more reliably prevent the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate from being eroded by the liquid supplied inside the reservoir or the like.

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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head manufactured by a manufacturing method according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of FIG. As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is formed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment, and one surface thereof is previously formed of silicon dioxide by thermal oxidation to a thickness of 0.5 to 2 μm. The elastic film 50 is formed.

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、各圧力発生室は、インク供給路14を介して連通部13とそれぞれ連通されている。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。   A plurality of pressure generating chambers 12 are arranged in parallel in the width direction of the flow path forming substrate 10. In addition, a communication portion 13 is formed in a region on the outer side in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10, and each pressure generation chamber communicates with the communication portion 13 via the ink supply path 14. The communication part 13 communicates with a reservoir part 31 of a reservoir forming substrate 30 to be described later and constitutes a part of the reservoir 100 serving as a common ink chamber for each pressure generating chamber 12. The ink supply path 14 is formed with a narrower width than the pressure generation chamber 12, and maintains a constant flow path resistance of ink flowing into the pressure generation chamber 12 from the communication portion 13.

ここで、流路形成基板10に形成される流路、本実施形態では、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、耐インク性を有する材料、例えば、五酸化タンタル(Ta)等の酸化タンタルからなる保護膜15が、例えば、50nm程度の厚さで設けられている。なお、ここでいう耐インク性とは、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性のことである。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保護膜15が設けられている。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、保護膜15は設けられていなくてもよい。 Here, the flow path formed in the flow path forming substrate 10, in this embodiment, the inner wall surfaces of the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14 is made of a material having ink resistance, such as pentoxide. A protective film 15 made of tantalum oxide such as tantalum (Ta 2 O 5 ) is provided with a thickness of about 50 nm, for example. Here, the ink resistance refers to etching resistance against alkaline ink. In the present embodiment, the protective film 15 is also provided on the surface of the flow path forming substrate 10 on the side where the pressure generating chambers 12 and the like are open, that is, the bonding surface to which the nozzle plate 20 is bonded. Of course, since the ink is not substantially in contact with such a region, the protective film 15 may not be provided.

なお、このような保護膜15の材料は、酸化タンタルに限定されず、使用するインクのpH値によっては、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO)、ニッケル(Ni)及びクロム(Cr)等を用いてもよい。 The material of the protective film 15 is not limited to tantalum oxide, and depending on the pH value of the ink used, for example, zirconium oxide (ZrO 2 ), nickel (Ni), chromium (Cr), or the like is used. Also good.

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。 Further, on the opening surface side of the flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end of each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is provided with an adhesive. Or a heat-welded film or the like. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.01 to 1 mm, a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to 4.5 [× 10 −6 / ° C.], glass ceramics, silicon It consists of a single crystal substrate or stainless steel.

一方、このような流路形成基板10の開口面とは反対側には、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55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55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とからなる圧電素子300が形成されている。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を圧電素子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、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。   On the other hand, as described above, the elastic film 50 having a thickness of, for example, about 1.0 μm is formed on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10. For example, an insulator film 55 having a thickness of about 0.4 μm is formed. Further, on the insulator film 55, a lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm, a piezoelectric layer 70 having a thickness of, for example, about 1.0 μm, and a thickness of, for example, about 0 A piezoelectric element 300 composed of an upper electrode film 80 of .05 μm is formed. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one electrode of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In either case, a piezoelectric active part is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and the vibration plate that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator.

なお、このような各圧電素子300の上電極膜80には、密着層91及び金属層92からなるリード電極90がそれぞれ接続され、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。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55上にも、このリード電極90と同一の層、本実施形態では、密着層91及び金属層92からなるがリード電極90とは不連続の不連続金属層95が残存している。   A lead electrode 90 composed of an adhesion layer 91 and a metal layer 92 is connected to the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300, and a voltage is selectively applied to each piezoelectric element 300 via the lead electrode 90. Is applied. As will be described in detail later, the same layer as the lead electrode 90, in this embodiment, the adhesion layer 91 and the elastic layer 50 and the insulator film 55 in the region corresponding to the peripheral edge of the opening of the communication portion 13 are also provided. A discontinuous metal layer 95 made of the metal layer 92 but discontinuous from the lead electrode 90 remains.

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55に設けられた貫通孔50a,55a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。   On the surface of the flow path forming substrate 10 on the piezoelectric element 300 side, a reservoir forming substrate 30 having a reservoir portion 31 constituting at least a part of the reservoir 100 is an adhesive layer made of, for example, an epoxy-based adhesive. 35 is bonded. The reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate 30 communicates with the communication portion 13 through through holes 50 a and 55 a provided in the elastic film 50 and the insulator film 55, and the reservoir 100 is formed by the reservoir portion 31 and the communication portion 13. Has been.

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ている。   In addition, a piezoelectric element holding portion 32 is provided in a region facing the piezoelectric element 300 of the reservoir forming substrate 30. Since the piezoelectric element 300 is formed in the piezoelectric element holding portion 32, the piezoelectric element 300 is protected in a state hardly affected by the external environment. In addition, the piezoelectric element holding | maintenance part 32 may be sealed and does not need to be sealed. Examples of the material of the reservoir forming substrate 30 include glass, ceramic material, metal, resin, and the like, but it is preferable that the reservoir forming substrate 30 be formed of a material substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10. In this embodiment, the silicon single crystal substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10 is used.

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。   A connection wiring 200 formed in a predetermined pattern is provided on the reservoir forming substrate 30, and a driving IC 210 for driving the piezoelectric element 300 is mounted on the connection wiring 200. Then, the leading end portion of each lead electrode 90 drawn from each piezoelectric element 300 to the outside of the piezoelectric element holding portion 32 and the driving IC 210 are electrically connected via the driving wiring 220.

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。   Furthermore, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto a region corresponding to the reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate 30. The sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm). The sealing film 41 seals one surface of the reservoir unit 31. Yes. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

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。   In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an external ink supply means (not shown), filled with ink from the reservoir 100 to the nozzle opening 21, and then subjected to pressure according to a recording signal from the driving IC 210. By applying a voltage between each of the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the generation chamber 12 to bend and deform the piezoelectric element 300 and the diaphragm, the pressure in each pressure generation chamber 12 is increased. Ink is ejected from the opening 21.

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5は、圧力発生室12の長手方向の断面図であり、図6は、リザーバ近傍の拡大断面図である。   Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 3 to 5 are sectional views in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12, and FIG. 6 is an enlarged sectional view in the vicinity of the reservoir.

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51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。   First, as shown in FIG. 3A, a channel forming substrate wafer 110 which is a silicon wafer is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and a silicon dioxide film 51 constituting an elastic film 50 is formed on the surface thereof. To do. In this embodiment, a silicon wafer having a relatively thick film thickness of about 625 μm and a high rigidity is used as the flow path forming substrate wafer 110.

次に、図3(b)に示すように、弾性膜50(二酸化シリコン膜51)上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜55を形成する。具体的には、弾性膜50(二酸化シリコン膜51)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)からなる絶縁体膜55を形成する。 Next, as shown in FIG. 3B, an insulator film 55 made of zirconium oxide is formed on the elastic film 50 (silicon dioxide film 51). Specifically, after forming a zirconium (Zr) layer on the elastic film 50 (silicon dioxide film 51) by, for example, sputtering, the zirconium layer is thermally oxidized in a diffusion furnace at 500 to 1200 ° C., for example. Thus, the insulator film 55 made of zirconium oxide (ZrO 2 ) is formed.

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55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3(d)に示すように、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55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55及び弾性膜50を貫通させる。すなわち、絶縁体膜55をエッチングして貫通孔55a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55の貫通孔55a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,55aは同じ大きさで形成されていてもよい。   Next, as shown in FIG. 3C, after the lower electrode film 60 is formed by stacking platinum and iridium on the insulator film 55, for example, the lower electrode film 60 is patterned into a predetermined shape. Next, as shown in FIG. 3 (d), a piezoelectric layer 70 made of, for example, lead zirconate titanate (PZT) and an upper electrode film 80 made of, for example, iridium are connected to a wafer 110 for flow path forming substrate. The piezoelectric element 300 is formed by patterning the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 in regions facing the pressure generation chambers 12. In addition, after the piezoelectric element 300 is formed, the insulator film 55 and the elastic film 50 are patterned, and the insulator film 55 and the elastic film 50 in a region where a communication portion (not shown) of the flow path forming substrate wafer 110 is formed. To penetrate. That is, the insulating film 55 is etched to form the through hole 55a, and the elastic film 50 is further etched to form the through hole 50a. In the present embodiment, the through hole 55a of the insulator film 55 is formed to have an opening area larger than that of the through hole 50a of the elastic film 50. Of course, these through holes 50a and 55a may be formed in the same size.

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(PT)、PbZrO(PZ)、Pb(ZrxTi1−x)O(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O−PbTiO(PMN−PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O−PbTiO(PZN−PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)O−PbTiO3(PNN−PT)、Pb(In1/2Nb1/2)O−PbTiO(PIN−PT)、Pb(Sc1/3Ta2/3)O−PbTiO(PST−PT)、Pb(Sc1/3Nb2/3)O−PbTiO(PSN−PT)、BiScO−PbTiO(BS−PT)、BiYbO−PbTiO(BY−PT)等が挙げられる。 Here, as a material of the piezoelectric layer 70 constituting the piezoelectric element 300, for example, a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT), niobium, nickel, magnesium, bismuth, yttrium or the like is used. A relaxor ferroelectric or the like to which any of the above metals is added is used. The composition may be appropriately selected in consideration of the characteristics, use, etc. of the piezoelectric element 300. For example, PbTiO 3 (PT), PbZrO 3 (PZ), Pb (ZrxTi1-x) O 3 (PZT), Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), Pb (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PZN-PT), Pb (Ni 1/3 Nb 2/3) O 3 -PbTiO3 (PNN- PT), Pb (In 1/2 Nb 1/2) O 3 -PbTiO 3 (PIN-PT), Pb (Sc 1/3 Ta 2/3) O 3 - PbTiO 3 (PST-PT), Pb (Sc 1/3 Nb 2/3) O 3 -PbTiO 3 (PSN-PT), BiScO 3 -PbTiO 3 (BS-PT), BiYbO 3 -PbTiO 3 (BY-P ), And the like.

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。また、圧電体層70は、例えば、MOD(Metal-Organic Decomposition)法等を用いて形成するようにしてもよい。   The method for forming the piezoelectric layer 70 is not particularly limited. For example, in this embodiment, a so-called sol in which a metal organic substance is dissolved and dispersed in a catalyst is applied, dried, gelled, and further fired at a high temperature. The piezoelectric layer 70 was formed by using a so-called sol-gel method for obtaining a piezoelectric layer 70 made of an oxide. The piezoelectric layer 70 may be formed using, for example, a MOD (Metal-Organic Decomposition) method.

次に、図4(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って密着性を確保するための密着層91を介して金属層92を形成し、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を介して、これら金属層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でリード電極90を形成する。   Next, as shown in FIG. 4A, a metal layer 92 is formed through an adhesion layer 91 for ensuring adhesion over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110. For example, from a resist or the like. The lead electrode 90 is formed by patterning the metal layer 92 and the adhesion layer 91 for each piezoelectric element 300 through a mask pattern (not shown).

このとき、貫通孔50a,55a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,55a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を形成し、この不連続金属層95で貫通孔50a,55aを封止する。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。   At this time, the adhesion layer 91 and the metal layer 92 in the region corresponding to the through holes 50 a and 55 a are left discontinuous with the lead electrode 90. That is, a discontinuous metal layer 95 composed of an adhesive layer 91 discontinuous with the lead electrode 90 and a metal layer 92 is formed in at least a part of the region facing the through holes 50a and 55a. The through holes 50a and 55a are sealed. The discontinuous metal layer 95 plays a role of regulating the spread of etching when the pressure generating chamber 12 and the like are formed in the flow path forming substrate wafer 110 by etching in a process described later.

リード電極90を構成する金属層92の主材料としては、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されず、例えば、金(Au)、アルミニウム(Al)又は銅(Cu)が挙げられ、本実施形態では金(Au)を用いている。また、密着層91の材料としては、金属層92の密着性を確保できる材料であればよく、具体的には、チタン(Ti)、チタンタングステン化合物(TiW)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)又はニッケルクロム化合物(NiCr)等が挙げられ、本実施形態ではニッケルクロム化合物(NiCr)を用いている。   The main material of the metal layer 92 constituting the lead electrode 90 is not particularly limited as long as the material is relatively highly conductive, and examples thereof include gold (Au), aluminum (Al), and copper (Cu). In this embodiment, gold (Au) is used. The material of the adhesion layer 91 may be any material that can ensure the adhesion of the metal layer 92. Specifically, titanium (Ti), titanium tungsten compound (TiW), nickel (Ni), chromium (Cr ) Or a nickel chromium compound (NiCr) or the like. In this embodiment, a nickel chromium compound (NiCr) is used.

次に、図4(b)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、例えば、エポキシ系の接着剤からなる接着層35を介して接合する。このとき、接着層35は、両基板からある程度の圧力を受けるため、ここでは図示しないが、両基板の端部からはみ出した状態で硬化される。当然、接着層35はリザーバ部31内にもはみ出した状態で硬化される。   Next, as shown in FIG. 4B, the reservoir forming substrate wafer 130 is bonded onto the flow path forming substrate wafer 110 via an adhesive layer 35 made of, for example, an epoxy-based adhesive. At this time, since the adhesive layer 35 receives a certain amount of pressure from both substrates, the adhesive layer 35 is cured in a state of protruding from the end portions of both substrates, although not shown here. Naturally, the adhesive layer 35 is cured in a state of protruding into the reservoir portion 31.

なお、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。   The reservoir forming substrate wafer 130 is preliminarily formed with a reservoir portion 31, a piezoelectric element holding portion 32, and the like, and the above-described connection wiring 200 is preliminarily formed on the reservoir forming substrate wafer 130.

次いで、図4(c)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、さらにフッ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を所定の厚さとする。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(a)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52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(b)に示すように、このマスク膜52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,55a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。   Next, as shown in FIG. 4C, after the flow path forming substrate wafer 110 is polished to a certain thickness, the flow path forming substrate wafer 110 is further etched to a predetermined thickness by wet etching with hydrofluoric acid. Say it. For example, in this embodiment, the flow path forming substrate wafer 110 is processed to have a thickness of about 70 μm by polishing and wet etching. Next, as shown in FIG. 5A, a mask film 52 made of, for example, silicon nitride (SiN) is newly formed on the flow path forming substrate wafer 110 and patterned into a predetermined shape. Then, as shown in FIG. 5B, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) through the mask film 52, and the pressure generating chamber 12 is applied to the flow path forming substrate wafer 110. The communication part 13 and the ink supply path 14 are formed. That is, in a state where the through holes 50a and 55a are sealed with the discontinuous metal layer 95, the flow path forming substrate wafer 110 is etched with an etchant such as a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution. Then, by etching the flow path forming substrate wafer 110 until the elastic film 50 and the discontinuous metal layer 95 are exposed, the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14 are formed simultaneously.

このとき、貫通孔50a,55a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,55a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。   At this time, since the through holes 50a and 55a are sealed by the discontinuous metal layer 95 including the adhesion layer 91 and the metal layer 92, the etching solution is supplied to the reservoir forming substrate wafer 130 side through the through holes 50a and 55a. There is no flow. As a result, the etching solution does not adhere to the connection wiring 200 provided on the surface of the reservoir forming substrate wafer 130, and the occurrence of defects such as disconnection can be prevented. Further, there is no possibility that the etching solution enters the reservoir portion 31 and the reservoir forming substrate wafer 130 is etched.

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(ポリフェニレンサルファイド)、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、接続配線200の断線等の不良をより確実に防止することができる。   When forming such a pressure generating chamber 12 or the like, the surface of the reservoir forming substrate wafer 130 opposite to the flow path forming substrate wafer 110 is formed on an anti-alkali material such as PPS (polyphenylene sulfide). ), PPTA (polyparaphenylene terephthalamide) or the like may be further sealed. Thereby, defects such as disconnection of the connection wiring 200 can be more reliably prevented.

次に、図6(a)に示すように、リザーバ部31(貫通孔50a)に対向する領域の不連続金属層95を除去する。すなわち、密着層91を連通部13側からウェットエッチングすることにより除去して金属層92を露出させ、露出した金属層92を、連通部13側からさらにウェットエッチングすることによって除去する。これにより、リザーバ部31と連通部13とが連通してリザーバ100が形成される。   Next, as shown in FIG. 6A, the discontinuous metal layer 95 in the region facing the reservoir portion 31 (through hole 50a) is removed. That is, the adhesion layer 91 is removed by wet etching from the communicating portion 13 side to expose the metal layer 92, and the exposed metal layer 92 is removed by further wet etching from the communicating portion 13 side. Thereby, the reservoir part 31 and the communicating part 13 communicate with each other to form the reservoir 100.

そして、このように不連続金属層95を最終的にエッチングにより除去してリザーバ100を形成することで、従来の機械的な加工とは異なり、加工カス等の異物の発生を防止することができる。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防止することができる。   In this way, by finally removing the discontinuous metal layer 95 by etching to form the reservoir 100, unlike the conventional mechanical processing, it is possible to prevent the generation of foreign matter such as processing residue. . Accordingly, it is possible to prevent the machining residue from remaining in the ink flow paths such as the pressure generation chamber 12 and the communication portion 13 and the occurrence of defective discharge such as nozzle clogging due to the remaining machining residue.

なお、このように密着層91及び金属層92をウェットエッチングによって除去する場合、これら密着層91及び金属層92は厚さ方向だけでなく面方向にもエッチング(サイドエッチング)される。このため、密着層91及び金属層92をウェットエッチングにより除去すると、これら密着層91及び金属層92の端部は、弾性膜50の端部、すなわち貫通孔50aの縁部よりも外側に位置することになる。そして、このようにリザーバ部31に対向する領域の不連続金属層95が除去されると、リザーバ100(リザーバ部31)内には、接着層35が張り出した庇部35aのみが残った状態となる。   When the adhesion layer 91 and the metal layer 92 are removed by wet etching in this way, the adhesion layer 91 and the metal layer 92 are etched (side-etched) not only in the thickness direction but also in the surface direction. For this reason, when the adhesion layer 91 and the metal layer 92 are removed by wet etching, the ends of the adhesion layer 91 and the metal layer 92 are located outside the edge of the elastic film 50, that is, the edge of the through hole 50a. It will be. When the discontinuous metal layer 95 in the region facing the reservoir portion 31 is removed in this way, only the collar portion 35a where the adhesive layer 35 protrudes remains in the reservoir 100 (reservoir portion 31). Become.

次に、図6(b)に示すように、このようにリザーバ部31内に張り出した接着層35の庇部35aを、例えば、四フッ化炭素(CF)等のCF系のエッチングガスを用いた反応性ドライエッチングによって少なくとも除去する。なお、庇部35aが除去された接着層35の端部は、リザーバ部31の内壁よりも外側に位置していればよいが、弾性膜50の端部、すなわち貫通孔50aの縁部よりも外側に位置しているのが好ましい。また、ドライエッチングは、連通部13又はリザーバ部31の何れの側から行ってもよいが、連通部13側から行うようにするのが好ましい。これにより、接着層35の端部の位置を比較的容易に調整することができる。 Next, as shown in FIG. 6B, a CF-based etching gas such as carbon tetrafluoride (CF 4 ) is applied to the flange portion 35a of the adhesive layer 35 protruding into the reservoir portion 31 in this way. At least removed by the reactive dry etching used. The end portion of the adhesive layer 35 from which the flange portion 35a has been removed may be located outside the inner wall of the reservoir portion 31, but it is more than the end portion of the elastic film 50, that is, the edge portion of the through hole 50a. It is preferably located outside. The dry etching may be performed from any side of the communication unit 13 or the reservoir unit 31, but is preferably performed from the communication unit 13 side. Thereby, the position of the edge part of the contact bonding layer 35 can be adjusted comparatively easily.

また、本実施形態では、庇部35aを除去する際に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜52も除去するようにした。勿論、このマスク膜52は、除去せずに残しておいてもよい。   Further, in the present embodiment, when removing the flange 35a, the mask film 52 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is also removed. Of course, the mask film 52 may be left without being removed.

そして、このようにリザーバ100内に張り出した庇部35aを除去した後は、図6(c)に示すように、例えば、圧力発生室12、リザーバ100等の流路の内面に、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保護膜15を、例えば、CVD法によって形成する。   Then, after removing the flange 35a protruding in the reservoir 100 in this way, as shown in FIG. 6C, for example, on the inner surface of the flow path such as the pressure generating chamber 12, the reservoir 100, etc. A protective film 15 made of a material having (ink resistance), for example, tantalum pentoxide is formed by, for example, a CVD method.

このとき、リザーバ部31の内壁の内側に張り出していた接着層35の庇部35aは除去されているため、特に、本実施形態では、接着層35の端部が弾性膜50の端部の外側に位置しているため、接着層35の表面には保護膜15が形成されることがない。すなわち、リザーバ100の内壁には保護膜15が良好に形成され、リザーバ100の内面から保護膜15が剥がれ落ちることはない。したがって、剥がれ落ちた保護膜15によるノズル詰まり等、吐出不良の発生を防止することができる。   At this time, since the flange portion 35a of the adhesive layer 35 that protrudes to the inside of the inner wall of the reservoir portion 31 is removed, in particular, in this embodiment, the end portion of the adhesive layer 35 is outside the end portion of the elastic film 50. Therefore, the protective film 15 is not formed on the surface of the adhesive layer 35. That is, the protective film 15 is well formed on the inner wall of the reservoir 100, and the protective film 15 does not peel off from the inner surface of the reservoir 100. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of ejection failure such as nozzle clogging due to the protective film 15 that has been peeled off.

なお、このように保護膜15を形成した後は、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(図2参照)。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。   After the protective film 15 is formed in this way, the driving IC 210 is mounted on the connection wiring 200 formed on the reservoir forming substrate wafer 130, and the driving IC 210 and the lead electrode 90 are connected by the driving wiring 220. (See FIG. 2). Thereafter, unnecessary portions of the outer peripheral edge portions of the flow path forming substrate wafer 110 and the reservoir forming substrate wafer 130 are removed by cutting, for example, by dicing. The nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 is bonded to the surface of the flow path forming substrate wafer 110 opposite to the reservoir forming substrate wafer 130, and the compliance substrate 40 is attached to the reservoir forming substrate wafer 130. The ink jet recording head having the above-described structure is manufactured by bonding and dividing the flow path forming substrate wafer 110 and the like into a single chip size flow path forming substrate 10 as shown in FIG.

(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、勿論、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、不連続金属層95を除去してリザーバ100を形成した後に、接着層35の庇部35aを少なくとも除去する除去工程を実施するようにしたが、これに限定されず、除去工程は、保護膜15を形成する前で、且つ接着層35を完全に硬化した後であれば、何れのタイミングで行ってもよい。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in the above-described embodiment, after the discontinuous metal layer 95 is removed and the reservoir 100 is formed, the removal step of removing at least the flange portion 35a of the adhesive layer 35 is performed. However, the present invention is not limited to this. The removal step may be performed at any timing before the protective film 15 is formed and after the adhesive layer 35 is completely cured.

また、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図7は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図7に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8上を搬送されるようになっている。   Further, the ink jet recording head of the above-described embodiment constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 7 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 7, in the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording head, cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively. The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is conveyed on the platen 8. It is like that.

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。   In the above-described embodiments, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention broadly applies to all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the present invention can also be applied to a method of manufacturing a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head according to the first embodiment. 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。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment. 一実施形態に係る液体噴射ヘッドの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a liquid jet head according to an embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 13 連通部、 14 インク供給路、 15 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、 35a 庇部、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 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、 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、 300 圧電素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generation chamber, 13 Communication part, 14 Ink supply path, 15 Protective film, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 30 Reservoir formation board, 31 Reservoir part, 32 Piezoelectric element holding part, 35 Adhesive layer , 35a buttocks, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 55 insulator film, 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 91 adhesion layer, 92 metal layer, 100 reservoir, 110 flow Wafer for path forming substrate, 130 Wafer for reservoir forming substrate, 300 Piezoelectric element

Claims (6)

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、前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に前記リード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の不連続金属層で前記貫通孔を封止する工程と、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接合する工程と、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圧力発生室及び前記連通部を形成する工程と、前記貫通孔に対向する領域の前記不連続金属層をウェットエッチングによって除去して前記リザーバ部と前記連通部とを連通させて前記リザーバを形成する工程と、少なくとも前記リザーバの内壁面に耐液体性を有する材料からなる保護膜を形成する工程とを具備し、且つ前記保護膜を形成する工程の前に、前記リザーバ部内に張り出した前記接着層の庇部を少なくとも除去する除去工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 A lower electrode and a piezoelectric body via a vibration plate on one side of a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber made of a silicon substrate and communicating with a nozzle opening for ejecting liquid and a communicating portion communicating with the pressure generating chamber are formed Forming a piezoelectric element composed of a layer and an upper electrode and removing the diaphragm in the region serving as the communicating portion to form a through hole; forming a lead electrode drawn from the piezoelectric element; and A reservoir formed of the same layer but having a step of sealing the through hole with a discontinuous metal layer that is discontinuous with the lead electrode, and a reservoir portion that is in communication with the communication portion and forms a part of the reservoir Bonding the forming substrate to the one surface side of the flow path forming substrate via an adhesive layer, and wet-etching the flow path forming substrate from the other surface side to form the pressure generating chamber and the communicating portion. Removing the discontinuous metal layer in the region facing the through hole by wet etching to connect the reservoir portion and the communicating portion to form the reservoir, and at least on the inner wall surface of the reservoir Forming a protective film made of a material having liquid resistance, and before the step of forming the protective film, a removing step of removing at least the ridge portion of the adhesive layer protruding into the reservoir portion A method of manufacturing a liquid jet head, comprising: 請求項1において、前記除去工程では、前記接着層の端部が、前記貫通孔の縁部よりも外側に位置するように前記庇部を除去することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 2. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein, in the removing step, the flange portion is removed such that an end portion of the adhesive layer is positioned outside an edge portion of the through hole. 請求項1又は2において、前記除去工程を、前記リザーバを形成する工程の後に実施することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 3. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the removing step is performed after the step of forming the reservoir. 請求項3において、前記除去工程では、前記連通部側から前記庇部を除去することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 3, wherein, in the removing step, the flange portion is removed from the communication portion side. 請求項1〜4の何れかにおいて、前記庇部をドライエッチングによって除去することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 5. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the flange portion is removed by dry etching. 請求項1〜5の何れかにおいて、前記保護膜の材料として酸化タンタルを用いることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
6. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein tantalum oxide is used as a material for the protective film.
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