JP2006272818A - Liquid jet head manufacturing method - Google Patents
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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.
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
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
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(Ta2O5)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
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(ZrO2)、ニッケル(Ni)及びクロム(Cr)等を用いてもよい。
The material of the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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(ZrO2)からなる絶縁体膜55を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, an
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
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、PbTiO3(PT)、PbZrO3(PZ)、Pb(ZrxTi1−x)O3(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−PbTiO3(PMN−PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3−PbTiO3(PZN−PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3−PbTiO3(PNN−PT)、Pb(In1/2Nb1/2)O3−PbTiO3(PIN−PT)、Pb(Sc1/3Ta2/3)O3−PbTiO3(PST−PT)、Pb(Sc1/3Nb2/3)O3−PbTiO3(PSN−PT)、BiScO3−PbTiO3(BS−PT)、BiYbO3−PbTiO3(BY−PT)等が挙げられる。
Here, as a material of the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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(CF4)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
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
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
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
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
(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
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
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.
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
Claims (6)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005097327A JP2006272818A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Liquid jet head manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005097327A JP2006272818A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Liquid jet head manufacturing method |
Publications (1)
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JP2006272818A true JP2006272818A (en) | 2006-10-12 |
Family
ID=37208017
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JP2005097327A Pending JP2006272818A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Liquid jet head manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006272818A (en) |
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2005
- 2005-03-30 JP JP2005097327A patent/JP2006272818A/en active Pending
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