JP2006334889A - Method for manufacturing substrate for inkjet head, substrate for inkjet head, and inkjet head - Google Patents
Method for manufacturing substrate for inkjet head, substrate for inkjet head, and inkjet head Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006334889A JP2006334889A JP2005161376A JP2005161376A JP2006334889A JP 2006334889 A JP2006334889 A JP 2006334889A JP 2005161376 A JP2005161376 A JP 2005161376A JP 2005161376 A JP2005161376 A JP 2005161376A JP 2006334889 A JP2006334889 A JP 2006334889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- ink jet
- manufacturing
- pad portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、インクを吐出して記録を行うインクジェットヘッド用基板の製造方法、該方法を用いて製造されるインクジェットヘッド用基板、該基板を用いるインクジェットヘッドに関し、特にTABテープ等の電気配線との電気接続に用いられるバンプ用電極パッドの改良に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an ink-jet head substrate for recording by discharging ink, an ink-jet head substrate manufactured using the method, and an ink-jet head using the substrate, and more particularly to electrical wiring such as TAB tape. The present invention relates to an improvement of a bump electrode pad used for electrical connection.
インクジェットヘッドは、次のような製造工程を経て作成される。すなわち、まずインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する記録素子(通電に応じインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する発熱素子(ヒータ)など)やその駆動のためのマトリックス配線および駆動用ICなどを基体上に形成して基板を作成する工程がある。次に、記録素子に対応してインク吐出口やインク流路パターン等を形成するノズル形成部材を上記基板に接合し、ヘッドチップ(以下、単に「チップ」ともいう)を作成する工程がある。さらに、このチップを、インクジェット記録装置本体との電気接続を行うためのTABテープに電気的に接続する工程がある。この接続は通常、チップ上の電極パッド上に設けられたバンプとTAB(Tape Automated Bonding)テープのインナーリードとを熱および超音波を併用することによって行われる。 The ink jet head is manufactured through the following manufacturing process. That is, first, a recording element that generates energy used to eject ink (a heating element (heater) that generates thermal energy that causes film boiling in ink when energized), a matrix wiring for driving the recording element, and the like There is a step of forming a substrate by forming a driving IC or the like on a substrate. Next, there is a step of forming a head chip (hereinafter also simply referred to as “chip”) by bonding a nozzle forming member that forms an ink discharge port, an ink flow path pattern, or the like corresponding to the recording element to the substrate. Furthermore, there is a step of electrically connecting the chip to a TAB tape for electrical connection with the ink jet recording apparatus main body. This connection is usually performed by using heat and ultrasonic waves in combination with bumps provided on electrode pads on the chip and inner leads of a TAB (Tape Automated Bonding) tape.
バンプとしては、パッシベーション膜としてSiO2やSiNなどの膜を形成してパターニングした後、Al電極上に密着向上層としてのTi,Cu,W等の材料からなるバリヤメタルを通常1〜3層設け、さらにその上にフォトリソグラフィ工程によってレジストパターンを形成した後、電解メッキによって金層を成長させて形成する、いわゆるメッキバンプが主流である。 As the bump, after forming and patterning a film such as SiO 2 or SiN as a passivation film, 1-3 layers of barrier metal made of a material such as Ti, Cu, or W as an adhesion improving layer are usually provided on the Al electrode, Furthermore, a so-called plated bump is mainly used, in which a resist pattern is formed thereon by a photolithography process and then a gold layer is grown by electrolytic plating.
しかしながら、メッキバンプを形成するには、複数回にわたる真空成膜と露光・現像工程が必要である。また、メッキバンプの場合は、ウエハごとの一括処理でメッキを形成するため、その後の処理で不良となったチップにも金メッキバンプが形成されることになり、コストの増大を招きやすい。さらには、ウエハ当たりの電極パッド数が少ない場合(すなわちバンプ数が少ない場合)ほど、1バンプ当たりのコストが高くなってしまう。 However, in order to form plated bumps, vacuum film formation and exposure / development processes are required multiple times. In the case of plating bumps, since plating is formed by batch processing for each wafer, gold plating bumps are also formed on chips that have become defective in subsequent processing, which tends to increase costs. Furthermore, the cost per bump increases as the number of electrode pads per wafer decreases (that is, the number of bumps decreases).
このようなことから、近年、ボールバンプが用いられている。ボールバンプはワイヤーボンディング法を応用して形成されるものであり、キャピラリーと呼ばれるセラミックからなる管を通して出されたワイヤーの先端部にアーク放電によってボールを形成する。そして、このボール部に熱および超音波を併用して接合し、その後キャピラリーを上昇させカットクランパーでワイヤーをつかみ、引っ張り応力によってワイヤーを破断させることにより、ボール部分のみを切り離してバンプを形成する。なお、ボールを電極パッドに接合させる方法としては上述の熱および超音波を併用するものの他、熱のみを用いるものも知られている。 For these reasons, ball bumps have been used in recent years. Ball bumps are formed by applying a wire bonding method, and a ball is formed by arc discharge at the tip of a wire that is passed through a ceramic tube called a capillary. Then, heat and ultrasonic waves are jointly bonded to the ball portion, and then the capillary is raised, the wire is held by a cut clamper, and the wire is broken by a tensile stress, whereby only the ball portion is separated to form a bump. In addition, as a method of bonding the ball to the electrode pad, there is known a method using only heat in addition to the above-described method using both heat and ultrasonic waves.
ボールバンプは、メッキバンプの形成に必要とするような高価な真空成膜装置や露光装置を必要としない。また、パッシベーション膜やバリヤメタルが不要であるため、特に、ウエハ当たりのパッド数が少ない場合には、メッキバンプと比較してコストの点で有利なものである。 The ball bump does not require an expensive vacuum film formation apparatus or exposure apparatus that is necessary for forming the plating bump. Further, since no passivation film or barrier metal is required, particularly when the number of pads per wafer is small, it is advantageous in terms of cost compared to the plating bump.
図14は、インクジェットヘッド用基板11にインク吐出口(ノズル)12等を形成するための感光性樹脂材でなるノズル形成部材13を設けて構成されるヘッドチップを示す斜視図である。図14に示すように、装置本体側から電源電力や駆動信号をヘッドチップへ供給する際の電気的接続を得るための接続構成に関し、基板11の端部には電極パッド110が形成される。そして、この電極パッドに対するTABテープ等の接続がボールバンプを介して行われる。
FIG. 14 is a perspective view showing a head chip configured by providing a
図14に示すようなノズルを基板に形成するインクジェットヘッド用基板においては、電極パッドが形成された状態で、基板11とノズル形成部材13との密着性の向上を目的として基板11上にポリエーテルアミド樹脂の層が配置される。この樹脂はアルカリエッチング耐性に優れ、かつ、シリコン等の無機膜との密着性も良好であり、さらには、インクジェットヘッドの保護膜としても用いることができる等の利点があり、特に好ましいものである。
In the inkjet head substrate in which the nozzle as shown in FIG. 14 is formed on the substrate, a polyether is formed on the
その配置にあたっては、ポリエーテルアミド樹脂を塗布した後に、所望のパターンに加工される。ポリエーテルアミド樹脂のパターニングには、反応ガスによるドライエッチング法を用いる。この際、反応ガスとしてO2ガスを用い、RIE(リアクティブイオンエッチング)ないしはプラズマアッシングを用いることができる。しかしながら、近年、ガス組成とエッチング速度との相関から、CF4を添加することにより格段にエッチング速度が向上することが解かり、CF4を添加したガスでエッチングを行うのが一般的となっている。ガス組成についてCF4の添加量は任意に変更可能であるが、エッチングレートや残渣低減の観点からは、O2流量に対して2%以上加えることが好ましいとされている。 In the arrangement, after applying a polyetheramide resin, it is processed into a desired pattern. For patterning the polyetheramide resin, a dry etching method using a reactive gas is used. At this time, O 2 gas is used as a reactive gas, and RIE (reactive ion etching) or plasma ashing can be used. However, recently, from the correlation between the gas composition and the etching rate, it is Tokari be significantly improved etch rate by adding CF 4, to perform the etching gas with the addition of CF 4 become common Yes. Regarding the gas composition, the amount of CF 4 added can be arbitrarily changed, but from the viewpoint of etching rate and residue reduction, it is preferable to add 2% or more to the O 2 flow rate.
しかしながら、CF4を添加したドライエッチングを行うことによって生じる新たな問題として、密着向上層のパターニング工程を経ると、ボンディングを行う電極パッド表面がCF4から成るフッ化物質で汚染され、ボールバンプを行う際に接合不良を招くことがあることが見出された。 However, as a new problem caused by dry etching with addition of CF 4 , the surface of the electrode pad to be bonded is contaminated with a fluoride material composed of CF 4 after the patterning process of the adhesion improving layer, and the ball bumps are damaged. It has been found that bonding can lead to poor bonding.
また、汚染状態が甚だしい場合には、接合強度(一般的にシェアテスタにより測定される強度で評価)が弱くなるという不都合が発生し、さらに甚だしい場合にはバンプが電極から剥がれてしまう所謂「バンプ抜け」が発生することもある。そこでその問題を解決するために、上記ボール部を接合する際の超音波を強くすることも考えられるが、基板のパッド部にクラックが生じるという問題が発生する。 In addition, when the contamination state is severe, there arises a disadvantage that the bonding strength (generally evaluated by the strength measured by a shear tester) is weakened. Omission "may occur. Therefore, in order to solve the problem, it is conceivable to increase the ultrasonic wave at the time of joining the ball part, but there is a problem that a crack occurs in the pad part of the substrate.
従って、これらのような問題に対処するため、一般の半導体製造工程においては、ボールバンプ工程の前に、熱処理やプラズマ処理等により電極パッド部の洗浄を行う場合がある。 Therefore, in order to cope with these problems, in a general semiconductor manufacturing process, the electrode pad portion may be cleaned by heat treatment, plasma treatment or the like before the ball bump process.
しかしながら、電極パッド表面の汚染物質を除去するための洗浄を施すことは、ヘッドチップの製造プロセスにおいては好ましいことではない。微細なノズルが形成された基板ないしヘッドチップに対して熱処理もしくはプラズマ洗浄等を行うと、感光性樹脂材料等で形成されたノズルに変形が生じる、または、ノズル最表面に塗布される撥水膜に劣化が生じるからである。そのため、一般の半導体製造工程で行われるような洗浄をヘッドチップの製造プロセスに適用することはできない。 However, it is not preferable in the head chip manufacturing process to perform cleaning for removing contaminants on the electrode pad surface. When heat treatment or plasma cleaning is performed on a substrate or head chip on which a fine nozzle is formed, the nozzle formed of a photosensitive resin material is deformed or a water repellent film applied to the outermost surface of the nozzle This is because deterioration occurs. Therefore, it is impossible to apply the cleaning performed in the general semiconductor manufacturing process to the head chip manufacturing process.
なお、上記した問題は、CF4を添加したドライエッチングを適用する場合の汚染によって顕著に生じるが、基板製造プロセスにおいてその他の要因によるパッドの汚染によっても同様に生じるものである。 Note that the above-described problem is conspicuously caused by contamination when dry etching to which CF 4 is added is applied, but is also caused by pad contamination due to other factors in the substrate manufacturing process.
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、基板製造プロセスにおける電極パッドの汚染を効果的に防止し、これによって洗浄を必要とすることなく、ボールバンプの電極パッドに対する接合が良好になされるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and effectively prevents contamination of the electrode pad in the substrate manufacturing process, thereby making it possible to satisfactorily bond the ball bump to the electrode pad without requiring cleaning. The purpose is to make it.
そのために、本発明は、通電に応じてインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する記録素子を有するインクジェットヘッド用基板の製造方法であって、
外部との電気的接続を行うための配線部材が接続されるパッド部を有し、前記記録素子に通電を行うための電極配線を形成する工程と、
前記パッド部上に基板製造プロセスで生じる汚染を防止するための層を形成する工程と、
前記パッド部と前記配線部材との接続に先立って前記層を除去する工程と、
を具えたことを特徴とする。
Therefore, the present invention is a method for manufacturing a substrate for an inkjet head having a recording element that generates energy used to eject ink in response to energization,
A pad portion to which a wiring member for electrical connection with the outside is connected, and forming an electrode wiring for energizing the recording element;
Forming a layer for preventing contamination generated in a substrate manufacturing process on the pad portion;
Removing the layer prior to connection between the pad portion and the wiring member;
It is characterized by comprising.
また、本発明は、かかる製造方法により製造されたインクジェット記録ヘッド用基板に存する。 The present invention also resides in an ink jet recording head substrate manufactured by such a manufacturing method.
また、本発明は、通電に応じてインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する記録素子を有するインクジェットヘッド用基板であって、
外部との電気的接続を行うための配線部材が接続されるパッド部を有し、前記記録素子に通電を行うための配線部分を有する電極配線と、
前記電極配線の前記パッド部を除く部位上に配置された保護層と、
該保護層と前記電極配線の前記部位との間に配置されたヒロック抑制層と、
を具えたことを特徴とする。
Further, the present invention is an inkjet head substrate having a recording element that generates energy used to eject ink in response to energization,
An electrode wiring having a pad portion to which a wiring member for electrical connection with the outside is connected, and having a wiring portion for energizing the recording element;
A protective layer disposed on a portion excluding the pad portion of the electrode wiring;
A hillock suppressing layer disposed between the protective layer and the portion of the electrode wiring;
It is characterized by comprising.
以上において、前記汚染防止層またはヒロック抑制層はTiWで形成されるものとすることができる。 In the above, the contamination prevention layer or hillock suppression layer may be formed of TiW.
さらに本発明は、上記のいずれかのインクジェットヘッド用基板と、
該基板に接合されるインク吐出口形成部材と、
前記パッド部に接続され、外部との電気的接続を行うための配線部材と、
を具えたことを特徴とする。
Furthermore, the present invention provides any of the above inkjet head substrates,
An ink discharge port forming member bonded to the substrate;
A wiring member connected to the pad portion and electrically connected to the outside;
It is characterized by comprising.
本発明によれば、インクジェットヘッド用基板の製造プロセスにおいて生じるパッド部の汚染、例えば密着向上層のパターニング時のフッ化物質によるパッド部の表面汚染が適切に防止されるため、ボールバンプの接合が良好に行われるようになる。この結果、ボールバンプの接合を安定させることが可能となり、ボールバンプ抜けをなくすことが可能となる。 According to the present invention, the contamination of the pad portion that occurs in the manufacturing process of the substrate for the ink jet head, for example, the surface contamination of the pad portion due to the fluoride substance at the time of patterning the adhesion improving layer is appropriately prevented. It will be done well. As a result, the bonding of the ball bumps can be stabilized, and the ball bumps can be eliminated.
さらに、汚染防止層の材料を適切に選択し(例えばTiW)、その形成工程では電極配線のパッド部以外にも前記層が形成されるようになし、当該形成後に電極配線上に保護層を形成する工程を置くようにすれば、前記層を保護層形成工程におけるAl等電極配線のヒロック抑制層として用いることができ、ヒロックに起因した電気的不良をなくすことが可能となる。 Furthermore, the material for the contamination prevention layer is appropriately selected (for example, TiW), and in the formation process, the layer is formed in addition to the pad portion of the electrode wiring, and a protective layer is formed on the electrode wiring after the formation. If this step is performed, the layer can be used as a hillock suppressing layer for electrode wiring such as Al in the protective layer forming step, and it becomes possible to eliminate electrical defects due to hillocks.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(インクジェットヘッド用基板の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド用基板における主にヒータ部101、スルーホール部102および電極パッド部103の膜構成を示す模式的断面図である。特に電極パッド部103の膜構成は図14のA−A断面として示されるものである。
(Embodiment of Inkjet Head Substrate)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view mainly showing film configurations of a
図1に示すように、基体110上には蓄熱層201が配置されている。そして、その上に第1の電気配線膜202、層間絶縁膜203、発熱抵抗体層204、第2電気配線膜205、ヒロック抑制層208、保護膜206、耐摩耗性膜207およびポリエーテルアミド樹脂でなる密着向上層209が順次、適切に配置されることでインクジェットヘッド用基板11が構成される。そして、この基板11がノズル形成部材13(図14)と接合されることでヘッドチップが作成されるが、ポリエーテルアミド樹脂でなる密着向上層209が介在することで、両者の密着性が向上する。
As shown in FIG. 1, a
ここで、第1の電気配線層202は、電極パッド103から例えば複数のヒータ部101に対して共通に電力を供給するための共通電源配線または共通グランド配線を構成するためのものである。一方、第2電極配線層205は、スルーホール部102において第1の電極配線層202と接続されて、各ヒータ部101に電力を供給するためのものであり、ヒータ毎の電源配線またはグランド配線を構成するためのものである。そして、ヒータ部101においては、発熱抵抗体層204上の第2電極配線層205の一部を除去してその部分の発熱抵抗体層を露出することで、発熱部が形成される。また、第2電極配線層205は、電極パッド部103において第1の電気配線層202と接続されるとともに、電極パッド110を構成するためのものである。
Here, the first
ここで、発熱抵抗体層204は電気抵抗値が高い材料で形成されており、電極配線層202および205を介して外部から電流を流すことによって、第2電極配線層205の非存在部分である発熱部が熱エネルギを発生し、インクを発泡させる。また、電極配線層202および205を形成する材料には、AlもしくはAlを含む合金材料が主に用いられている。
Here, the
層間絶縁膜203は電気的絶縁を要する部位に配置される。また、保護膜206はSiOあるいはSiN等でなり、インクからの保護を行うために所要部位に配置される。耐摩耗性膜207は主としてインクの沸騰に伴うキャビテーションから発熱部の保護を行うために配置されるものであり、機械的安定性の高い金属(Ta等)でなる。
The
上記構成の基板11において、密着向上層209を配置するにあたっては、ポリエーテルアミド樹脂を塗布した後に、所望のパターンに加工される。このパターニングに際して、CF4を添加したO2ガスを用いるドライエッチング法を適用することにより、エッチング速度ないしはパターニングの速度を向上することができる。
In disposing the
しかしながら、上述したように、かかるパターニング工程を経ると、ボンディングを行う電極パッド表面がCF4から成るフッ化物質で汚染され、ボールバンプを行う際に接合不良を招くことがある。また、汚染物質を除去するための洗浄を施すことは、インクジェットヘッドの製造プロセスにおいては好ましいことではない。 However, as described above, when such a patterning process is performed, the surface of the electrode pad to be bonded is contaminated with a fluorinated material composed of CF 4 , which may cause poor bonding when performing ball bumps. Further, it is not preferable to perform cleaning for removing contaminants in the manufacturing process of the ink jet head.
そこで本発明は、電極パッド103の上層に汚染防止層を形成してから密着向上層のパターニングに供し、その後に当該汚染防止層の除去を行うものである。そして、本実施形態では、汚染防止層の材料を適切に選択することで、電極配線層のヒロック発生を抑制するためにも利用することを主たる特徴とする。
Therefore, in the present invention, a contamination prevention layer is formed on the
ここで、一般的に電極配線層に使用されるAlもしくはAl合金は、保護膜206の形成時に加わる温度が400℃以上になるとヒロックの発生が顕著になり、このヒロックが保護層による電極配線層の段差カバレッジ性を低下させ、また電気的不良の原因となる。このため、これを保護するための保護層には十分な厚さが必要となってしまう。
Here, in the case of Al or Al alloy generally used for the electrode wiring layer, generation of hillocks becomes significant when the temperature applied during the formation of the
これに対し、本実施形態では、電極配線上にヒロック抑制層208となる膜を形成することで、保護層形成時に加わる温度が400℃以上になっても、ヒロックの発生を抑制することができる。つまり本実施形態は、第2電極配線205上にヒロック抑制層208を形成し、かつ、密着向上層のパターニング後には、電極パッド部103においてボールバンプが接合される領域のみヒロック抑制層208を除去して第2電気配線層205を露出させる。これらにより、密着向上層のパターニング工程による電極パッド103の汚染を防止し、かつ洗浄工程も不要としつつ、ボールバンプの接合が良好に行われるようになるとともに、電極配線のヒロック抑制を可能とするものである。
On the other hand, in the present embodiment, by forming a film that becomes the
(インクジェットヘッド用基板の製造工程)
図2〜図10を参照して、図1に示したインクジェットヘッド用基体の製造方法の実施形態を説明する。なお、これらの図では、各工程における電極パッド部103の膜構造を模式的に示しているが、図1に示したヒータ部101やスルーホール部102等、基板の全てにおける膜構造が以下に示す工程のいくつかの工程によって同時に形成され得ることは勿論である。
(Inkjet head substrate manufacturing process)
With reference to FIGS. 2 to 10, an embodiment of a method of manufacturing the ink jet head substrate shown in FIG. 1 will be described. In these drawings, the film structure of the
まず、図2に示すように、Siでなる基体120(以降は図示を省略)上に、SiO膜をCVD成膜装置により成膜し、レジスト塗布・露光を行った後、ドライエッチング装置によりエッチングを施して所望の平面形状の蓄熱層201とした。ここで、基体120としては、Si基体に対し、発熱部を選択的に駆動するためのスイッチングトランジスタ等の半導体素子でなる駆動回路を予め作り込こんでおいたものとすることができる。
First, as shown in FIG. 2, an SiO film is formed on a Si substrate 120 (hereinafter not shown) by a CVD film forming apparatus, resist coating / exposure is performed, and then etching is performed by a dry etching apparatus. To obtain a
次に、図3に示すように、AlまたはAl合金の膜をスパッタ成膜装置により成膜し、レジスト塗布・露光を行った後、ウエットエッチング装置によりエッチングを施してパターニングを行い、所望の平面形状の第1電気配線層202とした。
Next, as shown in FIG. 3, an Al or Al alloy film is formed by a sputtering film forming apparatus, and after resist application / exposure, etching is performed by a wet etching apparatus to perform patterning, thereby forming a desired plane. A first
次に、図4に示すように、SiO膜をCVD成膜装置により成膜し、レジスト塗布・露光を行った後、ウエットエッチング装置によりエッチングを施し、所望の平面形状の層間絶縁膜203とした。
Next, as shown in FIG. 4, a SiO film is formed by a CVD film forming apparatus, resist application / exposure is performed, and etching is performed by a wet etching apparatus to form an
次に、図5に示すように、TaSiN膜をスパッタ成膜装置により成膜し、レジスト塗布・露光を行った後、ドライエッチング装置によりエッチングを施して所望の平面形状のヒータ層204とした。
Next, as shown in FIG. 5, a TaSiN film was formed by a sputtering film forming apparatus, resist application / exposure was performed, and etching was performed by a dry etching apparatus to obtain a
次に、図6に示すように、TaSiN膜およびAlまたはAl合金の膜をスパッタ成膜装置により成膜し、レジスト塗布・露光を行った後、ドライエッチング装置によりエッチングを施し、所望の平面形状のヒータ層204および第2電気配線層205とした。なお、この工程の後、ヒータ部101上において、ヒータ形成を行う工程が介挿される。
Next, as shown in FIG. 6, a TaSiN film and an Al or Al alloy film are formed by a sputtering film forming apparatus, and after resist coating / exposure, etching is performed by a dry etching apparatus to obtain a desired planar shape. The
次に、TiW膜をスパッタ成膜装置により成膜し、レジスト塗布・露光を行った後、ドライエッチング装置によりエッチングを施して所望の平面形状のヒロック抑制層208とした。この際は、図7に示すように、第2電気配線層205上のすべて、すなわち電極パッド部103の上部についてもTiW膜が形成される。
Next, a TiW film was formed by a sputtering film forming apparatus, resist application / exposure was performed, and etching was performed by a dry etching apparatus to form a
次に、図8に示すように、SiN膜をCVD成膜装置により成膜し、レジスト塗布・露光を行った後、ドライエッチング装置によりエッチングを施し、所望の平面形状の保護層206とした。この工程を通じ、電極パッド部を含め第2電気配線層205はヒロック抑制層によって覆われているので、ヒロックの発生が抑制される。なお、この工程の後、ヒータ部101上について耐摩耗性層207の形成を行う工程が介挿される。
Next, as shown in FIG. 8, a SiN film was formed by a CVD film forming apparatus, and after resist application / exposure, etching was performed by a dry etching apparatus to form a
次に、図9に示すように、基板11とノズル形成部材13とのポリエーテルアミド樹脂を塗布し、CF4を添加したO2ガスを用いるドライエッチング法を適用することにより、ノズル形成部材13との密着性を向上する適切な平面形状の密着向上層209とした。
Next, as shown in FIG. 9, the
次に、図10に示すように、過酸化水素を含むエッチング液を用いるウエットエッチング、またはCl2を含むガスを用いるドライエッチングを施し、電極パッド部103上でTiW膜(ヒロック抑制層208)を除去し、その部位すなわちボールバンプ接合部で第2電気配線層205を露出する。汚染防止層としてTiWを用いることは、かかるエッチングによって除去でき、かつそのエッチングは他の構成部に対しダメージを実質的に与えないことから好ましく、さらにこれを配線上でのヒロック抑制層としても兼用できることから、好ましいものである。
Next, as shown in FIG. 10, wet etching using an etchant containing hydrogen peroxide or dry etching using a gas containing Cl 2 is performed to form a TiW film (hillock suppressing layer 208) on the
次に、上記工程を経て製造された基板11に対し、感光性樹脂材料等のノズル形成部材13を適切に接合することで、所望の形状および配列のノズルが形成される。さらに、ノズル形成部材13を接合した基板を、ダイシングソーなどにより分離切断して、図14に示したようなヘッドチップを得ることができる。
Next, a nozzle having a desired shape and arrangement is formed by appropriately joining a
(インクジェットヘッドおよび記録装置の実施形態)
続いて、上記ヘッドチップを用いて構成されるインクジェットヘッドについて説明する。
図11および図12は上記ヘッドチップを用いて構成されるインクジェットヘッドの例を示す斜視図である。
(Embodiment of inkjet head and recording apparatus)
Next, an ink jet head configured using the head chip will be described.
FIG. 11 and FIG. 12 are perspective views showing an example of an ink jet head configured using the head chip.
インクジェットヘッドH1000は、概して、記録素子ユニットH1002とインク供給ユニットH1003とタンクホルダH2000とからなっている。ここで、図3に示すように、記録素子ユニットH1002は、上記製造工程を経て作成されたヘッドチップの形態である第1(例えばブラックインク吐出用)の記録素子基板H1100および第2(例えばシアン、マゼンタおよびイエローインク吐出用)の記録素子基板H1101、基台である第1のプレートH1200、可撓性の配線部材であるTABテープ等の電気配線部材H1300、電気コンタクト基板H2200、および記録素子基板の収容部である第2のプレートH1400で構成され、これらが一体に組み立てられてインク供給ユニットH1300に取り付けられる。また、インク供給ユニットH1003は、タンクホルダH2000に着脱可能に取り付けられる各色用インクタンクからのインク供給経路を構成する種々の部材が設けられ、さらに記録素子ユニットH1002とはジョイントシール部材H2300を介して流体連通する。そして、インク供給ユニットH1003はタンクホルダH2000に収納される。 The inkjet head H1000 generally includes a recording element unit H1002, an ink supply unit H1003, and a tank holder H2000. Here, as shown in FIG. 3, the recording element unit H1002 includes a first (for example, black ink discharge) recording element substrate H1100 and a second (for example, cyan) which are in the form of a head chip formed through the above manufacturing process. Recording element substrate H1101 for discharging magenta and yellow ink), first plate H1200 as a base, electric wiring member H1300 such as a TAB tape as a flexible wiring member, electric contact substrate H2200, and recording element substrate The second plate H1400, which is an accommodating portion, is assembled together and attached to the ink supply unit H1300. The ink supply unit H1003 is provided with various members constituting an ink supply path from each color ink tank that is detachably attached to the tank holder H2000. Further, the ink supply unit H1003 is connected to the recording element unit H1002 via a joint seal member H2300. Fluid communication. The ink supply unit H1003 is stored in the tank holder H2000.
記録素子ユニットH1002は、概ね以下の工程を経て作製される。すなわち、
・第1のプレートH1200と第2のプレートH1400との接合によるプレート接合体の形成、
・プレート接合体への、2つの記録素子基板H1100およびH1101のマウント、
・電気配線部材H1300の電極端子H1302と各記録素子基板(ヘッドチップ)の電極パッド部110との位置合せおよびボールバンプ接続、電気配線部材の上記プレート接合体への接合、
・電気配線テープH1300の電極端子H1302と各記録素子基板の電極部との接続、および、
・上記電気接続部の封止。
である。
The recording element unit H1002 is generally manufactured through the following steps. That is,
-Formation of a plate assembly by joining the first plate H1200 and the second plate H1400,
Mounting two recording element substrates H1100 and H1101 to the plate assembly,
Alignment and ball bump connection between the electrode terminal H1302 of the electric wiring member H1300 and the
The connection between the electrode terminal H1302 of the electric wiring tape H1300 and the electrode portion of each recording element substrate, and
-Sealing of the electrical connection part.
It is.
かかる記録素子ユニットH1102を用いて組み立てたインクジェットヘッドH1100は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置に搭載可能であり、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置にも搭載可能なものである。 The ink jet head H1100 assembled using such a recording element unit H1102 can be mounted on apparatuses such as a printer, a copying machine, a facsimile having a communication system, a word processor having a printer unit, and combined with various processing apparatuses. It can also be installed in other industrial recording devices.
図13は上記インクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置の一構成例を示す模式的斜視図である。 FIG. 13 is a schematic perspective view showing a configuration example of an ink jet recording apparatus using the ink jet head.
図示の装置において、キャリッジ500は無端ベルト501に固定され、かつガイドシャフト502に沿って移動可能になっている。無端ベルト501はプーリ503および504に巻回され、プーリ503にはキャリッジ駆動モータ504の駆動軸が連結されている。従って、キャリッジ500は、モータ504の回転駆動に伴いガイドシャフト502に沿って往復方向(A方向)に主走査される。キャリッジ500上には、カートリッジ形態の上記インクジェットヘッドH1000が搭載され、さらに使用するインク色に対応した個数のインクタンク404が搭載される。
In the illustrated apparatus, the
また、図示の装置には、キャリッジの主走査方向上の移動位置を検出するなどの目的でリニアエンコーダ506が設けられている。リニアエンコーダ506の一方の構成要素としてはキャリッジ500の移動方向に沿って設けられたリニアスケール507があり、このリニアスケール507には所定密度で、等間隔にスリットが形成されている。一方、キャリッジ500には、リニアエンコーダ506の他方の構成要素として、例えば、発光部および受光センサを有するスリットの検出系508および信号処理回路が設けられている。従って、リニアエンコーダ506からは、キャリッジ500の移動に伴って、インク吐出タイミングを規定するための吐出タイミング信号およびキャリッジの位置情報が出力される。
The illustrated apparatus is provided with a
記録媒体としての記録紙Pは、キャリッジ500のスキャン方向と直交する矢印B方向に間欠的に搬送される。記録紙Pは搬送方向上流側の一対のローラユニット509および510と、下流側一対のローラユニット511および512とにより支持され、一定の張力を付与されて記録素子ユニットH1102の吐出口形成面に対する平坦性を確保した状態で搬送される。各ローラユニットに対する駆動力は、図示しない用紙搬送モータから伝達される。
The recording paper P as a recording medium is intermittently conveyed in the direction of arrow B perpendicular to the scanning direction of the
以上のような構成によって、キャリッジ500の移動に伴いインクジェットヘッドの吐出口の配列幅に対応した幅のプリントと用紙Pの搬送とを交互に繰り返しながら、用紙P全体に対するプリントが行われる。
With the configuration as described above, printing on the entire paper P is performed while alternately repeating printing with a width corresponding to the array width of the ejection ports of the inkjet head and conveyance of the paper P as the
なお、キャリッジ500は、プリント開始時またはプリント中に必要に応じてホームポジションで停止する。このホームポジションには、各インクジェットヘッド410の吐出口が設けられた面(吐出口面)をキャッピングするキャップ部材513が設けられ、このキャップ部材513には吐出口から強制的にインクを吸引して吐出口の目詰まり等を防止するための吸引回復手段(不図示)が接続されている。また、記録素子ユニットH1102の吐出口形成面を払拭するためのワイピング部材550が昇降可能に設けられている。
The
(その他)
なお、上述の実施形態では、電極パッド上の汚染防止層の形成工程を利用してヒロック抑制層が電極配線層上に形成されるようにしたが、電極パッド上の汚染防止のみを目的とする膜の形成および除去を行う形態であってもよい。しかし上述の実施形態のように、汚染防止膜としてその形成材料を適切に選択すること、すなわちTiWを用いることは、過酸化水素を含むエッチング液を用いるウエットエッチングによってこれを除去でき、かかるウエットエッチングは他の構成部に対しダメージを実質的に与えないこと、およびこれをヒロック抑制層としても兼用できることから、好ましいものである。
(Other)
In the above-described embodiment, the hillock suppression layer is formed on the electrode wiring layer using the formation process of the contamination prevention layer on the electrode pad. However, the purpose is only to prevent the contamination on the electrode pad. The form which forms and removes a film | membrane may be sufficient. However, as in the above-described embodiment, appropriately selecting the material for forming the anti-contamination film, that is, using TiW, can be removed by wet etching using an etchant containing hydrogen peroxide. Is preferable because it does not substantially damage other components and can also be used as a hillock suppressing layer.
また、上述の実施形態では主として、ポリエーテルアミド樹脂膜とした密着向上膜のドライエッチング工程で生じる電極パッドの汚染を防止するものとして説明した。しかし本発明はこれに限られることなく、基板ないしヘッドの製造プロセスで生じる電極パッド上の一般的な汚染を防止し、ボールバンプ工程での接合性を良好にする上でも有効であることは勿論である。すなわち、本発明は、密着向上層の形成ないしドライエッチング工程を用いるパターニングを必須の要件とするものではなく、基板の製造プロセスで生じる電極パッド上の一般的な汚染を防止するためにも広く適用できるものである。 Further, in the above-described embodiment, the description has been mainly given of preventing the electrode pad from being contaminated in the dry etching process of the adhesion improving film made of the polyetheramide resin film. However, the present invention is not limited to this, and it is of course effective to prevent general contamination on the electrode pad that occurs in the manufacturing process of the substrate or the head and to improve the bondability in the ball bump process. It is. That is, the present invention does not require the formation of the adhesion improving layer or the patterning using the dry etching process, and is widely applied to prevent general contamination on the electrode pad generated in the substrate manufacturing process. It can be done.
さらに、上例では電極配線層をスルーホール部を介して接続される2層構成とした。そして、一方(下層)を複数のヒータ部に対する共通電源配線または共通グランド配線を構成するもの、他方(上層)を各ヒータ部に対する個別電源配線または個別グランド配線を構成するものとした。しかし電極パッド部からヒータ部に至る電極配線の構成はこれに限られることなく、適宜定め得ることは勿論である。 Furthermore, in the above example, the electrode wiring layer has a two-layer configuration in which the electrode wiring layers are connected via the through-hole portion. One (lower layer) constitutes a common power supply wiring or common ground wiring for a plurality of heater sections, and the other (upper layer) constitutes an individual power supply wiring or individual ground wiring for each heater section. However, the configuration of the electrode wiring from the electrode pad portion to the heater portion is not limited to this and can be determined as appropriate.
11 基板
12 インク吐出口
13 ノズル形成部材
101 ヒータ部
102 スルーホール部
103 電極パッド部
110 電極パッド
201 蓄熱層
202 第1電気配線層
203 層間絶縁膜
204 発熱抵抗体
205 第2電気配線層
206 保護層
207 耐摩耗性膜
208 ヒロック抑制層
209 密着向上層
H1000 インクジェットヘッド
H1002 記録素子ユニット
H1003 インク供給ユニット
H1100、H1101 記録素子基板(ヘッドチップ)
H1300 電気配線部材(TABテープ)
H2000 タンクホルダ
H2200 電気コンタクト基板
DESCRIPTION OF
H1300 Electric wiring member (TAB tape)
H2000 Tank holder H2200 Electrical contact board
Claims (12)
外部との電気的接続を行うための配線部材が接続されるパッド部を有し、前記素子に通電を行うための電極配線を形成する工程と、
前記パッド部上に基板製造プロセスで生じる汚染を防止するための層を形成する工程と、
前記パッド部と前記配線部材との接続に先立って前記層を除去する工程と、
を具えたことを特徴とするインクジェットヘッド用基板の製造方法。 A method of manufacturing an ink jet head substrate having an element that generates energy used to eject ink in response to energization,
A step of forming an electrode wiring for energizing the element, including a pad portion to which a wiring member for electrical connection with the outside is connected;
Forming a layer for preventing contamination generated in a substrate manufacturing process on the pad portion;
Removing the layer prior to connection between the pad portion and the wiring member;
A method of manufacturing an ink jet head substrate, comprising:
当該形成後に前記電極配線上に前記インクからの保護層を形成する工程を具え、前記層を前記保護層形成工程における前記電極配線のヒロック抑制層として用いることを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法。 In the layer forming step, the layer is formed in addition to the pad portion of the electrode wiring,
5. The method according to claim 4, further comprising a step of forming a protective layer from the ink on the electrode wiring after the formation, and using the layer as a hillock suppressing layer of the electrode wiring in the protective layer forming step. A method for manufacturing an ink jet recording head substrate.
外部との電気的接続を行うための配線部材が接続されるパッド部を有し、前記素子に通電を行うための電極配線と、
前記パッド部を除く前記電極配線の部位上に配置された保護層と、
該保護層と前記部位との間に配置されたヒロック抑制層と、
を具えたことを特徴とするインクジェットヘッド用基板。 An inkjet head substrate having an element that generates energy used to eject ink in response to energization,
A pad portion to which a wiring member for electrical connection with the outside is connected, and electrode wiring for energizing the element;
A protective layer disposed on a portion of the electrode wiring excluding the pad portion;
A hillock suppressing layer disposed between the protective layer and the portion;
A substrate for an ink jet head, comprising:
該基板に接合されるインク吐出口形成部材と、
前記パッド部に接続され、外部との電気的接続を行うための配線部材と、
を具えたことを特徴とするインクジェットヘッド。 An inkjet head substrate according to any one of claims 8 to 10,
An ink discharge port forming member bonded to the substrate;
A wiring member connected to the pad portion and electrically connected to the outside;
An inkjet head characterized by comprising:
The inkjet head according to claim 11, wherein the pad portion and the wiring member are connected via ball bumps.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005161376A JP2006334889A (en) | 2005-06-01 | 2005-06-01 | Method for manufacturing substrate for inkjet head, substrate for inkjet head, and inkjet head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005161376A JP2006334889A (en) | 2005-06-01 | 2005-06-01 | Method for manufacturing substrate for inkjet head, substrate for inkjet head, and inkjet head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006334889A true JP2006334889A (en) | 2006-12-14 |
Family
ID=37555841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005161376A Pending JP2006334889A (en) | 2005-06-01 | 2005-06-01 | Method for manufacturing substrate for inkjet head, substrate for inkjet head, and inkjet head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006334889A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010147357A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Sony Corp | Method of manufacturing solid-state imaging device, and solid-state imaging device |
JP2011505272A (en) * | 2007-12-02 | 2011-02-24 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | Method for electrically connecting an electrically isolated printhead die ground network with a flexible circuit |
JP2014012341A (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Canon Inc | Dry etching method |
-
2005
- 2005-06-01 JP JP2005161376A patent/JP2006334889A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011505272A (en) * | 2007-12-02 | 2011-02-24 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | Method for electrically connecting an electrically isolated printhead die ground network with a flexible circuit |
TWI467657B (en) * | 2007-12-02 | 2015-01-01 | Hewlett Packard Development Co | Electrically connecting electrically isolated printhead die ground networks at flexible circuit |
US9555630B2 (en) | 2007-12-02 | 2017-01-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electrically connecting electrically isolated printhead die ground networks at flexible circuit |
US10272679B2 (en) | 2007-12-02 | 2019-04-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electrically connecting electrically isolated printhead die ground networks at flexible circuit |
JP2010147357A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Sony Corp | Method of manufacturing solid-state imaging device, and solid-state imaging device |
JP2014012341A (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Canon Inc | Dry etching method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006321222A (en) | Liquid ejection head | |
US9238367B2 (en) | Droplet discharging head and image forming apparatus | |
JP4963679B2 (en) | SUBSTRATE FOR LIQUID DISCHARGE HEAD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND LIQUID DISCHARGE HEAD USING THE SUBSTRATE | |
JP4646665B2 (en) | Inkjet recording head | |
JP2004050646A (en) | Recording head and recorder using the recording head | |
JP6504905B2 (en) | Liquid discharge head, method of cleaning the head, and recording apparatus | |
JP2006334889A (en) | Method for manufacturing substrate for inkjet head, substrate for inkjet head, and inkjet head | |
US7427821B2 (en) | Piezoelectric element, inkjet recording head and inkjet recording device | |
JP2007301886A (en) | Ink jet type print head and its manufacturing process | |
JP2006103161A (en) | Flexible film wiring board and liquid ejection head | |
US7416286B2 (en) | Inkjet recording head and inkjet recording device | |
US20140285576A1 (en) | Printhead structure | |
JP2004055845A (en) | Circuit board and its manufacturing method | |
US11407223B2 (en) | Liquid ejection head, method of manufacturing the same, and liquid ejection apparatus | |
JP4886497B2 (en) | Ink jet recording head and ink jet recording apparatus | |
JP5341497B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP2007326239A (en) | Substrate for inkjet recording head and method for manufacturing substrate for inkjet recording head | |
JP2006312240A (en) | Liquid delivering head and recording apparatus | |
JP2004042453A (en) | Ink jet recording head and ink jet recording apparatus | |
JP4735282B2 (en) | Droplet discharge head and droplet discharge apparatus | |
JP2007176030A (en) | Method for manufacturing liquid jetting head | |
US11820142B2 (en) | Element substrate, liquid discharge head, and manufacturing method of same | |
JP2003165229A (en) | Printer head, printer and manufacturing method for printer head | |
JP2010143116A (en) | Recording head, inkjet recording device, and semiconductor device | |
JP2006224527A (en) | Structural substrate of recording element base and method of manufacturing recording element base |