JP2007021798A - Method for manufacturing substrate for inkjet recording head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェット記録ヘッド用の基板を安価に作製する製造技術に係わるインジェクト記録ヘッド用基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an injection recording head substrate according to a manufacturing technique for manufacturing an inkjet recording head substrate at low cost.
この種のインクジェット記録ヘッドに関し、例えば特許文献1に記載されているインクジェット記録法は、熱エネルギーを液体に作用させて、液滴吐出の原動力を得るという点において、他のインクジェット記録方法とは異なる特徴を有している。
With regard to this type of ink jet recording head, for example, the ink jet recording method described in
即ち、上述の公報に開示されている記録法は、熱エネルギーの作用を受けた液体が過熱されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録ヘッド部先端のオリフィスから液滴が形成され、この液滴が被記録部材に付着して情報の記録が行われるということを特徴としている。この記録法に適用される記録ヘッドは、一般に液体を吐出するために設けられたオリフィスと、このオリフィスに連通して液滴を吐出するための熱エネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部及び熱エネルギーを発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗層とそれをインクから保護する上部保護層と蓄熱するための下部層を具備している。 That is, in the recording method disclosed in the above-mentioned publication, the liquid that has been subjected to the action of thermal energy is superheated to generate bubbles, and droplets are discharged from the orifice at the tip of the recording head by the action force based on the generation of bubbles. It is characterized in that information is recorded by forming the droplets on the recording member. A recording head applied to this recording method generally includes an orifice provided for ejecting a liquid, and a heat acting portion that is a portion where heat energy for ejecting droplets communicated with the orifice acts on the liquid. A liquid discharge section having a liquid flow path having a liquid crystal structure as a part, a heating resistance layer as a heat conversion body that is a means for generating thermal energy, an upper protective layer that protects it from ink, and a lower layer for storing heat It has.
従来、特許文献2でインクジェット記録ヘッド基板の製造方法が開示されている。この形成方法はインク吐出口を異方性エッチングにより形成し、吐出口を感光性樹脂により形成する基本的な特許である。
Conventionally,
このインクを飛ばすためのノズルとインクを供給するためのインク供給口を基板に作製する工程に関して図4を用いて説明する。この図4は図5(A)のB−B断面図である。 With reference to FIG. 4, a description will be given of a process of forming a nozzle for ejecting ink and an ink supply port for supplying ink on the substrate. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
図4−(A)〜(F)は、従来のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための断面模式図である。図4−(A)に示される基板1上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子3が複数個配置されている。また前記基板1の裏面はSiO2膜2が形成されている。また、基板上にはインク吐出エネルギー発生素子3以外に、ノズル作製工程におけるインク供給口の作成時に使用する犠牲層4や不図示であるがインク吐出エネルギー発生素子を駆動するための配線や駆動素子が形成されている。
4A to 4F are schematic cross-sectional views for illustrating basic manufacturing steps of a conventional inkjet recording head. On the
まず、基板1の裏面に樹脂層14を塗布し、その樹脂層14をパターニングするために、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、図4−(B)に示すように、前記基板1の裏面の樹脂層14をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。そして表面にノズルの流路となる型材料であるポジ型レジスト(ODUR:東京応化製)7をパターニングする。
First, a
次に図4−(C)に示すように、型材料7上に被覆樹脂層8(CR:コ‐ティングレジン)をスピンコート等により形成する。前記被覆樹脂層8上には撥水層9がドライフィルムのラミネート等により形成されている。インク吐出口10は、被覆樹脂層8(CR)が感光性樹脂層なので、紫外線やDeep UV光等による露光、現像を行ってパターニングして形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, a coating resin layer 8 (CR: coating resin) is formed on the
次に図4−(D)に示すように、型材料7および被覆樹脂層8等がパターン形成されている前記基板1の表面および側面をスピンコート等による塗布を行い、保護材11で覆う。前記基板1の裏面のSiO2膜2は、前記樹脂層14をマスクとしてウェットエッチング等によりパターニングされ、Si面が露出することで、異方性エッチングの開始面12が形成される。
Next, as shown in FIG. 4D, the surface and side surfaces of the
次に前記基板1にインク供給口13を設ける。このインク供給口13は、基板を化学的にエッチングして形成する。例えばTMAH等の強アルカリ溶液による異方性エッチングにより形成する。そして図4−(E)に示すように、裏面から異方性エッチングを行っていくと表面の犠牲層4に到達し、インク供給口13が形成される。
Next, an
次に樹脂層14および保護材11を除去する。さらに型材料7を、前記インク吐出口10および前記インク供給口13から溶出させることにより、インク流路および発泡室が形成される。
Next, the
以上の工程によりインク流路等が形成されたインクジェット記録ヘッド用基板16を、インク吐出エネルギー発生素子3を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成する。
After the ink jet
このような工程で作製したインク流路等が形成されたインクジェット用記録ヘッド用基板16を図5(A)に示す。
FIG. 5A shows an ink jet
このインクジェット用ヘッドの基板のシリコン基板1は結晶方位が100のものを使用し、異方性エッチングによりインク供給口13を形成している。8はCR材であり、その上層には撥水層9が形成されている。インク流路17やオリフィス10を形成している。18はボンディングパッドである。
The
図5(B)のB−B断面図に示される通り、基板の裏面には酸化膜2が形成されている。
しかしながら、上述のインクジェット用ヘッド基板用いて、インクジェトヘッドを作製する場合、次のような問題があった。 However, when an inkjet head is manufactured using the above-described inkjet head substrate, there are the following problems.
1.インクジェット用ヘッド基板のノズルが多くなり、長尺化していくと、異方性エッチングの穴がノズル列方向に大きく開いているために基板の剛性がなくなり、基板の表面に形成された感光性樹脂の影響で、引っ張り方向で基板の変形が起こり、ノズル剥がれや吐出口の変形、さらにはインクの吐出方向が定まらず印字に悪影響を与えていた。 1. As the number of nozzles on the inkjet head substrate increases, the photosensitive resin formed on the surface of the substrate loses its rigidity because anisotropic etching holes are greatly opened in the nozzle row direction. As a result, the substrate is deformed in the pulling direction, the nozzle is peeled off, the ejection port is deformed, and the ink ejection direction is not determined, which adversely affects printing.
2.インクジェット用ヘッド基板のコストを削減するために、基板を小さくしていくとノズルを多くした時と同じように、基板の剛性がなくなり、基板の表面に形成された感光性樹脂の影響で、引っ張り方向で基板の変形が起こり、ノズル剥がれや吐出口の変形、さらにはインクの吐出方向が定まらず印字に悪影響を与えていた。 2. In order to reduce the cost of the inkjet head substrate, if the substrate is made smaller, the stiffness of the substrate will be lost, as in the case of increasing the number of nozzles, and the tensile resin will be pulled by the influence of the photosensitive resin formed on the surface of the substrate. The substrate was deformed in the direction, and the nozzles were peeled off, the ejection ports were deformed, and further, the ink ejection direction was not determined, and the printing was adversely affected.
以上のように、インクジェット用基板が大きくなり、インク供給口の数が増え、さらにはノズル数が多くなることによってインク供給口が大きくなり、基板の剛性がなくなって、印字歩留まりが低下し、ノズル剥がれ等の問題が発生する場合がある。 As described above, the ink-jet substrate is increased, the number of ink supply ports is increased, and the number of nozzles is increased, so that the ink supply port is increased, the rigidity of the substrate is lost, and the printing yield is reduced. Problems such as peeling may occur.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、インクジェット用基板の剛性を高くし、基板を変形しないように工夫がなされたもので、基板が小さくなったり、基板が長尺化された場合でも良好な印字ができ、さらには品質の高いインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することにある。そして本発明は、特に製造方法に関するものであり、工程中の反りを防止し、反りによるノズル剥がれ等の不良を押さえることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to increase the rigidity of an inkjet substrate and to prevent deformation of the substrate. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an ink jet recording head that can perform good printing even when scaled and has high quality. The present invention particularly relates to a manufacturing method, and an object thereof is to prevent warpage during the process and suppress defects such as nozzle peeling due to warpage.
本発明では、上記問題点を解決するために、素子形成面である第1面と、第1面の裏面である第2面を有するSi基板を用意する工程と、前記Si基板の前記第2面にSiO2膜を形成する工程と、前記Si基板の前記第1面に犠牲層を形成する工程と、該Si基板の第1面に液体を吐出させるためのエネルギーを発生する液体吐出エネルギー発生素子を形成する工程と、前記第2面に形成した前記SiO2膜に第1の樹脂層をパターニングする工程と、前記第2面に第2の樹脂層を第1の樹脂層の開口幅よりも狭くパターニングする工程と、インク流路になる型材をパターニングする工程と、吐出口やオリフィスプレート材になる感光性樹脂をパターニングする工程と、撥水層を形成する工程と、保護材で基板を覆い異方性エッチングを行う工程と、第2面に形成した第2の樹脂層を除去し第2面に形成した第1の樹脂層を残す工程と、保護材と型材を除去する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法を提案するものである。 In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a step of preparing a Si substrate having a first surface that is an element formation surface and a second surface that is a back surface of the first surface, and the second of the Si substrate is provided. Forming a SiO 2 film on a surface; forming a sacrificial layer on the first surface of the Si substrate; and generating liquid discharge energy for generating energy for discharging a liquid onto the first surface of the Si substrate. A step of forming an element, a step of patterning a first resin layer on the SiO 2 film formed on the second surface, and a second resin layer on the second surface from the opening width of the first resin layer Patterning the mold material that becomes the ink flow path, patterning the photosensitive resin that becomes the ejection port and orifice plate material, forming the water repellent layer, and protecting the substrate with the protective material Cover anisotropic etching An ink jet process comprising: a step of removing a second resin layer formed on the second surface to leave the first resin layer formed on the second surface; and a step of removing the protective material and the mold material. A method of manufacturing a recording head substrate is proposed.
また、素子形成面である第1面と、第1面の裏面である第2面を有するSi基板を用意する工程と、前記Si基板の前記第2面にSiO2膜を形成する工程と、前記Si基板の前記第1面に犠牲層を形成する工程と、該Si基板の第1面に液体を吐出させるためのエネルギーを発生する液体吐出エネルギー発生素子を形成する工程と、前記第2面に形成した前記SiO2膜に第1の樹脂層をパターニングする工程と、前記第2面に第2の樹脂層を第1の樹脂層の開口幅よりも広くパターニングする工程と、インク流路になる型材をパターニングする工程と、吐出口やオリフィスプレート材になる感光性樹脂をパターニングする工程と、撥水層を形成する工程と、保護材で基板を覆い異方性エッチングを行う工程と、第2面に形成した第2の樹脂層を除去し第2面に形成した第1の樹脂層を残す工程と、保護材と型材を除去する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法を提案するものである。 A step of preparing a Si substrate having a first surface that is an element forming surface and a second surface that is a back surface of the first surface; a step of forming a SiO 2 film on the second surface of the Si substrate; Forming a sacrificial layer on the first surface of the Si substrate; forming a liquid discharge energy generating element for generating energy for discharging liquid on the first surface of the Si substrate; and the second surface. A step of patterning a first resin layer on the SiO 2 film formed on the substrate, a step of patterning a second resin layer on the second surface wider than the opening width of the first resin layer, and an ink channel. A step of patterning a mold material to be formed, a step of patterning a photosensitive resin to be a discharge port or an orifice plate material, a step of forming a water repellent layer, a step of covering the substrate with a protective material and performing anisotropic etching, The second formed on two sides The present invention proposes a method of manufacturing a substrate for an ink jet recording head, comprising a step of removing the oil layer and leaving the first resin layer formed on the second surface, and a step of removing the protective material and the mold material. .
以上説明したように、本発明によれば、インクジェット記録ヘッド用基板の長尺化及び縮小化に対して、インク供給口の裏面に樹脂を設ける製造方法をとることにより、基板表面に形成した感光性樹脂による引っ張り応力を押さえ、ノズル工程での反りを防止し、ノズル歩留りや印字歩留まりを良好にさせることができる。 As described above, according to the present invention, the photosensitive layer formed on the substrate surface can be obtained by adopting a manufacturing method in which a resin is provided on the back surface of the ink supply port in order to lengthen and reduce the size of the inkjet recording head substrate. It is possible to suppress the tensile stress caused by the adhesive resin, prevent warpage in the nozzle process, and improve the nozzle yield and the printing yield.
さらに、ヘッドの部品であるIJ用基板の反りが押さえられるため、インクジェット記録ヘッドとして信頼性が向上する。 Furthermore, since the warpage of the IJ substrate, which is a component of the head, is suppressed, the reliability of the ink jet recording head is improved.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図3(A)に、本実施形態において製造するインクジェット記録ヘッド用基板の斜視図を示す。図3(A)は、インクジェット記録装置の一部を示す斜視図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3A is a perspective view of an ink jet recording head substrate manufactured in this embodiment. FIG. 3A is a perspective view showing a part of the ink jet recording apparatus.
このインクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)は、インク吐出エネルギー発生素子(液体吐出エネルギー発生素子)3が所定のピッチで2列並んで形成されたSi基板1を有している。Si基板1には、SiO2膜をマスクとしてSiの異方性エッチングによって形成されたインク供給口(液体供給口)13が、インク吐出エネルギー発生素子3の2つの列の間に開口されている。Si基板1上には、オリフィスプレート材8によって、各インク吐出エネルギー発生素子3の上方に開口するインク吐出口(液体吐出口)10と、インク供給口13から各インク吐出口10に連通するインク流路(液体流路)17が形成されている。
This ink jet recording head (liquid discharge head) has a
このインクジェット記録ヘッドは、インク供給口13が形成された面が被記録媒体の記録面に対面するように配置される。そしてこのインクジェット記録ヘッドは、インク供給口13を介してインク流路内に充填されたインク(液体)に、インク吐出エネルギー発生素子3によって発生する圧力を加えることによって、インク吐出口10からインク液滴を吐出させ、被記録媒体に付着させることによって記録を行う。
This ink jet recording head is arranged so that the surface on which the
本発明は、液体を噴射し飛翔液滴を形成して記録を行うインクジェット記録ヘッドと、液体を噴射する吐出口(以下、オリフィスともいう)及び液体を供給するインク供給口の形成に関するものである。 The present invention relates to the formation of an inkjet recording head that performs recording by ejecting liquid to form flying droplets, an ejection port (hereinafter also referred to as an orifice) that ejects liquid, and an ink supply port that supplies the liquid. .
また本発明は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録媒体に対し記録を行う、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等の装置、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適用できる発明である。 The present invention also includes a printer, a copier, a facsimile having a communication system, and a printer unit that perform recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, and ceramics. The present invention can be applied to an apparatus such as a word processor or an industrial recording apparatus combined with various processing apparatuses.
なお、本発明における、『記録』とは、文字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を付与することも意味する。 In the present invention, “recording” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium but also giving an image having no meaning such as a pattern. .
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明のインクジェット記録ヘッド用基板を作成するための模式的断面図であり、工程順に説明している図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for producing an ink jet recording head substrate according to the present invention, and is a diagram illustrating the order of steps.
図1−(A)〜(F)は、図3(A)のB−B断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための断面模式図である。それぞれ別の断面図を用いたのは本特許をわかりやすく解説するためである。まず、図1によりB−B断面図の製造工程に関して説明する。 1- (A) to (F) are cross-sectional views taken along the line BB of FIG. 3 (A), and are schematic cross-sectional views for illustrating a basic manufacturing process of the ink jet recording head of the present invention. The different sectional views were used to explain this patent in an easy-to-understand manner. First, the manufacturing process of the BB cross-sectional view will be described with reference to FIG.
図1−(A)に示される基板1上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子3が複数個配置されている。今回使用した基板の結晶方位は100を使用したが、110のものでも同様の結果となることはいうまでもない。また前記基板1の裏面はSiO2膜2が形成されている。そして、アルカリ性の溶液によってインク供給口を形成するときに、表面の寸法を精度良く加工するための犠牲層4が基板1に設けてある。ヒーター3の配線やそのヒーターを駆動するための半導体素子は不図示である。この犠牲層はアルカリ溶液でエッチングできるものであれば良く、ポリシリコンやアルミで形成される。好ましくはアルカリ溶液に対してエッチング速度の速いアルミ、アルミシリコン、アルミ銅、アルミシリコン銅などが良い。
A plurality of ink discharge
まず、基板1の裏面に第1の樹脂層5を塗布し、その第1の樹脂層5をパターニングするために、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、前記基板1の裏面の第1の樹脂層5をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。この後、第2の樹脂層6を塗布し、その第2の樹脂層6をパターニングするために、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、前記基板1の裏面の第2樹脂層6をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。このように基板裏面へパターニングする時は、表面を保護して行っても良いことは言うまでもない。そして表面にノズルの流路となる型材料であるポジ型レジスト(ODUR:東京応化製)7をパターニングする。このように形成した第1樹脂層5と第2樹脂層6との関係は図1−(B)に示すように第2樹脂層の方が開口幅が狭く、第1樹脂層の方が開口幅が広い形状になっている。
First, the
次に図1−(C)に示すように、型材料4上に被覆樹脂層8(CR)をスピンコート等により形成する。前記被覆樹脂層8上には撥水層9がドライフィルムのラミネート等により形成されている。インク吐出口13は、被覆樹脂層6(CR)が感光性樹脂層なので、紫外線やDeep UV光等による露光、現像を行ってパターニングして形成する。
Next, as shown in FIG. 1- (C), a coating resin layer 8 (CR) is formed on the mold material 4 by spin coating or the like. A
次に図1−(D)に示すように、型材料7および被覆樹脂層6等がパターン形成されている前記基板1の表面および側面をスピンコート等による塗布を行い、保護材11で覆う。前記保護材11は異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に十分耐えうる材料であり、そのため異方性エッチングを行うことによる前記撥水層9等の劣化等を防ぐことが可能となる。前記基板1の裏面のSiO2膜2は、前記第2の樹脂層6をマスクとしてウェットエッチング等によりパターニングされ、異方性エッチングの開始面12となりSi面が露出される。次に前記基板1にインク供給口を設ける。このインク供給口は、基板を化学的にエッチング、例えばTMAH等の強アルカリ溶液による異方性エッチングにより形成する。図1−(E)に異方性エッチングの途中工程を示す。異方性エッチングでシリコンをエッチングした後、犠牲層4に到達し、エッチングの早い犠牲層は横方向にエッチングが進む。そして図1−(F)に示すように、まず、異方性エッチング時に発生した酸化膜2のバリをウェットエッチングによりエッチングする。その後、第1の樹脂層が残るように第2の樹脂層を裏面からエッチングし、第1の樹脂層5が残ることでウエハ全体の反りを防ぐ働きをする。従来の工程ではこの樹脂を除去するときに表面に形成した感光性樹脂により引っ張り方向に応力が加わり、ウエハに反りが発生し、不図示であるノズル流路17とインク供給口13の間に形成されているメンブレン膜の割れ等が発生し、歩留りを落としていた。
Next, as shown in FIG. 1- (D), the surface and side surfaces of the
次に保護材11を除去した後、型材料7を、前記インク吐出口10および前記インク供給口13から溶出させることにより、インク流路および発泡室が形成される。型材料7の除去は、Deep UV光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬すれば十分である。
Next, after removing the
以上の工程によりノズル部が形成されたインクジェット記録ヘッド用基板19を、ダイシングソー等により分離切断、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子3を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成する。
The ink jet
このインクジェット記録ヘッドは、ノズルやインク供給口を形成している工程で、裏面に樹脂を残す工程にしているため、表面に形成した感光性樹脂の引っ張り応力を押さえ、反りを押さえることで、メンブレン割れ等の不良発生を防ぐことができる。 Since this inkjet recording head is a process in which the resin is left on the back surface in the process of forming the nozzle and the ink supply port, the membrane is formed by suppressing the tensile stress of the photosensitive resin formed on the front surface and suppressing the warpage. The occurrence of defects such as cracks can be prevented.
以下、本発明の他の実施例について図面を参照して説明する。 Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は本発明のインクジェット記録ヘッド用基板を作成するための模式的断面図であり、工程順に説明している図である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for producing the ink jet recording head substrate of the present invention, and is a diagram illustrating the order of steps.
図2−(A)〜(F)は、図3(A)のB−B断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための断面模式図である。それぞれ別の断面図を用いたのは本特許をわかりやすく解説するためである。まず、図2によりB−B断面図の製造工程に関して説明する。 2A to 2F are cross-sectional views taken along the line BB in FIG. 3A, and are schematic cross-sectional views illustrating the basic manufacturing process of the ink jet recording head of the present invention. The different sectional views were used to explain this patent in an easy-to-understand manner. First, the manufacturing process of the BB sectional view will be described with reference to FIG.
図2−(A)に示される基板1上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子3が複数個配置されている。今回使用した基板の結晶方位は100を使用したが、110のものでも同様の結果となることはいうまでもない。また前記基板1の裏面はSiO2膜2が形成されている。そして、アルカリ性の溶液によってインク供給口を形成するときに、表面の寸法を精度良く加工するための犠牲層4が基板1に設けてある。ヒーター3の配線やそのヒーターを駆動するための半導体素子は不図示である。この犠牲層はアルカリ溶液でエッチングできるものであれば良く、ポリシリコンやアルミで形成される。好ましくはアルカリ溶液に対してエッチング速度の速いアルミ、アルミシリコン、アルミ銅、アルミシリコン銅などが良い。
A plurality of ink ejection
まず、基板1の裏面に第1の樹脂層14を塗布し、その第1の樹脂層14をパターニングするために、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、前記基板1の裏面の第1樹脂層14をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。この後同様に第2の樹脂層15を塗布し、その第2の樹脂層15をパターニングするために、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、前記基板1の裏面の第2樹脂層15をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。このように基板裏面へパターニングする時は、表面を保護して行っても良いことは言うまでもない。そして表面にノズルの流路となる型材料であるポジ型レジスト(ODUR:東京応化製)7をパターニングする。このように形成した第1の樹脂層14と第2の樹脂層15との関係は図2−(B)に示すように第2の樹脂層の方が開口幅が広く、第1の樹脂層の方が開口幅が狭い形状になっている。
First, a
次に図2−(C)に示すように、型材料4上に被覆樹脂層8(CR)をスピンコート等により形成する。前記被覆樹脂層8上には撥水層9がドライフィルムのラミネート等により形成されている。インク吐出口13は、被覆樹脂層15(CR)が感光性樹脂層なので、紫外線やDeep UV光等による露光、現像を行ってパターニングして形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, a coating resin layer 8 (CR) is formed on the mold material 4 by spin coating or the like. A
次に図2−(D)に示すように、型材料7および被覆樹脂層15等がパターン形成されている前記基板1の表面および側面をスピンコート等による塗布を行い、保護材11で覆う。前記保護材11は異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に十分耐えうる材料であり、そのため異方性エッチングを行うことによる前記撥水層9等の劣化等を防ぐことが可能となる。前記基板1の裏面のSiO2膜2は、前記第2の樹脂層14をマスクとしてウェットエッチング等によりパターニングされ、異方性エッチングの開始面12となりSi面が露出される。次に前記基板1にインク供給口を設ける。このインク供給口は、基板を化学的にエッチング、例えばTMAH等の強アルカリ溶液による異方性エッチングにより形成する。図2−(E)に異方性エッチングの途中工程を示す。異方性エッチングでシリコンをエッチングした後、犠牲層4に到達し、エッチングの早い犠牲層は横方向にエッチングが進む。そして図2−(F)に示すように、まず、異方性エッチング時に発生した酸化膜2のバリをウェットエッチングによりエッチングする。その後、第1の樹脂層が残るように第2の樹脂層を裏面からエッチングし、第1の樹脂層14が残ることでウエハ全体の反りを防ぐ働きをする。従来の工程ではこの樹脂を除去するときに表面に形成した感光性樹脂により引っ張り方向に応力が加わり、ウエハに反りが発生し、不図示であるノズル流路17とインク供給口13の間に形成されているメンブレン膜の割れ等が発生し、歩留りを落としていた。
Next, as shown in FIG. 2D, the surface and side surfaces of the
次に保護材11を除去した後、型材料7を、前記インク吐出口10および前記インク供給口13から溶出させることにより、インク流路および発泡室が形成される。型材料7の除去は、Deep UV光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬すれば十分である。
Next, after removing the
以上の工程によりノズル部が形成されたインクジェット記録ヘッド用基板19を、ダイシングソー等により分離切断、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子3を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成する。
The ink jet
このインクジェット記録ヘッドはノズルやインク供給口を形成している工程で、裏面に樹脂を残す工程にしているため、表面に形成した感光性樹脂の引っ張り応力を押さえ、反りを押さえることで、メンブレン割れ等の不良発生を防ぐことができる。 Since this inkjet recording head is a process that leaves the resin on the back side in the process of forming the nozzles and ink supply ports, it suppresses the tensile stress of the photosensitive resin formed on the surface and suppresses the warp, thereby The occurrence of defects such as these can be prevented.
1 シリコン基板
2 酸化膜
3 インク吐出エネルギー発生素子
4 犠牲層
5 第1の樹脂層
6 第2の樹脂層
7 型材
8 感光性樹脂(流路・オリフィス形成部材)
9 撥水層
10 吐出口
11 保護材
12 エッチング開始面
13 インク供給口
14 第1の樹脂層
15 第2の樹脂層
16 従来のインク流路等が形成されたインクジェット記録ヘッド用基板
17 インク流路
18 ボンディングパッド
19 インク流路、裏面樹脂層等が形成されたインクジェット記録ヘッド用基板
DESCRIPTION OF
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Claims (5)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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2005
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