JP2007216467A - Method for manufacturing liquid droplet delivering head and method for manufacturing liquid droplet delivering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a droplet discharge head such as an inkjet head and a method for manufacturing a droplet discharge device.
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、一般に、インク滴を吐出するための複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、このノズルプレートに接合されノズルプレートとの間で上記ノズル孔に連通する吐出室、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティプレートとを備え、駆動部により吐出室に圧力を加えることによりインク滴を選択されたノズル孔より吐出するように構成されている。駆動手段としては、静電気力を利用する方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット(登録商標)方式等がある。 As a droplet discharge head for discharging droplets, for example, an inkjet head mounted on an inkjet recording apparatus is known. Ink jet heads generally include a nozzle plate in which a plurality of nozzle holes for discharging ink droplets are formed, and an ink in a discharge chamber, a reservoir, or the like that is joined to the nozzle plate and communicates with the nozzle holes. And a cavity plate in which a flow path is formed, and an ink droplet is ejected from a selected nozzle hole by applying pressure to the ejection chamber by a driving unit. As a driving means, there are a method using an electrostatic force, a piezoelectric method using a piezoelectric element, a bubble jet (registered trademark) method using a heating element, and the like.
静電駆動方式のインクジェットヘッドでは、吐出室の底面が弾性変形可能な振動板として形成されており、この振動板に、ギャップを介して個別電極が対向配置され、振動板と個別電極との間に駆動電圧を印加することにより静電気力を発生させ、その静電気力により振動板を変形させ、ノズルから液滴を吐出させるようにしている。 In the electrostatic drive type inkjet head, the bottom surface of the discharge chamber is formed as an elastically deformable diaphragm, and an individual electrode is disposed opposite to the diaphragm with a gap between the diaphragm and the individual electrode. An electrostatic force is generated by applying a drive voltage to the diaphragm, the diaphragm is deformed by the electrostatic force, and droplets are ejected from the nozzle.
ここで、一般的に静電駆動方式のインクジェットヘッドにおいて、振動板と個別電極との間のギャップは、大気と連通している配線経路の任意箇所において、封止材によって封止されている。これは、振動板の底面や個別電極の表面に水分が付着して、静電吸引力及び静電反発力が低下するのを防止するためである。 Here, in general, in an electrostatic drive type ink-jet head, a gap between the diaphragm and the individual electrode is sealed with a sealing material at an arbitrary position in a wiring path communicating with the atmosphere. This is to prevent water from adhering to the bottom surface of the diaphragm and the surface of the individual electrode, thereby reducing electrostatic attraction and electrostatic repulsion.
振動板と個別電極との間のギャップを大気と遮断するための封止技術としては、大気と連通している配線経路の任意箇所に、CVD法等により酸化膜(封止材)を堆積させて封止する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 As a sealing technique for blocking the gap between the diaphragm and the individual electrode from the atmosphere, an oxide film (sealing material) is deposited by CVD or the like at an arbitrary position on the wiring path communicating with the atmosphere. There is a method of sealing (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、インクジェットヘッドの構造上、封止部に近接して個別電極の電極取り出し口部(以下、端子部)が配置されているため、特許技術文献1の方法で封止部に封止材を堆積するに際し、端子部上にも封止材が堆積してしまっていた。このため、端子部上の封止材を除去する除去工程が必要となっていた。このように端子部上から封止材だけを除去する際には、端子部及び封止部の封止材にダメージを与えてしまう可能性があり、あまり好ましい方法ではなかった。 However, due to the structure of the inkjet head, an electrode outlet port portion (hereinafter referred to as a terminal portion) of the individual electrode is disposed in the vicinity of the sealing portion. At the time of deposition, the sealing material was deposited on the terminal portion. For this reason, the removal process which removes the sealing material on a terminal part was needed. Thus, when only the sealing material is removed from the terminal portion, there is a possibility of damaging the sealing material of the terminal portion and the sealing portion, which is not a preferable method.
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、端子部上から封止材を除去する除去工程を不要とし、生産性向上及び信頼性向上を図ることが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and eliminates the need for a removal step of removing the sealing material from the terminal portion, and can improve productivity and reliability. And a method of manufacturing a droplet discharge device.
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、個別電極と個別電極の端子部とが凹部内に形成された電極基板と、液体を貯えて吐出させる吐出室となる凹部が少なくとも形成されるシリコン基板とを、個別電極と吐出室の底面となる部分をギャップを介して対向させて接合する接合工程と、電極基板と接合されたシリコン基板に、少なくとも吐出室となる凹部を形成するとともに、ギャップを封止するための封止部に対応する部分と端子部に対応する電極取出し口部分とを貫通形成する工程と、ギャップを封止する封止工程とを有し、封止工程は、封止部に対応する部分と電極取り出し口部に対応する部分とが開口した第1マスク基板をシリコン基板に密着させてシリコン基板をカバーする工程と、第1マスク基板の電極取り出し口部に対応する部分の開口から電極取り出し口部内に第1保護部材を挿入し、端子部の表面に密着させて端子部を保護する保護工程と、第1マスク基板の封止部に対応する部分の開口を介して封止部に封止材を堆積してギャップを封止する封止材堆積工程とから構成されるものである。
これにより、端子部上に封止材が成膜されるのを防止でき、従来のように端子部上の封止材の除去工程が不要となり、生産性が向上し、端子部の表面に何らエッチング処理等を行必要がないため、従来に比べて信頼性の高い液滴吐出ヘッドを製造できる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes an electrode substrate in which individual electrodes and terminal portions of individual electrodes are formed in recesses, and silicon in which at least recesses serving as discharge chambers for storing and discharging liquid are formed. A bonding step of bonding the substrate with the individual electrode and the bottom portion of the discharge chamber facing each other via a gap, and forming at least a recess serving as a discharge chamber in the silicon substrate bonded to the electrode substrate; A step of penetrating and forming a portion corresponding to the sealing portion for sealing the electrode and an electrode outlet portion corresponding to the terminal portion, and a sealing step for sealing the gap. A first mask substrate having a portion corresponding to the stop portion and a portion corresponding to the electrode extraction port portion opened to be in close contact with the silicon substrate to cover the silicon substrate; and corresponding to the electrode extraction port portion of the first mask substrate. The first protective member is inserted into the electrode outlet port from the opening of the part, and the protective part protects the terminal part by closely contacting the surface of the terminal part, and the opening of the part corresponding to the sealing part of the first mask substrate And a sealing material depositing step of sealing the gap by depositing a sealing material on the sealing portion.
As a result, it is possible to prevent the sealing material from being formed on the terminal portion, and the conventional step of removing the sealing material on the terminal portion is not required, so that productivity is improved and the surface of the terminal portion is improved. Since it is not necessary to perform an etching process or the like, it is possible to manufacture a droplet discharge head with higher reliability than in the past.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、保護工程と封止材堆積工程との間に、封止部に対応する部分が開口された第2マスク基板を第1マスク基板上に密着させる工程を行い、封止材堆積工程において、第1マスク基板の表面及び第1保護部材の表面に封止材が堆積されるのを防止するものである。
これにより、第1マスク基板の表面及び第1保護部材の表面に封止材が堆積されるのを防止でき、第1マスク基板及び第1保護部材に反りが生じてシリコン基板表面や端子部表面に封止材が成膜されるのを防止することができる。
Also, in the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, the second mask substrate having an opening corresponding to the sealing portion is provided on the first mask substrate between the protection step and the sealing material deposition step. In the sealing material deposition step, the sealing material is prevented from being deposited on the surface of the first mask substrate and the surface of the first protective member.
As a result, it is possible to prevent the sealing material from being deposited on the surface of the first mask substrate and the surface of the first protective member, and the warp occurs in the first mask substrate and the first protective member, and the surface of the silicon substrate and the surface of the terminal portion. It is possible to prevent the sealing material from being formed on the film.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第1マスク基板と第2マスク基板の2枚のマスク基板を用いるのに代えて、第1マスク基板と第2マスク基板とを一体化した構造の第3マスク基板を用いるようにしたものである。
これにより、工程数を低減することができる。
Further, in the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, the first mask substrate and the second mask substrate are integrated instead of using the two mask substrates of the first mask substrate and the second mask substrate. A third mask substrate having the structure described above is used.
Thereby, the number of processes can be reduced.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基板に吐出室となる凹部、封止部及び電極取り出し口部を形成する工程と封止工程との間に、シリコン基板の表面に液滴保護膜を形成する液滴保護膜形成工程を有し、液滴保護膜形成工程では、シリコン基板の電極取り出し口部内に第2保護部材を挿入し、端子部の表面に密着させて端子部を保護した状態で、液滴保護膜を形成するものである。
これにより、端子部上に液滴保護膜が成膜されるのを防止することができる。
In addition, the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes a step of forming a recess, a sealing portion, and an electrode extraction port portion serving as a discharge chamber in a silicon substrate, and a sealing step between the step of forming the recess. A droplet protective film forming step for forming a droplet protective film, and in the droplet protective film forming step, a second protective member is inserted into the electrode outlet port portion of the silicon substrate and is brought into close contact with the surface of the terminal portion. The droplet protective film is formed in a state where the portion is protected.
Thereby, it is possible to prevent the droplet protective film from being formed on the terminal portion.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴保護膜形成工程において、シリコン基板の電極取り出し口部内に第2保護部材を挿入する際のガイドとなる挿入ガイドをシリコン基板上に載せ、その状態で、第2保護部材の挿入を行うものである。
これにより、第2保護部材の挿入時の作業性を高め、第2保護部材のズレをなくし、端子部上に液滴保護膜が成膜されるのを確実に防止することができる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, an insertion guide serving as a guide for inserting the second protective member into the electrode outlet port of the silicon substrate is formed on the silicon substrate in the droplet protective film forming step. In this state, the second protective member is inserted.
Thereby, the workability at the time of insertion of the second protective member can be improved, the displacement of the second protective member can be eliminated, and the droplet protective film can be reliably prevented from being formed on the terminal portion.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、封止材堆積工程において、TEOS膜、Al2O3膜、TEOS膜の順に積層するものである。
このように、水分透過防止性の高いAl2O3膜を、短時間での成膜が容易なTEOS膜の間に挟んだ構成とすることで、形成時間を短縮しながらも水分透過防止性に優れた封止部を構成できる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, a TEOS film, an Al2O3 film, and a TEOS film are laminated in this order in the sealing material deposition step.
In this way, the Al 2 O 3 film having a high moisture permeation prevention property is sandwiched between TEOS films that can be easily formed in a short time, so that the water permeation prevention property can be reduced while shortening the formation time. It is possible to configure an excellent sealing part.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、CVD法により封止材を堆積するものである。
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、スパッタ法により封止材を堆積するものである。
このようにCVD法やスパッタ法により封止材を堆積させて封止することによって、複数のウエハに対して一度に封止処理を確実に行うことができ、製造効率が良く、信頼性の高い気密封止を行うことができる。
Further, the manufacturing method of the droplet discharge head according to the present invention deposits the sealing material by the CVD method.
Further, the manufacturing method of the droplet discharge head according to the present invention deposits the sealing material by the sputtering method.
Thus, by sealing and depositing a sealing material by CVD or sputtering, a plurality of wafers can be reliably sealed at a time, and manufacturing efficiency is high and reliability is high. Airtight sealing can be performed.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、各保護部材が、保護プレート又は保護テープからなるものである。
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、保護プレートがシリコンプレートからなるものである。
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、保護テープが耐熱テープからなるものである。
このように、保護部材としては、保護プレート又は保護テープが用いられ、保護プレートの場合、シリコンプレートを採用でき、保護テープの場合、耐熱テープを採用できる。これにより、CVD法やスパッタ法において、弊害のない確実な成膜を行うことができる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, each protective member is formed of a protective plate or a protective tape.
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, the protective plate is made of a silicon plate.
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, the protective tape is made of a heat-resistant tape.
As described above, a protective plate or a protective tape is used as the protective member. In the case of the protective plate, a silicon plate can be adopted, and in the case of the protective tape, a heat-resistant tape can be adopted. Thereby, reliable film formation without harmful effects can be performed in the CVD method or the sputtering method.
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、各マスク基板がシリコンプレートからなるものである。
このように各マスク基板としてシリコンプレートを用いることにより、マスク形状をエッチングにより簡単に形成することができる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, each mask substrate is made of a silicon plate.
Thus, by using a silicon plate as each mask substrate, the mask shape can be easily formed by etching.
また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の何れかの液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して、液滴吐出装置を製造するものである。
これにより、信頼性の高い液滴吐出装置を得ることができる。
In addition, a method for manufacturing a droplet discharge device according to the present invention is a method for manufacturing a droplet discharge device by applying any one of the above-described methods for manufacturing a droplet discharge head.
Thereby, a highly reliable droplet discharge device can be obtained.
実施形態1.
以下、本発明の製造方法により製造された液滴吐出ヘッドの実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、フェイス吐出型の静電駆動方式のインクジェットヘッドについて図1乃至図3を参照して説明する。なお、本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではなく、エッジ吐出型の液滴吐出ヘッドにも同様に適用することができるものである。
Hereinafter, embodiments of a droplet discharge head manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, as an example of the droplet discharge head, a face discharge type electrostatic drive type inkjet head will be described with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to the structure and shape shown in the following drawings, and can be similarly applied to an edge discharge type droplet discharge head.
図1は、本実施形態1に係るインクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図であり、一部を断面で表してある。図2は、図1の右半分の概略構成を示すインクジェットヘッドの断面図である。図3は、図2のインクジェットヘッドの上面図である。なお、図1および図2では、通常使用される状態とは上下逆に示されている。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing an exploded schematic configuration of the ink jet head according to the first embodiment, and a part thereof is shown in cross section. FIG. 2 is a cross-sectional view of the inkjet head showing a schematic configuration of the right half of FIG. FIG. 3 is a top view of the inkjet head of FIG. 1 and 2 are shown upside down from a state in which they are normally used.
本実施形態1のインクジェットヘッド(液滴吐出ヘッドの一例)10は、図1および図2に示すように、複数のノズル孔11が所定のピッチで設けられたノズルプレート1と、各ノズル孔11に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティプレート2と、キャビティプレート2の振動板22に対峙して個別電極31が配設された電極基板3とが貼り合わされた構成となっている。その製造方法については後で詳しく説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the inkjet head 10 (an example of a droplet discharge head) 10 according to the first embodiment includes a
ノズルプレート1は、例えば厚さ180μmのシリコン単結晶基板(以下、単にシリコン基板とも称する)から作製されている。ノズルプレート1は、複数のノズル孔11が設けられる領域に凹部12が形成され、この凹部12の底面にインク液滴を吐出するためのノズル孔11が開口している。すなわち、ノズル部分の長さ(基板厚み)を凹部12により薄肉化することにより各ノズル孔11の流路抵抗を調整している。これにより、均一な吐出性能を確保するとともに、吐出面(凹部12の底面)に記録用紙などの他の物体が直接接触することがないので、記録用紙の汚損やノズル孔11の先端の損傷などを防止することができる。
The
インク滴を吐出するためのノズル孔11は、例えば径の異なる2段の円筒状に形成されたノズル孔部分、すなわち径の小さい噴射口部分11aとこれよりも径の大きい導入口部分11bとから構成されている。噴射口部分11aおよび導入口部分11bは基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられており、噴射口部分11aは先端がノズルプレート1の表面に開口し、導入口部分11bはノズルプレート1の裏面(キャビティプレート2と接合される接合側の面)に開口している。
The nozzle holes 11 for ejecting ink droplets are composed of, for example, two-stage cylindrical nozzle holes having different diameters, that is, an
上記のように、ノズル孔11を噴射口部分11aとこれよりも径の大きい導入口部分11bとから2段に構成することにより、インク滴の吐出方向をノズル孔11の中心軸方向に揃えることができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができる。すなわち、インク滴の飛翔方向のばらつきがなくなり、またインク滴の飛び散りがなく、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。また、ノズル密度を高密度化することが可能である。
As described above, the
また、ノズルプレート1の図2において下面(キャビティプレート2との接合側の面)にはインク流路の一部を形成するオリフィス(細溝)13が設けられている。また、後述するキャビティプレート2のリザーバ23に対応する位置に凹部により薄肉化されたダイヤフラム部14が設けられている。ダイヤフラム部14はリザーバ23内の圧力変動を抑制するために設けられている。
Further, in FIG. 2 of the
キャビティプレート2は、例えば厚さ約50μmの(110)面方位のシリコン単結晶基板(この基板も以下、単にシリコン基板とも称する)から作製されている。このシリコン基板はボロンドープ層を有し、シリコン基板に異方性ウェットエッチングを施すことにより、インク流路の吐出室21およびリザーバ23を構成するための凹部24、25が高精度に形成される。凹部24は前記ノズル孔11に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、図2に示すようにノズルプレート1とキャビティプレート2を接合した際、各凹部24は吐出室21を構成し、それぞれノズル孔11に連通しており、またインク供給口である前記オリフィス13ともそれぞれ連通している。そして、吐出室21(凹部24)の底壁を構成するボロンドープ層の厚さにより厚さ精度の高い振動板22が構成されている。
The
他方の凹部25は、液状材料のインクを貯留するためのものであり、各吐出室21に共通のリザーバ(共通インク室)23を構成する。そして、リザーバ23(凹部25)はそれぞれオリフィス13を介して全ての吐出室21に連通している。また、リザーバ23の底部には後述する電極基板3を貫通する孔が設けられ、この孔のインク供給口35を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給されるようになっている。
The other recess 25 is for storing liquid material ink, and constitutes a common reservoir (common ink chamber) 23 for each
また、キャビティプレート2の下面すなわち電極基板3と対向する面にはプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)によりTEOS(Tetraethylorthosilicate Tetraethoxysilane:テトラエトキシシラン、珪酸エチル)膜からなる絶縁膜26が約0.1μmの厚さで形成されている。この絶縁膜26は、インクジェットヘッドを駆動させた時の絶縁破壊や短絡を防止する目的で設けられる。
キャビティプレート2の上面すなわちノズルプレート1と対向する面(吐出室21、リザーバ23の内面を含む)には、インク保護膜27となるTEOS膜がプラズマCVDにより形成されている。このインク保護膜27は、インクにより流路の腐食を防ぐために設けられている。
An insulating
On the upper surface of the
電極基板3は、例えば厚さ約1mmのガラス基板から作製される。中でも、キャビティプレート2のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。これは、電極基板3とキャビティプレート2を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板3とキャビティプレート2との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極基板3とキャビティプレート2を強固に接合することができるからである。
The
電極基板3には、キャビティプレート2の各振動板22に対向する面の位置にそれぞれ凹部32が設けられている。凹部32は、エッチングにより深さ約0.2μmで形成されている。そして、各凹部32の底面には、一般に、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)からなる個別電極31が、例えば約0.1μmの厚さでスパッタにより形成されている。その際、等電位接点33となるITOパターンも同時に形成されている。
したがって、振動板22と個別電極31との間に形成されるギャップ(空隙)は、この凹部32の深さ、個別電極31および振動板22を覆う絶縁膜26の厚さにより決まることになる。このギャップ(電極間ギャップ)はインクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響する。ここで、個別電極31および等電位接点33の材料はITOに限定するものではなく、クロム等の金属等を用いてもよいが、後述するように等電位接点33も同時に形成できること、ITOは透明であるので電極間ギャップ内の検査が行いやすいことなどの理由から、一般にITOが用いられる。
The
Therefore, the gap (gap) formed between the
個別電極31は、リード部31aと、フレキシブル配線基板(図示せず)に接続される端子部31bとを有する。これらの端子部31bは、図1乃至図3に示すように、配線のためにキャビティプレート2の末端部が開口された電極取り出し口部29内に露出している。
The
上述したように、ノズルプレート1、キャビティプレート2、および電極基板3は、図2に示すように貼り合わせることによりインクジェットヘッド10の本体部が作製される。さらに、振動板22と個別電極31との間に形成される電極間ギャップの開放端部(封止部)30はプラズマCVD法等によって封止材37を堆積して封止される。本例では、封止材37としては、TEOS膜とAl2O3膜が用いられ、TEOS膜、Al2O3膜、TEOS膜の順に積層して封止成膜が行われる。このように電極間ギャップを封止することにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップへ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド10の信頼性を高く保持することができる。
As described above, the
そして最後に、図2、図3に簡略化して示すように、ICドライバ等の駆動制御回路4が各個別電極31の端子部31bとキャビティプレート2上に設けられた共通電極28とに前記フレキシブル配線基板(図示せず)を介して接続される。
以上により、インクジェットヘッド10が完成する。
Finally, as shown in a simplified manner in FIGS. 2 and 3, a drive control circuit 4 such as an IC driver is connected to the
Thus, the
次に、以上のように構成されるインクジェットヘッド10の動作を説明する。
駆動制御回路4は、個別電極31に電荷の供給および停止を制御する発振回路である。この発振回路は例えば24kHzで発振し、個別電極31に例えば0Vと30Vのパルス電位を印加して電荷供給を行う。発振回路が駆動し、個別電極31に電荷を供給して正に帯電させると、振動板22は負に帯電し、個別電極31と振動板22間に静電気力(クーロン力)が発生する。したがって、この静電気力により振動板22は個別電極31に引き寄せられて撓む(変位する)。これによって吐出室21の容積が増大する。そして、個別電極31への電荷の供給を止めると振動板22はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室21の容積が急激に減少するため、そのときの圧力により吐出室21内のインクの一部がインク滴としてノズル孔11より吐出する。振動板22が次に同様に変位すると、インクがリザーバ23からオリフィス13を通じて吐出室21内に補給される。
Next, the operation of the
The drive control circuit 4 is an oscillation circuit that controls the supply and stop of charges to the
本実施形態1のインクジェットヘッド10は、前述したように、ノズル孔11がノズルプレート1の表面(吐出面)に対して垂直な筒状の噴射口部分11aと、この噴射口部分11aと同軸上に設けられ噴射口部分11aよりも径の大きい導入口部分11bとから構成されているため、インク滴をノズル孔11の中心軸方向に真っ直ぐに吐出させることができ、きわめて安定した吐出特性を有する。
さらに、導入口部分11bの横断面形状を円形や四角形などに形成することができるので、インクジェットヘッド10の高密度化を図ることができる。
As described above, the
Furthermore, since the cross-sectional shape of the
なお、ノズル孔11の噴射口部分11aおよび導入口部分11bの横断面形状は特に限定されるものではなく、角形や円形などに形成される。但し、円形にする方が吐出特性や加工性の面で有利となるので好ましい。
In addition, the cross-sectional shape of the
次に、このインクジェットヘッド10の製造方法について図4乃至図9を参照して説明する。なお、以下において示す具体的な数値等の物理量はあくまでも一例を示すものであり、これに限定されるものではない。
図4は電極ガラス基板301の一部分を上から見た上面図であり、あるヘッドチップ(インクジェットヘッド)の電極ガラス基板を表している。図5は電極ガラス基板301の等電位接点33部分を拡大して表した断面図である。図6乃至図9はインクジェットヘッド10の製造方法を示す製造工程の断面図である。なお、図6(a)から(d)までは電極ガラス基板301の等電位接点33部分における断面を示し、図6(e)以降は電極ガラス基板301の個別電極31部分における断面を示す。
Next, a method for manufacturing the
FIG. 4 is a top view of a part of the
まず、図4および図6(a)に示すように、個別電極31と等電位接点33を有する電極基板3の基本となる電極ガラス基板301を作製する。この工程では、ガラス基板300として、例えば厚さ約1mmの硼珪酸系の耐熱硬質ガラス基板を使用し、このガラス基板300に対し、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してふっ酸によってエッチングすることにより、電極部(個別電極31、リード部31a、および端子部31bからなる電極部をいう)の形状パターンに合わせて約0.2μmの深さの凹部32を形成する。等電位接点33となる部分については、図4に示すように、ガラス基板300の表面上に接点部を形成するようにエッチングを行わずに、残しておく。ここで、等電位接点33の形状については、電極部とシリコン基板とを接触させて等電位にすることができればその形状は問わない。
First, as shown in FIG. 4 and FIG. 6A, an
そして、凹部32、34の形成後、ガラス基板300の表面に、例えばスパッタ法により約0.1μmの厚さで電極部となるITO膜を成膜し、フォトリソグラフィー方式で凹部32の底面に個別電極31を形成する。その際には、等電位接点33となる部分にも同様にITO膜を形成し、パターニングする。
そして最後に、ガラス基板300の表面側から、例えばサンドブラスト法またはドリル等を用いた切削加工によりインク供給口35および大気開放穴38を形成する。
以上により、電極ガラス基板301が作製される。
Then, after forming the
Finally, the
Thus, the
次に、図6(b)に示すように、(110)を面方位とする酸素濃度の低い単結晶シリコン基板の片面を鏡面研磨し、約220μmの厚さのシリコン基板200を作製する。
その後、このシリコン基板200に振動板22となるボロンドープ層201を形成する方の面を、B2O3を主成分とする固体の拡散源に対向させて石英ボートにセットする。そして、縦型炉にその石英ボートをセットし、炉内を窒素雰囲気にし、温度を1050℃に上昇させ、そのまま温度を7時間保持して、ボロンをシリコン基板200中に拡散させ、ボロンドープ層201を形成する。ボロンドープ工程では、シリコン基板200の投入温度を800℃とし、シリコン基板の取出し温度も800℃とすることが好ましい。これにより、酸素欠陥の成長速度が速い領域(600℃から800℃)をすばやく通過することができるため、酸素欠陥の発生を抑えることができる。また、ボロンドープ層201の表面にはボロン化合物が形成されるが(図示せず)、酸素及び水蒸気雰囲気中、600℃の条件で1時間30分酸化することで、ふっ酸水溶液によるエッチングが可能なB2O3+SiO2に化学変化させることができる。B2O3+SiO2に化学変化させた状態で、B2O3+SiO2をふっ酸水溶液にてエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 6B, one side of a single crystal silicon substrate having a low oxygen concentration with a plane orientation of (110) is mirror-polished to produce a
Thereafter, the surface on which the boron doped
そして、ボロンドープ層201を形成した面にプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりTEOS絶縁膜26を約0.1μmの厚さで成膜する。TEOS絶縁膜26の成膜は、例えば、温度360℃、高周波出力250W、圧力66.7Pa(0.5Torr)、ガス流量はTEOS流量100cm3/min(100sccm)、酸素流量1000cm3/min(1000sccm)の条件で行う。
次に、成膜したTEOS絶縁膜26の表面にレジストを塗布し、陽極接合時に等電位接点33が接触する窓部26aを開けるためのレジストパターニングを施し、ふっ酸水溶液でエッチングしTEOS絶縁膜26をパターニングする。そしてレジストを剥離する。
Then, a
Next, a resist is applied to the surface of the formed
次に、図6(c)に示すように、シリコン基板200と電極ガラス基板301を360℃に加熱した後、電極ガラス基板301に負極、シリコン基板200に正極を接続して、800Vの電圧を印加して陽極接合する(接合工程)。この時、電圧の昇圧レートを速くし過ぎると、等電位接点に大電流が流れ、ITO配線にダメージが加わってしまうため、電流が10mAを越さないように確認しながら、接合すると良い。
また、陽極接合時にはシリコン基板200と電極ガラス基板301の界面でガラスが電気化学的に分解され酸素が発生するケースがある。また加熱によって基板表面に吸着していたガスが発生するケースがある。これらのガスは大気開放穴38から外部へ排出されるので、電極間ギャップ内が正圧になることはない。したがって、後述するように吐出室となる凹部をエッチングにより形成したときに振動板が割れたりするような事態を防止することができる。
Next, as shown in FIG. 6C, after heating the
In addition, during anodic bonding, there are cases where glass is electrochemically decomposed at the interface between the
次に、図6(d)に示すように、陽極接合後、シリコン基板200の表面を、シリコン基板200の厚さが約60μmになるまで研削加工を行う。その後、加工変質層を除去するために、32wt%の濃度の水酸化カリウム溶液でシリコン基板200を約10μmエッチングする。これによりシリコン基板200の厚さは約50μmとなる。
なお、この研削工程及び加工変質層除去工程では、大気開放穴38からエッチング液が電極間ギャップ内に入り込まないように、例えば片面保護治具やテープ等を用いて、大気開放穴38を塞いで電極間ギャップ内部を保護する。なお、インク供給口35はこの段階ではシリコン基板200とガラス基板300の接合面で閉鎖されているので、インク供給口35を通じてエッチング液が電極間ギャップ内に入り込むことはない。
Next, as shown in FIG. 6D, after anodic bonding, the surface of the
In this grinding step and work-affected layer removal step, the
次に、図6(e)に示すように、シリコン基板200のエッチング面全面にプラズマCVDを用いてTEOSエッチングマスク204を約1.5μmの厚さで成膜する。TEOSエッチングマスク204の成膜は、例えば、温度360℃、高周波出力700W、圧力は33.3Pa(0.25Torr)、ガス流量はTEOS流量100cm3/min(100sccm)、酸素流量1000cm3/min(1000sccm)の条件で行う。
Next, as shown in FIG. 6E, a
次に、図6(f)に示すように、大気開放穴38に例えばエポキシ系接着剤を流し込み、大気開放穴38を封止する。これにより電極間ギャップは密閉状態となり、以後の工程で大気開放穴38から液体および気体が入り込むことはなくなる。
ついで、吐出室に対応する部分21aのTEOSエッチングマスク204をエッチングするために、レジストパターニング(図示せず)を施し、ふっ酸水溶液を用いてTEOSエッチングマスクが無くなるまでエッチングし、TEOSエッチングマスク204をパターニングする。エッチング後、レジストを剥離する。
Next, as shown in FIG. 6 (f), for example, an epoxy adhesive is poured into the
Next, in order to etch the
次に、図6(g)に示すように、リザーバ、封止部及び電極取出し口部に対応する部分23a、29a及び30aのTEOSエッチングマスク204をエッチングするために、レジストパターニング(図示せず)を施し、ふっ酸水溶液で約1.2μmエッチングしTEOSエッチングマスク204をパターニングする。これにより、リザーバ、封止部及び電極取出し口部に残っているTEOSエッチングマスク204の厚さは約0.3μmとなる。この残し厚さは所望のリザーバの深さによって変える必要がある。エッチング後、レジストを剥離する。
Next, as shown in FIG. 6G, resist patterning (not shown) is performed to etch the
次に、図7(i)に示すように、リザーバ、封止部及び電極取出し口部のTEOSエッチングマスク204を除去するため、ふっ酸水溶液に接合済み基板(シリコン基板200と電極ガラス基板301との接合後の基板をいう)を浸し、除去する。
次に、図7(j)に示すように、接合済み基板を35wt%と3wt%の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層201でのエッチングレート低下によるエッチングストップが十分効くまでウェットエッチングを続ける。前記2種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を用いたエッチングを行うことによって、振動板22の面荒れが抑制され、振動板22の厚さ精度を0.80±0.05μm以下にすることができ、インクジェットヘッドの吐出性能を安定化することができる。またリザーバ23、封止部30及び電極取出し口部29の厚さが約20μmとなるようにエッチング時間を制御する。
Next, as shown in FIG. 7 (i), in order to remove the
Next, as shown in FIG. 7 (j), the bonded substrate is immersed in an aqueous solution of potassium hydroxide having a concentration of 35 wt% and 3 wt%, and wet etching is performed until the etching stop due to the decrease in the etching rate in the boron doped
これは、リザーバ23、封止部30及び電極取出し口部29は振動板22部分に比べ、大きな面積を持つため、シリコンエッチングによって底部を薄くしていく場合、従来のように振動板22と同じ程度の厚さの薄膜が残るような構造であると、非常に剛性が弱く、機械的な振動や電極間ギャップ内に挟まった異物が押し上げる力等によって、割れる場合があるからである。そこで本実施形態1のように、20μm程度の厚さを持たせる構造にすれば、薄膜化していく工程で割れることがなくなり、電極間ギャップ内に薬液が浸入することを防ぐことができる。
This is because the
次に、図7(k)に示すように、シリコンエッチングが終了したら、接合済み基板をふっ酸水溶液に浸し、シリコン基板表面のTEOSエッチングマスク204を剥離する。
次に、図7(l)に示すように、電極取出し口部29及び封止部30に残っているシリコン薄膜を除去するために、シリコンマスク(図示せず)をシリコン基板表面に取り付け、RFパワー200W、圧力40Pa(0.3Torr)、CF4流量30cm3/min(30sccm)の条件で、RIEドライエッチングを約1時間行い、電極取出し口部29及び封止部30のみにプラズマを当て、開口する。この時、電極間ギャップ内は大気開放される。
シリコンマスクの装着は接合済み基板とシリコンマスクにピンを通すピンアライメントにより行われる。
Next, as shown in FIG. 7K, after the silicon etching is completed, the bonded substrate is immersed in a hydrofluoric acid aqueous solution, and the
Next, as shown in FIG. 7L, a silicon mask (not shown) is attached to the surface of the silicon substrate in order to remove the silicon thin film remaining in the
The silicon mask is mounted by pin alignment in which pins are passed through the bonded substrate and the silicon mask.
次に、図7(m)に示すように、次工程の保護部材(保護プレート又は保護テープ)41をセットするための挿入ガイド40をキャビティプレート2上に載置する。この挿入ガイド40は、本例ではシリコンプレートで構成されており、図10にその平面図を示すように、電極取り出し口部29に対応する開口40aと、封止部30に対応する開口40bと、インク保護膜形成が必要な部分に対応した開口40cが形成されている。かかる構成の挿入ガイド40をキャビティプレート2上に載置することにより、電極取り出し口部29及び封止部30の上方周囲に挿入ガイド壁を形成している。なお、この挿入ガイド40は、接合済み基板が一定量以上の厚さを有するものであって、次工程の保護部材41の挿入作業に際し、作業性に特に問題なければ用いなくても良い。
Next, as shown in FIG. 7 (m), the
そして、図7(n)に示すように、端子部31bの表面を保護するための保護部材41を、挿入ガイド40を利用して電極取り出し口29内に挿入し、端子部31bの表面に密着させ、端子部31bの表面を保護する。保護部材41は、保護プレート又は保護テープから構成され、保護プレートで構成する場合には、端子部31bとの密着性を高めるため、保護プレートそのものに反りが生じない程度の厚さのものを採用する。保護プレートは具体的には例えばシリコンプレートで構成され、保護テープは例えば耐熱テープで構成される。
Then, as shown in FIG. 7 (n), a
次に、図7(o)に示すように、シリコン基板200の上面にプラズマCVD法によりTEOSインク保護膜27を約0.1μmの厚さで成膜する(液滴保護膜形成工程)。TEOSインク保護膜27の成膜は、例えば、温度360℃、高周波出力250W、圧力66.7Pa(0.5Torr)、ガス流量はTEOS流量100cm3/min(100sccm)、酸素流量1000cm3/min(1000sccm)の条件で行う。TEOSインク保護膜17は、プラズマCVD法以外にもスパッタ法によって成膜したSiO2膜でもよい。
インク保護膜27にはインクによる流路の腐食を防ぐといった効果のほか、絶縁膜26の応力とTEOSインク保護膜27の応力が相殺されるため、振動板22の反りが小さくなるといった効果もある。
ここで、端子部31bの表面上には保護部材41が密着しているので、TEOSインク保護膜27の成膜に際し、端子部31bの表面にTEOSインク保護膜27が成膜されるのを防止することができる。
インク保護膜27成膜後、挿入ガイド40と保護部材41を除去する。
Next, as shown in FIG. 7 (o), a TEOS ink
In addition to the effect of preventing the ink flow path from being corroded by the ink
Here, since the
After the ink
なお、本例では、電極取出し口部29の開口後にインク保護膜27を成膜しているが、これは、電極取出し口部29の開口前にインク保護膜27を成膜した場合に起こりうる、電極取り出し口部29の割れを回避するためである。すなわち、電極取出し口部29の開口前にインク保護膜27を成膜した場合、ギャップ内が密閉状態であるので、成膜時の処理温度によってギャップ内の気体が膨張し、薄膜部となっている電極取り出し口部29が割れることがある。これは、電極取出し口部29は、振動板22となる個々の吐出室底面よりも面積が大きいため、剛性が弱くなっているからである。したがって、本例のように、まず電極取出し口部29を開口してギャップ内を大気開放する必要がある。
In this example, the ink
次に、電極間ギャップと大気との連通を遮断するために封止する封止工程を行う。封止工程は、封止部30に封止材37を堆積する工程に先だって行う前処理工程も含めて図8(p)〜図8(s)の工程から構成される。以下、順に説明する。
まず、図8(p)に示すように、封止部30及び端子部31bに対応した部分が開口された第1マスク基板42をキャビティプレート2の上面に密着させ、封止部30及び端子部31b以外の部分をカバーする。第1マスク基板42の装着は、接合済み基板と第1マスク基板42にピンを通すピンアライメントにより行われる。この第1マスク基板42には、例えば厚さ200〜500μmのシリコンプレートやカーボンプレート、アルミプレートが用いられる。
続いて、図8(q)に示すように、第1マスク基板42に形成された開口を挿入ガイドとして保護部材43を挿入し、端子部31bの表面に密着させて端子部31bを保護する(保護工程)。
そして、図8(r)に示すように、更にその上に、封止部30に対応する部分のみが開口した第2マスク基板44を第1マスク基板42上に密着させ、第1マスク基板42の表面及び保護部材43の表面をカバーする。第2マスク基板44の装着は、接合済み基板と第2マスク基板42にピンを通すピンアライメントにより行われる。この第2マスク基板44には、例えば厚さ200〜500μmのシリコンプレートやカーボンプレート、アルミプレートが用いられる。
Next, a sealing step for sealing is performed to block communication between the gap between the electrodes and the atmosphere. The sealing step includes the steps of FIGS. 8P to 8S including the pretreatment step performed prior to the step of depositing the sealing
First, as shown in FIG. 8 (p), the
Subsequently, as shown in FIG. 8 (q), the
Then, as shown in FIG. 8 (r), a
そして、図8(s)に示すように、プラズマCVD法により封止部30に封止材37を堆積して封止部30を封止する(封止材堆積工程)。封止材37としては、本例ではTEOS膜とAl2O3膜が用いられ、TEOS膜、Al2O3膜、TEOS膜の順に積層し、全体として例えば約3μmの厚みに形成されて電極間ギャップを封止する。なお、プラズマCVD法以外にもスパッタリング法によって成膜したSiO2膜やSiO2 +Al2O3+SiO2 の積層膜を用いてもよい。
Then, as shown in FIG. 8S, a sealing
ここで、第1マスク基板42の上に、更に第2マスク基板44を載せるのは、以下の理由による。第2マスク基板44を載せずに封止材37を約3μmという厚膜で成膜すると、封止部30に封止材37が成膜されるのと同時に、保護部材43の表面及び第1マスク基板42の表面にも封止材37が成膜される。このように保護部材43の表面に封止材37が厚膜で成膜されると、膜応力により保護部材43が反ってしまう。すると、端子部31bと保護部材43との間に隙間ができ、成膜ガスがその隙間に回り込んで端子部31b上に封止材37が成膜されてしまう。また、第1マスク基板42の表面に封止材37が成膜された場合にも同様に、第1マスク基板42に反りが生じ、シリコン基板200の表面に封止材37が成膜される可能性がある。これらの不都合を防止するために、第1マスク基板42の上に、更に第2マスク基板44を載せ、保護部材43の表面及び第1マスク基板42の表面に封止材37が成膜されないようにしている。
Here, the
なお、図7(o)に示したTEOSインク保護膜27の成膜の際には、保護部材41の表面上に直接TEOSインク保護膜27を成膜するようにしているが、TEOSインク保護膜27は、封止材37の膜厚に比べて格段に薄く、膜応力も小さいことから、反りが生じない程度の保護部材41を採用しておくことにより、マスク基板を用いなくても問題ない。
When forming the TEOS ink
また、本例では、2枚のマスク基板42、44を用いているが、2枚のマスク基板42、44を用いるのに代えて、図11に示すように、マスク基板42、44を一体化した構造の第3マスク基板45を用いるようにしても良い。この場合、工程数を低減することができる。
In this example, the two
そして、第2マスク基板44、第1マスク基板42及び保護部材43を除去し、図9(t)に示すように、電極ガラス基板301のインク供給口35となる孔部からレーザ加工等を施してシリコン基板200のリザーバの底部を貫通させて、インク供給口35を形成する。
Then, the
そして、このキャビティプレート2の上面に、図9(u)に示すように、予め作製されたノズルプレート1をエポキシ系接着剤により接着する。
Then, as shown in FIG. 9 (u), the
最後に、図9(v)および図4に示すように、ダイシングライン50に沿ってダイシングを行い、個々のヘッドに切断すれば、図2に示したインクジェットヘッド10の本体部が得られる。この時、陽極接合時には短絡していた個別電極31および等電位接点33は、個々に分断される。また、封止状態の大気開放穴38及びそこに連通するガラス基板上の溝も切断され、完成されたインクジェットヘッド10から分離される。
Finally, as shown in FIG. 9 (v) and FIG. 4, the main body of the
以上のように、本実施形態1のインクジェットヘッドの製造方法によれば、端子部31b上に保護部材43を密着させて端子部31bの表面を保護した状態で、封止材37の成膜を行うようにしたので、端子部31b上に封止材37が成膜されるのを防止できる。したがって、従来のように端子部31b上の封止材37の除去工程が不要となり、生産性が向上し、端子部31bの表面に何らエッチング処理等を行う必要がないため、従来に比べて信頼性の高いインクジェットヘッド10を得ることができる。
As described above, according to the manufacturing method of the ink jet head of the first embodiment, the sealing
また、封止部30に対応する部分が開口された第2マスク基板44を第1マスク基板42上に密着させ、第1マスク基板42の表面及び保護部材43の表面をカバーした状態で封止材堆積工程を行うようにしたので、第1マスク基板42の表面及び保護部材43の表面に封止材37が堆積されるのを防止でき、第1マスク基板42及び保護部材43に反りが生じてシリコン基板200表面や端子部31b表面に封止材37が成膜されるのを防止することができる。
In addition, the
また、インク保護膜27を成膜する際にも同様に、端子部31bの表面を保護部材41で保護した状態で成膜するようにしたので、端子部31b上にインク保護膜27が成膜されるのを防止することができる。
Similarly, when the ink
また、シリコン基板200の電極取り出し口部29内に保護部材41を挿入する際のガイドとなる挿入ガイド40をシリコン基板200上に載せた状態で、保護部材41の挿入を行うようにしたので、挿入時の作業性が良く、確実に端子部31bを保護することができる。
In addition, since the
封止材37として、TEOS膜とAl2O3膜とを用い、TEOS膜、Al2O3膜、TEOS膜の順に積層して封止成膜を行うようにしたので、TEOS膜とAl2O3膜のそれぞれの膜を用いた場合の特徴を生かした封止部30を形成できる。すなわち、成膜に長時間を要するという一面はあるものの水分透過防止性の高いAl2O3膜を、短時間での成膜が容易なTEOS膜の間に挟んだ構成とすることで、形成時間を短縮しながらも水分透過防止性に優れた封止部30を構成できる。
As the sealing
また、CVD法やスパッタ法などにより封止材37を堆積させて封止するようにしたので、複数のウエハに対して一度に封止処理を確実に行うことができ、製造効率が良い。
In addition, since the sealing
また、各保護部材41、43として保護プレートを用いる場合は、シリコンプレートを採用でき、保護テープを用いる場合にはポリイミドテープ等の耐熱テープを採用できる。
Moreover, when using a protection plate as each
また、各マスク基板40、42、44にシリコンプレートを用いているため、エッチングによりマスク形状を簡単に形成することができる。
Further, since a silicon plate is used for each
また、本例では、シリコン基板と電極ガラス基板を接合した後に、吐出室等の各部分を形成する方法を用いているため、取り扱いが容易となり、基板の割れを低減することができ、かつ基板の大口径化が可能となる。大口径化が可能となれば、一枚の基板から多くのインクジェットヘッドを取り出すことができるため、生産性を向上させることができる。 Further, in this example, since a method of forming each part such as a discharge chamber after bonding the silicon substrate and the electrode glass substrate is used, handling is facilitated, and cracking of the substrate can be reduced. Can be made larger. If the diameter can be increased, a large number of inkjet heads can be taken out from a single substrate, so that productivity can be improved.
なお、本例では、図7(n)の工程と図8(q)の工程とでそれぞれ別々の保護部材を用いるようにしたが、同一の保護部材を用い、各マスク基板の交換のみでインク保護膜7及び封止材37の成膜を行うようにしてもよい。この場合、工程を更に簡略化することができる。
In this example, separate protective members are used in the process of FIG. 7 (n) and the process of FIG. 8 (q). However, the same protective member is used, and ink is replaced only by replacing each mask substrate. The protective film 7 and the sealing
実施の形態2.
図12は、実施の形態1で説明したインクジェトヘッド(液滴吐出ヘッド)の製造方法で製造された液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一例を示した斜視図である。図12に示す液滴吐出装置100は、一般的なインクジェットプリンタであり、実施の形態1に示された液滴吐出ヘッドの製造方法で得られた液滴吐出ヘッドは、信頼性の高い液滴吐出ヘッドであるため、実施の形態2に係る液滴吐出装置100も信頼性の高いものである。なお、図12に示すような液滴吐出装置100は、周知の製造方法を用いて製造することができる。
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a droplet discharge device equipped with a droplet discharge head manufactured by the method of manufacturing an inkjet head (droplet discharge head) described in the first embodiment. A droplet discharge apparatus 100 shown in FIG. 12 is a general inkjet printer, and the droplet discharge head obtained by the method for manufacturing a droplet discharge head shown in
また、実施の形態1に示された液滴吐出ヘッドの製造方法で得られた液滴吐出ヘッドは、図12に示すインクジェットプリンタの他に、液滴を種々変更することで、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機EL表示装置の発光部分の形成、プリント配線基板製造装置にて製造する配線基板の配線部分の形成、生体液体の吐出(プロテインチップやDNAチップの製造)等にも適用することができる。
In addition to the inkjet printer shown in FIG. 12, the droplet discharge head obtained by the method for manufacturing a droplet discharge head shown in
なお、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変形することができる。 In addition, the manufacturing method of the droplet discharge head and the manufacturing method of the droplet discharge device of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be modified within the scope of the idea of the present invention.
1 ノズルプレート、2 キャビティプレート、3 電極基板、4 駆動制御回路、10 インクジェットヘッド、11 ノズル孔、11a 噴射口部分、11b 導入口部分、12 凹部、13 オリフィス、14 ダイヤフラム部、17 インク保護膜、21 吐出室、22 振動板、23 リザーバ、24 凹部、25 凹部、26 絶縁膜、27 インク保護膜、28 共通電極、29 電極取り出し口部、30 封止部、31 個別電極、31a リード部、31b 端子部、32 凹部、33 等電位接点、35 インク供給口、37 封止材、38 大気開放穴、40 挿入ガイド、41 保護部材(第2保護手段)、42 第1マスク基板、43 保護部材(第1保護手段)、44 第2マスク基板、45 第3マスク基板、100 インクジェットプリンタ。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記電極基板と接合された前記シリコン基板に、少なくとも吐出室となる前記凹部を形成するとともに、前記ギャップを封止するための封止部に対応する部分と前記端子部に対応する電極取出し口部分とを貫通形成する工程と、
前記ギャップを封止する封止工程とを有し、
該封止工程は、前記封止部に対応する部分と前記電極取り出し口部に対応する部分とが開口した第1マスク基板を前記シリコン基板に密着させて該シリコン基板をカバーする工程と、前記第1マスク基板の前記電極取り出し口部に対応する部分の開口から前記電極取り出し口部内に第1保護部材を挿入し、前記端子部の表面に密着させて前記端子部を保護する保護工程と、前記第1マスク基板の前記封止部に対応する部分の開口を介して前記封止部に封止材を堆積して前記ギャップを封止する封止材堆積工程と
から構成されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 An electrode substrate in which an individual electrode and a terminal portion of the individual electrode are formed in a recess, and a silicon substrate in which at least a recess serving as a discharge chamber for storing and discharging liquid is formed, and the individual electrode and the discharge chamber A joining step of joining the bottom portion to face each other through a gap;
A portion corresponding to a sealing portion for sealing the gap and an electrode outlet portion corresponding to the terminal portion are formed at least in the recess serving as a discharge chamber in the silicon substrate bonded to the electrode substrate. A step of forming a through-hole,
Sealing step for sealing the gap,
The sealing step includes a step of covering the silicon substrate by closely contacting the silicon substrate with a first mask substrate in which a portion corresponding to the sealing portion and a portion corresponding to the electrode extraction port portion are opened; A protection step of protecting the terminal portion by inserting a first protective member into the electrode extraction port portion from an opening corresponding to the electrode extraction port portion of the first mask substrate and bringing the first protection member into close contact with the surface of the terminal portion; A sealing material deposition step of sealing the gap by depositing a sealing material on the sealing portion through an opening of a portion corresponding to the sealing portion of the first mask substrate. A method for manufacturing a droplet discharge head.
A method for manufacturing a droplet discharge device, wherein the method for manufacturing a droplet discharge head according to any one of claims 1 to 12 is applied to manufacture a droplet discharge device.
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