JP2007301886A - Ink jet type print head and its manufacturing process - Google Patents

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JP2007301886A JP2006133831A JP2006133831A JP2007301886A JP 2007301886 A JP2007301886 A JP 2007301886A JP 2006133831 A JP2006133831 A JP 2006133831A JP 2006133831 A JP2006133831 A JP 2006133831A JP 2007301886 A JP2007301886 A JP 2007301886A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a cost reduction of an electric wiring tape which is a comparatively expensive member and to apply cheaply a high-quality ink jet type head which has raised the encapsulation reliability of electric joint. <P>SOLUTION: It is characterized by preparing a notch which becomes smaller from an ink supply port side to an ink ejection port side in four corner sections of an HB chip. For the HB chip, an Si wafer which has a crystal orientation of a surface (100) as an Si substrate is used, an opening is formed simultaneously with an ink supply port by Si anisotropic etching, it is separating into each HB chip by machine cutting by a dicing method after that, the notch is formed in each of the four corner sections of the HB chip. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット式プリントヘッドおよびその製造方に関するもので、記録素子基板に配線基板が接続され、その接続部を封止剤により保護するインクジェット式プリントヘッドに適用される。   The present invention relates to an ink jet print head and a method for manufacturing the same, and is applied to an ink jet print head in which a wiring board is connected to a recording element substrate and the connection portion is protected by a sealant.

従来までのインクジェット式プリントヘッドでは、Si(Si 線膨張係数:4.2×10−6)ウエハーを基板とし、〈100〉面または〈110〉面の結晶方位をもつSiウエハーを用い、その上に記録素子基板(以下HBチップと称する)としてのインクを吐出する吐出口群と吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギー発生素子およびプリンタなどからの電気パルス信号、電力を供給するための電極などの機能素子を多数個形成する。その後、Si異方性エッチングによりインク供給口を形成する。   In the conventional ink jet print head, a Si (Si linear expansion coefficient: 4.2 × 10 −6) wafer is used as a substrate, and a Si wafer having a <100> plane or a <110> plane crystal orientation is used. In addition, an ejection port group for ejecting ink as a recording element substrate (hereinafter referred to as an HB chip), an ejection energy generating element for ejecting ink from the ejection port, an electrical pulse signal from a printer, etc., and an electrode for supplying power A large number of functional elements such as are formed. Thereafter, an ink supply port is formed by Si anisotropic etching.

Si異方性エッチングによるインク供給口の形成は、Si異方性エッチングの開始面を液体噴射記録ヘッドの機能素子が形成された面の反対側面から行なわれ、Si異方性エッチングの停止層が、HBチップの機能素子が形成された面側に形成されている。また、Si異方性エッチングの停止層が、機能素子を保護するための保護機能層を兼用している(例えば、特許文献1参照。)。   The formation of the ink supply port by Si anisotropic etching is performed from the opposite side of the surface on which the functional element of the liquid jet recording head is formed, and the Si anisotropic etching stop layer is formed. The HB chip is formed on the surface side where the functional elements are formed. Further, the Si anisotropic etching stop layer also serves as a protective functional layer for protecting the functional element (see, for example, Patent Document 1).

HBチップをSiウエハー基板上に多数配列して作成し、これらを半導体製造方法において一般に用いられているダイシング法による機械切断加工が採用し(例えば、特許文献2参照)、個々のHBチップに分離する。   A large number of HB chips are arranged on a Si wafer substrate, and these are machined by a dicing method generally used in a semiconductor manufacturing method (see, for example, Patent Document 2) and separated into individual HB chips. To do.

記録素子基板を取り付ける支持部材(以下チッププレートと称する)には、記録素子基板の液室にインクを連通する液体供給路が形成されており、代表的な材料はアルミナ(Al線膨張係数:7.2×10−6)が用いられている。 A support member (hereinafter referred to as a chip plate) to which the recording element substrate is attached is formed with a liquid supply path for communicating ink to the liquid chamber of the recording element substrate. A typical material is alumina (Al 2 O 3 linear expansion). Coefficient: 7.2 × 10 −6) is used.

配線基板(以下電気配線テープと称する)は、記録素子基板の電極に対応した電極端子と、プリンタなどからの電気パルス信号を受け取るための外部入力端子を持ち、ベースフィルム、電気導体層、および電気導体層を保護するカバーフィルムの積層体からなり、記録素子基板が露出するための開口部を持つ。ベースフィルムはプリンタなどのキャッピング部材などが当接するためポリイミド樹脂で出来た平滑な面となっている。   A wiring board (hereinafter referred to as an electric wiring tape) has an electrode terminal corresponding to an electrode of a recording element board and an external input terminal for receiving an electric pulse signal from a printer, etc., and includes a base film, an electric conductor layer, and an electric terminal. It consists of a laminate of a cover film that protects the conductor layer, and has an opening for exposing the recording element substrate. The base film has a smooth surface made of polyimide resin because a capping member such as a printer comes into contact therewith.

電気配線テープと支持部材との間に配置され電気配線テープを保持固定する支持板(以下マクラと称する)の材料にも、アルミナ(Al)が使われる。マクラ、チッププレートともにアルミナ(Al)の粉末を圧縮成形し形成されている。 Alumina (Al 2 O 3 ) is also used as a material for a support plate (hereinafter referred to as “makura”) that is disposed between the electric wiring tape and the support member and holds and fixes the electric wiring tape. Both the macula and the chip plate are formed by compression molding of alumina (Al 2 O 3 ) powder.

マクラはHBチップの外形より大きく、電気配線テープの開口部と略同一形状の開口部を持った一枚のプレート形状をしており、開口部以外の全面を接着剤でチッププレートに接着固定している。   The macula is larger than the outer shape of the HB chip and has a single plate shape with an opening of approximately the same shape as the opening of the electrical wiring tape. The entire surface other than the opening is bonded and fixed to the chip plate with an adhesive. ing.

マクラの接着されたチッププレートとの接合体にHBチップを接着し、電気配線テープはカバーフィルム側をマクラのチッププレートと接着面と反対側の面に、熱硬化型接着剤などを用いて加熱して接着固定している(例えば、特許文献3参照)。   The HB chip is bonded to the bonded body of the chip plate to which the macula is bonded, and the electric wiring tape is heated with a thermosetting adhesive or the like on the surface opposite the bonding surface of the chip plate and the electric tape. Thus, they are bonded and fixed (see, for example, Patent Document 3).

チッププレートにマクラ、HBチップおよび電気配線テープを接合した後、HBチップの電極部上に予め設けられたバンプと電気配線テープの電極端子をシングルポイントのインナーリードボンディング(以下ILBと称する)により接合している。   After joining the chip board, HB chip and electrical wiring tape to the chip plate, the bumps previously provided on the electrode part of the HB chip and the electrode terminal of the electrical wiring tape are joined by single-point inner lead bonding (hereinafter referred to as ILB). is doing.

マクラの開口部とHBチップの電極部が配置されていない一側面に隣接した側面の隙間に出来た凹部には、インクが溜ることでHBチップの外周側面を腐食させないため、さらにはワイピング性能を低下させないために十分な量の第一の封止剤を充填している(例えば、特許文献4参照)。   In the recess formed in the gap between the side surface adjacent to the side surface where the opening part of the macula and the electrode part of the HB chip are not disposed, the outer peripheral side surface of the HB chip is not corroded by the accumulation of ink. A sufficient amount of the first sealant is filled so as not to decrease (see, for example, Patent Document 4).

HBチップから吐出したインク滴や記録媒体から跳ね上がったインク滴がHBチップ電極部や電気配線テープの電極端子、およびその接合部に付着し、電極部やその下地、電極端子およびその電気接合部を腐食する恐れがあるので、第二の封止剤にて被覆している。   The ink droplets ejected from the HB chip or the ink droplets jumping up from the recording medium adhere to the electrode terminal of the HB chip electrode or the electric wiring tape and its joint part, and the electrode part, its base, the electrode terminal and its electric joint part are attached. Since it may corrode, it is covered with a second sealant.

第一の封止剤には流動性が高く、かつ硬化後に硬化収縮などの応力を与えない弾力性の高いものが選定されている。一方、第二の封止剤にはHBチップの吐出口の形成面に付着したインク滴を適時払拭するためのゴムなどのワイパーブレードに対する磨耗耐久性および電気接合部の変形を防止することを考慮した硬質なものが選定されている。   As the first sealant, one having high fluidity and high elasticity that does not give stress such as curing shrinkage after curing is selected. On the other hand, the second sealant considers wear resistance against wiper blades such as rubber for wiping off ink droplets adhering to the ejection port formation surface of the HB chip and preventing deformation of the electrical joint. The hard ones are selected.

第一の封止剤の上に第二の封止剤が位置し、第一の封止剤の硬化収縮などによる変形が大きい部分では、第一の封止剤と第二の封止剤の界面付近にひび割れが生じることがあり、このひび割れ部分からインクが沁み込み、電気接合部を腐食させる可能性がある。また、電気配線テープの開口の四隅に張り出し部を設けた形状が提案されているが(例えば、特許文献5参照)、これを適用した場合、電気配線テープの電極端子の配列した両脇に、HBチップとマクラの開口との隙間部分を覆うように電気配線テープを張り出し、第二の封止剤で電気接合部を被覆するとともに当核張り出し部の上にも塗布されるようになる。しかし、第一の封止剤の硬化収縮などが起き変形した場合、電気配線テープの硬さや厚さによっては電気配線テープの開口部に設けた張り出し部も、HBチップとチッププレート接着面側へ引き込まれるように変形する。第2の封止剤は硬質なものが使用されるため接着剤の変形には追従できず、封止信頼性を損ねる可能性があった。
特開平10−157149公報 特開平2−212162号公報 特開2002−019120公報 特開2001−130001公報 特開2002−187273公報
In the portion where the second sealant is located on the first sealant and the deformation due to curing shrinkage of the first sealant is large, the first sealant and the second sealant Cracks may occur in the vicinity of the interface, and ink may stagnate from the cracked parts, which may corrode the electrical joints. Moreover, although the shape which provided the overhang | projection part in the four corners of opening of an electrical wiring tape is proposed (for example, refer patent document 5), when this is applied, on both sides where the electrode terminal of the electrical wiring tape was arranged, The electric wiring tape is extended so as to cover the gap portion between the HB chip and the opening of the macula, and the electric joint portion is covered with the second sealant and is also applied onto the core protruding portion. However, when the first sealant is cured and contracted, the protruding portion provided in the opening portion of the electric wiring tape also moves to the bonding surface side of the HB chip and the chip plate depending on the hardness and thickness of the electric wiring tape. Deforms to be drawn. Since the second sealing agent is hard, it cannot follow the deformation of the adhesive, and there is a possibility that the sealing reliability is impaired.
JP-A-10-157149 JP-A-2-212162 JP 2002-019120 A JP 2001-130001 A JP 2002-187273 A

本発明では、
・比較的高価な部材である電気配線テープのコストダウン要素である導体層やベースフィルムの厚さを薄くすることを可能とし、
かつ、
・電気接続部の封止信頼性を向上させた
高品質のインクジェット式プリントヘッドを安価に供給することを課題とする。
In the present invention,
・ It is possible to reduce the thickness of the conductor layer and the base film, which are the cost reduction factors for electrical wiring tape, which is a relatively expensive member,
And,
-It is an object to supply a high-quality inkjet print head with improved sealing reliability of electrical connection parts at low cost.

電気配線テープのコストダウン要素である導体層やベースフィルムの厚さを薄くすることは、電気配線テープの剛性を落とすことになるため、電気配線テープ開口部の4つの隅部に設けた張り出し部が、第一の封止剤の硬化収縮による変形に追従し易くなり、電気配線テープを介してその上にある第二の封止剤が電気配線テープから剥離する可能性がある。   Since reducing the thickness of the conductor layer and the base film, which is an element for reducing the cost of the electrical wiring tape, reduces the rigidity of the electrical wiring tape, the overhangs provided at the four corners of the electrical wiring tape opening However, it becomes easy to follow the deformation due to the curing shrinkage of the first sealant, and the second sealant on the first sealant may peel from the electrical wiring tape via the electrical wiring tape.

第一の封止剤の塗布領域であるHBチップの電極部が配置されていない一側面に隣接したマクラの開口部とHBチップの隙間に出来た凹部(以下、封止溝と称する)の幅を狭くすることで、第一の封止剤の硬化収縮によるTABの引き込みを小さく出来るが、第一の封止剤がHBチップの外周全域に回りこみ難くなったり、第一の封止剤の塗布タクトが増加したり、電気配線テープの上に付着した封止剤がプリンタなどのワイピングなどによりノズル部に詰まり印字不良を引起すなどの問題をともなうものである。   The width of the recess (hereinafter referred to as the sealing groove) formed in the gap between the opening of the macula adjacent to one side where the electrode part of the HB chip, which is the first sealing agent application area, is not disposed, and the HB chip. By narrowing, the pull-in of TAB due to the curing shrinkage of the first sealant can be reduced, but it becomes difficult for the first sealant to wrap around the entire outer periphery of the HB chip, This is accompanied by problems such as an increase in coating tact time, and a sealing agent adhering to the electric wiring tape clogging the nozzle portion due to wiping of a printer or the like and causing a printing defect.

そこで、第一の封止剤の硬化収縮による電気配線テープの変形を抑え、第一の封止剤の塗布タクトが延びることなく、第一の封止剤をHBチップ外周全域へ回り込ませ、かつ第二の封止剤によるHBチップの電極部と電気配線テープの電極端子およびその接合部の封止信頼性を向上させたインクジェット式プリントヘッドを安価に提供することを課題とする。   Therefore, the deformation of the electrical wiring tape due to the curing shrinkage of the first sealant is suppressed, the first sealant is wrapped around the entire outer periphery of the HB chip without extending the coating tact of the first sealant, and It is an object of the present invention to provide an inkjet print head with improved sealing reliability of an electrode portion of an HB chip, an electrode terminal of an electric wiring tape, and a joint portion thereof by a second sealant at a low cost.

本発明の第一の形態は、
HBチップの四隅部に、インク供給口側からインク吐出口側になるに従い小さくなる切欠きとマクラの開口部に第二の封止剤を受けるための一体となった出っ張り部を設けることを特徴とするものである。
The first aspect of the present invention is:
The four corners of the HB chip are provided with notches that become smaller from the ink supply port side to the ink discharge port side, and integral protrusions for receiving the second sealant at the opening of the macula. It is what.

HBチップには、Si基板として〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハーを用い、Si異方性エッチングによりインク供給口と同時に開口部を形成し、その後ダイシング法による機械切断加工により個々のHBチップに分離することで、HBチップの四隅部に切欠きを形成することを特徴とするものである。   For the HB chip, a Si wafer having a <100> plane crystal orientation is used as the Si substrate, an opening is formed simultaneously with the ink supply port by Si anisotropic etching, and then each HB chip is mechanically cut by a dicing method. By separating into chips, notches are formed at the four corners of the HB chip.

なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。   In more detail, the present invention can solve the above problems by the following configuration.

(1)インクを吐出する吐出口群と吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギー発生素子と前記吐出エネルギー発生素子を駆動させるための電気パルス信号および電力供給を受容する電極部と前記吐出口群の反対の面にインク供給口とを具備する記録素子基板と、
前記記録素子基板が取り付けられ、前記記録素子基板の液室にインクを連通する液体供給路が形成されている支持部材と、
前記記録素子基板を組み込むための開口部を有し、前記記録素子基板に対してインクを吐出するための電気パルス信号および電力を印加するための可撓性の配線基板と、
前記記録素子基板が前記支持部材に接するための開口部を持ち、前記支持部材と前記配線基板の間に配置され前記配線基板を保持固定する支持板と、
前記支持板の開口部に配置された前記記録素子基板の周囲を封止する第一の封止剤と、
前記記録素子基板と前記配線基板の電気接続部を封止する第二の封止剤を備えたインクジェット式プリントヘッドにおいて、
前記記録素子基板の四隅部に、インク供給口側よりインク吐出口側になるに従い小さくなる切欠き構造と第二の封止剤を受ける部材とを持つことを特徴としたインクジェット式プリントヘッド。
(1) A group of ejection ports for ejecting ink, an ejection energy generating element for ejecting ink from the ejection port, an electric pulse signal for driving the ejection energy generating element, and an electrode portion for receiving power supply and the ejection port A recording element substrate having an ink supply port on the opposite surface of the group;
A support member to which the recording element substrate is attached, and a liquid supply path that communicates ink with the liquid chamber of the recording element substrate;
An opening for incorporating the recording element substrate; a flexible wiring substrate for applying an electric pulse signal and electric power for ejecting ink to the recording element substrate;
A support plate that has an opening for the recording element substrate to contact the support member, is disposed between the support member and the wiring substrate, and holds and fixes the wiring substrate;
A first sealant for sealing the periphery of the recording element substrate disposed in the opening of the support plate;
In an ink jet print head provided with a second sealant that seals the electrical connection portion between the recording element substrate and the wiring substrate,
An ink jet print head comprising: a notch structure that decreases in size from an ink supply port side to an ink discharge port side and a member that receives a second sealant at four corners of the recording element substrate.

(2)前記第二の封止剤を受ける部材が前記支持板の開口部に出っ張り部として一体に設けられていることを特徴とする前記(1)に記載のインクジェット式プリントヘッド。   (2) The ink jet print head according to (1), wherein a member that receives the second sealant is integrally provided as a protruding portion at an opening of the support plate.

(3)前記記録素子基板は、〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハー上に、前記吐出口と前記吐出エネルギー発生素子と前記電極部を複数の記録素子基板分形成した後、
前記インク吐出口が形成された面の反対側面からSi異方性エッチングによるインク供給口の形成を行ない、
同時にSi異方性エッチングにより記録素子基板の四隅部に開口を形成し、
その後各記録素子基板を分離分割することで、記録素子基板の四隅に前記切欠き構造を形成することを特徴とするインクジェット式プリントヘッドの製造方法。
(3) After the recording element substrate is formed on the Si wafer having a <100> plane crystal orientation, the ejection openings, the ejection energy generating elements, and the electrode portions are formed for a plurality of recording element substrates,
An ink supply port is formed by Si anisotropic etching from the side opposite to the surface on which the ink discharge port is formed,
At the same time, openings are formed at the four corners of the recording element substrate by Si anisotropic etching,
Then, the recording element substrate is separated and divided to form the notch structures at the four corners of the recording element substrate.

本発明により、電気配線テープの開口の四隅にもうけた張り出し部を支持固定するためのマクラ開口部の四隅に出っ張り部を設け、封止溝に塗布された第一の封止剤は、HBチップの四隅に設けられた切欠き部を通り、HBチップの電極が設けられた側面側への流動性が悪化することなく回り込み封止される。マクラの開口部とHBチップの隙間に出来た凹部の幅は、マクラの出っ張り部以外は狭くせず、電気配線テープの開口についても変更しないため、第一の封止剤が電気配線テープ上にはみ出したり、塗布タクトが長くなることはない。   According to the present invention, protrusions are provided at the four corners of the opening of the macula for supporting and fixing the protrusions provided at the four corners of the opening of the electric wiring tape, and the first sealant applied to the sealing groove is an HB chip. Through the notches provided at the four corners, the fluidity toward the side surface on which the electrode of the HB chip is provided is wrapped and sealed without deterioration. The width of the recess formed in the gap between the opening of the macula and the HB chip is not narrow except for the protruding portion of the macula, and the opening of the electric wiring tape is not changed, so the first sealant is placed on the electric wiring tape. It does not protrude or the coating tact time does not increase.

HBチップの四隅に、インク供給口側からインク吐出口側になるに従い小さくなる切欠きを設けることで、第二の封止剤が塗布される領域の電気配線テープを、マクラに設けた出っ張り部で支持することができ、第一の封止剤の硬化収縮しても電気配線テープがチッププレート側へ変形を起こすことがない。そのため、第二の封止剤と電気配線テープの位置関係は塗布時と変化することがないのでHBチップと電気配線テープの接合部の封止信頼性が向上する。   By providing notches that become smaller as the ink supply port side becomes closer to the ink discharge port side at the four corners of the HB chip, the electric wiring tape in the region where the second sealant is applied is provided on the protruding portion provided on the macula The electric wiring tape will not be deformed to the chip plate side even if the first sealant is cured and shrunk. Therefore, since the positional relationship between the second sealant and the electric wiring tape does not change from that during application, the sealing reliability of the joint portion between the HB chip and the electric wiring tape is improved.

また、電気配線テープを構成するベースフィルム、カバーフィルムや銅箔の厚さを薄くするなどの部品コストダウンの要素を盛り込むことが可能となり、封止信頼性の向上したインクジェット式プリントヘッドを低コストで供給することが可能となった。   In addition, it is possible to incorporate components that reduce component costs such as reducing the thickness of the base film, cover film, and copper foil that make up the electrical wiring tape. It became possible to supply with.

さらに、HBチップには、Si基板として〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハーを用い、Si異方性エッチングによりインク供給口と同時に開口部を形成し、その後従来と同様にダイシング法による機械切断加工により個々のHBチップに分離し、HBチップの四隅に切欠き部を形成することで、新たな工程を追加することなく、HBチップの四隅にインク供給口側からインク吐出口側になるに従い小さくなる切欠き部を形成することができ、コストの増加なくインクジェット式プリントヘッドを供給可能となった。   The HB chip uses a Si wafer having a <100> plane crystal orientation as the Si substrate, and an opening is formed at the same time as the ink supply port by Si anisotropic etching. By separating into individual HB chips by cutting and forming notches at the four corners of the HB chip, the ink supply port side is changed to the ink discharge port side at the four corners of the HB chip without adding a new process. Accordingly, a notch portion that becomes smaller can be formed, and an ink jet print head can be supplied without an increase in cost.

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

本発明によるインクジェット式プリントヘッドについて図1〜図8を参照しながら説明する。   An ink jet print head according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施例におけるインクジェット式プリントヘッドの分解構造図である。   FIG. 2 is an exploded view of the ink jet print head in this embodiment.

図3は、本実施例におけるインクジェット式プリントヘッドの外観図である。   FIG. 3 is an external view of the ink jet print head in this embodiment.

プリントヘッド1は、インクを吐出する吐出口群と、この吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギーを発生する電気熱変換素子とを具備するHBチップおよびHBチップの液室にインクを連通する液体供給路が形成されているチッププレートを含むチッププレートユニット2と、HBチップへ供給するインクを貯留するインクタンクの取り付け部(以下チップタンクと称する)を含むチップタンクユニット3と、放熱部材4から構成される。プリントヘッド1は、電気パルス信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変換素子を用いて記録を行なうバブルジェット(登録商標)方式のサイドシュータ型とされるプリントヘッドである。   The print head 1 communicates ink to an HB chip and a liquid chamber of the HB chip that include an ejection port group that ejects ink and an electrothermal conversion element that generates ejection energy for ejecting ink from the ejection port. A chip plate unit 2 including a chip plate in which a liquid supply path is formed; a chip tank unit 3 including an ink tank mounting portion (hereinafter referred to as a chip tank) for storing ink to be supplied to the HB chip; Consists of The print head 1 is a bubble jet (registered trademark) side shooter type that performs recording using an electrothermal transducer that generates thermal energy for causing film boiling in ink in response to an electric pulse signal. Print head.

図7は本発明のインクジェット式プリントヘッドに用いられるHBチップの製造方法の各工程を示す模式的断面図(図4のA−A’断面)である。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view (cross-section A-A ′ in FIG. 4) showing each step of the method for manufacturing the HB chip used in the ink jet print head of the present invention.

図1に図示する単一のHBチップ201において、Si基板4001は〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハーを基板として用いて、Si異方性エッチングによりHBチップの四隅部に切欠き部4009を持つ、単一のHBチップである。その基板4001には、インク供給口4002がSi異方性エッチングによって形成されるのと同時に、切欠き部4009と成る開口8002に形成される。基板4001の一面にはインクを吐出させるための吐出エネルギーを発生するための電気熱変換素子4003やそれらを駆動する信号を伝達する電極部4004等からなる機能素子、及びその耐久寿命を向上させるための保護膜9002を備え、さらにその保護膜9002にはインク流路4005及び吐出口4007が形成されている。   In the single HB chip 201 shown in FIG. 1, the Si substrate 4001 uses a Si wafer having a crystal orientation of <100> plane as the substrate, and the notches 4009 are formed at the four corners of the HB chip by Si anisotropic etching. It is a single HB chip having In the substrate 4001, the ink supply port 4002 is formed by Si anisotropic etching, and at the same time, an opening 8002 that becomes a notch 4009 is formed. In order to improve the functional life of the electro-thermal conversion element 4003 for generating ejection energy for ejecting ink, the electrode portion 4004 for transmitting signals for driving them, and the durability of the substrate 4001 on one surface. In addition, an ink channel 4005 and an ejection port 4007 are formed in the protective film 9002.

本発明のインクジェット式プリントヘッドの製造方法は、このような構造をもつ単一のHBチップを、基板としての〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハーに多数個作成し、その後にダイシング工程を経てそれらを個々に分離分割して単一のHBチップを形成するものである。   In the method of manufacturing an ink jet print head of the present invention, a large number of single HB chips having such a structure are formed on a Si wafer having a <100> plane crystal orientation as a substrate, and then a dicing process is performed. Then, they are individually separated and divided to form a single HB chip.

以下、本発明のHBチップの製造方法を図7に図示する各工程にしたがって詳細に説明する。   Hereinafter, the method for manufacturing the HB chip of the present invention will be described in detail according to the steps shown in FIG.

〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハー8001を基板として用い、その上に所望のサイズや形状を有する多数のHBチップ201を、開口8002の大きさを考慮して、レイアウトする。   Using a Si wafer 8001 having a <100> plane crystal orientation as a substrate, a number of HB chips 201 having a desired size and shape are laid out in consideration of the size of the opening 8002.

図4に図示するように所望のレイアウトに沿って、各HBチップとしての電気熱変換素子4003や電極部4004等からなる機能素子を所定の数だけそれぞれ配置して形成する。そして機能素子にはその耐久寿命を向上させるための保護膜9002を形成する。この保護膜9002は、後述するSi異方性エッチングによりSi基板をエッチングする際のエッチング停止層として機能させるために、保護膜の材質としては、SiNまたはSiOが好ましい。 As shown in FIG. 4, according to a desired layout, a predetermined number of functional elements each including an electrothermal conversion element 4003, an electrode portion 4004, and the like as each HB chip are arranged and formed. A protective film 9002 for improving the durability life is formed on the functional element. This protective film 9002 is preferably made of SiN or SiO 2 as the material of the protective film in order to function as an etching stop layer when the Si substrate is etched by Si anisotropic etching described later.

そして、HBチップ201の機能素子が形成されていない反対側の面(以下、単に「裏面」という。)に保護膜9002と同様のSiNまたはSiOを全面的に成膜して、膜9004とする。なお、裏面に成膜する膜9004としては、後述するSi異方性エッチングの際の耐エッチングマスクとして機能させるためのものであって、Cr、Mo、W、Au、Pt等の金属膜とすることもできるが、後述するように工程管理の面から、保護膜9002と同じ材質を用いることが好ましく、SiNを用いた場合にはその膜厚が約1μmとなるように成膜する。 Then, opposite to the surface on which the functional element is not formed HB chip 201 (hereinafter, simply referred to as. "Back") and overall deposition similar SiN or SiO 2 and the protective film 9002 in a film 9004 To do. Note that the film 9004 formed on the back surface is a metal film made of Cr, Mo, W, Au, Pt, or the like for functioning as an etching resistant mask at the time of Si anisotropic etching described later. However, as will be described later, it is preferable to use the same material as that of the protective film 9002 from the viewpoint of process management, and when SiN is used, the film is formed to have a thickness of about 1 μm.

次に、HBチップのインク流路および吐出口形成部9003を保護膜9002に形成する(図7の(a)参照)。   Next, the ink flow path and the discharge port forming portion 9003 of the HB chip are formed on the protective film 9002 (see FIG. 7A).

これらは、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて従来の手法と同様に形成することができる。   These can be formed in the same manner as a conventional method using a normal photolithography technique.

次に、所望のパターンを設けたフォトマスクを用いて、Si基板の裏面に形成されたSiN膜をフォトリソグラフィー技術(レジスト塗布、露光、現像)によりパターニングして、フォトマスクに設けたパターンと相似のレジストパターン9008を形成する(図7の(b)〜(c)参照)。即ち、Si基板の裏面にフォトレジスト9005を塗布し(図7の(b)参照)、その後、所望のインク供給口パターンとHBチップ四隅部に切欠き部4009を形成させるための開口パターンを設けたフォトマスクを用いて露光して現像する。かくしてフォトマスクに設けたパターンと相似のインク供給口部パターン9007と開口部パターン9006を備えたレジストパターン9008が形成される(図7の(c)参照)。   Next, using a photomask provided with a desired pattern, the SiN film formed on the back surface of the Si substrate is patterned by photolithography technology (resist coating, exposure, development), and similar to the pattern provided on the photomask. The resist pattern 9008 is formed (see FIGS. 7B to 7C). That is, a photoresist 9005 is applied to the back surface of the Si substrate (see FIG. 7B), and then an opening pattern for forming a desired ink supply port pattern and notches 4009 at the four corners of the HB chip is provided. Develop using an exposed photomask. Thus, a resist pattern 9008 having an ink supply port pattern 9007 and an opening pattern 9006 similar to the pattern provided on the photomask is formed (see FIG. 7C).

なお、ここでフォトマスクの開口パターンの幅及びレジストパターンの開口パターン9006の幅Wmについては、後述するように記録ヘッドの所望の分離幅Woに基づいて算出することができる。また露光に際しては、機能素子が形成されている表面と裏面を正確に位置合わせすることが必要であって、フォトレジスト9008としてOFPR−800(東京応化工業)を約2μm塗布し、機能素子が形成された表面のパターンを認識して、位置合わせが可能な露光装置を用いて、所定のフォトマスクを位置合わせして紫外線露光を行ない、前記レジストを専用現像液にて所定の方法で現像を行なった。   Here, the width of the opening pattern of the photomask and the width Wm of the opening pattern 9006 of the resist pattern can be calculated based on a desired separation width Wo of the recording head as will be described later. In addition, it is necessary to accurately align the front surface and the back surface on which the functional element is formed at the time of exposure, and OFPR-800 (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied as a photoresist 9008 to form a functional element. Recognize the pattern on the surface and use an exposure device that can be aligned to align a predetermined photomask and perform UV exposure, and develop the resist with a dedicated developer using a predetermined method. It was.

そして、このように形成されたレジストパターン9008を耐エッチングマスクとして、SiN膜9004をエッチングする(図7の(d)参照)。このエッチング方法は公知のWetエッチング方法またはDryエッチング方法によりエッチングすることができ、本発明はDryエッチング方法により反応ガスとしてCF、Oの混合ガスを用いてRIE(リアクティブイオンエッチング)装置を使用した。 Then, the SiN film 9004 is etched using the resist pattern 9008 formed in this way as an anti-etching mask (see FIG. 7D). This etching method can be performed by a known wet etching method or a dry etching method. In the present invention, an RIE (reactive ion etching) apparatus is used by using a mixed gas of CF 4 and O 2 as a reaction gas by the dry etching method. used.

なお、SiN膜のパターニングに用いたレジストは、通常は次工程で不要であるために剥離されるのが一般的であるけれども、ポジ型レジストを用いた場合にはレジストは次工程のSi異方性エッチングの際にエッチングと同時に除去することができることから、特に剥離する必要はない。   Although the resist used for patterning the SiN film is usually unnecessary and is removed in the next process, it is generally removed. However, when a positive resist is used, the resist is anisotropic in the next process. Since it can be removed at the same time as etching in the case of reactive etching, it is not particularly necessary to peel off.

次に、パターニングされたSiN膜9002を耐エッチングマスクとして、Si異方性エッチングを行なう。エッチング液としては、一般に知られているTMAH、KOH、NaOH等のアルカリ性エッチング液を用い、この加熱した浴液にSi基板を浸漬させる。エッチング液の濃度や加熱温度を適宜設定して最適なエッチング速度やエッチング面の平滑性を得ることができる。   Next, Si anisotropic etching is performed using the patterned SiN film 9002 as an etching resistant mask. As an etching solution, a generally known alkaline etching solution such as TMAH, KOH, or NaOH is used, and the Si substrate is immersed in the heated bath solution. The concentration of the etching solution and the heating temperature can be set as appropriate to obtain the optimum etching rate and smoothness of the etched surface.

かくして、Si異方性エッチングされるSi基板は、裏面からエッチングが進行し、表面側のSiN膜(保護膜)9002に達した段階でエッチングが完了する(図7の(e)参照)。ここで、インク流路及び吐出口形成部9003が形成された表面側がSi異方性エッチングのエッチング液に対して耐性がない場合には、表面側を保護するための保護層を予め設けておくか、適当な治具等を用いるべきである。   Thus, the Si substrate subjected to Si anisotropic etching is etched from the back surface, and the etching is completed when the SiN film (protective film) 9002 on the front surface side is reached (see FIG. 7E). Here, when the surface side on which the ink flow path and the discharge port forming portion 9003 is formed is not resistant to the etching liquid for Si anisotropic etching, a protective layer for protecting the surface side is provided in advance. Or a suitable jig should be used.

Si異方性エッチングが完了した後に、表面のSiN膜9002を、前記したSiNパターニングに用いた方法と同様のDryエッチング方法により裏面側からエッチングすることにより、個々のインクジェット記録ヘッドが所定の分離幅Woによって分離分割され、分離されたインクジェット記録ヘッドが多数得られる。この際にインク供給口4002も同時にエッチングされて、インク流路4005及び吐出口4007と貫通する。   After the Si anisotropic etching is completed, the surface SiN film 9002 is etched from the back side by the dry etching method similar to the method used for the SiN patterning described above, so that each inkjet recording head has a predetermined separation width. A large number of ink jet recording heads separated and divided by Wo are obtained. At this time, the ink supply port 4002 is also etched at the same time and penetrates the ink flow path 4005 and the ejection port 4007.

なお、表面側のSiN膜9002のエッチングに関連して、裏面のSiN膜9004の膜厚を表面側のSiN膜9002の膜厚と等しくするか、または裏面のSiN膜9004の膜厚を若干厚く形成しておくことによって、先にエッチング処理を行なう裏面のSiN膜9004の除去状態を監視することで、その後の裏面側から異方性エッチングにより露出した表面側のSiN膜9002の除去状態が判断可能となり、その工程管理を効率良く行なうことが可能となる。   In connection with the etching of the SiN film 9002 on the front surface side, the film thickness of the SiN film 9004 on the back surface is made equal to the film thickness of the SiN film 9002 on the front surface side, or the film thickness of the SiN film 9004 on the back surface is slightly thicker. By forming the surface, the removal state of the SiN film 9004 on the back surface to be etched first is monitored to determine the removal state of the SiN film 9002 on the front surface exposed by anisotropic etching from the subsequent back surface side. This makes it possible to manage the process efficiently.

また、レジストパターンの開口パターン9006の幅Wmやフォトマスクの開口パターンの幅については、Siウエハーにレイアウトされた複数の記録ヘッドの開口部の幅をWo(例えば、約500μm)としたときに、レジストパターンの開口パターン9006の幅Wmやフォトマスクの開口パターンの幅は、次のように算出して適宜設計することができる。〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハーは、異方性エッチングによってV字状または逆台形状の開口が形成されるために、Si異方性エッチングにおいて周知の計算式
Wm=Wo+√2T (T:Siウェハーの厚さ)
から、開口パターン9006の幅Wmを算出することができ、このWmに基づいて、レジストパターンやフォトマスクの開口パターンを設計することができる。
As for the width Wm of the opening pattern 9006 of the resist pattern and the width of the opening pattern of the photomask, when the width of the openings of the plurality of recording heads laid out on the Si wafer is Wo (for example, about 500 μm), The width Wm of the opening pattern 9006 of the resist pattern and the width of the opening pattern of the photomask can be appropriately calculated and calculated as follows. Since a Si wafer having a <100> plane crystal orientation has a V-shaped or inverted trapezoidal opening formed by anisotropic etching, a well-known calculation formula in Si anisotropic etching Wm = Wo + √2T ( T: thickness of Si wafer)
Thus, the width Wm of the opening pattern 9006 can be calculated, and the resist pattern and the opening pattern of the photomask can be designed based on this Wm.

Siウェハーに機能素子やインク供給口、開口部を形成後、図8に示すように切断ブレード10001を用い切断分離し、切欠き部4009を備えたHBチップ201となる。   After forming a functional element, an ink supply port, and an opening on the Si wafer, it is cut and separated using a cutting blade 10001 as shown in FIG. 8 to form an HB chip 201 having a notch 4009.

図2の分解斜視図に示すように、チッププレートユニット2は、HBチップ201、チッププレート202、電気配線テープ203、マクラ204で構成されており、また、チップタンクユニット3は、チップタンク301、流路プレート302、ジョイントゴム303、フィルター304、シールゴム305から構成されている。   As shown in the exploded perspective view of FIG. 2, the chip plate unit 2 includes an HB chip 201, a chip plate 202, an electric wiring tape 203, and a macula 204. The chip tank unit 3 includes a chip tank 301, It is composed of a flow path plate 302, a joint rubber 303, a filter 304, and a seal rubber 305.

図4は、HBチップ201の構成を説明するために一部分解した斜視図である。HBチップ201は、例えば、厚さ0.5〜1mmのSi基板4001にインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口4002と四隅の切欠き4009がSiの〈100〉面の結晶方位を利用した異方性エッチング方法で形成され、インク供給口4002を挟んだ両側に電気熱変換素子4003がそれぞれ1列ずつ千鳥状に配列され、前記電気熱変換素子4003と、電気熱変換素子4003に電力を供給するAl等の電気配線は成膜技術により形成されている。さらに、前記電気配線に電力を供給するための電極部4004が電気熱変換素子4003の両外側に配列されており、電極部4004にはAu等のバンプが形成されている。そして、前記Si基板4001上には、電気熱変換素子4003に対応したインク流路4005を形成するためのインク流路壁4006と吐出口4007が樹脂材料でフォトリソ技術によりに形成され、吐出口群4008を形成している。したがって、前記電気熱変換素子4003に対向して前記吐出口4007が設けられているため、インク供給口4002から供給されたインクはインク流路4005を通り、電気熱変換素子4003により発生した気泡により吐出される。   FIG. 4 is a partially exploded perspective view for explaining the configuration of the HB chip 201. The HB chip 201 has, for example, an ink supply port 4002 formed of a long groove-like through-hole as an ink channel on a Si substrate 4001 having a thickness of 0.5 to 1 mm and a crystal orientation of the <100> plane of the four corner notches 4009 The electrothermal transducers 4003 are arranged in a staggered pattern on both sides of the ink supply port 4002 between the electrothermal transducer 4003 and the electrothermal transducer 4003. The electric wiring such as Al for supplying electric power is formed by a film forming technique. Furthermore, electrode portions 4004 for supplying power to the electric wiring are arranged on both outer sides of the electrothermal transducer 4003, and bumps such as Au are formed on the electrode portion 4004. On the Si substrate 4001, an ink channel wall 4006 and an ejection port 4007 for forming an ink channel 4005 corresponding to the electrothermal conversion element 4003 are formed of a resin material by a photolithography technique, and an ejection port group 4008 is formed. Accordingly, since the discharge port 4007 is provided to face the electrothermal conversion element 4003, the ink supplied from the ink supply port 4002 passes through the ink flow path 4005 and is generated by bubbles generated by the electrothermal conversion element 4003. Discharged.

次に、チッププレート202は、アルミナ(Al)の粉末を圧縮成形し焼成して形成され、厚さ0.5〜10mmである。なお、チッププレート202の素材は、アルミナに限られることなく、HBチップ201の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、HBチップ201の材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。チッププレート202の素材は、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化珪素(Si)、炭化珪素(SiC)のうちいずれであってもよい。 Next, the chip plate 202 is formed by compressing and baking alumina (Al 2 O 3 ) powder, and has a thickness of 0.5 to 10 mm. Note that the material of the chip plate 202 is not limited to alumina, and has a linear expansion coefficient equivalent to that of the material of the HB chip 201 and is equivalent to or equivalent to the thermal conductivity of the material of the HB chip 201. It may be made of a material having the above thermal conductivity. The material of the chip plate 202 may be any of aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), and silicon carbide (SiC), for example.

マクラ204は、例えば、厚さ0.5〜10mmの板状部材で、アルミナ(Al)材料で成型加工により形成されている。マクラの材質も、アルミナに限られることなく、チッププレート202の材料と同じか、もしく同等の線膨張率を有するセラミックやAl、SUSなどの金属材料で形成されてもよい。そして、チッププレート202に接着固定されるHBチップ201が3つ並べられた外形寸法よりも大きな開口部208を有する形状となっている。また、HBチップ201と電気配線テープ203(後述)を平面的に電気接続できるように、マクラの厚さがHBチップ201の厚さと同じになっている。 Pillow 204, e.g., a plate-shaped member having a thickness of 0.5 to 10 mm, and is formed by molding of alumina (Al 2 O 3) material. The material of the macula is not limited to alumina, and may be made of a metal material such as ceramic, Al, or SUS having the same or similar linear expansion coefficient as the material of the chip plate 202. Then, the shape is such that the opening 208 is larger than the external dimension in which three HB chips 201 bonded and fixed to the chip plate 202 are arranged. Further, the thickness of the mask is the same as the thickness of the HB chip 201 so that the HB chip 201 and the electric wiring tape 203 (described later) can be electrically connected in a plane.

チッププレート202とマクラ204の接合は、マクラ204の片側全面に第一の接着剤を転写し、チッププレート202のX方向の基準位置6007およびY方向の基準位置6008に対して、マクラ204の開口部208の位置が一定になるように位置決めを行ない接着する。接着に用いられる第一の接着剤は、耐インク性があり、硬化後の硬度が比較的低いものが望ましい。接着層の厚みは50μm以下が望ましい。   In joining the chip plate 202 and the macula 204, the first adhesive is transferred to the entire surface of one side of the macula 204, and the opening of the macula 204 with respect to the reference position 6007 in the X direction and the reference position 6008 in the Y direction of the chip plate 202 is transferred. Positioning and bonding are performed so that the position of the portion 208 becomes constant. The first adhesive used for bonding is preferably ink-resistant and has a relatively low hardness after curing. The thickness of the adhesive layer is desirably 50 μm or less.

また、チッププレートとマクラが一体で成形された形状のものを用いてもかまわない。   Moreover, you may use the thing of the shape which shape | molded the chip plate and the macula integrally.

次に、チッププレート202とマクラ204の接合体にHBチップ201を接着固定する。   Next, the HB chip 201 is bonded and fixed to the joined body of the chip plate 202 and the macula 204.

HBチップ201のインク供給口4002がチッププレート202のインク供給口205にそれぞれ対応し、かつ、3つのHBチップ201はそれぞれチッププレート202に対して位置精度良く接着固定する。接着に用いられる第二の接着剤は、低粘度で、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その第2の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは20μm以下が望ましい。   The ink supply ports 4002 of the HB chip 201 correspond to the ink supply ports 205 of the chip plate 202, respectively, and the three HB chips 201 are bonded and fixed to the chip plate 202 with high positional accuracy. The second adhesive used for bonding is desirably a low viscosity, has a relatively high hardness after curing, and has ink resistance. The second adhesive is, for example, a thermosetting adhesive mainly composed of an epoxy resin, and the thickness of the adhesive layer is desirably 20 μm or less.

電気配線テープ203は、HBチップ201に対してインクを吐出するための電気パルス信号を印加するものであり、HBチップ201の電極部4004に対応する電極端子206と、この配線テープ端部に位置しプリンタ本体などからの電気パルス信号を受け取るための外部信号入力端子207を有している。   The electric wiring tape 203 applies an electric pulse signal for ejecting ink to the HB chip 201, and the electrode terminal 206 corresponding to the electrode portion 4004 of the HB chip 201 is positioned at the end of the wiring tape. And an external signal input terminal 207 for receiving an electric pulse signal from the printer main body or the like.

電気配線テープ203は、マクラ204のチッププレート208接合面と反対側の面に第三の接着剤を転写し、HBチップ201の電極部4004に、それに対応する電極端子206を位置合わせし接着する。   The electrical wiring tape 203 transfers the third adhesive to the surface of the macula 204 opposite to the chip plate 208 bonding surface, and aligns and bonds the corresponding electrode terminal 206 to the electrode portion 4004 of the HB chip 201. .

マクラ開口部の四隅に出っ張り部6001を設け、この出っ張り部6001に電気配線テープ203の開口部の四隅にもうけた張り出し部6002も接着する。   Protruding portions 6001 are provided at the four corners of the opening of the macula, and the protruding portions 6002 provided at the four corners of the opening of the electric wiring tape 203 are bonded to the protruding portions 6001.

第三の接着剤には、低粘度で硬化後比較的高い硬度を有し、耐インク性のあるものが望ましい。この特性を持った接着剤は、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化型の接着剤である。   As the third adhesive, an adhesive having a low viscosity, a relatively high hardness after curing, and an ink resistance is desirable. The adhesive having this characteristic is, for example, a thermosetting adhesive mainly composed of an epoxy resin.

また、電気配線テープ203とHBチップ201は、電気的に接続されており、接続方法は、例えば、HBチップ201の電極部4004と電気配線テープの電極端子206が熱超音波接合法により電気接合されている。   The electrical wiring tape 203 and the HB chip 201 are electrically connected. For example, the electrode part 4004 of the HB chip 201 and the electrode terminal 206 of the electrical wiring tape are electrically joined by a thermal ultrasonic joining method. Has been.

HBチップ201と電気配線テープ203の電気接続部分は、第1の封止剤6003及び第2の封止剤6004により封止され、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。第1の封止剤は、主に電気配線テープ203の電極端子206とHBチップ201の電極部4004との接続部の裏面側とHBチップ201の外周部分を封止し、第2の封止剤は、前記接続部を封止している。   The electrical connection portion between the HB chip 201 and the electrical wiring tape 203 is sealed with the first sealant 6003 and the second sealant 6004 to protect the electrical connection portion from corrosion and external impact by ink. . The first sealing agent mainly seals the back surface side of the connection portion between the electrode terminal 206 of the electric wiring tape 203 and the electrode portion 4004 of the HB chip 201 and the outer peripheral portion of the HB chip 201, and the second sealing agent. The agent seals the connecting portion.

第一の封止剤6003は、HBチップ201の電極部が配置されていない一側面に隣接したマクラ204の開口部とHBチップ201の隙間に出来た凹部に塗布され、HBチップ201の四隅に設けられた切欠き部4009とマクラ204に設けた出っ張り部6001の間を通り、HBチップ201の電極部4004が設けられた側面側へ回り込み封止される。   The first sealant 6003 is applied to the recesses formed in the gap between the opening part of the macula 204 adjacent to one side surface where the electrode part of the HB chip 201 is not disposed and the HB chip 201, and is applied to the four corners of the HB chip 201. It passes between the notch 4009 provided and the protruding portion 6001 provided on the macula 204, and is wrapped around and sealed to the side surface where the electrode part 4004 of the HB chip 201 is provided.

図6に示すように電気配線テープの開口の四隅部に設けられた張り出し部6002を塗布開始位置及び塗布終了位置として、第二の封止剤6004をHBチップ201の電気配線テープ203との電気接合部が配列された方向に塗布する。   As shown in FIG. 6, the overhang portions 6002 provided at the four corners of the opening of the electric wiring tape are used as the application start position and application end position, and the second sealant 6004 is electrically connected to the electric wiring tape 203 of the HB chip 201. It is applied in the direction in which the joints are arranged.

放熱部材4は0.5〜3mm程度の金属板、特に熱伝導良好なアルミニウムや銅またはこれらの合金などを、プレス加工または引抜加工することによって低コストにて形成され、チッププレートユニット2下面と熱伝導性に優れた(例えば、銀ペースなど)接着剤などで接合される。   The heat radiating member 4 is formed at a low cost by pressing or drawing a metal plate having a thickness of about 0.5 to 3 mm, particularly aluminum, copper, or an alloy thereof having good thermal conductivity, and the lower surface of the chip plate unit 2. Bonded with an adhesive having excellent thermal conductivity (for example, silver pace).

チップタンクユニット3は、インクタンク5001からHBチップ201にインクを導くためにあり、チップタンク301と流路プレート302とフィルター304とシールゴム305とジョイントゴム303から構成されている。樹脂成形にて形成されたチップタンク301と流路プレート302とを超音波溶着することによりインク流路を形成している。   The chip tank unit 3 is for guiding ink from the ink tank 5001 to the HB chip 201, and includes a chip tank 301, a flow path plate 302, a filter 304, a seal rubber 305, and a joint rubber 303. An ink flow path is formed by ultrasonically welding a chip tank 301 and a flow path plate 302 formed by resin molding.

図5はプリントヘッドにインクタンクが装着する様子を示した模式図である。インクタンク5001と係合するジョイント部には、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルター304が溶着により接合されており、さらに、ジョイント部からのインクの蒸発を防止するために、シールゴム305が装着されている。またチップタンク301は、着脱自在のインクタンク5001を保持する機能も一部有しており、インクタンク5001の第1の爪(不図示)を係合する第1の穴5002およびインクタンク5001の取り外しレバー5003を係合する第2の穴5004を有している。   FIG. 5 is a schematic diagram showing how the ink tank is mounted on the print head. A filter 304 for preventing entry of dust from the outside is joined to the joint portion engaged with the ink tank 5001 by welding, and a seal rubber 305 is provided to prevent evaporation of ink from the joint portion. It is installed. The chip tank 301 also has a part of the function of holding the removable ink tank 5001, and the first hole 5002 for engaging the first claw (not shown) of the ink tank 5001 and the ink tank 5001. A second hole 5004 for engaging the removal lever 5003 is provided.

ジョイントゴム303は、チッププレートユニット2のインク供給口(不図示)とチップタンクユニットのインク供給口306をインクがリークしないように連通させるために、チップタンク301にチッププレートユニット2を位置決し、ビス5で固定し接合が完了する。   The joint rubber 303 positions the chip plate unit 2 in the chip tank 301 so that the ink supply port (not shown) of the chip plate unit 2 and the ink supply port 306 of the chip tank unit communicate with each other so that ink does not leak. Fixing with screws 5 completes the joining.

チッププレート202の一つの側面に第三の接着剤(不図示)を塗布し、側面に沿って折り曲げ、押し付けて加熱接着する。第三の接着剤は、耐インク性の良好なエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤が使用される。接着後の接着剤厚さ10〜100μmが好ましい。   A third adhesive (not shown) is applied to one side surface of the chip plate 202, bent along the side surface, pressed, and heat-bonded. As the third adhesive, a thermosetting adhesive mainly composed of an epoxy resin having good ink resistance is used. The adhesive thickness after bonding is preferably 10 to 100 μm.

チッププレートユニット2の電気配線テープ203はチップタンクユニット3の一側面に、端子位置決めピンと端子位置決め穴(2ヶ所)により位置決めされ、チップタンクユニット3に設けられた端子結合ピンをカシメることにより固定し、プリントヘッド1が完成する。   The electric wiring tape 203 of the chip plate unit 2 is positioned on one side surface of the chip tank unit 3 by terminal positioning pins and terminal positioning holes (two locations) and fixed by crimping the terminal coupling pins provided in the chip tank unit 3. Thus, the print head 1 is completed.

本発明における実施例1に示したHBチップの構造図Structure diagram of HB chip shown in embodiment 1 of the present invention 本発明におけるインクジェット式プリントヘッドの分解構造図Exploded structure diagram of ink jet print head in the present invention 本発明におけるインクジェット式プリントヘッドの斜視図The perspective view of the ink jet type print head in the present invention 本発明におけるSiウェハ上のHBチップの配置模式図Arrangement schematic diagram of HB chip on Si wafer in the present invention 本発明におけるインクジェット式プリントヘッドとインクタンクの斜視図1 is a perspective view of an ink jet print head and an ink tank according to the present invention. 本発明における実施例1に示したチッププレートユニットの模式図Schematic diagram of the chip plate unit shown in Example 1 of the present invention 本発明におけるHBチップの製造工程を示す模式図Schematic diagram showing the manufacturing process of the HB chip in the present invention 従来のインクジェット式プリントヘッドの製造方法における、ダイシング方法による分離工程の模式図Schematic diagram of separation process by dicing method in conventional inkjet printhead manufacturing method

符号の説明Explanation of symbols

1 プリントヘッド
2 チッププレートユニット
3 チップタンクユニット
4 放熱部材
5 ビス
201 HBチップ
202 チッププレート
203 電気配線テープ
204 マクラ
205 (チッププレートの)インク供給口
206 電極端子
207 外部信号入力端子
208 (マクラの)開口部
210 チップタンクとのX方向位置決め穴
301 チップタンク
302 流路プレート
303 ジョイントゴム
304 フィルター
305 シールゴム
306 (チップタンクの)インク供給口
401 (放熱部材の)開口部
4001 Si基板
4002 (HBチップの)インク供給口
4003 電気熱変換素子
4004 電極部
4005 インク流路
4006 インク流路壁
4007 吐出口
4008 吐出口群
4009 切欠き部
5001 インクタンク
5002 (インクタンクの第一の爪を係合する第一の)穴
5003 取り外しレバー
5004 (取り外しレバーを係合する第二の)穴
6001 (マクラ開口部の四隅に設けた)出っ張り部
6002 (電気配線テープ開口部の四隅に設けた)張り出し部
6003 第一の封止剤
6004 第二の封止剤
6005 第二の封止剤の塗布領域
6007 チッププレートのX方向の基準位置
6008 チッププレートのY方向の基準位置
8001 Siウェハー
8002 開口
9001 Siウェハー
9002 保護膜
9003 インク流路・吐出口形成部
9004 (裏面の)保護膜(耐エッチングマスク層)
9005 フォトレジスト
9006 切欠き部を形成するための開口パターン
9007 インク供給口パターン
9008 レジストパターン
10001 切断ブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Print head 2 Chip plate unit 3 Chip tank unit 4 Heat radiating member 5 Screw 201 HB chip 202 Chip plate 203 Electrical wiring tape 204 Macula 205 (Chip plate) Ink supply port 206 Electrode terminal 207 External signal input terminal 208 (Macra) Opening 210 X-direction positioning hole with chip tank 301 Chip tank 302 Flow path plate 303 Joint rubber 304 Filter 305 Seal rubber 306 Ink supply port 401 (for heat dissipation member) Opening 4001 (for heat dissipation member) Si substrate 4002 (for HB chip) ) Ink supply port 4003 Electrothermal conversion element 4004 Electrode unit 4005 Ink channel 4006 Ink channel wall 4007 Ejection port 4008 Ejection port group 4009 Notch 5001 Ink tank 002 (first) for engaging the first claw of the ink tank 5003 removal lever 5004 (second) hole for engaging the removal lever 6001 Protruding portions 6002 (provided at the four corners of the macula opening) Overhang portions (provided at the four corners of the wiring tape opening) 6003 First sealant 6004 Second sealant 6005 Application region of second sealant 6007 Reference position in the X direction of the chip plate 6008 Y of the chip plate Direction reference position 8001 Si wafer 8002 Opening 9001 Si wafer 9002 Protective film 9003 Ink channel / discharge port forming part 9004 (on the back) protective film (etching-resistant mask layer)
9005 Photoresist 9006 Opening pattern for forming a notch 9007 Ink supply port pattern 9008 Resist pattern 10001 Cutting blade

Claims (3)

インクを吐出する吐出口群と吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギー発生素子と前記吐出エネルギー発生素子を駆動させるための電気パルス信号および電力供給を受容する電極部と前記吐出口群の反対の面にインク供給口とを具備する記録素子基板と、
前記記録素子基板が取り付けられ、前記記録素子基板の液室にインクを連通する液体供給路が形成されている支持部材と、
前記記録素子基板を組み込むための開口部を有し、前記記録素子基板に対してインクを吐出するための電気パルス信号および電力を印加するための可撓性の配線基板と、
前記記録素子基板が前記支持部材に接するための開口部を持ち、前記支持部材と前記配線基板の間に配置され前記配線基板を保持固定する支持板と、
前記支持板の開口部に配置された前記記録素子基板の周囲を封止する第一の封止剤と、
前記記録素子基板と前記配線基板の電気接続部を封止する第二の封止剤を備えたインクジェット式プリントヘッドにおいて、
前記記録素子基板の四隅部に、インク供給口側よりインク吐出口側になるに従い小さくなる切欠き構造と第二の封止剤を受ける部材とを持つことを特徴としたインクジェット式プリントヘッド。
Opposite to the ejection port group, an ejection port group for ejecting ink, an ejection energy generation element for ejecting ink from the ejection port, an electric pulse signal for driving the ejection energy generation element, and an electrode unit for receiving power supply A recording element substrate having an ink supply port on its surface;
A support member to which the recording element substrate is attached, and a liquid supply path that communicates ink with the liquid chamber of the recording element substrate;
An opening for incorporating the recording element substrate; a flexible wiring substrate for applying an electric pulse signal and electric power for ejecting ink to the recording element substrate;
A support plate that has an opening for the recording element substrate to contact the support member, is disposed between the support member and the wiring substrate, and holds and fixes the wiring substrate;
A first sealant for sealing the periphery of the recording element substrate disposed in the opening of the support plate;
In an ink jet print head provided with a second sealant that seals the electrical connection portion between the recording element substrate and the wiring substrate,
An ink jet print head comprising: a notch structure that decreases in size from an ink supply port side to an ink discharge port side and a member that receives a second sealant at four corners of the recording element substrate.
前記第二の封止剤を受ける部材が前記支持板の開口部に出っ張り部として一体に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット式プリントヘッド。   2. The ink jet print head according to claim 1, wherein a member that receives the second sealant is integrally provided as a protruding portion at an opening of the support plate. 前記記録素子基板は、〈100〉面の結晶方位をもつSiウエハー上に、前記吐出口と前記吐出エネルギー発生素子と前記電極部を複数の記録素子基板分形成した後、
前記インク吐出口が形成された面の反対側面からSi異方性エッチングによるインク供給口の形成を行ない、
同時にSi異方性エッチングにより記録素子基板の四隅部に開口を形成し、
その後各記録素子基板を分離分割することで、記録素子基板の四隅に前記切欠き構造を形成することを特徴とするインクジェット式プリントヘッドの製造方法。
The recording element substrate is formed on a Si wafer having a crystal orientation of <100> plane, after forming the ejection port, the ejection energy generating element, and the electrode portion for a plurality of recording element substrates.
An ink supply port is formed by Si anisotropic etching from the side opposite to the surface on which the ink discharge port is formed,
At the same time, openings are formed at the four corners of the recording element substrate by Si anisotropic etching,
Then, the recording element substrate is separated and divided to form the notch structures at the four corners of the recording element substrate.
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