JP2007331135A - Electrode forming method and method for manufacturing inkjet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電極形成方法及びインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、無電解めっきにより形成された電極間に電極が橋渡しされてしまうことにより短絡が起きてしまう現象、通称「ブリッジ」の発生を効果的に防止することのできる電極形成方法及びこれを用いたインクジェットヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to an electrode forming method and an ink jet head manufacturing method, and more particularly, it is effective to cause a phenomenon that a short circuit occurs due to bridging of electrodes between electrodes formed by electroless plating, commonly referred to as “bridge”. The present invention relates to a method of forming an electrode that can be prevented and a method of manufacturing an inkjet head using the same.
インクジェットプリンタ等に使用されるインクジェットヘッドには、PZT等からなる圧電体セラミックスからなる基板の表面に電極を形成するものがある。従来、このようなインクジェットヘッドの電極形成方法としては、基板上面にめっき用レジスト層を形成した後、該めっき用レジスト層側からチャネル溝を機械的に加工し、その後、基板全面にめっき触媒を付与し、無電解めっき処理により該めっき触媒が付与された部位にめっき膜を形成した後、めっき用レジスト層を除去することで、所定パターンの電極を形成する方法(特許文献1、特許文献2)、チャネル溝を形成した基板表面にフォトレジストを被覆し、所定パターンにパターニングした後、基板全面にめっき触媒を付与し、無電解めっき処理により該めっき触媒が付与された部位にめっき膜を形成した後、フォトレジストを除去することで、所定パターンの電極を形成する方法(特許文献3)、チャネル溝を形成した基板表面にめっき膜を形成した後、フォトレジストを被覆し、パターニングして所定パターンにめっき膜を露出させた後、めっき膜が露出した部位のめっきを除去し、その後、フォトレジストを除去することにより所定パターンの電極を形成する方法(特許文献4)、レジスト層を被覆した基板にチャネル溝を形成した後、めっき触媒を付与し、その後、レジスト層を除去し、めっき触媒が残留する部位に無電解めっき処理によりめっき膜を形成することにより、所定パターンの電極を形成する方法(特許文献5)、チャネル溝を形成した基板表面にめっき触媒を付与した後、ドライフィルムを被覆し、所定パターンにパターニングした後、無電解めっき処理によりめっき触媒が露出した部位にめっき膜を形成し、その後、ドライフィルムを除去することにより、所定パターンの電極を形成する方法(特許文献6)が知られている。
Some ink jet heads used in ink jet printers form electrodes on the surface of a substrate made of piezoelectric ceramic made of PZT or the like. Conventionally, as an electrode forming method for such an ink jet head, after forming a resist layer for plating on the upper surface of the substrate, a channel groove is mechanically processed from the resist layer side for plating, and then a plating catalyst is applied to the entire surface of the substrate. A method of forming an electrode having a predetermined pattern by removing a plating resist layer after forming a plating film on a portion to which the plating catalyst has been applied by electroless plating treatment (
なお、特許文献7には、半導体基板上に複数のレジスト層の各層に互いにオフセット関係にあるパターンを形成する方法が開示されているが、無電解めっきによって電極をパターン形成することの開示はない。
特許文献1〜4に記載の技術では、めっき用レジスト層等のめっき用被覆部材が形成されている基板に対してめっき膜を形成している。一般に、めっき用被覆部材上にはめっき触媒が付着しにくいため、めっき用被覆部材で被覆されていない部位に比べてめっき膜は析出しにくいが、全くめっき触媒が付着しないわけではないため、めっき用被覆部材上にも不要なめっき膜が形成されてしまう。通常、これらの技術では、めっき後にめっき用被覆部材を溶解除去すれば、めっき用被覆部材上に形成された不要なめっき膜の下には、めっき用被覆部材が除去されることにより隙間が形成されるので、マイクロジェット洗浄等によって上から叩く洗浄を行うことにより、ある程度除去することができると考えられる。しかし、実際には、マイクロジェット洗浄等によっても除去しきれない程の大量のめっき膜が形成されてしまい、これら不要なめっき膜が隣接する電極間を橋渡しすることによって、短絡を発生させてしまう問題がある。
In the techniques described in
また、特許文献5に記載の技術では、めっき用被覆部材を除去した後、めっき触媒が付与された部位に電極が形成されるようになるので、上記特許文献1〜4に記載の技術に比べて不要なめっき膜の発生確率は低いものの、めっき触媒が付着していないめっき用被覆部材によって覆われていた部位にもめっき膜が析出することで、やはり電極間の短絡を発生させる問題がある。特に、この場合、不要なめっき膜の下には、上記特許文献1〜4に記載のような隙間は存在しないので、マイクロジェット洗浄等によって除去することができない。このため、めっき後に短絡を引き起こすような不要なめっき膜が1箇所でも発生すると重大な問題となる。
Further, in the technique described in
更に、特許文献6に記載の技術では、めっき触媒の付与後にめっき用被覆部材によりパターニングを行うので、めっき触媒を汚染し易く、めっき抜けが起こり易く、電極が断線してしまう場合がある。
Furthermore, in the technique described in
そこで、本発明は、無電解めっきにより形成される電極間に不要なめっき膜が析出せず、短絡の発生を効果的に防止することのできる電極形成方法及びこれを用いたインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides an electrode forming method capable of effectively preventing the occurrence of a short circuit without an unnecessary plating film being deposited between electrodes formed by electroless plating, and a method of manufacturing an inkjet head using the same. It is an issue to provide.
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
請求項1記載の発明は、基板上に複数の感光性樹脂層を形成し、パターニングにより電極形成部を形成した後、最表層の前記感光性樹脂層及び前記電極形成部の表面に対して触媒付与を行い、次に前記複数の感光性樹脂層のうちの前記触媒が付着した表側の感光性樹脂層を除去した後、無電解めっき液に浸漬し、前記触媒が付与された前記電極形成部を含む部位にめっき膜を形成し、基板上に電極をパターン形成することを特徴とする電極形成方法である。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of photosensitive resin layers are formed on a substrate, an electrode forming portion is formed by patterning, and then the outermost surface of the photosensitive resin layer and the surface of the electrode forming portion are catalyzed. Next, after removing the photosensitive resin layer on the front side to which the catalyst is adhered, among the plurality of photosensitive resin layers, the electrode forming portion to which the catalyst is applied is immersed in an electroless plating solution The electrode forming method is characterized in that a plating film is formed in a portion including the substrate and an electrode is patterned on the substrate.
請求項2記載の発明は、基板上に少なくとも最表層がポジ型である複数の感光性樹脂層を形成し、パターニングにより電極形成部を形成した後、最表層の前記感光性樹脂層及び前記電極形成部の表面に対して触媒付与を行い、次に前記複数の感光性樹脂層のうちの前記触媒が付着した表側の感光性樹脂層を除去した後、無電解めっき液に浸漬し、前記触媒が付与された前記電極形成部を含む部位にめっき膜を形成し、基板上に電極をパターン形成することを特徴とする電極形成方法である。 According to the second aspect of the present invention, after forming a plurality of photosensitive resin layers having at least an outermost positive layer on a substrate and forming an electrode forming portion by patterning, the uppermost photosensitive resin layer and the electrode The catalyst is applied to the surface of the formation portion, and then the front-side photosensitive resin layer to which the catalyst is adhered is removed from the plurality of photosensitive resin layers, and then immersed in an electroless plating solution, The electrode forming method is characterized in that a plating film is formed on a portion including the electrode forming portion to which is provided, and an electrode is patterned on the substrate.
請求項3記載の発明は、基板上にPEB処理により現像液に不溶となるタイプのネガ型感光性樹脂層を形成した後、その表側にポジ型感光性樹脂層を形成し、パターニングにより電極形成部を形成した後、PEB処理及び最表層の前記感光性樹脂層及び前記電極形成部の表面に対して触媒付与を行い、次に前記触媒が付着した最表層のポジ型感光性樹脂層を除去した後、無電解めっき液に浸漬し、前記触媒が付与された前記電極形成部を含む部位にめっき膜を形成し、基板上に電極をパターン形成することを特徴とする電極形成方法である。 According to a third aspect of the present invention, a negative photosensitive resin layer of a type that becomes insoluble in a developer by PEB processing is formed on a substrate, and then a positive photosensitive resin layer is formed on the front side, and electrode formation is performed by patterning. After forming the portion, PEB treatment and applying the catalyst to the surface of the outermost photosensitive resin layer and the electrode forming portion, and then removing the outermost positive photosensitive resin layer to which the catalyst has adhered Then, it is immersed in an electroless plating solution, a plating film is formed on a portion including the electrode forming portion provided with the catalyst, and an electrode is patterned on a substrate.
請求項4記載の発明は、基板上にポジ型感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層を露光処理した後、その表側にPEB処理により現像液に不溶となるタイプのネガ型感光性樹脂層と、更にその表側にポジ型感光性樹脂層を形成し、パターニングにより電極形成部を形成した後、PEB処理及び最表層の前記感光性樹脂層及び前記電極形成部の表面に対して触媒付与を行い、次に前記触媒が付着した最表層のポジ型感光性樹脂層を除去した後、無電解めっき液に浸漬し、前記触媒が付与された前記電極形成部を含む部位にめっき膜を形成し、基板上に電極をパターン形成することを特徴とする電極形成方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, a negative photosensitive resin of a type in which a positive photosensitive resin layer is formed on a substrate, the photosensitive resin layer is exposed to light, and then the front side thereof becomes insoluble in a developer by PEB processing. A positive photosensitive resin layer is formed on the front side of the resin layer, and an electrode forming portion is formed by patterning. Then, a catalyst is applied to the surface of the photosensitive resin layer and the electrode forming portion on the outermost layer by PEB treatment. Next, after removing the outermost positive photosensitive resin layer to which the catalyst has adhered, it is immersed in an electroless plating solution, and a plating film is formed on the portion including the electrode forming portion to which the catalyst has been applied. And forming an electrode pattern on the substrate.
請求項5記載の発明は、前記無電解めっき液に浸漬する際の前記基板上に残存する感光性樹脂層の厚さが、7μm以下であることを特徴とする請求項3又は4記載の電極形成方法である。 5. The electrode according to claim 3, wherein the thickness of the photosensitive resin layer remaining on the substrate when immersed in the electroless plating solution is 7 μm or less. It is a forming method.
請求項6記載の発明は、前記めっき膜を形成した後、基板上の残りの感光性樹脂層を除去することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電極形成方法である。 A sixth aspect of the present invention is the electrode forming method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the remaining photosensitive resin layer on the substrate is removed after the plating film is formed.
請求項7記載の発明は、前記パターニングは、露光及び現像処理により行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電極形成方法である。 A seventh aspect of the present invention is the electrode forming method according to any one of the first to sixth aspects, wherein the patterning is performed by exposure and development processing.
請求項8記載の発明は、前記パターニングは、機械的加工により行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電極形成方法である。
The invention according to claim 8 is the electrode forming method according to
請求項9記載の発明は、前記パターニングは、高エネルギー体の照射により行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電極形成方法である。 A ninth aspect of the invention is the electrode forming method according to any one of the first to sixth aspects, wherein the patterning is performed by irradiation with a high energy body.
請求項10記載の発明は、前記触媒付与後で且つ前記無電解めっき液浸漬前の感光性樹脂層の除去を、露光及び現像処理により行うことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の電極形成方法である。
The invention according to
請求項11記載の発明は、圧電性基板に多数の電極を形成し、各電極に電圧を印加することによって前記圧電性基板を圧電効果によって変形させ、インクに吐出のためのエネルギーを付与するようにしたインクジェットヘッドの製造方法において、前記圧電性基板に、請求項1〜10のいずれかに記載の電極形成方法によって前記電極をパターン形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
According to the eleventh aspect of the present invention, a large number of electrodes are formed on the piezoelectric substrate, and a voltage is applied to each electrode to deform the piezoelectric substrate by the piezoelectric effect so as to impart energy for ejection to the ink. An inkjet head manufacturing method, wherein the electrode is patterned on the piezoelectric substrate by the electrode forming method according to
本発明によれば、無電解めっきにより形成された電極間に不要なめっき膜が析出せず、短絡の発生を効果的に防止することのできる電極形成方法及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, there are provided an electrode forming method and an inkjet head manufacturing method in which an unnecessary plating film does not deposit between electrodes formed by electroless plating and the occurrence of a short circuit can be effectively prevented. Can do.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図2は、本発明に係る電極形成方法の第1の態様を説明する図である。 1-2 is a figure explaining the 1st aspect of the electrode formation method which concerns on this invention.
まず、基板1上に所定の電極パターンを形成するに際し、基板1の表面にネガ型感光性樹脂層2、ポジ型感光性樹脂層3の順に感光性樹脂層を形成する。なお、本明細書では、基板1における図示上側を表側とする。
First, when forming a predetermined electrode pattern on the
ここで、ネガ型感光性樹脂層2には、そのままでは現像液に溶解するが、PEB処理(Post Exposure Bake処理)することにより、現像液に対して不溶となるタイプのネガ型感光性樹脂が用いられる。
Here, the negative
各感光性樹脂層2、3は、感光性樹脂を基板1上にスピンコートすることによって一定の厚みに塗布形成することが好ましい。すなわち、基板1上にネガ型感光性樹脂をスピンコートすることによってネガ型感光性樹脂層2を一定厚みに塗布形成した後、オーブンでベークして十分に乾燥させる。その後、その表面にポジ型感光性樹脂をスピンコートすることによってポジ型感光性樹脂層3を一定厚みに塗布形成し、オーブンでベークして乾燥させることにより、基板1上に2層の感光性樹脂層2、3を順次形成する(図1(a))。
Each of the
次いで、最表層の感光性樹脂層3の表面に、所定の電極パターンとなる開口部4aを有し、電極を形成したくない部位を被覆するためのマスク4を設け、その上から紫外線照射により露光してパターニングを行う(図1(b))。
Next, a
露光により照射された紫外線は、マスク4の開口部4aを通って各感光性樹脂層2、3に選択的に照射される。この露光後の基板1を現像液に浸漬して現像すると、マスク4の開口部4aから露光された部位は現像時に溶解除去されて基板1の表面が露出した電極形成部5がそれぞれ形成され、マスク4によって紫外線が遮られて露光されなかった部位の感光性樹脂層2、3は残存する(図1(c))。
The ultraviolet rays irradiated by the exposure are selectively irradiated to the respective
次いで、基板1の表面から、マスク4を使用せずに、最表層のポジ型感光性樹脂層3側からその全体に亘って紫外線を照射して再び露光を行い、その後、全体をPEB処理することにより所定の加熱を行う(図1(d))。このPEB処理により、基板1上に接して形成されているネガ型感光性樹脂層2は現像液に対して不溶となる。
Next, from the surface of the
その後、基板1の表側の全面、すなわち最表層の感光性樹脂層3の表面と電極形成部5の表面に対して触媒付与を行い、めっき触媒6を付着させる(図2(a))。めっき触媒6は、後段の無電解めっきによるめっき膜の形成を促進させるために、無電解めっきの触媒である金属パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)等を生成させる。
Thereafter, the catalyst is applied to the entire surface of the
基板1にめっき触媒6を付与する方法としては、例えば次の方法が挙げられる。まず、基板1を、60℃に加熱した0.1%ノニオン系界面活性剤に3分間浸漬して洗浄した後、表面に付着している汚れ、油分を取り除き(めっき毒除去)、次いで、濃度0.1%の塩化第一錫水溶液に浸漬して塩化第一錫を吸着させ(センシタイジング)、続いて濃度0.01%の塩化パラジウム水溶液に浸漬して塩化パラジウムを吸着させ(アクチベーティング)、先に吸着した塩化第一錫と塩化パラジウムの間で酸化還元反応(SnCl2+PdCl2→SnCl4+Pd↓)を起こさせて金属パラジウムを形成する。
Examples of the method for applying the
このめっき触媒6は、図示するように、電極形成部5内のみならず、最表層の感光性樹脂層3上にも僅かながら付着する。
As shown in the figure, the
なお、PEB処理の工程と触媒付与の工程とは逆であってもよいが、PEB処理時の熱によるめっき触媒6の機能低下を抑える観点から、上述のようにPEB処理の後に触媒付与を行うことが好ましい。
Although the PEB treatment step and the catalyst application step may be reversed, the catalyst application is performed after the PEB treatment as described above from the viewpoint of suppressing the functional degradation of the
次いで、基板1をアルカリの現像液に浸漬することで、露光された最表層のポジ型感光性樹脂層3を溶解除去する。このとき、ポジ型感光性樹脂層3の表面に付着しているめっき触媒6も一緒に除去される。また、ネガ型感光性樹脂層2は、PEB処理されているために現像液に対して不溶であるため、基板1上に残存する(図2(b))。
Next, the
但し、厳密には、このアルカリの現像液に基板1を浸漬した際、電極形成部5を通して基板1上に残存している感光性樹脂層2も僅かながら溶解する。このときの感光性樹脂層2の溶解量如何によっては、隣接する電極形成部5同士が近接しすぎてしまい、後述する無電解めっき処理によってこの電極形成部5内に電極を形成すると、電極間が近接しすぎて短絡を発生させるおそれがある。
However, strictly speaking, when the
ここで、ネガ型感光性樹脂層2の感光性樹脂として、東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−CA3000PM」、「PMER N−HC3000PM」と、ポジ型感光性樹脂層3の感光性樹脂として、東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」を使用し、基板1上に、ネガ型感光性樹脂層2の厚みが表1、表2のようになるように塗布形成し、最表層のポジ型感光性樹脂層3がライン及びスペース共に70μmとなるように、図1(a)〜(c)と同様にしてストライプ状にパターニングし、これを東京応化工業(株)製「PMER現像液P7G」を使用して室温で2分間現像を行い、それぞれのネガ型感光性樹脂層2が現像液に溶解した幅を観察した実験を行った。その結果を表1、表2に示す。
Here, as the photosensitive resin of the negative
これらの結果から、基板1上に形成されるネガ型感光性樹脂層2の厚みが7μmを超えるようになると、現像液によって溶解される幅が大きくなり始めることがわかる。従って、無電解めっき液に浸漬する際の基板1上に残存する感光性樹脂層の厚みは7μm以下としておくことが好ましい。また、厚みの下限は、形成される電極の厚みとも関係するが、一般に0.1μm以上とすることが好ましい。
From these results, it can be seen that when the thickness of the negative
また、ネガ型感光性樹脂層2の上に形成されるポジ型感光性樹脂層3の厚みは、この現像処理によって除去される際に不要なめっき触媒6を確実に除去して、ネガ型感光性樹脂層2上へのめっき触媒6の残留を防止する観点から、0.1μm以上とすることが好ましい。
Further, the thickness of the positive photosensitive resin layer 3 formed on the negative
各感光性樹脂層2、3の厚みの調整は、スピンコート時の回転数を適宜調整することによって行うことができる。
Adjustment of the thickness of each
このめっき触媒6を付与した後の最表層のポジ型感光性樹脂層3の除去を、以上のように露光及び現像処理により行うことは、複数の感光性樹脂層2、3のうちのポジ型感光性樹脂層3のみを選択的に容易に除去でき、不要なめっき触媒6の除去効果も確実であるために好ましい。
The removal of the outermost positive photosensitive resin layer 3 after the application of the
その後、電極形成部5内に無電解めっき処理によりめっき膜を析出させて電極7を形成する。すなわち、基板1を無電解めっき液に浸漬し、基板1の表面のめっき触媒6が付着した部位にめっき膜を析出させ、電極7を形成する。
Thereafter, an
無電解めっきに用いられる金属としては、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)等があるが、NiやCuが好ましく、特に好ましくはNiを含む金属を用いることである。少なくともNiを含む金属は、比較的耐食性が高いことと、はんだ付き性、ワイヤボンディング、ACF(異方性導電フィルム)接合といった電極接合性が良いこと、基材との膜付き性が良いこと等が理由に挙げられる。また、このようなNiを含むめっき膜上に更に金(Au)めっきを施す等の多層めっきも容易となる利点がある。 Examples of the metal used for electroless plating include Ni (nickel), Co (cobalt), Cu (copper), and Al (aluminum). Ni and Cu are preferable, and a metal containing Ni is particularly preferable. It is. A metal containing at least Ni has relatively high corrosion resistance, good solderability, electrode bonding properties such as wire bonding and ACF (anisotropic conductive film) bonding, and good film adhesion to a substrate. Can be cited as the reason. Further, there is an advantage that multilayer plating such as further gold (Au) plating on the plating film containing Ni becomes easy.
Niめっきの種類としては、ホウ素(B)を含有するNiBめっき、りん(P)を含有するNiPめっきが好ましく、特に電気的抵抗が低い点からNiBめっきが好ましい。NiBめっきとNiPめっきとを積層して用いてもよい。 As the type of Ni plating, NiB plating containing boron (B) and NiP plating containing phosphorus (P) are preferable, and NiB plating is particularly preferable from the viewpoint of low electrical resistance. NiB plating and NiP plating may be laminated and used.
めっき膜厚は、本発明において特に限定されるものではないが、一般に0.1μm以上とすることが好ましい。厚みの上限は、上述したように、無電解めっき液へ浸漬する際の基板1上に残存する感光性樹脂層の厚みを7μm以下とすることが好ましいことから、7μm以下とすることが好ましい。
The plating film thickness is not particularly limited in the present invention, but generally it is preferably 0.1 μm or more. As described above, the upper limit of the thickness is preferably 7 μm or less because the thickness of the photosensitive resin layer remaining on the
かかる無電解めっき処理によって、基板1の表面に、無電解めっきによるめっき膜からなる電極7がパターン形成される。このとき、電極7間に感光性樹脂層2が存在したままであっても、その上にめっき膜は析出していないため、隣接する電極7間の短絡のおそれはない。不要な感光性樹脂層2はアセトンにより除去すれば、基板1上に電極7のみがパターン形成された状態とすることができる(図2(d))。
By this electroless plating treatment, an
この電極形成方法によれば、無電解めっき液に浸漬する無電解めっき処理時には、最表層となる感光性樹脂層2上にめっき触媒6が付着していない状態とすることができ、めっき膜の析出を防止することができるため、電極7間に不要なめっき膜が析出せず、短絡の発生を効果的に防止することができる。
According to this electrode forming method, during the electroless plating treatment immersed in the electroless plating solution, the
図3〜図4は、本発明に係る電極形成方法の第2の態様を説明する図である。第1の態様と同一符号は同一構成を示しているので、詳細な説明は省略する。 3-4 is a figure explaining the 2nd aspect of the electrode formation method which concerns on this invention. Since the same reference numerals as those in the first aspect indicate the same configuration, detailed description thereof is omitted.
ここでは、まず、基板1の表面にポジ型感光性樹脂を、第1の態様の場合と同様にして一定厚みに塗布形成し、オーブンでベークして乾燥させることにより、基板1上に第1のポジ型感光性樹脂層3Aを形成する(図3(a))。
Here, first, a positive photosensitive resin is applied and formed to a constant thickness on the surface of the
次いで、ここで、この第1のポジ型感光性樹脂層3Aの上から紫外線を照射することにより第1のポジ型感光性樹脂層3A全体を露光する(図3(b))。
Next, the entire first positive
その後、第1のポジ型感光性樹脂層3Aの上に、ネガ型感光性樹脂を、第1の態様の場合と同様にして一定厚みに塗布形成し、オーブンでベークして乾燥させることにより、ネガ型感光性樹脂層2を形成し、続いて、このネガ型感光性樹脂層2の上に、ポジ型感光性樹脂を同様に一定厚みに塗布形成し、オーブンでベークして乾燥させることにより、第2のポジ型感光性樹脂層3Bを形成する(図3(c))。
Then, on the first positive
次いで、最表層の第2のポジ型感光性樹脂層3Bの表面に、所定の電極パターンとなる開口部4aを有し、電極を形成したくない部位を被覆するためのマスク4を設け、その上から紫外線照射により露光してパターニングを行う(図3(d))。
Next, on the surface of the second positive
露光により照射された紫外線は、マスク4の開口部4aを通って各感光性樹脂層3B、2、3Aに選択的に照射される。この露光後の基板1を現像液に浸漬して現像すると、マスク4の開口部4aから露光された部位は現像時に溶解除去して基板1の表面が露出した電極形成部5がそれぞれ形成され、マスク4によって紫外線が遮られて露光されなかった部位の感光性樹脂層3B、2、3Aは残存する(図3(e))。
The ultraviolet rays irradiated by the exposure are selectively irradiated to each
次に、基板1の表面から、マスク4を使用せずに、最表層の第2のポジ型感光性樹脂層3Bの全体に亘って、紫外線を照射して再び露光を行い、その後、全体をPEB処理することにより所定の加熱を行う(図4(a))。このPEB処理により、第1のポジ型感光性樹脂層3A上に形成されているネガ型感光性樹脂層2は現像液に対して不溶となる。
Next, the entire surface of the second positive
その後、基板1の全面にめっき触媒6を付着させる(図4(b))。このめっき触媒6は、図示するように、電極形成部5内のみならず、最表層の第2のポジ型感光性樹脂層3B上にも僅かながら付着する。
Thereafter, the
このPEB処理の工程と触媒付与の工程は、第1の態様において述べたように逆であってもよい。 The PEB treatment step and the catalyst application step may be reversed as described in the first embodiment.
次いで、基板1をアルカリの現像液に浸漬する。これにより、露光された最表層の第2のポジ型感光性樹脂層3Bが溶解除去される。このとき、第2のポジ型感光性樹脂層3Bの表面に付着しているめっき触媒6も一緒に除去される。また、ネガ型感光性樹脂層2は、PEB処理されているために現像液に対して不溶であり、第1のポジ型感光性樹脂層3Aはネガ型感光性樹脂層2の存在により、いずれも基板1上に残存する(図4(c))。
Next, the
その後、この基板1を無電解めっき液に浸漬し、無電解めっき処理により電極形成部5内にめっき膜を析出させて電極7をパターン形成する(図4(d))。
Then, this board |
この場合も、必要により、基板1の表面に残存するネガ型感光性樹脂層2及び第1のポジ型感光性樹脂層3Aをアセトンにより除去すると、基板1の表面に、無電解めっきによるめっき膜からなる電極7のみがパターン形成される(図4(e))。
Also in this case, if necessary, if the negative
また、無電解めっき液に浸漬する際の基板1上に残存する第1のポジ型感光性樹脂層3Aとネガ型感光性樹脂層2とによる厚みは、上述したように、隣接する電極7間の短絡をより効果的に防止するために、7μm以下としておくことが好ましい。
Moreover, the thickness by the 1st positive
この電極形成方法でも、無電解めっき処理時には、最表層となる感光性樹脂層2上にめっき触媒6が付着していない状態とすることができ、めっき膜の析出を防止することができるため、電極7間に不要なめっき膜が析出せず、短絡の発生を効果的に防止することができる。
Even in this electrode forming method, during the electroless plating process, the
また、この態様では、基板1とネガ型感光性樹脂層2との間に第1のポジ型感光性樹脂層3Aが形成されているため、基板1の表面に残存するネガ型感光性樹脂層2及び第1のポジ型感光性樹脂層3Aの除去は、アセトンを使わず、現像液へ長時間浸漬することによって行ってもよい。すなわち、アセトン等の有機溶剤を使わず、アルカリの現像液への浸漬時間等の条件を適切に設定することでポジ型感光性樹脂層3Aを溶解すれば、その上のネガ型感光性樹脂層2と一緒に除去できるので、有機溶剤に弱い樹脂の基板でも使用することができる効果がある。
In this embodiment, since the first positive photosensitive resin layer 3 </ b> A is formed between the
以上の各態様では、電極形成部5を形成するためのパターニングを、紫外線照射による露光処理及び現像液への浸漬による現像処理によって行うようにしたが、これに限定されず、機械的加工によって行うようにしてもよい。機械的加工としては、例えばダイシングソー等による研削加工が挙げられる。
In each of the above embodiments, patterning for forming the
図5は、第1の態様において、パターニングをダイシングソーXを用いた機械的加工により行う例を示している。 FIG. 5 shows an example in which patterning is performed by mechanical processing using a dicing saw X in the first mode.
この機械的加工は、図1(b)(c)の露光及び現像処理に代えて行えばよい。また、図1(a)の各感光性樹脂層2、3を形成し、次いで、感光性樹脂層3の上から全体を露光し、更にPEB処理した後に、ダイシングソーXを用いた機械的加工によりパターニングを行うようにしてもよい。
This mechanical processing may be performed in place of the exposure and development processing of FIGS. Moreover, after forming each
ここでは、最表層のポジ型感光性樹脂層3の上からダイシングソーXによって基板1を研削加工し、基板1の表面に溝1aを形成している(図5(a))。その後、図1(d)〜図2と同様の工程を経ることによって、基板1上に電極7をパターン形成することができる(図5(b))。この場合は、各感光性樹脂層2、3の厚み、溝1aの深さ、めっき液への浸漬時間等を適宜調整してめっき膜厚を調整することにより、溝1aの内壁面に沿うように電極7を形成することができる。
Here, the
また、図示しないが、図1(b)(c)の露光及び現像処理した後に、各電極形成部5に露出する基板1の表面からダイシングソー等によって溝を研削加工するようにしてもよい。
Although not shown, after the exposure and development processes of FIGS. 1B and 1C, the grooves may be ground by a dicing saw or the like from the surface of the
このような機械的加工は、第2の態様にも同様に適用できる。 Such mechanical processing can be similarly applied to the second aspect.
更に、パターニングを機械的加工により行う別の態様を図6〜7に示す。第1の態様及び第2の態様と同一符号は同一構成を示しているので、詳細な説明は省略する。 Furthermore, another embodiment in which patterning is performed by mechanical processing is shown in FIGS. Since the same reference numerals as those in the first aspect and the second aspect indicate the same configuration, detailed description thereof is omitted.
ここでは、基板1の表面から、第1のネガ型感光性樹脂層2A、第1のポジ型感光性樹脂層3A、第2のネガ型感光性樹脂層2B、第2のポジ型感光性樹脂層3B、第3のネガ型感光性樹脂層2C、第3のポジ型感光性樹脂層3Cの計6層を順次形成している(図6(a))。
Here, from the surface of the
その後、最表層である第3のポジ型感光性樹脂層3Cの上から全体に紫外線を照射することにより露光する(図6(b))。このとき、露光時間を適宜調整することにより、第3のポジ型感光性樹脂層3Cよりも下層のポジ型感光性樹脂層3A、3Bが露光されないようにする。
Then, it exposes by irradiating an ultraviolet-ray to the whole from the 3rd positive
次いで、タイシングソーX等によって最表層のポジ型感光性樹脂層3Cの上から溝1aを研削加工して、パターニングすることにより電極形成部5を形成する(図6(c))。
Next, the groove 1a is ground from above the outermost positive
更にその後は、触媒付与により電極形成部5を含む全体にめっき触媒6を付着させ(図7(a))、次いで、アルカリの現像液に全体を浸漬する。これにより、最表層の第3のポジ型感光性樹脂層3Cとその下層の第3のネガ型感光性樹脂層2Cのみを溶解除去する(図7(b))。このとき、第2のポジ型感光性樹脂層3Bは露光されていないため、現像液によって溶解除去されない。
After that, the
その後は、同様に無電解めっき処理した後、アセトンにより基板1上に残存する感光性樹脂層2A、3A、2B、3Bを除去すると、溝1aの内壁面に電極7がパターン形成される。
Thereafter, after electroless plating treatment in the same manner, the
この態様では、第1、第2の態様の効果に加えて、更に、ネガ型感光性樹脂層2A〜2CをPEB処理して現像液に不溶にする必要がないので、パターニング、感光性樹脂を溶解、無電解めっきという工程を複数回行うことも可能になる。
In this aspect, in addition to the effects of the first and second aspects, the negative
例えば、図6及び図7と同様に複数層の感光性樹脂層2A、3A、2B、3B、2C、3Cを形成した後、パターニングして電極形成部5を形成し(図8(a))、その後、同様にして露光、触媒付与、現像及び無電解めっき処理を行うことにより、電極形成部5内に所定の電極7を形成する(図8(b))。更にその後、基板1上に残存する感光性樹脂層2A、3A、2B、3Bに対してパターニングして、基板1上に再度電極形成部5’を形成し(図8(c))、再び同様にして露光、触媒付与、現像及び無電解めっき処理を行うことにより、電極形成部5’内に所定の電極7’を形成する(図8(d))。
For example, after forming a plurality of
この場合は、場所によって電極の厚さを変えて電極接続用のバンプを作成したり、各無電解めっき処理時のめっき液の種類を変えて電極の抵抗値を場所によって変えたりすることも可能となる効果がある。 In this case, it is possible to create bumps for electrode connection by changing the thickness of the electrode depending on the location, or changing the resistance value of the electrode depending on the location by changing the type of plating solution during each electroless plating process There is an effect.
次に、かかる電極形成方法を用いたインクジェットヘッドの製造方法の一例について、図9〜図18を用いて説明する。 Next, an example of a method for manufacturing an ink jet head using such an electrode forming method will be described with reference to FIGS.
図9において、10はインクジェットヘッドを構成するための圧電性基板であり、電界を印加することにより圧電作用を示す圧電材料からなる。圧電性基板10として用いられる圧電材料としては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛[Pb(Zr,Ti)O3])、PLZT(チタン酸ジルコン酸鉛ランタン[(Pb,La)(Zr,Ti)O3])等のセラミックスで、主にPbOx、ZrOx、TiOxの混合微結晶体に、ソフト化剤又はハード化剤として知られる微量の金属酸化物、例えばNb、Zn、Mg、Sn、Ni、La、Cr等の酸化物を含むものが好ましい。中でもPZTは、充填密度が大きく、圧電性定数が大きく、加工性が良いので、インクジェットヘッドの基板として好ましく使用できる。
In FIG. 9,
ここでは、PZT粉末を成型焼結した薄板のPZT板10aと厚板のPZT板10bとのそれぞれを電極で挟み、シリコン油に漬けて、10〜35kv/cm程度の高電界を掛けて分極処理し、その分極方向が反対となるようにエポキシ系接着剤等の接着剤により接着することで積層体を構成している。
Here, a
ここでは、このようにPZT板10a、10bが積層された圧電性基板10に、図1〜図2で説明した第1の態様と同様に2層の感光性樹脂層を形成することによって電極を形成する場合について説明する。すなわち、圧電性基板10の上面に、まず、ネガ型感光性樹脂層20を塗布形成した後、更にその上にポジ型感光性樹脂層30を塗布形成する。各感光性樹脂層20、30の形成方法は、前述の感光性樹脂層2、3の場合と同一である。また、このネガ型感光性樹脂層20には、前述の感光性樹脂層2と同様、そのままでは現像液に溶解するが、PEB処理することにより、現像液に対して不溶となるタイプのネガ型感光性樹脂が用いられる。
Here, the electrodes are formed by forming two photosensitive resin layers on the
次いで、最表層の感光性樹脂層30の表面にマスク40を設ける。このマスク40は、露光・現像によって所定の電極パターンを形成する部位に開口部40aを有し、露光・現像によっては電極パターンを形成しない部位を被覆する。そして、このマスク40の上から紫外線照射により露光を行う(図10)。
Next, a
露光により照射された紫外線は、マスク40の開口部40aを通って各感光性樹脂層20、30に選択的に照射される。この露光後の圧電性基板10を現像液に浸漬して現像すると、マスク40の開口部40aから露光された部位は現像時に消失して圧電性基板10の表面が露出した電極形成部50がそれぞれ形成され、マスク40によって遮られて露光されなかった部位の感光性樹脂層20、30は残存する(図11)。
The ultraviolet rays irradiated by the exposure are selectively irradiated to each
次いで、この圧電性基板10に対し、図12に示すように、最表層の感光性樹脂層30の上からダイシングブレードX等を用いて、例えば深さ300μm、幅70μmで、厚板のPZT板10bの中途部まで至る深さの溝を各電極形成部50と同数研削することによって、複数の互いに平行なチャネル10cを並設する。このとき、各チャネル10cは、圧電性基板10表面の上記各電極形成部50とは反対端側から、それぞれ各電極形成部50にまで至る溝を研削することにより形成される。従って、各チャネル10cは、電極形成部50に近づくにつれて溝が徐々に浅くなり、やがて消滅して電極形成部50に繋がる。
Next, as shown in FIG. 12, the
この溝の研削加工により、圧電性基板10の上の感光性樹脂層20、30も除去されてパターニングされることになる。そして、各チャネル10c内と各電極形成部50とを除く圧電性基板10の表面のみが、感光性樹脂層20、30で覆われた状態となり、各チャネル10cの間には、削り残された圧電性基板10によって駆動壁10dが形成される(図13)。
By grinding the groove, the photosensitive resin layers 20 and 30 on the
なお、ここでは、圧電性基板10に4本の電極形成部50を形成し、従って、4本のチャネル10cを研削するものを示しているが、電極形成部50及びチャネル10cの数は限定されない。
Here, the four
次に、圧電性基板10の全面にめっき前処理を行う。このめっき前処理は、後段のめっき触媒を付与する工程におけるめっき触媒核及び後段の無電解めっき処理工程におけるめっき膜の付着を良好にするために、酸性フッ化アンモニウム、フッ化水素酸、ホウフッ化水素酸等の0.5%水溶液に浸漬して圧電性基板10の粒子界面にエッチング処理を行う。
Next, a pretreatment for plating is performed on the entire surface of the
エッチング処理が終了した後、圧電性基板10の全面に、前述したと同様の方法でめっき触媒60を付着させる(図14)。図14(a)は、圧電性基板10のチャネル10cが設けられた部位の部分断面図、図14(b)は、圧電性基板10のチャネル10cが設けられていない部位の部分断面図である。
After the etching process is completed, the
次いで、圧電性基板10をアルカリの現像液に浸漬する。これにより、露光された最表層のポジ型感光性樹脂層30が溶解除去される。このとき、ポジ型感光性樹脂層30の表面に付着しているめっき触媒60も一緒に除去される。また、ネガ型感光性樹脂層20は、PEB処理されているために現像液に対して不溶であり、圧電性基板10上に残存する。
Next, the
その後、電極形成部50及びチャネル10c内に、無電解めっき処理によりめっき膜を析出させて、電極70を形成する(図15)。
Thereafter, a plating film is deposited by electroless plating in the
かかる無電解めっき処理の後、圧電性基板10の表面に残存するネガ型感光性樹脂層20をアセトンにより除去すると、圧電性基板10の表面が露出した各チャネル10cの内面及び電極形成部50のみに無電解めっきによるめっき膜が析出し、これにより圧電性基板10には、図16に示すように、各チャネル10cの内面から圧電性基板10の表面に亘って電極70(斜線で示す)が形成される。なお、このとき、圧電性基板10の両側面、底面、前及び後端面にも析出した不要なめっきは研磨することにより除去すればよい。
After the electroless plating process, when the negative
その後、かかる圧電性基板10を用いてインクジェットヘッドを作成するには、図17に示すように、圧電性基板10の上面に、各チャネル10cの後端部を残して該チャネル10cの上方を覆うようにカバー基板80を接着剤を用いて接着し、該カバー基板80の前端面と圧電性基板10の前端面とに亘って、各チャネル10cに対応するノズル孔90aが開穿されたノズルプレート90を接着剤を用いて接着する。更にカバー基板80の上面に、各チャネル10c内にインクを供給するインク供給室を構成するマニホールド100を接着剤を用いて接着する。各電極70には、駆動回路と電気的に接続される配線がパターン形成されたFPC(図示せず)等をACF等を用いて接合する。
Thereafter, in order to produce an inkjet head using such a
カバー基板80の材料は特に限定されず、例えば有機材料からなっても良いが、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイド、石英、非分極のPZT等を用いることができる。
The material of the
また、ノズルプレート90の材料としては、金属や樹脂を用いることができる。例えば、ステンレス、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン等が好ましく用いられる。特に好ましくはポリイミド樹脂であり、DuPont社製「カプトン」や宇部興産社製「ユーピレックス」等が寸法安定性、耐インク性、耐熱性等の優れているために好ましい。
Further, as the material of the
更に、マニホールド100には、接触するインクに対する耐性を有する材料を用いることが好ましく、具体的にはポリイミド、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックと呼ばれる高機能樹脂やセラミックスが好ましい。 Furthermore, the manifold 100 is preferably made of a material having resistance to the ink that comes into contact, and specifically, a high-functional resin or ceramic called engineering plastic such as polyimide or polycarbonate is preferable.
なお、ここでは、圧電性基板10の表面に、一端が徐々に浅くなってやがて消滅する形状のチャネル10cを並設したインクジェットヘッドを例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば、図18に示すように、チャネル10cが、インクの入口からインクが吐出される出口に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートな溝状に形成された、所謂ハーモニカタイプの圧電性基板10を有するインクジェットヘッド等であってもよく、インクジェットヘッドの具体的構造は何ら問わない。このようなハーモニカタイプのインクジェットヘッドの場合は、マスクを用いて露光及び現像によってパターニングする代わりに、ダイシングソー等による機械的加工によってチャネル用の溝を研削することによりパターニングすればよい。
Here, the description has been given by taking as an example an inkjet head in which
また、電極形成部位を形成するためのパターニングは、以上説明した露光・現像処理やダイシングブレード等を用いた機械的加工処理により行うものに限らず、レーザー等の高エネルギー体の照射によって感光性樹脂層を所望のパターンに除去することにより行うこともできる。パターニングには、これらの1種のみを用いてもよいし、パターニングを行う部位に応じて2種以上を併用してもよいことはもちろんである。 The patterning for forming the electrode forming portion is not limited to the above-described exposure / development processing and mechanical processing processing using a dicing blade, and the like. It can also be done by removing the layer in the desired pattern. Of course, only one of these may be used for patterning, or two or more of them may be used in combination depending on the part to be patterned.
試料
PZT基板(厚さ1mm)の表面に、以下の各実施例及び各比較例に記載した通りの方法に従って、200本の電極を配列した基板を各々10枚作成し、各基板での電極の短絡の発生率を調べた。
各基板とも、電極の幅及び隣接する電極間の幅は、全て70μmとし、各感光性樹脂層の厚さは、実施例3、4以外は全て2μmとした。
In accordance with the method described in each of the following examples and comparative examples, 10 substrates each having 200 electrodes arranged on the surface of a sample PZT substrate (
In each substrate, the width of the electrodes and the width between adjacent electrodes were all 70 μm, and the thickness of each photosensitive resin layer was 2 μm except for Examples 3 and 4.
めっき前処理及びめっき触媒付与
パターニング後の基板を、酸性フッ化アンモニウムの0.5%水溶液に浸漬し、PZTの粒子界面をエッチングした。この後、塩酸でpH=0に調整した20g/Lの塩化第一錫(SnCl2)水溶液に1分間浸漬した後、取り出して蒸留水で水洗処理し、次に、塩酸でpH=3に調整した0.3g/Lの塩化パラジウム(PdCl2)水溶液に1分間浸漬した後、取り出して蒸留水で水洗処理し、めっき触媒である金属パラジウム(Pd)を吸着させた。
The substrate after the plating pretreatment and plating catalyst imparting patterning was immersed in a 0.5% aqueous solution of ammonium acid fluoride to etch the PZT particle interface. Then, after immersing in 20 g / L stannous chloride (SnCl 2 ) aqueous solution adjusted to pH = 0 with hydrochloric acid for 1 minute, it is taken out and washed with distilled water, and then adjusted to pH = 3 with hydrochloric acid. After being immersed in a 0.3 g / L palladium chloride (PdCl 2 ) aqueous solution for 1 minute, it was taken out and washed with distilled water to adsorb metal palladium (Pd) as a plating catalyst.
無電解めっき処理
めっき触媒付与後の基板に、無電解NiBめっき処理により、NiBめっきのめっき膜を析出させた。無電解NiBめっき処理液として、奥野製薬社製トップケミアロイ66(トップケミアロイ66−M、トップケミアロイ66−1、トップケミアロイ66−2の3液から構成される)を使用した。
A plated film of NiB plating was deposited on the substrate after application of the electroless plating treatment plating catalyst by electroless NiB plating treatment. As the electroless NiB plating treatment solution, Top Chemi-Alloy 66 (comprising three liquids of Top Chemi-Alloy 66-M, Top Chemi-Alloy 66-1, and Top Chemi-Alloy 66-2) manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. was used.
(実施例1)
基板の上に、図1〜図2と同様の方法で、ネガ型感光性樹脂層とポジ型感光性樹脂層を順次形成し、電極をパターン形成した。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−CA3000PM」
Example 1
A negative photosensitive resin layer and a positive photosensitive resin layer were sequentially formed on the substrate in the same manner as in FIGS. 1 to 2, and electrodes were patterned.
Positive photosensitive resin: Positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(実施例2)
感光性樹脂層を以下の通り代えた以外は実施例1と同様にした。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−HA900PM」
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−HC3000PM」
(Example 2)
Example 1 was repeated except that the photosensitive resin layer was changed as follows.
Positive photosensitive resin: Positive photosensitive resin “PMER P-HA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-HC3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(実施例3)
スピンコート時の回転数を変えて厚さを変更することにより、各感光性樹脂層の厚さをそれぞれ0.5μmとした以外は、実施例1と同様にした。
(Example 3)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the thickness of each photosensitive resin layer was changed to 0.5 μm by changing the thickness by changing the number of revolutions during spin coating.
(実施例4)
スピンコート時の回転数を変えて厚さを変更することにより、各感光性樹脂層の厚さをそれぞれ5μmとした以外は、実施例1と同様にした。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed except that the thickness of each photosensitive resin layer was changed to 5 μm by changing the thickness by changing the number of rotations during spin coating.
(実施例5)
基板の上に、図3〜図4と同様の方法で、第1のポジ型感光性樹脂層、ネガ型感光性樹脂層、第2のポジ型感光性樹脂層を順次形成し、電極をパターン形成した。
第1及び第2のポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−CA3000PM」
(Example 5)
A first positive photosensitive resin layer, a negative photosensitive resin layer, and a second positive photosensitive resin layer are sequentially formed on the substrate in the same manner as in FIGS. Formed.
First and second positive photosensitive resins: Positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(実施例6)
実施例1において、無電解めっき処理後に基板上に残存する感光性樹脂層を除去しなかった以外は、実施例1と同様にした。
(Example 6)
Example 1 was the same as Example 1 except that the photosensitive resin layer remaining on the substrate after the electroless plating treatment was not removed.
(比較例1)
基板の上に、ポジ型感光性樹脂層を形成した後、マスクを使用して感光性樹脂層を除去したい部分を露光し、現像処理により溶解除去してパターニングし、全体にめっき触媒を付与した後、無電解めっき処理をして電極をパターン形成した後、基板上の感光性樹脂層をアセトンにより除去した。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
(Comparative Example 1)
After the positive photosensitive resin layer is formed on the substrate, the portion where the photosensitive resin layer is to be removed is exposed using a mask, dissolved and removed by a development process, and patterned to provide a plating catalyst. Thereafter, an electroless plating process was performed to form electrodes, and then the photosensitive resin layer on the substrate was removed with acetone.
Positive photosensitive resin: Positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(比較例2)
基板の上に、ネガ型感光性樹脂層を形成した後、マスクを使用して感光性樹脂層を残したい部分を露光し、PEB処理した後、現像処理により不要な部分の感光性樹脂層を溶解除去してパターニングし、全体にめっき触媒を付与した後、無電解めっき処理をして電極をパターン形成した後、基板上の感光性樹脂層をアセトンにより除去した。
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−CA3000PM」
(Comparative Example 2)
After forming the negative photosensitive resin layer on the substrate, using a mask, expose the part where you want to leave the photosensitive resin layer, PEB process, and then develop the photosensitive resin layer of the unnecessary part by developing process After dissolution and removal, patterning was performed, and a plating catalyst was applied to the whole. Then, an electroless plating process was performed to form electrodes, and then the photosensitive resin layer on the substrate was removed with acetone.
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(比較例3)
基板の上にポジ型感光性樹脂層を形成した後、マスクを使用して感光性樹脂層を除去したい部分を露光し、現像処理により溶解除去してパターニングし、その後、残った感光性樹脂層全体を露光し、更に全体にめっき触媒を付与した後、アルカリの現像液に浸漬することで残存する感光性樹脂層を全部除去し、基板上にめっき触媒のみがパターン付与された状態とし、無電解めっき処理をして電極をパターン形成した。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
(Comparative Example 3)
After the positive photosensitive resin layer is formed on the substrate, the portion where the photosensitive resin layer is to be removed is exposed using a mask, dissolved and removed by development processing, and then the remaining photosensitive resin layer is formed. After exposing the whole and further applying a plating catalyst to the whole, the remaining photosensitive resin layer is completely removed by immersion in an alkaline developer so that only the plating catalyst is patterned on the substrate. The electrode was patterned by electrolytic plating.
Positive photosensitive resin: Positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(実施例7)
基板の上に、ネガ型感光性樹脂層とポジ型感光性樹脂層を順次形成した。その後、マスクを使用して感光性樹脂層を除去したい部分を露光し、現像処理により溶解除去してパターニングし、その後、感光性樹脂層全体を露光し、PEB処理した後、ダイシングソーを用いて基板表面から200μmの深さの溝を研削加工した。
その後、全体にめっき触媒を付与し、アルカリの現像液に浸漬することで最表層のポジ型感光性樹脂層のみを除去した後、無電解めっき処理をし、電極をパターン形成した後、基板上の感光性樹脂層をアセトンにより除去した。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−CA3000PM」
(Example 7)
On the substrate, a negative photosensitive resin layer and a positive photosensitive resin layer were sequentially formed. Then, a portion where the photosensitive resin layer is to be removed is exposed using a mask, dissolved and removed by development processing and patterned, and then the entire photosensitive resin layer is exposed and PEB processed, and then a dicing saw is used. A groove having a depth of 200 μm was ground from the substrate surface.
Then, after applying a plating catalyst to the whole and immersing it in an alkaline developer to remove only the outermost positive photosensitive resin layer, the electroless plating treatment is performed, and the electrode is patterned, and then on the substrate. The photosensitive resin layer was removed with acetone.
Positive photosensitive resin: Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM”
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(実施例8)
基板の上に、図1(a)と同様の方法で、ネガ型感光性樹脂層とポジ型感光性樹脂層を順次形成した。
次いで、ポジ型感光性樹脂層の上から全体を露光した後、PEB処理した。
その後、ダイシングソーを用いてポジ型感光性樹脂層の上から溝加工し、基板表面から200μmの深さの溝をパターニングした。
次いで、全体にめっき触媒を付与した後、アルカリの現像液に浸漬し、最表層のポジ型感光性樹脂層のみを溶解除去した後、無電解めっき処理をし、電極をパターン形成した後、基板上の感光性樹脂層をアセトンにより除去した。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−CA3000PM」
(Example 8)
A negative photosensitive resin layer and a positive photosensitive resin layer were sequentially formed on the substrate by the same method as in FIG.
Next, the whole of the positive photosensitive resin layer was exposed and then subjected to PEB treatment.
Thereafter, a groove was processed from above the positive photosensitive resin layer using a dicing saw, and a groove having a depth of 200 μm was patterned from the substrate surface.
Next, after a plating catalyst is applied to the whole, the substrate is immersed in an alkaline developer, and only the outermost positive photosensitive resin layer is dissolved and removed, followed by electroless plating treatment, patterning the electrodes, and then the substrate. The upper photosensitive resin layer was removed with acetone.
Positive photosensitive resin: Positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(実施例9)
溝の深さを1000μmの深さに加工した以外は、実施例7と同様とした。
Example 9
Example 7 was the same as Example 7 except that the groove was processed to a depth of 1000 μm.
(実施例10)
基板上に、図6〜図7と同様の方法で、ネガ、ポジ、ネガ、ポジ、ネガ、ポジの順に、6層の感光性樹脂層を形成し、各溝に電極をパターン形成した。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−CA3000PM」
(Example 10)
Six photosensitive resin layers were formed on the substrate in the order of negative, positive, negative, positive, negative, and positive in the same manner as in FIGS. 6 to 7, and electrodes were patterned in each groove.
Positive photosensitive resin: Positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(比較例4)
基板上にネガ型感光性樹脂層を形成した後、ダイシングソーを用いて基板表面から200μmの深さの溝を研削加工してパターニングし、めっき触媒を付与した後、無電解めっき処理をし、電極をパターン形成した後、基板上の感光性樹脂層をアセトンにより除去した。
ネガ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ネガ型感光性樹脂「PMER N−HC3000PM」
(Comparative Example 4)
After forming a negative photosensitive resin layer on the substrate, using a dicing saw to grind and pattern a groove having a depth of 200 μm from the surface of the substrate, and after applying a plating catalyst, electroless plating treatment, After patterning the electrodes, the photosensitive resin layer on the substrate was removed with acetone.
Negative photosensitive resin: Negative photosensitive resin “PMER N-HC3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(比較例5)
溝の深さを1000μmの深さに加工した以外は、比較例4と同様とした。
(Comparative Example 5)
It was the same as Comparative Example 4 except that the depth of the groove was processed to a depth of 1000 μm.
(比較例6)
基板上にポジ型感光性樹脂層を形成した後、ダイシングソーを用いて基板表面から200μmの深さの溝を研削加工してパターニングし、次いで、感光性樹脂層の上から全体を露光した後、めっき触媒を付与し、その後、アルカリの現像液に浸漬することにより基板上の感光性樹脂層を全部除去し、基板上にめっき触媒のみがパターン付与された状態とした後、無電解めっき処理をして電極をパターン形成した。
ポジ型感光性樹脂:東京応化工業(株)製ポジ型感光性樹脂「PMER P−LA900PM」
(Comparative Example 6)
After forming a positive photosensitive resin layer on the substrate, using a dicing saw to grind and pattern a groove having a depth of 200 μm from the substrate surface, and then exposing the entire photosensitive resin layer from above The plating catalyst is applied, and then the photosensitive resin layer on the substrate is completely removed by immersing in an alkaline developer, and only the plating catalyst is patterned on the substrate, and then the electroless plating treatment The electrode was patterned.
Positive photosensitive resin: Positive photosensitive resin “PMER P-LA900PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
評価
各実施例及び各比較例でそれぞれ作成された基板において、隣接する電極間の抵抗測定を全ての電極について行い、電極間で短絡が発生している部分を見つけ、次のようにして短絡の発生率を求めた。
In each of the substrates prepared in each example and comparative example, resistance measurement between adjacent electrodes was performed for all the electrodes, and a portion where a short circuit occurred between the electrodes was found. The incidence was determined.
短絡の発生率=短絡が発生している部分の数/電極数×試料数 Rate of occurrence of short circuit = number of parts where short circuit occurs / number of electrodes x number of samples
なお、電極間の短絡の発生の有無の検査は、電極形成後に感光性樹脂が残っている場合は、感光性樹脂をアセトン等の有機溶剤で除去した後に行った。 In addition, when the photosensitive resin remained after electrode formation, the test | inspection of the presence or absence of the short circuit between electrodes was performed after removing photosensitive resin with organic solvents, such as acetone.
その結果を、表3に示す。 The results are shown in Table 3.
以上、実施例1〜6と比較例1〜3とから、本発明の電極形成方法によれば、電極間の短絡の発生率が極めて低く抑えられていることがわかる。特に、実施例6から、無電解めっき処理後に感光性樹脂層を除去しなくても、電極間の短絡の発生は極めて低く抑えられていることがわかる。 As described above, from Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, it can be seen that according to the electrode forming method of the present invention, the occurrence rate of a short circuit between the electrodes is extremely low. In particular, Example 6 shows that the occurrence of a short circuit between the electrodes is suppressed to an extremely low level without removing the photosensitive resin layer after the electroless plating treatment.
また、実施例7〜10と比較例4〜6とから、溝を形成してパターニングした場合に、本発明の電極形成方法はより顕著な効果を発揮することがわかる。 Moreover, from Examples 7 to 10 and Comparative Examples 4 to 6, it can be seen that the electrode forming method of the present invention exhibits a more remarkable effect when a groove is formed and patterned.
これは、溝があると、電極形成面積が大きくなり、無電解めっき処理時の触媒量が増えるので、溝中にある触媒が浮遊し、電極間の電極が形成されるべきでない部分にも付着してめっき膜が析出してしまうために、電極間の短絡を起こし易くなるからである。本発明の電極形成方法によれば、たとえパターニング時に深い溝を形成しても、電極間の短絡の発生は見られない。 If there is a groove, the electrode formation area will increase and the amount of catalyst during electroless plating will increase, so the catalyst in the groove will float and will adhere to the part where the electrode between the electrodes should not be formed This is because the plating film is deposited, so that it is easy to cause a short circuit between the electrodes. According to the electrode forming method of the present invention, even if a deep groove is formed during patterning, no short circuit between the electrodes is observed.
1:基板
1a:溝
2:ネガ型感光性樹脂層
2A:第1のネガ型感光性樹脂層
2B:第2のネガ型感光性樹脂層
2C:第3のネガ型感光性樹脂層
3:ポジ型感光性樹脂層
3A:第1のポジ型感光性樹脂層
3B:第2のポジ型感光性樹脂層
3C:第3のポジ型感光性樹脂層
4:マスク
4a:開口部
5:電極形成部
6:めっき触媒
7:電極
10:圧電性基板
10a、10b:PZT板
10c:チャネル
10d:駆動壁
20:ネガ型感光性樹脂層
30:ポジ型感光性樹脂層
40:マスク
40a:開口部
50:電極形成部
60:めっき触媒
70:電極
80:カバー基板
90:ノズルプレート
90a:ノズル孔
100:マニホールド
X:ダイシングソー
1: Substrate 1a: Groove 2: Negative
Claims (11)
前記圧電性基板に、請求項1〜10のいずれかに記載の電極形成方法によって前記電極をパターン形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
In a method of manufacturing an inkjet head, a large number of electrodes are formed on a piezoelectric substrate, and the piezoelectric substrate is deformed by a piezoelectric effect by applying a voltage to each electrode, thereby applying energy for ejection to ink. ,
An inkjet head manufacturing method, wherein the electrode is patterned on the piezoelectric substrate by the electrode forming method according to claim 1.
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