JP2008302690A - インクジェットプリントヘッド、およびインクジェットプリントヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットプリントヘッド、およびインクジェットプリントヘッドの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008302690A JP2008302690A JP2008115166A JP2008115166A JP2008302690A JP 2008302690 A JP2008302690 A JP 2008302690A JP 2008115166 A JP2008115166 A JP 2008115166A JP 2008115166 A JP2008115166 A JP 2008115166A JP 2008302690 A JP2008302690 A JP 2008302690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- silicon
- substrate
- flow path
- print head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 166
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 28
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 15
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 abstract description 4
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 7
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N alumane;tantalum Chemical compound [AlH3].[Ta] RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNGCCWNRTBPYAG-UHFFFAOYSA-N aluminum tantalum Chemical compound [Al].[Ta] LNGCCWNRTBPYAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
- B41J2/1603—Production of bubble jet print heads of the front shooter type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1628—Manufacturing processes etching dry etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1637—Manufacturing processes molding
- B41J2/1639—Manufacturing processes molding sacrificial molding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1645—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by spincoating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
【課題】接着層形成工程を単純化することが可能なインクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】基板と、基板上に設けられる流路形成層と、基板と流路形成層との間に介在される接着層とを含むインクジェットプリントヘッドであって、接着層は、感光性を持つシリコン変性樹脂で形成されるインクジェットプリントヘッドが提供される。また、インクの吐出のための吐出圧発生素子が設けられた基板を準備し、基板上にシリコン変性ポリイミド樹脂からなる接着層を形成し、接着層上に、インク流路を限定する流路形成層を形成することを含むインクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】基板と、基板上に設けられる流路形成層と、基板と流路形成層との間に介在される接着層とを含むインクジェットプリントヘッドであって、接着層は、感光性を持つシリコン変性樹脂で形成されるインクジェットプリントヘッドが提供される。また、インクの吐出のための吐出圧発生素子が設けられた基板を準備し、基板上にシリコン変性ポリイミド樹脂からなる接着層を形成し、接着層上に、インク流路を限定する流路形成層を形成することを含むインクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【選択図】図１
Description
本発明は、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの製造方法に係り、特に、基板とこの基盤上に積層される流路形成層との間に設けられる接着層を有するインクジェットプリントヘッドおよびその製造方法に関する。
インクジェットプリントヘッドは、印刷用インクの微小な液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を記録用紙上の所望の位置に吐出させて画像を形成する装置である。一般に、インクジェットプリントヘッドは、表面にインク吐出のための吐出圧発生素子が設けられた基板と、この基板上に積層されてインク流路を形成する流路形成層とを備える。基板上には、吐出圧発生素子を保護するためのパッシベーション層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）が設けられることができるが、この保護層は、通常、シリコンを含有する無機物で形成される。
流路形成層と基板（または、パッシベーション層）とが接する表面は、互いに異なる物性を持つ物質が会う境界面で、耐久性が弱い部分である。そこで、基板と流路形成層との間には接合力向上のための接着層（ｇｌｕｅ ｌａｙｅｒ）が介在されることができるが、その一例が、以下の特許文献１に開示されている。
同文献のインクジェットプリントヘッドにおいて、液路形成部材は、ポリエーテルアミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ａｍｉｄｅ）樹脂で形成される接着層を介在して基板に接合される。ポリエーテルアミドからなる接着層は、次の工程によって形成される。ポリエーテルアミド樹脂をスピンコーティングによって基板に塗布した後、ポリエーテルアミド層上に、エッチングマスクとして使われるフォトレジストパターンを形成する。続いて、Ｏ２プラズマアッシング（Ｏ２ ｐｌａｓｍａ ａｓｈｉｎｇ）によってポリエーテルアミド層をパターニングして接着層を形成した後、マスクとして使ったフォトレジストパターンを除去する。
しかしながら、上記の従来のインクジェットプリントヘッドでは、ポリエーテルアミド層をパターニングして接着層を形成するには、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程、エッチング工程、フォトレジスト除去工程などを行わねばならず、工程が複雑になり、結果として製品の生産性が低下するという問題点があった。なお、上記のような工程を行うためには大量の工程装備が要求されるため、装備投資費用やメンテナンス費用が増大し、経済的に大きな負担があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、接着層形成工程を単純化することが可能な、新規かつ改良されたインクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、基板と、上記基板上に設けられる流路形成層と、上記基板と上記流路形成層との間に介在される接着層とを含むインクジェットプリントヘッドであって、上記接着層は、感光性を持つシリコン変性樹脂で形成されるインクジェットプリントヘッドが提供される。
また、上記シリコン変性樹脂は、シリコン変性ポリイミド（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂を含んでもよい。
また、上記接着層は、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程によって形成されてもよい。
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、インクの吐出のための吐出圧発生素子が設けられた基板を準備し、上記基板上にシリコン変性ポリイミド樹脂からなる接着層を形成し、上記接着層上に、インク流路を限定する流路形成層を形成することを含むインクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
また、上記接着層を形成することは、上記基板上にシリコン変性ポリイミド樹脂溶液を塗布し、塗布された上記シリコン変性ポリイミド樹脂溶液から溶剤を気化させてシリコン変性ポリイミド樹脂層を形成し、上記シリコン変性ポリイミド樹脂層をパターニングすることを含んでもよい。
また、上記シリコン変性ポリイミド樹脂層をパターニングすることは、フォトリソグラフィ工程によって行われてもよい。
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、インクを加熱するための発熱層が設けられた基板を準備し、感光性を持つシリコン変性樹脂を使ってフォトリソグラフィ工程によって上記基板上に接着層を形成し、上記接着層上に、フォトリソグラフィ工程によってインク流路を限定する流路形成層を形成することを含むインクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
また、上記シリコン変性樹脂は、シリコン変性ポリイミド樹脂を含んでもよい。
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、パッシベーション層と、流路形成層と、上記パッシベーション層と流路形成層との間に、これらの層と接触しながら形成される接着層とを含むインクジェットプリントヘッドであって、上記接着層は、シリコン変性ポリイミド樹脂からなるインクジェットプリントヘッドが提供される。
また、上記目的を達成するために、本発明の第５の観点によれば、パッシベーション層および流路形成層を形成し、上記パッシベーション層と上記流路形成層との間に、これらの層と接触するようにしてシリコン変性樹脂層を形成することを含むインクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
また、上記シリコン変性樹脂層を形成することは、少なくとも上記パッシベーション層上にシリコン変性ポリイミド樹脂溶液をコーティングし、上記コーティングされた上記シリコン変性ポリイミド樹脂溶液から溶剤を気化させてシリコン変性ポリイミド樹脂層を形成し、上記シリコン変性ポリイミド樹脂層をパターニングすることを含んでもよい。
本発明によれば、接着層形成工程を単純化することができる。より具体的には、本発明によれば、接着性、耐熱性およびインクに対する耐性に優れたシリコン変性樹脂を使って接着層を形成することによって流路形成層が基板上に安定的に接合されるようにしたため、インクジェットプリントヘッドの耐久性を向上させることが可能となる。また、本発明によれば、接着層を形成するための工程を単純化できるため、製品の収率を向上させ、かつ、工程設備への投資費用およびメンテナンス費用を節減することが可能になる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドを示す断面図である。
本実施形態に係るインクジェットプリントヘッドは、熱源を用いてインクにバブル（ｂｕｂｂｌｅ）を発生させ、当該バブルの膨張力によってインク液滴を吐出させる熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドである。図１に示すように、本発明の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドは、インク吐出のための吐出圧発生素子として発熱層１１が設けられた基板１０を備える。発熱層１１の上部には、電極１２、パッシベーション層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１３およびアンチ−キャビテーション層（ａｎｔｉ−ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１４が形成される。また、基板１０上には、インク流路２１を限定する流路形成層２０が積層され、流路形成層２０上には、インクが吐出されるノズル３１が形成されたノズル層３０が積層される。流路形成層２０と基板１０との間には、接着層４０が介在されるが、接着層４０は、流路形成層２０を基板１０上に安定的に接合させる役割を果たす。
本実施形態に係るインクジェットプリントヘッドは、熱源を用いてインクにバブル（ｂｕｂｂｌｅ）を発生させ、当該バブルの膨張力によってインク液滴を吐出させる熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドである。図１に示すように、本発明の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドは、インク吐出のための吐出圧発生素子として発熱層１１が設けられた基板１０を備える。発熱層１１の上部には、電極１２、パッシベーション層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１３およびアンチ−キャビテーション層（ａｎｔｉ−ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１４が形成される。また、基板１０上には、インク流路２１を限定する流路形成層２０が積層され、流路形成層２０上には、インクが吐出されるノズル３１が形成されたノズル層３０が積層される。流路形成層２０と基板１０との間には、接着層４０が介在されるが、接着層４０は、流路形成層２０を基板１０上に安定的に接合させる役割を果たす。
基板１０としては、例えばシリコンウエハが使われ、基板１０には、インク貯蔵部（図示せず）からインクが供給されるインク供給口１０ａが形成される。発熱層１１は、基板１０の上部に形成される通常の薄膜ヒーターで、電極１２から伝達される電気的信号を熱エネルギーに変換してインクを加熱する。発熱層１１は、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）やアルミニウムタンタル（Ｔａ−Ａｌ）のような金属性物質からなることができる。電極１２は、発熱層１１の上部に形成され、通常のＣＭＯＳロジックおよびパワートランジスタなどから電気信号を受けて発熱層１１に伝達する。発熱層１１と基板１０との間には、シリコン酸化膜からなる絶縁層によって熱貯蔵層１５が設けられることができる。熱貯蔵層１５は、発熱層１１で発生した熱が基板１０に漏れるのを防止する機能を果たす。
パッシベーション層１３は、発熱層１１と電極１２に接触して形成され、発熱層１１と電極１２を保護する。パッシベーション層１３は、例えば、絶縁性と熱伝逹効率に優れたシリコン窒化膜（ＳｉＮ）で形成することができる。パッシベーション層１３上においてノズル３１に対応する部位には、アンチ−キャビテーション層１４を形成することができる。アンチ−キャビテーション層１４は、熱エネルギーによって発生したインクバブルが消滅するときに発生する収縮衝撃によって発熱層１１が破損するのを抑える。
流路形成層２０は、インク供給口１０ａとノズル３１とを繋ぐインク流路２１として定義される。インク流路２１は、インクが収容されるインクチャンバー２１ａと、インク供給口１０ａとインクチャンバー２１ａとを繋ぐリストリクタ２１ｂとで構成される。
接着層４０は、例えば、シリコン変性ポリイミド（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂のような、感光性を持つシリコン変性（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ）樹脂で形成される。
シリコン変性樹脂は、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）と有機反応性モノマー（オリゴマー）を共重合したもので、例えば、シリコンを共重合したアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。このうち、シリコン変性ポリイミド樹脂は、ポリイミドの耐熱性とシリコンの可撓性、密着性を全て兼備した材料で、高温のインクと接触しても容易に変形されず、また、熱膨張係数のずれによって流路形成層２０が基板１０またはパッシベーション層１３から剥離するのを效果的に抑えることができる。また、本発明の実施形態では、感光性樹脂を使ってフォトリソグラフィ工程のみで接着層４０をパターニングでき、よって、接着層４０のパターニングのための工程を単純化することができる。
以下、図２〜図１１を参照して、本発明の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法について説明する。図２〜図１１それぞれは、本発明の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を示す説明図である。
まず、図２に示すように、その前面１０ｂに発熱層１１と電極１２が設けられた基板１０を準備する。発熱層１１は、例えば、基板１０上にタンタル−窒化物またはタンタル−アルミニウム合金のような抵抗発熱物質を、スパッタリングまたは化学気相蒸着法によって蒸着した後、これをパターニングすることによって形成されることができる。電極１２は、例えば、アルミニウムのような良好な導電性を持つ金属物質をスパッタリングによって蒸着した後、これをパターニングすることによって形成されることができる。また、発熱層１１と基板１０との間には、熱貯蔵層１５が設けられることができる。ここで、熱貯蔵層１５は、例えば、基板１０（例えば、シリコン基板）の表面を高温に加熱して形成することができる。
次いで、図３に示すように、発熱層１１と電極１２が形成されている基板１０に、パッシベーション層１３を形成する。パッシベーション層１３は、例えば、絶縁と熱伝逹に優れたＳｉＮｘまたはＳｉＯｘを蒸着し、これをパターニングすることによって形成される。その後、図４に示すように、アンチ−キャビテーション層１４は、パッシベーション層１３上においてノズル３１（図１）に対応する位置に形成される。ここで、アンチ−キャビテーション層１４は、例えば、タンタル（Ｔａ）を蒸着およびパターニングして形成することができる。
図５および図６に示すように、発熱層１１、電極１２、パッシベーション層１３およびアンチ−キャビテーション層１４が形成されている基板１０上に、接着層４０を形成する。接着層４０は、感光性を持つシリコン変性ポリイミドを使ってフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程によって形成される。感光性を持つシリコン変性ポリイミドには、例えば、日本の信越（ＳＨＩＮ ＥＴＳＵ）社製のＳＰＳ−３７５０ ２．０を用いることができるが、上記に限られない。より具体的に、接着層４０は、次のような工程によって形成されることができる。図５に示すように、基板１０上に、シリコン変性ポリイミド樹脂溶液をスピンコーティング方法で塗布した後、溶剤を気化させることによってシリコン変性ポリイミド樹脂層４０ａを形成する。次に、シリコン変性ポリイミド樹脂層４０ａをパターニングすることによって、図６に示すように接着層４０を形成する。すなわち、シリコン変性ポリイミド樹脂層４０ａに露光工程を行い、弱アルカリ性現像液（例えば、ＡＺ社の３００ＭＩＦ）を用いて露光されていない部分を除去することによって接着層４０が形成される。このとき、接着層４０は、流路形成層２０が積層されるように、あらかじめ定められた領域を覆うように形成される。
このように本発明の実施形態では、接着層４０のパターニングのために別のフォトレジストパターンを形成する工程、エッチング工程、パターニング後にフォトレジストパターンを除去する工程などのような複雑な工程を行わず、フォトリソグラフィ工程だけで接着層を形成できるので、インクジェットプリントヘッドの製造工程を単純化することができる。
続いて、図７に示すように、基板１０の前面にトレンチ１０ｃを形成する。トレンチ１０ｃは、後でインク供給口１０ａを形成するときに、基板１０の前面付近でインク供給口１０ａが均一に形成されるように案内（ガイド）するという役割を果たす。このようなトレンチ１０ｃは、乾燥式エッチング、例えば、プラズマを用いる反応イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）やサンドブラスト（Ｓａｎｄ Ｂｌａｓｔ）によって形成することができる。
続いて、図８に示すように、接着層４０上に、フォトリソグラフィ工程によって流路形成層２０を形成する。図示してはいないが、このような工程は、より具体的には、基板１０にスピンコーティング方法によってネガティブフォトレジストを塗布する工程、インクチャンバーとリストリクタパターンが形成されたフォトマスクを使ってフォトレジスト層を露光する工程、およびフォトレジスト層を現像して露光されない部分を除去することによって、図８に示すようにインク流路２１を限定する流路形成層２０を形成する工程を含む。このとき、流路形成層２０は、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いて形成される。
その後、図９に示すように、基板１０の前面と流路形成層２０を覆うように犠牲層５０を形成した後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ）工程を通じて流路形成層２０と犠牲層５０が同じ高さを持つように、犠牲層５０と流路形成層２０の上面を平坦化する。これにより、流路形成層２０の上部に形成されるノズル層を流路形成層に密着させることができ、プリントヘッドの耐久性を向上させることができる他、インク流路の形状および寸法を正確に制御し、プリントヘッドのインク吐出性能を向上させることができる。犠牲層５０は、ポジティブフォトレジストをスピンコーティング方法によって塗布することによって形成されることができる。このような犠牲層５０は、後でインク供給口を形成するために基板をエッチングする時にエッチング液に露出されるので、エッチング液に対して強い抵抗性を持つ物質とすることが好ましい。
続いて、図１０に示すように、平坦化した犠牲層５０と流路形成層２０上にノズル層３０を形成する。ノズル層３０は、流路形成層２０と同様に、フォトリソグラフィ工程によって形成される。すなわち、流路形成層２０上にフォトレジストを塗布した後、ノズルパターンの形成されたフォトマスクを介して露光し、これを現像して露光されていない部分を除去すると、図１０に示すようにノズル３１の形成されたノズル層３０が完成する。
その後、図１１に示すように、基板１０の背面１０ｄにインク供給口を形成するためのエッチングマスク６０を形成した後、エッチングマスク６０によって露出された基板１０の背面１０ｄから基板１０を貫いてトレンチ１０ｃが露出されるまで基板１０をエッチングすることによって、インク供給口１０ａを形成する。
エッチングマスク６０は、例えば、基板１０の背面１０ｄにポジティブまたはネガティブフォトレジストを塗布した後、これをパターニングすることによって形成される。基板１０をエッチングする工程には、大量生産に好適な湿式エッチング方法を用いることができる。このとき、エッチング液としては、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）またはテトラメチルアンモニウムヒドロキシ（ＴＭＡＨ、Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）を用いることができるが、上記に限られない。
最後に、図１１に示すような状態でエッチングマスク６０および犠牲層５０を除去すると、図１に示すようなインクジェットプリントヘッドが完成する。
図１２は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法の一例を示すフローチャートである。図１２を参照すると、本発明の実施形態では、ステップＳ１２１において、熱貯蔵層１５が基板１０の前面に形成され、ステップＳ１２２で、熱貯蔵層１５上に発熱層１１が形成される。ステップＳ１２３で、電極１２が発熱層１１上に形成される。ステップＳ１２４で、電極１２および発熱層１１上にパッシベーション層１３が形成され、ステップＳ１２５で、パッシベーション層１３上で所定の位置にアンチ−キャビテーション層１４が形成される。ステップＳ１２６で、接着層４０がパッシベーション層１３上に形成されるが、接着層４０は、例えば、シリコン変性ポリイミド樹脂溶液をパッシベーション層１３およびアンチ−キャビテーション層１４上にコーティングし、その溶剤を気化させてシリコン変性ポリイミド樹脂層を形成し、このシリコン変性ポリイミド樹脂層をパターニングすることによって形成する。ステップＳ１２７で、パッシベーション層１３、熱貯蔵層１５および基板１０の前面のうち少なくとも一部を通してトレンチ１０ｃが形成される。ステップＳ１２８で、流路形成層２０が接着層４０上に形成される。ステップＳ１２９で、犠牲層５０が、例えば、トレンチ１０ｃによって露出された基板１０、パッシベーション層１３、アンチ−キャビテーション層１４および流路形成層２０の側部のうち少なくとも一部に、流路形成層２０と犠牲層５０が実質的に同じ高さとなるようにして形成される。ステップＳ１３０で、流路形成層２０と犠牲層５０上にノズル層３０が形成され、ノズル３１は、例えば、ノズル層３０においてアンチ−キャビテーション層１４に対応する所定の位置に形成されることができる。ステップＳ１３１において、インク供給口１０ａは、基板１０の背面からエッチングによって形成され、ステップＳ１３２で、犠牲層５０が除去される。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１０ 基板
１０ａ インク供給口
１１ 発熱層
１２ 電極
１３ パッシベーション層
１４ アンチ−キャビテーション層
２０ 流路形成層
２１ インク流路
３０ ノズル層
３１ ノズル
４０ 接着層
４０ａ シリコン変性ポリイミド樹脂層
１０ａ インク供給口
１１ 発熱層
１２ 電極
１３ パッシベーション層
１４ アンチ−キャビテーション層
２０ 流路形成層
２１ インク流路
３０ ノズル層
３１ ノズル
４０ 接着層
４０ａ シリコン変性ポリイミド樹脂層
Claims (11)
- 基板と、前記基板上に設けられる流路形成層と、前記基板と前記流路形成層との間に介在される接着層とを含むインクジェットプリントヘッドであって：
前記接着層は、感光性を持つシリコン変性樹脂で形成されることを特徴とする、インクジェットプリントヘッド。 - 前記シリコン変性樹脂は、シリコン変性ポリイミド（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂を含むことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
- 前記接着層は、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
- インクの吐出のための吐出圧発生素子が設けられた基板を準備し、
前記基板上にシリコン変性ポリイミド樹脂からなる接着層を形成し、
前記接着層上に、インク流路を限定する流路形成層を形成することを含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記接着層を形成することは、
前記基板上にシリコン変性ポリイミド樹脂溶液を塗布し、
塗布された前記シリコン変性ポリイミド樹脂溶液から溶剤を気化させてシリコン変性ポリイミド樹脂層を形成し、
前記シリコン変性ポリイミド樹脂層をパターニングすることを含むことを特徴とする、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記シリコン変性ポリイミド樹脂層をパターニングすることは、フォトリソグラフィ工程によって行われることを特徴とする、請求項５に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- インクを加熱するための発熱層が設けられた基板を準備し、
感光性を持つシリコン変性樹脂を使ってフォトリソグラフィ工程によって前記基板上に接着層を形成し、
前記接着層上に、フォトリソグラフィ工程によってインク流路を限定する流路形成層を形成することを含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記シリコン変性樹脂は、シリコン変性ポリイミド樹脂を含むことを特徴とする、請求項７に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- パッシベーション層と、流路形成層と、前記パッシベーション層と流路形成層との間に、これらの層と接触しながら形成される接着層とを含むインクジェットプリントヘッドであって：
前記接着層は、シリコン変性ポリイミド樹脂からなることを特徴とする、インクジェットプリントヘッド。 - パッシベーション層および流路形成層を形成し、
前記パッシベーション層と前記流路形成層との間に、これらの層と接触するようにしてシリコン変性樹脂層を形成することを含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記シリコン変性樹脂層を形成することは、
少なくとも前記パッシベーション層上にシリコン変性ポリイミド樹脂溶液をコーティングし、
前記コーティングされた前記シリコン変性ポリイミド樹脂溶液から溶剤を気化させてシリコン変性ポリイミド樹脂層を形成し、
前記シリコン変性ポリイミド樹脂層をパターニングすることを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070055700A KR20080107662A (ko) | 2007-06-07 | 2007-06-07 | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008302690A true JP2008302690A (ja) | 2008-12-18 |
Family
ID=39735296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008115166A Pending JP2008302690A (ja) | 2007-06-07 | 2008-04-25 | インクジェットプリントヘッド、およびインクジェットプリントヘッドの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080303869A1 (ja) |
| EP (1) | EP2000308B1 (ja) |
| JP (1) | JP2008302690A (ja) |
| KR (1) | KR20080107662A (ja) |
| CN (1) | CN101372171B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013248812A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Brother Industries Ltd | インクジェットヘッド用基板及びその製造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100027386A (ko) * | 2008-09-02 | 2010-03-11 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 제조방법 |
| KR101520623B1 (ko) * | 2008-10-01 | 2015-05-18 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
| KR101522552B1 (ko) * | 2008-11-03 | 2015-05-26 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
| JP5999833B2 (ja) * | 2011-06-08 | 2016-09-28 | 日本電波工業株式会社 | 水晶デバイス |
| CN105667089A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-06-15 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 平整薄膜层喷孔结构制造方法、薄膜层结构及喷墨打印机 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4437100A (en) * | 1981-06-18 | 1984-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and method for production thereof |
| US4609427A (en) * | 1982-06-25 | 1986-09-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing ink jet recording head |
| JPS63202455A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-22 | Alps Electric Co Ltd | インクジエツトヘツドおよびその製造方法 |
| US5208604A (en) * | 1988-10-31 | 1993-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet head and manufacturing method thereof, and ink jet apparatus with ink jet head |
| JPH04307252A (ja) * | 1991-04-05 | 1992-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インクジェットヘッド |
| JPH0872242A (ja) * | 1994-09-07 | 1996-03-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インクジェットヘッド |
| JP4146933B2 (ja) | 1998-06-03 | 2008-09-10 | キヤノン株式会社 | インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法 |
| US6733111B2 (en) * | 2001-01-12 | 2004-05-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Inkjet head |
| JP2003252991A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-10 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | アクリルもしくはメタクリル官能性シリコーン変性ポリイミド樹脂、その製造方法および感光性樹脂組成物 |
| US7523553B2 (en) * | 2006-02-02 | 2009-04-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing ink jet recording head |
-
2007
- 2007-06-07 KR KR1020070055700A patent/KR20080107662A/ko not_active Application Discontinuation
-
2008
- 2008-03-25 US US12/054,585 patent/US20080303869A1/en not_active Abandoned
- 2008-03-28 EP EP08153602.1A patent/EP2000308B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-15 CN CN2008101714338A patent/CN101372171B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-25 JP JP2008115166A patent/JP2008302690A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013248812A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Brother Industries Ltd | インクジェットヘッド用基板及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101372171B (zh) | 2011-04-06 |
| US20080303869A1 (en) | 2008-12-11 |
| EP2000308A3 (en) | 2009-07-29 |
| KR20080107662A (ko) | 2008-12-11 |
| EP2000308A2 (en) | 2008-12-10 |
| CN101372171A (zh) | 2009-02-25 |
| EP2000308B1 (en) | 2013-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3833989B2 (ja) | インクジェットプリントヘッドの製造方法 | |
| JP2005205916A (ja) | モノリシック・インクジェット・プリントヘッドの製造方法 | |
| US20060044347A1 (en) | Inkjet printer head and method of fabricating the same | |
| KR20080060003A (ko) | 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법 | |
| JP2008302690A (ja) | インクジェットプリントヘッド、およびインクジェットプリントヘッドの製造方法 | |
| CN100369749C (zh) | 喷墨头的制造方法 | |
| US6951622B2 (en) | Method for fabricating an integrated nozzle plate and multi-level micro-fluidic devices fabricated | |
| JP2004025862A (ja) | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 | |
| US7252776B2 (en) | Method for fabricating a thermal bubble inkjet print head with rapid ink refill mechanism and off-shooter heater | |
| EP2017083A1 (en) | Inkjet Print Head and Manufacturing Method Thereof | |
| JP2014069567A (ja) | 液体吐出ヘッドの製造方法 | |
| JP2004090636A (ja) | インクジェットプリントヘッド及びその製造方法 | |
| US20080128386A1 (en) | Method of manufacturing inkjet printhead | |
| US20100020136A1 (en) | Inkjet printhead and method of manufacturing the same | |
| US8104872B2 (en) | Inkjet printhead and method of manufacturing the same | |
| KR20090114787A (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| JP2017193166A (ja) | 液体吐出ヘッドの製造方法 | |
| KR101452705B1 (ko) | 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법 및 상기 방법에 의하여제조된 잉크젯 프린터 헤드 | |
| US7922922B2 (en) | Ink jet print head manufacturing method and ink jet print head | |
| KR20080086306A (ko) | 잉크젯 프린트헤드의 제조방법 | |
| KR20050112027A (ko) | 접착층을 갖는 잉크젯 헤드의 제조방법 | |
| JP2008126630A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 | |
| CN101135053A (zh) | 单片流体喷射装置的制造方法 | |
| KR100421027B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| US20070070127A1 (en) | Inkjet printhead and method of manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090515 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090706 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090707 |