JP2009023097A - Manufacturing method of fluid passage substrate, manufacturing method of droplet discharge head, and manufacturing method of droplet discharge device - Google Patents

Manufacturing method of fluid passage substrate, manufacturing method of droplet discharge head, and manufacturing method of droplet discharge device Download PDF

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JP2009023097A
JP2009023097A JP2007185303A JP2007185303A JP2009023097A JP 2009023097 A JP2009023097 A JP 2009023097A JP 2007185303 A JP2007185303 A JP 2007185303A JP 2007185303 A JP2007185303 A JP 2007185303A JP 2009023097 A JP2009023097 A JP 2009023097A
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Katsuharu Arakawa
克治 荒川
Kazufumi Otani
和史 大谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a fluid passage substrate, in which high productivity is attained while a nozzle is formed with high accuracy, and the like. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the fluid passage substrate has: a process of forming a resist on at least one surface of a silicon substrate 100 and etching and patterning the resist of a part serving as a plurality of nozzles 11, a plurality of first recessed portions 12a and a second recessed portion 13a; a process of forming the plurality of nozzles 11 and the plurality of first recessed portions 12a by anisotropic dry etching; a process of forming a dummy pattern 115 in a part serving as the second recessed portion 13a and oxidizing the dummy pattern 115; and a process of removing the oxidized dummy pattern by wet etching and forming the second recessed portion 13a. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は液滴を吐出するための流路が形成される流路基板、その流路基板を用いた液滴
吐出ヘッド、その液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a channel substrate on which a channel for discharging droplets is formed, a droplet discharge head using the channel substrate, and a method for manufacturing a droplet discharge apparatus having the droplet discharge head. .

例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術(MEMS:Micro
Electro Mechanical Systems)が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成され
る微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録(印刷)装置
で用いられている液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)、マイクロポンプ、光可変フ
ィルタ、モータのような静電アクチュエータ、圧力センサ等がある。
For example, microfabrication technology (MEMS: Micro) that forms fine elements by processing silicon, etc.
Electro Mechanical Systems) has made rapid progress. Examples of microfabricated elements formed by microfabrication technology include, for example, a droplet discharge head (inkjet head), a micropump, and an optical variable filter used in a recording (printing) apparatus such as a droplet discharge type printer. There are electrostatic actuators such as motors, pressure sensors and the like.

ここで、微細加工素子の一例として静電アクチュエータである液滴吐出ヘッドについて
説明する。液滴吐出方式の記録(印刷)装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野
の印刷に利用されている。液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッ
ドを対象物との間で相対移動させ、対象物の所定の位置に液滴を吐出させて印刷等の記録
をするものである。この方式は、液晶(Liquid Crystal)を用いた表示装置を作製する際
のカラーフィルタ、有機化合物等の電界発光(ElectroLuminescence )素子を用いた表示
パネル(OLED)、DNA、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利
用されている。
Here, a droplet discharge head that is an electrostatic actuator will be described as an example of a microfabricated element. A droplet discharge type recording (printing) apparatus is used for printing in various fields regardless of whether it is for home use or industrial use. In the droplet discharge method, for example, a droplet discharge head having a plurality of nozzles is moved relative to an object, and droplets are discharged to a predetermined position of the object to record printing or the like. . This system is a microarray of biomolecules such as color filters for producing display devices using liquid crystals, display panels (OLEDs) using electroluminescence elements such as organic compounds, DNA, proteins, etc. Etc. are also used in the manufacture of

そして、装置に用いる液滴吐出ヘッドを製造する際には、微細加工技術によりノズル、
流路となる凹部等をシリコン基板等に形成した複数の基板を積層して接合して製造する。
複数のノズルをはじめとし、各ノズルまでの液体の流路となる流路部材を備えた、単結晶
シリコン(以下、単にシリコンという)からなる流路基板、流路に加圧するための振動板
及び振動板を振動させるための圧電素子が設けられているベース基板を積層して製造した
液滴吐出ヘッドがある(例えば、特許文献1参照)。液滴吐出ヘッドを製造する際には、
膜形成、パターニング、エッチング等をシリコン基板に繰り返して、ノズル及び流路部材
を形成するようにしている。
特開2003−326724号公報(第4頁、第4図)
And when manufacturing the droplet discharge head used in the apparatus, the nozzle,
A plurality of substrates in which recesses or the like to be flow paths are formed on a silicon substrate or the like are stacked and bonded.
A flow path substrate made of single crystal silicon (hereinafter simply referred to as silicon), including a plurality of nozzles, and a flow path member serving as a liquid flow path to each nozzle, a diaphragm for pressurizing the flow path, and There is a droplet discharge head manufactured by stacking a base substrate provided with a piezoelectric element for vibrating a diaphragm (see, for example, Patent Document 1). When manufacturing a droplet discharge head,
The nozzle and the flow path member are formed by repeating film formation, patterning, etching and the like on the silicon substrate.
JP 2003-326724 A (page 4, FIG. 4)

ここで、上述のようにノズル、流路部材を1つの基板に形成する場合について考える。
吐出特性に直接大きな影響を及ぼすノズルに関しては、寸法、形状等を高精度に形成でき
る方がよい。そのためには、異方性ドライエッチング(以下、ドライエッチングという)
により、ノズル、流路部材となる孔、凹部等を形成することが望ましい。また、ドライエ
ッチングの場合、シリコン基板の結晶面方位に影響されることなく、垂直方向にエッチン
グを行うことができるため、流路部材の拡がりを抑え、複数のノズルの間隔を小さくする
ことができるため、高密度化の要請にも対応することができる。
Here, consider the case where the nozzle and the flow path member are formed on one substrate as described above.
For a nozzle that directly affects the ejection characteristics, it is better that the size, shape, etc. can be formed with high accuracy. To that end, anisotropic dry etching (hereinafter referred to as dry etching)
Thus, it is desirable to form a nozzle, a hole to be a flow path member, a recess, and the like. Further, in the case of dry etching, etching can be performed in the vertical direction without being affected by the crystal plane orientation of the silicon substrate, so that the expansion of the flow path member can be suppressed and the interval between the plurality of nozzles can be reduced. Therefore, it is possible to meet the demand for higher density.

一方、液滴吐出ヘッド外から供給される液体を一時的に溜めておくために、流路部材と
してリザーバ(共通液室)を形成する。このリザーバは、各ノズルに共通する部材である
ため、流路基板において占める面積(容積)が大きい。
On the other hand, in order to temporarily store the liquid supplied from outside the droplet discharge head, a reservoir (common liquid chamber) is formed as a flow path member. Since this reservoir is a member common to each nozzle, the area (volume) occupied in the flow path substrate is large.

基本的には、ノズルもリザーバも基板をエッチングして形成するため、レジスト等のパ
ターニング、エッチング等の回数、リザーバ容積の結晶面方位による制約等を考慮すると
、ノズルの形成とリザーバの形成とを同じエッチング工程でできることが望ましい。
Basically, since both the nozzle and the reservoir are formed by etching the substrate, the formation of the nozzle and the formation of the reservoir are considered in consideration of the patterning of the resist and the like, the number of times of etching, and the restrictions on the crystal plane orientation of the reservoir volume. It is desirable that the same etching process can be used.

ただ、リザーバの形成もドライエッチングで行うとすると、大面積のシリコンをエッチ
ングしなければならなくなる。ドライエッチングの特性として、大面積部分のエッチング
ほどエッチングレートが低くなる。そのため、リザーバの形成は、ノズルの形成に比べる
と時間を要する。また、大面積をエッチングする分、エッチングを行う際に必要となるプ
ロセスガスの消費も多くなる。以上のことから、ノズル、流路部材の形成において、生産
性を向上させることは困難であった。
However, if the reservoir is also formed by dry etching, a large area of silicon must be etched. As a characteristic of dry etching, an etching rate is lower as etching is performed in a larger area. Therefore, the formation of the reservoir takes time compared to the formation of the nozzle. In addition, since a large area is etched, the consumption of process gas required for etching increases. From the above, it has been difficult to improve productivity in forming the nozzle and the flow path member.

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するため、高精度のノズルを加工形成しつ
つ、生産性の向上を図ることができる流路基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及
び液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for manufacturing a flow path substrate, a method for manufacturing a droplet discharge head, and a method for improving productivity while processing and forming a high-precision nozzle. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a droplet discharge device.

本発明に係る流路基板の製造方法は、複数のノズルと、各ノズルに連通する複数のキャ
ビティとなる第1の凹部と、複数のキャビティと連通するリザーバとなる第2の凹部とを
1つのシリコン基板に形成する流路基板の製造方法であって、シリコン基板の少なくとも
一方の面にレジストを形成し、複数のノズル、複数の第1の凹部及び第2の凹部になる部
分のレジストをエッチングしてパターニングを行う工程と、異方性ドライエッチングによ
り、複数のノズル及び複数の第1の凹部を形成する工程と、第2の凹部になる部分にダミ
ーパターンを形成し、ダミーパターンを酸化する工程と、酸化したダミーパターンをウェ
ットエッチングで除去して第2の凹部を形成する工程とを有する。
本発明によれば、シリコン基板に対して、第2の凹部であるリザーバ用凹部になる部分
の一部だけをパターニングし、エッチングを行う面積を減らした上で異方性エッチングを
行い、エッチングされずに残った部分であるダミーパターンは、酸化してウェットエッチ
ングにより除去するようにしたので、リザーバについては結晶面方位に左右されずに容積
を増やすことができる。また、エッチング面積(容積)を減らすことができるため、エッ
チングレートを維持する(減少を抑える)ことで、面積(容積)が大きいリザーバの形成
に係る時間を短縮することができる。また、プロセスガスの消費を抑え、環境面の配慮も
行うことができる。そして、酸化したダミーパターンをウェットエッチングで除去するた
め、複数の基板を一括して処理する、いわゆるバッチ処理を行うことができる。以上より
、通常の異方性ドライエッチングを用いた流路基板の製造に比べて、格段に生産性を向上
させることができる。
The flow path substrate manufacturing method according to the present invention includes a plurality of nozzles, a first recess serving as a plurality of cavities communicating with each nozzle, and a second recess serving as a reservoir communicating with the plurality of cavities. A method of manufacturing a flow path substrate to be formed on a silicon substrate, comprising: forming a resist on at least one surface of the silicon substrate; and etching the resist in a portion that becomes a plurality of nozzles, a plurality of first recesses, and a second recess Patterning, forming a plurality of nozzles and a plurality of first recesses by anisotropic dry etching, forming a dummy pattern in a portion to become the second recess, and oxidizing the dummy pattern And a step of removing the oxidized dummy pattern by wet etching to form a second recess.
According to the present invention, the silicon substrate is subjected to anisotropic etching after patterning only a part of the portion serving as the reservoir recess serving as the second recess and reducing the etching area. The remaining dummy pattern is oxidized and removed by wet etching, so that the volume of the reservoir can be increased regardless of the crystal plane orientation. Further, since the etching area (volume) can be reduced, the time required for forming a reservoir having a large area (volume) can be shortened by maintaining the etching rate (suppressing the reduction). In addition, the consumption of process gas can be suppressed and environmental considerations can be made. In order to remove the oxidized dummy pattern by wet etching, so-called batch processing can be performed in which a plurality of substrates are processed at once. As described above, the productivity can be remarkably improved as compared with the manufacture of the flow path substrate using the normal anisotropic dry etching.

また、本発明に係る流路基板の製造方法では、複数のノズルは、液体が吐出する方向に
向かって孔径が小さくなる複数段になるように形成し、第2の凹部になる部分におけるダ
ミーパターンを、複数段のノズルの少なくとも1段を形成するための異方性ドライエッチ
ングと同じ工程により形成する。
本発明によれば、複数段のノズル形成により、吐出する液滴の直進性を高め、吐出特性
を向上させることできる。そして、この複数段のノズル形成において、ある段を形成する
際に、同時に第2の凹部であるリザーバ用凹部になる部分の異方性ドライエッチングを行
うようにしたので、さらなる時間短縮を図ることができる。
In the method for manufacturing a flow path substrate according to the present invention, the plurality of nozzles are formed to have a plurality of stages in which the hole diameter decreases toward the direction in which the liquid is discharged, and the dummy pattern in the portion that becomes the second recess Is formed by the same process as anisotropic dry etching for forming at least one stage of a plurality of stages of nozzles.
According to the present invention, by forming a plurality of nozzles, it is possible to improve the straightness of the liquid droplets to be discharged and to improve the discharge characteristics. In forming a plurality of nozzles in this multi-stage nozzle formation, anisotropic dry etching is simultaneously performed on the portion that becomes the reservoir recess, which is the second recess, so that the time can be further reduced. Can do.

また、本発明に係る流路基板の製造方法は、異方性ドライエッチングは、RIEによっ
て行う。
本発明によれば、異方性ドライエッチングをRIEによって行うことで、高精度の異方
性エッチングを行うことができる。
In the method for manufacturing a flow path substrate according to the present invention, anisotropic dry etching is performed by RIE.
According to the present invention, highly accurate anisotropic etching can be performed by performing anisotropic dry etching by RIE.

また、本発明に係る流路基板の製造方法は、異方性ドライエッチングは、ICP放電に
よって行う。
本発明によれば、異方性ドライエッチングをICP放電によって行うことで、シリコン
基板の垂直方向に対する加工精度をさらに高めることができる。
In the method for manufacturing a flow path substrate according to the present invention, anisotropic dry etching is performed by ICP discharge.
According to the present invention, by performing anisotropic dry etching by ICP discharge, the processing accuracy in the vertical direction of the silicon substrate can be further increased.

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記の流路基板の製造方法によって
製造された流路基板と、液体を加圧するためのアクチュエータとなる1又は複数の基板と
を接合する工程をさらに有する。
本発明によれば、上記のような異方性ドライエッチングにより流路部材を形成した流路
基板にアクチュエータとなる基板を接合して液滴吐出ヘッドの製造を行うようにしたので
、高精度の加工を行うことができ、吐出特性のよい液滴吐出ヘッドを製造することができ
る。
In addition, a method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention joins a flow path substrate manufactured by the above-described flow path substrate manufacturing method and one or more substrates serving as an actuator for pressurizing a liquid. It further has a process.
According to the present invention, since the substrate serving as the actuator is joined to the flow path substrate on which the flow path member is formed by anisotropic dry etching as described above, the droplet discharge head is manufactured. Processing can be performed, and a droplet discharge head with good discharge characteristics can be manufactured.

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液体を加圧するための複数の振動板
と、複数の振動板をそれぞれ変位させるための複数の圧電素子とを有する振動板基板を、
流路基板と接合する。
本発明によれば、アクチュエータである振動板と圧電素子とを有する振動板基板を流路
基板に接合するようにしたので、圧電素子によって振動板の大きな変位が得られ、高出力
な駆動を実現することができる。
Further, the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes a diaphragm substrate having a plurality of diaphragms for pressurizing a liquid and a plurality of piezoelectric elements for displacing the plurality of diaphragms.
Bonded to the flow path substrate.
According to the present invention, since the diaphragm substrate having the diaphragm and the piezoelectric element as the actuator is bonded to the flow path substrate, the piezoelectric element can obtain a large displacement of the diaphragm and realize high output driving. can do.

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液体を加圧するための複数の振動板
を有する振動板基板と、複数の振動板とそれぞれ対向し、各振動板との間に静電気力を発
生させて各振動板を変位させる複数の固定電極を有する電極基板とを、流路基板と接合す
る。
本発明によれば、振動板と固定電極とをアクチュエータとして、振動板基板と電極基板
とを流路基板に接合するようにしたので、安価で消費電力が低い液滴吐出ヘッドを製造す
ることができる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes a diaphragm substrate having a plurality of diaphragms for pressurizing a liquid, and a plurality of diaphragms facing each other and an electrostatic force between each diaphragm. An electrode substrate having a plurality of fixed electrodes that generate a displacement and displace each diaphragm is joined to the flow path substrate.
According to the present invention, the vibration plate and the fixed electrode are used as the actuator, and the vibration plate substrate and the electrode substrate are joined to the flow path substrate. Therefore, it is possible to manufacture a liquid droplet ejection head that is inexpensive and has low power consumption. it can.

また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適
用して液滴吐出装置を製造する。
本発明によれば、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造する
ようにしたので、液滴の吐出性能及び信頼性が高い液滴吐出装置を製造することができる
The manufacturing method of the droplet discharge device according to the present invention applies the above-described manufacturing method of the droplet discharge head to manufacture the droplet discharge device.
According to the present invention, since the droplet discharge device is manufactured by applying the above-described method for manufacturing a droplet discharge head, it is possible to manufacture a droplet discharge device having high droplet discharge performance and high reliability. it can.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す分解斜視図
である。また、図2は、液滴吐出ヘッドの断面構成を示す縦断面図である。図1及び図2
に基づいて、液滴吐出ヘッドの構成及び動作について説明する。この液滴吐出ヘッドは、
圧電駆動方式のアクチュエータ(駆動手段)の代表として、流路基板の表面側に設けられ
たノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを例として表
している。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材を見やすくするために、各構成
部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a state in which the droplet discharge head according to Embodiment 1 of the present invention is disassembled. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a sectional configuration of the droplet discharge head. 1 and 2
The configuration and operation of the droplet discharge head will be described based on FIG. This droplet discharge head
As a representative example of a piezoelectric drive type actuator (drive means), a face eject type droplet discharge head that discharges droplets from nozzle holes provided on the surface side of a flow path substrate is shown as an example. In addition, in the following drawings including FIG. 1, in order to make each component member easy to see, there is a case where the relationship of the size of each component member is different from the actual one.

図1及び図2に示すように、この液滴吐出ヘッドは、流路基板(ノズルプレート)10
と、振動板基板20とが積層して接合されることで構成されている。図1及び図2に示す
ように、この液滴吐出ヘッドを構成する流路基板10には、液体の流路上に設ける流路部
材としてリザーバ13、オリフィス14、キャビティ12及びノズル11とが加工形成さ
れている。ここで、リザーバ13について所定の容積を確保するため、流路基板10は所
定の厚さ(例えば200μm以上)を有しているものとする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the droplet discharge head includes a flow path substrate (nozzle plate) 10.
And the diaphragm substrate 20 are laminated and joined. As shown in FIGS. 1 and 2, a reservoir 13, an orifice 14, a cavity 12, and a nozzle 11 are processed and formed as a flow path member provided on the flow path of the liquid on the flow path substrate 10 constituting the droplet discharge head. Has been. Here, it is assumed that the flow path substrate 10 has a predetermined thickness (for example, 200 μm or more) in order to ensure a predetermined volume for the reservoir 13.

流路基板10は、例えば厚さ300μm、基板表面の結晶面方位が(100)のシリコ
ン基板で構成されている。流路基板10には、複数のノズル11が所定のピッチで垂直に
貫通形成されている。各ノズル11は、振動板基板20との接合面(加工面)から反対側
の面(吐出面)に向かって段階的または徐々に小さくなるように形成されている。実施の
形態1では、段階的に小さくなるように形成されているものとし、径の小さい孔から順に
、第1ノズル11a、第2ノズル11b、第3ノズル11cの3段構成となっているもの
とする。このように構成することで、ノズル長が長くなることによる流路抵抗の増加を抑
制することができる。また、吐出面に向かってノズル径が小さくなるので、整流作用によ
り液滴吐出方向の直進性を高めることもできる。
The flow path substrate 10 is made of, for example, a silicon substrate having a thickness of 300 μm and a crystal surface orientation of the substrate surface of (100). A plurality of nozzles 11 are vertically formed in the flow path substrate 10 at a predetermined pitch. Each nozzle 11 is formed so as to decrease stepwise or gradually from the joint surface (processed surface) to the diaphragm substrate 20 toward the opposite surface (discharge surface). In the first embodiment, the first nozzle 11a, the second nozzle 11b, and the third nozzle 11c have a three-stage configuration in order from a hole having a smaller diameter, assuming that the diameter is gradually reduced. And By comprising in this way, the increase in channel resistance by the nozzle length becoming long can be suppressed. Further, since the nozzle diameter becomes smaller toward the ejection surface, the straightness in the droplet ejection direction can be improved by the rectifying action.

また、流路基板10において、振動板基板20との接合面には、各ノズル11に独立し
て連通し、内部に圧力を発生させて各ノズル11より液滴を吐出させるキャビティ12に
なる第1の凹部12aと、各キャビティ12に供給する液体を溜めるリザーバ13になる
第2の凹部13aと、各キャビティ12とリザーバ13とを連通する複数のオリフィス1
4とが形成されている。なお、オリフィス14の幅は、流路抵抗を調整するため、第1の
凹部12aの幅よりも小さく形成するとよい。また、流路基板10の表面には、流路基板
10が液体に浸食されるのを防ぐために、例えば酸化シリコンからなる液体保護膜15が
成膜されている。
Further, in the flow path substrate 10, the joint surface with the diaphragm substrate 20 communicates independently with each nozzle 11, and becomes a cavity 12 that generates pressure inside and discharges droplets from each nozzle 11. A plurality of orifices 1 communicating with each of the cavities 12 and the reservoir 13, and a second recess 13a serving as a reservoir 13 for storing a liquid to be supplied to each cavity 12.
4 are formed. The width of the orifice 14 is preferably smaller than the width of the first recess 12a in order to adjust the flow path resistance. Further, a liquid protective film 15 made of, for example, silicon oxide is formed on the surface of the flow path substrate 10 in order to prevent the flow path substrate 10 from being eroded by the liquid.

振動板基板20は、例えば厚さ30μmのステンレスで構成されている。振動板基板2
0において、キャビティ12と対向する部分が振動板21となっており、振動板21のキ
ャビティ12と対向する面と反対側の面には圧電素子22が設置されている。圧電素子2
2は、例えばピエゾ素子などからなる圧電体膜(PZT)23の両面に、上電極膜24及
び下電極膜25が形成された構成を有している。この実施の形態1では、下電極膜25を
圧電素子22の共通電極とし、上電極膜24を圧電素子22の個別電極としている場合を
例に示しているが、駆動回路や配線の都合でこれらを逆にしてもよい。また、振動板基板
20の流路基板10と接合する面にも、液体保護膜27が成膜されている。
The diaphragm substrate 20 is made of stainless steel having a thickness of 30 μm, for example. Diaphragm substrate 2
In 0, the part facing the cavity 12 is the diaphragm 21, and the piezoelectric element 22 is provided on the surface of the diaphragm 21 opposite to the surface facing the cavity 12. Piezoelectric element 2
2 has a configuration in which an upper electrode film 24 and a lower electrode film 25 are formed on both surfaces of a piezoelectric film (PZT) 23 made of, for example, a piezoelectric element. In the first embodiment, the case where the lower electrode film 25 is the common electrode of the piezoelectric element 22 and the upper electrode film 24 is the individual electrode of the piezoelectric element 22 is shown as an example. May be reversed. A liquid protective film 27 is also formed on the surface of the vibration plate substrate 20 that is joined to the flow path substrate 10.

また、振動板基板20には、外部のカートリッジ(図示省略)内の液体を流路基板10
のリザーバ13に供給するための液体供給孔26が貫通形成されている。この液体供給孔
26は、流路基板10に形成されるリザーバ13に対応する位置に貫通形成するとよい。
なお、以下の説明において、圧電素子22と、この圧電素子22の駆動により変位が生じ
る振動板21とを合わせて圧電アクチュエータと称する場合がある。また、ここでは、振
動板基板20がステンレスで構成されている場合を例に説明しているが、振動板基板20
の構成材料を特に限定するものではない。
Further, the liquid in the external cartridge (not shown) is supplied to the diaphragm substrate 20 from the flow path substrate 10.
A liquid supply hole 26 is formed to penetrate the reservoir 13. The liquid supply hole 26 may be formed through at a position corresponding to the reservoir 13 formed in the flow path substrate 10.
In the following description, the piezoelectric element 22 and the vibration plate 21 that is displaced by driving the piezoelectric element 22 may be collectively referred to as a piezoelectric actuator. Here, the case where the diaphragm substrate 20 is made of stainless steel is described as an example.
The constituent materials are not particularly limited.

ここで、液滴吐出ヘッドの動作について説明する。液滴吐出ヘッドには、外部のカート
リッジ内の液体が液体供給孔26を通じてリザーバ13に供給されている。この液体は、
各オリフィス14を介してそれぞれのキャビティ12に供給される。そして、ノズル11
の先端まで液体で満たされていることになる。なお、この液滴吐出ヘッドの動作を制御す
るためのドライバIC等の駆動制御回路(図示せず)が、圧電素子22の各個別電極とな
る上電極膜24と共通電極となる下電極膜25との間に接続されている。したがって、こ
の駆動制御回路により圧電素子22に駆動信号(パルス電圧)が印加されると、下電極膜
25、圧電体膜23及び振動板21がたわみ変形し、キャビティ12内の圧力が高まり、
ノズル11から液滴が吐出される。
Here, the operation of the droplet discharge head will be described. In the droplet discharge head, the liquid in the external cartridge is supplied to the reservoir 13 through the liquid supply hole 26. This liquid
It is supplied to each cavity 12 through each orifice 14. And the nozzle 11
It will be filled with liquid up to the tip. Note that a drive control circuit (not shown) such as a driver IC for controlling the operation of the droplet discharge head has an upper electrode film 24 serving as each individual electrode of the piezoelectric element 22 and a lower electrode film 25 serving as a common electrode. Connected between and. Therefore, when a drive signal (pulse voltage) is applied to the piezoelectric element 22 by this drive control circuit, the lower electrode film 25, the piezoelectric film 23, and the diaphragm 21 are deformed and the pressure in the cavity 12 increases,
A droplet is discharged from the nozzle 11.

次に、実施の形態1に係る液滴吐出ヘッドの流路基板10の製造方法について、図3及
び図4を用いて説明する。なお、以下において示す基板の厚さやエッチング深さ、温度、
圧力等の値はあくまでも一例を示すものであり、本発明はこれらの値に限定されるもので
はない。また、ここでは、流路基板10の製造方法について説明するものとする。圧電素
子22を有する振動板基板20の製造方法については従来公知の製造方法を用いることが
できるため説明を省略する。
Next, a method for manufacturing the flow path substrate 10 of the droplet discharge head according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the thickness and etching depth of the substrate shown below, temperature,
Values such as pressure are merely examples, and the present invention is not limited to these values. Here, a method for manufacturing the flow path substrate 10 will be described. Since a conventionally known manufacturing method can be used for the manufacturing method of the diaphragm substrate 20 having the piezoelectric element 22, the description thereof is omitted.

例えば、流路基板10となる厚さ300μm、面方位(100)のシリコン基板100
を用意し、このシリコン基板100の表面に厚さ2.8μmの酸化シリコンの膜からなる
レジスト101を形成する。この酸化シリコン膜は、例えば水蒸気と酸素の混合雰囲気内
で行うウェット熱酸化等の方法により形成する。そして、振動板基板20と接合する側と
なる流路面のレジスト101に、第1ノズル11a、第2ノズル11b、第3ノズル11
c、第1の凹部12a(キャビティ12)、オリフィス14、第2の凹部13a(リザー
バ13)となるそれぞれの部分111a、111b、111c、112、114、113
を、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行う(図3(a))。
For example, a silicon substrate 100 having a thickness of 300 μm and a plane orientation (100) to be the flow path substrate 10.
And a resist 101 made of a silicon oxide film having a thickness of 2.8 μm is formed on the surface of the silicon substrate 100. This silicon oxide film is formed by a method such as wet thermal oxidation performed in a mixed atmosphere of water vapor and oxygen, for example. Then, the first nozzle 11 a, the second nozzle 11 b, and the third nozzle 11 are formed on the resist 101 on the flow path surface on the side to be joined to the diaphragm substrate 20.
c, respective portions 111a, 111b, 111c, 112, 114, 113 to be the first recess 12a (cavity 12), the orifice 14, and the second recess 13a (reservoir 13).
Is patterned by photolithography (FIG. 3A).

ここで、第1ノズル11aになる部分111aのレジスト101はすべて除去し、シリ
コン基板100を露出させるが、他の部分については、レジスト101の一部を残すハー
フエッチングを行う。このとき、流路面におけるレジスト101の各部分111a、11
1b、111c、112、114、113のレジスト101の残り膜厚が、第1ノズル1
1aになる部分111a=0<第2ノズル11bになる部分111b<第3ノズル11c
になる部分111c=第2の凹部13aになる部分113<第1の凹部12aになる部分
112=オリフィス14になる部分114となるようにハーフエッチングによるパターニ
ングを行う。また、パターニングの大きさについては、後に形成する熱酸化膜102の厚
さ分を考慮して、最終的に形成する流路部材の大きさよりも小さくパターニングを行う。
特に、第1ノズル11aになる部分111aについては、孔径(ここでは直径をいうもの
とする)を高精度に制御する必要があるため注意をする必要がある。
Here, all of the resist 101 in the portion 111a to be the first nozzle 11a is removed to expose the silicon substrate 100, but the other portion is half-etched to leave a part of the resist 101. At this time, each portion 111a, 11 of the resist 101 on the flow path surface.
The remaining film thickness of the resist 101 of 1b, 111c, 112, 114, 113 is the first nozzle 1
1a becomes a portion 111a = 0 <second nozzle 11b becomes a portion 111b <third nozzle 11c
Patterning by half-etching is performed so that the portion 111c to become the portion 113 to become the second recess 13a <the portion 112 to become the first recess 12a = the portion 114 to become the orifice 14. As for the size of patterning, in consideration of the thickness of the thermal oxide film 102 to be formed later, patterning is performed smaller than the size of the channel member to be finally formed.
In particular, it is necessary to pay attention to the portion 111a that becomes the first nozzle 11a because it is necessary to control the hole diameter (herein, the diameter) with high accuracy.

図5は、第2の凹部13aになる部分113に行うパターニングの例を表す図である。
第2の凹部13aになる部分113については、図3及び図5に示すように、全面に対し
て、ハーフエッチングによるパターニングを行うのではなく、周縁となる部分、内側の一
部についてパターニングを行って、パターニング部113aを形成するようにする。その
ため、ドライエッチングはパターニング部113aについて行われる。このように、第2
の凹部13aになる部分113全面ではなく、パターニング部113aについてドライエ
ッチングを行うようにすることで、ドライエッチングが行われる部分の面積(容積)を減
らすことができ、リザーバ13(第2の凹部13a)の形成のためにエッチングレートを
低下させることなく、ドライエッチングに費やす時間を減らすことできる。また、プロセ
スガス(例えば四フッ化炭素(CF4 )、六フッ化硫黄(SF6 )等)の消費量を減らす
こともできる。ここで、エッチングされずに残る部分をダミーパターン115とする。し
たがって、図5(a)では、格子状のダミーパターンが形成され、図5(b)ではリング
状のダミーパターンが形成されることになる。また、ここで、図5におけるDw は、後述
するように、ダミーパターン115に係る長さを表す。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of patterning performed on the portion 113 to be the second recess 13a.
As shown in FIGS. 3 and 5, the portion 113 to be the second recess 13a is not patterned by half-etching on the entire surface, but is patterned on the peripheral portion and the inner portion. Thus, the patterning portion 113a is formed. Therefore, dry etching is performed on the patterning portion 113a. Thus, the second
By performing dry etching on the patterning portion 113a instead of the entire surface of the portion 113 that becomes the concave portion 13a, the area (volume) of the portion where dry etching is performed can be reduced, and the reservoir 13 (second concave portion 13a) can be reduced. ), The time spent for dry etching can be reduced without reducing the etching rate. In addition, the consumption of process gas (eg, carbon tetrafluoride (CF 4 ), sulfur hexafluoride (SF 6 ), etc.) can be reduced. Here, a portion remaining without being etched is a dummy pattern 115. Therefore, in FIG. 5A, a lattice-like dummy pattern is formed, and in FIG. 5B, a ring-like dummy pattern is formed. Here, D w in FIG. 5 represents the length of the dummy pattern 115 as will be described later.

このように、ドライエッチングが行われる部分の面積を減らすことは有用であるが、エ
ッチングする面積が少ない(ダミーパターン115として残る部分が多くなる)と、ドラ
イエッチングが行われる部分が密(例えば幅が狭い等)になる可能性が高くなる。ドライ
エッチングされる部分が密になると、プロセスガスの代謝性が悪くなり、エッチングレー
トが低下するマイクロローディング効果が発生する。そのため、エッチングする面積が小
さすぎても、逆に時間を費やすことになる。また、後述するように、ダミーパターン11
5をウェット熱酸化する時間、ウェットエッチングする時間が増えるため、場合によって
は、それらの時間とのバランスにおいて、製造工程全体として時間短縮を図ることができ
るようにパターニング部113aのパターニングを行うようにした方がよい。さらに、密
にならないようにするため、できるだけ均等に、一定の幅を持たせてパターニング部11
3aを形成し、パターニングを行う(ダミーパターン115を形成する)ようにする。
As described above, it is useful to reduce the area of the portion where dry etching is performed. However, when the area to be etched is small (the portion remaining as the dummy pattern 115 increases), the portion where dry etching is performed is dense (for example, width). Is likely to be narrow). When the portion to be dry-etched becomes dense, the process gas metabolism becomes worse, and a microloading effect is generated in which the etching rate is lowered. Therefore, even if the area to be etched is too small, time is conversely spent. Further, as will be described later, the dummy pattern 11
Since the time for wet thermal oxidation of 5 and the time for wet etching increase, in some cases, the patterning portion 113a is patterned so that the entire manufacturing process can be shortened in balance with these times. You should do it. Further, in order to prevent the pattern from becoming dense, the patterning portion 11 is provided with a certain width as evenly as possible.
3a is formed and patterned (a dummy pattern 115 is formed).

次に、深く形成する順にドライエッチングを行っていく。ここでは、高精度での異方性
エッチングが可能なRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)で行うも
のとし、特にICP(Inductively Coupled Plasma)放電を利用したドライエッチング(
以下、ICPドライエッチングという)で行うものとする。ICPドライエッチングは、
基板に対して垂直方向にエッチングを行っていく際の加工精度が特に高いため、高密度に
流路部材を形成するのに適している。まず、流路面の第1ノズル11aになる部分111
aを、ICPドライエッチングで約100μm、エッチング加工する(図3(b))。さ
らに、レジスト101を適量エッチング除去して、第2ノズル11bになる部分111b
のシリコン基板100を露出させ、ICPドライエッチングで第2ノズル11bになる部
分111bを約50μmエッチング加工する(図3(c))。
Next, dry etching is performed in the order of deep formation. Here, RIE (Reactive Ion Etching), which enables anisotropic etching with high accuracy, is performed, and in particular, dry etching (ICP (Inductively Coupled Plasma) discharge) is used.
Hereinafter, it is referred to as “ICP dry etching”. ICP dry etching
Since the processing accuracy when etching is performed in a direction perpendicular to the substrate is particularly high, it is suitable for forming the flow path member at a high density. First, the part 111 which becomes the 1st nozzle 11a of a flow-path surface.
a is etched by about 100 μm by ICP dry etching (FIG. 3B). Furthermore, the resist 111 is removed by an appropriate amount, and a portion 111b that becomes the second nozzle 11b.
The silicon substrate 100 is exposed, and the portion 111b that becomes the second nozzle 11b is etched by about 50 μm by ICP dry etching (FIG. 3C).

次に、レジスト101を適量エッチング除去して、第3ノズル11cになる部分111
c及び第2の凹部13aになる部分113のシリコン基板100を露出させ、ICPドラ
イエッチングで第3ノズル11cになる部分111c、及び第2の凹部13aになる部分
113のパターニング部113aを約170μmエッチング加工する(図3(d))。こ
のとき、第2の凹部13aになる部分113については、シリコン基板100が露出した
部分だけがエッチングされる。エッチングされなかった部分がダミーパターン115とし
て残される。
Next, an appropriate amount of the resist 101 is removed by etching to form a portion 111 that becomes the third nozzle 11c.
The silicon substrate 100 of the portion 113 that becomes c and the second recess 13a is exposed, and the portion 111c that becomes the third nozzle 11c and the patterning portion 113a of the portion 113 that becomes the second recess 13a are etched by about 170 μm by ICP dry etching. Processing is performed (FIG. 3D). At this time, as for the portion 113 to be the second recess 13a, only the portion where the silicon substrate 100 is exposed is etched. The portion that has not been etched is left as a dummy pattern 115.

さらに、レジスト101を適量エッチング除去して、第1の凹部12aになる部分11
2及びオリフィス14になる部分114のシリコン基板100を露出させ、ICPドライ
エッチングで第1の凹部12aになる部分112及びオリフィス14になる部分114を
約80μmエッチング加工する(図4(e))。ここでは第1の凹部12aになる部分1
12及びオリフィス14になる部分114だけをエッチング加工しているが、第2の凹部
13aになる部分113をさらにエッチング加工するようにしてもよい。
Further, the resist 11 is etched away by an appropriate amount to form a portion 11 that becomes the first recess 12a.
2 and the portion 114 that becomes the orifice 14 are exposed, and the portion 112 that becomes the first recess 12a and the portion 114 that becomes the orifice 14 are etched by about 80 μm by ICP dry etching (FIG. 4E). Here, the portion 1 which becomes the first recess 12a
12 and the portion 114 that becomes the orifice 14 are etched, but the portion 113 that becomes the second recess 13a may be further etched.

そして、レジスト101を除去した後、シリコン基板100全面に対して、再度ウェッ
ト熱酸化による熱酸化膜102を形成する(図4(f))。この熱酸化膜102は、ダミ
ーパターン115を除去するために形成するものである。ウェット熱酸化では、シリコン
と酸素とを反応させて酸化シリコンを生成する。このシリコンはシリコン基板100から
得られるものである。そのため、熱酸化膜102はシリコン基板100のシリコンを消費
しながら成長する。このとき、酸化膜の成長に対して消費されるシリコン基板100表面
の厚みは、成長した熱酸化膜102の厚さの約45%になることが一般的に知られている
。そこで、ウェット熱酸化により消費されるシリコン基板100の厚みをΔDSiとし、熱
酸化膜102の厚みをΔTSiO2とすると、次式(1)に示す関係が成り立つ。
ΔDSi=ΔTSiO2×0.45 …(1)
Then, after removing the resist 101, a thermal oxide film 102 is formed again by wet thermal oxidation on the entire surface of the silicon substrate 100 (FIG. 4F). This thermal oxide film 102 is formed to remove the dummy pattern 115. In wet thermal oxidation, silicon and oxygen are reacted to produce silicon oxide. This silicon is obtained from the silicon substrate 100. Therefore, the thermal oxide film 102 grows while consuming silicon of the silicon substrate 100. At this time, it is generally known that the thickness of the surface of the silicon substrate 100 consumed for the growth of the oxide film is about 45% of the thickness of the grown thermal oxide film 102. Therefore, when the thickness of the silicon substrate 100 consumed by wet thermal oxidation is ΔD Si and the thickness of the thermal oxide film 102 is ΔT SiO2 , the relationship shown in the following equation (1) is established.
ΔD Si = ΔT SiO2 × 0.45 (1)

ここで、ダミーパターン115について、その側面全体から熱酸化膜102が形成され
ると考えると、ダミーパターン115として残ったシリコンをウェット熱酸化により酸化
シリコンとするための熱酸化膜102の厚みΔTSiO2は、前述したダミーパターン115
に係る長さDw により、次式(2)で表されることになる。ここで、ダミーパターン11
5に係る長さDw は、図5のように格子状、リング状で形成されているため、格子幅の長
い部分、リング幅となるが、例えばダミーパターン115が円で残っている場合において
は、その直径を表す。また、ダミーパターン115が長方形の場合は短辺の長さを表し、
正方形の場合は一辺の長さを表すものとする。
w =ΔDSi×2=ΔTSiO2×0.45×2
ΔTSiO2=Dw /0.9 …(2)
Here, assuming that the thermal oxide film 102 is formed from the entire side surface of the dummy pattern 115, the thickness ΔT SiO2 of the thermal oxide film 102 for converting the silicon remaining as the dummy pattern 115 into silicon oxide by wet thermal oxidation. Is the dummy pattern 115 described above.
The length D w of the would be represented by the following formula (2). Here, the dummy pattern 11
The length D w of the 5, grid-like as shown in FIG. 5, since it is formed in a ring shape, a long portion of the grid width, but the ring width, for example, in the case where the dummy pattern 115 remains in circles Represents the diameter. Further, when the dummy pattern 115 is rectangular, it represents the length of the short side,
In the case of a square, it represents the length of one side.
D w = ΔD Si × 2 = ΔT SiO2 × 0.45 × 2
ΔT SiO2 = D w /0.9 (2)

以上より、次式(3)が成立することになる。
ΔTSiO2≧Dw /0.9 …(3)
From the above, the following equation (3) is established.
ΔT SiO2 ≧ D w /0.9 (3)

ここで、熱酸化膜102はシリコン基板100全面に形成される。したがって、第1ノ
ズル11aの孔径を拡張することになる。そのため、第1ノズル11aの孔径を考慮して
、ウェット熱酸化により形成する熱酸化膜102の厚みΔTSiO2を決定する。このとき、
熱酸化膜102形成前の第1ノズル11aの孔径と、形成後の孔径との差をΔND とする
と、ダミーパターン115に係る長さDw は、ΔND との関係において、次式(4)に示
すように決定することが望ましい。
ΔND /0.9=ΔTSiO2≧Dw /0.9
ΔND≧Dw …(4)
Here, the thermal oxide film 102 is formed on the entire surface of the silicon substrate 100. Therefore, the hole diameter of the first nozzle 11a is expanded. Therefore, the thickness ΔT SiO2 of the thermal oxide film 102 formed by wet thermal oxidation is determined in consideration of the hole diameter of the first nozzle 11a. At this time,
The hole diameter of the first nozzle 11a before thermal oxide film 102 is formed, when the difference between the pore diameter after forming the .DELTA.N D, the length D w of the dummy pattern 115, in relation to the .DELTA.N D, the following equation (4 It is desirable to decide as shown in FIG.
ΔN D /0.9=ΔT SiO2 ≧ D w /0.9
ΔN D ≧ D w ... (4 )

図6は、ウェット熱酸化の条件を、酸化温度、酸化時間、酸化膜厚みの関係で示した図
である。例えば、シリコン基板100を、温度1000℃の雰囲気内でウェット熱酸化を
行った場合において、ΔND を1μmとすると、(4)式より成膜すべき熱酸化膜102
の厚みΔTSiO2は1.1μmとなる。また、必要な酸化時間は図6より340分とすれば
よいことが分かる。このとき、ダミーパターン115に係る長さDw は1μm以下で構成
する。
FIG. 6 is a diagram showing wet thermal oxidation conditions in relation to oxidation temperature, oxidation time, and oxide film thickness. For example, the silicon substrate 100, in case of performing wet thermal oxidation in an atmosphere of temperature of 1000 ° C., when a 1μm to .DELTA.N D, a thermal oxide film to be deposited from (4) 102
The thickness ΔT SiO2 is 1.1 μm. It can also be seen from FIG. 6 that the required oxidation time is 340 minutes. At this time, the length D w of the dummy pattern 115 is composed of 1μm or less.

ウェット熱酸化による熱酸化膜102の形成により、ダミーパターン115のシリコン
が酸化され、酸化シリコンとなる。その後、熱酸化膜102を除去する(図4(g))。
これにより、ダミーパターン115が除去され、リザーバ13が形成される。ここで、ダ
ミーパターン115の酸化の程度によっては、リザーバ13を構成する第2の凹部13a
の底面部分に多少の凹凸ができる可能性がある。通常、このような凹凸に対する処理は必
要ないと考えられるが、例えば凹凸が大きいと、液体の流れが悪くなる、リザーバ13に
入り込んだ気泡が抜けない等の悪影響が生じる可能性があるため、場合によっては底面を
平滑にするための処理を行うようにしてもよい。以上のようにして、熱酸化膜102を除
去した後に、再度、厚さ0.1μmの液体保護膜15を成膜する(図4(h))。
By forming the thermal oxide film 102 by wet thermal oxidation, the silicon of the dummy pattern 115 is oxidized to become silicon oxide. Thereafter, the thermal oxide film 102 is removed (FIG. 4G).
Thereby, the dummy pattern 115 is removed and the reservoir 13 is formed. Here, depending on the degree of oxidation of the dummy pattern 115, the second recess 13a constituting the reservoir 13 is used.
There may be some unevenness on the bottom part of the. Normally, it is considered that treatment for such unevenness is not necessary. However, for example, if the unevenness is large, there is a possibility that the liquid flow will be bad and bubbles that have entered the reservoir 13 may not be removed. Depending on the case, a process for smoothing the bottom surface may be performed. After removing the thermal oxide film 102 as described above, the liquid protective film 15 having a thickness of 0.1 μm is formed again (FIG. 4H).

このように作製した流路基板10に、圧電素子22及び液体供給孔26が形成された振
動板基板20をエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接着(接合)し、液滴吐出ヘッドを製造
する。
The droplet substrate is manufactured by adhering (bonding) the diaphragm substrate 20 having the piezoelectric element 22 and the liquid supply hole 26 formed thereon with an adhesive such as an epoxy resin to the flow path substrate 10 thus manufactured. .

以上のように、実施の形態1によれば、ノズル11、キャビティ12及びリザーバ13
が1枚の流路基板10に形成されており、流路基板10と振動板基板20との2つの基板
が積層して接合される構成としたので、基板の数が減り、流路部材を集約することにより
、部材費と組立コストを低減することができる。また、キャビティ12と振動板21とを
別々の基板で形成したので、キャビティ12の底面を振動板21とした構造と比較して、
キャビティ12の深さと振動板21の厚みとに制約されることなく、流路基板10の厚み
を自由に選択することができる。このため、十分な厚さの基板を流路基板10として選択
することで、吐出に最適なキャビティ12の深さを確保しながら、クロストークを防止す
るために十分なリザーバ容積を確保することができる。また、圧電素子22により振動板
21を変位させるようにしたので、容易に振動板21の変位を大きくすることができ、高
出力な駆動を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the nozzle 11, the cavity 12, and the reservoir 13
Are formed on a single flow path substrate 10 and the two substrates of the flow path substrate 10 and the diaphragm substrate 20 are laminated and joined, so that the number of substrates is reduced and the flow path member is By consolidating, member costs and assembly costs can be reduced. In addition, since the cavity 12 and the diaphragm 21 are formed of different substrates, compared with the structure in which the bottom surface of the cavity 12 is the diaphragm 21,
The thickness of the flow path substrate 10 can be freely selected without being restricted by the depth of the cavity 12 and the thickness of the diaphragm 21. For this reason, by selecting a substrate having a sufficient thickness as the flow path substrate 10, it is possible to secure a sufficient reservoir volume to prevent crosstalk while ensuring an optimum depth of the cavity 12 for ejection. it can. In addition, since the diaphragm 21 is displaced by the piezoelectric element 22, the displacement of the diaphragm 21 can be easily increased, and high output driving can be achieved.

さらに、実施の形態1においては、上記の液滴吐出ヘッドを製造するに際して流路基板
10の流路部材の形成をドライエッチングにより行うようにしたので、各部材を高精度に
形成することができる。また、流路部材については、基板表面に対して垂直方向に形成す
ることができるため、結晶面方位に左右されず、斜角を持たないため、部材配置に無駄が
なくなり、ノズル11、キャビティ12等においては高密度化を図ることができる。また
、リザーバ13については容積を増やすことができる。
Furthermore, in the first embodiment, since the flow path member of the flow path substrate 10 is formed by dry etching when manufacturing the droplet discharge head, each member can be formed with high accuracy. . Further, since the flow path member can be formed in a direction perpendicular to the substrate surface, it is not affected by the crystal plane orientation and does not have an oblique angle. For example, the density can be increased. Further, the volume of the reservoir 13 can be increased.

そして、リザーバ13となる部分113全体をドライエッチングで形成するのではなく
、一部をダミーパターン115として残し、ウェット熱酸化によりダミーパターン115
を酸化して、ウェットエッチングを行って除去するようにしたので、ドライエッチングを
行う面積(容積)を減らすことができ、エッチングレートを維持する(減少を抑える)こ
とで、面積(容積)が大きいリザーバ13の形成に係る時間を短縮することができる。ま
た、ドライエッチングを行う面積(容積)を減らすことで、プロセスガスの消費を抑え、
環境面の配慮も行うことができる。また、ウェットエッチングを用いて酸化したダミーパ
ターン115を除去することができるため、複数の基板を一括して処理する、いわゆるバ
ッチ処理を行うことができる。以上より、ドライエッチングを用いた液滴吐出ヘッド(流
路基板)の生産性を向上させることができる。
Then, the entire portion 113 to be the reservoir 13 is not formed by dry etching, but a part thereof is left as a dummy pattern 115, and the dummy pattern 115 is formed by wet thermal oxidation.
The area (volume) for dry etching can be reduced and the area (volume) can be increased by maintaining the etching rate (suppressing the reduction). The time required for forming the reservoir 13 can be shortened. Also, by reducing the area (volume) for dry etching, process gas consumption is reduced,
Environmental considerations can also be made. Further, since the oxidized dummy pattern 115 can be removed by using wet etching, so-called batch processing can be performed in which a plurality of substrates are processed at once. As described above, the productivity of the droplet discharge head (channel substrate) using dry etching can be improved.

実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す分解斜視図
である。また、図8は、液滴吐出ヘッドの断面構成を示す縦断面図である。図7及び図8
に基づいて、液滴吐出ヘッドの構成及び動作について説明する。この液滴吐出ヘッドは、
静電駆動方式のアクチュエータ(駆動手段)の代表として、流路基板の表面側に設けられ
たノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを例として表
している。なお、この実施の形態2では上述した実施の形態1との相違点を中心に説明す
るものとし、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a state in which the droplet discharge head according to Embodiment 2 of the present invention is disassembled. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a sectional configuration of the droplet discharge head. 7 and 8
The configuration and operation of the droplet discharge head will be described based on FIG. This droplet discharge head
As a representative of an electrostatic drive type actuator (driving means), a face eject type droplet discharge head that discharges droplets from nozzle holes provided on the surface side of a flow path substrate is shown as an example. In the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図7及び図8に示すように、実施の形態2における液滴吐出ヘッドは、流路基板(ノズ
ルプレート)10、振動板基板(キャビティプレート)20a、電極基板30を順に積層
し、接合して構成している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the droplet discharge head according to the second embodiment has a flow path substrate (nozzle plate) 10, a vibration plate substrate (cavity plate) 20a, and an electrode substrate 30 stacked in order and bonded. It is composed.

本実施の形態における振動板基板20aは、例えばシリコンを材料として形成された基
板である。そして、振動板基板20aの電極基板30側の面には、例えばTEOS(Tetr
aethylorthosilicate Tetraethoxysilane :テトラエトキシシラン、珪酸エチル)を原料
としたプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気
相成長法)による酸化シリコンから絶縁膜28が、例えば0.1μmの厚さで形成されて
いる。この絶縁膜28は、液滴吐出ヘッドの駆動時における絶縁破壊や短絡を防止するた
めに設けたものである。
The diaphragm substrate 20a in the present embodiment is a substrate formed using, for example, silicon. Further, on the surface of the diaphragm substrate 20a on the electrode substrate 30 side, for example, TEOS (Tetr
An insulating film 28 is formed to a thickness of, for example, 0.1 μm from silicon oxide by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) using aethylorthosilicate Tetraethoxysilane (tetraethoxysilane, ethyl silicate) as a raw material. This insulating film 28 is provided in order to prevent dielectric breakdown and short circuit when the droplet discharge head is driven.

振動板基板20aの流路基板10が接合された面と反対の面には電極基板30が接合さ
れている。電極基板30の材料については特に限定するものではないが、本実施の形態に
おいては、電極基板30は、例えば厚さ約1mmのガラスで構成されているものとする。
電極基板30には、振動板基板20aの各振動板21及び流路基板10の各キャビティ1
2に対向する位置に、それぞれ電極用凹部(第3の凹部)31が形成されている。各電極
用凹部31は、例えばエッチングにより約0.3μmの深さで形成するとよい。そして、
各電極用凹部31の底面には、一般に、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物
)からなる個別電極32が、例えば0.1μmの厚さでスパッタ等により形成されている
。また、電極基板30には、振動板基板20aに形成される液体供給孔26と連通する液
体供給孔34が形成される。この液体供給孔34は、振動板基板20aの液体供給孔26
を通じてリザーバ13に連通している。
An electrode substrate 30 is bonded to the surface of the diaphragm substrate 20a opposite to the surface to which the flow path substrate 10 is bonded. The material of the electrode substrate 30 is not particularly limited, but in the present embodiment, the electrode substrate 30 is made of, for example, glass having a thickness of about 1 mm.
The electrode substrate 30 includes each diaphragm 21 of the diaphragm substrate 20 a and each cavity 1 of the flow path substrate 10.
An electrode recess (third recess) 31 is formed at a position facing 2. Each electrode recess 31 may be formed to a depth of about 0.3 μm, for example, by etching. And
In general, individual electrodes 32 made of ITO (Indium Tin Oxide) are formed on the bottom surface of each electrode recess 31 by sputtering or the like with a thickness of 0.1 μm, for example. Further, the electrode substrate 30 is provided with a liquid supply hole 34 communicating with the liquid supply hole 26 formed in the vibration plate substrate 20a. The liquid supply hole 34 is the liquid supply hole 26 of the diaphragm substrate 20a.
Through the reservoir 13.

ここで、個別電極32をITOで構成した場合、可視光領域において透明であるので、
製造後の振動板21の当接具合の確認が行いやすい。ただ、これに限定するものではなく
、例えばIZO(Indium Zinc Oxide :酸化インジウム・酸化亜鉛)あるいは金(Au)
、銅(Cu)等の金属を用いて構成してもよい。
Here, when the individual electrode 32 is made of ITO, it is transparent in the visible light region.
It is easy to check the contact state of the diaphragm 21 after manufacture. However, it is not limited to this. For example, IZO (Indium Zinc Oxide) or gold (Au)
Alternatively, a metal such as copper (Cu) may be used.

また、ここでは、振動板21と、振動板21に一定距離(ギャップG)を隔てて対向配
置された個別電極32とで静電アクチュエータが構成されており、振動板21と個別電極
32との間に電圧を印加することにより発生する静電気力によって振動板21を変位させ
るようにしている。振動板21と個別電極32との間に形成されるギャップG(空隙)は
、この電極用凹部31の深さ、個別電極32及び振動板21を覆う絶縁膜28の厚さによ
り決定することになる。このギャップGは、液滴吐出ヘッドの吐出特性に大きく影響する
ため、厳格な精度管理が要求される。この実施の形態2では、ギャップGが0.2μmと
なっている場合を例に説明する。このギャップGの開放端部は、エポキシ接着剤等からな
る封止材33により気密に封止されている。これにより、異物や湿気等がギャップGに侵
入するのを防止することができ、液滴吐出ヘッドの信頼性を高く保持することができる。
Further, here, an electrostatic actuator is configured by the diaphragm 21 and the individual electrode 32 arranged to face the diaphragm 21 with a certain distance (gap G) therebetween. The diaphragm 21 is displaced by electrostatic force generated by applying a voltage therebetween. A gap G (gap) formed between the diaphragm 21 and the individual electrode 32 is determined by the depth of the electrode recess 31 and the thickness of the insulating film 28 covering the individual electrode 32 and the diaphragm 21. Become. Since this gap G greatly affects the ejection characteristics of the droplet ejection head, strict accuracy control is required. In the second embodiment, a case where the gap G is 0.2 μm will be described as an example. The open end of the gap G is hermetically sealed with a sealing material 33 made of an epoxy adhesive or the like. As a result, foreign matter, moisture, and the like can be prevented from entering the gap G, and the reliability of the droplet discharge head can be kept high.

次に、本実施の形態における液滴吐出ヘッドの動作について説明する。液滴吐出ヘッド
には、外部のカートリッジ(図示せず)からの液体が、液体供給孔34及び液体供給孔2
6を通じてリザーバ13内に供給される。この液体は、各オリフィス14を介してそれぞ
れのキャビティ12、ノズル11に供給される。そして、ノズル11の先端まで液体で満
たされていることになる。なお、この液滴吐出ヘッドの動作を制御するためのドライバI
C等からなる駆動制御回路(図示せず)が、各個別電極32と振動板基板20aに設けら
れた図示省略の共通電極との間に接続されている。
Next, the operation of the droplet discharge head in this embodiment will be described. In the droplet discharge head, liquid from an external cartridge (not shown) is supplied to the liquid supply hole 34 and the liquid supply hole 2.
6 through the reservoir 13. This liquid is supplied to each cavity 12 and nozzle 11 through each orifice 14. Then, the tip of the nozzle 11 is filled with the liquid. A driver I for controlling the operation of the droplet discharge head
A drive control circuit (not shown) made of C or the like is connected between each individual electrode 32 and a common electrode (not shown) provided on the diaphragm substrate 20a.

したがって、この駆動制御回路により選択された個別電極32に駆動信号(パルス電圧
)が印加され、その個別電極32をプラス(正)に帯電させる。一方、このとき、共通電
極を介して振動板21には負の極性を有する電荷が供給され、正に帯電された個別電極3
2に対応する位置における振動板21を相対的にマイナス(負)に帯電させる。そのため
、選択された個別電極32と振動板21との間には静電気力(クーロン力)が発生するこ
とになる。そうすると、振動板21は、静電気力によって個別電極32側に引き寄せられ
て撓むことになる。これによって、キャビティ12の容積が増大する。
Accordingly, a drive signal (pulse voltage) is applied to the individual electrode 32 selected by the drive control circuit, and the individual electrode 32 is charged positively (positively). On the other hand, at this time, a negative polarity charge is supplied to the diaphragm 21 via the common electrode, and the positively charged individual electrode 3 is supplied.
The diaphragm 21 at a position corresponding to 2 is relatively negatively charged. Therefore, an electrostatic force (Coulomb force) is generated between the selected individual electrode 32 and the diaphragm 21. If it does so, the diaphragm 21 will be drawn near to the individual electrode 32 side by an electrostatic force, and will be bent. This increases the volume of the cavity 12.

その後、個別電極32へのパルス電圧をオフにすると、振動板21と個別電極32との
間の静電気力がなくなり、振動板21はその弾性力により元の状態に復元する。このとき
、キャビティ12の容積が急激に減少するため、キャビティ12内部の圧力が急激に上昇
する。これにより、キャビティ12内の液体の一部が液滴となってノズル11から吐出さ
れることになる。この液滴が、例えば記録紙に着弾することによって印刷等が行われるよ
うになっている。その後、液滴がリザーバ13からオリフィス14を通じてキャビティ1
2内に補給され、初期状態に戻る。
Thereafter, when the pulse voltage to the individual electrode 32 is turned off, the electrostatic force between the diaphragm 21 and the individual electrode 32 disappears, and the diaphragm 21 is restored to the original state by the elastic force. At this time, since the volume of the cavity 12 decreases rapidly, the pressure inside the cavity 12 increases rapidly. As a result, a part of the liquid in the cavity 12 is discharged as a droplet from the nozzle 11. For example, printing is performed by the droplets landing on a recording sheet, for example. Thereafter, a droplet is discharged from the reservoir 13 through the orifice 14 into the cavity 1.
2 is replenished to return to the initial state.

この実施の形態2に係る液滴吐出ヘッドによれば、実施の形態1に係る液滴吐出ヘッド
とほぼ同様の作用効果を得ることが可能になる。また、駆動手段としてのアクチュエータ
を静電アクチュエータとしたため、実施の形態1の圧電アクチュエータを用いた場合に比
べて、微細化が容易で、構造を単純なものとすることができる。したがって、高密度で多
数のノズル11を形成した液滴吐出ヘッドを比較的安価に作製することができる。
According to the droplet discharge head according to the second embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as the droplet discharge head according to the first embodiment. Further, since the actuator as the driving means is an electrostatic actuator, it can be easily miniaturized and the structure can be simplified as compared with the case where the piezoelectric actuator of the first embodiment is used. Therefore, a droplet discharge head in which a large number of nozzles 11 are formed at a high density can be manufactured at a relatively low cost.

実施の形態3.
上述の実施の形態においては、ドライエッチングとしてICPドライエッチングを用い
たが、本発明ではこれに限定するものではない。他のRIEによるドライエッチングを行
うようにしてもよい。RIEドライエッチングは、精度が要求される場合に効果を発揮す
る。そのため、高精度のエッチング加工を要求される第1ノズル11aを形成するときに
特に利用するようにしてもよい。
Embodiment 3 FIG.
In the above embodiment, ICP dry etching is used as dry etching, but the present invention is not limited to this. You may make it perform dry etching by other RIE. RIE dry etching is effective when accuracy is required. Therefore, you may make it utilize especially when forming the 1st nozzle 11a which requires a highly accurate etching process.

実施の形態4.
図9は上述の実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図であ
る。また、図10は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図9及び図1
0の液滴吐出装置200は液滴吐出方式(インクジェット方式)による印刷を目的とする
。また、いわゆるシリアル型の装置である。図10において、被印刷物であるプリント紙
210が支持されるドラム201と、プリント紙210にインクを吐出し、記録を行う、
上述の実施の形態において説明した液滴吐出ヘッド202とで主に構成される。また、図
示していないが、液滴吐出ヘッド202にインクを供給するためのインクカートリッジ等
のインク供給手段がある。プリント紙210は、ドラム201の軸方向に平行に設けられ
た紙圧着ローラ203により、ドラム201に圧着して保持される。そして、送りネジ2
04がドラム201の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド202が保持されている
。送りネジ204が回転することによって液滴吐出ヘッド202がドラム201の軸方向
に移動するようになっている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 9 is an external view of a droplet discharge apparatus using the droplet discharge head manufactured in the above embodiment. FIG. 10 is a diagram showing an example of main constituent means of the droplet discharge device. 9 and 1
The zero droplet discharge device 200 is intended for printing by a droplet discharge method (inkjet method). Further, it is a so-called serial type device. In FIG. 10, recording is performed by ejecting ink to the drum 201 on which the printing paper 210 that is the printing object is supported, and the printing paper 210.
It is mainly composed of the droplet discharge head 202 described in the above embodiment. Although not shown, there is an ink supply means such as an ink cartridge for supplying ink to the droplet discharge head 202. The print paper 210 is held by being pressed against the drum 201 by a paper press roller 203 provided in parallel to the axial direction of the drum 201. And feed screw 2
04 is provided parallel to the axial direction of the drum 201, and the droplet discharge head 202 is held. As the feed screw 204 rotates, the droplet discharge head 202 moves in the axial direction of the drum 201.

一方、ドラム201は、ベルト205等を介してモータ206により回転駆動される。
また、駆動制御回路等のプリント制御手段207は、印画データ及び制御信号に基づいて
送りネジ204、モータ206を駆動させ、また、ここでは図示していないが、駆動制御
回路を構成する発振回路により振動板を振動させ、制御をしながらプリント紙210に印
刷を行わせる。
On the other hand, the drum 201 is rotationally driven by a motor 206 via a belt 205 or the like.
The print control means 207 such as a drive control circuit drives the feed screw 204 and the motor 206 based on the print data and the control signal. Although not shown here, an oscillation circuit that constitutes the drive control circuit The vibration plate is vibrated, and printing is performed on the print paper 210 while being controlled.

ここでは液体をインクとしてプリント紙210に吐出するようにしているが、液滴吐出
ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に
吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、OLED等の表示基板
に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途
においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐
出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、
生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、DNA(Deoxyr
ibo Nucleic Acids :デオキシリボ核酸)、他の核酸(例えば、Ribo Nucleic Acid:リ
ボ核酸、Peptide Nucleic Acids:ペプチド核酸等)タンパク質等のプローブを含む液体
を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる
Here, the liquid is ejected onto the print paper 210 as ink, but the liquid ejected from the droplet ejection head is not limited to ink. For example, in an application to be discharged onto a substrate to be a color filter, a liquid containing a pigment for a color filter, an application to be discharged to a display substrate such as an OLED, an application to be wired on a substrate, a liquid containing a compound to be a light emitting element In this case, for example, a liquid containing a conductive metal may be discharged from a droplet discharge head provided in each device. Moreover, let the droplet discharge head be a dispenser,
In the case of use for the discharge to a substrate that becomes a microarray of biomolecules, DNA (Deoxyr
A liquid containing a probe such as ibo Nucleic Acids: deoxyribonucleic acid) or other nucleic acids (for example, Ribo Nucleic Acid: ribonucleic acid, Peptide Nucleic Acids: peptide nucleic acid) may be discharged. In addition, it can also be used for discharging dyes such as cloth.

本発明による流路基板及びその製造方法は、液滴吐出ヘッドに関するものだけに適用さ
れるものではなく、他のMEMSにより形成される微細加工素子、その製造についても適
用することができる。
The flow path substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention are not applied only to those relating to the droplet discharge head, but can also be applied to microfabricated elements formed by other MEMS and the manufacture thereof.

実施の形態1に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state where the droplet discharge head according to Embodiment 1 is disassembled. 実施の形態1に係る液滴吐出ヘッドの断面構成を示す縦断面図である。2 is a longitudinal sectional view showing a cross-sectional configuration of a droplet discharge head according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る流路基板の製造工程を示す縦断面図(その1)である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view (No. 1) showing the manufacturing process of the flow path substrate according to the first embodiment. 実施の形態1に係る流路基板の製造工程を示す縦断面図(その2)である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view (No. 2) showing the manufacturing process of the flow path substrate according to the first embodiment. 第2の凹部13aになる部分113のパターニング例を表す図である。It is a figure showing the example of patterning of the part 113 used as the 2nd recessed part 13a. ウェット熱酸化の条件を、温度、時間、厚みの関係で示した図である。It is the figure which showed the conditions of wet thermal oxidation by the relationship of temperature, time, and thickness. 実施の形態2に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す図である。6 is a diagram illustrating a state in which a droplet discharge head according to Embodiment 2 is disassembled. FIG. 実施の形態2に係る液滴吐出ヘッドの断面構成を示す縦断面図である。6 is a longitudinal sectional view showing a sectional configuration of a droplet discharge head according to Embodiment 2. FIG. 本発明による液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。1 is an external view of a droplet discharge device using a droplet discharge head according to the present invention. 液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the main structural means of a droplet discharge apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 流路基板、11 ノズル、11a 第1ノズル、11b 第2ノズル、11c
第3ノズル、12 キャビティ、12a 第1の凹部、13 リザーバ、13a 第2の
凹部、14 オリフィス、15 液体保護膜、20 振動板基板、21 振動板、22
圧電素子、24 上電極膜、25 下電極膜、26 液体供給孔、27 液体保護膜、2
8 絶縁膜、30 電極基板、31 電極用凹部、32 個別電極、33 封止材、34
液体供給孔、100 シリコン基板、101 レジスト、102 熱酸化膜、111a
第1ノズル11aになる部分、111b 第2ノズル11bになる部分、111c 第
3ノズル11cになる部分、112 第1の凹部12aになる部分、113 第2の凹部
13aになる部分、113a パターニング部、114 オリフィス14になる部分、1
15 ダミーパターン、200 プリンタ、201 ドラム、202 液滴吐出ヘッド、
203 紙圧着ローラ、204 送りネジ、205 ベルト、206 モータ、207
プリント制御手段、210 プリント紙。
10 channel substrate, 11 nozzle, 11a first nozzle, 11b second nozzle, 11c
3rd nozzle, 12 cavity, 12a 1st recessed part, 13 reservoir, 13a 2nd recessed part, 14 orifice, 15 liquid protective film, 20 diaphragm substrate, 21 diaphragm, 22
Piezoelectric element, 24 upper electrode film, 25 lower electrode film, 26 liquid supply hole, 27 liquid protective film, 2
8 Insulating film, 30 electrode substrate, 31 electrode recess, 32 individual electrode, 33 sealing material, 34
Liquid supply hole, 100 silicon substrate, 101 resist, 102 thermal oxide film, 111a
A portion that becomes the first nozzle 11a, 111b A portion that becomes the second nozzle 11b, 111c A portion that becomes the third nozzle 11c, 112 A portion that becomes the first recess 12a, 113 A portion that becomes the second recess 13a, 113a A patterning portion, 114 part which becomes the orifice 14, 1
15 dummy pattern, 200 printer, 201 drum, 202 droplet discharge head,
203 Paper pressure roller, 204 Feed screw, 205 Belt, 206 Motor, 207
Print control means, 210 print paper.

Claims (8)

複数のノズルと、各ノズルに連通する複数のキャビティとなる第1の凹部と、前記複数
のキャビティと連通するリザーバとなる第2の凹部とを1つのシリコン基板に形成する流
路基板の製造方法であって、
前記シリコン基板の少なくとも一方の面にレジストを形成し、前記複数のノズル、前記
複数の第1の凹部及び前記第2の凹部になる部分のレジストをエッチングしてパターニン
グを行う工程と、
異方性ドライエッチングにより、前記複数のノズル及び前記複数の第1の凹部を形成す
る工程と、
前記第2の凹部になる部分にダミーパターンを形成し、前記ダミーパターンを酸化する
工程と、
酸化した前記ダミーパターンをウェットエッチングで除去して前記第2の凹部を形成す
る工程と
を有することを特徴とする流路基板の製造方法。
A flow path substrate manufacturing method in which a plurality of nozzles, a first recess serving as a plurality of cavities communicating with each nozzle, and a second recess serving as a reservoir communicating with the plurality of cavities are formed on one silicon substrate. Because
Forming a resist on at least one surface of the silicon substrate, and etching and patterning the resist of the plurality of nozzles, the plurality of first recesses, and the second recesses; and
Forming the plurality of nozzles and the plurality of first recesses by anisotropic dry etching; and
Forming a dummy pattern in a portion that becomes the second recess, and oxidizing the dummy pattern;
And removing the oxidized dummy pattern by wet etching to form the second recess.
前記複数のノズルは、液体が吐出する方向に向かって孔径が小さくなる複数段になるよ
うに形成し、
前記第2の凹部になる部分における前記ダミーパターンを、前記複数段のノズルの少な
くとも1段を形成するための異方性ドライエッチングと同じ工程により形成することを特
徴とする請求項1記載の流路基板の製造方法。
The plurality of nozzles are formed to have a plurality of stages in which the hole diameter decreases toward the direction in which the liquid is discharged,
2. The flow according to claim 1, wherein the dummy pattern in the portion to become the second recess is formed by the same process as anisotropic dry etching for forming at least one stage of the plurality of stages of nozzles. A method for manufacturing a road substrate.
前記異方性ドライエッチングは、RIEによって行うことを特徴とする請求項1又は2
に記載の流路基板の製造方法。
3. The anisotropic dry etching is performed by RIE.
The manufacturing method of the flow-path board | substrate of description.
前記異方性ドライエッチングは、ICP放電によって行うことを特徴とする請求項1又
は2に記載の流路基板の製造方法。
The method for manufacturing a flow path substrate according to claim 1, wherein the anisotropic dry etching is performed by ICP discharge.
前記請求項1〜4のいずれかに記載の流路基板の製造方法によって製造された流路基板
と、
前記液体を加圧するためのアクチュエータとなる1又は複数の基板とを接合する工程を
さらに有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A flow path substrate manufactured by the flow path substrate manufacturing method according to any one of claims 1 to 4,
A method of manufacturing a droplet discharge head, further comprising a step of bonding one or a plurality of substrates serving as an actuator for pressurizing the liquid.
前記液体を加圧するための複数の振動板と、前記複数の振動板をそれぞれ変位させるた
めの複数の圧電素子とを有する振動板基板を、前記流路基板と接合することを特徴とする
請求項5に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
The diaphragm substrate having a plurality of diaphragms for pressurizing the liquid and a plurality of piezoelectric elements for displacing each of the plurality of diaphragms is joined to the flow path substrate. 6. A method of manufacturing a droplet discharge head according to 5.
前記液体を加圧するための複数の振動板を有する振動板基板と、
前記複数の振動板とそれぞれ対向し、各振動板との間に静電気力を発生させて前記各振
動板を変位させる複数の固定電極を有する電極基板とを、
前記流路基板と接合することを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法
A diaphragm substrate having a plurality of diaphragms for pressurizing the liquid;
An electrode substrate having a plurality of fixed electrodes facing each of the plurality of diaphragms and generating an electrostatic force between the diaphragms to displace the diaphragms;
The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 5, wherein the droplet discharge head is bonded to the flow path substrate.
前記請求項5〜7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装
置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
A method for manufacturing a droplet discharge device, wherein the droplet discharge device is manufactured by applying the method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 5.
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