JP2009154502A - Method for manufacturing liquid discharge head - Google Patents

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Takashi Kato
貴士 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a liquid discharge head capable of preventing the generation of cracks in flow channel forming substrates. <P>SOLUTION: The method includes a step for integrally forming a plurality of flow channel substrates 10 in a silicon wafer 110 and for forming break patterns 200 in which a plurality of through-holes 201 are formed in line at a predetermined interval between respective flow channel forming substrates 10 of the silicon wafer 110, a step for connecting substrates 20 to the flow channel forming substrates 10, and a step for dividing the silicon wafer 110 to the plurality of flow channel forming substrates 10 along the break patterns 200, and the through-holes 201A are continuously formed in parts corresponding to lowly rigid parts 150 of the silicon wafer 110 when forming the break patterns 200. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室を有するシリコン基板からなる流路形成基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a liquid ejecting head having a flow path forming substrate made of a silicon substrate having a pressure generating chamber communicating with a nozzle for ejecting droplets.

液体噴射ヘッドの代表例としては、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドの構造としては、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面側に圧電素子等の圧力発生手段が設けられると共に、流路形成基板の他方面側にノズルが穿設されたノズルプレートが接合されたものが知られている。   A typical example of the liquid ejecting head is an ink jet recording head that ejects ink droplets as droplets. As the structure of this ink jet recording head, for example, pressure generating means such as a piezoelectric element is provided on one side of a flow path forming substrate on which a pressure generating chamber is formed, and a nozzle is provided on the other side of the flow path forming substrate. A nozzle plate in which a nozzle plate is bonded is known.

ここで、インクジェット式記録ヘッドを構成する流路形成基板は、例えば、シリコンウェハに複数一体的に形成された後、シリコンウェハをブレイクパターンに沿って分割することによって形成される(例えば、特許文献1参照)。またこのような方法で流路形成基板を形成する場合、一般的には、ノズルプレート等をシリコンウェハの状態で流路形成基板に接合した後にシリコンウェハを分割している。   Here, the flow path forming substrate constituting the ink jet recording head is formed by, for example, integrally forming a plurality of silicon wafers on a silicon wafer and then dividing the silicon wafer along a break pattern (for example, Patent Documents). 1). When the flow path forming substrate is formed by such a method, generally, the silicon wafer is divided after the nozzle plate or the like is bonded to the flow path forming substrate in a silicon wafer state.

ところで、流路形成基板の周縁部には、例えば、ノズルプレート等との位置決めのための位置決め孔が形成されているものがある(例えば、特許文献2参照)。   By the way, the peripheral part of a flow path formation board | substrate has what has the positioning hole for positioning with a nozzle plate etc., for example (for example, refer patent document 2).

特開2007−201015号公報JP 2007-201015 A 特開2003−159801号公報JP 2003-159801 A

このように流路形成基板の周縁部に位置決め孔が形成されたインクジェット式記録ヘッドを製造する場合、シリコンウェハの状態においてブレイクパターンを構成する貫通孔と位置決め孔との間の部分に亀裂が生じてしまうという問題がある。   When manufacturing an ink jet recording head in which positioning holes are formed at the peripheral edge of the flow path forming substrate in this way, cracks occur in the portions between the through holes and the positioning holes that constitute the break pattern in the silicon wafer state. There is a problem that it ends up.

詳細には、流路形成基板が複数一体的に形成されたシリコンウェハに、流路形成基板とは異なる材料からなる接合基板、例えば、ノズルプレートを接合すると、その後これらの接合体に熱が加わると、両者の線膨張係数の違いによって接合体に反りが生じてしまうことがある。そして、この接合体の反りに起因して、上述したように流路形成基板の位置決め孔とブレイクパターンを構成する貫通孔との間の部分に亀裂が生じてしまうという問題がある。また、流路形成基板に、その厚さ方向の一部を除去した凹部が形成されている場合でも、凹部と貫通孔との間に亀裂が生じる虞がある。   Specifically, when a bonded substrate made of a material different from the flow path forming substrate, for example, a nozzle plate, is bonded to a silicon wafer in which a plurality of flow path forming substrates are integrally formed, heat is subsequently applied to these bonded bodies. Then, the bonded body may be warped due to the difference in linear expansion coefficient between the two. Due to the warpage of the joined body, there is a problem that a crack occurs in a portion between the positioning hole of the flow path forming substrate and the through hole constituting the break pattern as described above. Moreover, even when a recess is formed in the flow path forming substrate by removing a part in the thickness direction, there is a possibility that a crack may occur between the recess and the through hole.

なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク滴以外の液滴を噴射する液体噴射ヘッドを製造する際にも同様に生じる虞がある。   Such a problem may occur not only in an ink jet recording head that ejects ink droplets but also in manufacturing a liquid ejecting head that ejects droplets other than ink droplets.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、流路形成基板に対する亀裂の発生を防止することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a liquid jet head capable of preventing the occurrence of cracks in a flow path forming substrate.

上記課題を解決する本発明は、ノズルに連通すると共に当該ノズルから液滴を噴射するための圧力が付与される圧力発生室が形成されたシリコン基板からなる流路形成基板と、該流路形成基板に接合され当該流路形成基板とは異なる材料からなる接合基板とを有すると共に、前記流路形成基板の一方面側の外縁部の一部に該外縁部の他の部分よりも剛性の低い低剛性部を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、シリコンウェハに前記流路形成基板を複数一体的に形成すると共に当該シリコンウェハの各流路形成基板間に複数の貫通孔が所定間隔で列設されてなるブレイクパターンを形成する工程と、前記流路形成基板に前記接合基板を接合する工程と、前記ブレイクパターンに沿って前記シリコンウェハを複数の前記流路形成基板に分割する工程とを具備し、且つ前記ブレイクパターンを形成する際、前記シリコンウェハの前記低剛性部に対応する部分には、前記貫通孔を連続して形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる本発明では、低剛性部に対応する部分では、ブレイクパターンの貫通孔を連続して形成するようにしたので、流路形成基板と接合基板との線膨張係数の違いに起因して低剛性部に亀裂が発生するのを防止することができる。
The present invention for solving the above-mentioned problems is a flow path forming substrate comprising a silicon substrate in which a pressure generating chamber is formed which communicates with a nozzle and is applied with a pressure for ejecting droplets from the nozzle, and the flow path forming A bonding substrate made of a material different from that of the flow path forming substrate and bonded to the substrate, and a part of the outer edge portion on one side of the flow path forming substrate has lower rigidity than the other portion of the outer edge portion A method of manufacturing a liquid jet head having a low rigidity portion, wherein a plurality of the flow path forming substrates are integrally formed on a silicon wafer, and a plurality of through holes are formed at predetermined intervals between the flow path forming substrates of the silicon wafer. A step of forming a break pattern arranged in a row; a step of bonding the bonding substrate to the flow path forming substrate; and dividing the silicon wafer into a plurality of flow path forming substrates along the break pattern And forming the break pattern, wherein the through hole is continuously formed in a portion corresponding to the low-rigidity portion of the silicon wafer. Is in the way.
In the present invention, since the break pattern through-holes are continuously formed in the portion corresponding to the low-rigidity portion, the low-rigidity is caused by the difference in the linear expansion coefficient between the flow path forming substrate and the bonding substrate. It is possible to prevent cracks from occurring in the part.

より具体的な構成としては、例えば、前記流路形成基板の周縁部の一部には、該周縁部の他の部分よりも厚さの薄い薄肉部が当該流路形成基板の外縁に亘って設けられており、該薄肉部が前記低剛性部を構成している。また例えば、前記流路形成基板の周縁部の一部には、当該流路形成基板を厚さ方向に貫通する貫通部が前記流路形成基板の外縁に近接して設けられ、前記流路形成基板の端部と前記貫通部との間の幅狭部が前記低剛性部を構成している。このような構造としても、上述した線膨張係数の違いに起因して低剛性部に亀裂が発生してしまうのを防止することができる。   As a more specific configuration, for example, a part of the peripheral edge of the flow path forming substrate has a thin part thinner than the other part of the peripheral edge across the outer edge of the flow path forming substrate. Provided, and the thin portion constitutes the low-rigidity portion. Further, for example, a part of the peripheral edge of the flow path forming substrate is provided with a penetrating portion that penetrates the flow path forming substrate in the thickness direction in the vicinity of the outer edge of the flow path forming substrate, A narrow portion between the end portion of the substrate and the penetrating portion constitutes the low rigidity portion. Even with such a structure, it is possible to prevent the low-rigidity portion from cracking due to the difference in the linear expansion coefficient described above.

ここで、前記接合基板としては、例えば、前記ノズルが穿設されたノズルプレートである。ノズルプレートは、シリコン単結晶とは線膨張係数が異なる材料、例えば、ステンレス鋼(SUS)等で形成されるが、このようなノズルプレートと流路形成基板との線膨張係数が違った場合でも、低剛性部に亀裂が発生するのを防止することができる。   Here, the bonding substrate is, for example, a nozzle plate in which the nozzle is formed. The nozzle plate is formed of a material having a linear expansion coefficient different from that of a silicon single crystal, for example, stainless steel (SUS). Even when such a nozzle plate and the flow path forming substrate have different linear expansion coefficients. It is possible to prevent cracks from occurring in the low rigidity portion.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る製造方法によって製造されるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及び断面図である。図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head manufactured by a manufacturing method according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of FIG. As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment, and an elastic film 50 made of silicon dioxide is previously formed on one surface thereof by thermal oxidation. Yes.

流路形成基板10には、隔壁11によって区画された複数の圧力発生室12がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向一端部側には、隔壁11によって区画され各圧力発生室12に連通するインク供給路13と連通路14とが設けられている。さらに、連通路14の外側には、各連通路14とそれぞれ連通する連通部15が設けられている。   In the flow path forming substrate 10, a plurality of pressure generating chambers 12 partitioned by a partition wall 11 are arranged in parallel in the width direction. Further, an ink supply path 13 and a communication path 14 that are partitioned by a partition wall 11 and communicate with each pressure generation chamber 12 are provided on one end side in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10. Furthermore, a communication portion 15 that communicates with each communication path 14 is provided outside the communication path 14.

インク供給路13は、圧力発生室12の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室12より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路13は、連通部15と各圧力発生室12との間の圧力発生室12側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室12の幅より小さい幅で形成されている。なお本実施形態では、インク供給路13は流路の幅が片側から絞られているが、流路の幅が両側から絞られていてもよい。また流路の幅を絞るのではなく、流路の厚さを絞るようにしてもよい。各連通路14は、圧力発生室12の幅方向両側の隔壁11を連通部15側に延設してインク供給路13と連通部15との間の空間を区画することで形成されている。また連通部15は、後述する保護基板30のリザーバ部32と連通して、各圧力発生室12の共通のインク室(液体室)となるリザーバの一部を構成する。   The ink supply path 13 communicates with one end side in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 and has a smaller cross-sectional area than the pressure generation chamber 12. For example, in the present embodiment, the ink supply path 13 is smaller than the width of the pressure generation chamber 12 by narrowing the flow path on the pressure generation chamber 12 side between the communication portion 15 and each pressure generation chamber 12 in the width direction. It is formed with a width. In this embodiment, the ink supply path 13 has the flow path narrowed from one side, but the flow path width may be narrowed from both sides. Further, instead of reducing the width of the flow path, the thickness of the flow path may be reduced. Each communication path 14 is formed by extending the partition walls 11 on both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 to the communication part 15 side to partition the space between the ink supply path 13 and the communication part 15. The communication portion 15 communicates with a reservoir portion 32 of the protective substrate 30 described later, and constitutes a part of a reservoir that becomes a common ink chamber (liquid chamber) of each pressure generating chamber 12.

流路形成基板10の開口面側には、各圧力発生室12のインク供給路13とは反対側の端部近傍に連通するノズル21が穿設された接合基板であるノズルプレート20が、接着剤等によって接合されている。このノズルプレート20は、本実施形態では、流路形成基板10とは線膨張係数の異なる材料、例えば、ステンレス鋼(SUS)によって形成されている。   Adhered to the opening surface side of the flow path forming substrate 10 is a nozzle plate 20, which is a bonded substrate having a nozzle 21 communicating with the vicinity of the end of each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 13. It is joined by an agent. In this embodiment, the nozzle plate 20 is formed of a material having a linear expansion coefficient different from that of the flow path forming substrate 10, for example, stainless steel (SUS).

またノズルプレート20の流路形成基板10とは反対側の表面には、その周縁部にヘッド情報が記録された記録部22が形成されている。具体的には、この記録部22は、例えば、QRコード等の2次元コードや、バーコード等である。また記録部22は、文字や記号等であってもよい。なお記録部22に記録されるヘッド情報は、例えば、ロット番号、インク吐出特性(液体噴射特性)、故障履歴及び修理履歴などの少なくとも1つを含むものである。   Further, on the surface of the nozzle plate 20 opposite to the flow path forming substrate 10, a recording portion 22 in which head information is recorded on the peripheral portion thereof is formed. Specifically, the recording unit 22 is, for example, a two-dimensional code such as a QR code, a bar code, or the like. The recording unit 22 may be a character or a symbol. The head information recorded in the recording unit 22 includes, for example, at least one of a lot number, ink ejection characteristics (liquid ejection characteristics), failure history, repair history, and the like.

記録部22は、例えば、ノズルプレート20の表面を機械的に削る、或いはレーザ加工等により削ることで形成される。このような記録部22をノズルプレート20の表面に形成する場合、加工時の衝撃によってノズルプレート20の流路形成基板10との接合面に、いわゆる「凸打痕」と呼ばれる微小な突起(図示なし)が形成されてしまう。流路形成基板10とノズルプレート20とを接着剤で接着する場合、その接着剤の厚さは数μm程度であるため、ノズルプレート20にこのような突起が形成されていると、この突起が流路形成基板10に当接して流路形成基板10とノズルプレート20との間に必要以上の隙間が形成されてしまい、接着剤が流路内等に流れ出してしまうといった問題が生じる虞がある。   The recording unit 22 is formed by, for example, mechanically cutting the surface of the nozzle plate 20 or cutting by laser processing or the like. When such a recording portion 22 is formed on the surface of the nozzle plate 20, a minute projection called a “convex dent” (illustrated) is formed on the joint surface of the nozzle plate 20 with the flow path forming substrate 10 due to an impact during processing. None) is formed. When the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 are bonded with an adhesive, since the thickness of the adhesive is about several μm, if such a protrusion is formed on the nozzle plate 20, the protrusion There may be a problem that an excessive gap is formed between the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 in contact with the flow path forming substrate 10 and the adhesive flows out into the flow path or the like. .

このため、流路形成基板10のノズルプレート20との接合面側には、記録部22に対向する位置に、ノズルプレート20の突起を収容可能な深さの凹部16が形成されている。また凹部16は、圧力発生室12を有する液体流路とは独立して形成され、記録部22と同一若しくはそれ以上の大きさで形成されている。本実施形態では、この凹部16は、流路形成基板10の周縁部に流路形成基板10の端部に亘って形成されている。すなわち凹部16は、記録部22に対向する領域から流路形成基板10の端部まで連続的に形成されている。   Therefore, a recess 16 having a depth capable of accommodating the protrusion of the nozzle plate 20 is formed at a position facing the recording unit 22 on the side of the flow path forming substrate 10 where the nozzle plate 20 is joined. The recess 16 is formed independently of the liquid flow path having the pressure generation chamber 12 and is formed in the same size or larger than the recording unit 22. In the present embodiment, the recess 16 is formed on the peripheral edge of the flow path forming substrate 10 across the end of the flow path forming substrate 10. That is, the recess 16 is continuously formed from the region facing the recording unit 22 to the end of the flow path forming substrate 10.

流路形成基板10のノズルプレート20とは反対側の面には、上述したように弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等からなる下電極膜60と、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電材料からなる圧電体層70と、イリジウム(Ir)等からなる上電極膜80とで構成される圧電素子300が形成されている。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。本実施形態では、下電極膜60を圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。 As described above, the elastic film 50 is formed on the surface of the flow path forming substrate 10 opposite to the nozzle plate 20, and an insulating film made of, for example, zirconium oxide (ZrO 2 ) is formed on the elastic film 50. 55 is formed. Further, on the insulator film 55, for example, a lower electrode film 60 made of platinum (Pt), iridium (Ir), and the like, and a piezoelectric layer 70 made of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT), and the like. A piezoelectric element 300 composed of an upper electrode film 80 made of iridium (Ir) or the like is formed. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one electrode of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for convenience of a drive circuit and wiring.

各圧電素子300の上電極膜80からは、例えば、金(Au)等からなるリード電極90が引き出され、このリード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加されるようになっている。   A lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) or the like is drawn from the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300 so that a voltage is selectively applied to each piezoelectric element 300 via the lead electrode 90. It has become.

また流路形成基板10の圧電素子300側の面には、圧電素子300に対向する領域に圧電素子300を保護するための圧電素子保持部31を有する保護基板30が接合されている。圧電素子300は、この圧電素子保持部31内に配されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部31は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。   A protective substrate 30 having a piezoelectric element holding portion 31 for protecting the piezoelectric element 300 is joined to a surface facing the piezoelectric element 300 on the surface of the flow path forming substrate 10 on the piezoelectric element 300 side. Since the piezoelectric element 300 is disposed in the piezoelectric element holding portion 31, it is protected in a state where it is hardly affected by the external environment. The piezoelectric element holding part 31 may be sealed or may not be sealed.

保護基板30には、流路形成基板10の連通部15に対向する領域に保護基板30を厚さ方向に貫通するリザーバ部32が形成されている。リザーバ部32は、弾性膜50及び絶縁体膜55に設けられた開口部を介して連通部15と連通し、これら連通部15とリザーバ部32とで複数の圧力発生室12に共通するリザーバ100を構成している。さらに、保護基板30の圧電素子保持部31とリザーバ部32との間の領域には、保護基板30を厚さ方向に貫通する露出孔33が設けられ、この露出孔33内に下電極膜60の一部及びリード電極90の先端部が露出されている。なお図示しないが、露出孔33に露出された下電極膜60及びリード電極90は、この露出孔33内に延設される接続配線によって圧電素子300を駆動するための駆動IC等と電気的に接続されている。   In the protective substrate 30, a reservoir portion 32 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction is formed in a region facing the communication portion 15 of the flow path forming substrate 10. The reservoir portion 32 communicates with the communication portion 15 through openings provided in the elastic film 50 and the insulator film 55, and the reservoir 100 that is common to the plurality of pressure generating chambers 12 by the communication portion 15 and the reservoir portion 32. Is configured. Further, an exposure hole 33 penetrating the protection substrate 30 in the thickness direction is provided in a region between the piezoelectric element holding portion 31 and the reservoir portion 32 of the protection substrate 30, and the lower electrode film 60 is provided in the exposure hole 33. And the tip of the lead electrode 90 are exposed. Although not shown, the lower electrode film 60 and the lead electrode 90 exposed in the exposure hole 33 are electrically connected to a drive IC or the like for driving the piezoelectric element 300 by connection wiring extending in the exposure hole 33. It is connected.

保護基板30の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、例えば、流路形成基板10と同一材料であるシリコン単結晶基板が好適に用いられる。   Examples of the material of the protective substrate 30 include glass, ceramic material, metal, resin, and the like, but it is preferable that the protective substrate 30 be formed of a material that is substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10. A silicon single crystal substrate made of the same material as the path forming substrate 10 is preferably used.

さらに、保護基板30のリザーバ部32に対応する領域上には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜41によってリザーバ部32の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板42のリザーバ100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口43となっているため、リザーバ100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。   Further, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto a region corresponding to the reservoir portion 32 of the protective substrate 30. The sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility, and one surface of the reservoir portion 32 is sealed by the sealing film 41. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal. Since the region of the fixing plate 42 that faces the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. ing.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ100からノズル21に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動ICからの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの圧電素子300に電圧を印加し、圧電素子300をたわみ変形させる。これにより各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル21からインク滴が噴射する。   In such an ink jet recording head of the present embodiment, ink is taken in from an external ink supply means (not shown), filled with ink from the reservoir 100 to the nozzle 21, and then in accordance with a recording signal from a drive IC (not shown). A voltage is applied to each piezoelectric element 300 corresponding to the pressure generation chamber 12 to cause the piezoelectric element 300 to bend and deform. As a result, the pressure in each pressure generating chamber 12 is increased and ink droplets are ejected from the nozzle 21.

以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明する。ちなみに、このようなインクジェット式記録ヘッドを構成する流路形成基板10及び保護基板30は、組立段階においてはシリコンウェハに複数一体的に形成されている。例えば、流路形成基板10の場合、図3(a)に示すように、6インチのシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110に複数一体的に形成される。そして、流路形成基板用ウェハ110を図中点線で示す切断予定線に沿って分割することによって複数の流路形成基板10が形成される。この切断予定線上には、図3(b)に示すように、複数の貫通孔201が所定間隔で配列されてなるブレイクパターン200が形成されている。ブレイクパターン200は各貫通孔201の間が脆弱部202となっており、流路形成基板用ウェハ110に外力を加えることでこれら脆弱部202に亀裂が入る。これにより流路形成基板用ウェハ110はブレイクパターン200に沿って複数の流路形成基板10に分割されることになる。なお、図3では貫通孔201を簡略化して長方形の開口形状で示しているが、この貫通孔201は、実際にはシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110の結晶面に沿った開口形状に形成される。例えば、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110が面方位(110)のシリコンウェハであるため、貫通孔201は、(110)面に垂直な2つの(111)面に沿った開口形状に形成される。   Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described. Incidentally, a plurality of flow path forming substrates 10 and protective substrates 30 constituting such an ink jet recording head are integrally formed on a silicon wafer in the assembly stage. For example, in the case of the flow path forming substrate 10, as shown in FIG. 3A, a plurality of flow path forming substrates 10 are integrally formed on a flow path forming substrate wafer 110 which is a 6-inch silicon wafer. A plurality of flow path forming substrates 10 are formed by dividing the flow path forming substrate wafer 110 along a planned cutting line indicated by a dotted line in the drawing. On the planned cutting line, as shown in FIG. 3B, a break pattern 200 in which a plurality of through holes 201 are arranged at a predetermined interval is formed. The break pattern 200 has a fragile portion 202 between the through holes 201, and the fragile portion 202 is cracked by applying an external force to the flow path forming substrate wafer 110. As a result, the flow path forming substrate wafer 110 is divided into a plurality of flow path forming substrates 10 along the break pattern 200. In FIG. 3, the through-hole 201 is simplified and shown as a rectangular opening shape, but this through-hole 201 is actually an opening shape along the crystal plane of the flow path forming substrate wafer 110 that is a silicon wafer. Formed. For example, in this embodiment, since the flow path forming substrate wafer 110 is a silicon wafer having a plane orientation (110), the through hole 201 has an opening shape along two (111) planes perpendicular to the (110) plane. Formed.

図4、図5及び図7は、圧力発生室の長手方向における流路形成基板用ウェハの断面図であり、図6は、流路形成基板用ウェハの一部を拡大した平面図及び断面図である。これら図4〜図7を参照して、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明する。   4, 5, and 7 are cross-sectional views of the flow path forming substrate wafer in the longitudinal direction of the pressure generating chamber, and FIG. 6 is an enlarged plan view and cross sectional view of a part of the flow path forming substrate wafer. It is. With reference to FIGS. 4 to 7, a method of manufacturing the ink jet recording head according to the present embodiment will be described.

まずは図4(a)に示すように、所定厚さのシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110上に振動板を介して圧電素子300及びリード電極90を形成する。すなわち、流路形成基板用ウェハ110上に所定材料を順次積層及びパターニングして、弾性膜50、絶縁体膜55、下電極膜60、圧電体層70、上電極膜80及びリード電極90を形成する。なおこれら圧電素子300等の製造方法は、公知の技術であるため詳しい説明は省略する。   First, as shown in FIG. 4A, the piezoelectric element 300 and the lead electrode 90 are formed on the flow path forming substrate wafer 110, which is a silicon wafer having a predetermined thickness, via a vibration plate. That is, the elastic material 50, the insulator film 55, the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, the upper electrode film 80, and the lead electrode 90 are formed by sequentially laminating and patterning a predetermined material on the flow path forming substrate wafer 110. To do. Since the manufacturing method of the piezoelectric element 300 and the like is a known technique, detailed description thereof is omitted.

次に、図4(b)に示すように、保護基板30が複数一体的に形成されるシリコンウェハである保護基板用ウェハ130を、流路形成基板用ウェハ110上に、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層35によって接合する。ここで、保護基板用ウェハ130には、圧電素子保持部31、リザーバ部32及び露出孔33が予め形成されている。また、上述した流路形成基板用ウェハ110のブレイクパターン200と同様に、保護基板用ウェハ130の各保護基板30の間にも、ブレイクパターン210を構成する貫通孔211が形成されている。   Next, as shown in FIG. 4B, a protective substrate wafer 130, which is a silicon wafer on which a plurality of protective substrates 30 are integrally formed, is placed on a flow path forming substrate wafer 110, for example, an epoxy-based substrate. Bonding is performed by an adhesive layer 35 made of an adhesive or the like. Here, a piezoelectric element holding portion 31, a reservoir portion 32, and an exposure hole 33 are formed in advance on the protective substrate wafer 130. Further, similarly to the break pattern 200 of the flow path forming substrate wafer 110 described above, through holes 211 constituting the break pattern 210 are also formed between the protective substrates 30 of the protective substrate wafer 130.

次いで、図4(c)に示すように、流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとなるまで薄くした後、図5(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110上に、例えば、保護膜51を新たに形成して所定形状にパターニングする。そして、図5(b)に示すように、この保護膜51をマスクとして流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)して、流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12、インク供給路13、連通路14、連通部15、凹部16及びブレイクパターン200を構成する各貫通孔201を形成する。   Next, as shown in FIG. 4 (c), after the flow path forming substrate wafer 110 is thinned to a predetermined thickness, as shown in FIG. 5 (a), on the flow path forming substrate wafer 110, For example, the protective film 51 is newly formed and patterned into a predetermined shape. Then, as shown in FIG. 5B, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) using the protective film 51 as a mask, and the pressure generating chamber 12 is applied to the flow path forming substrate wafer 110. The ink supply path 13, the communication path 14, the communication part 15, the recess 16, and the through holes 201 constituting the break pattern 200 are formed.

このように流路形成基板用ウェハ110に流路形成基板10を複数一体的に形成した状態では、図6に示すように、各流路形成基板10の外縁部(流路形成基板10の端部近傍)の一部には、流路形成基板10の外縁部の他の部分よりも剛性の低い低剛性部150が形成されている。本実施形態では、各流路形成基板10の外周部には凹部16が形成されていることで、流路形成基板10の外縁部には、外縁部の他の部分よりも厚さの薄い薄肉部10aが存在し、低剛性部150はこの薄肉部10aによって構成されている。つまり、低剛性部150は、流路形成基板10の外縁部の他の部分よりも厚さが薄くなっていることで、他の部分よりも剛性が低くなっている。   In a state where a plurality of the flow path forming substrates 10 are integrally formed on the flow path forming substrate wafer 110 as described above, as shown in FIG. 6, the outer edge portion of each flow path forming substrate 10 (the end of the flow path forming substrate 10). A low-rigidity portion 150 having lower rigidity than other portions of the outer edge portion of the flow path forming substrate 10 is formed in a part of the vicinity of the portion. In the present embodiment, the recess 16 is formed in the outer peripheral portion of each flow path forming substrate 10, so that the outer edge portion of the flow path forming substrate 10 is thinner than the other portions of the outer edge portion. The portion 10a exists, and the low-rigidity portion 150 is constituted by the thin portion 10a. That is, the rigidity of the low-rigidity portion 150 is lower than that of other portions because the thickness is thinner than the other portions of the outer edge portion of the flow path forming substrate 10.

そして、上述したようにエッチングによってブレイクパターン200を形成する際、本発明では、流路形成基板用ウェハ110の低剛性部150に対応する部分には、ブレイクパターン200を構成する貫通孔201Aを、低剛性部150に対応する部分に亘って連続して形成するようにした。すなわち、ブレイクパターン200は、基本的には貫通孔201と各貫通孔201の間の脆弱部202とで構成されるが、低剛性部150に対応する部分以外には、脆弱部202を設けることなく貫通孔201Aのみを設けるようにした。   Then, when the break pattern 200 is formed by etching as described above, in the present invention, the through hole 201A constituting the break pattern 200 is formed in the portion corresponding to the low rigidity portion 150 of the flow path forming substrate wafer 110. It was made to form continuously over the part corresponding to the low-rigidity part 150. That is, the break pattern 200 is basically composed of the through holes 201 and the weak portions 202 between the through holes 201, but the weak portions 202 are provided in addition to the portions corresponding to the low rigidity portions 150. Only the through-hole 201A is provided.

次いで、図7(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110の圧力発生室12が開口する面側の保護膜51を除去し、各流路形成基板10に対応する部分にノズルプレート20を接着剤25によってそれぞれ接合する。例えば、接着剤25として熱硬化型の接着剤を用いた場合、流路形成基板用ウェハ110とノズルプレート20との間に未硬化の接着剤25を挟んだ状態で接着剤25を加熱硬化させる。   Next, as shown in FIG. 7A, the protective film 51 on the surface side where the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate wafer 110 is opened is removed, and a nozzle plate is formed in a portion corresponding to each flow path forming substrate 10. 20 are respectively bonded by an adhesive 25. For example, when a thermosetting adhesive is used as the adhesive 25, the adhesive 25 is heated and cured with the uncured adhesive 25 sandwiched between the flow path forming substrate wafer 110 and the nozzle plate 20. .

ここで、接着剤25を硬化させる際の加熱により、流路形成基板用ウェハ110とノズルプレート20との線膨張係数の違いに起因して、流路形成基板用ウェハ110には変形(反り)が生じ、この流路形成基板用ウェハ110の変形に伴う応力が低剛性部150にかかる。そして、低剛性部150に対向する領域に、ブレイクパターン200として貫通孔201と脆弱部202とを形成した場合、貫通孔201から低剛性部150に向かって亀裂が生じてしまう虞がある。   Here, due to the heating when the adhesive 25 is cured, the flow path forming substrate wafer 110 is deformed (warped) due to the difference in linear expansion coefficient between the flow path forming substrate wafer 110 and the nozzle plate 20. As a result, the stress accompanying the deformation of the flow path forming substrate wafer 110 is applied to the low rigidity portion 150. And when the through-hole 201 and the weak part 202 are formed as the break pattern 200 in the area | region facing the low-rigidity part 150, there exists a possibility that a crack may arise toward the low-rigidity part 150 from the through-hole 201. FIG.

各流路形成基板10は、加熱により広がる方向に変形しようとするため、例えば、流路形成基板用ウェハ110に各流路形成基板10が千鳥状に配置された部分では、図3(b)中に矢印で示すように、各流路形成基板10には、隣接する流路形成基板10の異なる向きの応力が作用する。すなわち、千鳥状に配置された各流路形成基板10には複数の向きの応力が働く。このため、千鳥状に配置された流路形成基板10の外縁部に設けられている低剛性部150には特に亀裂が生じ易い。   Since each flow path forming substrate 10 tends to be deformed in a spreading direction by heating, for example, in a portion where the flow path forming substrates 10 are arranged in a staggered pattern on the flow path forming substrate wafer 110, FIG. As indicated by arrows in the middle, stresses in different directions of the adjacent flow path forming substrates 10 act on each flow path forming substrate 10. That is, a plurality of directions of stress act on each flow path forming substrate 10 arranged in a staggered manner. For this reason, the low-rigidity part 150 provided in the outer edge part of the flow-path formation board | substrate 10 arrange | positioned in zigzag form is easy to produce a crack especially.

しかしながら本発明では、上述したように低剛性部150に対応する部分に、貫通孔201Aのみを連続して形成するようにしたため(図6)、この貫通孔201Aによって低剛性部150にかかる応力が緩和されるせいか、低剛性部150に亀裂が生じるのを防止することができる。勿論、千鳥状に配置された流路形成基板10の低剛性部150に対する亀裂の発生も防止することができる。また接着剤25の硬化時だけでなく、何れの要因によるものであっても、低剛性部150に亀裂が発生するのを防止することができる。   However, in the present invention, since only the through hole 201A is continuously formed in the portion corresponding to the low rigidity portion 150 as described above (FIG. 6), the stress applied to the low rigidity portion 150 by the through hole 201A is reduced. It is possible to prevent the low-rigidity portion 150 from cracking because it is mitigated. Of course, the occurrence of cracks in the low rigidity portion 150 of the flow path forming substrate 10 arranged in a staggered manner can also be prevented. Moreover, it is possible to prevent the low-rigidity portion 150 from cracking not only when the adhesive 25 is cured but also due to any factor.

なおその後は、図7(b)に示すように、保護基板用ウェハ130にコンプライアンス基板40を接合し、例えば、エキスパンドテープ等を用いて、流路形成基板用ウェハ110及び保護基板用ウェハ130をブレイクパターン200,210に沿って分割する。これにより、上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。   After that, as shown in FIG. 7B, the compliance substrate 40 is bonded to the protective substrate wafer 130, and the flow path forming substrate wafer 110 and the protective substrate wafer 130 are bonded using, for example, an expanded tape. Divide along break patterns 200 and 210. Thereby, the ink jet recording head having the above-described structure is manufactured.

なお、本実施形態では、薄肉部10aのみで構成される低剛性部150を説明したが、例えば、図8に示すように、一部が薄肉部10aによって構成される低剛性部150Aであっても、亀裂が生じる虞はある。すなわち、凹部16が流路形成基板10の周縁部の一部に設けられ、その壁部17の幅が比較的狭い場合には、壁部17と薄肉部10aとで構成される低剛性部150Aであっても亀裂が生じる虞がある。そして、このような構造のインクジェット式記録ヘッドを製造する際であっても、低剛性部150Aに対応する部分に、ブレイクパターン200を構成する貫通孔201Aを連続して形成することで、低剛性部150Aに亀裂が発生するのを防止することができる。   In the present embodiment, the low-rigidity portion 150 configured only by the thin-walled portion 10a has been described. For example, as illustrated in FIG. 8, the low-rigidity portion 150A partially configured by the thin-walled portion 10a is provided. However, there is a risk of cracking. That is, when the concave portion 16 is provided in a part of the peripheral edge portion of the flow path forming substrate 10 and the width of the wall portion 17 is relatively narrow, the low-rigidity portion 150A configured by the wall portion 17 and the thin portion 10a. Even so, cracks may occur. Even when the ink jet recording head having such a structure is manufactured, the through-hole 201A constituting the break pattern 200 is continuously formed in the portion corresponding to the low-rigidity portion 150A. It is possible to prevent the crack from occurring in the portion 150A.

(実施形態2)
図9は、実施形態2に係るインクジェット式記録ヘッドの概略斜視図であり、図10は、実施形態2に係る製造方法を示す図であり、流路形成基板用ウェハの一部を拡大した平面図及び断面図である。なお、同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a schematic perspective view of the ink jet recording head according to the second embodiment, and FIG. 10 is a diagram illustrating the manufacturing method according to the second embodiment, and is an enlarged plan view of a part of the flow path forming substrate wafer. It is a figure and sectional drawing. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドは、図9に示すように、ノズルプレート20の記録部及び流路形成基板10の凹部が設けられていない代わりに、流路形成基板10の周縁部に、流路形成基板10を厚さ方向に貫通する貫通部である位置決め孔18が設けられている。また、この位置決め孔18に対応して、保護基板30及びノズルプレート20にも、それぞれ位置決め孔34,23が形成されている以外は、実施形態1と同様の構成である。なおこれらの位置決め孔18,23,34は、製造過程において位置決めピンを挿入することで、流路形成基板10と、ノズルプレート20及び保護基板30とを位置決めするために用いられる。   As shown in FIG. 9, the ink jet recording head according to the present embodiment is not provided with the recording portion of the nozzle plate 20 and the recess of the flow path forming substrate 10. Positioning holes 18 that are penetrating portions that penetrate the flow path forming substrate 10 in the thickness direction are provided. Further, the configuration is the same as that of the first embodiment except that the positioning holes 34 and 23 are formed in the protective substrate 30 and the nozzle plate 20 corresponding to the positioning holes 18, respectively. These positioning holes 18, 23, and 34 are used for positioning the flow path forming substrate 10, the nozzle plate 20, and the protective substrate 30 by inserting positioning pins in the manufacturing process.

このような本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドも、実施形態1で説明した製造方法によって製造される。そして、流路形成基板用ウェハ110に流路形成基板10を複数一体的に形成した状態において、図10に示すように、各流路形成基板10の外縁部(流路形成基板10の端部近傍)の一部には、流路形成基板10の外縁部の他の部分よりも剛性の低い低剛性部150Bが形成されることになる。本実施形態では、各流路形成基板10の外周部には位置決め孔18が形成されているため、この位置決め孔18と流路形成基板の端部との間の部分が、外縁部の他の部分よりも幅Wの薄い幅狭部10bとなっている。そして、外縁部の他の部分よりも剛性の低い低剛性部150Bは、この幅狭部10bによって構成されている。   Such an ink jet recording head according to this embodiment is also manufactured by the manufacturing method described in the first embodiment. Then, in a state where a plurality of flow path forming substrates 10 are integrally formed on the flow path forming substrate wafer 110, as shown in FIG. 10, the outer edge portion of each flow path forming substrate 10 (the end of the flow path forming substrate 10). In a part of the vicinity, a low-rigidity portion 150B having a lower rigidity than other portions of the outer edge portion of the flow path forming substrate 10 is formed. In this embodiment, since the positioning hole 18 is formed in the outer peripheral portion of each flow path forming substrate 10, the portion between the positioning hole 18 and the end portion of the flow path forming substrate is the other edge portion. The narrow portion 10b is thinner than the portion. And the low rigidity part 150B whose rigidity is lower than the other part of an outer edge part is comprised by this narrow part 10b.

このような低剛性部150Bが流路形成基板10に存在する場合であっても、ブレイクパターン200を構成する貫通孔201Aを、低剛性部150Bに対応する部分に亘って連続して形成することで、低剛性部150Bに亀裂が生じるのを防止することができる。   Even when such a low-rigidity portion 150B is present in the flow path forming substrate 10, the through-hole 201A constituting the break pattern 200 is continuously formed over a portion corresponding to the low-rigidity portion 150B. Thus, it is possible to prevent the low rigidity portion 150B from being cracked.

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、成膜及びリソグラフィ法を応用して製造される薄膜型の圧電素子を有するインクジェット式記録ヘッドを例示したが、勿論、本発明はこのようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法に限定されるものではない。本発明は、例えば、各層が成膜及びリソグラフィ法により形成された(いわゆる薄膜型の)圧電素子や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる(いわゆる縦振動型の)圧電素子を具備するインクジェット式記録ヘッドの製造方法にも適用することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these embodiment. For example, in the above-described embodiment, an ink jet recording head having a thin film type piezoelectric element manufactured by applying a film forming and lithography method is exemplified. Of course, the present invention is a manufacturing method of such an ink jet recording head. The method is not limited. The present invention is, for example, a piezoelectric element (so-called thin film type) in which each layer is formed by film formation and lithography, or a piezoelectric material and an electrode forming material that are alternately stacked to expand and contract in the axial direction (so-called longitudinal vibration type) The present invention can also be applied to a method of manufacturing an ink jet recording head having a piezoelectric element.

さらに、本発明は、例えば、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズルから液滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータを具備するインクジェット式記録ヘッドの製造方法にも適用することができる。   Furthermore, the present invention provides an ink jet recording head in which a heat generating element is disposed in a pressure generating chamber and a droplet is ejected from a nozzle by a bubble generated by heat generated by the heat generating element, or between a diaphragm and an electrode. The ink jet recording head can be applied to a method of manufacturing an ink jet recording head including a so-called electrostatic actuator in which a vibration plate is deformed by electrostatic force to discharge a droplet from a nozzle.

さらに、上述した実施形態においては、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を一例として本発明を説明したが、これに限定されず、本発明は、広く液体噴射ヘッドの製造方法全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention has been described with respect to an example of a method for manufacturing an ink jet recording head. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is intended for a wide range of methods for manufacturing a liquid jet head. Of course, the present invention can also be applied to a manufacturing method for ejecting liquids other than ink. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment. 流路形成基板用ウェハ及びブレイクパターンの概略図である。It is the schematic of the wafer for flow path formation substrates, and a break pattern. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す平面図及び断面図である。6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図及び断面図である。6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a modified example of the recording head according to the first embodiment. 実施形態2に係る記録ヘッドの概略斜視図である。6 is a schematic perspective view of a recording head according to Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る記録ヘッドの製造工程を示す平面図及び断面図である。5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 流路形成基板、 10a 薄肉部、 10b 幅狭部、 11 隔壁、 12 圧力発生室、 13 インク供給路、 14 連通路、 15 連通部、 16 凹部、 17 壁部、 18 位置決め孔、 20 ノズルプレート、 21 ノズル、 22 記録部、 25 接着剤、 30 保護基板、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 90 リード電極、 110 流路形成基板用ウェハ、 130 保護基板用ウェハ、 150 低剛性部、 200 ブレイクパターン、 201 貫通孔、 202 脆弱部、 300 圧電素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 10a Thin part, 10b Narrow part, 11 Partition, 12 Pressure generating chamber, 13 Ink supply path, 14 Communication path, 15 Communication part, 16 Recessed part, 17 Wall part, 18 Positioning hole, 20 Nozzle plate , 21 nozzle, 22 recording unit, 25 adhesive, 30 protective substrate, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 55 insulator film, 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 110 flow Wafer for path forming substrate, 130 Wafer for protective substrate, 150 Low rigidity portion, 200 Break pattern, 201 Through hole, 202 Fragile portion, 300 Piezoelectric element

Claims (4)

ノズルに連通すると共に当該ノズルから液滴を噴射するための圧力が付与される圧力発生室が形成されたシリコン基板からなる流路形成基板と、該流路形成基板に接合され当該流路形成基板とは異なる材料からなる接合基板とを有すると共に、前記流路形成基板の一方面側の外縁部の一部に該外縁部の他の部分よりも剛性の低い低剛性部を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
シリコンウェハに前記流路形成基板を複数一体的に形成すると共に当該シリコンウェハの各流路形成基板間に複数の貫通孔が所定間隔で列設されてなるブレイクパターンを形成する工程と、前記流路形成基板に前記接合基板を接合する工程と、前記ブレイクパターンに沿って前記シリコンウェハを複数の前記流路形成基板に分割する工程とを具備し、
且つ前記ブレイクパターンを形成する際、前記シリコンウェハの前記低剛性部に対応する部分には、前記貫通孔を連続して形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
A flow path forming substrate made of a silicon substrate in which a pressure generation chamber is formed which communicates with the nozzle and is supplied with pressure for ejecting droplets from the nozzle, and the flow path forming substrate bonded to the flow path forming substrate And a bonding substrate made of a material different from that of the flow path forming substrate, and a low-rigidity portion whose rigidity is lower than that of the other portion of the outer edge portion at a part of the outer edge portion on one side of the flow path forming substrate. A manufacturing method comprising:
Forming a plurality of the flow path forming substrates integrally on a silicon wafer and forming a break pattern in which a plurality of through holes are arranged at predetermined intervals between the flow path forming substrates of the silicon wafer; and Bonding the bonding substrate to a path forming substrate, and dividing the silicon wafer into a plurality of the flow path forming substrates along the break pattern,
In addition, when the break pattern is formed, the through hole is continuously formed in a portion corresponding to the low rigidity portion of the silicon wafer.
前記流路形成基板の周縁部の一部には、該周縁部の他の部分よりも厚さの薄い薄肉部が当該流路形成基板の外縁に亘って設けられており、該薄肉部が前記低剛性部を構成していることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   A part of the peripheral edge of the flow path forming substrate is provided with a thin part having a thickness smaller than the other part of the peripheral part across the outer edge of the flow path forming substrate, and the thin part is The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the low-rigidity portion is configured. 前記流路形成基板の周縁部の一部には、当該流路形成基板を厚さ方向に貫通する貫通部が前記流路形成基板の外縁に近接して設けられ、前記流路形成基板の端部と前記貫通部との間の幅狭部が前記低剛性部を構成していることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   A part of the peripheral edge of the flow path forming substrate is provided with a penetrating portion penetrating the flow path forming substrate in the thickness direction in the vicinity of the outer edge of the flow path forming substrate. 2. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein a narrow portion between the first portion and the penetrating portion constitutes the low-rigidity portion. 前記接合基板が、前記ノズルが穿設されたノズルプレートであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the bonding substrate is a nozzle plate in which the nozzles are formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012146840A (en) * 2011-01-13 2012-08-02 Seiko Epson Corp Silicon device, and method of manufacturing silicon device
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JP7455538B2 (en) 2019-09-19 2024-03-26 キヤノン株式会社 Method for manufacturing flow channel forming substrate and method for manufacturing liquid ejection head

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