JP2009160923A - Method of manufacturing liquid jetting head, and liquid jetting device - Google Patents

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博紀 池田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a liquid jetting head, the yield of which is improved by easily removing foreign matters. <P>SOLUTION: The manufacturing method for the liquid jetting head is equipped with a flow passage forming board 10 provided with pressure generating chambers 12 communicating with a nozzle opening provided thereon, pressure generating means 300, which are provided on one side of the flow passage forming board 10 and generate pressure change in the pressure generating chambers 12 and a protective board 30, which is joined to the side with the pressure generating means 300 thereon of the flow passage forming board 10 and on the surface of which wirings 220 are formed. The method includes a dry-cleaning process for executing dry-etching in plasma etching mode over the surface on the wiring 220 side of the protective board 30, and a cleaning process consisting of a liquid cleaning process for cleaning over the surface on the pressure generating chamber 12 side of the flow passage forming board 10 with cleaning solution. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法及びインクジェット式記録装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to a method for manufacturing an ink jet recording head that ejects ink as a liquid and an ink jet recording apparatus.

液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成された圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合されて圧力発生室の共通のインク室の一部を構成するリザーバ部が設けられたリザーバ形成基板とを具備するものがある(例えば、特許文献1参照)。   As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening is formed, a piezoelectric element formed on one surface side of the flow path forming substrate, And a reservoir forming substrate provided with a reservoir portion which is bonded to a surface of the path forming substrate on the piezoelectric element side and which constitutes a part of a common ink chamber of the pressure generating chamber (for example, see Patent Document 1). ).

このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法としては、流路形成基板の一方面側に圧電素子を形成した後、流路形成基板にリザーバ形成基板を接合し、その後、流路形成基板の他方面側から異方性エッチングすることにより圧力発生室を形成する。そして、流路形成基板の圧力発生室が開口する面側にノズル開口が設けられたノズルプレートを接着剤を介して接合する。   As a method for manufacturing such an ink jet recording head, a piezoelectric element is formed on one side of a flow path forming substrate, a reservoir forming substrate is bonded to the flow path forming substrate, and then the other surface of the flow path forming substrate is used. A pressure generating chamber is formed by anisotropic etching from the side. And the nozzle plate in which the nozzle opening was provided in the surface side which the pressure generation chamber of a flow path formation board | substrate opens is joined via an adhesive agent.

また、特許文献1には、流路形成基板を異方性エッチングする際に、エッチング液がリザーバ形成基板上の配線が設けられた面に付着するのを防止するために、リザーバ形成基板の配線が形成された表面に保護フィルムを貼着する構成が開示されている。   Further, Patent Document 1 discloses wiring of a reservoir forming substrate in order to prevent an etching solution from adhering to a surface provided with wiring on the reservoir forming substrate when anisotropically etching the flow path forming substrate. The structure which sticks a protective film on the surface in which was formed is disclosed.

特開2006−272913号公報(第1〜5図、第4〜10頁)JP-A-2006-272913 (FIGS. 1 to 5, pages 4 to 10)

しかしながら、リザーバ形成基板に貼着した保護フィルムを剥がしたとしても、保護フィルムを貼着した接着剤の一部が配線上に残留し、残留した接着剤が異物となって、配線にボンディングワイヤ等の他の配線を接続した際に異物による接続不良が発生してしまうという問題がある。   However, even if the protective film adhered to the reservoir forming substrate is peeled off, a part of the adhesive adhered to the protective film remains on the wiring, and the remaining adhesive becomes a foreign substance, and the wiring becomes a bonding wire or the like. When other wiring is connected, there is a problem that a connection failure due to foreign matter occurs.

また、流路形成基板の圧力発生室などの液体流路内に異物が存在すると、ノズルの目詰まりが生じてしまうという問題がある。なお、流路形成基板の液体流路内の異物としては、主にリザーバ形成基板上の接着剤等が付着して異物となっていることが考えられる。   In addition, there is a problem that nozzles are clogged when foreign matter is present in a liquid flow path such as a pressure generating chamber of the flow path forming substrate. In addition, it is conceivable that the foreign matter in the liquid flow path of the flow path forming substrate is a foreign matter mainly due to adhesion of an adhesive or the like on the reservoir forming substrate.

さらに、流路形成基板にノズルプレートを接合する前に、流路形成基板の接合面をプライマ処理等の親水処理を行う場合、流路形成基板の圧力発生室等の液体流路内に異物が存在すると、親水処理によってこの異物が液体流路の隔壁に固着し、インク吐出時などの予期せぬタイミングで異物が剥離してノズルの目詰まりが生じてしまうという問題がある。   Further, when the bonding surface of the flow path forming substrate is subjected to a hydrophilic process such as a primer process before the nozzle plate is bonded to the flow path forming substrate, foreign substances are present in the liquid flow path such as the pressure generating chamber of the flow path forming substrate. If present, the foreign matter adheres to the partition wall of the liquid flow path due to the hydrophilic treatment, and there is a problem that the foreign matter is peeled off at an unexpected timing such as when ink is ejected and the nozzle is clogged.

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在する。   Such a problem exists not only in the method of manufacturing an ink jet recording head but also in the method of manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.

本発明はこのような事情に鑑み、異物を容易に除去することで歩留まりを向上した液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head manufacturing method and a liquid ejecting apparatus that improve yield by easily removing foreign matters.

上記課題を解決する本発明の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられた面側に接合されて、表面に配線が形成された保護基板とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記保護基板の前記配線側の面をプラズマエッチングモードのドライエッチングを行い洗浄するドライ洗浄工程と、前記流路形成基板の前記圧力発生室側の面を洗浄液で洗浄する液体洗浄工程とからなる洗浄工程を具備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。
かかる態様では、ドライ洗浄工程で配線上に付着した接着剤等の異物を除去することができ、他の配線の接続不良を防止することができると共に、液体洗浄工程で圧力発生室等の液体流路内の異物を除去することができ、ノズル開口の目詰まりの発生を減少させることができる。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and a pressure change in the pressure generating chamber provided on one side of the flow path forming substrate. A method of manufacturing a liquid jet head, comprising: a pressure generating means to be generated; and a protective substrate having a wiring formed on a surface thereof bonded to a surface side of the flow path forming substrate on which the pressure generating means is provided. A dry cleaning step of cleaning the wiring side surface of the protective substrate by dry etching in a plasma etching mode, and a liquid cleaning step of cleaning the pressure generation chamber side surface of the flow path forming substrate with a cleaning liquid. A method of manufacturing a liquid jet head comprising a cleaning step.
In such an embodiment, foreign matters such as adhesive adhered on the wiring in the dry cleaning process can be removed, and connection failure of other wiring can be prevented, and the liquid flow in the pressure generating chamber or the like can be prevented in the liquid cleaning process. Foreign matters in the path can be removed, and the occurrence of clogging of the nozzle openings can be reduced.

ここで、前記ドライ洗浄工程は、前記液体洗浄工程を行った後に行うことが好ましい。これによれば、ドライ洗浄工程により飛散した異物が圧力発生室等の液体流路内に再付着したとしても、再付着した異物を除去して、異物発生率を減少させることができる。   Here, the dry cleaning process is preferably performed after the liquid cleaning process. According to this, even if the foreign matter scattered by the dry cleaning process is reattached in the liquid flow path such as the pressure generation chamber, the reattached foreign matter can be removed and the foreign matter generation rate can be reduced.

また、前記洗浄工程を行った後、前記流路形成基板の前記圧力発生室が開口する開口面側に前記ノズル開口が設けられたノズルプレートを接合する工程をさらに具備することが好ましい。これによれば、ノズルプレートを接合する前に異物を除去することで、ノズル開口よりも大きな異物を除去することができる。   In addition, it is preferable that the method further includes a step of bonding a nozzle plate provided with the nozzle opening on the opening surface side of the flow path forming substrate where the pressure generating chamber opens after the cleaning step. According to this, a foreign material larger than a nozzle opening can be removed by removing a foreign material before joining a nozzle plate.

また、前記洗浄工程を行った後、前記流路形成基板の少なくとも前記ノズルプレートに接合される領域を親水処理してから、前記ノズルプレートを前記流路形成基板に接着剤を介して接合することが好ましい。これによれば、流路形成基板とノズルプレートとの接合強度を向上することができると共に、親水処理により液体流路内の異物を固着させることがなく、予期せぬタイミングで異物が剥離してノズル開口の目詰まりが発生するのを防止することができる。   In addition, after performing the cleaning step, at least a region of the flow path forming substrate to be bonded to the nozzle plate is subjected to a hydrophilic treatment, and then the nozzle plate is bonded to the flow path forming substrate with an adhesive. Is preferred. According to this, the bonding strength between the flow path forming substrate and the nozzle plate can be improved, and the foreign substance in the liquid flow path is not fixed by the hydrophilic treatment, and the foreign substance is peeled off at an unexpected timing. It is possible to prevent clogging of the nozzle opening.

また、前記洗浄工程を行う前に、流路形成基板の前記圧力発生室の内面に耐液体性を有する保護膜を形成する工程をさらに具備することが好ましい。これによれば、保護膜によって流路形成基板を液体から保護することができると共に、液体洗浄工程によって保護膜の膜厚が変化することなく、流路形成基板の異物を除去することができる。   Moreover, it is preferable to further include a step of forming a liquid-resistant protective film on the inner surface of the pressure generating chamber of the flow path forming substrate before performing the cleaning step. According to this, the flow path forming substrate can be protected from the liquid by the protective film, and foreign matters on the flow path forming substrate can be removed without changing the film thickness of the protective film by the liquid cleaning process.

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に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A’断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head which is an example of a liquid jet head according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. FIG.

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することにより形成した酸化シリコン(SiO2)からなる弾性膜50が形成されている。 As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is composed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment, and one surface thereof is made of silicon oxide (SiO 2 ) formed by thermal oxidation in advance. An elastic film 50 is formed.

流路形成基板10には、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の長手方向外側の領域には連通部13が形成され、連通部13と各圧力発生室12とが、各圧力発生室12毎に設けられたインク供給路14及び連通路15を介して連通されている。連通部13は、後述する保護基板のリザーバ部31と連通して各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路14は、圧力発生室12よりも狭い幅で形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路14を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路15は、圧力発生室12の幅方向両側の隔壁11を連通部13側に延設してインク供給路14と連通部13との間の空間を区画することで形成されている。すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12の幅方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路14と、このインク供給路14に連通すると共にインク供給路14の幅方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路15とからなる複数の隔壁11により区画されて設けられている。   A plurality of pressure generating chambers 12 are arranged in parallel in the width direction of the flow path forming substrate 10. In addition, a communication portion 13 is formed in a region outside the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10, and the communication portion 13 and each pressure generation chamber 12 are provided for each pressure generation chamber 12. Communication is made via a supply path 14 and a communication path 15. The communication part 13 communicates with a reservoir part 31 of a protective substrate, which will be described later, and constitutes a part of a reservoir that becomes a common ink chamber of the pressure generation chambers 12. The ink supply path 14 is formed with a narrower width than the pressure generation chamber 12, and maintains a constant flow path resistance of ink flowing into the pressure generation chamber 12 from the communication portion 13. In this embodiment, the ink supply path 14 is formed by narrowing the width of the flow path from one side. However, the ink supply path may be formed by narrowing the width of the flow path from both sides. Further, the ink supply path may be formed by narrowing from the thickness direction instead of narrowing the width of the flow path. Further, each communication passage 15 is formed by extending the partition walls 11 on both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 to the communication portion 13 side to partition the space between the ink supply path 14 and the communication portion 13. Yes. That is, the flow path forming substrate 10 has an ink supply path 14 having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the pressure generating chamber 12 in the width direction, and communicates with the ink supply path 14 and disconnects the ink supply path 14 in the width direction. It is divided and provided by the several partition 11 which consists of the communicating path 15 which has a larger cross-sectional area than an area.

そして、流路形成基板10には、これらの圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路が形成されている。   The flow path forming substrate 10 is formed with a liquid flow path including the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the communication path 15.

また、このような流路形成基板10の液体流路の内面には、耐インク性を有する材料、例えば、五酸化タンタル(Ta25)等の酸化タンタルからなる保護膜16が設けられている。なお、ここで言う耐インク性とは、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性のことである。また、保護膜16の材料は、酸化タンタルに限定されず、使用するインク(液体)のpH値によっては、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等を用いてもよい。ただし、酸性の液体を用いる場合には、もちろん耐酸性の保護膜を用いることになる。 Further, a protective film 16 made of a material having ink resistance, for example, tantalum oxide such as tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is provided on the inner surface of the liquid flow path of the flow path forming substrate 10. Yes. The ink resistance referred to here is etching resistance against alkaline ink. The material of the protective film 16 is not limited to tantalum oxide, and depending on the pH value of the ink (liquid) used, for example, zirconium oxide (ZrO 2 ), nickel (Ni), chromium (Cr) or the like is used. Also good. However, when an acidic liquid is used, an acid-resistant protective film is of course used.

また、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14とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、本実施形態では、詳しくは後述するが、流路形成基板10のノズルプレート20が接合される面に、親水処理を行うことにより第1の親水処理層17を設け、また、ノズルプレート20の流路形成基板10に接合される面に、親水処理を行うことにより第2の親水処理層22を設け、これら第1の親水処理層17及び第2の親水処理層22同士を接着剤23を介して接着するようにした。   Further, on the opening surface side of the flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end of each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is provided with an adhesive. Or a heat-welded film or the like. In the present embodiment, as will be described in detail later, a first hydrophilic treatment layer 17 is provided by performing a hydrophilic treatment on the surface of the flow path forming substrate 10 to which the nozzle plate 20 is bonded. The surface to be bonded to the flow path forming substrate 10 is provided with a second hydrophilic treatment layer 22 by performing a hydrophilic treatment, and the first hydrophilic treatment layer 17 and the second hydrophilic treatment layer 22 are bonded to each other with an adhesive 23. It was made to adhere through.

このようなノズルプレート20の材料としては、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などが挙げられる。   Examples of the material of the nozzle plate 20 include glass ceramics, a silicon single crystal substrate, and stainless steel.

一方、このような流路形成基板10の開口面とは反対側には、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、下電極膜60と、圧電体層70と、上電極膜80とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子300を構成している。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のいず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を各圧力発生室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。なお、上述した例では、弾性膜50、絶縁体膜55及び下電極膜60が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜50及び絶縁体膜55を設けずに、下電極膜60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。 On the other hand, the elastic film 50 is formed on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10 as described above, and the elastic film 50 is made of, for example, zirconium oxide (ZrO 2 ). An insulator film 55 is formed. Further, a lower electrode film 60, a piezoelectric layer 70, and an upper electrode film 80 are laminated on the insulator film 55 by a process to be described later, thereby constituting the piezoelectric element 300. 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 of the electrodes 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. In the above-described example, the elastic film 50, the insulator film 55, and the lower electrode film 60 function as a diaphragm. However, the present invention is not limited to this, and for example, the elastic film 50 and the insulator film 55 are provided. Instead, only the lower electrode film 60 may act as a diaphragm. Further, the piezoelectric element 300 itself may substantially serve as a diaphragm.

圧電体層70は、下電極膜60上に形成される電気機械変換作用を示す圧電材料からなる。圧電体層70は、ペロブスカイト構造の結晶膜を用いるのが好ましく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛(PbTiO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3)、ジルコニウム酸鉛(PbZrO3)、チタン酸鉛ランタン((Pb,La),TiO3)ジルコン酸チタン酸鉛ランタン((Pb,La)(Zr,Ti)O3)又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3)等を用いることができる。圧電体層70の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層70を1〜2μm前後の厚さで形成した。 The piezoelectric layer 70 is made of a piezoelectric material having an electromechanical conversion effect formed on the lower electrode film 60. The piezoelectric layer 70 is preferably a crystal film having a perovskite structure. For example, a ferroelectric material such as lead zirconate titanate (PZT) or a metal oxide such as niobium oxide, nickel oxide, or magnesium oxide is used. Those to which is added are suitable. Specifically, lead titanate (PbTiO 3 ), lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 ), lead zirconate (PbZrO 3 ), lead lanthanum titanate ((Pb, La), TiO 3 ) ) Lead lanthanum zirconate titanate ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) or lead magnesium titanate zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) (Mg, Nb) O 3 ) or the like is used. it can. The piezoelectric layer 70 is formed thick enough to suppress the thickness so as not to generate cracks in the manufacturing process and to exhibit sufficient displacement characteristics. For example, in this embodiment, the piezoelectric layer 70 is formed with a thickness of about 1 to 2 μm.

また、圧電素子300の個別電極である各上電極膜80には、インク供給路14側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜55上にまで延設される、例えば、金(Au)等からなるリード電極90が接続されている。   Further, each upper electrode film 80 that is an individual electrode of the piezoelectric element 300 is drawn from the vicinity of the end on the ink supply path 14 side and extended to the insulator film 55, for example, gold (Au) or the like. The lead electrode 90 which consists of is connected.

このような圧電素子300が形成された流路形成基板10上、すなわち、下電極膜60、弾性膜50及びリード電極90上には、リザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部31を有する保護基板30が接着剤35を介して接合されている。このリザーバ部31は、本実施形態では、保護基板30を厚さ方向に貫通して圧力発生室12の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構成している。また、流路形成基板10の連通部13を圧力発生室12毎に複数に分割して、リザーバ部31のみをリザーバとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板10に圧力発生室12のみを設け、流路形成基板10と保護基板30との間に介在する部材(例えば、弾性膜50、絶縁体膜55等)にリザーバと各圧力発生室12とを連通するインク供給路14を設けるようにしてもよい。   On the flow path forming substrate 10 on which such a piezoelectric element 300 is formed, that is, on the lower electrode film 60, the elastic film 50, and the lead electrode 90, a protection having a reservoir portion 31 constituting at least a part of the reservoir 100. The substrate 30 is bonded via an adhesive 35. In the present embodiment, the reservoir portion 31 is formed through the protective substrate 30 in the thickness direction and across the width direction of the pressure generation chamber 12. As described above, the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10. The reservoir 100 is configured as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12. Alternatively, the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10 may be divided into a plurality of pressure generation chambers 12 and only the reservoir portion 31 may be used as the reservoir. Further, for example, only the pressure generation chamber 12 is provided in the flow path forming substrate 10, and a reservoir and a member interposed between the flow path forming substrate 10 and the protective substrate 30 (for example, the elastic film 50, the insulator film 55, etc.) An ink supply path 14 that communicates with each pressure generating chamber 12 may be provided.

また、保護基板30の圧電素子300に対向する領域には、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部32が設けられている。圧電素子保持部32は、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。   A piezoelectric element holding portion 32 having a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is provided in a region of the protective substrate 30 that faces the piezoelectric element 300. The piezoelectric element holding part 32 only needs to have a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300, and the space may be sealed or unsealed.

このような保護基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。   As such a protective substrate 30, it is preferable to use substantially the same material as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10, for example, glass, ceramic material, etc. In this embodiment, the same material as the flow path forming substrate 10 is used. The silicon single crystal substrate was used.

また、保護基板30には、保護基板30を厚さ方向に貫通する貫通孔33が設けられている。そして、各圧電素子300から引き出されたリード電極90の端部近傍は、貫通孔33内に露出するように設けられている。   The protective substrate 30 is provided with a through hole 33 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction. The vicinity of the end portion of the lead electrode 90 drawn from each piezoelectric element 300 is provided so as to be exposed in the through hole 33.

また、保護基板30上には、所定パターンで形成された接続配線220が形成され、この接続配線220上には圧電素子300を駆動するための駆動回路200が実装されている。駆動回路200としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、各圧電素子300から圧電素子保持部32の外側まで引き出された各リード電極90の先端部と、駆動回路200とが駆動配線210を介して電気的に接続されている。   A connection wiring 220 formed in a predetermined pattern is formed on the protective substrate 30, and a drive circuit 200 for driving the piezoelectric element 300 is mounted on the connection wiring 220. As the drive circuit 200, for example, a circuit board, a semiconductor integrated circuit (IC), or the like can be used. Then, the leading end portion of each lead electrode 90 drawn from each piezoelectric element 300 to the outside of the piezoelectric element holding portion 32 and the drive circuit 200 are electrically connected via the drive wiring 210.

また、このような保護基板30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。ここで、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31の一方面が封止されている。また、固定板42は、比較的硬質の材料で形成されている。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部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。   In addition, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the protective substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility, and one surface of the reservoir portion 31 is sealed by the sealing film 41. The fixing plate 42 is formed of a relatively hard material. Since the region of the fixing plate 42 facing 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. Has been.

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と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバ100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路200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下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁体膜55、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。   In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an ink introduction port connected to an external ink supply means (not shown), and the interior from the reservoir 100 to the nozzle opening 21 is filled with ink. In accordance with the recording signal from, a voltage is applied between each of the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, and the elastic film 50, the insulator film 55, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer. By bending and deforming 70, the pressure in each pressure generating chamber 12 is increased, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 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、図3〜図7を参照して説明する。なお、図3〜図7は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す圧力発生室の幅方向の断面図である。   Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views in the width direction of the pressure generating chamber showing the method of manufacturing the ink jet recording head which is an example of the liquid ejecting head according to the first embodiment of the invention.

まず、図3(a)に示すように、流路形成基板10が複数一体的に形成されるシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110の表面に弾性膜50を構成する二酸化シリコン(SiO2)からなる二酸化シリコン膜51を形成する。次いで、図3(b)に示すように、弾性膜50(二酸化シリコン膜51)上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜55を形成する。次いで、図3(c)に示すように、絶縁体膜55上の全面に下電極膜60を形成すると共に、所定形状にパターニングする。この下電極膜60の材料は、特に限定されないが、圧電体層70としてチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いる場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ない材料であることが望ましい。このため、下電極膜60の材料としては白金、イリジウム等が好適に用いられる。 First, as shown in FIG. 3A, silicon dioxide (SiO 2) constituting an elastic film 50 on the surface of a flow path forming substrate wafer 110, which is a silicon wafer in which a plurality of flow path forming substrates 10 are integrally formed. ) Is formed. Next, as shown in FIG. 3B, an insulator film 55 made of zirconium oxide is formed on the elastic film 50 (silicon dioxide film 51). Next, as shown in FIG. 3C, the lower electrode film 60 is formed on the entire surface of the insulator film 55 and patterned into a predetermined shape. The material of the lower electrode film 60 is not particularly limited. However, when lead zirconate titanate (PZT) is used as the piezoelectric layer 70, it is desirable that the material has little change in conductivity due to diffusion of lead oxide. . For this reason, platinum, iridium or the like is preferably used as the material of the lower electrode film 60.

次に、図4(a)に示すように、下電極膜60上に圧電体層70及び上電極膜80を順次積層形成する。ここで、本実施形態では、有機金属化合物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成している。なお、圧電体層70の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal-OrganicDecomposition)法、スパッタリング法又はレーザーアブレーション法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法等を用いてもよい。また、上電極膜80は、導電性の高い金属、例えば、イリジウム(Ir)等を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 4A, the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 are sequentially stacked on the lower electrode film 60. Here, in this embodiment, a so-called sol in which an organometallic compound is dissolved and dispersed in a solvent is applied, dried, gelled, and further fired at a high temperature to obtain a piezoelectric layer 70 made of a metal oxide. The piezoelectric layer 70 is formed using a gel method. The method for manufacturing the piezoelectric layer 70 is not limited to the sol-gel method, and for example, a PVD (Physical Vapor Deposition) method such as a MOD (Metal-Organic Decomposition) method, a sputtering method, or a laser ablation method may be used. Good. The upper electrode film 80 can be made of a highly conductive metal such as iridium (Ir).

次に、図4(b)に示すように、圧電体層70及び上電極膜80を同時にパターニングすることで、圧電素子300を形成する。   Next, as shown in FIG. 4B, the piezoelectric layer 300 is formed by simultaneously patterning the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80.

次に、リード電極90を形成する。具体的には、図4(c)に示すように、流路形成基板用ウェハ110の全面に亘ってリード電極90を形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を介して各圧電素子300毎にパターニングすることで形成される。   Next, the lead electrode 90 is formed. Specifically, as shown in FIG. 4C, after the lead electrodes 90 are formed over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110, for example, each through a mask pattern (not shown) made of a resist or the like. Each piezoelectric element 300 is formed by patterning.

次に、図5(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110の圧電素子300側に、シリコンウェハであり複数の保護基板30となる保護基板用ウェハ130を接着剤35を介して接合する。なお、保護基板用ウェハ130には、予めリザーバ部31、圧電素子保持部32、貫通孔33及び接続配線220が形成されたものを用いている。   Next, as shown in FIG. 5A, a protective substrate wafer 130 that is a silicon wafer and serves as a plurality of protective substrates 30 is disposed on the piezoelectric element 300 side of the flow path forming substrate wafer 110 via an adhesive 35. Join. The protective substrate wafer 130 is formed with the reservoir portion 31, the piezoelectric element holding portion 32, the through hole 33, and the connection wiring 220 formed in advance.

次に、図5(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110を所定の厚みに薄くする。次いで、図5(c)に示すように、流路形成基板用ウェハ110にマスク膜52を新たに形成し、所定形状にパターニングする。   Next, as shown in FIG. 5B, the flow path forming substrate wafer 110 is thinned to a predetermined thickness. Next, as shown in FIG. 5C, a mask film 52 is newly formed on the flow path forming substrate wafer 110 and patterned into a predetermined shape.

そして、図6(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110をマスク膜52を介してKOH等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング(ウェットエッチング)することにより、圧電素子300に対応する圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15等を形成する。このとき、特に図示していないが、実際には、保護基板用ウェハ130が同時にエッチングされないようにすると共に、接続配線220を保護するために、保護基板用ウェハ130の接続配線220が設けられた面を、封止フィルムによって保護している。このような封止フィルムとしては、耐アルカリ性(耐エッチング性)を有する材料、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PPTA(ポリパラフェニレンテレフタルアミド)等が挙げられる。このように封止フィルムを設けることで、保護基板用ウェハ130の表面に設けられた接続配線220の断線等の不良をより確実に防止することができる。   6A, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) using an alkaline solution such as KOH through the mask film 52, whereby the piezoelectric element 300 is formed. Corresponding pressure generating chambers 12, communication portions 13, ink supply passages 14, communication passages 15 and the like are formed. At this time, although not particularly illustrated, the connection wiring 220 of the protection substrate wafer 130 is actually provided to prevent the protection substrate wafer 130 from being etched at the same time and to protect the connection wiring 220. The surface is protected by a sealing film. Examples of such a sealing film include materials having alkali resistance (etching resistance), such as PPS (polyphenylene sulfide) and PPTA (polyparaphenylene terephthalamide). By providing the sealing film in this way, it is possible to more reliably prevent defects such as disconnection of the connection wiring 220 provided on the surface of the protective substrate wafer 130.

次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜52を除去し、図6(b)に示すように、液体流路の内面、すなわち、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15の内面に保護膜16を形成する。なお、保護膜16は、上述したように、例えば、酸化物又は窒化物等の耐液体性(耐インク性)を有する材料からなり、本実施形態では、五酸化タンタルからなる。また、保護膜16の形成方法は、特に限定されないが、例えば、CVD法によって形成することができる。   Next, the mask film 52 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is removed, and as shown in FIG. 6B, the inner surface of the liquid flow path, that is, the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14. A protective film 16 is formed on the inner surface of the communication path 15. As described above, the protective film 16 is made of, for example, a material having liquid resistance (ink resistance) such as oxide or nitride, and in the present embodiment, is made of tantalum pentoxide. Moreover, the formation method of the protective film 16 is not particularly limited, but can be formed by, for example, a CVD method.

次に、流路形成基板用ウェハ110と保護基板用ウェハ130との接合体を洗浄する(洗浄工程)。本実施形態では、まず、図6(c)に示すように、保護基板用ウェハ130の接続配線220が設けられた面を、プラズマエッチングモードのドライエッチングを行い洗浄するドライ洗浄工程を行った後、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を含む液体流路側の面を洗浄液で洗浄する液体洗浄工程を行うようにした。   Next, the bonded body of the flow path forming substrate wafer 110 and the protective substrate wafer 130 is cleaned (cleaning step). In the present embodiment, first, as shown in FIG. 6C, after performing a dry cleaning step of cleaning the surface of the protective substrate wafer 130 on which the connection wiring 220 is provided by performing dry etching in a plasma etching mode. As shown in FIG. 7A, a liquid cleaning step of cleaning the surface on the liquid flow path side including the pressure generating chamber 12 of the flow path forming substrate wafer 110 with a cleaning liquid is performed.

ここで、プラズマエッチングモード(PEモード)のドライエッチングとは、一般的に塩素ガスと酸素ガスとを混合した反応ガス、又はこれに有機系ガスを加えた反応ガスを用いた方法であり、これにより、保護基板用ウェハ130の表面の接続配線220に付着した異物を除去する。なお、接続配線220には、異物として封止フィルムを剥がした際の接着剤が多く付着しており、この接着剤の残留物を主にドライ洗浄工程で除去する。これにより、接続配線220に駆動回路200や外部配線を接続する際に接続不良が発生するのを防止することができる。   Here, the dry etching in the plasma etching mode (PE mode) is generally a method using a reaction gas obtained by mixing a chlorine gas and an oxygen gas, or a reaction gas obtained by adding an organic gas to the reaction gas. Thus, the foreign matter attached to the connection wiring 220 on the surface of the protective substrate wafer 130 is removed. Note that a large amount of adhesive when the sealing film is peeled off as a foreign substance is attached to the connection wiring 220, and the residue of this adhesive is mainly removed by a dry cleaning process. Thereby, it is possible to prevent a connection failure from occurring when the drive circuit 200 and the external wiring are connected to the connection wiring 220.

また、液体洗浄工程は、液体流路内に付着した異物を洗浄液で除去するものであり、本実施形態では、例えば、エタノールによって異物を除去した後、このエタノールを水洗することで除去し、その後、水分をイソプロピルアルコール(IPA)で除去するようにした。この液体洗浄工程によって、液体流路内に付着した異物、特に、プラズマエッチングモードで、飛散して再付着した接着剤などを確実に除去することができる。なお、本実施形態の液体洗浄工程では、図7(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110と保護基板用ウェハ130とが接合された接合体を、洗浄槽400に充填された洗浄液401に浸漬することで行った。勿論、液体洗浄工程での洗浄方法は特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板用ウェハ110の液体流路が設けられた面に洗浄液を噴射するようにしてもよい。   Further, the liquid cleaning step is to remove the foreign matter adhering in the liquid flow path with the cleaning liquid. In this embodiment, for example, after removing the foreign matter with ethanol, the ethanol is removed by washing with water, and thereafter The water was removed with isopropyl alcohol (IPA). By this liquid cleaning process, foreign substances adhering to the liquid flow path, particularly adhesives scattered and reattached in the plasma etching mode can be surely removed. In the liquid cleaning process of the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the cleaning tank 400 is filled with the joined body in which the flow path forming substrate wafer 110 and the protective substrate wafer 130 are bonded. This was performed by immersing in the cleaning solution 401. Of course, the cleaning method in the liquid cleaning step is not particularly limited to this, and for example, the cleaning liquid may be sprayed onto the surface of the flow path forming substrate wafer 110 where the liquid flow path is provided.

そして、本実施形態では液体洗浄工程をドライ洗浄工程を行った後に行うようにした。これにより、ドライ洗浄工程により飛散して液体流路に再付着した異物を液体洗浄工程により確実に除去することができる。   In this embodiment, the liquid cleaning process is performed after the dry cleaning process. Thereby, the foreign matter scattered by the dry cleaning process and reattached to the liquid channel can be reliably removed by the liquid cleaning process.

ここで、複数のウェハ状態の接合体において、本実施形態のようにドライ洗浄工程を行った後、液体洗浄工程を行う洗浄工程と、液体洗浄工程を行った後にドライ洗浄工程を行う洗浄工程とを行い、各洗浄工程での液体流路内の異物の発生率を測定した。この結果を下記表1に示す。なお、液体流路内の異物は、ノズル開口21の内径(本実施形態では、例えば、15μm)以上のものを異物とし、異物発生率は異物の存在するチップ数を示している。   Here, in a plurality of bonded wafers, a cleaning process for performing a liquid cleaning process after performing a dry cleaning process as in the present embodiment, and a cleaning process for performing a dry cleaning process after performing a liquid cleaning process; And the occurrence rate of foreign matters in the liquid flow path in each cleaning step was measured. The results are shown in Table 1 below. Note that the foreign matter in the liquid channel is a foreign matter having an inner diameter (for example, 15 μm in this embodiment) or more of the nozzle opening 21 and the foreign matter generation rate indicates the number of chips in which the foreign matter exists.

Figure 2009160923
Figure 2009160923

表1に示すように、本実施形態のドライ洗浄工程を行った後に、液体洗浄工程を行うことで、液体洗浄を先に行う場合に比べて、異物の発生を減少させることができる。すなわち、ドライ洗浄工程で飛散した異物が液体流路内に再付着することが考えられ、この再付着した異物を後工程の液体洗浄工程で除去できることが分かる。   As shown in Table 1, by performing the liquid cleaning process after performing the dry cleaning process of the present embodiment, it is possible to reduce the generation of foreign matter compared to the case where the liquid cleaning is performed first. That is, it is conceivable that the foreign matter scattered in the dry cleaning process reattaches in the liquid flow path, and this reattached foreign matter can be removed in the subsequent liquid cleaning process.

なお、本実施形態では、液体洗浄工程をドライ洗浄工程の後に行うようにしたが、液体洗浄工程を行った後にドライ洗浄工程を行っても、接続配線220に付着した異物は除去することができる。   In this embodiment, the liquid cleaning process is performed after the dry cleaning process. However, even if the dry cleaning process is performed after the liquid cleaning process, the foreign matter attached to the connection wiring 220 can be removed. .

ちなみに、流路形成基板用ウェハ110の液体流路が設けられた面を、プラズマエッチングモードのドライエッチング(ドライ洗浄工程)で洗浄することも考えられるが、プラズマエッチングモードでは、表面を薄く除去するため、液体流路の表面に設けられた保護膜16の膜厚が薄くなってしまうため行うことができない。また、保護膜16を設けていない場合であっても、ドライ洗浄工程によって振動板の膜厚や、液体流路の容積などが変化してしまうため行うことができない。本発明では、液体流路側を液体洗浄することによって、保護膜16や振動板の膜厚、液体流路の容積などを変化させることなく、液体流路内の異物のみを除去することができる。   Incidentally, it may be possible to clean the surface of the flow path forming substrate wafer 110 on which the liquid flow path is provided by dry etching (dry cleaning process) in the plasma etching mode, but in the plasma etching mode, the surface is thinly removed. For this reason, the thickness of the protective film 16 provided on the surface of the liquid flow path becomes thin, which cannot be performed. Even if the protective film 16 is not provided, it cannot be performed because the film thickness of the diaphragm, the volume of the liquid flow path, and the like are changed by the dry cleaning process. In the present invention, by washing the liquid channel side with liquid, only the foreign matter in the liquid channel can be removed without changing the film thickness of the protective film 16 or the diaphragm, the volume of the liquid channel, or the like.

次に、図7(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110の液体流路が開口する面を親水処理する。親水処理は、ノズルプレート20と接着する接着剤23の接着力を向上するためのものであり、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、UV照射または親水処理剤による処理が例示できる。本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110をプライマ処理することで第1の親水処理層17を形成した。なお、親水処理は、少なくとも流路形成基板10のノズルプレート20が接合される領域に施せばよく、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110をプライマ液に浸漬することで液体流路の内面にも第1の親水処理層17を形成するようにした。   Next, as shown in FIG. 7B, the surface of the flow path forming substrate wafer 110 where the liquid flow path opens is subjected to a hydrophilic treatment. The hydrophilic treatment is for improving the adhesive force of the adhesive 23 that adheres to the nozzle plate 20, and examples thereof include corona treatment, plasma treatment, UV irradiation, and treatment with a hydrophilic treatment agent. In the present embodiment, the first hydrophilic treatment layer 17 is formed by subjecting the flow path forming substrate wafer 110 to a primer treatment. The hydrophilic treatment may be performed at least in a region where the nozzle plate 20 of the flow path forming substrate 10 is joined. In this embodiment, the flow path forming substrate wafer 110 is dipped in the primer liquid to immerse the liquid flow path. The first hydrophilic treatment layer 17 was also formed on the inner surface.

また、上述した液体洗浄工程は、親水処理を行う前処理としても機能する。すなわち、親水処理する前には、親水処理を行う面の異物を除去する洗浄が必要であるが、本実施形態では、前の洗浄工程によって異物の除去を行っているため、親水処理で洗浄を行う必要がない。もちろん、親水処理を行う前に再度洗浄液による液体洗浄工程を行うようにしてもよい。   Moreover, the liquid washing | cleaning process mentioned above functions also as pre-processing which performs a hydrophilic process. That is, before the hydrophilic treatment, cleaning to remove the foreign matter on the surface to be subjected to the hydrophilic treatment is necessary. However, in this embodiment, the foreign matter is removed by the previous washing step, so the washing is performed by the hydrophilic treatment. There is no need to do it. Of course, the liquid cleaning process using the cleaning liquid may be performed again before the hydrophilic treatment.

また、流路形成基板用ウェハ110を親水処理する前に、液体洗浄工程を行うことで、液体流路内に付着した異物を第1の親水処理層17で覆い、インク吐出時などの予期せぬタイミングで、異物が剥離してノズル詰まりが発生するのを確実に防止することができる。   Further, a liquid cleaning process is performed before the flow path forming substrate wafer 110 is subjected to a hydrophilic treatment, so that the foreign matter adhering in the liquid flow path is covered with the first hydrophilic treatment layer 17, and an expectation such as when ink is discharged is expected. It is possible to reliably prevent the foreign matter from peeling off and clogging of the nozzles at the timing.

次に、図7(c)に示すように、ノズルプレート20を接着剤23を介して接着する。なお、ノズルプレート20には、予めノズル開口21を形成しておくと共に、流路形成基板用ウェハ110と接着される面には親水処理を行うことにより第2の親水処理層22を形成しておく。これにより、流路形成基板用ウェハ110とノズルプレート20との接着強度を向上することができる。   Next, as illustrated in FIG. 7C, the nozzle plate 20 is bonded through an adhesive 23. A nozzle opening 21 is formed in the nozzle plate 20 in advance, and a second hydrophilic treatment layer 22 is formed by performing a hydrophilic treatment on the surface to be bonded to the flow path forming substrate wafer 110. deep. Thereby, the adhesive strength between the flow path forming substrate wafer 110 and the nozzle plate 20 can be improved.

その後は、流路形成基板用ウェハ110及び保護基板用ウェハ130の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、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、流路形成基板用ウェハ110等を図1に示すような一つのチップサイズの流路形成基板10等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。   Thereafter, unnecessary portions of the outer peripheral edge portions of the flow path forming substrate wafer 110 and the protective substrate wafer 130 are removed by cutting, for example, by dicing. Then, the compliance substrate 40 is bonded to the protective substrate wafer 130, and the flow path forming substrate wafer 110 or the like is divided into the flow path forming substrate 10 or the like having one chip size as shown in FIG. Inkjet recording head.

(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態1では、流路形成基板10として、結晶面方位が(110)面のシリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、結晶面方位が(100)面のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよく、また、SOI基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above. For example, in Embodiment 1 described above, a silicon single crystal substrate having a crystal plane orientation of (110) is exemplified as the flow path forming substrate 10, but the present invention is not particularly limited thereto. For example, the crystal plane orientation is (100). A plane silicon single crystal substrate may be used, or a material such as an SOI substrate or glass may be used.

また、上述した実施形態1では、圧力発生手段として、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電素子300を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子や、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縦振動型の圧電素子などを使用することができる。また、圧力発生手段として、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開口から液滴を吐出するものや、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開口から液滴を吐出させるものなどを使用することができる。   In the first embodiment described above, the thin film type piezoelectric element 300 has been described as the pressure generating means for generating a pressure change in the pressure generating chamber 12 as the pressure generating means. Thick film type piezoelectric elements formed by a method such as attaching a green sheet, or longitudinal vibration type piezoelectric elements in which piezoelectric materials and electrode forming materials are alternately stacked to expand and contract in the axial direction are used. Can do. Also, as a pressure generating means, a heating element is arranged in the pressure generating chamber, and droplets are discharged from the nozzle opening by bubbles generated by the heat generated by the heating element, or static electricity is generated between the diaphragm and the electrode. Thus, it is possible to use one that deforms the diaphragm by electrostatic force and ejects droplets from the nozzle openings.

また、上述した実施形態1では、液体洗浄工程において、洗浄液としてエタノール、水洗及びIPAを順次用いて洗浄したが、特にこれに限定されず、異物の種類(接着剤の種類)によって洗浄液を適宜選択すればよい。   In Embodiment 1 described above, in the liquid cleaning step, the cleaning liquid is cleaned using ethanol, water, and IPA in sequence. However, the cleaning liquid is not particularly limited, and the cleaning liquid is appropriately selected depending on the type of foreign matter (type of adhesive). do it.

また上述した実施形態1のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、液体噴射装置の一例となるインクジェット式記録装置に搭載される。図8は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図8に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8上を搬送されるようになっている。   The ink jet recording head according to the first embodiment described above constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge and the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus which is an example of a liquid ejecting apparatus. The FIG. 8 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 8, in the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording head, cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively. The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is conveyed on the platen 8. It is like that.

なお、図8では、シリアル型の液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を示したが、ラインヘッド型の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置(ラインプリンタ)にも適用することができる。   In FIG. 8, an ink jet recording apparatus is shown as an example of a serial type liquid ejecting apparatus. However, the present invention can also be applied to an ink jet recording apparatus (line printer) that is an example of a line head type liquid ejecting apparatus. .

なお、上述した実施形態1では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド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液体噴射ヘッド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。これらの液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置は、インクジェット式記録装置のみに限定されずに、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置にも適用できる。   In the first embodiment described above, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely applied to all liquid ejecting heads, and is a liquid ejecting liquid other than ink. Of course, the present invention can also be applied to an ejection head. 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. A liquid ejecting apparatus equipped with these liquid ejecting heads is not limited to an ink jet recording apparatus, and can also be applied to a liquid ejecting apparatus that ejects liquid other than ink.

本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図。1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a recording head according to Embodiment 1 of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの平面図及び断面図。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of a recording head according to Embodiment 1 of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the recording head according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the recording head according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the recording head according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the recording head according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the recording head according to the first embodiment of the invention. 一実施形態に係る記録装置の概略図。1 is a schematic diagram of a recording apparatus according to an embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

I インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 13 連通部、 14 インク供給路、 15 連通路、 16 保護膜、 17 第1の親水処理層、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 保護基板、 31 リザーバ部、 32 圧電素子保持部、 40 コンプライアンス基板、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 90 リード電極、 100 リザーバ、 200 駆動回路、 210 接続配線、 300 圧電素子。   I ink jet recording head (liquid jet head), 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 13 communication portion, 14 ink supply path, 15 communication path, 16 protective film, 17 first hydrophilic treatment layer, 20 nozzle plate , 21 Nozzle opening, 30 Protection substrate, 31 Reservoir part, 32 Piezoelectric element holding part, 40 Compliance substrate, 60 Lower electrode film, 70 Piezoelectric layer, 80 Upper electrode film, 90 Lead electrode, 100 Reservoir, 200 Drive circuit, 210 Connection wiring, 300 piezoelectric element.

Claims (6)

ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられた面側に接合されて、表面に配線が形成された保護基板とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記保護基板の前記配線側の面をプラズマエッチングモードのドライエッチングを行い洗浄するドライ洗浄工程と、前記流路形成基板の前記圧力発生室側の面を洗浄液で洗浄する液体洗浄工程とからなる洗浄工程を具備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 provided with a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening, a pressure generating means provided on one side of the flow path forming substrate to cause a pressure change in the pressure generating chamber, and the flow path forming A method of manufacturing a liquid jet head comprising: a protective substrate bonded to a surface side of the substrate on which the pressure generating means is provided and having a wiring formed on the surface thereof;
Cleaning comprising: a dry cleaning step for cleaning the wiring side surface of the protective substrate by performing dry etching in a plasma etching mode; and a liquid cleaning step for cleaning the pressure generation chamber side surface of the flow path forming substrate with a cleaning liquid. A method for manufacturing a liquid jet head, comprising: a step.
前記ドライ洗浄工程は、前記液体洗浄工程を行った後に行う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。   The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the dry cleaning step is performed after the liquid cleaning step. 前記洗浄工程を行った後、前記流路形成基板の前記圧力発生室が開口する開口面側に前記ノズル開口が設けられたノズルプレートを接合する工程をさらに具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   2. The method according to claim 1, further comprising a step of bonding a nozzle plate provided with the nozzle openings on an opening surface side where the pressure generating chamber of the flow path forming substrate opens after the cleaning step. Or the manufacturing method of the liquid jet head of 2. 前記洗浄工程を行った後、前記流路形成基板の少なくとも前記ノズルプレートに接合される領域を親水処理してから、前記ノズルプレートを前記流路形成基板に接着剤を介して接合することを特徴とする請求項3に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   After performing the cleaning step, at least a region of the flow path forming substrate to be bonded to the nozzle plate is subjected to a hydrophilic treatment, and then the nozzle plate is bonded to the flow path forming substrate through an adhesive. A method of manufacturing a liquid jet head according to claim 3. 前記洗浄工程を行う前に、流路形成基板の前記圧力発生室の内面に耐液体性を有する保護膜を形成する工程をさらに具備することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   5. The method according to claim 1, further comprising a step of forming a liquid-resistant protective film on an inner surface of the pressure generation chamber of the flow path forming substrate before performing the cleaning step. A manufacturing method of the liquid jet head according to the above. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法から製造された液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置。   A liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head manufactured from the manufacturing method according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011206920A (en) * 2010-03-26 2011-10-20 Seiko Epson Corp Liquid injection head, manufacturing method thereof, and liquid injection apparatus
JP2012213967A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Seiko Epson Corp Method for manufacturing liquid ejection head
JP2015160309A (en) * 2014-02-25 2015-09-07 株式会社リコー Droplet discharge head, method for production thereof, liquid cartridge, and droplet discharge recording device
JP2016027961A (en) * 2015-10-22 2016-02-25 セイコーエプソン株式会社 Liquid injection head and liquid injection device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011206920A (en) * 2010-03-26 2011-10-20 Seiko Epson Corp Liquid injection head, manufacturing method thereof, and liquid injection apparatus
JP2012213967A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Seiko Epson Corp Method for manufacturing liquid ejection head
JP2015160309A (en) * 2014-02-25 2015-09-07 株式会社リコー Droplet discharge head, method for production thereof, liquid cartridge, and droplet discharge recording device
JP2016027961A (en) * 2015-10-22 2016-02-25 セイコーエプソン株式会社 Liquid injection head and liquid injection device

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