JP2009190299A - Bonding base, method for manufacturing bonding base, method for manufacturing bonded material, and liquid drop ejecting device - Google Patents
Bonding base, method for manufacturing bonding base, method for manufacturing bonded material, and liquid drop ejecting device Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は接合膜が形成された接合基材、接合基材の製造方法、その接合基材を用いた接合体の製造方法、およびそれらを用いた液滴吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a bonding substrate on which a bonding film is formed, a method for manufacturing the bonding substrate, a method for manufacturing a bonded body using the bonding substrate, and a droplet discharge device using them.
従来から製品の各基材を接合させるのに、接着剤や固体接合が使用されてきた。例えば、インクジェットプリンタの吐出ヘッド（以下、「ヘッド」と略す。）の基材においても接着剤や固体接合が使用されている。
接着剤は、各基材の表面粗さを吸収して、異なる材質の基材どうしを接合させることが可能であるため、広く使用されてきた。低温で硬化する接着剤やＵＶ硬化型接着剤、あるいはＵＶを透過しない部材については接着剤のはみ出し分を利用してＵＶ硬化で仮固定して、熱硬化により本接合させる熱硬化・ＵＶ硬化併用型の接着剤などが提案されている（例えば、特許文献１）。
固体接合（陽極接合や直接接合）は、これら接着剤を用いずにヘッドの基材を接合させる方法である。例えば、Ｓｉ製の部材をＭＥＭＳ加工することにより、ヘッドの高密度化を図り、Ｓｉ部材同士を陽極接合させるものである（例えば、特許文献２）。
Ｓｉ表面に熱酸化膜でＳｉＯ2を形成し、さらにほう珪酸ガラス薄膜をスパッタリングでする。２つのＳｉ基材を２００Ｖ、４５０℃の陽極接合させることでインク室とノズルプレートが形成される。熱酸化膜（ＳｉＯ2）がＳｉ部材の全面を覆っているため、インクと接するインク室の側壁もインク溶液から保護される構造になっている。
Conventionally, adhesives and solid bonding have been used to bond the substrates of a product. For example, an adhesive or solid bonding is also used for the base material of an ejection head (hereinafter abbreviated as “head”) of an ink jet printer.
Adhesives have been widely used because they can absorb the surface roughness of each substrate and bond substrates of different materials. For heat-curing and UV-curing adhesives that are cured at low temperatures, UV-curing adhesives, or those that do not transmit UV, are temporarily fixed by UV-curing using the protruding portion of the adhesive, and then thermally bonded. A mold adhesive or the like has been proposed (for example, Patent Document 1).
Solid bonding (anodic bonding or direct bonding) is a method of bonding the base material of the head without using these adhesives. For example, the density of the head is increased by MEMS processing of a Si member, and the Si members are anodically bonded (for example, Patent Document 2).
SiO 2 is formed on the Si surface with a thermal oxide film, and a borosilicate glass thin film is formed by sputtering. An ink chamber and a nozzle plate are formed by anodically bonding two Si substrates at 200 V and 450 ° C. Since the thermal oxide film (SiO 2 ) covers the entire surface of the Si member, the side wall of the ink chamber in contact with the ink is also protected from the ink solution.
ＵＶ硬化型接着剤を用いる方法によれば、位置合わせ精度は向上するが、接着剤が薬品へ溶出するという課題が残る。固体接合によれば、接着剤の薬品への溶出を回避して、基材どうしを接合させることができる。しかしながら、接合させる基材はＳｉウエハのような表面粗さがほとんどないフラットな表面でなければ接合させることができない。基材の表面粗さが大きくて、表面に凹凸や段差が存在しているような場合は、接合させる基材どうしが接する接触面積はわずかなものとなってしまうため、接合強度や耐久性を確保するのはむずかしいという課題があった。 According to the method using the UV curable adhesive, the alignment accuracy is improved, but the problem that the adhesive is eluted into the chemical remains. According to the solid bonding, the base materials can be bonded to each other while avoiding elution of the adhesive into the chemical. However, the base material to be bonded can be bonded only to a flat surface with almost no surface roughness such as Si wafer. If the surface roughness of the base material is large and there are irregularities or steps on the surface, the contact area between the base materials to be joined will be very small. There was a problem that it was difficult to secure.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
［適用例１］接合基材であって、基材と、前記基材上に形成された接合層とを有し、前記接合層は、シロキサン結合と脱離基とを含む薄膜に活性化処理を施して前記脱離基を脱離させた接合膜を複数重ねて形成されていることを特徴とする。 [Application Example 1] A bonding substrate, which includes a substrate and a bonding layer formed on the substrate, and the bonding layer is activated to a thin film including a siloxane bond and a leaving group. And a plurality of bonding films from which the leaving groups have been eliminated are stacked.
このような構成によれば、基材表面に形成された薄膜が活性化処理されることによって、脱離基とＳｉの結合が切断されて、薄膜から脱離基が脱離し、脱離基が存在していた部分に空孔ができる（以下、脱離基の脱離によって空孔となった部分を「空孔サイト」という）。この空孔サイトにＳｉの未結合手が生成されて、薄膜に接着性が発現し、薄膜が接合膜となる。また、これと同時に、脱離基が脱離することで、薄膜はＳｉ骨格中に分子レベルで空孔が多数存在する低密度の薄膜となり、その硬度が減少して薄膜に弾性が発現する。このような接合膜を複数積層するに際して、薄膜堆積と活性化処理を繰り返すことによって接合膜の積層構造を形成すると、最上層の接合膜（最後に積層した層）から最下層の接合膜（第１層目）までの接合層全域に渡って接着性と弾性を発現させることができる。よって、基材の表面粗さを接合層で吸収するのに十分な膜厚まで接合層を厚く形成することができる。これにより、基材の表面粗さに影響されることなく十分な接合面積を得ることが可能となり、強固な接合強度を実現可能な接合基材を提供することができる。 According to such a configuration, when the thin film formed on the substrate surface is activated, the bond between the leaving group and Si is cut, and the leaving group is removed from the thin film. A vacancy is formed in the existing portion (hereinafter, a portion that has become a vacancy due to elimination of the leaving group is referred to as a “vacancy site”). Si dangling bonds are generated at the vacancy sites, and the thin film exhibits adhesiveness. The thin film becomes a bonding film. At the same time, when the leaving group is eliminated, the thin film becomes a low-density thin film in which many vacancies exist at the molecular level in the Si skeleton, and its hardness is reduced and elasticity is developed in the thin film. When laminating a plurality of such bonding films, if the laminated structure of the bonding films is formed by repeating thin film deposition and activation processing, the bonding film (the last laminated layer) to the lowermost bonding film (first layer) Adhesiveness and elasticity can be developed over the entire bonding layer up to the first layer). Therefore, the bonding layer can be formed thick enough to absorb the surface roughness of the substrate with the bonding layer. Thereby, it becomes possible to obtain a sufficient bonding area without being affected by the surface roughness of the substrate, and it is possible to provide a bonded substrate capable of realizing strong bonding strength.
［適用例２］上記接合基材であって、前記活性化処理は、エネルギー線の照射を用いて行われていることを特徴とする。 Application Example 2 In the bonding base material, the activation treatment is performed using energy beam irradiation.
この構成によれば、活性化処理がエネルギー線の照射によるため、基材表面に形成した薄膜を室温で短時間に接合膜とすることができる。これにより、接合工程の生産性を向上させることができる。 According to this configuration, since the activation process is performed by irradiation with energy rays, the thin film formed on the substrate surface can be made into a bonding film at room temperature in a short time. Thereby, productivity of a joining process can be improved.
［適用例３］上記接合基材であって、前記接合膜はアルキル基を前記脱離基に含んでいることを特徴とする。 Application Example 3 In the bonding base material, the bonding film includes an alkyl group in the leaving group.
この構成によれば、基材表面に形成したＳｉ骨格から成る薄膜からアルキル基を脱離させることで、薄膜を接合膜にすることができる。アルキル基とＳｉの結合エネルギーは、Ｓｉ−Ｏ結合のエネルギーよりも遥かに低いため、アルキル基は容易に脱離する。このため、アルキル基を薄膜から均一に脱離させることが可能となり、基材上に均一な接合膜を形成することができる。これにより、強固な接合強度を得ることができる。 According to this configuration, the thin film can be made into a bonding film by detaching the alkyl group from the thin film made of the Si skeleton formed on the substrate surface. Since the bond energy between the alkyl group and Si is much lower than the energy of the Si—O bond, the alkyl group is easily eliminated. For this reason, it becomes possible to remove | eliminate an alkyl group uniformly from a thin film, and a uniform joining film | membrane can be formed on a base material. Thereby, strong joint strength can be obtained.
［適用例４］上記接合基材であって、前記接合膜はポリオルガノシロキサンを主材料とすることを特徴とする。 Application Example 4 In the bonding substrate, the bonding film is mainly composed of polyorganosiloxane.
この構成によれば、アルキル基を含むＳｉ骨格から構成されるポリオルガノシロキサンの薄膜を形成することができるため、アルキル基を脱離させた接合膜はＳｉ−Ｏ結合によって構成される。酸化シリコンには耐薬品性があり、このようなＳｉ−Ｏ結合による薄膜を接合膜とすることにより、耐薬品性を有する接合膜を形成することが可能となる。これにより、インク溶剤等の薬液への接合層の溶出を回避することができる。 According to this configuration, since a polyorganosiloxane thin film composed of a Si skeleton containing an alkyl group can be formed, the bonding film from which the alkyl group is eliminated is composed of Si—O bonds. Silicon oxide has chemical resistance, and a bonding film having chemical resistance can be formed by using a thin film of such Si—O bonds as a bonding film. Thereby, the elution of the bonding layer into the chemical liquid such as the ink solvent can be avoided.
［適用例５］上記接合基材であって、前記接合膜は前記基材の全面を覆うように形成されていることを特徴とする。 Application Example 5 In the bonding substrate, the bonding film is formed so as to cover the entire surface of the substrate.
この構成によれば、耐薬品性を有する接合膜が基材の保護膜としても機能するようにすることができる。これにより、基材が直接、インク等の薬液に触れることを回避できるため、耐薬品性を有しない部材を基材に用いることが可能となる。 According to this configuration, the bonding film having chemical resistance can function as a protective film for the base material. Thereby, since it can avoid that a base material touches chemical | medical solutions, such as ink, it becomes possible to use the member which does not have chemical resistance for a base material.
［適用例６］接合基材の製造方法であって、基材と、前記基材上に形成された接合層とを有し、前記接合層は、シロキサン結合と脱離基とを含む薄膜に活性化処理を施して前記脱離基を脱離させた接合膜を複数重ねて形成された接合基材の製造方法であって、前記接合膜を前記基材上に重ねて設け、前記接合層を形成することを特徴とする。 Application Example 6 A manufacturing method of a bonded base material, which includes a base material and a bonding layer formed on the base material, and the bonding layer is a thin film including a siloxane bond and a leaving group. A method for manufacturing a bonding substrate formed by stacking a plurality of bonding films from which the leaving group has been removed by performing an activation treatment, wherein the bonding films are provided on the substrate, and the bonding layer is provided. It is characterized by forming.
この方法によれば、基材表面に形成された薄膜が活性化処理されることによって、脱離基とＳｉの結合が切断されて、薄膜から脱離基が脱離し、脱離基が存在していたサイトに空孔ができる。こうして空孔サイトにＳｉの未結合手が生成されて、薄膜に接着性が発現し、薄膜は接合膜となる。またこれと同時に、脱離基が脱離することで、薄膜はＳｉ骨格中に分子レベルの空孔が多数存在する低密度の薄膜となり、その硬度が減少して薄膜に弾性が発現する。このような接合膜を複数積層するに際して、薄膜堆積と活性化処理を繰り返すことによって接合膜の積層構造を形成すると、最上層の接合膜（最後に積層した層）から最下層の接合膜（第１層目）までの接合層全域に渡って接着性と弾性を発現させることができる。よって、基材の表面粗さを接合層で吸収するのに十分な膜厚まで接合層を厚く形成することができる。これにより、基材の表面粗さに影響されることなく十分な接合面積を得ることが可能となり、強固な接合強度を実現可能な接合基材を提供することができる。 According to this method, when the thin film formed on the substrate surface is activated, the bond between the leaving group and Si is cut, so that the leaving group is removed from the thin film and the leaving group is present. There is a hole in the site. In this way, dangling bonds of Si are generated at the vacant sites, and the thin film becomes adhesive, and the thin film becomes a bonding film. At the same time, when the leaving group is eliminated, the thin film becomes a low-density thin film in which a number of molecular-level vacancies are present in the Si skeleton, and the hardness is reduced and the thin film exhibits elasticity. When laminating a plurality of such bonding films, if the laminated structure of the bonding films is formed by repeating thin film deposition and activation processing, the bonding film (the last laminated layer) to the lowermost bonding film (first layer) Adhesiveness and elasticity can be developed over the entire bonding layer up to the first layer). Therefore, the bonding layer can be formed thick enough to absorb the surface roughness of the substrate with the bonding layer. Thereby, it becomes possible to obtain a sufficient bonding area without being affected by the surface roughness of the substrate, and it is possible to provide a bonded substrate capable of realizing strong bonding strength.
［適用例７］接合体の製造方法であって、基材と、前記基材上に形成された接合層とを有し、前記接合層は、シロキサン結合と脱離基とを含む薄膜に活性化処理を施して前記脱離基を脱離させた接合膜を複数重ねて形成された接合基材を用い、前記接合基材の前記接合層と、他方の接合基材の前記接合層とが接するように加圧して貼り合わせることを特徴とする。 Application Example 7 A method for manufacturing a bonded body, which includes a base material and a bonding layer formed on the base material, and the bonding layer is active on a thin film including a siloxane bond and a leaving group. A bonding substrate formed by stacking a plurality of bonding films from which the leaving group has been removed by performing a crystallization treatment, and the bonding layer of the bonding substrate and the bonding layer of the other bonding substrate are It is characterized in that it is pressed and bonded so as to come into contact.
この方法によれば、接合基材と被接合基材としての他方の接合基材との接合において、活性化処理によって接着性と弾性を発現した薄膜を接合層とすることができる。接合基材の接合層と他方の接合基材の接合層とを接するようにして加圧すると、それぞれの接合層が弾性を発現しているために弾性変形し、接合基材と他方の接合基材の表面粗さを吸収する緩衝層として機能する。これにより、接合基材と他方の接合基材との接合面積を広くとることができるために、強固な接合強度を有する接合体を形成することができる。 According to this method, in the joining of the joining base material and the other joining base material as the joined base material, a thin film that exhibits adhesiveness and elasticity by the activation treatment can be used as the joining layer. When pressure is applied so that the bonding layer of the bonding substrate and the bonding layer of the other bonding substrate are in contact with each other, each bonding layer is elastically deformed because it exhibits elasticity, and the bonding substrate and the other bonding substrate It functions as a buffer layer that absorbs the surface roughness of the material. Thereby, since the joining area of a joining base material and the other joining base material can be taken wide, the joined body which has strong joint strength can be formed.
［適用例８］接合体の製造方法であって、シロキサン結合と脱離基とを含む薄膜に活性化処理を施して前記脱離基を脱離させた接合膜が、第１の基材上に複数重ねて設けられた第１の接合層を有する第１の接合基材と、前記接合膜が、第２の基材上に複数重ねて設けられた第２の接合層を有する第２の接合基材とを用い、前記第１の接合層と前記第２の接合層とが接するように加圧して貼り合わせることを特徴とする。 [Application Example 8] A method for manufacturing a bonded body, wherein a bonding film obtained by activating a thin film containing a siloxane bond and a leaving group to release the leaving group is formed on the first substrate. A first bonding substrate having a first bonding layer provided in a plurality of layers, and a second bonding layer in which the bonding film is provided in a plurality of layers on the second substrate. A bonding base material is used, and the first bonding layer and the second bonding layer are pressed and bonded so as to be in contact with each other.
この方法によれば、第１の接合基材と第２の接合基材との接合において、活性化処理によって接着性と弾性を発現した第１の接合層と第２の接合層による接合とすることができる。第１の接合基材と第２の接合基材のそれぞれに接合層が形成されているため、一方の基材のみに接合層が形成されている場合よりも、接合膜に生成された未結合手の量は多くなり、接合強度はより強くなる。また、弾性を発現している接合層どうしが接するように加圧することで、これらの接合層は十分に弾性変形し、基材の表面粗さを接合層で吸収するのが容易となる。これにより、第１の接合基材と第２の接合基材との接合面積を広くとることができるために、強固な接合強度を有する接合体を形成することができる。 According to this method, in the bonding between the first bonding substrate and the second bonding substrate, the bonding is performed by the first bonding layer and the second bonding layer that exhibit adhesiveness and elasticity by the activation process. be able to. Since the bonding layer is formed on each of the first bonding substrate and the second bonding substrate, unbonded generated in the bonding film, compared to the case where the bonding layer is formed only on one of the substrates. The amount of hands increases and the bonding strength becomes stronger. Further, by applying pressure so that the bonding layers exhibiting elasticity come into contact with each other, these bonding layers are sufficiently elastically deformed, and the surface roughness of the base material can be easily absorbed by the bonding layer. Thereby, since the joining area of a 1st joining base material and a 2nd joining base material can be taken widely, the conjugate | zygote which has strong joint strength can be formed.
［適用例９］インクジェットヘッドを有する液滴吐出装置であって、基材と、前記基材上に形成された接合層とを有し、前記接合層は、シロキサン結合と脱離基とを含む薄膜に活性化処理を施して前記脱離基を脱離させた接合膜を複数重ねて形成された接合基材を用い、前記接合基材を含む接合体を少なくとも一つ含んだ吐出ヘッドを有することを特徴とする。 Application Example 9 A droplet discharge apparatus having an inkjet head, which includes a base material and a bonding layer formed on the base material, and the bonding layer includes a siloxane bond and a leaving group. Using a bonding substrate formed by stacking a plurality of bonding films obtained by activating the thin film to remove the leaving group, and having a discharge head including at least one bonded body including the bonding substrate It is characterized by that.
この構成によれば、接着性と弾性を発現した薄膜を接合層にした接合体を用いて吐出ヘッドを構成することができるため、吐出ヘッドの基材の表面粗さに影響されることなく、十分な接合面積を得ることが可能となる。これにより、強固な接合強度を有する接合体で吐出ヘッドを作製することができるため、吐出ヘッドの耐久性が向上する。また、接合体を形成するための接合工程においては、活性化処理が室温で短時間に行われる。これにより、従来のような熱プロセスがないので、接合させる基材どうしの熱膨張率の差による位置合わせのズレを抑制できるため、吐出ヘッドの位置合わせ精度が向上する。また、接合工程の生産時間も短縮することができるので、生産性が向上する。これらにより、高品位で耐久性に優れた液滴吐出装置を生産性よく提供することが可能である。 According to this configuration, since it is possible to configure the discharge head using a bonded body in which a thin film that exhibits adhesiveness and elasticity is used as a bonding layer, the surface roughness of the substrate of the discharge head is not affected, A sufficient bonding area can be obtained. Thereby, since the discharge head can be manufactured with a joined body having a strong bonding strength, durability of the discharge head is improved. In the bonding step for forming the bonded body, the activation process is performed in a short time at room temperature. Thereby, since there is no conventional thermal process, misalignment due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrates to be joined can be suppressed, so that the alignment accuracy of the ejection head is improved. Moreover, since the production time of the joining process can be shortened, productivity is improved. As a result, it is possible to provide a high-quality and highly durable droplet discharge device with high productivity.
（第１の実施形態）
本発明にかかる接合基材の第１の実施形態を説明する。図１は、基材上にシロキサン結合と脱離基を含む接合膜を複数の層に形成した接合基材の断面図である。図１に示すように、接合基材１００は、基材１１０の一面１１４上に接合膜１２０，１３０，１４０が重ねられて３層構造に形成された接合層１５０を有している。基材１１０は、例えば液滴吐出装置としてのインクジェットヘッド（吐出ヘッドの一例）に使用されるノズルプレートを用いて形成された基板である。基材１１０の表面には、凹部１１１、凸部１１２、或いは段差部１１３などが存在しており、一般的に基材１１０の表面粗さ１１０ａといわれている。それぞれの接合膜１２０，１３０，１４０は、アルキル基を含むポリオルガノシロキサンを主材料とする薄膜（以下、「ＰＰＳｉ膜」という。）が活性化処理されることによって形成される。なお、接合膜１２０，１３０，１４０は、他面１１５などに形成されていてもよい。また、接合層１５０は、接合膜１２０，１３０，１４０で構成される３層構造に限定されるものではなく複数層の構成であればよい。
(First embodiment)
1st Embodiment of the joining base material concerning this invention is described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a bonding base material in which a bonding film containing a siloxane bond and a leaving group is formed on a base material in a plurality of layers. As shown in FIG. 1, the bonding substrate 100 has a bonding layer 150 formed in a three-layer structure in which bonding films 120, 130, and 140 are stacked on one surface 114 of the substrate 110. The base material 110 is a substrate formed using a nozzle plate used in, for example, an ink jet head (an example of a discharge head) as a droplet discharge device. The surface of the base material 110 has a concave portion 111, a convex portion 112, a stepped portion 113, or the like, and is generally referred to as a surface roughness 110a of the base material 110. Each of the bonding films 120, 130, and 140 is formed by activating a thin film (hereinafter, referred to as “PPSi film”) mainly composed of polyorganosiloxane containing an alkyl group. The bonding films 120, 130, and 140 may be formed on the other surface 115 or the like. The bonding layer 150 is not limited to a three-layer structure including the bonding films 120, 130, and 140, and may be a multi-layer structure.
図２は基材１１０に形成したＰＰＳｉ膜の模式図である。図２に示すように、ＰＰＳｉ膜はＳｉ骨格２００を有する構造からなっており、Ｓｉ−Ｏ結合２１０にアルキル基（本実施形態ではメチル基２２０）が含まれた非晶質な薄膜である。メチル基２２０はＰＰＳｉ膜の全域に渡ってランダムに存在している。このようなＰＰＳｉ膜に活性化処理としてエネルギー線の一例のＵＶを照射すると、Ｓｉ−Ｏ結合２１０の結合エネルギーよりもメチル基２２０とＳｉの結合エネルギーの方が遥かに低いので、メチル基２２０はＳｉ骨格２００と容易に切断され、ＰＰＳｉ膜から脱離する。この過程により、メチル基２２０が脱離したサイトは空孔となり、未結合手が生成されるとともに、Ｓｉ骨格２００の密度が減少してＰＰＳｉ膜の硬度も減少する。このため、ＵＶ照射による活性化処理により、ＰＰＳｉ膜は接着性と弾性を発現して接合膜となる。図１に示した接合層１５０はこのような接合膜１２０，１３０，１４０を３層構造に形成したものである。 FIG. 2 is a schematic diagram of a PPSi film formed on the substrate 110. As shown in FIG. 2, the PPSi film has a structure having a Si skeleton 200 and is an amorphous thin film in which an alkyl group (methyl group 220 in this embodiment) is included in the Si—O bond 210. Methyl groups 220 are present randomly throughout the PPSi film. When such a PPSi film is irradiated with UV, which is an example of an energy ray, as an activation process, the bond energy between the methyl group 220 and Si is much lower than the bond energy of the Si—O bond 210. It is easily cut from the Si skeleton 200 and detached from the PPSi film. By this process, the site from which the methyl group 220 is eliminated becomes vacancies, and dangling bonds are generated, and the density of the Si skeleton 200 is reduced and the hardness of the PPSi film is also reduced. For this reason, the PPSi film expresses adhesiveness and elasticity and becomes a bonding film by the activation treatment by UV irradiation. The bonding layer 150 shown in FIG. 1 is obtained by forming such bonding films 120, 130, and 140 in a three-layer structure.
ここで、接合層の形成および接合体の形成について詳細に説明する。
（１）基材表面の清浄化
はじめに、基材とＰＰＳｉ膜の密着性を高めるために、プラズマ処理またはＵＶ照射処理によって、基材表面を清浄化する（図示せず）。プラズマ処理とＵＶ照射処理の条件は以下のとおりである。
プラズマ処理（Ｏ2、Ｎ2等）。
ＵＶ照射処理（波長１５０ｎｍ〜３００ｎｍ、１ｍｉｎ程度）。
Here, formation of the bonding layer and formation of the bonded body will be described in detail.
(1) Cleaning of substrate surface First, in order to improve the adhesion between the substrate and the PPSi film, the substrate surface is cleaned by plasma treatment or UV irradiation treatment (not shown). The conditions for the plasma treatment and the UV irradiation treatment are as follows.
Plasma treatment (O 2, N 2, etc.).
UV irradiation treatment (wavelength 150 nm to 300 nm, about 1 min).
（２）接合膜の形成
ＰＰＳｉ膜を基材上に３層構造に形成するプロセスを図３（ａ）〜（ｄ）、及び図４（ｅ）〜（ｉ）を用いて説明する。（１）で述べた基材３１０の表面である一面３１１の清浄化をした後に、プラズマＣＶＤ法等の薄膜製造装置を用いて１層目のＰＰＳｉ膜３２０を基材３１０の一面３１１上に２００ｎｍ程度の膜厚で形成する（図３（ａ））。ＰＰＳｉ膜３２０の形成方法（薄膜堆積方法）には、プラズマ重合法、気相成膜法、液層成膜法等が挙げられるが、好ましくはプラズマＣＶＤ装置を用いたプラズマ重合法である。図５はプラズマＣＶＤ装置の一例である。プラズマＣＶＤ装置４００はチャンバー４１０内にキャリアガス４３０と原料ガス４３１を導入できるような構成になっている。チャンバー４１０内には平行平板型の２枚の電極（上部電極４１１、下部電極４１２）が設けられている。上部電極４１１には交流電源４２１とマッチングボックスが接続されている。なお、下部電極４１２には内蔵したヒータ４１３により基材３１０の加熱もできるようになっている。（１）で述べた基材表面の清浄化をプラズマ処理で実施する際に、８０℃程度に加熱するために使用する。なお、ＰＰＳｉ膜３２０の形成における基板温度は加熱、冷却は行わず常温で行う。
(2) Formation of Bonding Film A process for forming a PPSi film in a three-layer structure on a substrate will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (d) and FIGS. 4 (e) to 4 (i). After cleaning the one surface 311 which is the surface of the base material 310 described in (1), a first PPSi film 320 is formed on the one surface 311 of the base material 310 to 200 nm using a thin film manufacturing apparatus such as a plasma CVD method. The film is formed with a film thickness of the order (FIG. 3A). Examples of the formation method (thin film deposition method) of the PPSi film 320 include a plasma polymerization method, a vapor phase film formation method, a liquid layer film formation method, and the like, and a plasma polymerization method using a plasma CVD apparatus is preferable. FIG. 5 shows an example of a plasma CVD apparatus. The plasma CVD apparatus 400 is configured such that the carrier gas 430 and the source gas 431 can be introduced into the chamber 410. In the chamber 410, two parallel plate type electrodes (an upper electrode 411 and a lower electrode 412) are provided. An AC power source 421 and a matching box are connected to the upper electrode 411. The lower electrode 412 can also heat the substrate 310 by a built-in heater 413. It is used for heating to about 80 ° C. when the substrate surface cleaning described in (1) is performed by plasma treatment. Note that the substrate temperature in forming the PPSi film 320 is normal temperature without heating and cooling.
ＰＰＳｉ膜３２０を形成する基材３１０を下部電極４１２上に設置し、チャンバー４１０内を真空に保つ。キャリアガス４３０（例えば、Ａｒガス）をチャンバー４１０内に導入し、続いてオクタメチルトリシロキサンを気化装置４３２によって気化させて原料ガス４３１としてチャンバー内に導入する。この状態で平行平板電極間に交流電圧を印加してプラズマ４６０を発生させ、原料ガス４３１として導入したオクタメチルトリシロキサンを基材３１０上に形成する。この工程が図３（ａ）に示す１層目のＰＰＳｉ膜の形成工程であり、基材３１０の一面３１１上にＰＰＳｉ膜３２０が形成される。 A base material 310 on which the PPSi film 320 is to be formed is placed on the lower electrode 412, and the inside of the chamber 410 is kept in a vacuum. A carrier gas 430 (for example, Ar gas) is introduced into the chamber 410, and then octamethyltrisiloxane is vaporized by the vaporizer 432 and introduced into the chamber as a source gas 431. In this state, an AC voltage is applied between the parallel plate electrodes to generate plasma 460, and octamethyltrisiloxane introduced as the source gas 431 is formed on the substrate 310. This process is a process for forming the first PPSi film shown in FIG. 3A, and the PPSi film 320 is formed on the one surface 311 of the substrate 310.
次に、基材上に形成したＰＰＳｉ膜３２０を活性化処理する。図３（ｂ）に示す活性化処理の方法としては、エネルギー線の照射、加熱、プラズマ処理する方法等が挙げられる。エネルギー線の照射方法としては、ＵＶ（紫外線）、レーザ、Ｘ線、電子線、イオンビーム等が挙げられる。これらの中で、活性化処理の方法としては、ＵＶ照射による活性化処理が好ましい。ＵＶ照射は、ＰＰＳｉ膜３２０に、脱離基を脱離させるに十分なエネルギーを室温にて短時間で付与できる。基材３１０上に形成したＰＰＳｉ膜３２０は図２で示したようなＳｉ骨格２００で構成されている。ＰＰＳｉ膜３２０にＵＶを照射すると（図３（ｂ））、メチル基２２０がＳｉ骨格２００から脱離して、空孔が形成されることにより、ＰＰＳｉ膜３２０は接着性と弾性を発現した接合膜３２０ａとなる（図３（ｃ））。このようにして、接合膜３２０ａの１層目が形成される。成膜条件、ＵＶ照射条件は以下のとおりである。これらの条件は２００ｎｍ程度のＰＰＳｉ膜の形成、活性化処理の例である。
＜ＰＰＳｉ膜：プラズマ重合法（もしくは気相成膜法、液相成膜法）＞
真空：１．３×１０2〜１．３×１０-2 Ｐａ。
キャリアガス：Ａｒ １ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ。
原料：オクタメチルトリシロキサン。
原料ガス：オクタメチルトリシロキサン １０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ。
周波数：１ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ、パワー：０．１Ｗ／ｃｍ2〜１Ｗ／ｃｍ2。
成膜時間：５ｍｉｎ程度（膜厚２００ｎｍ程度）。
ＵＶ照射：波長１５０ｎｍ〜３００ｎｍ、照射時間：１ｍｉｎ程度。
Next, the PPSi film 320 formed on the substrate is activated. Examples of the activation treatment method shown in FIG. 3B include energy ray irradiation, heating, and a plasma treatment method. Examples of the energy ray irradiation method include UV (ultraviolet ray), laser, X-ray, electron beam, ion beam and the like. Among these, as an activation treatment method, activation treatment by UV irradiation is preferable. The UV irradiation can impart sufficient energy to the PPSi film 320 at room temperature in a short time to remove the leaving group. The PPSi film 320 formed on the substrate 310 is composed of the Si skeleton 200 as shown in FIG. When the PPSi film 320 is irradiated with UV (FIG. 3B), the methyl group 220 is detached from the Si skeleton 200 and vacancies are formed, so that the PPSi film 320 exhibits adhesiveness and elasticity. 320a (FIG. 3C). In this way, the first layer of the bonding film 320a is formed. The film forming conditions and UV irradiation conditions are as follows. These conditions are examples of forming and activating the PPSi film of about 200 nm.
<PPSi film: plasma polymerization method (or vapor phase film formation method, liquid phase film formation method)>
Vacuum: 1.3 × 10 2 to 1.3 × 10 −2 Pa.
Carrier gas: Ar 1 sccm to 100 sccm.
Raw material: Octamethyltrisiloxane.
Source gas: Octamethyltrisiloxane 10 sccm to 500 sccm.
Frequency: 1 kHz to 100 MHz, power: 0.1 W / cm 2 to 1 W / cm 2 .
Deposition time: about 5 min (film thickness about 200 nm).
UV irradiation: wavelength 150 nm to 300 nm, irradiation time: about 1 min.
ＵＶ照射に用いるＵＶランプは波長が１５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の紫外線が好ましい。ＵＶ照射光量は１ｍＷ／ｃｍ2〜１Ｗ／ｃｍ2程度であるのが好ましい。ＵＶ照射時間は０．５ｍｉｎ〜３０ｍｉｎ程度が好ましい。ＵＶの照射光量、照射時間は、ＰＰＳｉ膜の膜厚に対して、ＵＶ照射が膜厚の全領域に渡って照射されて、ＰＰＳｉ膜の全体が活性化処理されて、接着性及び弾性が発現するのに十分な照射光量、照射時間であればよい。 The UV lamp used for UV irradiation is preferably ultraviolet rays having a wavelength of about 150 nm to 300 nm. The amount of UV irradiation is preferably about 1 mW / cm 2 to 1 W / cm 2 . The UV irradiation time is preferably about 0.5 to 30 minutes. The amount of UV irradiation and the irradiation time are as follows: UV irradiation is applied to the entire thickness of the PPSi film, the entire PPSi film is activated, and adhesion and elasticity are exhibited. It is sufficient that the irradiation light amount and the irradiation time are sufficient for the purpose.
次に、２層目の接合膜を形成する。図３（ｄ）、及び図４（ｅ）〜（ｆ）は、２層目のＰＰＳｉ膜３３０の形成、ＵＶ照射、接合膜３３０ａの形成を示している。図３（ｄ）に示すように、２層目のＰＰＳｉ膜３３０を、プラズマＣＶＤ法等の薄膜形成方法を用い、接合膜３２０ａ上に形成する。形成された２層目のＰＰＳｉ膜３３０に活性化処理としてＵＶ（紫外線）の照射を行い（図４（ｅ））、接合膜３３０ａを形成する（図４（ｆ））。接合膜３３０ａは前述の接合膜３２０ａと同様に接着性と弾性を発現している。図４（ｇ）〜図４（ｉ）は、３層目のＰＰＳｉ膜３４０の形成、ＵＶ照射、接合膜３４０ａの形成を示している。３層目も同様に、ＰＰＳｉ膜３４０を接合膜３３０ａ上に形成し（図４（ｇ））、これにＵＶ照射による活性化処理をして（図４（ｈ））、接合膜３４０ａを形成する（図４（ｉ））。接合膜３４０ａは前述の接合膜３２０ａ，３３０ａと同様に、接着性と弾性を発現している。このようにして、接合膜３２０ａ，３３０ａ，３４０ａから構成される３層構造の接合層３５０を形成する。接合層３５０は、３層構造に限定されるものでなく複数層の構成であればよい。接合層３５０は、基材の表面粗さを接合層で吸収させるに十分な膜厚となるように、２００ｎｍ程度の膜厚の接合膜を積層して形成されてあればよい。 Next, a second-layer bonding film is formed. 3D and 4E to 4F show the formation of the second-layer PPSi film 330, the UV irradiation, and the formation of the bonding film 330a. As shown in FIG. 3D, a second-layer PPSi film 330 is formed on the bonding film 320a by using a thin film forming method such as a plasma CVD method. The second-layer PPSi film 330 thus formed is irradiated with UV (ultraviolet rays) as an activation process (FIG. 4E) to form a bonding film 330a (FIG. 4F). The bonding film 330a exhibits adhesiveness and elasticity similarly to the bonding film 320a described above. 4G to 4I show the formation of the third-layer PPSi film 340, the UV irradiation, and the formation of the bonding film 340a. Similarly, in the third layer, a PPSi film 340 is formed on the bonding film 330a (FIG. 4G), and this is activated by UV irradiation (FIG. 4H) to form the bonding film 340a. (FIG. 4 (i)). The bonding film 340a exhibits adhesiveness and elasticity similarly to the bonding films 320a and 330a described above. In this manner, the bonding layer 350 having a three-layer structure including the bonding films 320a, 330a, and 340a is formed. The bonding layer 350 is not limited to a three-layer structure, and may be a multi-layer structure. The bonding layer 350 may be formed by stacking bonding films having a thickness of about 200 nm so that the surface roughness of the base material is absorbed by the bonding layer.
ＰＰＳｉ膜の膜厚は１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が好ましいが、多層構造を形成するので、各層の膜厚は活性化処理がＰＰＳｉ膜の全域に渡って施され、接着性と弾性を発現させることが可能な膜厚であればよい。各層の膜厚を２００ｎｍ程度とし、ＰＰＳｉ膜を複数の層とした総膜厚が基材の表面粗さを吸収するのに十分な膜厚であればよい。例えば、基材の平均表面粗さが３００ｎｍ程度であれば、ＰＰＳｉ膜の各層を２００ｎｍ程度とした３層構造にして、総膜厚（接合層１５０の膜厚）が６００ｎｍ程度の接合基材を形成する。 The film thickness of the PPSi film is preferably about 1 nm to 1000 nm. However, since a multilayer structure is formed, the film thickness of each layer can be activated over the entire area of the PPSi film to exhibit adhesiveness and elasticity. Any film thickness may be used. The total film thickness with the thickness of each layer being about 200 nm and the PPSi film as a plurality of layers may be sufficient to absorb the surface roughness of the substrate. For example, if the average surface roughness of the base material is about 300 nm, a three-layer structure in which each layer of the PPSi film is about 200 nm, and a bonding base material having a total film thickness (the thickness of the bonding layer 150) of about 600 nm is obtained. Form.
（３）接合体の形成
図６は接合基材と他方の被接合基材を貼り合わせる前後の模式図である。図６（ａ）は貼り合わせ前、図６（ｂ）は貼り合わせ後である。前述の（２）接合層の形成で述べた方法により、基材５１０上に接合膜５２０〜接合膜５４０を積層して接合層５５０が形成された接合基材５０１と他方の被接合基材５６０とを、接合層５５０が他方の被接合基材５６０と接するように重ね合わせ、これらを室温で加圧して貼り合わせる。本実施形態は、例えば、接合基材５０１はインクジェットヘッドに使用されるノズルプレートで、他方の被接合基材５６０はインクジェットヘッドに使用されるキャビティである。図６（ａ）のように接合層５５０が形成されている接合基材５０１と他方の被接合基材５６０を室温で加圧して接合させると、接合基材５０１に形成した接合層５５０は活性化処理によって弾性を発現しているため、弾性変形する。このため、図６（ｂ）のように接合基材５０１と他方の被接合基材５６０の双方に存在する表面粗さを接合層５５０によって吸収することができ、接合面積を広くとることが可能となる。こうして形成した接合基材５０１と他方の被接合基材５６０から成る接合体５７０の接合強度は５０ｋｇｆ／ｃｍ2〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2程度である。
(3) Formation of bonded body FIG. 6 is a schematic diagram before and after bonding a bonded base material and the other bonded base material. FIG. 6A is before bonding, and FIG. 6B is after bonding. The bonding substrate 501 in which the bonding layer 550 is formed by laminating the bonding film 520 to the bonding film 540 on the substrate 510 by the method described in (2) Formation of the bonding layer, and the other bonded substrate 560. Are bonded so that the bonding layer 550 is in contact with the other substrate 560 to be bonded, and these are pressed and bonded at room temperature. In the present embodiment, for example, the bonding substrate 501 is a nozzle plate used for an ink jet head, and the other bonded substrate 560 is a cavity used for an ink jet head. When the joining base material 501 on which the joining layer 550 is formed as shown in FIG. 6A and the other joined base material 560 are joined by pressing at room temperature, the joining layer 550 formed on the joining base material 501 becomes active. Since the elasticity is expressed by the crystallization treatment, it is elastically deformed. For this reason, as shown in FIG. 6B, the surface roughness existing in both the bonding base material 501 and the other base material 560 can be absorbed by the bonding layer 550, and the bonding area can be increased. It becomes. Bonding strength of the bonded body 570 composed of the bonding substrate 501 and the other to be joined substrate 560 thus formed is 50kgf / cm 2 ~100kgf / cm 2 approximately.
このように基材５１０と他の被接合基材５６０の表面粗さを吸収して強固な接合体５７０を形成できるのは、ＰＰＳｉ膜からなる接合膜５２０，５３０，５４０を基材上に複数の層で形成したことによるものである。ＰＰＳｉを単層膜にした１層のみの接合層では基材の表面粗さを吸収するのは困難である。例えば、単層膜で６００ｎｍのＰＰＳｉ膜を形成することは可能であるが、膜厚が６００ｎｍのＰＰＳｉ膜にＵＶ照射による活性化処理を行うと、ＵＶ照射量はＰＰＳｉ膜の表面から基材との界面にかけて減衰していくため、メチル基の脱離量はＰＰＳｉ膜の表面では多いが、基材との界面付近では非常に少なくなる。この結果、接着性と弾性の発現は、ＰＰＳｉ膜表面と基材界面付近とでは大きな差異が生じることとなる。接合させる２つの基材の表面粗さを接合膜で吸収させるには、接合膜と基材との界面までの接合層の全域に渡って弾性が発現されていなければならない。表面が極めて平坦な基材、例えばＳｉウエハから成る基材では、基材の表面粗さが数ｎｍ程度であるため、ＰＰＳｉ膜の膜厚が２００ｎｍ程度の単層膜であっても表面粗さを吸収することができる。しかし、一般の基材、例えば、ノルプレートや振動板のような基材においては、少なくとも数１００ｎｍ程度の表面粗さが存在していることが通常であるため、単層膜で基材の表面粗さを吸収することは困難である。これに対して、本実施形態で示したように、２００ｎｍ程度のＰＰＳｉ膜を形成し、これに活性化処理を施して接合膜を形成する工程を繰り返し、このような接合膜を複数の層にした接合層５５０を形成すれば、総膜厚を例えば６００ｎｍ程度まで厚くしても、最上層の接合膜５４０（最後に積層した層）から最下層の接合膜５２０（１層目）までの接合層５５０の全域に渡って接着性と弾性を発現させることが可能となる。したがって、基材の表面粗さに影響されることなく十分な接合面積を得ることが可能となり、強固な接合体５７０を形成することができる。 In this way, a strong bonded body 570 can be formed by absorbing the surface roughness of the base material 510 and the other base material 560. A plurality of bonding films 520, 530, and 540 made of PPSi film are formed on the base material. It is because it formed with the layer of. It is difficult to absorb the surface roughness of the substrate with only one bonding layer made of PPSi as a single layer film. For example, it is possible to form a PPSi film having a thickness of 600 nm as a single layer film, but when an activation treatment by UV irradiation is performed on a PPSi film having a thickness of 600 nm, the UV irradiation amount is changed from the surface of the PPSi film to the substrate. The amount of desorption of methyl groups is large on the surface of the PPSi film, but is very small near the interface with the substrate. As a result, the adhesiveness and elasticity are greatly different between the PPSi film surface and the vicinity of the substrate interface. In order for the bonding film to absorb the surface roughness of the two substrates to be bonded, elasticity must be developed over the entire bonding layer up to the interface between the bonding film and the substrate. In the case of a substrate having a very flat surface, for example, a substrate made of a Si wafer, the surface roughness of the substrate is about several nanometers. Therefore, even if the PPSi film has a thickness of about 200 nm, the surface roughness Can be absorbed. However, in general base materials, for example, base materials such as nor plates and diaphragms, there is usually a surface roughness of at least several hundreds of nanometers. It is difficult to absorb roughness. On the other hand, as shown in the present embodiment, a process of forming a PPSi film of about 200 nm and applying an activation process thereto to form a bonding film is repeated, and such a bonding film is formed into a plurality of layers. When the bonding layer 550 is formed, the bonding from the uppermost bonding film 540 (the last stacked layer) to the lowermost bonding film 520 (the first layer) is achieved even if the total film thickness is increased to about 600 nm, for example. It becomes possible to develop adhesiveness and elasticity over the entire area of the layer 550. Therefore, a sufficient bonding area can be obtained without being affected by the surface roughness of the substrate, and a strong bonded body 570 can be formed.
また、接合基材５０１と他方の被接合基材５６０の材質が異なる場合、高温で接合させると、これらの熱膨張係数の差により、接合基材５０１と他方の被接合基材５６０とのアライメントにズレが生じる。しかし、本実施形態では室温で接合が可能であるため、熱膨張による位置合わせのズレを抑制し、位置合わせ精度を向上させることができる。 In addition, when the materials of the bonding substrate 501 and the other substrate to be bonded 560 are different, when bonded at a high temperature, the alignment between the bonding substrate 501 and the other substrate to be bonded 560 is caused by the difference in the coefficient of thermal expansion. Deviation occurs. However, in this embodiment, since bonding is possible at room temperature, it is possible to suppress misalignment due to thermal expansion and improve alignment accuracy.
（第２の実施形態）
本発明にかかる接合基材の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態として、ＰＰＳｉ膜からなる接合膜を複数積層して形成した接合基材どうしを貼り合わせて接合体を形成する一形態を示す。図７は接合基材どうしを貼り合わせて形成された接合体の貼り合わせ前後の模式図である。図７（ａ）は貼り合わせ前で、（ｂ）は貼り合わせ後である。（ａ）に示すように、第１の接合基材６０１には、第１の基材６１０に積層された接合膜６１１，６１２，６１３により第１の接合層６２０が形成されている。第２の接合基材６０２には、第２の基材６３０に積層された接合膜６３１，６３２，６３３により第２の接合層６４０が形成されている。例えば、ノズルプレートとキャビティを貼り合せる場合は、第１の基材６１０がノズルプレート、第２の基材６３０がキャビティである。
(Second Embodiment)
2nd Embodiment of the joining base material concerning this invention is described. As a second embodiment, an embodiment in which a bonded body is formed by bonding together bonding substrates formed by stacking a plurality of bonding films made of PPSi films. FIG. 7 is a schematic diagram before and after bonding of a bonded body formed by bonding bonding substrates together. FIG. 7A is before bonding, and FIG. 7B is after bonding. As shown in (a), a first bonding layer 620 is formed on the first bonding substrate 601 by bonding films 611, 612, and 613 laminated on the first substrate 610. A second bonding layer 640 is formed on the second bonding substrate 602 by bonding films 631, 632, and 633 stacked on the second substrate 630. For example, when bonding a nozzle plate and a cavity, the 1st base material 610 is a nozzle plate, and the 2nd base material 630 is a cavity.
第１の基材６１０の接合膜６１１，６１２，６１３と第２の基材６３０の接合膜６３１，６３２，６３３は第１の実施形態で述べた接合層の形成方法と同様の方法で形成する。第１の実施形態では、一方の基材はＰＰＳｉ膜からなる接合層が形成された接合基材と接合層が形成されていない他方の被接合基材との貼り合わせによる接合体であるが、本実施形態では、２つの基材のそれぞれに接合層が形成された接合基材どうしの貼り合わせによる接合体である。 The bonding films 611, 612, and 613 of the first substrate 610 and the bonding films 631, 632, and 633 of the second substrate 630 are formed by the same method as the bonding layer forming method described in the first embodiment. . In the first embodiment, one substrate is a bonded body formed by bonding a bonded substrate formed with a bonding layer made of a PPSi film and the other bonded substrate not formed with a bonding layer, In the present embodiment, the bonded body is a bonded body in which bonded substrates are formed by bonding layers formed on two substrates.
第１の基材６１０に形成した第１の接合層６２０と第２の基材６３０に形成した第２の接合層６４０が互いに接するように重ね合わせて位置合わせ調整をした後に、加圧すると、これらの第１の接合層６２０、第２の接合層６４０の弾性を利用して基材６１０と基材６３０の表面粗さを吸収することができる。接合基材６０１，６０２どうしを加圧接合させると、図７（ｂ）に示すように、２つの接合基材６０１，６０２のそれぞれの面に弾性を発現したＰＰＳｉ膜が形成されているために、これらの第１の接合層６２０、第２の接合層６４０は容易に弾性変形し、接合界面６５０は図の実線で示したように、２つの接合基材６０１，６０２の表面粗さの中間線を描くような曲面を形成して接合面積を広くとることができる。また、それぞれの第１の接合層６２０、第２の接合層６４０に未結合手が存在しているため、接合に寄与する未結合手の生成量は一方の基材のみにしか接合層がない場合（第１の実施形態）よりも２倍程度多くなる。これにより、より強固な接合強度を有する接合体６７０を形成することが可能となる。 When the first bonding layer 620 formed on the first base material 610 and the second bonding layer 640 formed on the second base material 630 are overlapped so as to be in contact with each other and adjusted for alignment, The surface roughness of the base material 610 and the base material 630 can be absorbed by using the elasticity of the first bonding layer 620 and the second bonding layer 640. When the bonding base materials 601 and 602 are pressure-bonded to each other, as shown in FIG. 7B, the PPSi films exhibiting elasticity are formed on the surfaces of the two bonding base materials 601 and 602, respectively. The first bonding layer 620 and the second bonding layer 640 are easily elastically deformed, and the bonding interface 650 is intermediate between the surface roughnesses of the two bonding substrates 601 and 602 as indicated by the solid line in the figure. A curved surface that draws a line can be formed to increase the bonding area. In addition, since unbonded hands exist in each of the first bonding layer 620 and the second bonding layer 640, the amount of unbonded hands that contribute to bonding is only in one base material. It is about twice as large as the case (first embodiment). As a result, it is possible to form a bonded body 670 having stronger bonding strength.
（第３の実施形態）
本発明にかかる接合基材の第３の実施形態を説明する。第３の実施形態として、ＰＰＳｉ膜の複数の層からなる接合膜が基材の全面を覆うように形成された接合基材どうしを貼り合わせて接合体を形成する一形態を示す。図８はＰＰＳｉ膜からなる接合膜が基材の全面を覆うように形成された接合基材どうしを貼り合わせて形成された接合体の貼り合わせ前後の模式図である。図８（ａ）は貼り合わせ前で、図８（ｂ）は貼り合わせ後である。図８（ａ）に示すように、第１の接合基材７０１には、第１の基材７１０に積層された接合膜７１１，７１２，７１３により第１の接合層７２０が形成されている。第１の接合層７２０は、第１の基材７１０を覆うように、表面７１４、側面７１５、裏面７１６のすべての面上に形成されている。第２の接合基材７０２には、第２の基材７３０に積層された接合膜７３１，７３２，７３３により第２の接合層７４０が形成されている。第２の接合層７４０も、第２の基材７３０を覆うように、表面７３４、側面７３５、裏面７３６のすべての面上に形成されている。なお、第１の基材７１０、第２の基材７３０の表面粗さは、それぞれの基材７１０，７３０の表面７１４，７３４のみに図示し、裏面７１６，７３６には図示していない。
(Third embodiment)
3rd Embodiment of the joining base material concerning this invention is described. As a third embodiment, an embodiment in which a bonded body is formed by bonding bonded substrates formed such that a bonding film composed of a plurality of layers of PPSi films covers the entire surface of the substrate is shown. FIG. 8 is a schematic diagram before and after bonding of a bonded body formed by bonding bonded substrates formed so that a bonding film made of a PPSi film covers the entire surface of the substrate. FIG. 8A is before bonding, and FIG. 8B is after bonding. As shown in FIG. 8A, a first bonding layer 720 is formed on the first bonding substrate 701 by bonding films 711, 712, and 713 stacked on the first substrate 710. The first bonding layer 720 is formed on all surfaces of the front surface 714, the side surface 715, and the back surface 716 so as to cover the first base material 710. A second bonding layer 740 is formed on the second bonding substrate 702 by bonding films 731, 732, and 733 stacked on the second substrate 730. The second bonding layer 740 is also formed on all surfaces of the front surface 734, the side surface 735, and the back surface 736 so as to cover the second base material 730. Note that the surface roughness of the first base material 710 and the second base material 730 is shown only on the front surfaces 714 and 734 of the respective base materials 710 and 730 and is not shown on the back surfaces 716 and 736.
ここで、接合層が基材の全面を覆うような接合基材７０１，７０２の形成方法を図５を用いて説明する。図５に示すプラズマ重合法等により基材３１０にＰＰＳｉ膜を形成する。基材３１０をチャンバー４１０の下部電極４１２に接するように設置して成膜すると、ＰＰＳｉ膜はプラズマ４６０の雰囲気に曝されている基材３１０の表面のみに堆積するが、図５の例で示しているように支持ピン４１４を介して基材３１０を設置して成膜すると、基材３１０の全面（表面、裏面、側面）がプラズマ４６０の雰囲気に曝されるため、ＰＰＳｉ膜は基材３１０の全面を覆うように形成される。ＰＰＳｉ膜の活性化処理、複数の層の形成方法は、前述の第１の実施形態で述べた方法と同様である。 Here, a method of forming the bonding base materials 701 and 702 in which the bonding layer covers the entire surface of the base material will be described with reference to FIG. A PPSi film is formed on the substrate 310 by the plasma polymerization method shown in FIG. When the base material 310 is placed in contact with the lower electrode 412 of the chamber 410 to form a film, the PPSi film is deposited only on the surface of the base material 310 that is exposed to the atmosphere of the plasma 460, as shown in the example of FIG. When the base material 310 is placed through the support pins 414 to form a film, the entire surface (front surface, back surface, side surface) of the base material 310 is exposed to the atmosphere of the plasma 460, so that the PPSi film is the base material 310. It is formed so as to cover the entire surface. The activation process of the PPSi film and the method of forming a plurality of layers are the same as those described in the first embodiment.
このようにして形成された第１の接合基材７０１と第２の接合基材７０２を、第１の接合層７２０の表面７１４と、第２の接合層７４０の表面７３４とが互いに接するように重ね合わせて位置合わせ調整した後に、第１の基材７１０の裏面７１６側および第２の基材７３０の裏面７３６側から加圧する。このように加圧すると、両基材の接合層７２０，７４０は接着性と弾性を発現しているため、図８（ｂ）に示すように、第１の接合層７２０の表面７１４上の部分と第２の接合層７４０の表面７３４上の部分は容易に弾性変形し、接合界面７５０は図８（ｂ）の実線で示したように、それぞれの基材７１０，７３０の表面粗さのほぼ中間線を描くような曲面を形成して接合面積を広くとることができるため、強固な接合強度を有する接合体７７０を形成することができる。 The first bonding base material 701 and the second bonding base material 702 thus formed are so arranged that the surface 714 of the first bonding layer 720 and the surface 734 of the second bonding layer 740 are in contact with each other. After the overlapping and alignment adjustment, pressure is applied from the back surface 716 side of the first base material 710 and the back surface 736 side of the second base material 730. When the pressure is applied in this manner, the bonding layers 720 and 740 of both base materials exhibit adhesiveness and elasticity. Therefore, as shown in FIG. 8B, a portion on the surface 714 of the first bonding layer 720 And the portion on the surface 734 of the second bonding layer 740 is easily elastically deformed, and the bonding interface 750 is substantially equal to the surface roughness of the respective base materials 710 and 730 as shown by the solid line in FIG. Since a curved surface that draws an intermediate line can be formed to increase a bonding area, a bonded body 770 having strong bonding strength can be formed.
また、接合層７２０，７４０はそれぞれの基材７１０，７３０を覆うように形成されているため、これらの基材からなる接合体７７０が薬液と直接接する箇所に使用される場合、接合層７２０，７４０は耐薬液の保護膜としても機能する。例えば、第１の基材７１０はキャビティ、第２の基材７３０は振動板とすると、接合層７２０，７４０がキャビティと振動板を覆うように形成されているため、インク等の溶剤がキャビティや振動板に直接接しない構造にできる。従来は耐薬液性を確保するために、基材を耐薬液性を有する材質にしたり、別途、基材上に保護膜を形成する等の手段が講じられていたが、本実施形態によれば、基材の材質によらず、ＰＰＳｉ膜が接合膜及び耐薬液性の保護膜としての機能を兼ねる効果を奏する。 In addition, since the bonding layers 720 and 740 are formed so as to cover the respective base materials 710 and 730, when the bonded body 770 made of these base materials is used in a place in direct contact with the chemical solution, 740 also functions as a protective film for the chemical resistant solution. For example, when the first base 710 is a cavity and the second base 730 is a diaphragm, the bonding layers 720 and 740 are formed so as to cover the cavity and the diaphragm. A structure that does not directly contact the diaphragm can be achieved. Conventionally, in order to ensure chemical resistance, means such as making the base material a material having chemical resistance or separately forming a protective film on the base have been taken. Regardless of the material of the substrate, the PPSi film has the effect of serving as a bonding film and a chemical-resistant protective film.
以下に実施例として、吐出ヘッドの一例としてのインクジェットヘッドに適用した例を示す。 As an example, an example applied to an ink jet head as an example of an ejection head will be described below.
図９に本実施例１としてのインクジェットヘッドの構成を模式的に示す。インクジェットヘッド８００は、ケースヘッド８１０、圧電素子８２０、振動板８３０、キャビティ８４０、ノズルプレート８５０の各基材から構成されている。また、振動板８３０は、ＳＵＳプレート８３１と樹脂膜８３２（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド））とが重ねられて構成されている。そして、これら構成要素の各基材は、それぞれが接合されてインクジェットヘッド８００となっている。すなわち、ケースヘッド８１０と振動板８３０の間、圧電素子８２０と振動板８３０の間、ＳＵＳプレート８３１と樹脂膜８３２との間（この２つが接合されて振動板８３０が構成される）、振動板８３０とキャビティ８４０との間、キャビティ８４０とノズルプレート８５０との間が接合されている。このインクジェットヘッド８００において、インクは、ケースヘッド８１０の上方からインクジェットヘッド８００内に入り、振動板８３０を通って、キャビティ８４０内に貯められる。インクジェットヘッド８００は、圧電素子８２０の変位振動によりキャビティ８４０内の圧力を変化させて、キャビティ８４０内に貯められたインクをノズル孔８５１を経由して紙等のメディアに吐出する。 FIG. 9 schematically shows the configuration of the inkjet head as the first embodiment. The ink jet head 800 includes base materials of a case head 810, a piezoelectric element 820, a diaphragm 830, a cavity 840, and a nozzle plate 850. The diaphragm 830 is configured by superposing a SUS plate 831 and a resin film 832 (for example, PPS (polyphenyl sulfide)). The base materials of these constituent elements are joined to form an ink jet head 800. That is, between the case head 810 and the diaphragm 830, between the piezoelectric element 820 and the diaphragm 830, between the SUS plate 831 and the resin film 832 (the two are joined to form the diaphragm 830), the diaphragm Between 830 and the cavity 840, the cavity 840 and the nozzle plate 850 are joined. In the inkjet head 800, the ink enters the inkjet head 800 from above the case head 810, passes through the diaphragm 830, and is stored in the cavity 840. The inkjet head 800 changes the pressure in the cavity 840 by the displacement vibration of the piezoelectric element 820, and discharges the ink stored in the cavity 840 to a medium such as paper via the nozzle hole 851.
本実施例１は、図６を用いて説明したＰＰＳｉ膜を形成した接合基材と他方の被接合基材からなる接合体５７０を用いたインクジェットヘッド８００である。図９に示すように、ノズルプレート８５０上にそれぞれに活性化処理を施した複数のＰＰＳｉ膜からなる接合層８５２を形成し、同様に振動板８３０の表裏面上にもそれぞれに活性化処理を施した複数のＰＰＳｉ膜からなる接合層８４１，８３３を形成して、それぞれを接合基材とする。なお、振動板８３０を構成するＳＵＳプレート８３１と樹脂膜８３２との接合も、ＳＵＳプレート８３１上に形成され活性化処理を施した複数のＰＰＳｉ膜からなる接合層８３４によって行われている。接合基材であるノズルプレート８５０、振動板８３０と、他方の被接合基材としてのケースヘッド８１０、圧電素子８２０、キャビティ８４０を接合させてインクジェットヘッド８００を構成する。 The first embodiment is an ink-jet head 800 using a bonded body 570 composed of a bonded base material on which a PPSi film described with reference to FIG. 6 is formed and the other bonded base material. As shown in FIG. 9, bonding layers 852 made of a plurality of PPSi films each subjected to activation treatment are formed on the nozzle plate 850, and similarly, activation treatment is performed on the front and back surfaces of the diaphragm 830. Bonding layers 841 and 833 made of a plurality of applied PPSi films are formed, and each is used as a bonding substrate. Note that the SUS plate 831 and the resin film 832 constituting the vibration plate 830 are also bonded by the bonding layer 834 formed of a plurality of PPSi films formed on the SUS plate 831 and subjected to activation treatment. The inkjet plate 800 is configured by bonding the nozzle plate 850 and the vibration plate 830 which are bonding substrates, and the case head 810, the piezoelectric element 820, and the cavity 840 as the other bonded substrates.
それぞれの接合層８３３，８３４，８４１，８５２の形成方法、接合体の形成方法は第１の実施形態で述べた方法と同様である。基材表面の清浄化は、プラズマ処理やＵＶ照射処理で行う。樹脂膜８３２の表面の清浄化はプラズマ処理法で行うのが好ましい。樹脂膜８３２の表面の清浄化は、ＰＰＳ表面の清浄化になるため、ＵＶ照射処理で表面清浄化を行うと、樹脂成分が分解するが、プラズマ処理法では樹脂成分が分解しないためである。 また、ノズルプレート８５０や振動板８３０とキャビティ８４０の接合において、高い位置合わせ精度を要求されることがなく、むしろより強固な接合強度のみを要求される場合には、加圧する際に、加熱またはＵＶ照射を付加することでさらに強固に接合させることもできる。以下に接着工程の条件を示す。
加圧：１ＭＰａ〜５ＭＰａ、１０ｓｅｃ〜３０ｍｉｎ。
加熱：２５℃〜１００℃、１ｍｉｎ〜３０ｍｉｎ。
ＵＶ照射：波長１５０ｎｍ〜３００ｎｍ、１ｍｉｎ程度。
The method for forming the bonding layers 833, 834, 841, 852 and the method for forming the bonded body are the same as those described in the first embodiment. The substrate surface is cleaned by plasma treatment or UV irradiation treatment. The surface of the resin film 832 is preferably cleaned by a plasma treatment method. This is because the cleaning of the surface of the resin film 832 results in the cleaning of the surface of the PPS. Therefore, when the surface cleaning is performed by UV irradiation treatment, the resin component is decomposed, but the resin component is not decomposed by the plasma processing method. In addition, when the nozzle plate 850 or the diaphragm 830 and the cavity 840 are not required to have high alignment accuracy, rather, only a stronger bonding strength is required, By adding UV irradiation, it is also possible to bond more firmly. The conditions for the bonding process are shown below.
Pressurization: 1 MPa to 5 MPa, 10 sec to 30 min.
Heating: 25 ° C. to 100 ° C., 1 min to 30 min.
UV irradiation: Wavelength 150 nm to 300 nm, about 1 min.
こうして形成したノズルプレート８５０とキャビティ８４０の接合強度は５０ｋｇｆ／ｃｍ2〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2程度である。振動板８３０とキャビティ８４０の接合強度も同程度である。本実施例１によれば、ノズルプレート８５０、キャビティ８４０、振動板８３０の表面粗さを接合層８３３，８３４，８４１，８５２で吸収した強固な接合体を得ることができる。また、本実施例１では、インクジェットヘッドの接着工程おいて、接着剤を用いる方法や固体接合法のように熱プロセスを用いる必要がないため、室温での接合が可能である。これにより、熱プロセスに起因する位置合わせのズレを抑制することができる。さらに、従来の接着剤を使用した接着工程では、位置合わせ調整、仮固定、本硬化時間等を合わせて数時間〜数１０時間程度の長時間を必要としていたが、本実施例１のようにすれば短時間での接合が可能となり、生産性が大きく向上する。また、接合基材としてのノズルプレート８５０、振動板８３０と被接合基材としてのキャビティ８４０を一括して加圧接合させることも可能である。このようにすれば、より一層の生産性向上となる。 Bonding strength of the nozzle plate 850 and the cavity 840 thus formed is 50kgf / cm 2 ~100kgf / cm 2 approximately. The bonding strength between the diaphragm 830 and the cavity 840 is also similar. According to the first embodiment, it is possible to obtain a strong bonded body in which the surface roughness of the nozzle plate 850, the cavity 840, and the diaphragm 830 is absorbed by the bonding layers 833, 834, 841, and 852. Further, in the first embodiment, since it is not necessary to use a thermal process in the bonding process of the ink jet head unlike the method using an adhesive or the solid bonding method, bonding at room temperature is possible. Thereby, the shift | offset | difference of the alignment resulting from a thermal process can be suppressed. Furthermore, in the bonding process using the conventional adhesive, a long time of about several hours to several tens of hours is required in combination with alignment adjustment, temporary fixing, main curing time, and the like. As a result, bonding in a short time becomes possible, and productivity is greatly improved. In addition, the nozzle plate 850 and the vibration plate 830 as the bonding base material and the cavity 840 as the bonding base material can be pressure bonded together. In this way, the productivity is further improved.
本実施例２は、図７を用いて説明したＰＰＳｉ膜を形成した接合基材どうしからなる接合体６７０を用いたインクジェットヘッドである。ヘッドの構成要素は実施例１と同様に、ケースヘッド８１０、圧電素子８２０、振動板８３０、キャビティ８４０、ノズルプレート８５０の各基材から構成されているが、キャビティ８４０も接合基材としている点が実施例１の構成と異なる。図９において、ノズルプレート８５０、キャビティ８４０、振動板８３０のそれぞれに複数の活性化処理を施したＰＰＳｉ膜からなる接合層を形成し、それぞれを接合基材とする。例えば、接合層８５２は、ノズルプレート８５０に形成された接合層（図示せず）とキャビティ８４０に形成された接合層（図示せず）が貼り合わされて接合層８５２となっている。図７における、第１の基材６１０が図９のノズルプレート８５０であり、同じく第２の基材６３０がキャビティ８４０に該当する。これらの基材に形成した第１の接合層６２０と第２の接合層６４０が互いに接するように重ね合わせて加圧接合すると、これらの第１の接合層６２０、第２の接合層６４０の弾性を利用して第１の基材６１０と第２の基材６３０の表面粗さを吸収して接合することができる。なお、接合層８３３，８３４，８４１，８５２の形成方法、接合体の形成方法は第２の実施形態で述べた方法と同様である。 Example 2 is an ink jet head using a joined body 670 composed of joined base materials on which PPSi films described with reference to FIG. 7 are formed. The components of the head are composed of base materials of the case head 810, the piezoelectric element 820, the vibration plate 830, the cavity 840, and the nozzle plate 850, as in the first embodiment, but the cavity 840 is also used as a joining base material. However, the configuration is different from that of the first embodiment. In FIG. 9, a bonding layer made of a PPSi film subjected to a plurality of activation treatments is formed on each of the nozzle plate 850, the cavity 840, and the diaphragm 830, and each is used as a bonding substrate. For example, the bonding layer 852 is formed by bonding a bonding layer (not shown) formed on the nozzle plate 850 and a bonding layer (not shown) formed on the cavity 840 to form the bonding layer 852. In FIG. 7, the first base 610 is the nozzle plate 850 of FIG. 9, and the second base 630 similarly corresponds to the cavity 840. When the first bonding layer 620 and the second bonding layer 640 formed on these base materials are overlapped and press bonded so as to be in contact with each other, the elasticity of the first bonding layer 620 and the second bonding layer 640 is obtained. The surface roughness of the first base material 610 and the second base material 630 can be absorbed and bonded together. Note that the method for forming the bonding layers 833, 834, 841, and 852 and the method for forming the bonded body are the same as those described in the second embodiment.
本実施例２によれば、２つの基材それぞれの接合層に未結合手が存在しているため、接合に寄与する未結合手の生成量は一方の基材のみにしか接合層がない場合よりも２倍程度多くなる。これにより、ノズルプレート８５０とキャビティ８４０、あるいは振動板８３０とキャビティ８４０を、より強固な接合強度で接合させることができる。このようにインクジェットヘッド８００を構成する各基材をより強固に接合することが可能となるため、インクジェットヘッド８００の耐久性が向上する。 According to the second embodiment, since unbonded hands are present in the bonding layers of the two base materials, the amount of unbonded hands that contribute to the bonding is the case where the bonding layer is present only on one of the base materials. About twice as much. Thereby, the nozzle plate 850 and the cavity 840 or the vibration plate 830 and the cavity 840 can be bonded with stronger bonding strength. Thus, since it becomes possible to join each base material which comprises the inkjet head 800 more firmly, durability of the inkjet head 800 improves.
図１０に本実施例３のインクジェットヘッドの構成を模式的に示す。インクジェットヘッド９００はケースヘッド９１０、圧電素子９２０、振動板９３０、キャビティ９４０、ノズルプレート９５０の各基材から構成されている。そして、これら構成要素の各基材は、それぞれが接合されてインクジェットヘッド９００となっている。すなわち、ケースヘッド９１０と振動板９３０の間、圧電素子９２０と振動板９３０の間、振動板９３０とキャビティ９４０との間、キャビティ９４０とノズルプレート９５０との間が接合されている。 FIG. 10 schematically shows the configuration of the inkjet head of the third embodiment. The ink jet head 900 is composed of base materials of a case head 910, a piezoelectric element 920, a vibration plate 930, a cavity 940, and a nozzle plate 950. The base materials of these constituent elements are joined to form an ink jet head 900. That is, the case head 910 and the diaphragm 930, the piezoelectric element 920 and the diaphragm 930, the diaphragm 930 and the cavity 940, and the cavity 940 and the nozzle plate 950 are joined.
本実施例３は、振動板９３０とキャビティ９４０を、図８を用いて説明した接合膜が基材の全面を覆うように形成した接合基材どうしの接合体７７０としたインクジェットヘッド９００である。図１０に示すように、振動板９３０上にそれぞれ活性化処理を施した複数のＰＰＳｉ膜からなる接合層９３１が振動板９３０の全面を覆うように形成し、同様にキャビティ９４０上にもそれぞれ活性化処理を施した複数のＰＰＳｉ膜からなる接合層９４１がキャビティ９４０の全面を覆うように形成する。ノズルプレート９５０には撥水性の薄膜がコートされている（図示せず）。インクジェットヘッド９００において、インクは、ケースヘッド９１０を通って、キャビティ９４０内に入り、ノズルプレート９５０のノズル孔９５１から吐出されるような経路をたどる。接合層９３１，９４１は、それぞれ振動板９３０、キャビティ９４０の全面を覆うように形成されているため、振動板９３０とキャビティ９４０がインクと直接接していない構造となっている。なお、接合層９３１，９４１の形成方法、接合体の形成方法は第３の実施形態で述べた方法と同様である。 The third embodiment is an inkjet head 900 in which a vibration plate 930 and a cavity 940 are formed as a bonded body 770 between bonded substrates formed so that the bonding film described with reference to FIG. 8 covers the entire surface of the substrate. As shown in FIG. 10, a bonding layer 931 made of a plurality of PPSi films each subjected to activation treatment is formed on the vibration plate 930 so as to cover the entire surface of the vibration plate 930, and similarly activated on the cavity 940. A bonding layer 941 made of a plurality of PPSi films subjected to the crystallization treatment is formed so as to cover the entire surface of the cavity 940. The nozzle plate 950 is coated with a water-repellent thin film (not shown). In the inkjet head 900, the ink passes through the case head 910, enters the cavity 940, and follows a path that is ejected from the nozzle hole 951 of the nozzle plate 950. Since the bonding layers 931 and 941 are formed so as to cover the entire surfaces of the diaphragm 930 and the cavity 940, respectively, the diaphragm 930 and the cavity 940 are not in direct contact with ink. Note that the method for forming the bonding layers 931 and 941 and the method for forming the bonded body are the same as those described in the third embodiment.
このようにして形成されたインクジェットヘッドにおいて、振動板９３０に形成した接合層９３１と、キャビティ９４０に形成した接合層９４１は接合膜として機能するだけではなく、振動板９３０、キャビティ９４０の耐薬液への保護膜としても機能する。このため、従来はヘッドの耐薬液性を確保するために、キャビティ等の基材を耐薬液性を有する材質にしたり、基材上に酸化シリコン等の保護膜を形成する等の手段が講じられていたが、本実施例３によれば、ヘッドに使用される基材の材質によらず、ＰＰＳｉ膜が接合膜及びインク等の薬液保護膜としての機能を兼ねる効果を奏する。このような接合体で構成されたインクジェットヘッド９００を用いれば、高品位で耐久性に優れた液滴吐出装置を提供することができる。 In the ink jet head thus formed, the bonding layer 931 formed on the vibration plate 930 and the bonding layer 941 formed on the cavity 940 not only function as a bonding film, but also to the chemical solution of the vibration plate 930 and the cavity 940. It also functions as a protective film. For this reason, conventionally, in order to ensure the chemical resistance of the head, means such as making the base material such as the cavity into a chemical-resistant material or forming a protective film such as silicon oxide on the base material have been taken. However, according to the third embodiment, regardless of the material of the base material used for the head, the PPSi film has an effect of functioning as a bonding film and a protective film for chemicals such as ink. By using the ink jet head 900 composed of such a bonded body, it is possible to provide a droplet discharge device having high quality and excellent durability.
１００…接合基材、１１０，３１０，５１０，５６０…基材、１１０ａ…表面粗さ、１１１…凹部、１１２…凸部、１１３…段差部、１１４，３１１…一面、１１５…他面、１２０，１３０，１４０，３２０ａ，３３０ａ，３４０ａ，５２０，５３０，５４０，６１１，６１２，６１３，６３１，６３２，６３３，７１１，７１２，７１３，７３１，７３２，７３３…接合膜、１５０，３５０，５５０，８３３，８３４，８４１，８５２，９３１，９４１…接合層、２００…Ｓｉ骨格、２１０…Ｓｉ−Ｏ結合、２２０…メチル基、３２０，３３０，３４０…薄膜（ＰＰＳｉ膜）、４００…プラズマＣＶＤ装置、４１０…チャンバー、４１１…上部電極、４１２…下部電極、４１３…ヒータ、４１４…支持ピン、４２１…交流電源、４３０…キャリアガス、４３１…原料ガス、４３２…気化装置、６０１，７０１…第１の接合基材、６０２，７０２…第２の接合基材、６１０，７１０…第１の基材、６２０，７２０…第１の接合層、６３０，７３０…第２の基材、６４０，７４０…第２の接合層、６５０，７５０…接合界面、７１４…表面、７１５…側面、７１６…裏面、７３４…表面、７３５…側面、７３６…裏面、８００，９００…インクジェットヘッド、８１０，９１０…ケースヘッド、８２０，９２０…圧電素子、８３０，９３０…振動板、８３１…ＳＵＳプレート、８３２…樹脂膜、８４０，９４０…キャビティ、８５０，９５０…ノズルプレート、８５１，９５１…ノズル孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Bonding base material, 110, 310, 510, 560 ... Base material, 110a ... Surface roughness, 111 ... Concave part, 112 ... Convex part, 113 ... Step part, 114, 311 ... One side, 115 ... Other side, 120, 130, 140, 320a, 330a, 340a, 520, 530, 540, 611, 612, 613, 631, 632, 633, 711, 712, 713, 731, 732, 733 ... bonding film, 150, 350, 550, 833 , 834, 841, 852, 931, 941 ... bonding layer, 200 ... Si skeleton, 210 ... Si-O bond, 220 ... methyl group, 320, 330, 340 ... thin film (PPSi film), 400 ... plasma CVD apparatus, 410 ... chamber, 411 ... upper electrode, 412 ... lower electrode, 413 ... heater, 414 ... support pin, 421 ... AC power supply, 430 ... key Rear gas, 431 ... Raw material gas, 432 ... Vaporizer, 601, 701 ... First joining substrate, 602, 702 ... Second joining substrate, 610, 710 ... First substrate, 620, 720 ... First , 730,..., Second substrate, 640, 740, second bonding layer, 650, 750, bonding interface, 714, surface, 715, side surface, 716, back surface, 734, surface, 735, side surface. , 736 ... back surface, 800, 900 ... inkjet head, 810, 910 ... case head, 820, 920 ... piezoelectric element, 830, 930 ... diaphragm, 831 ... SUS plate, 832 ... resin film, 840, 940 ... cavity, 850 950 ... Nozzle plate, 851, 951 ... Nozzle holes.
Claims (9)
前記基材上に形成された接合層とを有し、
前記接合層は、シロキサン結合と脱離基とを含む薄膜に活性化処理を施して前記脱離基を脱離させた接合膜を複数重ねて形成されていることを特徴とする接合基材。 A substrate;
A bonding layer formed on the substrate;
The bonding substrate is formed by stacking a plurality of bonding films obtained by activating a thin film containing a siloxane bond and a leaving group to remove the leaving group.
前記接合膜を前記基材上に重ねて設け、前記接合層を形成することを特徴とする接合基材の製造方法。 A base material and a bonding layer formed on the base material, wherein the bonding layer has activated the thin film containing a siloxane bond and a leaving group to release the leaving group. A method for manufacturing a bonding substrate formed by stacking a plurality of bonding films,
A method for producing a bonded base material, wherein the bonding film is provided on the base material so as to form the bonding layer.
前記接合基材の前記接合層と、他方の接合基材の前記接合層とが接するように加圧して貼り合わせることを特徴とする接合体の製造方法。 The substrate has a base material and a bonding layer formed on the base material, and the bonding layer has activated the thin film containing a siloxane bond and a leaving group to release the leaving group. Using a bonding substrate formed by stacking multiple bonding films,
A method for producing a joined body, wherein the joining layer of the joining base material and the joining layer of the other joining base material are pressed and bonded so as to contact each other.
前記接合膜が、第２の基材上に複数重ねて設けられた第２の接合層を有する第２の接合基材とを用い、
前記第１の接合層と前記第２の接合層とが接するように加圧して貼り合わせることを特徴とする接合体の製造方法。 A bonding film obtained by activating a thin film containing a siloxane bond and a leaving group to release the leaving group has a first bonding layer provided in a plurality of layers on the first substrate. A first bonding substrate;
Using the second bonding substrate, wherein the bonding film has a second bonding layer provided in a plurality of layers on the second substrate,
A method for manufacturing a bonded body, wherein the first bonding layer and the second bonding layer are pressed and bonded so as to be in contact with each other.
前記基材上に形成された接合層とを有し、
前記接合層は、シロキサン結合と脱離基とを含む薄膜に活性化処理を施して前記脱離基を脱離させた接合膜を複数重ねて形成された接合基材を用い、
前記接合基材を含む接合体を少なくとも一つ含んだ吐出ヘッドを有することを特徴とする液滴吐出装置。 A substrate;
A bonding layer formed on the substrate;
The bonding layer uses a bonding substrate formed by stacking a plurality of bonding films obtained by activating the thin film containing a siloxane bond and a leaving group to remove the leaving group,
A droplet discharge apparatus comprising: a discharge head including at least one bonded body including the bonding substrate.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012091353A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Fujifilm Corp | Method of forming water repelling film, water repelling film, and nozzle plate of inkjet head |
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