JP2011088311A - Method of manufacturing actuator and method of manufacturing liquid ejection head - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an actuator of high reliability. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the actuator includes steps of: removing at least a part of a coating layer 130 located above a first area 125 to form a first opening 150, and also, removing at least a part of the coating layer 130 located above a second area 127 to form a second opening 152; depositing a first metal layer 142 located above the first and second areas 125 and 127 and on the covering layer 130; depositing a second metal layer 144 on the first metal layer 142; patterning the first metal layer 142 and the second metal layer 144 to form a lead wire 140 which electrically connects to a second conductive layer 146 through the second opening 152; and removing the second metal layer 144 deposited above the first area 125 to form a third conductive layer 128. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエーターの製造方法および液体噴射ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to an actuator manufacturing method and a liquid jet head manufacturing method.

インクジェットプリンター等の液体噴射装置において、例えば、インク等の液滴を噴射するために、アクチュエーターを備えた液体噴射ヘッドが用いられている。このような液体噴射ヘッドは、駆動信号等によって圧電素子の圧電体層を変形させることによって、アクチュエーターの下方に形成された圧力室内の圧力を変化させることができる。これにより、ノズル孔から圧力室内に供給されたインク等の液滴を噴射させることができる。   In a liquid ejecting apparatus such as an ink jet printer, for example, a liquid ejecting head including an actuator is used to eject a droplet such as ink. Such a liquid jet head can change the pressure in the pressure chamber formed below the actuator by deforming the piezoelectric layer of the piezoelectric element by a drive signal or the like. Thereby, droplets of ink or the like supplied from the nozzle hole into the pressure chamber can be ejected.

このような圧電素子を備えたアクチュエーターでは、例えば、湿気等により劣化してしまう圧電体層を保護するために、圧電素子の上部電極の上面および圧電体層の側面を覆う酸化アルミニウム等からなる保護膜を有する圧電素子が用いられる。しかしながら、このような保護膜を有する圧電素子では、保護膜が圧電体層の変形を妨げるため、インク等の吐出特性が損なわれてしまう場合がある。したがって、例えば、特許文献1では、上部電極の上面上の保護膜に開口部を形成して、圧電体層の変形の規制を緩和している。   In an actuator including such a piezoelectric element, for example, in order to protect a piezoelectric layer that deteriorates due to moisture or the like, a protection made of aluminum oxide or the like covering the upper surface of the upper electrode and the side surface of the piezoelectric layer of the piezoelectric element. A piezoelectric element having a film is used. However, in a piezoelectric element having such a protective film, since the protective film prevents deformation of the piezoelectric layer, the ejection characteristics of ink or the like may be impaired. Therefore, for example, in Patent Document 1, an opening is formed in the protective film on the upper surface of the upper electrode to relax the restriction on the deformation of the piezoelectric layer.

しかしながら、このような保護膜に開口部を有する圧電素子では、その製造工程において、保護膜に開口部を形成することにより、上部電極がオーバーエッチングされてしまう場合がある。一般に圧電素子では、上部電極に白金やイリジウムのような貴金属が用いられているが、コストダウンのために上部電極は薄いことが望ましい。このような薄い上部電極においては、上部電極上に保護膜を形成した時、開口部でのオーバーエッチングの影響が大きく、この開口部で上部電極がさらに薄くなることで高抵抗になったり、極端な場合、上部電極が断線してしまったりすることがある。したがって、圧電素子の信頼性が低下してしまうという問題がある。   However, in such a piezoelectric element having an opening in the protective film, the upper electrode may be over-etched by forming the opening in the protective film in the manufacturing process. In general, in the piezoelectric element, a noble metal such as platinum or iridium is used for the upper electrode, but it is desirable that the upper electrode is thin in order to reduce the cost. In such a thin upper electrode, when a protective film is formed on the upper electrode, the influence of over-etching at the opening is large, and the upper electrode becomes thinner at this opening, resulting in high resistance or extreme In such a case, the upper electrode may be disconnected. Therefore, there is a problem that the reliability of the piezoelectric element is lowered.

特開2007−276384号公報JP 2007-276384 A

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、信頼性の高いアクチュエーターを製造する方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、上述のアクチュエーターの製造方法を含む液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。   One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a method of manufacturing a reliable actuator. Another object of some aspects of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid ejecting head including the above-described method of manufacturing an actuator.

本発明に係るアクチュエーターの製造方法は、
基板の上方に振動板を形成する工程と、
前記振動板の上方に第1導電層を形成する工程と、
前記第1導電層を覆う圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に、前記圧電体層の厚み方向から見て、前記第1導電層と重なる第1領域と、前記第1導電層とは重ならない第2領域と、を有する第2導電層を形成する工程と、
前記圧電体層の側方と、前記第2導電層の側方および上方と、に被覆層を成膜する工程と、
前記第1領域の上方の少なくとも一部における前記被覆層を除去して第1開口部を形成し、かつ前記第2領域の上方の少なくとも一部における前記被覆層を除去して第2開口部を形成する工程と、
前記第1領域の上方、前記第2領域の上方、および前記被覆層の上方に第1金属層を成膜する工程と、
前記第1金属層の上方に第2金属層を成膜する工程と、
前記第1金属層および前記第2金属層をパターニングして、前記第2開口部を介して前記第2導電層と電気的に接続するリード配線を形成する工程と、
前記第1領域の上方に成膜された前記第2金属層を除去して第3導電層を形成する工程と、
を含む。
The method for manufacturing an actuator according to the present invention includes:
Forming a diaphragm above the substrate;
Forming a first conductive layer above the diaphragm;
Forming a piezoelectric layer covering the first conductive layer;
A second conductive layer having a first region that overlaps the first conductive layer and a second region that does not overlap the first conductive layer when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer above the piezoelectric layer. Forming a layer;
Forming a coating layer on the side of the piezoelectric layer, on the side and above the second conductive layer;
The covering layer in at least a part above the first region is removed to form a first opening, and the covering layer in at least a part above the second region is removed to form a second opening. Forming, and
Depositing a first metal layer above the first region, above the second region, and above the coating layer;
Forming a second metal layer above the first metal layer;
Patterning the first metal layer and the second metal layer to form a lead wiring electrically connected to the second conductive layer through the second opening;
Removing the second metal layer deposited above the first region to form a third conductive layer;
including.

このようなアクチュエーターの製造方法によれば、前記第1領域の上方に前記第3導電層が形成されるため、信頼性の高いアクチュエーターを得ることができる。   According to such an actuator manufacturing method, since the third conductive layer is formed above the first region, a highly reliable actuator can be obtained.

本発明に係るアクチュエーターの製造方法において、
前記第1金属層は、少なくともニッケル−クロム合金を含む層であり、
前記第2金属層は、少なくとも金を含む層であることができる。
In the manufacturing method of the actuator according to the present invention,
The first metal layer is a layer containing at least a nickel-chromium alloy,
The second metal layer may be a layer containing at least gold.

このようなアクチュエーターの製造方法によれば、前記第1金属層を前記第2金属層を密着させるための層として機能させることができ、前記第2金属層が高い導電性を有することができる。   According to such an actuator manufacturing method, the first metal layer can function as a layer for bringing the second metal layer into close contact, and the second metal layer can have high conductivity.

本発明に係るアクチュエーターの製造方法において、
前記第2金属層を除去して前記第3導電層を形成する工程は、ウエットエッチングによって行われることができる。
In the manufacturing method of the actuator according to the present invention,
The step of forming the third conductive layer by removing the second metal layer may be performed by wet etching.

このようなアクチュエーターの製造方法によれば、前記第2金属層を選択的に除去することができる。   According to such an actuator manufacturing method, the second metal layer can be selectively removed.

本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
本発明に係るアクチュエーターを形成する工程と、
ノズル孔と連通し、前記アクチュエーターの動作によって容積が変化する圧力室を有する流路形成板を形成する工程と、
を含む。
A method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention includes:
Forming an actuator according to the present invention;
Forming a flow path forming plate in communication with the nozzle hole and having a pressure chamber whose volume is changed by the operation of the actuator;
including.

このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、本発明に係るアクチュエーターの製造方法を含むため、信頼性の高い液体噴射ヘッドを得ることができる。   According to such a method for manufacturing a liquid jet head, since the method for manufacturing an actuator according to the present invention is included, a highly reliable liquid jet head can be obtained.

本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating the liquid ejecting head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。FIG. 3 is a plan view schematically showing a main part of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a main part of the liquid ejecting head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a main part of the liquid ejecting head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment. 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the liquid jet head according to the embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

1. アクチュエーターおよび液体噴射ヘッド
まず、本実施形態に係るアクチュエーター100および液体噴射ヘッド1000について説明する。ここでは、アクチュエーター100の例として、アクチュエーター100を液体噴射ヘッド1000に用いた場合について説明する。なお、アクチュエーター100の用途は、液体噴射ヘッドに限定されない。
1. Actuator and Liquid Ejecting Head First, the actuator 100 and the liquid ejecting head 1000 according to the present embodiment will be described. Here, a case where the actuator 100 is used in the liquid ejecting head 1000 will be described as an example of the actuator 100. The application of the actuator 100 is not limited to the liquid ejecting head.

図1は、本実施形態に係るアクチュエーター100を用いた液体噴射ヘッド1000を模式的に示す分解斜視図である。図2は、液体噴射ヘッド1000の要部である流路形成板10、アクチュエーター100を模式的に示す平面図である。図3は、図2のIII−III線断面図である。図4は、図2のIV−IV線断面図である。   FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a liquid jet head 1000 using the actuator 100 according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view schematically showing the flow path forming plate 10 and the actuator 100 which are the main parts of the liquid jet head 1000. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.

液体噴射ヘッド1000は、図1から図4に示すように、アクチュエーター100と、圧力室11を有する流路形成板10と、ノズル孔21を有するノズル板20と、を含む。液体噴射ヘッド1000は、例えば、さらに、封止板40、を含むことができる。アクチュエーター100は、振動板110と、圧電素子120と、を含むことができる。圧電素子120は、第1導電層122と、圧電体層124と、第2導電層126と、第3導電層128と、被覆層130と、リード配線140と、を含むことができる。   As shown in FIGS. 1 to 4, the liquid ejecting head 1000 includes an actuator 100, a flow path forming plate 10 having a pressure chamber 11, and a nozzle plate 20 having nozzle holes 21. The liquid ejecting head 1000 can further include, for example, a sealing plate 40. The actuator 100 can include a vibration plate 110 and a piezoelectric element 120. The piezoelectric element 120 can include a first conductive layer 122, a piezoelectric layer 124, a second conductive layer 126, a third conductive layer 128, a covering layer 130, and a lead wiring 140.

流路形成板10は、圧力室11を有する。流路形成板10は、図1に示すように、圧力室11の側壁を構成する壁部12を有する。また、流路形成板10は、圧力室11と供給路13および連通路14を介して連通したリザーバー15を有していてもよい。リザーバー15には、貫通孔16を通って外部からリザーバー15内に液体が供給されてもよい。リザーバー15に液体を供給することによって、供給路13および連通路14を介して圧力室11に液体を供給することができる。圧力室11の形状は、特に限定されない。圧力室11の形状は、例えば、平面視において平行四辺形であってもよく、矩形であってもよい。圧力室11の数は特に限定されず、1つであってもよいし、複数設けられていてもよい。流路形成板10の材質は、特に限定されない。流路形成板10は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス、各種樹脂材料等から形成されてもよい。   The flow path forming plate 10 has a pressure chamber 11. As shown in FIG. 1, the flow path forming plate 10 has a wall portion 12 that constitutes a side wall of the pressure chamber 11. Further, the flow path forming plate 10 may have a reservoir 15 that communicates with the pressure chamber 11 via the supply path 13 and the communication path 14. Liquid may be supplied to the reservoir 15 from the outside through the through hole 16. By supplying the liquid to the reservoir 15, the liquid can be supplied to the pressure chamber 11 through the supply path 13 and the communication path 14. The shape of the pressure chamber 11 is not particularly limited. The shape of the pressure chamber 11 may be, for example, a parallelogram in a plan view or a rectangle. The number of the pressure chambers 11 is not particularly limited, and may be one or a plurality. The material of the flow path forming plate 10 is not particularly limited. The flow path forming plate 10 may be formed of, for example, single crystal silicon, nickel, stainless steel, stainless steel, glass ceramics, various resin materials, or the like.

ノズル板20は、図1に示すように、流路形成板10の下方に形成される。ノズル板20は、プレート状の部材であって、ノズル孔21を有する。ノズル孔21は、圧力室11に連通するように形成される。ノズル孔21の形状は、液体を吐出することができれば、特に限定されない。ノズル孔21を介することで、圧力室11内の液体を、例えば、ノズル板20の下方に向けて吐出することができる。また、ノズル孔21の数は特に限定されず、1つであってもよいし、複数設けられていてもよい。ノズル板20の材質は、特に限定されない。ノズル板20は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス、各種樹脂材料等から形成されてもよい。   The nozzle plate 20 is formed below the flow path forming plate 10 as shown in FIG. The nozzle plate 20 is a plate-like member and has a nozzle hole 21. The nozzle hole 21 is formed so as to communicate with the pressure chamber 11. The shape of the nozzle hole 21 is not particularly limited as long as the liquid can be discharged. Through the nozzle hole 21, the liquid in the pressure chamber 11 can be discharged toward the lower side of the nozzle plate 20, for example. Moreover, the number of the nozzle holes 21 is not specifically limited, One may be sufficient and multiple may be provided. The material of the nozzle plate 20 is not particularly limited. The nozzle plate 20 may be formed of, for example, single crystal silicon, nickel, stainless steel, stainless steel, glass ceramics, various resin materials, or the like.

アクチュエーター100は、図1に示すように、流路形成板10の上に形成されている。アクチュエーター100では、圧電素子120は、外部駆動回路50に電気的に接続され、外部駆動回路50の信号に基づいて動作(振動、変形)することができる。振動板110は、圧電素子120の動作によって変位し、圧力室11の内部圧力を適宜変形させることができる。圧電素子120は、圧力室11ごとに形成されている。圧電素子120は、図2に示すように、第2導電層126の長手方向に直交する第1方向Aに複数配列されている。圧電素子120は、第2導電層126の長手方向に交差する方向に複数配列されていてもよい。例えば、圧力室11の長手方向を第2方向Bとすると、図示の例では、第2導電層126の長手方向は、第2方向Bと同じ方向である。すなわち、第1方向Aは、図示の例では、第2方向Bに直交する方向である。   The actuator 100 is formed on the flow path forming plate 10 as shown in FIG. In the actuator 100, the piezoelectric element 120 is electrically connected to the external drive circuit 50 and can operate (vibrate or deform) based on a signal from the external drive circuit 50. The diaphragm 110 can be displaced by the operation of the piezoelectric element 120 and can appropriately deform the internal pressure of the pressure chamber 11. The piezoelectric element 120 is formed for each pressure chamber 11. As shown in FIG. 2, the plurality of piezoelectric elements 120 are arranged in a first direction A perpendicular to the longitudinal direction of the second conductive layer 126. A plurality of piezoelectric elements 120 may be arranged in a direction intersecting the longitudinal direction of the second conductive layer 126. For example, when the longitudinal direction of the pressure chamber 11 is the second direction B, the longitudinal direction of the second conductive layer 126 is the same as the second direction B in the illustrated example. That is, the first direction A is a direction orthogonal to the second direction B in the illustrated example.

振動板110は、図3および図4に示すように、流路形成板10の上に形成されている。振動板110は、例えば、プレート状の部材である。振動板110は、例えば、第1層112と、第2層114と、からなる積層構造であることができる。第1層112としては、例えば、酸化シリコンを用いることができる。第2層114としては、例えば、酸化ジルコニウムを用いることができる。振動板110としては、これに限定されず、例えば、酸化ジルコニウムや酸化シリコンなどの絶縁膜、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜、からなる単層構造または複数の材料を積層した構造であってもよい。振動板110は、圧電素子120の圧電体層124が変形することによって振動(変位)することができる。これにより、下方に形成された圧力室11の体積を変化させることができる。振動板110には、リザーバー15と連通する貫通孔16が形成される。貫通孔16の形状は、リザーバー15に液体を供給でき得る限り特に限定されない。貫通孔16の周囲には、例えば、第1金属層142および第2金属層144からなる積層体17が形成されていてもよい。   As shown in FIGS. 3 and 4, the diaphragm 110 is formed on the flow path forming plate 10. The diaphragm 110 is a plate-like member, for example. The diaphragm 110 can have a laminated structure including, for example, a first layer 112 and a second layer 114. As the first layer 112, for example, silicon oxide can be used. As the second layer 114, for example, zirconium oxide can be used. The diaphragm 110 is not limited to this. For example, a single layer structure or a plurality of materials including an insulating film such as zirconium oxide or silicon oxide, a metal film such as nickel, and a polymer material film such as polyimide are stacked. It may be a structure. The diaphragm 110 can vibrate (displace) when the piezoelectric layer 124 of the piezoelectric element 120 is deformed. Thereby, the volume of the pressure chamber 11 formed below can be changed. A through-hole 16 communicating with the reservoir 15 is formed in the vibration plate 110. The shape of the through hole 16 is not particularly limited as long as the liquid can be supplied to the reservoir 15. For example, a laminated body 17 including a first metal layer 142 and a second metal layer 144 may be formed around the through hole 16.

第1導電層122は、振動板110の上方に形成されている。第1導電層122は、圧電体層124に電圧を印加するための一方の電極(圧電体層124の下部に形成された下部電極)である。第1導電層122は、図2に示すように、例えば、複数の圧電素子120の共通電極である。第1導電層122の材質としては、例えば、タングステン、ニッケル、イリジウム、パラジウム、金、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物(たとえば酸化イリジウムなど)、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物(SrRuO:SRO)、ランタンとニッケルの複合酸化物(LaNiO:LNO)などを例示することができる。第1導電層122は、例示した材料の単層構造でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。また、第1導電層122と振動板110との間には、たとえば、密着層(図示しない)等が形成されていてもよい。この場合の密着層としては、たとえばチタン層などが挙げられる。第1導電層122の厚みは、たとえば、50nm以上300nm以下とすることができる。 The first conductive layer 122 is formed above the diaphragm 110. The first conductive layer 122 is one electrode (a lower electrode formed below the piezoelectric layer 124) for applying a voltage to the piezoelectric layer 124. As shown in FIG. 2, the first conductive layer 122 is, for example, a common electrode for the plurality of piezoelectric elements 120. Examples of the material of the first conductive layer 122 include various metals such as tungsten, nickel, iridium, palladium, gold, and platinum, conductive oxides thereof (for example, iridium oxide), and composite oxides of strontium and ruthenium ( Examples thereof include SrRuO x : SRO), lanthanum and nickel composite oxide (LaNiO x : LNO), and the like. The first conductive layer 122 may have a single-layer structure of the exemplified materials or a structure in which a plurality of materials are stacked. Further, an adhesion layer (not shown) or the like may be formed between the first conductive layer 122 and the diaphragm 110, for example. Examples of the adhesion layer in this case include a titanium layer. The thickness of the first conductive layer 122 can be, for example, not less than 50 nm and not more than 300 nm.

圧電体層124は、第1導電層122を覆うように形成されている。圧電体層122は、図3に示すように、少なくとも第1導電層122の側面および上面を覆っている。圧電体層124と第1導電層122との間には、他の層が形成されてもよい。この場合の他の層としては、たとえば圧電体層124の結晶の配向を制御するための配向制御層(たとえばチタン層)などが挙げられる。圧電体層124の厚さは、たとえば、300nm以上3000nm以下とすることができる。圧電体層124の厚みが前記範囲を外れると、振動板110を変形させるために必要な伸縮が得られなくなる場合がある。   The piezoelectric layer 124 is formed so as to cover the first conductive layer 122. As shown in FIG. 3, the piezoelectric layer 122 covers at least the side surface and the upper surface of the first conductive layer 122. Another layer may be formed between the piezoelectric layer 124 and the first conductive layer 122. Examples of other layers in this case include an orientation control layer (for example, a titanium layer) for controlling the crystal orientation of the piezoelectric layer 124, for example. The thickness of the piezoelectric layer 124 can be, for example, not less than 300 nm and not more than 3000 nm. If the thickness of the piezoelectric layer 124 is out of the above range, the expansion / contraction necessary for deforming the diaphragm 110 may not be obtained.

圧電体層124は、図4に示すように、上面124aと、上面124aに接続する側面124bと、を有する。図4の例では、圧電体層124の上面124aは、平坦な面(平面)であり、振動板110の上面と略平行となっている。圧電体層124の上面124aは、必ずしも平坦な面には限定されず、下地の第1導電層122の形状を反映した凸形状を有してもよい。圧電体層124の側面124bは、圧電体層124の上面124aと、振動板110の上面とを接続する面である。圧電体層124の側面124bは、一つの平坦な面で構成されてもよいし、複数の平坦な面によって構成されてもよい。また、圧電体層124の側面124bは、曲面を含んで構成されてもよい。   As shown in FIG. 4, the piezoelectric layer 124 has an upper surface 124a and a side surface 124b connected to the upper surface 124a. In the example of FIG. 4, the upper surface 124 a of the piezoelectric layer 124 is a flat surface (a plane) and is substantially parallel to the upper surface of the diaphragm 110. The upper surface 124 a of the piezoelectric layer 124 is not necessarily limited to a flat surface, and may have a convex shape reflecting the shape of the underlying first conductive layer 122. The side surface 124 b of the piezoelectric layer 124 is a surface that connects the upper surface 124 a of the piezoelectric layer 124 and the upper surface of the diaphragm 110. The side surface 124b of the piezoelectric layer 124 may be composed of a single flat surface or a plurality of flat surfaces. Further, the side surface 124b of the piezoelectric layer 124 may be configured to include a curved surface.

圧電体層124は、圧電材料によって形成される。そのため圧電体層124は、第1導電層122および第2導電層126によって電界が印加されることで変形することができる。この変形により振動板110は、たわんだり振動したりすることができる。圧電体層124の材質としては、一般式ABOで示されるペロブスカイト型酸化物(たとえば、Aは、Pbを含み、Bは、ZrおよびTiを含む。)が好適である。このような材料の具体例としては、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O)(以下、「PZT」と略記することがある)、チタン酸バリウム(BaTiO)、ニオブ酸カリウムナトリウム((K,Na)NbO)などが挙げられる。これらのうち、圧電体層124の材質としてPZTは、圧電特性が良好であるため特に好適である。 The piezoelectric layer 124 is formed of a piezoelectric material. Therefore, the piezoelectric layer 124 can be deformed by applying an electric field by the first conductive layer 122 and the second conductive layer 126. Due to this deformation, the diaphragm 110 can bend and vibrate. The material of the piezoelectric layer 124 is preferably a perovskite oxide represented by the general formula ABO 3 (for example, A includes Pb and B includes Zr and Ti). Specific examples of such materials include lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 ) (hereinafter sometimes abbreviated as “PZT”), barium titanate (BaTiO 3 ), potassium niobate. Sodium ((K, Na) NbO 3 ) and the like can be mentioned. Of these, PZT is particularly suitable as the material of the piezoelectric layer 124 because of excellent piezoelectric characteristics.

第2導電層126は、圧電体層124の上方に形成されている。第2導電層126は、第2方向Bに延びるように形成されている。第2導電層126は、図2および図3に示すように、圧電体層124の厚み方向から見て(平面視において)、第1導電層122と重なる第1領域125と、第1導電層122と重ならない第2領域127と、を有する。図示の例では、第2領域127は、第2導電層126の第1領域125以外の領域である。第2導電層126の厚みは、たとえば10nm以上200nm以下とすることができる。第2導電層126は、圧電体層124に電圧を印加するための他方の電極(圧電体層124の上部に形成された上部電極)である。第2導電層126の材質は、例えば、ニッケル、イリジウム、パラジウム、金、白金、タングステンなどの各種の金属、それらの導電性酸化物(たとえば酸化イリジウムなど)、SRO、LNOなどを例示することができる。また、第2導電層126は、単層でもよいし、複数の層を積層した構造であってもよい。   The second conductive layer 126 is formed above the piezoelectric layer 124. The second conductive layer 126 is formed to extend in the second direction B. As shown in FIGS. 2 and 3, the second conductive layer 126 includes a first region 125 that overlaps the first conductive layer 122 when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer 124 (in plan view), and a first conductive layer. And a second region 127 that does not overlap 122. In the illustrated example, the second region 127 is a region other than the first region 125 of the second conductive layer 126. The thickness of the second conductive layer 126 can be, for example, not less than 10 nm and not more than 200 nm. The second conductive layer 126 is the other electrode for applying a voltage to the piezoelectric layer 124 (an upper electrode formed on the piezoelectric layer 124). Examples of the material of the second conductive layer 126 include various metals such as nickel, iridium, palladium, gold, platinum, and tungsten, their conductive oxides (such as iridium oxide), SRO, LNO, and the like. it can. The second conductive layer 126 may be a single layer or a structure in which a plurality of layers are stacked.

第3導電層128は、第2電極126の第1領域125の上方に形成されている。第3導電層128は、図3および図4に示すように、第1開口部150を覆うように形成されている。第3導電層128は、図示の例では、第2導電層126と接している。図示はしないが、例えば、第1開口部150が第2導電層124aを貫通して、第3導電層128が圧電体層124と接していてもよい。第3導電層128は、第2導電層126と同様に、圧電体層124に電圧を印加するための他方の電極(圧電体層124の上部に形成された上部電極)として機能することができる。第3導電層128は、リード配線140を構成する第1金属層142からなることができる。第3導電層128(第1金属層142)は、後述するように膜厚が薄いため、圧電体層124の変形を妨げないことができる。   The third conductive layer 128 is formed above the first region 125 of the second electrode 126. As shown in FIGS. 3 and 4, the third conductive layer 128 is formed so as to cover the first opening 150. The third conductive layer 128 is in contact with the second conductive layer 126 in the illustrated example. Although not shown, for example, the first opening 150 may penetrate the second conductive layer 124 a and the third conductive layer 128 may be in contact with the piezoelectric layer 124. Similar to the second conductive layer 126, the third conductive layer 128 can function as the other electrode (upper electrode formed on the piezoelectric layer 124) for applying a voltage to the piezoelectric layer 124. . The third conductive layer 128 may be formed of the first metal layer 142 that constitutes the lead wiring 140. Since the third conductive layer 128 (first metal layer 142) is thin as will be described later, the deformation of the piezoelectric layer 124 can be prevented.

被覆層130は、図3および図4に示すように、圧電体層124の側方124bと、第2導電層126の上方の開口部150,152を除いた領域と、第2導電層126の側方126bに形成されている。被覆層130は、耐湿性の高い絶縁材料からなり、例えば、酸化アルミニウム、酸化シリコンを用いることができる。被覆層130としては、より耐湿性の高い酸化アルミニウムを用いることが好ましい。被覆層130には、第1開口部150および第2開口部152が形成されている。図示の例では、第1開口部150は、第2導電層126の第1領域125の上方に形成され、第1領域125の一部を露出させている。第2開口部152は、第2導電層126の第2領域127の上方に形成され、第2領域127の一部を露出させている。図示はしないが、第1開口部150は、第2導電層126の第1領域125の少なくとも一部を除去して、圧電体層124と第3導電層128とを接触させていてもよい。第2開口部152は、第2導電層126の第2領域127の少なくとも一部を除去して、圧電体層124と第3導電層128とを接触させていてもよい。アクチュエーター100では、被覆層130に第1開口部150が形成されているため、被覆層130によって圧電体層124の変形が妨げられることを抑制することができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the covering layer 130 includes a side 124 b of the piezoelectric layer 124, a region excluding the openings 150 and 152 above the second conductive layer 126, and the second conductive layer 126. It is formed on the side 126b. The covering layer 130 is made of an insulating material having high moisture resistance, and for example, aluminum oxide or silicon oxide can be used. As the coating layer 130, it is preferable to use aluminum oxide having higher moisture resistance. A first opening 150 and a second opening 152 are formed in the coating layer 130. In the illustrated example, the first opening 150 is formed above the first region 125 of the second conductive layer 126 and exposes a part of the first region 125. The second opening 152 is formed above the second region 127 of the second conductive layer 126 and exposes a part of the second region 127. Although not shown, the first opening 150 may remove at least a part of the first region 125 of the second conductive layer 126 to bring the piezoelectric layer 124 and the third conductive layer 128 into contact with each other. The second opening 152 may remove at least a part of the second region 127 of the second conductive layer 126 so that the piezoelectric layer 124 and the third conductive layer 128 are in contact with each other. In the actuator 100, since the first opening 150 is formed in the coating layer 130, the deformation of the piezoelectric layer 124 by the coating layer 130 can be suppressed.

リード配線140は、第2開口部152を介して、第2導電層126と電気的に接続されている。リード配線140は、第2導電層126と外部駆動回路50とを電気的に接続するための配線であることができる。リード配線140は、例えば、第1金属層142と、第2金属層144と、で構成されている。第1金属層142の材質としては、第2金属層144と下地層(例えば、被覆層130)との間の密着性を確保できれば特に限定されず、例えば、ニッケル−クロム合金、チタン、チタンタングステン合金、ニッケル、クロム、が挙げられる。第2金属層144の材質としては、導電性の高い材質であればよく、例えば、金、白金、アルミニウム、銅、が挙げられる。リード配線140は、第1金属層142および第2金属層144以外の層を有していてもよい。第1金属層142の厚さは、例えば、50nm程度である。第2金属層144の厚さは、例えば、1μmである。   The lead wiring 140 is electrically connected to the second conductive layer 126 through the second opening 152. The lead wiring 140 may be a wiring for electrically connecting the second conductive layer 126 and the external driving circuit 50. For example, the lead wiring 140 includes a first metal layer 142 and a second metal layer 144. The material of the first metal layer 142 is not particularly limited as long as the adhesion between the second metal layer 144 and the base layer (for example, the coating layer 130) can be secured. For example, nickel-chromium alloy, titanium, titanium tungsten Alloys, nickel, and chromium are listed. The material of the second metal layer 144 may be any material having high conductivity, and examples thereof include gold, platinum, aluminum, and copper. The lead wiring 140 may have a layer other than the first metal layer 142 and the second metal layer 144. The thickness of the first metal layer 142 is, for example, about 50 nm. The thickness of the second metal layer 144 is 1 μm, for example.

封止板40は、圧電素子120を封止することができる。封止板40は、圧電素子120を封止するための領域41を有している。封止板40の領域41は、圧電素子120(圧電体層124)の変形を妨げなければ、その大きさおよび形状は特に限定されない。封止板40は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミック、各種樹脂材料等から形成されていてもよい。   The sealing plate 40 can seal the piezoelectric element 120. The sealing plate 40 has a region 41 for sealing the piezoelectric element 120. The size and shape of the region 41 of the sealing plate 40 are not particularly limited as long as the deformation of the piezoelectric element 120 (piezoelectric layer 124) is not hindered. The sealing plate 40 may be formed of, for example, single crystal silicon, nickel, stainless steel, stainless steel, glass ceramic, various resin materials, or the like.

液体噴射ヘッド1000は、さらに、各種樹脂材料、各種金属材料からなり、上述された構成を収納することができる筐体(図示しない)を有していてもよい。   The liquid ejecting head 1000 may further include a housing (not shown) that is made of various resin materials and various metal materials and can accommodate the above-described configuration.

アクチュエーター100は、例えば、以下の特徴を有する。   The actuator 100 has the following features, for example.

アクチュエーター100では、被覆膜130に第1開口部150を形成することができる。これにより、圧電体層124を湿気等から保護しつつ、被覆膜130が圧電体層124の変形を妨げることを抑制または防止することができる。したがって、圧電体層124の変形を妨げることなく、信頼性の高いアクチュエーターを得ることができる。   In the actuator 100, the first opening 150 can be formed in the coating film 130. Accordingly, it is possible to suppress or prevent the coating film 130 from hindering the deformation of the piezoelectric layer 124 while protecting the piezoelectric layer 124 from moisture or the like. Therefore, a highly reliable actuator can be obtained without hindering deformation of the piezoelectric layer 124.

アクチュエーター100は、上述のような特徴を有する。したがって、アクチュエーター100を含む液体噴射ヘッド1000によれば、吐出特性が良く、高い信頼性を有することができる。   The actuator 100 has the characteristics as described above. Therefore, according to the liquid jet head 1000 including the actuator 100, the ejection characteristics are good and high reliability can be obtained.

2. アクチュエーターおよび液体噴射ヘッドの製造方法
次に、本実施形態に係るアクチュエーター100および液体噴射ヘッド1000の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図5から図13は、アクチュエーター100および液体噴射ヘッド1000の製造方法を模式的に示す断面図である。
2. Next, a method for manufacturing the actuator 100 and the liquid jet head 1000 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. 5 to 13 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing method of the actuator 100 and the liquid jet head 1000. FIG.

まず、図5に示すように、シリコン基板1上に振動板110を形成する。振動板110は、例えば、スパッタ法などの公知の成膜技術によって形成される。振動板110が酸化シリコンからなる場合、例えば、シリコン基板1を熱酸化することにより形成してもよい。振動板110は、例えば、複数の層(第1層112,第2層114)を成膜して形成してもよい。   First, as shown in FIG. 5, the diaphragm 110 is formed on the silicon substrate 1. The diaphragm 110 is formed by a known film formation technique such as sputtering. When the diaphragm 110 is made of silicon oxide, for example, the diaphragm 110 may be formed by thermally oxidizing the silicon substrate 1. For example, the diaphragm 110 may be formed by forming a plurality of layers (the first layer 112 and the second layer 114).

図6に示すように、振動板110上に第1導電層122を形成する。第1導電層122は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成されることができる。より具体的には、振動板110上の全面に、導電層(図示せず)を形成し、該導電層をパターニングすることにより、第1導電層122を形成することができる。ここで、第1導電層122を形成するための導電層がエッチングによってパターニングされる前に、該導電層の上にエッチング保護膜(図示しない)を形成してもよい。エッチング保護膜は、後述される圧電体層124と同じ圧電材料から形成された圧電体層であってもよい。エッチング保護膜は、少なくとも、第1導電層122が形成される領域に形成されてもよい。これによれば、第1導電層122をパターニングするエッチング工程において、使用されるエッチャントによる化学的なダメージから第1導電層122の表面を保護することができる。   As shown in FIG. 6, the first conductive layer 122 is formed on the diaphragm 110. The first conductive layer 122 can be formed by, for example, a sputtering method, a plating method, a vacuum evaporation method, or the like. More specifically, the first conductive layer 122 can be formed by forming a conductive layer (not shown) on the entire surface of the vibration plate 110 and patterning the conductive layer. Here, before the conductive layer for forming the first conductive layer 122 is patterned by etching, an etching protective film (not shown) may be formed on the conductive layer. The etching protective film may be a piezoelectric layer formed of the same piezoelectric material as the piezoelectric layer 124 described later. The etching protective film may be formed at least in a region where the first conductive layer 122 is formed. According to this, in the etching process for patterning the first conductive layer 122, the surface of the first conductive layer 122 can be protected from chemical damage caused by the etchant used.

図7に示すように、第1導電層122を覆う圧電体膜124dを形成する。圧電体膜124dは、圧電体層124と同じ材料からなることができる。圧電体膜124dは、例えば、ゾルゲル法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、MOD(Metal Organic Deposition)法、スパッタ法、レーザーアブレーション法などにより形成されることができる。ここで圧電体膜124dの材質が、たとえばPZTである場合、酸素雰囲気で700℃程度のアニールを行うことにより、圧電体膜124dを結晶化することができる。なお、結晶化は、圧電体膜124dをパターニングした後に行ってもよい。なお、エッチング保護膜が圧電体膜124dと同じ材料で形成されている場合、アニールを行うことにより圧電体膜124dと一体化させることができる。次に、圧電体膜124dの上の全面に第2導電膜126dを形成する。第2導電膜126dは、例えば、第2導電層126と同じ材料からなる。第2導電膜126dは、たとえば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成されることができる。   As shown in FIG. 7, a piezoelectric film 124d that covers the first conductive layer 122 is formed. The piezoelectric film 124d can be made of the same material as the piezoelectric layer 124. The piezoelectric film 124d can be formed by, for example, a sol-gel method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a MOD (Metal Organic Deposition) method, a sputtering method, a laser ablation method, or the like. Here, when the material of the piezoelectric film 124d is, for example, PZT, the piezoelectric film 124d can be crystallized by performing annealing at about 700 ° C. in an oxygen atmosphere. The crystallization may be performed after patterning the piezoelectric film 124d. When the etching protective film is formed of the same material as the piezoelectric film 124d, it can be integrated with the piezoelectric film 124d by annealing. Next, a second conductive film 126d is formed on the entire surface of the piezoelectric film 124d. The second conductive film 126d is made of the same material as the second conductive layer 126, for example. The second conductive film 126d can be formed by, for example, a sputtering method, a plating method, a vacuum evaporation method, or the like.

図8に示すように、第2導電膜126dおよび圧電体膜124dをパターニングする。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術によって行うことができる。これにより、圧電体層124および第2導電層126が形成される。第2導電層126は、圧電体層124の厚み方向から見て、第1導電層122と重なる第1領域125と、第1導電層122と重ならない第2領域127と、を有することができる。なお、第2導電膜126dおよび圧電体膜124dをパターニングして、圧電体層124を形成した後、第2導電膜126dをさらにパターニングすることで、第2導電層126を形成してもよい。   As shown in FIG. 8, the second conductive film 126d and the piezoelectric film 124d are patterned. The patterning can be performed by, for example, a known photolithography technique or etching technique. Thereby, the piezoelectric layer 124 and the second conductive layer 126 are formed. The second conductive layer 126 can have a first region 125 that overlaps the first conductive layer 122 and a second region 127 that does not overlap the first conductive layer 122 when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer 124. . The second conductive layer 126 may be formed by patterning the second conductive film 126d and the piezoelectric film 124d to form the piezoelectric layer 124, and then further patterning the second conductive film 126d.

図9(A)および図9(B)に示すように、圧電体層124の側面124bと、第2導電層126の側面126bおよび上面126aと、に被覆層130を成膜する。すなわち、圧電素子120を覆うように被覆層130を成膜する。被覆層130は、さらに振動板110上に形成されていてもよい。被覆層130は、例えば、スパッタ法により成膜されることができる。   As shown in FIGS. 9A and 9B, the coating layer 130 is formed on the side surface 124b of the piezoelectric layer 124 and the side surface 126b and the upper surface 126a of the second conductive layer 126. That is, the coating layer 130 is formed so as to cover the piezoelectric element 120. The covering layer 130 may be further formed on the vibration plate 110. The covering layer 130 can be formed by sputtering, for example.

図10に示すように、第2導電層126の第1領域125上の一部における被覆層130を除去して第1開口部150を形成し、かつ第2導電層126の第2領域127上の一部における被覆層130を除去して第2開口部152を形成する。具体的には、まず、被覆層130を覆うレジスト層(図示しない)を成膜し、該レジスト層をパターニングする。次に、このレジスト層をマスクとして、被覆層130をエッチングすることにより、開口部150,152を形成することができる。   As shown in FIG. 10, the covering layer 130 in a part of the second conductive layer 126 on the first region 125 is removed to form the first opening 150, and on the second region 127 of the second conductive layer 126. The second layer 152 is formed by removing the covering layer 130 in a part of the first opening 152. Specifically, first, a resist layer (not shown) that covers the covering layer 130 is formed, and the resist layer is patterned. Next, the openings 150 and 152 can be formed by etching the covering layer 130 using the resist layer as a mask.

次に、貫通孔16を形成してもよい(図1参照)。具体的には、例えば、貫通孔16の形成される領域の振動板110をエッチングにより除去することで形成することができる。   Next, the through hole 16 may be formed (see FIG. 1). Specifically, for example, the diaphragm 110 in the region where the through hole 16 is formed can be removed by etching.

図11に示すように、第2導電層126の第1領域125上、第2導電層126の第2領域127上、および被覆層130上に、第1金属層142を成膜する。さらに、貫通孔16を覆うように第1金属層142を成膜してもよい。第1金属層142は、例えば、スパッタ法により成膜することができる。次に、第1金属層142上に第2金属層144を成膜する。第2導電層144は、例えば、スパッタ法により成膜することができる。   As illustrated in FIG. 11, the first metal layer 142 is formed on the first region 125 of the second conductive layer 126, the second region 127 of the second conductive layer 126, and the covering layer 130. Further, the first metal layer 142 may be formed so as to cover the through hole 16. The first metal layer 142 can be formed by sputtering, for example. Next, a second metal layer 144 is formed on the first metal layer 142. The second conductive layer 144 can be formed by sputtering, for example.

図12に示すように、第1金属層142および第2金属層144をパターニングする。これにより、第2開口部152を介して第2導電層126と電気的に接続するリード配線140を形成することができる。具体的には、パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術(例えばウエットエッチング)により行うことができる。第1金属層142がニッケル−クロム合金を主成分とする場合、エッチング液としては、例えば、硝酸セリウムアンモニウムを用いることができる。第2導電層144が金を主成分とする場合、エッチング液としては、ヨウ化カリウムを用いることができる。なお、本行程において、第1領域125上に成膜された第1金属層142および第2金属層144は、除去しない。   As shown in FIG. 12, the first metal layer 142 and the second metal layer 144 are patterned. Thereby, the lead wiring 140 electrically connected to the second conductive layer 126 through the second opening 152 can be formed. Specifically, the patterning can be performed by, for example, a known photolithography technique or an etching technique (for example, wet etching). When the first metal layer 142 has a nickel-chromium alloy as a main component, for example, cerium ammonium nitrate can be used as the etchant. In the case where the second conductive layer 144 is mainly composed of gold, potassium iodide can be used as an etching solution. Note that in this step, the first metal layer 142 and the second metal layer 144 formed on the first region 125 are not removed.

次に、第1領域125上の第2金属層144を除去する。これにより、第3導電層128を形成することができる。第2金属層144は、例えば、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術により除去することができる。エッチングは、例えば、ウエットエッチングにより行うことができる。これにより、選択的に第2導電層126を除去することができる。第2導電層144が金を主成分とする場合、エッチング液としては、ヨウ化カリウムを用いることができる。なお、第1領域125上の第2金属層144を除去する工程で、貫通孔16が形成されている領域の周囲の第2金属層144を除去してもよい。これにより、インク等と第2金属層144とが反応して、第2金属層144が熔解することにより、圧電素子120が形成された領域までインク等が侵入することを防止することができる。   Next, the second metal layer 144 on the first region 125 is removed. Thereby, the third conductive layer 128 can be formed. The second metal layer 144 can be removed by, for example, a photolithography technique or an etching technique. Etching can be performed, for example, by wet etching. Thereby, the second conductive layer 126 can be selectively removed. In the case where the second conductive layer 144 is mainly composed of gold, potassium iodide can be used as an etching solution. In the step of removing the second metal layer 144 on the first region 125, the second metal layer 144 around the region where the through hole 16 is formed may be removed. As a result, the ink or the like reacts with the second metal layer 144 to melt the second metal layer 144, thereby preventing the ink or the like from entering the region where the piezoelectric element 120 is formed.

以上の工程により、アクチュエーター100を製造することができる。   The actuator 100 can be manufactured through the above steps.

図13に示すように、封止板40をアクチュエーター100上に搭載する。これにより、圧電素子120を封止することができる。封止板40は、例えば、接着剤により固定されることができる。次に、シリコン基板1を所定の厚さになるように薄くする、次に、シリコン基板1に圧力室11、供給路13、連通路14およびリザーバー15を形成する(図1および図13参照)。例えば、所望の形状にパターニングされるようにマスク(図示せず)を振動板110が形成された面とは反対側の面に形成し、エッチング処理することによって、圧力室11、壁部12、供給路13、連通路14およびリザーバー15を区画することができる。以上の工程により、圧力室11を有する流路形成板10を形成することができる。次に、ノズル孔21を有したノズル板20を、例えば接着剤等により所定の位置に接合する。これによって、ノズル孔21は、圧力室11と連通する。   As shown in FIG. 13, the sealing plate 40 is mounted on the actuator 100. Thereby, the piezoelectric element 120 can be sealed. The sealing plate 40 can be fixed with an adhesive, for example. Next, the silicon substrate 1 is thinned to a predetermined thickness. Next, the pressure chamber 11, the supply path 13, the communication path 14, and the reservoir 15 are formed in the silicon substrate 1 (see FIGS. 1 and 13). . For example, a mask (not shown) is formed on the surface opposite to the surface on which the vibration plate 110 is formed so as to be patterned into a desired shape, and etching is performed, whereby the pressure chamber 11, the wall portion 12, The supply path 13, the communication path 14, and the reservoir 15 can be partitioned. Through the above steps, the flow path forming plate 10 having the pressure chamber 11 can be formed. Next, the nozzle plate 20 having the nozzle holes 21 is bonded to a predetermined position by, for example, an adhesive. As a result, the nozzle hole 21 communicates with the pressure chamber 11.

以上の工程により、液体噴射ヘッド1000を製造することができる。なお、液体噴射ヘッド1000の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。例えば、流路形成板10およびノズル板20を、電鋳法等を用いて一体形成してもよい。   The liquid ejecting head 1000 can be manufactured through the above steps. Note that the manufacturing method of the liquid jet head 1000 is not limited to the above-described manufacturing method. For example, the flow path forming plate 10 and the nozzle plate 20 may be integrally formed using an electroforming method or the like.

本実施形態に係るアクチュエーターの製造方法によれば、被覆膜130に第1開口部150を形成することができる。これにより、圧電体層124を湿気等から保護しつつ、被覆膜130が圧電体層124の変形を妨げることを抑制または防止することができる。したがって、圧電体層124の変形を妨げることなく、信頼性の高いアクチュエーターを得ることができる。   According to the method for manufacturing an actuator according to the present embodiment, the first opening 150 can be formed in the coating film 130. Accordingly, it is possible to suppress or prevent the coating film 130 from hindering the deformation of the piezoelectric layer 124 while protecting the piezoelectric layer 124 from moisture or the like. Therefore, a highly reliable actuator can be obtained without hindering deformation of the piezoelectric layer 124.

本実施形態に係るアクチュエーターの製造方法によれば、第3導電層128が第1領域125上に形成されることができる。第2導電層126は、例えば、第1金属層142を成膜する工程における逆スパッタ、および図10に示す開口部150,152を形成する工程において、オーバーエッチングされて、薄膜化してしまう、あるいは断線してしまう場合がある。しかしながら、本実施形態に係るアクチュエーターの製造方法によれば、第3導電層128が第2導電層126(圧電素子120の一方の電極)として機能することができるため、第2導電層126の薄膜化および断線による高抵抗化を抑制または防止することができる。したがって、信頼性の高いアクチュエーターを得ることができる。特に、第2導電層126に貴金属を適用した際、コストを下げるために第2導電層126の厚みを薄くするが、そのような際に上述の効果が顕著に発生する。   According to the method for manufacturing an actuator according to the present embodiment, the third conductive layer 128 can be formed on the first region 125. For example, the second conductive layer 126 is over-etched in the reverse sputtering in the step of forming the first metal layer 142 and the step of forming the openings 150 and 152 shown in FIG. It may break. However, according to the manufacturing method of the actuator according to the present embodiment, the third conductive layer 128 can function as the second conductive layer 126 (one electrode of the piezoelectric element 120). It is possible to suppress or prevent the increase in resistance due to the increase in the length and disconnection. Therefore, a highly reliable actuator can be obtained. In particular, when a noble metal is applied to the second conductive layer 126, the thickness of the second conductive layer 126 is reduced in order to reduce the cost. In such a case, the above-described effect is remarkably generated.

本実施形態に係るアクチュエーターの製造方法によれば、第3導電層128が第1金属層142で形成されることができる。すなわち、リード配線140を形成するための第1金属層142を用いて、第3導電層128を形成することができる。したがって、簡易な工程で、信頼性の高いアクチュエーターを得ることができる。   According to the manufacturing method of the actuator according to the present embodiment, the third conductive layer 128 can be formed of the first metal layer 142. That is, the third conductive layer 128 can be formed using the first metal layer 142 for forming the lead wiring 140. Therefore, a highly reliable actuator can be obtained with a simple process.

本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法によれば、本実施形態に係るアクチュエーターの製造方法を含むことができる。したがって、上述のとおり、信頼性の高い液体噴射ヘッドを得ることができる。   According to the method for manufacturing the liquid jet head according to the present embodiment, the method for manufacturing the actuator according to the present embodiment can be included. Therefore, as described above, a highly reliable liquid jet head can be obtained.

なお、ここでは、液体噴射ヘッドがインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本発明の液体噴射ヘッドは、たとえば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。   Here, the case where the liquid ejecting head is an ink jet recording head has been described. However, the liquid jet head of the present invention includes, for example, a color material jet head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material jet head used for forming an electrode such as an organic EL display, FED (surface emitting display), It can also be used as a bioorganic matter ejecting head used for biochip manufacture.

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。   The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, it is possible to combine the embodiment and each modification as appropriate.

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, those skilled in the art will readily understand that many modifications are possible without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.

1 シリコン基板、10 流路形成板、11 圧力室、12 壁部、13 供給路、
14 連通路、15 リザーバー、16 貫通孔、17 積層体、20 ノズル板、
21 ノズル孔、40 封止板、41 領域、50 外部駆動回路、
100 アクチュエーター、110 振動板、112 第1層、114 第2層、
120 圧電素子、122 第1導電層、124 圧電体層、124a 上面、
124b 側面、124d 圧電体膜、125 第1領域、126 第2導電層、
126a 上面、126b 側面、126d 第2導電膜、127 第2領域、
128 第3導電層、130 被覆層、140 リード配線、142 第1金属層、
144 第2金属層、150 第1開口部、152 第2開口部、
1000 液体噴射ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate, 10 flow-path formation board, 11 pressure chamber, 12 wall part, 13 supply path,
14 communication passages, 15 reservoirs, 16 through holes, 17 laminates, 20 nozzle plates,
21 nozzle hole, 40 sealing plate, 41 area, 50 external drive circuit,
100 actuator, 110 diaphragm, 112 first layer, 114 second layer,
120 piezoelectric element, 122 first conductive layer, 124 piezoelectric layer, 124a upper surface,
124b side surface, 124d piezoelectric film, 125 first region, 126 second conductive layer,
126a upper surface, 126b side surface, 126d second conductive film, 127 second region,
128 third conductive layer, 130 coating layer, 140 lead wiring, 142 first metal layer,
144 second metal layer, 150 first opening, 152 second opening,
1000 Liquid jet head

Claims (4)

基板の上方に振動板を形成する工程と、
前記振動板の上方に第1導電層を形成する工程と、
前記第1導電層を覆う圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に、前記圧電体層の厚み方向から見て、前記第1導電層と重なる第1領域と、前記第1導電層とは重ならない第2領域と、を有する第2導電層を形成する工程と、
前記圧電体層の側方と、前記第2導電層の側方および上方と、に被覆層を成膜する工程と、
前記第1領域の上方の少なくとも一部における前記被覆層を除去して第1開口部を形成し、かつ前記第2領域の上方の少なくとも一部における前記被覆層を除去して第2開口部を形成する工程と、
前記第1領域の上方、前記第2領域の上方、および前記被覆層の上方に第1金属層を成膜する工程と、
前記第1金属層の上方に第2金属層を成膜する工程と、
前記第1金属層および前記第2金属層をパターニングして、前記第2開口部を介して前記第2導電層と電気的に接続するリード配線を形成する工程と、
前記第1領域の上方に成膜された前記第2金属層を除去して第3導電層を形成する工程と、
を含む、アクチュエーターの製造方法。
Forming a diaphragm above the substrate;
Forming a first conductive layer above the diaphragm;
Forming a piezoelectric layer covering the first conductive layer;
A second conductive layer having a first region that overlaps the first conductive layer and a second region that does not overlap the first conductive layer when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer above the piezoelectric layer. Forming a layer;
Forming a coating layer on the side of the piezoelectric layer, on the side and above the second conductive layer;
The covering layer in at least a part above the first region is removed to form a first opening, and the covering layer in at least a part above the second region is removed to form a second opening. Forming, and
Depositing a first metal layer above the first region, above the second region, and above the coating layer;
Forming a second metal layer above the first metal layer;
Patterning the first metal layer and the second metal layer to form a lead wiring electrically connected to the second conductive layer through the second opening;
Removing the second metal layer deposited above the first region to form a third conductive layer;
A method for manufacturing an actuator, comprising:
請求項1において、
前記第1金属層は、少なくともニッケル−クロム合金を含む層であり、
前記第2金属層は、少なくとも金を含む層である、アクチュエーターの製造方法。
In claim 1,
The first metal layer is a layer containing at least a nickel-chromium alloy,
The method for manufacturing an actuator, wherein the second metal layer is a layer containing at least gold.
請求項1または2において、
前記第2金属層を除去して前記第3導電層を形成する工程は、ウエットエッチングによって行われる、アクチュエーターの製造方法。
In claim 1 or 2,
The method of manufacturing an actuator, wherein the step of forming the third conductive layer by removing the second metal layer is performed by wet etching.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載されたアクチュエーターを形成する工程と、
ノズル孔と連通し、前記アクチュエーターの動作によって容積が変化する圧力室を有する流路形成板を形成する工程と、
を含む、液体噴射ヘッドの製造方法。
Forming the actuator according to any one of claims 1 to 3,
Forming a flow path forming plate in communication with the nozzle hole and having a pressure chamber whose volume is changed by the operation of the actuator;
A method for manufacturing a liquid jet head, comprising:
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