JP2011189597A - Manufacturing method of liquid jet head, liquid jet head and liquid jet apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid ejecting head, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus.
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、圧電素子の変位による圧力発生室内の圧力変化を利用して、ノズル列を構成する複数のノズル開口から、例えばインクなどの液滴を噴射する液体噴射ヘッドが知られている。具体的には、一つのノズル開口に対応して連通する圧力発生室ごとに圧電素子を設け、圧電素子に電圧を選択的に印加して圧電素子を収縮または膨張させることで圧力発生室内を加圧して、ノズル開口から液滴を噴射する。
複数の圧力発生室及びそれぞれの圧力発生室に連通する複数の液体流路は、隔壁が形成された流路形成基板の一方の面と圧電素子を封止するための封止基板とを接合し、流路形成基板の他方の面とノズル開口が形成されたノズルプレートとを接合することによって形成される。
流路形成基板と封止基板とは、加熱硬化することにより接着層が形成される、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性のある接着剤によって接合される(例えば、特許文献1)。
As a typical example of the liquid ejecting head, for example, a liquid ejecting head that ejects, for example, droplets of ink or the like from a plurality of nozzle openings constituting a nozzle row by using a pressure change in a pressure generating chamber due to displacement of a piezoelectric element It has been known. Specifically, a piezoelectric element is provided for each pressure generating chamber that communicates with one nozzle opening, and a voltage is selectively applied to the piezoelectric element to contract or expand the piezoelectric element, thereby adding pressure to the pressure generating chamber. Pressure and eject droplets from the nozzle openings.
The plurality of pressure generation chambers and the plurality of liquid flow paths communicating with the respective pressure generation chambers join one surface of the flow path forming substrate on which the partition walls are formed and a sealing substrate for sealing the piezoelectric element. The other surface of the flow path forming substrate is joined to the nozzle plate in which the nozzle openings are formed.
The flow path forming substrate and the sealing substrate are bonded by a thermosetting adhesive such as an epoxy resin, which forms an adhesive layer by heat curing (for example, Patent Document 1).
しかしながら、接着剤が硬化して流路形成基板と封止基板との間に接着層が形成される前に、流路形成基板と封止基板との間から接着剤が流れ出してしまうという課題がある。流路形成基板と封止基板との間から流れ出した接着剤は、流路形成基板と封止基板の端面に付着したり、流路形成基板のノズルプレートが接合される面に付着したりしてしまう。 However, there is a problem that the adhesive flows out from between the flow path forming substrate and the sealing substrate before the adhesive is cured and an adhesive layer is formed between the flow path forming substrate and the sealing substrate. is there. The adhesive that has flowed out between the flow path forming substrate and the sealing substrate may adhere to the end surfaces of the flow path forming substrate and the sealing substrate, or may adhere to the surface where the nozzle plate of the flow path forming substrate is bonded. End up.
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]シリコン酸化物層を含む弾性膜と液滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室とが形成された流路形成基板と、前記弾性膜上に形成された圧電素子を封止する封止基板と、を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記流路形成基板となる流路形成基板用ウェハと前記封止基板となる封止基板用ウェハとの、マスクパターンの開口領域となる接合面にポリアミド系樹脂である接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記接合面に塗布された前記接着剤が所定の第1の温度になるように加熱する第1の加熱工程と、前記流路形成基板用ウェハから前記マスクパターンを除去し、前記接合面で前記接着剤を介して前記流路形成基板用ウェハと前記封止基板用ウェハとを当接する当接工程と、前記接着剤を加圧しながら前記接着剤が所定の第2の温度になるように加熱する第2の加熱工程と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 Application Example 1 Sealing a flow path forming substrate in which an elastic film including a silicon oxide layer and a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening for ejecting droplets are formed, and a piezoelectric element formed on the elastic film. A sealing substrate, and a mask substrate comprising: a flow path forming substrate wafer serving as the flow path forming substrate; and a sealing substrate wafer serving as the sealing substrate. An adhesive application step of applying an adhesive, which is a polyamide-based resin, to the bonding surface that becomes the opening region, and a first heating for heating the adhesive applied to the bonding surface to a predetermined first temperature And a contact step of removing the mask pattern from the flow path forming substrate wafer and contacting the flow path forming substrate wafer and the sealing substrate wafer via the adhesive at the bonding surface; The adhesive while pressing the adhesive There method of manufacturing a liquid jet head which comprises a second heating step of heating to a predetermined second temperature.
この構成によれば、第1の加熱工程では、接合面に塗布された接着剤が所定の第1の温度になるように加熱する。これにより、マスクパターンの開口領域となる接合面に塗布されたポリアミド系樹脂である接着剤が硬化して接着剤の流動性が抑制される。当接工程では、流路形成基板用ウェハからマスクパターンを除去し、接合面で接着剤を介して流路形成基板用ウェハと封止基板用ウェハとを当接する。そのため、接着剤の流動性が抑制された状態で、接合面で接着剤を介して流路形成基板用ウェハと封止基板用ウェハとを当接することができる。そして、第2の加熱工程では、接着剤を加圧しながら接着剤が所定の第2の温度になるように加熱する。これにより、接着剤の流動性が抑制された状態で、接着剤がさらに硬化して流路形成基板用ウェハと封止基板用ウェハとの間に接着層が形成される。従って、流路形成基板用ウェハと封止基板用ウェハとを接合するための接着層が形成される前に、流路形成基板用ウェハと封止基板用ウェハとの間から接着剤が流れ出してしまうことを抑制できる。 According to this configuration, in the first heating step, heating is performed so that the adhesive applied to the bonding surface has a predetermined first temperature. Thereby, the adhesive agent which is a polyamide-type resin apply | coated to the joining surface used as the opening area | region of a mask pattern hardens | cures, and the fluidity | liquidity of an adhesive agent is suppressed. In the abutting step, the mask pattern is removed from the flow path forming substrate wafer, and the flow path forming substrate wafer and the sealing substrate wafer are brought into contact with each other via an adhesive at the bonding surface. Therefore, the flow path forming substrate wafer and the sealing substrate wafer can be brought into contact with each other through the adhesive at the bonding surface in a state where the fluidity of the adhesive is suppressed. And in a 2nd heating process, it heats so that an adhesive agent may become predetermined | prescribed 2nd temperature, pressurizing an adhesive agent. Thereby, in a state where the fluidity of the adhesive is suppressed, the adhesive is further cured and an adhesive layer is formed between the flow path forming substrate wafer and the sealing substrate wafer. Therefore, before the adhesive layer for joining the flow path forming substrate wafer and the sealing substrate wafer is formed, the adhesive flows out between the flow path forming substrate wafer and the sealing substrate wafer. Can be suppressed.
[適用例2]シリコン酸化物層を含む弾性膜と液滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室とが形成された流路形成基板と、前記流路形成基板と接着剤を介して接合され、前記弾性膜上に形成された圧電素子を封止する封止基板と、を備え、前記接着剤は、ポリアミド系樹脂であることを特徴とする液体噴射ヘッド。 Application Example 2 A flow path forming substrate in which an elastic film including a silicon oxide layer and a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid droplets are formed, and the flow path forming substrate is bonded to the flow path forming substrate via an adhesive. And a sealing substrate for sealing the piezoelectric element formed on the elastic film, wherein the adhesive is a polyamide-based resin.
この構成によれば、流路形成基板と封止基板との接合時に、流路形成基板と封止基板との間から接着剤が流れ出すことを抑制できる。そのため、液体噴射ヘッドにおける、流路形成基板や封止基板の端面や、流路形成基板の封止基板と反対側に接着剤が付着していない。 According to this configuration, it is possible to suppress the adhesive from flowing out between the flow path forming substrate and the sealing substrate when the flow path forming substrate and the sealing substrate are joined. Therefore, the adhesive is not attached to the end surface of the flow path forming substrate or the sealing substrate in the liquid ejecting head or to the side of the flow path forming substrate opposite to the sealing substrate.
[適用例3]上記の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。 Application Example 3 A liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head described above.
この構成によれば、液体噴射装置に備えられた液体噴射ヘッドにおいては、流路形成基板や封止基板の端面や、流路形成基板の封止基板と反対側に接着剤が付着していない。 According to this configuration, in the liquid ejecting head provided in the liquid ejecting apparatus, the adhesive is not attached to the end surface of the flow path forming substrate or the sealing substrate, or to the side opposite to the sealing substrate of the flow path forming substrate. .
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドHの概略構成を示す分解斜視図である。図2(a)は、インクジェット式記録ヘッドHの平面図であり、(b)は、(a)の平面図におけるA−A´断面の断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head H which is an example of a liquid jet head according to the present embodiment. 2A is a plan view of the ink jet recording head H, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in the plan view of FIG.
図示するように、本実施形態では、流路形成基板10はシリコン単結晶基板からなり、流路形成基板10の一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。
As shown in the figure, in this embodiment, the flow
流路形成基板10には、複数の隔壁11によって区画される、圧力発生室12、液体供給路14、連通路15が、圧力発生室12の長手方向に形成されている。圧力発生室12の一端部側は液体供給路14と連通し、液体供給路14の一端部側は連通路15と連通する。複数の圧力発生室12、複数の液体供給路14、複数の連通路15は、それぞれ圧力発生室12の短手方向に並設される。
In the flow
連通路15の液体供給路14と反対側には、各連通路15とそれぞれ連通する連通部13が設けられている。流路形成基板10の弾性膜50側の面には、接合基板である封止基板30が接合されており、連通部13は、封止基板30に設けられた貫通孔であるマニホールド部31と連通して共通の液体室100の一部を構成する。このように、本実施形態における流路形成基板10には、圧力発生室12、液体流路としての液体供給路14と連通路15、連通部13が設けられている。
On the opposite side of the
流路形成基板10の封止基板30と反対側には、各圧力発生室12に連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。このノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
On the opposite side of the flow
流路形成基板10の封止基板30側に形成された弾性膜50上には絶縁体膜55が形成されている。絶縁体膜55上には下電極膜60と、圧電体層70と、上電極膜80とで構成される圧電素子300が形成されている。弾性膜50、絶縁体膜55及び下電極膜60からなる振動板が構成され、圧電素子300の駆動により振動板が変形する。
An
各圧電素子300の上電極膜80からはリード電極90が引き出され、リード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加されるようになっている。リード電極90は、例えば、ニッケルクロム(NiCr)からなる下地層91と、下地層91上に形成され、例えば、金(Au)等からなる金属層92とで構成されている。
A
下地層91は、金属層92と絶縁体膜55等とを密着させる下地層としての役割と、上電極膜80と金属層92とを形成する金属同士が化学的に反応するのを防止するバリア層としての役割がある。
The
金属層92の主材料としては、例えば、金(Au)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)が挙げられる。下地層91の材料としては、金属層92との密着性があり、接着層35との接着性がある材料であればよく、具体的には、チタン(Ti)、チタンタングステン化合物(TiW)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)又はニッケルクロム化合物(NiCr)等が挙げられる。
Examples of the main material of the
流路形成基板10の連通部13の封止基板30側の開口周縁部には、リード電極90を構成する下地層91及び金属層92と同一部材からなるリード電極90とは不連続の不連続金属層190が設けられている。
On the peripheral edge of the opening on the sealing
圧電素子300が形成された流路形成基板10上には、連通部13に対向する領域にマニホールド部31が設けられた封止基板30が、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層35によって接合されている。
On the flow
不連続金属層190が、流路形成基板10の開口周縁部に設けられていることにより、流路形成基板10の開口周縁部の接着領域の接着層の厚みと、リード電極90側の接着領域の接着層の厚みを略同一にすることができるので、余分な接着剤の流出による不具合等を防止することができる。
Since the
図2(b)の共通の液体室100は、封止基板30に形成されたマニホールド部31、流路形成基板10に形成された連通部13、封止基板30と流路形成基板10との接合部を貫通する貫通孔とから構成される。従って、封止基板30と流路形成基板10との接合部における断面が、共通の液体室100に露出している。
The
マニホールド部31は、上述したように、連通部13と連通されて共通の液体室100の一部を構成している。なお、連通部13を図1に示すように一体的に形成するのではなく、各圧力発生室12にそれぞれ対応する複数の連通部として構成しても良い。この場合は、共通の液体室100は、封止基板30に形成されたマニホールド部31のみで構成されることになる。
As described above, the
封止基板30には、圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300の収縮と伸長を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部32が設けられている。なお、圧電素子保持部32は、圧電素子300の収縮と伸長を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。封止基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましい。
In the sealing
封止基板30上には、圧電素子300を駆動するための駆動回路120が実装されている。駆動回路120としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、駆動回路120とリード電極90とはボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線121を介して電気的に接続されている。
A
封止基板30のマニホールド部31に対応する領域には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、封止膜41によってマニホールド部31の一方面が封止されている。固定板42は、金属等の硬質の材料で形成される。固定板42の共通の液体室100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、共通の液体室100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
A
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドHでは、図示しない外部液体供給手段からインクを取り込み、共通の液体室100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路120からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁体膜55、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。
In such an ink jet recording head H of the present embodiment, ink is taken in from an external liquid supply means (not shown), filled with ink from the
以下、インクジェット式記録ヘッドHの製造方法について、図3〜図7を参照して説明する。なお、図3〜図7は、流路形成基板用ウェハの圧力発生室の長手方向の断面図である。 Hereinafter, a method for manufacturing the ink jet recording head H will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views in the longitudinal direction of the pressure generation chamber of the flow path forming substrate wafer.
まず、図3(a)に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110を約1100℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜50を構成する二酸化シリコン膜51を形成する。次に、図3(b)に示すように、弾性膜50(二酸化シリコン膜51)上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜55を形成する。具体的には、弾性膜50(二酸化シリコン膜51)上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム(Zr)層を形成した後、このジルコニウム層を、例えば、500〜1200℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる絶縁体膜55を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a channel forming
次いで、図3(c)に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜55上に積層することにより下電極膜60を形成した後、この下電極膜60を所定形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 3C, after the
そして、図4(a)に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電体層70と、例えば、イリジウムからなる上電極膜80とを流路形成基板用ウェハ110の全面に形成し、図4(b)に示すように、これら圧電体層70及び上電極膜80を、各圧力発生室12に対向する領域にパターニングして圧電素子300を形成する。なお、圧電体層70の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成する。
4A, for example, a
次に、図4(c)に示すように、イオンミリングすることによりパターニングして、絶縁体膜55に開口56を形成すると共に、弾性膜50に開口52を形成する。このとき、絶縁体膜55及び弾性膜50のイオンミリングする際には、図示しないが、開口56及び開口52以外の領域がイオンミリングによりエッチングされないように、レジスト等のマスクで保護しておく。
Next, as shown in FIG. 4C, patterning is performed by ion milling to form an
図5(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って、ニッケルクロム(NiCr)からなる下地層91を形成し、この下地層91上に、例えば、金(Au)からなる金属層92を形成する。
As shown in FIG. 5A, a
次に、図5(b)に示すように、金属層92を所定形状にする。具体的には、この金属層92上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を形成し、圧電素子300に対応する領域及び連通部13に対応する金属層92の領域を除去することにより金属層92を所定形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 5B, the
そして、図5(c)に示すように、下地層91を所定形状にすることにより、リード電極90と、後に形成される連通部13の周縁部近傍にリード電極90とは不連続の不連続金属層190とを形成する。具体的には、金属層92を所定形状にする場合と同様に、下地層91上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を形成し、圧電素子300に対応する領域及び連通部13に対応する下地層91の領域を除去することにより下地層91を所定形状にパターニングする。
Then, as shown in FIG. 5C, by forming the
次に、流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを接合する方法について説明する。封止基板30となる封止基板用ウェハ130には、マニホールド部31、圧電素子保持部32等が予め形成されている。封止基板用ウェハ130は、例えば、400μm程度の厚さを有するシリコンウェハであり、封止基板用ウェハ130を接合することで流路形成基板用ウェハ110の剛性は著しく向上することになる。
Next, a method for bonding the flow path forming
図8は、流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを接合する工程を示すフローチャートである。接着剤塗布工程S10では、流路形成基板用ウェハ110に例えば樹脂などによって形成されたマスクパターン(図示なし)を貼り合わせる。マスクパターンは、流路形成基板用ウェハ110における封止基板用ウェハ130との接合面に対応する領域が開口した開口領域を有し、接合面に対応しない領域はマスクされている。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of bonding the flow path forming
接着剤塗布工程S10では、マスクパターンの開口領域、すなわち、流路形成基板用ウェハ110における封止基板用ウェハ130との接合面に、液体を噴射する液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置を用いて、液体噴射ヘッドから接着剤を噴射して塗布する。接着剤を塗布したローラーをマスクパターンの面に沿って転がすことによって、マスクパターンの開口領域に接着剤を塗布するスクリーン印刷による方法を用いてもよい。
In the adhesive application step S <b> 10, a liquid ejecting apparatus having a liquid ejecting head that ejects liquid on the opening area of the mask pattern, that is, the bonding surface of the flow path forming
本実施形態で用いる接着剤は、ポリアミド樹脂である日立化成工業株式会社製のHIMAL(登録商標)を用いる。 As the adhesive used in the present embodiment, HIMAL (registered trademark) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., which is a polyamide resin, is used.
第1の加熱工程S20では、マスクパターンの開口領域となる流路形成基板用ウェハ110における封止基板用ウェハ130との接合面に塗布された接着剤が、15分から60分の間、所定の第1の温度(約180℃)になるように加熱する。
In the first heating step S20, the adhesive applied to the bonding surface with the sealing
加熱する方法は、流路形成基板用ウェハ110を加熱して流路形成基板用ウェハ110からの熱伝導によって接着剤を加熱する方法でもよいし、または接着剤に赤外線を照射して熱放射によって接着剤を加熱する方法でもよい。
The heating method may be a method of heating the adhesive 110 by heating the flow path forming
当接工程S30では、流路形成基板用ウェハ110からマスクパターンを除去する。このとき、流路形成基板用ウェハ110における封止基板用ウェハ130との接合面に残った接着剤の粘度は、接着剤塗布工程S10においてマスクパターンの開口領域に塗布したときの接着剤の粘度より増加している。そのため、マスクパターンが除去されても、接着剤が接合面から流れ出すことがない。そして、当接工程S30では、接着剤を介して流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを当接する。
In the contact step S30, the mask pattern is removed from the flow path forming
第2の加熱工程S40では、封止基板用ウェハ130に加重をかけて、流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130との間の接着剤を加圧しながら、接着剤が15分から60分の間、所定の第2の温度(250℃以上)になるように流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを加熱する。これにより、図6(a)に示すように、接着剤の粘度がさらに増加して硬化した接着層35が流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130との間に形成され、流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とが接合される。
In the second heating step S40, the adhesive is applied from 15 minutes while applying pressure to the sealing
次いで、図6(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110をある程度の厚さとなるまで研削した後、更に弗硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとする。例えば、研削及びウェットエッチングによって、流路形成基板用ウェハ110を、約70μmの厚さとなるように加工する。次いで、図6(c)に示すように、流路形成基板用ウェハ110上に、例えば、窒化シリコン(SiN)からなるマスク膜53を新たに形成し、所定形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 6B, the flow path forming
そして、図7(a)に示すように、封止基板用ウェハ130のマニホールド部31を、例えば、耐アルカリ性を有する封止フィルム38で封止した後、マスク膜53を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)して、流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12、液体供給路14、連通路15及び連通部13等を形成する。このとき、図示しないが、封止基板用ウェハ130の流路形成基板用ウェハ110側とは反対側の表面全体を、例えば、熱融着フィルム等によりさらに覆っておく。
Then, as shown in FIG. 7A, the
このように、封止基板用ウェハ130のマニホールド部31が封止フィルム38により封止されているため、エッチング液がマニホールド部31側から封止基板用ウェハ130の表面に設けられている接続配線やリード電極90に流れ込むことがない。
As described above, since the
これにより、封止基板用ウェハ130の表面に設けられている接続配線やリード電極90にエッチング液が付着することがなく、断線等の不良の発生を防止することができる。また、このとき、不連続金属層190の連通部13側の端面が接着層35により封止されていることにより、ウェットエッチングにより不連続金属層190の下地層91及び金属層92の端面が剥離する虞がない。
Thereby, etching liquid does not adhere to the connection wiring and the
図7(b)に示すように、封止フィルム38及び図示しない熱融着フィルム等を剥がした後は、封止基板用ウェハ130に形成されている接続配線上に駆動回路120を実装すると共に、駆動回路120とリード電極90とを接続配線121によって接続する(図2参照)。その後、流路形成基板用ウェハ110及び封止基板用ウェハ130の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。
As shown in FIG. 7B, after peeling off the sealing
そして、流路形成基板用ウェハ110の封止基板用ウェハ130とは反対側の面にノズル開口21が穿設されたノズルプレート20を接合すると共に、封止基板用ウェハ130にコンプライアンス基板40を接合し、これら流路形成基板用ウェハ110等を、図1に示すような一つのチップサイズの流路形成基板10等に分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドHが製造される。
The
以上説明したように、本実施形態の液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドHの製造方法は、シリコン酸化物層を含む弾性膜50と液滴を噴射するノズル開口21に連通する圧力発生室12とが形成された流路形成基板10と、弾性膜50上に形成された圧電素子300を封止する封止基板30と、を有するインクジェット式記録ヘッドHの製造方法であって、流路形成基板10となる流路形成基板用ウェハ110と封止基板30となる封止基板用ウェハ130との、マスクパターンの開口領域となる接合面にポリアミド系樹脂である接着剤を塗布する接着剤塗布工程S10と、接合面に塗布された接着剤が所定の第1の温度になるように加熱する第1の加熱工程S20と、流路形成基板用ウェハ110からマスクパターンを除去し、接合面で接着剤を介して流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを当接する当接工程S30と、接着剤を加圧しながら接着剤が所定の第2の温度になるように加熱する第2の加熱工程S40と、を含む。
As described above, the method of manufacturing the ink jet recording head H as the liquid ejecting head of the present embodiment has the
この構成によれば、第1の加熱工程S20では、接合面に塗布された接着剤が所定の第1の温度になるように加熱する。これにより、マスクパターンの開口領域となる接合面に塗布されたポリアミド系樹脂である接着剤が硬化して接着剤の流動性が抑制される。当接工程S30では、マスクパターンを除去し、接合面で接着剤を介して流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを当接する。そのため、接着剤の流動性が抑制された状態で、接合面で接着剤を介して流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを当接することができる。そして、第2の加熱工程S40では、接着剤を加圧しながら接着剤が所定の第2の温度になるように加熱する。これにより、接着剤の流動性が抑制された状態で、接着剤がさらに硬化して流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130との間に接着層が形成される。従って、流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130とを接合するための接着層が形成される前に、流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130との間から接着剤が流れ出してしまうということを抑制できる。
According to this structure, in 1st heating process S20, it heats so that the adhesive agent apply | coated to the joint surface may become predetermined | prescribed 1st temperature. Thereby, the adhesive agent which is a polyamide-type resin apply | coated to the joining surface used as the opening area | region of a mask pattern hardens | cures, and the fluidity | liquidity of an adhesive agent is suppressed. In the abutting step S30, the mask pattern is removed, and the flow path forming
また、インクジェット式記録ヘッドHは、シリコン酸化物層を含む弾性膜50と液滴を噴射するノズル開口21に連通する圧力発生室12とが形成された流路形成基板10と、流路形成基板10と接着剤を介して接合され、弾性膜50上に形成された圧電素子300を封止する封止基板30と、を備え、接着剤は、ポリアミド系樹脂である。
The ink jet recording head H includes a flow
この構成によれば、流路形成基板10となる流路形成基板用ウェハ110と封止基板30となる封止基板用ウェハ130との接合時に、流路形成基板用ウェハ110と封止基板用ウェハ130との間から接着剤が流れ出すことを抑制できる。そのため、インクジェット式記録ヘッドHにおける、流路形成基板10や封止基板30の端面や、流路形成基板10の封止基板30と反対側に接着剤が付着していない。これにより、流路形成基板10とノズルプレート20との接合性が低下することを抑制できる。
According to this configuration, when the flow path forming
なお、上述したインクジェット式記録ヘッドHは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図9は、インクジェット式記録装置の一例を示す外観斜視図である。 The ink jet recording head H described above constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 9 is an external perspective view showing an example of an ink jet recording apparatus.
図9に示すように、インクジェット式記録装置Pは、インクジェット式記録ヘッドHを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bを具備する。記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 9, the ink jet recording apparatus P includes
そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSが、プラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the
本実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例として、記録シートSに画像を形成するインクジェット式記録ヘッドHについて説明したが、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(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用する。 In the present embodiment, the ink jet recording head H that forms an image on the recording sheet S has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the color material ejecting head and the organic EL display used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display are described. The present invention is also applied to electrode material ejection heads used for electrode formation such as FED (Field Emission Display), bio-organic matter ejection heads used for biochip manufacturing, and the like.
10…流路形成基板、12…圧力発生室、30…封止基板、35…接着層、50…弾性膜、300…圧電素子、H…インクジェット式記録ヘッド、P…インクジェット式記録装置。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記流路形成基板となる流路形成基板用ウェハと前記封止基板となる封止基板用ウェハとの、マスクパターンの開口領域となる接合面にポリアミド系樹脂である接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記接合面に塗布された前記接着剤が所定の第1の温度になるように加熱する第1の加熱工程と、
前記流路形成基板用ウェハから前記マスクパターンを除去し、前記接合面で前記接着剤を介して前記流路形成基板用ウェハと前記封止基板用ウェハとを当接する当接工程と、
前記接着剤を加圧しながら前記接着剤が所定の第2の温度になるように加熱する第2の加熱工程と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 A flow path forming substrate in which an elastic film including a silicon oxide layer and a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting droplets are formed, and a sealing substrate for sealing a piezoelectric element formed on the elastic film A method of manufacturing a liquid jet head comprising:
Adhesive for applying an adhesive, which is a polyamide-based resin, to a bonding surface that becomes an opening region of a mask pattern between a flow path forming substrate wafer to be the flow path forming substrate and a sealing substrate wafer to be the sealing substrate Application process;
A first heating step of heating so that the adhesive applied to the bonding surface has a predetermined first temperature;
A contact step of removing the mask pattern from the flow path forming substrate wafer and contacting the flow path forming substrate wafer and the sealing substrate wafer via the adhesive at the bonding surface;
And a second heating step of heating the adhesive so as to reach a predetermined second temperature while pressurizing the adhesive.
前記流路形成基板と接着剤を介して接合され、前記弾性膜上に形成された圧電素子を封止する封止基板と、を備え、
前記接着剤は、ポリアミド系樹脂であることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A flow path forming substrate in which an elastic film including a silicon oxide layer and a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening for ejecting droplets are formed;
A sealing substrate that is bonded to the flow path forming substrate via an adhesive and seals the piezoelectric element formed on the elastic film,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the adhesive is a polyamide-based resin.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017030184A (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | Electronic device, liquid jetting head and manufacturing method of electronic device |
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