JP2012206389A - 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクを噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子300と、圧電素子300の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子300と電気的に接続されるリード電極90と、を有するインクジェット式記録ヘッドの製造方法であって、リード電極90は、第1の導電層121と、メッキ法により形成され、第1の導電層121を覆う第2の導電層122と、を有しており、メッキ法により第2の導電層122を形成する前に、リード電極90が接続される圧電素子300の乗り上げ面130aに、導電性を有する酸化膜131を形成する酸化膜形成工程を有するという手法を採用する。
【選択図】図4
Description
そこで、本願発明者は、比較的安価な配線材料で形成した第1の導電層の上に、メッキ法により金(Au)等の酸化し難い材料を用いた第2の導電層を成膜することを考えた。
このような手法を採用することによって、本発明では、配線部が接続される圧電素子の乗り上げ面に酸化膜を形成することで、メッキ中の触媒作用を機能させないようにし、当該乗り上げ面におけるメッキの析出を抑制させる。また、当該酸化膜は、導電性を有するため、配線部と圧電素子との電気的な接続状態は維持される。
このような手法を採用することによって、本発明では、圧電素子の上に第3の導電層を設け、この第3の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させて酸化膜を形成する。
このような手法を採用することによって、本発明では、酸素プラズマを用いることで、加熱炉等を用いた加熱酸化よりも、低温で酸化膜を形成できるため、圧電素子やその他の部品にダメージを与えないようにすることができる。
このような手法を採用することによって、本発明では、第3の導電層は、上電極よりもイオン化傾向が大きいため、配線部をウェットエッチングする際に、上電極に生じる電食反応を抑制することができる。
このような手法を採用することによって、本発明では、第3の導電層を卑金属であるチタン(Ti)で形成することで、酸化膜を容易に形成することが可能となる。
このような手法を採用することによって、本発明では、第2の導電層を貴金属である金(Au)で形成することで、配線部の酸化を抑制することができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、配線部が接続される圧電素子の乗り上げ面に酸化膜を形成することで、メッキ中の触媒作用を機能させないようにし、当該乗り上げ面におけるメッキの析出を抑制させる。また、当該酸化膜は、導電性を有するため、配線部と圧電素子との電気的な接続状態は維持される。
図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。
第2の導電層122の材料は、酸化し難く導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金(Au)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等を用いることができる。本実施形態では、第2の導電層122の材料として金(Au)を用いている。
次に、図3(b)に示すように、弾性膜50(二酸化シリコン)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)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。
そして、図3(d)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、例えば、チタンからなる第3の導電層130とを流路形成基板10の全面に形成し、これら圧電体層70、上電極膜80及び第3の導電層130を、各圧力発生室12に対向する領域毎にパターニングし、乗り上げ面130aに第3の導電層130が形成された圧電素子300を形成する(導電層形成工程)。
本実施形態では、酸化膜131の形成に、酸素プラズマを用いる。この手法によれば、例えば、加熱炉等を用いて数百℃の高温雰囲気下で加熱酸化させるよりも、低温で酸化膜131を形成できるため、圧電素子300やその他の部品(基板)にダメージを与えないようにすることができる。酸化膜131は、自然酸化による厚みの2倍以上に形成することが好ましく、本実施形態では6ナノメートル(nm)以上の厚みで形成する。
このメッキ法としては、例えば無電解メッキ法を用いることができ、流路形成基板10を50℃程度のメッキ液に浸漬させ、第1の導電層121を触媒としてメッキ液中の金(Au)を化学的に析出させることにより、所定厚の第2の導電層122を形成し、リード電極90を形成することができる。ここで、リード電極90が接続される圧電素子300の乗り上げ面130aには、予め酸化膜131が形成されている。酸化膜131は、メッキ中、乗り上げ面130aにおける電子のやりとりを抑制し、触媒作用を機能させないようにするため、当該乗り上げ面130aにおけるメッキの析出が抑制される。このため、金(Au)は、第1の導電層121の上に必要限、析出することとなる。以上により、乗り上げ面130aにメッキを析出させることなく、流路形成基板10上に圧電素子300及びリード電極90を形成することができる。
Claims (7)
- 液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、前記圧電素子の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記配線部は、第1の導電層と、メッキ法により形成され、前記第1の導電層を覆う第2の導電層と、を有しており、
前記メッキ法により前記第2の導電層を形成する前に、前記配線部が接続される前記圧電素子の乗り上げ面に、導電性を有する酸化膜を形成する酸化膜形成工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 - 前記酸化膜形成工程は、
前記乗り上げ面に、第3の導電層を形成する導電層形成工程と、
前記第3の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させる導電層酸化工程と、を有することを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 - 前記導電層酸化工程では、酸素プラズマを用いることを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記圧電素子は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層して成り、
前記第3の導電層は、前記上電極よりもイオン化傾向が大きいことを特徴とする請求項2または3に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 - 前記第3の導電層は、チタンから形成されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記第2の導電層は、金から形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、前記圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドであって、
前記配線部は、第1の導電体と、メッキ法により形成され、前記第1の導電層を覆う第2の導電層と、を有しており、
前記配線部が接続される前記圧電素子の乗り上げ面に導電性を有する酸化膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
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