JP2014069421A

JP2014069421A - Method for manufacturing ink ejection head

Info

Publication number: JP2014069421A
Application number: JP2012216999A
Authority: JP
Inventors: Yuki Hokari; 有希穂苅
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-21

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an ink ejection head by which deflection of a thin film due to heat treatment by photolithography method can be suppressed.SOLUTION: There is provided the method for manufacturing an ink ejection head 100 that is formed in a substrate 201 and has a heater, an ink flow passage CH formed on the heater and a nozzle hole 110 communicated with the ink flow passage CH. The method comprises: a flow passage wall formation step S2 of forming a flow passage wall 203 constituting the lateral face of the ink flow passage CH; a thin film sticking step S5 of sticking a thin film 207 on which the nozzle hole 110 is formed to an upper face of the flow passage wall 203; an exposure step S6 of exposing the thin film 207; a heat treatment step S9 of heat-treating the thin film 207; a development step S9 of developing the thin film 207; an adhesion step S4 of closely adhering a support 204 that is thicker than the thin film to the thin film 207 before the heat treatment step S8; and a removal step S8 of removing the support 204 after the heat treatment step S7.

Description

本発明は、インク吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an ink discharge head.

従来より、薄膜をインク流路上に貼り付けた後に、フォトリソグラフィ法によりインク吐出口を形成するインク吐出ヘッドの製造方法が、特許文献１に記載されている。特許文献１記載の製造方法では、硬化レジスト膜が基板上に形成され、インク流路溝が硬化レジスト膜に形成される。次に、この製造方法では、硬化レジスト膜面にドライフィルムフォトレジストを、インク流路溝にたれ込まないようにラミネート圧を０．１Ｋｇ／ｃｍ²以下に設定してラミネートする。ドライフィルムフォトレジストをラミネートした後に、ドライフィルムフォトレジストに露光、現像、および熱重合の処理を行ってインク吐出口を形成する。 Conventionally, Patent Document 1 discloses a method of manufacturing an ink discharge head in which an ink discharge port is formed by a photolithography method after a thin film is attached to an ink flow path. In the manufacturing method described in Patent Document 1, a cured resist film is formed on a substrate, and an ink channel groove is formed in the cured resist film. Next, in this manufacturing method, the dry film photoresist is laminated on the surface of the cured resist film by setting the laminating pressure to 0.1 kg / cm ² or less so as not to be sunk into the ink flow path groove. After laminating the dry film photoresist, the dry film photoresist is exposed, developed, and thermally polymerized to form ink ejection openings.

特開昭５８−８６８５号公報JP-A-58-8865

しかしながら、従来、フォトリソグラフィ法により薄膜にインク吐出口を形成しようとすると、熱重合による熱が薄膜に加わり、薄膜が撓んでしまう問題があった。 However, conventionally, when an ink discharge port is formed in a thin film by a photolithography method, there is a problem that heat due to thermal polymerization is applied to the thin film and the thin film is bent.

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、フォトリソグラフィ法の熱処理による薄膜の撓みを抑制できるインク吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing an ink discharge head capable of suppressing the bending of a thin film due to a heat treatment of a photolithography method.

この目的を達成するために、請求項１記載のインク吐出ヘッドの製造方法は、基板に設けられ、インクを吐出させる熱エネルギーを発生するヒータと、ヒータ上に設けられたインク流路と、インク流路に連通するインク吐出口とを有するインク吐出ヘッドの製造方法において、前記インク流路の側面を構成する流路壁を形成する工程と、前記インク吐出口が形成される薄膜を前記流路壁の上面に貼り付ける工程と前記薄膜を露光する工程と、前記薄膜を熱処理する工程と、前記薄膜を現像する工程と、前記熱処理する工程の前に、支持体を前記薄膜に密着させる工程と、前記熱処理する工程の後に、前記支持体を除去する工程する工程とを含む。 In order to achieve this object, a method of manufacturing an ink discharge head according to claim 1 includes a heater provided on a substrate for generating thermal energy for discharging ink, an ink flow path provided on the heater, and an ink. In a method for manufacturing an ink discharge head having an ink discharge port communicating with a flow channel, a step of forming a flow channel wall constituting a side surface of the ink flow channel, and a thin film on which the ink discharge port is formed are connected to the flow channel Attaching to the upper surface of the wall; exposing the thin film; heat treating the thin film; developing the thin film; and attaching the support to the thin film before the heat treating step; And a step of removing the support after the heat treatment step.

請求項１記載のインク吐出ヘッドの製造方法によれば、支持体に薄膜が密着している状態で、薄膜に熱処理が行われるため、熱処理による薄膜の撓みを抑制できる。 According to the method for manufacturing an ink discharge head of the first aspect, since the heat treatment is performed on the thin film while the thin film is in close contact with the support, bending of the thin film due to the heat treatment can be suppressed.

また、請求項２記載のインク吐出ヘッドの製造方法において、前記支持体を前記薄膜に密着させる工程が、前記薄膜を貼り付ける工程の前に行われる。 3. The method of manufacturing an ink ejection head according to claim 2, wherein the step of bringing the support into close contact with the thin film is performed before the step of attaching the thin film.

請求項２記載のインク吐出ヘッドの製造方法によれば、支持体に薄膜が密着している状態で、薄膜を流路壁の上面に貼り付けることができるので、貼り付け時の温度と圧力とを下げる必要がなく、薄膜を流路壁の上面に強固に貼り付けられる。 According to the method for manufacturing an ink discharge head according to claim 2, since the thin film can be attached to the upper surface of the flow path wall in a state where the thin film is in close contact with the support, The thin film can be firmly attached to the upper surface of the flow path wall.

また、請求項３記載のインク吐出ヘッドの製造方法において、前記支持体が前記薄膜の屈折率と略同じ材質であり、前記支持体を前記薄膜に密着させる工程が、前記露光する工程の前に行われる。 4. The method of manufacturing an ink ejection head according to claim 3, wherein the support is made of substantially the same material as the refractive index of the thin film, and the step of bringing the support into close contact with the thin film is performed before the exposing step. Done.

請求項３記載のインク吐出ヘッドの製造方法によれば、支持体に薄膜が密着している状態で、薄膜を露光することができる。また、支持体に薄膜が密着している状態で、薄膜を露光しても、支持体が薄膜の屈折率と略同じ材質であるため、薄膜の露光位置のずれを低減することができる。その結果、適切な位置にインク吐出口を形成することができる。 According to the method for manufacturing the ink discharge head of the third aspect, the thin film can be exposed while the thin film is in close contact with the support. Further, even if the thin film is exposed in a state where the thin film is in close contact with the support, since the support is made of substantially the same material as the refractive index of the thin film, the shift of the exposure position of the thin film can be reduced. As a result, the ink discharge port can be formed at an appropriate position.

また、請求項４記載のインク吐出ヘッドの製造方法において、前記支持体及び前記薄膜がエポキシ樹脂を含んで構成される。 5. The method of manufacturing an ink ejection head according to claim 4, wherein the support and the thin film include an epoxy resin.

請求項４記載のインク吐出ヘッドの製造方法によれば、支持体及び薄膜がエポキシ樹脂を含んで構成されるため、機械強度、耐インク性、及び、基板に対する密着性を有するノズル吐出ヘッドを製造できる。 According to the method for manufacturing an ink discharge head according to claim 4, since the support and the thin film include an epoxy resin, a nozzle discharge head having mechanical strength, ink resistance, and adhesion to the substrate is manufactured. it can.

また、請求項５記載のインク吐出ヘッドの製造方法において、前記支持体がガラスを含んで構成され、前記支持体を前記薄膜に密着させる工程が、前記露光する工程の後に行われる。 6. The method of manufacturing an ink ejection head according to claim 5, wherein the support includes glass, and the step of bringing the support into close contact with the thin film is performed after the exposure.

請求項５記載のインク吐出ヘッドの製造方法によれば、露光する工程では、支持体が存在しないことから、屈折光の影響を受けることなく薄膜を精度良く露光することができる。また、支持体がガラスを含んで構成されるため、熱処理による支持体の撓みが略なく、支持体に密着した薄膜が熱処理時に撓むことをより抑制できる。 According to the method for manufacturing an ink discharge head of the fifth aspect, since the support is not present in the exposure step, the thin film can be accurately exposed without being affected by the refracted light. Further, since the support is configured to include glass, there is almost no bending of the support due to the heat treatment, and the thin film adhered to the support can be further prevented from being bent during the heat treatment.

本発明によれば、フォトリソグラフィ法の熱処理による薄膜の撓みを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress bending of a thin film due to heat treatment of a photolithography method.

本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating an example of an ink discharge head according to an embodiment of the present invention. 図１に示すＡ−Ａ線に従うインク吐出ヘッドの模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an ink discharge head according to the line AA shown in FIG. 1. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドのヒータ形成工程Ｓ１を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing heater formation process S1 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの流路壁形成工程Ｓ２を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing channel wall formation process S2 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの反射防止膜形成工程Ｓ３を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing antireflection film formation process S3 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの密着工程Ｓ４を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing adhesion process S4 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの薄膜貼付工程Ｓ５を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows thin film sticking process S5 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの露光工程Ｓ６を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing exposure process S6 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドのベーク工程Ｓ７を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing baking process S7 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの支持体の除去工程Ｓ８を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing removal process S8 of a support of an ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの現像工程Ｓ９を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing development process S9 of the ink discharge head concerning this embodiment. 本実施形態にかかるインク吐出ヘッドのインク供給口形成工程Ｓ１０を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing ink supply port formation process S10 of the ink discharge head concerning this embodiment.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインク吐出ヘッドの製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an ink discharge head manufacturing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

（実施形態）
（インク吐出ヘッドの構成）
図１を用いて、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるインク吐出ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。図１において、インク吐出ヘッド１００においては、複数のノズル孔１１０が整列した状態で薄膜２０７に形成される。複数のノズル孔１１０は、図２で後述する個別に設けられた複数のインク流路ＣＨにそれぞれ連通する。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に従うインク吐出ヘッドの模式的断面図である。図２に示すインク吐出ヘッドは、インク吐出ヘッドの製造工程を終えた完成状態にある。Ａ−Ａ線に従う断面は、図示上側鉛直方向からの断面であって、矢印Ａの方向から見た断面であり、複数のノズル孔１１０のうち、２つのノズル孔１１０を切断する断面の一例を示す。 (Embodiment)
(Configuration of ink ejection head)
The configuration of the ink ejection head according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of an ink discharge head according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, in the ink ejection head 100, a plurality of nozzle holes 110 are formed in a thin film 207 in an aligned state. The plurality of nozzle holes 110 communicate with a plurality of individually provided ink channels CH, which will be described later with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the ink ejection head taken along line AA shown in FIG. The ink discharge head shown in FIG. 2 is in a completed state after the manufacturing process of the ink discharge head is completed. The cross section along the line AA is a cross section from the upper vertical direction in the figure, and is a cross section seen from the direction of the arrow A, and an example of a cross section that cuts two nozzle holes 110 among the plurality of nozzle holes 110. Show.

図２において、インク流路ＣＨは、基板２０１上に形成された複数の層の上に形成された流路壁２０３及び薄膜２０７などによって区画形成される。インク流路ＣＨ内には、インクを吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗体２０２がそれぞれ設けられる。インク供給口１２０が、インク吐出ヘッド１００の下面からインク流路ＣＨへとつながる。インク供給口１２０にインクを供給する図示しないインクタンクからインク流路ＣＨへとインクが供給される。インク流路ＣＨに供給されたインクの一部は、発熱抵抗体２０２の加熱により気泡となる。この気泡によって押し出されたインク流路ＣＨ内のインクは、ノズル孔１１０から吐出する。 In FIG. 2, the ink flow channel CH is partitioned and formed by a flow channel wall 203 and a thin film 207 formed on a plurality of layers formed on the substrate 201. A heating resistor 202 that generates thermal energy for ejecting ink is provided in each ink channel CH. The ink supply port 120 is connected from the lower surface of the ink discharge head 100 to the ink flow channel CH. Ink is supplied from an ink tank (not shown) that supplies ink to the ink supply port 120 to the ink channel CH. A part of the ink supplied to the ink flow channel CH becomes bubbles due to the heating of the heating resistor 202. The ink in the ink channel CH pushed out by the bubbles is ejected from the nozzle hole 110.

（インク吐出ヘッドの製造方法）
図２から図１２を用いて、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図２から図１２は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの製造方法について各工程の一例を示す模式的断面図である。 (Ink discharge head manufacturing method)
A method of manufacturing the ink ejection head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 12 are schematic cross-sectional views illustrating an example of each process in the method for manufacturing the ink ejection head according to the present embodiment.

図３は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドのヒータ形成工程Ｓ１を示す模式的断面図である。ヒータ形成工程Ｓ１では、周知の形成方法によりヒータが形成される。シリコン製の基板２０１上に、蓄熱層３０２が１００００Å程度の膜厚で形成され、形成された蓄熱層３０２の上に発熱抵抗体２０２と電極層３０３とが形成される。基板２０１の下面には、ＳｉＯ２またはＳｉＮなどの酸化物絶縁膜３０１が１０００Åから１００００Å程度の膜厚で形成される。発熱抵抗体２０２は、たとえば、ＴａＮまたはＴａＡｌなどを、２００Åから１０００Åまでの範囲内の厚みになるように、スパッタリング法によって発熱抵抗体２０２の形成位置に製膜することで形成される。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the heater forming step S1 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the heater forming step S1, a heater is formed by a known forming method. A heat storage layer 302 is formed with a film thickness of about 10,000 mm on a silicon substrate 201, and a heating resistor 202 and an electrode layer 303 are formed on the formed heat storage layer 302. An oxide insulating film 301 such as SiO 2 or SiN is formed on the lower surface of the substrate 201 with a film thickness of about 1000 to 10,000 mm. The heating resistor 202 is formed, for example, by forming a film of TaN or TaAl or the like at a position where the heating resistor 202 is formed by a sputtering method so as to have a thickness within a range of 200 to 1000 mm.

電極層３０３は、ＡｌまたはＡｌ合金を含み構成され、たとえば、５００ｎｍ程度の厚さとなるように発熱抵抗体２０２上に形成される。周知の構成である電極パッド３０４が、電極層３０３に連結されて形成される。ドライバＩＣ部３０６が、電極３０５に連結した状態で基板２０１内に埋設される。また、電極層３０３の上には、電極層３０３をインクから保護するための保護膜３０７が形成される。保護膜３０７の上には、インクを吐出する位置に、キャビテーションダメージから保護するための耐キャビテーション膜３０８が形成される。図示しない制御部から電気信号が、電極パッド３０４を介して、ドライバＩＣ部３０６に伝わり、ドライバＩＣ部３０６が駆動される。図示しない電源部から、電圧が電極層３０３を介して発熱抵抗体２０２に印加される。ドライバＩＣ部３０６を駆動することにより、ノズル孔１１０下の発熱抵抗体２０２に電流が流れて、発熱抵抗体２０２が発熱する。この発熱により、インクの気泡が発生する。この気泡によりインクが押し出されることにより、ノズル孔１１０からインクの吐出が行われる。本実施形態における発熱抵抗体２０２及び電極層３０３は、本発明におけるヒータの一例に相当する。 The electrode layer 303 includes Al or an Al alloy, and is formed on the heating resistor 202 so as to have a thickness of about 500 nm, for example. An electrode pad 304 having a known configuration is formed connected to the electrode layer 303. A driver IC unit 306 is embedded in the substrate 201 in a state of being connected to the electrode 305. A protective film 307 for protecting the electrode layer 303 from ink is formed on the electrode layer 303. On the protective film 307, an anti-cavitation film 308 for protecting from cavitation damage is formed at a position where ink is ejected. An electric signal is transmitted from the control unit (not shown) to the driver IC unit 306 via the electrode pad 304, and the driver IC unit 306 is driven. A voltage is applied to the heating resistor 202 via the electrode layer 303 from a power supply unit (not shown). By driving the driver IC unit 306, a current flows through the heating resistor 202 under the nozzle hole 110, and the heating resistor 202 generates heat. Due to this heat generation, ink bubbles are generated. The ink is ejected from the nozzle hole 110 by pushing out the ink by the bubbles. The heating resistor 202 and the electrode layer 303 in the present embodiment correspond to an example of a heater in the present invention.

図４は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの流路壁形成工程Ｓ２を示す模式的断面図である。流路壁形成工程Ｓ２では、保護膜３０７の上に、耐キャビテーション膜３０８が形成された位置を囲うように流路壁２０３が形成される。流路壁２０３は、保護膜３０７上に塗布された密着層２０５の上面に形成される。密着層２０５は、シランカップリング材を混合した感光性エポキシ樹脂を含み構成される。流路壁２０３は、たとえば、感光性ポリイミドとエポキシ樹脂とを含み構成される。流路壁形成工程Ｓ２では、フォトリソグラフィー法などによって流路壁２０３が形成される。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the flow path wall forming step S2 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the flow path wall forming step S2, the flow path wall 203 is formed on the protective film 307 so as to surround the position where the anti-cavitation film 308 is formed. The channel wall 203 is formed on the upper surface of the adhesion layer 205 applied on the protective film 307. The adhesion layer 205 includes a photosensitive epoxy resin mixed with a silane coupling material. The flow path wall 203 includes, for example, photosensitive polyimide and an epoxy resin. In the channel wall forming step S2, the channel wall 203 is formed by a photolithography method or the like.

図５は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの反射防止膜形成工程Ｓ３を示す模式的断面図である。反射防止膜形成工程Ｓ３では、保護膜３０７の上面部、耐キャビテーション膜３０８の上面部、流路壁２０３の周囲を覆うように反射防止膜２０６が形成される。反射防止膜２０６は、酸化クロムを材料として形成される。また、反射防止膜２０６は、スパッタ法により３０ｎｍから１００ｎｍまでの範囲内の膜厚で形成される。スパッタ法を用いることで、蒸着及びスピンコート法で反射防止膜２０６を形成するよりも、反射防止膜２０６を均一に薄く、低温で早く、かつ、低コストで形成することができる。また、反射防止膜２０６の膜厚を３０ｎｍから１００ｎｍまでの範囲内で形成することで、後述する露光工程Ｓ６において反射防止膜２０６からはね返る光の量を小さくすることができる。したがって、露光時に反射防止膜からはね返る光がノズル孔１１０を形成する位置に影響することを低減でき、設計通りの形状に一層正確にノズル孔１１０を形成できる。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the antireflection film forming step S3 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the antireflection film forming step S3, the antireflection film 206 is formed so as to cover the upper surface portion of the protective film 307, the upper surface portion of the anti-cavitation film 308, and the periphery of the flow path wall 203. The antireflection film 206 is formed using chromium oxide as a material. The antireflection film 206 is formed with a film thickness in the range from 30 nm to 100 nm by sputtering. By using the sputtering method, it is possible to form the antireflection film 206 uniformly and thinly, quickly at low temperature and at low cost, rather than forming the antireflection film 206 by vapor deposition and spin coating. Further, by forming the film thickness of the antireflection film 206 within a range from 30 nm to 100 nm, it is possible to reduce the amount of light rebounding from the antireflection film 206 in the exposure step S6 described later. Therefore, it is possible to reduce the influence of the light repelling from the antireflection film at the time of exposure on the position where the nozzle hole 110 is formed, and the nozzle hole 110 can be formed more accurately in the shape as designed.

図６は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの密着工程Ｓ４を示す模式的断面図である。密着工程Ｓ４は、支持体に薄膜を密着させて、薄膜を支持体により支持する工程であり、図６（ａ）〜（ｅ）に示す５つの工程を順番に実行することにより、実行される。図６（ａ）に示す工程では、エポキシ剥離フィルム４０２（例えば三井化学東セロ株式会社の商品名オピュラン（登録商標））の上に支持体２０４となるエポキシ溶液４０３が滴下される。エポキシ溶液４０１の成分は、エポキシ樹脂、シランカップリング剤、カチオン重合開始剤、及び、溶媒である。エポキシ剥離フィルム４０２は、５０μｍから１００μｍ程度の厚さである。図６（ｂ）に示す工程では、滴下されたエポキシ溶液４０３がスピンコーターにより塗布され、その後、ベーク、露光、ベークの順に処理が行われ、エポキシ樹脂から構成される硬化した支持体２０４がエポキシ剥離フィルム４０２上に形成される。露光前に行うベークは、溶媒を気化するためであり、露光後のベークは熱重合するために行われる。支持体２０４は、１００μｍ程度の厚さである。図６（ｃ）に示す工程では、支持体２０４の上にシリコーン系の剥離剤３０９（例えば東レ株式会社の商品名ＳＤ７２２６）がスピンコーターにより塗布され、ベークされる。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the adhesion step S4 of the ink ejection head according to the present embodiment. The adhesion step S4 is a step in which the thin film is adhered to the support and the thin film is supported by the support, and is performed by sequentially executing the five steps shown in FIGS. 6 (a) to 6 (e). . In the step shown in FIG. 6A, an epoxy solution 403 to be a support 204 is dropped onto an epoxy release film 402 (for example, trade name Opyran (registered trademark) of Mitsui Chemicals, Inc.). The components of the epoxy solution 401 are an epoxy resin, a silane coupling agent, a cationic polymerization initiator, and a solvent. The epoxy release film 402 has a thickness of about 50 μm to 100 μm. In the step shown in FIG. 6 (b), the dropped epoxy solution 403 is applied by a spin coater, and then processed in the order of baking, exposure, and baking. It is formed on the release film 402. The baking performed before the exposure is for vaporizing the solvent, and the baking after the exposure is performed for thermal polymerization. The support 204 has a thickness of about 100 μm. In the step shown in FIG. 6C, a silicone release agent 309 (for example, trade name SD7226 manufactured by Toray Industries, Inc.) is applied onto the support 204 by a spin coater and baked.

次に図６（ｄ）に示す工程では、塗布された剥離剤３０９の上に薄膜２０７となるエポキシ溶液４０１が滴下される。エポキシ溶液４０１の成分は、エポキシ樹脂、シランカップリング剤、カチオン重合開始剤、及び、溶媒である。その滴下の後に、スピンコーターにより剥離剤３０９の上にエポキシ溶液４０１が塗布される。図６（ｅ）に示す工程では、エポキシ溶液４０１が塗布された状態でベークされて、エポキシ溶液４０１が薄膜２０７となる。薄膜２０７と支持体２０４とは、剥離剤３０９を介して密着されている。薄膜２０７は、２０μｍ程度の厚さになるように形成されている。 Next, in the step shown in FIG. 6D, an epoxy solution 401 that becomes the thin film 207 is dropped on the applied release agent 309. The components of the epoxy solution 401 are an epoxy resin, a silane coupling agent, a cationic polymerization initiator, and a solvent. After the dropping, the epoxy solution 401 is applied on the release agent 309 by a spin coater. In the step shown in FIG. 6E, the epoxy solution 401 is baked in a state where it is applied, and the epoxy solution 401 becomes the thin film 207. The thin film 207 and the support 204 are in close contact with each other through a release agent 309. The thin film 207 is formed to have a thickness of about 20 μm.

図７は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの薄膜貼付工程Ｓ５を示す模式的断面図である。薄膜貼付工程Ｓ５では、中空貼り付けが行われる。中空貼り付けとは、支持体２０４に密着された薄膜２０７を流路壁２０３の上面の反射防止膜２０６にテンティング法により貼り付けることである。中空貼り付けでは、流路壁２０３で囲まれるインク流路ＣＨとなる部分に犠牲層樹脂等を充填しないで薄膜２０７が貼り付けられる。テンティング法による中空貼り付けは、基板２０１及び薄膜２０７を６０℃から１００℃までの範囲の温度に加熱し、薄膜２０７を流路壁２０３の上面の反射防止膜２０６に圧着して行われる。中空貼り付けが行われた後に、エポキシ剥離フィルム４０２が支持体２０４から剥がされる。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the thin film sticking step S5 of the ink ejection head according to the present embodiment. In thin film sticking process S5, hollow sticking is performed. The hollow sticking is to stick the thin film 207 in close contact with the support 204 to the antireflection film 206 on the upper surface of the flow path wall 203 by a tenting method. In the hollow pasting, the thin film 207 is pasted without filling the sacrificial layer resin or the like in the portion that becomes the ink channel CH surrounded by the channel wall 203. Hollow pasting by the tenting method is performed by heating the substrate 201 and the thin film 207 to a temperature in the range of 60 ° C. to 100 ° C. and pressing the thin film 207 on the antireflection film 206 on the upper surface of the flow path wall 203. After the hollow bonding is performed, the epoxy release film 402 is peeled off from the support 204.

図８は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの露光工程Ｓ６を示す模式的断面図である。露光工程Ｓ６では、まず、薄膜２０７の上方に、フォトマスク２０８が配置される。フォトマスク２０８は、紫外線２０９を透過しない複数のマスク部２０８ａを有する。フォトマスク２０８の配置に際して、薄膜２０７の中でノズル孔部２０７ａが形成される領域と、電極パッド３０４が配置される領域であって流路壁２０３より外側の領域とに、複数のマスク部２０８ａが位置するように、フォトマスク２０８が配置される。そして、フォトマスク２０８を通して、紫外線２０９が薄膜２０７に向けて照射されて、薄膜２０７の露光が行われる。この露光は、プロジェクション露光である。露光では、フォトマスク２０８に対向する位置から紫外線２０９が支持体２０４及び薄膜２０７に向けて照射されて、薄膜２０７の照射された部分が硬化する。本実施形態の製造方法では、支持体２０４は、薄膜２０７に含まれるエポキシ樹脂を共通な成分として含み、略同じ屈折率を有する。略同じ屈折率を有することにより、紫外線２０９が支持体２０４と薄膜２０７との界面を通過するときに、その界面において紫外線２０９がノズル孔部２０７ａに向かって屈折することが抑制される。この結果、ノズル孔部２０７ａが不用意に露光されず、ノズル孔２０７を所定の形状で所定の位置に精度良く形成することができる。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the exposure step S6 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the exposure step S6, first, a photomask 208 is disposed above the thin film 207. The photomask 208 has a plurality of mask portions 208 a that do not transmit the ultraviolet rays 209. When the photomask 208 is disposed, a plurality of mask portions 208a are formed in a region where the nozzle hole portion 207a is formed in the thin film 207 and a region where the electrode pad 304 is disposed and outside the flow path wall 203. The photomask 208 is arranged so that is located. Then, ultraviolet rays 209 are irradiated toward the thin film 207 through the photomask 208, and the thin film 207 is exposed. This exposure is projection exposure. In the exposure, ultraviolet rays 209 are irradiated from the position facing the photomask 208 toward the support 204 and the thin film 207, and the irradiated portion of the thin film 207 is cured. In the manufacturing method of the present embodiment, the support 204 includes the epoxy resin included in the thin film 207 as a common component and has substantially the same refractive index. By having substantially the same refractive index, when the ultraviolet ray 209 passes through the interface between the support 204 and the thin film 207, the ultraviolet ray 209 is suppressed from being refracted toward the nozzle hole portion 207a at the interface. As a result, the nozzle hole portion 207a is not carelessly exposed, and the nozzle hole 207 can be accurately formed at a predetermined position in a predetermined shape.

図９は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドのベーク工程Ｓ７を示す模式的断面図である。ベーク工程Ｓ７では、露光により硬化した薄膜２０７をより硬化させるために、薄膜２０７に熱が加えられる。熱は、７０℃に加熱したホットプレートにインク吐出ヘッド１００を置いて６０秒間加えられる。その後、１２０℃にホットプレートを加熱し、１２０秒間熱を加える。薄膜２０７は、支持体２０４がない状態で熱が加えられると、硬化する前にインク流路ＣＨ内部に撓み込んでしまう。そのため、支持体２０４がない状態では、薄膜２０７が撓まない温度に下げてベーク工程Ｓ７が行われている。本実施形態では、支持体２０４が薄膜２０７と密着した状態で、薄膜２０７に熱が加えられるため、薄膜２０７がインク流路ＣＨ内部に撓み込んでしまうことを抑制できる。したがって、薄膜２０７が撓み込むことなく、ノズル孔１１０を形成することができる。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the baking step S7 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the baking step S7, heat is applied to the thin film 207 in order to further cure the thin film 207 cured by exposure. Heat is applied for 60 seconds by placing the ink ejection head 100 on a hot plate heated to 70 ° C. Thereafter, the hot plate is heated to 120 ° C. and heat is applied for 120 seconds. If heat is applied without the support 204, the thin film 207 is bent into the ink channel CH before being cured. Therefore, in the state where there is no support 204, the baking step S7 is performed by reducing the temperature to a temperature at which the thin film 207 does not bend. In the present embodiment, since heat is applied to the thin film 207 in a state where the support 204 is in close contact with the thin film 207, the thin film 207 can be prevented from being bent into the ink flow channel CH. Therefore, the nozzle hole 110 can be formed without the thin film 207 being bent.

図１０は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの支持体の除去工程Ｓ８を示す模式的断面図である。除去工程Ｓ８では、薄膜２０７に密着した支持体２０４を薄膜２０７から剥がして支持体２０４が除去される。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a support removing step S8 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the removal step S <b> 8, the support 204 that is in close contact with the thin film 207 is peeled off from the thin film 207 to remove the support 204.

図１１は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドの現像工程Ｓ９を示す模式的断面図である。現像工程Ｓ９では、ノズル孔部２０７ａが除去されて、薄膜２０７にノズル孔１１０が形成される。具体的には、たとえば、薄膜２０７をキシレンなどの現像液に浸すことにより、露光工程Ｓ６で紫外線２０９が照射されず、硬化していないノズル孔部２０７ａが除去される。換言すれば、現像工程Ｓ７は、現像液に対して不溶である紫外線熱硬化性樹脂から構成される薄膜２０７のうち硬化した部位を残して、現像液に可溶であり硬化していない部位であるノズル孔部２０７ａを溶解して除去する工程である。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the developing step S9 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the developing step S <b> 9, the nozzle hole portion 207 a is removed and the nozzle hole 110 is formed in the thin film 207. Specifically, for example, by immersing the thin film 207 in a developer such as xylene, the ultraviolet ray 209 is not irradiated in the exposure step S6, and the uncured nozzle hole 207a is removed. In other words, the developing step S7 is a portion that is soluble in the developer and not cured, leaving a cured portion of the thin film 207 composed of the ultraviolet thermosetting resin that is insoluble in the developer. This is a step of dissolving and removing a certain nozzle hole portion 207a.

図１２は、本実施形態にかかるインク吐出ヘッドのインク供給口形成工程Ｓ１０を示す模式的断面図である。インク供給口形成工程Ｓ１０では、ウェットエッチングによって基板２０１の一部を除去することで、基板２０１の下側からインク供給口１２０が形成される。本実施形態では、たとえば、ウェットエッチングは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、または、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いて行われる。具体的には、たとえば、基板２０１の下側の酸化物絶縁膜３０１上にフォトレジストが塗布され、その後にフォトリソグラフィー法によりインク供給口１２０に相当する位置のフォトレジストが除去される。次にインク供給口１２０に相当する酸化物絶縁膜３０１がウェットエッチングされる。その後、剥離液などによってフォトレジストを除去した後、インク供給口１２０に相当する位置以外に残存した酸化物絶縁膜３０１をエッチングマスクとして機能させることで、基板２０１のインク供給口１２０に相当する部分が溶解されて除去される。 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the ink supply port forming step S10 of the ink ejection head according to the present embodiment. In the ink supply port forming step S10, the ink supply port 120 is formed from the lower side of the substrate 201 by removing a part of the substrate 201 by wet etching. In this embodiment, for example, wet etching is performed using a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution or a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution. Specifically, for example, a photoresist is applied on the oxide insulating film 301 on the lower side of the substrate 201, and then the photoresist corresponding to the ink supply port 120 is removed by a photolithography method. Next, the oxide insulating film 301 corresponding to the ink supply port 120 is wet etched. Thereafter, after removing the photoresist with a stripping solution or the like, the remaining portion of the oxide insulating film 301 other than the position corresponding to the ink supply port 120 is made to function as an etching mask, so that the portion corresponding to the ink supply port 120 of the substrate 201 Is dissolved and removed.

なお、本発明における各工程と、本実施形態の各工程とを関連付けて説明すると、図４に示した流路壁形成工程Ｓ２によって、本発明の流路壁を形成する工程の処理が実行される。図６に示した密着工程Ｓ４によって、本発明の支持体を薄膜に密着させる工程の処理が実行される。図７に示した薄膜貼付工程Ｓ５によって、本発明の薄膜を貼り付ける工程の処理が実行される。図８に示した露光工程Ｓ６によって、本発明の薄膜を露光する工程の処理が実行される。図９に示したベーク工程Ｓ７によって、本発明の熱処理する工程の処理が実行される。図１０に示した支持体の除去工程Ｓ８によって、本発明の支持体を除去する工程の処理が実行される。図１１に示した現像工程Ｓ９によって、本発明の薄膜を現像する工程の処理が実行される。 In addition, if each process in this invention and each process of this embodiment are demonstrated and linked | related, the process of the process of forming the flow-path wall of this invention will be performed by flow-path wall formation process S2 shown in FIG. The By the adhesion step S4 shown in FIG. 6, the process of the step of bringing the support of the present invention into close contact with the thin film is executed. By the thin film sticking step S5 shown in FIG. 7, the process of the step of sticking the thin film of the present invention is executed. By the exposure step S6 shown in FIG. 8, the process of the step of exposing the thin film of the present invention is executed. By the baking step S7 shown in FIG. 9, the heat treatment process of the present invention is executed. By the support removing process S8 shown in FIG. 10, the process of the process of removing the support of the present invention is executed. By the developing step S9 shown in FIG. 11, the processing of the step of developing the thin film of the present invention is executed.

以上説明したように、本実施形態によれば、支持体２０４に薄膜２０７が密着している状態で、薄膜２０７に熱処理が行われるため、熱処理による薄膜の撓みを抑制できる。 As described above, according to the present embodiment, since the thin film 207 is heat-treated while the thin film 207 is in close contact with the support 204, it is possible to suppress bending of the thin film due to the heat treatment.

また、本実施形態によれば、薄膜貼付工程Ｓ５が行われた後に、露光工程Ｓ６が行われているため、薄膜貼付工程Ｓ５の前に、薄膜２０７にノズル孔１１０を形成する必要がない。薄膜貼付工程Ｓ５の前に、薄膜２０７にノズル孔１１０を形成する場合、薄膜貼付工程Ｓ５の際に、薄膜２０７を流路壁２０３の上面に貼り付ける精度が必要になる。本実施形態によれば、薄膜貼付工程Ｓ５の前に、薄膜２０７にノズル孔１１０を形成する必要がないため、薄膜貼付工程Ｓ５の際に、薄膜２０７の貼り付け精度を必要とせずに、その後の露光工程Ｓ６、ベーク工程Ｓ７、及び、現像工程Ｓ９により正確な位置にノズル孔１１０を形成することができる。 Further, according to the present embodiment, since the exposure step S6 is performed after the thin film pasting step S5 is performed, it is not necessary to form the nozzle hole 110 in the thin film 207 before the thin film pasting step S5. When the nozzle hole 110 is formed in the thin film 207 before the thin film attaching step S5, it is necessary to have an accuracy of attaching the thin film 207 to the upper surface of the flow path wall 203 in the thin film attaching step S5. According to this embodiment, since it is not necessary to form the nozzle hole 110 in the thin film 207 before the thin film attaching step S5, the accuracy of attaching the thin film 207 is not required during the thin film attaching step S5. The nozzle hole 110 can be formed at an accurate position by the exposure step S6, the baking step S7, and the development step S9.

（変形例）
本発明の上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば、次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。 (Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and the drawings, and for example, the following various aspects are also included in the technical scope of the present invention.

本実施形態では、剥離剤３０９を支持体２０４の上に塗布したが、剥離剤３０９を薄膜２０７となるエポキシ溶液４０１に混ぜてもよい。その場合、支持体２０４の上に、剥離剤３０９を混ぜたエポキシ溶液４０１が塗布される。 In this embodiment, the release agent 309 is applied on the support 204, but the release agent 309 may be mixed with the epoxy solution 401 that becomes the thin film 207. In that case, an epoxy solution 401 mixed with a release agent 309 is applied on the support 204.

本実施形態では、密着工程Ｓ４が貼付工程Ｓ５の前に行われたが、露光工程Ｓ６の後に密着工程Ｓ４が行われてもよい。この場合、露光された薄膜２０７の上に支持体２０４を密着させる。その後、ベーク工程Ｓ７、除去工程Ｓ８の順に各処理が行われる。つまり、ベーク工程Ｓ７の前で支持体２０４が密着され、ベーク工程Ｓ７の後で支持体２０４が除去される。ベーク工程Ｓ７の熱処理による薄膜２０７の撓みを抑制するためだけに支持体２０４が用いられるので、支持体２０４は、薄くても固い材質のガラスを含んで構成されてもよい。 In the present embodiment, the adhesion step S4 is performed before the pasting step S5, but the adhesion step S4 may be performed after the exposure step S6. In this case, the support 204 is brought into close contact with the exposed thin film 207. Then, each process is performed in order of baking process S7 and removal process S8. That is, the support 204 is brought into close contact before the baking step S7, and the support 204 is removed after the baking step S7. Since the support body 204 is used only to suppress the bending of the thin film 207 due to the heat treatment in the baking step S7, the support body 204 may be configured to include thin or hard glass.

本実施形態では、ベーク工程Ｓ７の後に現像工程Ｓ９が行われたが、順序を逆にして、現像工程Ｓ９の後にベーク工程Ｓ７が行われてもよい。その場合、薄膜２０７には、ゴム系のネガレジストが使用される。 In the present embodiment, the developing step S9 is performed after the baking step S7. However, the order may be reversed, and the baking step S7 may be performed after the developing step S9. In that case, a rubber negative resist is used for the thin film 207.

本実施形態では、中空貼り付けをテンティング法により行ったが、ラミネートにより行ってもよい。 In this embodiment, the hollow bonding is performed by the tenting method, but may be performed by lamination.

本実施形態では、中空貼り付けが行われた後に、エポキシ剥離フィルム４０２が支持体２０４から剥がされたが、本発明では、図６（ｂ）に示すように支持体２０４がエポキシ剥離フィルム４０２の上に形成された後に、エポキシ剥離フィルム４０２が支持体２０４から剥がされてもよい。 In the present embodiment, the epoxy release film 402 is peeled off from the support 204 after the hollow attachment is performed, but in the present invention, the support 204 is formed of the epoxy release film 402 as shown in FIG. After being formed thereon, the epoxy release film 402 may be peeled off from the support 204.

また、上述した説明では、実施形態及び一部の変形例について別々の例として説明したが、これに限ることはない。すなわち、それぞれを組み合わせた構成として、実施形態及び一部の変形例を適宜組み合わせて利用してもよい。 In the above description, the embodiment and some modified examples have been described as separate examples, but the present invention is not limited to this. That is, as a configuration in which the components are combined, the embodiment and some of the modifications may be combined as appropriate.

１００インク吐出ヘッド
１１０ノズル孔
ＣＨインク流路
２０１基板
２０２発熱抵抗体
２０３流路壁
２０４支持体
２０６反射防止膜
２０７薄膜
３０７保護膜
３０８耐キャビテーション膜
３０９剥離剤
４０１エポキシ溶液
４０２エポキシ剥離フィルム
４０３エポキシ溶液
Ｓ１ヒータ形成工程
Ｓ２流路壁形成工程
Ｓ３反射防止膜形成工程
Ｓ４密着工程
Ｓ５貼付工程
Ｓ６露光工程
Ｓ７ベーク工程
Ｓ８除去工程
Ｓ９現像工程
Ｓ１０インク供給口形成工程 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ink discharge head 110 Nozzle hole CH Ink flow path 201 Substrate 202 Heating resistor 203 Flow path wall 204 Support body 206 Antireflection film 207 Thin film 307 Protective film 308 Anti-cavitation film 309 Release agent 401 Epoxy solution 402 Epoxy release film 403 Epoxy solution S1 heater formation process S2 flow path wall formation process S3 antireflection film formation process S4 adhesion process S5 application process S6 exposure process S7 baking process S8 removal process S9 development process S10 ink supply port formation process

Claims

In a method for manufacturing an ink discharge head, comprising: a heater that generates heat energy for discharging ink; and an ink flow path provided on the heater; and an ink discharge port that communicates with the ink flow path.
Forming a flow path wall constituting a side surface of the ink flow path;
Attaching the thin film on which the ink discharge port is formed to the upper surface of the flow path wall; exposing the thin film;
Heat treating the thin film;
Developing the thin film;
Before the heat treatment step, the step of closely attaching the support to the thin film;
And a step of removing the support after the heat treatment step.

In the manufacturing method of the ink discharge head according to claim 1,
The method of manufacturing an ink ejection head, wherein the step of bringing the support into close contact with the thin film is performed before the step of attaching the thin film.

In the manufacturing method of the ink discharge head according to claim 1 or 2,
The support is made of substantially the same material as the refractive index of the thin film;
A method of manufacturing an ink ejection head, wherein the step of bringing the support into close contact with the thin film is performed before the step of exposing.

In the manufacturing method of the ink discharge head according to any one of claims 1 to 3,
A method of manufacturing an ink discharge head, wherein the support and the thin film are configured to include an epoxy resin.

In the manufacturing method of the ink discharge head according to claim 1,
The support comprises glass;
A method of manufacturing an ink ejection head, wherein the step of bringing the support into close contact with the thin film is performed after the step of exposing.