JP2019059160A - 液体吐出ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板と、エネルギー発生素子と、流路形成部材と、電極と、配線とを備える。前記エネルギー発生素子は、前記基板上に設けられ、液体を吐出するために利用される。前記流路形成部材は、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する。前記電極は、前記液体の流れを発生させる。前記配線は、前記流路形成部材と接して設けられ、前記電極に電力を供給する。ここで、前記流路形成部材は有機材料を含む。また、前記電極及び前記配線は、導電性ダイヤモンドライクカーボン(以下、導電性DLCとも示す)及びスズドープ酸化インジウム(以下、ITOとも示す)の少なくとも一方を含む導電性密着層を含む。
(第一の実施形態)
本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に導電性密着層を形成する工程。前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程。前記基板上に、前記配線と接するように、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程。ここで、前記流路形成部材は有機材料を含む。また、前記導電性密着層は、導電性DLC及びITOの少なくとも一方を含む。
本実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に、前記液体の流路を形成する流路形成部材の側壁部と、前記流路の型材を形成する工程。前記側壁部及び前記型材上に導電性密着層を形成する工程。前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程。前記側壁部、前記型材、前記電極及び前記配線上に、前記液体を吐出する吐出口を有する前記流路形成部材の天井部を形成する工程。前記型材を除去して前記流路を形成する工程。ここで、前記流路形成部材の側壁部は有機材料を含む。また、前記導電性密着層は、導電性DLC及びITOの少なくとも一方を含む。なお、流路形成部材の側壁部とは、流路形成部材において流路の側壁を形成する部分を示す。
熱酸化膜付きシリコンウェハに各種層を形成し、接触式段差計による該層の厚さ測定と抵抗測定とを実施した。これら二つの測定値から、該層の体積抵抗率を算出した。
前記導電性評価において作製した、各種層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、ネガ型エポキシ樹脂組成物をスピン塗布し、365nmの波長で露光し、現像、ベークを行った。これにより、高さ15μm、100μmΦの流路形成部材としての半円柱を形成した。得られた評価サンプルを二種類のインク(インクA及びインクB)に浸漬させ、インク浸漬前後の層と流路形成部材との接合強度(シェア強度)を測定した。
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてITOを200nmの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は1.0×10−3Ωcmであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は31.1gであった。一方、インクA浸漬後のシェア強度は23.5g、インクB浸漬後のシェア強度は20.4gであった。本実施例では、インク浸漬前後において層と流路形成部材との密着性に大きな変化はなく、インク浸漬後も十分な接合強度を有していた。
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、ボロンドープ導電性DLCをプラズマイオン注入成膜法(プラズマイオンアシスト社製装置を使用)にて150nmの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は1.5×10−2Ωcmであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は26.4gであった。一方、インクA浸漬後のシェア強度は24.8g、インクB浸漬後のシェア強度は25.2gであった。本実施例では、インク浸漬前後において層と流路形成部材との密着性に大きな変化はなく、インク浸漬後も十分な接合強度を有していた。
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてAu(金)を200nmの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は1.2×105Ωcmであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は27.0gであった。一方、インクA浸漬後のシェア強度は0.7g、インクB浸漬後のシェア強度は0g(剥がれにより測定不可)であった。
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてPt(白金)を100nmの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は2.0×10−5Ωcmであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は24.0gであった。一方、インクA浸漬後のシェア強度は0.5g、インクB浸漬後のシェア強度は0g(剥がれにより測定不可)であった。
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてNi(ニッケル)を65nmの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は1.4×10−5Ωcmであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は30.8gであった。一方、インクA浸漬後のシェア強度は20.1g、インクB浸漬後のシェア強度は10.3gであった。
熱酸化膜付きシリコンウェハ上に、マグネトロンスパッタにてW(タングステン)とTi(チタン)との合金(Ti:10質量%)を100nmの厚さで成膜して、層を形成した。前記導電性評価を行ったところ、該層の体積抵抗率は1.5×105Ωcmであった。該層が形成された熱酸化膜付きシリコンウェハを用いて、前記密着性評価を行った。インク浸漬前のシェア強度の平均値は29.6gであった。一方、インクA浸漬後のシェア強度は7.3g、インクB浸漬後のシェア強度は0g(剥がれにより測定不可)であった。
2 吐出口
4 流路形成部材
5 エネルギー発生素子
6 流路
9 電極
11 導電性密着層
12 配線
Claims (19)
- 基板と、
前記基板上に設けられた、液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子と、
前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材と、
前記液体の流れを発生させる電極と、
前記流路形成部材と接して設けられた、前記電極に電力を供給する配線と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記流路形成部材が有機材料を含み、
前記電極及び前記配線が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含む導電性密着層を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記導電性密着層が導電性ダイヤモンドライクカーボンを含み、
前記導電性密着層の体積抵抗率が10Ωcm以下である請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記導電性密着層の体積抵抗率が0.1Ωcm以下である請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記導電性密着層の体積抵抗率が0.001Ωcm以下である請求項3に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記導電性密着層がスズドープ酸化インジウムを含み、
前記導電性密着層の体積抵抗率が0.001Ωcm以下である請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記電極及び前記配線の少なくとも一方が、前記基板上に設けられている請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記電極が、前記流路と接する前記流路形成部材の表面上に設けられている請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記配線の少なくとも一部が前記流路形成部材の内部に配置されている請求項7に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記電極及び前記配線の少なくとも一方が、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層をさらに含む請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記電極及び前記配線の少なくとも一方が前記導電性密着層からなる請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記有機材料がエポキシ樹脂である請求項1から10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記導電性ダイヤモンドライクカーボンが、ホウ素、窒素及びニッケルからなる群から選択される少なくとも一種の元素を含む請求項1から11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に導電性密着層を形成する工程と、
前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程と、
前記基板上に、前記配線と接するように、前記液体を吐出する吐出口を有し、前記基板との間に前記液体の流路を形成する流路形成部材を形成する工程と、
を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記流路形成部材が有機材料を含み、
前記導電性密着層が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記導電性密着層を形成する工程の前に、前記電極及び前記配線の一部となる、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を前記基板上に形成する工程をさらに含む請求項13に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 液体を吐出するために利用されるエネルギー発生素子が設けられた基板上に、前記液体の流路を形成する流路形成部材の側壁部と、前記流路の型材を形成する工程と、
前記側壁部及び前記型材上に導電性密着層を形成する工程と、
前記導電性密着層をパターニングして、前記液体の流れを発生させる電極及び前記電極に電力を供給する配線を形成する工程と、
前記側壁部、前記型材、前記電極及び前記配線上に、前記液体を吐出する吐出口を有する前記流路形成部材の天井部を形成する工程と、
前記型材を除去して前記流路を形成する工程と、
を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記流路形成部材の側壁部が有機材料を含み、
前記導電性密着層が、導電性ダイヤモンドライクカーボン及びスズドープ酸化インジウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記流路形成部材の天井部が有機材料を含む請求項15に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記導電性密着層を形成する工程の後であって、前記電極及び前記配線を形成する工程の前に、
前記電極及び前記配線の一部となる、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を前記導電性密着層上に形成する工程と、
前記導電性密着層及び前記低抵抗層上に、前記導電性密着層を再度形成する工程と、
をさらに含む請求項16に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記流路形成部材の天井部が無機材料を含む請求項15に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記導電性密着層を形成する工程の後であって、前記電極及び前記配線を形成する工程の前に、
前記電極及び前記配線の一部となる、前記導電性密着層よりも体積抵抗率が低い低抵抗層を前記導電性密着層上に形成する工程をさらに含む請求項18に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
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