JP2019142215A - Substrate for liquid ejection head, liquid ejection head, and manufacturing method for substrate for liquid ejection head - Google Patents

Substrate for liquid ejection head, liquid ejection head, and manufacturing method for substrate for liquid ejection head Download PDF

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Abstract

To improve disconnection of a fuse part while restricting an increase in load of a process of manufacturing a substrate for a liquid ejection head.SOLUTION: A substrate for a liquid ejection head has: a first covering part that covers a first heat generation resistance element and is conductive; a second covering part that covers a second heat generation resistance element and is conductive; a fuse part; and a common wire electrically connected with the first covering part via the fuse part and electrically connecting the first and second covering parts. The common wire and the fuse part are each formed from a stack of conductive layers including a first conductive layer and a second conductive layer less likely to be oxidized than the first conductive layer.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに用いられる液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッド用基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a liquid discharge head substrate used for a liquid discharge head that discharges liquid, a liquid discharge head, and a method for manufacturing a liquid discharge head substrate.

現在、発熱抵抗素子に通電することで液室の内部の液体を加熱し液体に膜沸騰を生じさせ、この発泡エネルギーを用いて吐出口から液滴を吐出させる液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置が多く採用されている。このような液体吐出装置によって記録が行われる場合には、発熱抵抗素子上の領域で液体が発泡、収縮、消泡する際に生じるキャビテーションによる衝撃といった物理的作用が発熱抵抗素子上の領域に及ぼされることがある。また、液体が吐出される際に発熱抵抗素子は高温となるため、液体の成分が熱分解して発熱抵抗素子の表面に付着して固着・堆積するといった化学的作用が発熱抵抗素子上の領域に及ぼされることがある。これらの発熱抵抗素子への物理的作用あるいは化学的作用から発熱抵抗素子を保護するために、発熱抵抗素子上には発熱抵抗素子を覆う保護層が配置されている。   Currently, a liquid discharge head equipped with a liquid discharge head that heats the liquid inside the liquid chamber by energizing the heating resistor element, causes film boiling in the liquid, and discharges liquid droplets from the discharge port using this foaming energy. Many devices are used. When recording is performed by such a liquid ejecting apparatus, physical effects such as impact caused by cavitation that occurs when the liquid foams, contracts, or disappears in the region on the heating resistor element are exerted on the region on the heating resistor element. May be. In addition, since the heating resistor element becomes high temperature when liquid is discharged, the chemical action of the liquid component thermally decomposing and adhering to the surface of the heating resistor element and sticking / depositing may occur. May be affected. In order to protect the heating resistor element from physical action or chemical action on the heating resistor element, a protective layer covering the heating resistor element is disposed on the heating resistor element.

通常、保護層は液体と接する位置に配置される。従って、保護層に電気が流れると保護層と液体との間で電気化学反応が生じ、保護層としての機能が損なわれる恐れがある。そのため、発熱抵抗素子に供給される電気の一部が保護層へ流れないように、発熱抵抗素子と保護層との間に絶縁層が配置されている。   Usually, a protective layer is arrange | positioned in the position which contact | connects a liquid. Therefore, when electricity flows through the protective layer, an electrochemical reaction occurs between the protective layer and the liquid, and the function as the protective layer may be impaired. For this reason, an insulating layer is disposed between the heating resistor element and the protective layer so that a part of the electricity supplied to the heating resistor element does not flow to the protective layer.

ところが、何らかの原因によって絶縁層の機能が損なわれて（偶発故障）しまい、発熱抵抗素子あるいは配線から保護層へ直接的に電気が流れてしまう導通が生じる可能性がある。発熱抵抗素子に供給される電気の一部が保護層に流れた場合には、保護層と液体との間で電気化学反応が生じ、保護層が変質する可能性がある。保護層が変質すると保護層の耐久性が低下する恐れがある。さらに、異なる発熱抵抗素子をそれぞれ覆う保護層が電気的に接続されている場合は、発熱抵抗素子との導通が生じた保護層とは別の保護層にも電流が流れてしまい、液体吐出ヘッド内で変質の影響が広がる恐れがある。   However, for some reason, the function of the insulating layer is impaired (accidental failure), and there is a possibility that electricity flows directly from the heating resistor element or the wiring to the protective layer. When a part of the electricity supplied to the heating resistor element flows to the protective layer, an electrochemical reaction may occur between the protective layer and the liquid, and the protective layer may be altered. If the protective layer is altered, the durability of the protective layer may be reduced. Furthermore, when protective layers covering different heating resistance elements are electrically connected to each other, current flows in a protective layer other than the protective layer that is electrically connected to the heating resistance elements, and the liquid discharge head There is a risk that the effects of alteration will spread within.

このような影響を防ぐために保護層を個別に分離する構成が有効であるが、液体吐出ヘッドによっては保護層を個別に分離せず互いに接続された構成の方が好ましい場合もある。例えば、電気化学反応を利用して保護層を液体中に溶出させることにより保護層に堆積したコゲを除去するクリーニングを行う場合には、保護層に電圧を印加するために複数の保護層を電気的に接続する構成が好ましい。   In order to prevent such an influence, a configuration in which the protective layers are individually separated is effective. However, in some liquid ejection heads, a configuration in which the protective layers are not separated individually but connected to each other is preferable. For example, when cleaning is performed to remove kogation deposited on a protective layer by eluting the protective layer into a liquid using an electrochemical reaction, a plurality of protective layers are electrically connected to apply a voltage to the protective layer. A configuration in which connection is made is preferable.

ここで、特許文献１には、複数の保護層と電気的に接続された共通配線に対し、ヒューズ部を介してそれぞれの保護層が接続された構成が記載されている。このような構成において上記の導通が生じて１つの保護層に電流が流れた場合に、この電流によってヒューズ部が切断されることで、他の保護層との電気的な接続が切断される。これにより、保護層の変質の影響が広がることを抑えることができる。   Here, Patent Document 1 describes a configuration in which each protective layer is connected to a common wiring electrically connected to a plurality of protective layers via a fuse portion. In such a configuration, when the above-described conduction occurs and a current flows in one protective layer, the fuse portion is cut by this current, whereby the electrical connection with the other protective layer is cut. Thereby, it can suppress that the influence of quality change of a protective layer spreads.

また、特許文献１では、ヒューズ部をそれぞれ含む複数の個別配線と、複数の個別配線が共通して接続される共通配線と、を同じ製造工程で形成しつつ、その後ヒューズ部のみを薄くする工程を別途設けることが記載されている。これにより、ヒューズ部の切断性を向上することができる。   Also, in Patent Document 1, a plurality of individual wires each including a fuse portion and a common wire to which a plurality of individual wires are connected in common are formed in the same manufacturing process, and thereafter only the fuse portion is thinned. Is separately provided. Thereby, the cutting property of the fuse part can be improved.

特開２０１４−１２４９２０号公報JP 2014-124920 A

ヒューズ部の切断性を高めるためには、ヒューズ部に対する共通配線の抵抗値を低くすることが求められる。そのため、特許文献１に記載された発明のようにヒューズ部の厚さを薄くすることが好ましい一方で、共通配線の配線抵抗を抑えてヒューズ部に大電流を流すためには共通配線の厚さを厚くすることが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載されたようにヒューズ部のみを薄くする工程を別途設ける場合にはエッチング工程が追加されるため、製造工程の負荷の増大に繋がる。   In order to improve the cutability of the fuse part, it is required to reduce the resistance value of the common wiring with respect to the fuse part. Therefore, while it is preferable to reduce the thickness of the fuse portion as in the invention described in Patent Document 1, in order to suppress a wiring resistance of the common wiring and to flow a large current to the fuse portion, the thickness of the common wiring It is preferable to increase the thickness. However, when a process for thinning only the fuse portion is separately provided as described in Patent Document 1, an etching process is added, leading to an increase in the load of the manufacturing process.

そこで、本発明は、液体吐出ヘッド用基板の製造工程の負荷の増大を抑制しつつ、ヒューズ部の切断性を向上させることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to improve the cutability of the fuse part while suppressing an increase in the load of the manufacturing process of the liquid discharge head substrate.

本発明の液体吐出ヘッド用基板は、液体を吐出するために発熱する第１発熱抵抗素子および第２発熱抵抗素子を備える基材と、前記第１発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第１被覆部と、前記第２発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第２被覆部と、前記第１発熱抵抗素子と前記第１被覆部との間および前記第２発熱抵抗素子と前記第２被覆部との間に配された絶縁層と、ヒューズ部と、前記ヒューズ部を介して前記第１被覆部と電気的に接続され、前記第１被覆部と前記第２被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、を有する液体吐出ヘッド用基板において、前記共通配線と前記ヒューズ部とは、第１導電層と、前記第１導電層よりも酸化されにくい第２導電層と、を含む複数の導電層が積層されて構成されていることを特徴とする。   The substrate for a liquid discharge head according to the present invention includes a base material including a first heat generation resistance element and a second heat generation resistance element that generate heat to discharge a liquid, and a first electrode that covers the first heat generation resistance element and has conductivity. A covering portion; a second covering portion that covers the second heating resistance element and has conductivity; and a space between the first heating resistance element and the first covering portion; and the second heating resistance element and the second covering. An insulating layer disposed between the first cover portion, the fuse portion, and the first covering portion electrically connected to the first covering portion and the second covering portion via the fuse portion. In the liquid discharge head substrate having a common wiring for connection, the common wiring and the fuse portion include a first conductive layer and a second conductive layer that is less oxidized than the first conductive layer. It is characterized in that a plurality of conductive layers are laminated. .

本発明によると、液体吐出ヘッド用基板の製造工程の負荷の増大を抑制しつつ、ヒューズ部の切断性を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the cutability of the fuse portion while suppressing an increase in the load in the manufacturing process of the liquid discharge head substrate.

液体吐出ヘッド用基板を示す斜視図A perspective view showing a substrate for a liquid discharge head 第１の実施形態の液体吐出ヘッドの部分断面図Partial sectional view of the liquid ejection head of the first embodiment 液体吐出ヘッド用基板の発熱抵抗素子とヒューズ部とを含む領域の模式的平面図およびヒューズ部の構造を説明するための平面図Schematic plan view of a region including a heating resistor element and a fuse portion of a substrate for a liquid discharge head, and a plan view for explaining the structure of the fuse portion 液体吐出ヘッド用基板の発熱抵抗素子とヒューズ部とを含む回路図Circuit diagram including heating resistor element and fuse portion of liquid discharge head substrate ヒューズ部が切断されるまでの温度変化を説明するための図The figure for explaining the temperature change until the fuse part is cut 第１の実施形態の液体吐出ヘッドの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the liquid discharge head of 1st Embodiment. 第２の実施形態の液体吐出ヘッドの部分断面図Partial sectional view of the liquid ejection head of the second embodiment ヒューズ部が切断されるまでの温度変化を説明するための図The figure for explaining the temperature change until the fuse part is cut 第２の実施形態の液体吐出ヘッドの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the liquid discharge head of 2nd Embodiment. 記録装置の概略構成図Schematic configuration diagram of recording device 液体吐出ヘッドユニットの斜視図Perspective view of liquid discharge head unit

以下、図面を用いて本発明の実施の形態の例を説明する。ただし、以下の記載は本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following description does not limit the scope of the present invention.

本実施形態は、インク等の液体をタンクと液体吐出装置間で循環させる形態のインクジェット記録装置（記録装置）であるが、その他の形態であっても良い。例えばインクを循環せずに、液体吐出装置上流側と下流側に２つのタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインクを流すことで、圧力室内のインクを流動させる形態であっても良い。   The present embodiment is an ink jet recording apparatus (recording apparatus) configured to circulate a liquid such as ink between a tank and a liquid ejecting apparatus, but may be in other forms. For example, the ink in the pressure chamber may be flowed by providing two tanks on the upstream side and the downstream side of the liquid ejection device without circulating the ink and flowing the ink from one tank to the other tank. .

本実施形態は被記録媒体の幅に対応した長さを有する、所謂ライン型ヘッドであるが、被記録媒体に対してスキャンを行いながら記録を行う、所謂シリアル型の液体吐出装置にも本発明を適用できる。シリアル型の液体吐出装置としては、例えばブラックインク用、およびカラーインク用記録素子基板を各１つずつ搭載する構成があげられる。これに限らず、数個の記録素子基板を吐出口列方向に吐出口をオーバーラップさせるよう配置した、被記録媒体の幅よりも短い、短尺のラインヘッドを作成し、それを被記録媒体に対してスキャンさせる形態のものであっても良い。   The present embodiment is a so-called line type head having a length corresponding to the width of the recording medium. However, the present invention is also applied to a so-called serial type liquid ejecting apparatus that performs recording while scanning the recording medium. Can be applied. As a serial type liquid ejection device, for example, a configuration in which one recording element substrate for black ink and one for color ink are mounted. Not limited to this, a short line head shorter than the width of the recording medium, in which several recording element substrates are arranged so that the ejection openings overlap in the direction of the ejection opening array, is formed on the recording medium. Alternatively, it may be scanned.

（インクジェット記録装置）
本実施形態の液体吐出装置、特にはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置１０００（以下、記録装置とも称す）の概略構成を図１０に示す。記録装置１０００は、被記録媒体２を搬送する搬送部４と、被記録媒体の搬送方向と略直交して配置されるライン型の液体吐出ヘッドユニット３とを備え、複数の被記録媒体２を連続もしくは間欠に搬送しながら１パスで連続記録を行うライン型記録装置である。被記録媒体２はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。記録装置１０００は、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４種類のインクにそれぞれ対応した４つの単色用の液体吐出ヘッドユニット３を備えている。また、記録装置１０００はキャップ１００７を備えており、非記録時にキャップ１００７で液体吐出ヘッドユニット３の吐出口面の側を覆うことで、吐出口からのインクの蒸発を防ぐことができる。 (Inkjet recording device)
FIG. 10 shows a schematic configuration of a liquid ejection apparatus according to the present embodiment, in particular, an inkjet recording apparatus 1000 (hereinafter also referred to as a recording apparatus) that performs recording by ejecting ink. The recording apparatus 1000 includes a transport unit 4 that transports the recording medium 2 and a line-type liquid ejection head unit 3 that is disposed substantially orthogonal to the transport direction of the recording medium. This is a line type recording apparatus that performs continuous recording in one pass while conveying continuously or intermittently. The recording medium 2 is not limited to cut paper but may be continuous roll paper. The recording apparatus 1000 includes four monochromatic liquid ejection head units 3 respectively corresponding to four types of inks of CMYK (cyan, magenta, yellow, and black). In addition, the recording apparatus 1000 includes a cap 1007. By covering the ejection port surface side of the liquid ejection head unit 3 with the cap 1007 during non-recording, ink evaporation from the ejection port can be prevented.

（液体吐出ヘッドユニット）
本実施形態に係る液体吐出ヘッドユニット３の構成について説明する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は本実施形態に係る液体吐出ヘッドユニット３の斜視図である。液体吐出ヘッドユニット３は１つの液体吐出ヘッド１（記録素子基板）で１色のインクを吐出可能な液体吐出ヘッド１が直線上に１６個配列（インラインに配置）されたライン型の液体吐出ヘッドユニットである。各色のインクを吐出する液体吐出ヘッドユニット３は同様の構成となっている。 (Liquid discharge head unit)
The configuration of the liquid discharge head unit 3 according to this embodiment will be described. FIG. 11A and FIG. 11B are perspective views of the liquid discharge head unit 3 according to this embodiment. The liquid discharge head unit 3 is a line-type liquid discharge head in which 16 liquid discharge heads 1 that can discharge one color ink with a single liquid discharge head 1 (recording element substrate) are arranged in a straight line (arranged inline). Is a unit. The liquid discharge head unit 3 that discharges ink of each color has the same configuration.

図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッドユニット３は、液体吐出ヘッド１と、フレキシブル配線基板４０と、信号入力端子９１と電力供給端子９２が設けられた電気配線基板９０と、を備える。信号入力端子９１及び電力供給端子９２は記録装置１０００の制御部と電気的に接続され、それぞれ、吐出駆動信号及び吐出に必要な電力を液体吐出ヘッド１に供給する。電気配線基板９０内の電気回路によって配線を集約することで、信号入力端子９１及び電力供給端子９２の数を液体吐出ヘッド１の数に比べて少なくできる。これにより、記録装置１０００に対して液体吐出ヘッドユニット３を組み付ける時又は液体吐出ヘッドの交換時に取り外しが必要な電気接続部の数が少なくて済む。液体吐出ヘッドユニット３の両端部に設けられた接続部９３は、記録装置１０００のインク供給系と接続される。記録装置１０００の供給系から一方の接続部９３を介して液体吐出ヘッドユニット３にインクが供給され、液体吐出ヘッドユニット３内を通ったインクは他方の接続部９３を介して記録装置１０００の供給系へ回収されるようになっている。このように、液体吐出ヘッドユニット３は、インクが記録装置１０００の経路と液体吐出ヘッドユニット３の経路を介して循環可能な構成となっている。   As shown in FIGS. 11A and 11B, the liquid ejection head unit 3 includes an electrical wiring board 90 provided with a liquid ejection head 1, a flexible wiring board 40, a signal input terminal 91, and a power supply terminal 92. And comprising. The signal input terminal 91 and the power supply terminal 92 are electrically connected to the control unit of the recording apparatus 1000 and supply the ejection drive signal and the power necessary for ejection to the liquid ejection head 1, respectively. By consolidating the wiring by the electric circuit in the electric wiring board 90, the number of the signal input terminals 91 and the power supply terminals 92 can be reduced as compared with the number of the liquid discharge heads 1. This reduces the number of electrical connection portions that need to be removed when the liquid discharge head unit 3 is assembled to the recording apparatus 1000 or when the liquid discharge head is replaced. Connection portions 93 provided at both ends of the liquid discharge head unit 3 are connected to the ink supply system of the recording apparatus 1000. Ink is supplied from the supply system of the recording apparatus 1000 to the liquid ejection head unit 3 via one connection portion 93, and the ink that has passed through the liquid ejection head unit 3 is supplied to the recording apparatus 1000 via the other connection portion 93. It is to be collected in the system. As described above, the liquid ejection head unit 3 is configured such that ink can circulate through the path of the recording apparatus 1000 and the path of the liquid ejection head unit 3.

＜第１の実施形態＞
（液体吐出ヘッドの構成）
図１は、本実施形態の液体吐出ヘッド１を概念的に示す斜視図である。本実施形態の液体吐出ヘッド１は、液体を吐出するために液体を加熱する熱作用部１１７が設けられた液体吐出ヘッド用基板１００（以下、基板１００とも称す）と流路形成部材１２０とが貼り付けられて形成されている。流路形成部材１２０には、熱作用部１１７に対応する位置に液体を吐出する吐出口１２１が形成されている。また、基板１００には、熱作用部１１７に液体を供給するための供給口１３０が基板１００を貫通して形成されており、供給口１３０と吐出口１２１とが、基板１００と流路形成部材１２０とが接合されて形成された流路１１６によって連通されている。 <First Embodiment>
(Configuration of liquid discharge head)
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing a liquid discharge head 1 of the present embodiment. The liquid discharge head 1 according to the present embodiment includes a liquid discharge head substrate 100 (hereinafter also referred to as a substrate 100) provided with a thermal action unit 117 that heats the liquid to discharge the liquid, and a flow path forming member 120. It is formed by pasting. The flow path forming member 120 is formed with a discharge port 121 for discharging a liquid at a position corresponding to the heat acting portion 117. In addition, the substrate 100 is provided with a supply port 130 for supplying a liquid to the heat application unit 117 so as to penetrate the substrate 100, and the supply port 130 and the discharge port 121 are formed between the substrate 100 and the flow path forming member. 120 is connected by a flow path 116 formed by joining.

図２は、本実施形態の液体吐出ヘッド１の部分断面図であり、図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面を示している。図２は発熱抵抗素子１０８とヒューズ部１１２とを含む周辺の液体吐出ヘッド１の積層構成を模式的に示している。なお、図２では回路や配線等を省略しているが、発熱抵抗素子１０８やヒューズ部１１２はそれぞれ発熱や切断に必要な電力を得るための配線に接続されている。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the liquid ejection head 1 of the present embodiment, and shows a cross section taken along line AA in FIG. FIG. 2 schematically shows a laminated structure of the peripheral liquid discharge head 1 including the heating resistor element 108 and the fuse portion 112. In FIG. 2, circuits, wirings, and the like are omitted, but the heating resistor element 108 and the fuse portion 112 are connected to wirings for obtaining power necessary for heat generation and cutting, respectively.

液体吐出ヘッド用基板１００は、表面にＳｉＯ等の蓄熱層を有するシリコンの基材１０１の上側に液体を吐出するための熱エネルギーを発生するための発熱抵抗素子１０８が設けられている。発熱抵抗素子１０８は例えばＴａＳｉＮ等の材料で形成される。発熱抵抗素子１０８の電気的な絶縁を確保するために発熱抵抗素子１０８は絶縁層１０６で被覆されている。絶縁層１０６は例えばＳｉＮやＳｉＣＮ等の材料で形成される。   The liquid discharge head substrate 100 is provided with a heating resistance element 108 for generating thermal energy for discharging a liquid on the upper side of a silicon base material 101 having a heat storage layer such as SiO on the surface. The heating resistance element 108 is formed of a material such as TaSiN, for example. In order to ensure electrical insulation of the heating resistor element 108, the heating resistor element 108 is covered with an insulating layer 106. The insulating layer 106 is formed of a material such as SiN or SiCN, for example.

また、発熱抵抗素子の発熱に伴う物理的作用や化学的作用から発熱抵抗素子１０８を保護するために、発熱抵抗素子１０８の流路１１６側には発熱抵抗素子１０８を被覆する被覆部としての保護層１０７が設けられている。保護層１０７を構成する材料は、化学的耐性が高いＴａ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｂ、Ｐｔ等の単体金属が望ましく、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ等のシリコン系膜や金属窒化膜・炭化膜を導電性が保てる範囲で使用しても良い。なお、本実施形態における保護層１０７は、基材１０１の側から第３導電層１０５ｃ、第２導電層１０５ｂ、第１導電層１０５ａの３つの層が積層されて構成されている。すなわち、保護層１０７は、第１導電層１０５ａで構成された保護層１０７ａ、第２導電層１０５ｂで構成された保護層１０７ｂ、第３導電層で構成された保護層１０７ｃが積層されている。なお、第１導電層１０５ａ〜第３導電層１０５ｃを合わせて導電層１０５とも称する。   Further, in order to protect the heating resistor element 108 from the physical action and chemical action accompanying the heat generation of the heating resistor element, a protection portion covering the heating resistor element 108 is provided on the flow path 116 side of the heating resistor element 108. A layer 107 is provided. The material constituting the protective layer 107 is preferably a single metal such as Ta, Ir, Ru, Ti, W, Nb, and Pt having high chemical resistance, such as a silicon-based film such as SiCN or SiCO, a metal nitride film, or a carbide film. You may use in the range which can maintain electroconductivity. In addition, the protective layer 107 in this embodiment is configured by stacking three layers of the third conductive layer 105c, the second conductive layer 105b, and the first conductive layer 105a from the base material 101 side. That is, the protective layer 107 includes a protective layer 107a formed of the first conductive layer 105a, a protective layer 107b formed of the second conductive layer 105b, and a protective layer 107c formed of the third conductive layer. Note that the first conductive layer 105 a to the third conductive layer 105 c are also collectively referred to as a conductive layer 105.

次に、図３を参照して液体吐出ヘッド用基板１００に設けられたヒューズ部１１２について説明する。図３（ａ）は、本実施形態の液体吐出ヘッド用基板１００の発熱抵抗素子１０８とヒューズ部１１２を含む領域の模式的平面図である。図３（ａ）では発熱抵抗素子１０８の位置を示すために、保護層１０７から発熱抵抗素子１０８を透視して示している。異なる発熱抵抗素子１０８である第１発熱抵抗素子１０８ａと第２発熱抵抗素子１０８ｂとの上側にそれぞれ配置された保護層１０７（第１被覆部と第２被覆部）は、それぞれ個別配線１１５を介して共通配線１１４に電気的に接続されている。また、個別配線１１５には発熱することで破断されやすいヒューズ部１１２が形成されている。本実施形態では、２つの発熱抵抗素子１０８を１つの保護層１０７で覆う構成としており、１つの保護層１０７毎に１つのヒューズ部１１２を設けている。すなわち、複数の発熱抵抗素子１０８に対して１つのヒューズ部１１２を設けている。なお、１つの発熱抵抗素子１０８を１つの保護層１０７で覆う構成として発熱抵抗素子１０８（保護層１０７）毎にヒューズ部１１２を設けてもよい。また、耐久性を損なわない範囲で複数の発熱抵抗素子１０８につき１つのヒューズ部１１２を設ける構成であってもよい。   Next, the fuse portion 112 provided on the liquid discharge head substrate 100 will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a schematic plan view of a region including the heating resistor element 108 and the fuse portion 112 of the liquid discharge head substrate 100 of the present embodiment. In FIG. 3A, in order to show the position of the heating resistor element 108, the heating resistor element 108 is seen through from the protective layer 107. The protective layers 107 (first covering portion and second covering portion) disposed on the upper side of the first heating resistance element 108a and the second heating resistance element 108b, which are different heating resistance elements 108, are respectively connected via individual wirings 115. Are electrically connected to the common wiring 114. The individual wiring 115 is formed with a fuse portion 112 that is easily broken by heat generation. In the present embodiment, two heating resistance elements 108 are covered with one protective layer 107, and one fuse portion 112 is provided for each protective layer 107. That is, one fuse portion 112 is provided for the plurality of heating resistance elements 108. Note that a fuse portion 112 may be provided for each heating resistance element 108 (protection layer 107) as a configuration in which one heating resistance element 108 is covered with one protection layer 107. Moreover, the structure which provides the one fuse part 112 per several heating resistance element 108 in the range which does not impair durability may be sufficient.

図３（ｂ）は、ヒューズ部１１２の構造を示す平面図である。ヒューズ部１１２には幅の細い部分１１２ｄが形成されており、この部分１１２ｄにおいて破断（電気的切断）が生じる。このような平面的にくびれた部分を形成することで電流密度を高め、単位体積当たりの発熱量を高めて切断性を確保することができる。本実施形態のヒューズ部１１２は、例えば長さを１０μｍ、細い部分１１２ｄの幅を２．０μｍとして形成されている。   FIG. 3B is a plan view showing the structure of the fuse portion 112. A narrow portion 112d is formed in the fuse portion 112, and breakage (electrical cutting) occurs in the portion 112d. By forming such a constricted portion in a plane, the current density can be increased, and the amount of heat generated per unit volume can be increased to ensure cutting performance. For example, the fuse portion 112 of the present embodiment is formed with a length of 10 μm and a narrow portion 112d having a width of 2.0 μm.

次に、図４を参照してヒューズ部１１２の機能について説明する。図４は、液体吐出ヘッド用基板１００の発熱抵抗素子１０８とヒューズ部１１２とを含む回路図である。   Next, the function of the fuse portion 112 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram including the heating resistance element 108 and the fuse portion 112 of the liquid discharge head substrate 100.

図４（ａ）では、発熱抵抗素子１０８の一端には発熱抵抗素子１０８を駆動するための電源電位１９１が印加されている。この電源電位１９１は例えば２０〜４０Ｖ程度である。一方でヒューズ部１１２の一端には共通配線１１４を介して常に電位０Ｖが印加されている。これにより、絶縁層１０６の機能が損なわれて発熱抵抗素子１０８と保護層１０７とが電気的に導通した場合、電源電位１９１の影響を受けて保護層１０７の電位が上昇し、ヒューズ部１１２に電流が流れてヒューズ部１１２が切断される。ヒューズ部１１２の切断により、発熱抵抗素子１０８との導通が生じた保護層１０７は共通配線１１４から電気的に分離されるため、他の保護層１０７に共通配線１１４を介して電位が印加されて他の保護層１０７が変質することを抑えることができる。   In FIG. 4A, a power supply potential 191 for driving the heating resistor element 108 is applied to one end of the heating resistor element 108. This power supply potential 191 is, for example, about 20 to 40V. On the other hand, a potential of 0 V is always applied to one end of the fuse portion 112 via the common wiring 114. As a result, when the function of the insulating layer 106 is impaired and the heating resistance element 108 and the protective layer 107 are electrically connected, the potential of the protective layer 107 rises due to the influence of the power supply potential 191, and the fuse portion 112 A current flows and the fuse portion 112 is cut. Since the protective layer 107 that is electrically connected to the heating resistor element 108 is electrically separated from the common wiring 114 by cutting the fuse portion 112, a potential is applied to the other protective layer 107 via the common wiring 114. It can suppress that the other protective layer 107 changes in quality.

図４（ｂ）では、保護層１０７の電位状態をモニタリングできる検知部２０１を設けている。検知部２０１により保護層１０７の電位変動を検知し、保護層１０７の電位が変化した際には速やかに印加部２０２から電位変動が検知された保護層１０７に接続されたヒューズ部１１２に対して電流を流してヒューズ部１１２を切断する。なお、保護層１０７の電位状態の検知に変えて、発熱抵抗素子１０８ごとに発熱抵抗素子１０８近傍の温度を測定するための温度測定素子を設け、この温度測定素子によって温度変化を検知してもよい。これにより、温度変化の検知結果から吐出状態が正常か否かを判定し、正常な吐出が行われてないことが検知された発熱抵抗素子１０８に対応するヒューズ部１１２に印加部２０２から電流を流し、そのヒューズ部１１２を切断する。   In FIG. 4B, a detection unit 201 that can monitor the potential state of the protective layer 107 is provided. When the potential of the protective layer 107 is detected by the detection unit 201 and the potential of the protective layer 107 changes, the fuse unit 112 connected to the protective layer 107 in which the potential variation is detected from the application unit 202 is quickly detected. An electric current is passed to cut the fuse portion 112. Instead of detecting the potential state of the protective layer 107, a temperature measuring element for measuring the temperature in the vicinity of the heating resistor element 108 is provided for each heating resistor element 108, and a temperature change is detected by this temperature measuring element. Good. As a result, it is determined whether or not the discharge state is normal from the detection result of the temperature change, and the current from the application unit 202 is supplied to the fuse portion 112 corresponding to the heating resistor element 108 detected that the normal discharge is not performed. The fuse portion 112 is cut off.

本実施形態では、図４（ａ）のような構成を前提に説明するが、図４（ｂ）を含めて発熱抵抗素子１０８と保護層１０７との導通によって保護層１０７の電位が変動した場合に、ヒューズ部１１２に電流が流れてヒューズ部１１２が切断される構成であればよい。   In the present embodiment, the description will be made on the assumption that the configuration shown in FIG. 4A is used. However, in the case where the potential of the protective layer 107 fluctuates due to the conduction between the heating resistance element 108 and the protective layer 107 including FIG. In addition, any structure may be used as long as a current flows through the fuse portion 112 and the fuse portion 112 is cut.

次に、図２を参照してヒューズ部１１２と個別配線１１５と共通配線１１４の積層構成について説明する。本実施形態では、製造負荷を抑えるために、ヒューズ部１１２、個別配線１１５、および共通配線１１４の層構成を共通としている。また、ヒューズ部１１２、個別配線１１５および共通配線１１４は、複数の導電層１０５が積層されて構成されている。上述したように、本実施形態では導電層１０５は３つの層の積層膜として構成されており、基材１０１の側から第３導電層１０５ｃ、第２導電層１０５ｂ、第１導電層１０５ａが積層されている。すなわち、ヒューズ部１１２は、導電層１０５ａで構成されたヒューズ部１１２ａ、導電層１０５ｂで構成されたヒューズ部１１２ｂ、導電層１０５ｃで構成されたヒューズ部１１２ｃが積層されている。また、共通配線１１４も、導電層１０５ａで構成された共通配線１１４ａ、導電層１０５ｂで構成された共通配線１１４ｂ、導電層１０５ｃで構成された共通配線１１４ｃが積層されている。   Next, a stacked configuration of the fuse portion 112, the individual wiring 115, and the common wiring 114 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the layer configuration of the fuse portion 112, the individual wiring 115, and the common wiring 114 is made common in order to suppress the manufacturing load. The fuse portion 112, the individual wiring 115, and the common wiring 114 are configured by laminating a plurality of conductive layers 105. As described above, in this embodiment, the conductive layer 105 is configured as a laminated film of three layers, and the third conductive layer 105c, the second conductive layer 105b, and the first conductive layer 105a are stacked from the substrate 101 side. Has been. That is, the fuse portion 112 is formed by laminating a fuse portion 112a composed of the conductive layer 105a, a fuse portion 112b composed of the conductive layer 105b, and a fuse portion 112c composed of the conductive layer 105c. In addition, the common wiring 114 is also formed by stacking a common wiring 114a composed of the conductive layer 105a, a common wiring 114b composed of the conductive layer 105b, and a common wiring 114c composed of the conductive layer 105c.

本実施形態では一例として、導電層１０５ａは厚さ５０ｎｍのＴａで形成され、導電層１０５ｂは厚さ５０ｎｍのＩｒで形成され、導電層１０５ｃは厚さ５０ｎｍのＴａで形成されている。なお、これらの導電層１０５ａ〜１０５ｃは上述の保護層１０７とも共通の積層構成となっている。すなわち、ヒューズ部１１２と個別配線１１５と共通配線１１４と積層構成の共通化に加え、保護層１０７の積層構成も共通としている。ヒューズ部１１２と保護層１０７とは、層の材料や層の数といった積層構成が異なっていてもよいが、製造工程の負荷を抑えるためにはこのようにヒューズ部１１２の積層構成と保護層１０７の積層構成の少なくとも一部とを共通化することが好ましい。   In this embodiment, as an example, the conductive layer 105a is formed of Ta having a thickness of 50 nm, the conductive layer 105b is formed of Ir having a thickness of 50 nm, and the conductive layer 105c is formed of Ta having a thickness of 50 nm. Note that these conductive layers 105a to 105c have a common laminated structure with the protective layer 107 described above. That is, in addition to the common laminated structure of the fuse portion 112, the individual wiring 115, and the common wiring 114, the laminated structure of the protective layer 107 is also common. The fuse part 112 and the protective layer 107 may have different laminated structures such as the material of the layers and the number of layers. However, in order to suppress the load of the manufacturing process, the laminated structure of the fuse part 112 and the protective layer 107 are thus used. It is preferable to share at least a part of the laminated structure.

ここで、本実施形態では、ヒューズ部１１２を構成する複数の導電層１０５のうちの少なくとも一層を他の導電層１０５よりも酸化されにくい層としている。具体的に本実施形態では、導電層１０５ａおよび導電層１０５ｃを構成するＴａよりも酸化されにくい材料であるＩｒを用いて導電層１０５ｂを構成している。   Here, in this embodiment, at least one of the plurality of conductive layers 105 constituting the fuse portion 112 is a layer that is less likely to be oxidized than the other conductive layers 105. Specifically, in the present embodiment, the conductive layer 105b is configured using Ir, which is a material that is less likely to be oxidized than Ta that forms the conductive layers 105a and 105c.

なお、本明細書で「酸化されにくい」とは、同じ酸素濃度、同じ圧力条件下において、酸化反応速度が急激に速くなる温度が相対的に高いことを意味する。以下、本明細書ではこの温度を酸化温度と称して説明する。   In the present specification, “not easily oxidized” means that the temperature at which the oxidation reaction rate rapidly increases under the same oxygen concentration and the same pressure is relatively high. Hereinafter, this temperature will be referred to as an oxidation temperature in the present specification.

次に、図５を用いて本実施形態の複数の導電層１０５が積層されたヒューズ部１１２が切断されるまでの温度変化について説明する。図５は本実施形態のヒューズ部１１２と比較例であるＩｒ単層の導電層１０５で構成されたヒューズ部とのそれぞれの温度変化を示している。実線が本実施形態のヒューズ部１１２の温度変化を示しており、破線が比較例のヒューズ部の温度変化を示している。なお、比較例のヒューズ部は、本実施形態の積層構成のヒューズ部１１２の厚さの合計と同じ厚さとしている。   Next, a temperature change until the fuse part 112 in which the plurality of conductive layers 105 according to the present embodiment are stacked is cut will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows respective temperature changes of the fuse portion 112 of the present embodiment and the fuse portion formed of the Ir single-layer conductive layer 105 as a comparative example. The solid line shows the temperature change of the fuse part 112 of this embodiment, and the broken line shows the temperature change of the fuse part of the comparative example. Note that the fuse portion of the comparative example has the same thickness as the total thickness of the fuse portions 112 of the laminated configuration of this embodiment.

比較例のようにヒューズ部がＩｒ単層で構成されていると、ヒューズ部に電流が流れて発熱が開始してから切断されるまでの間、単位体積当たり単位時間当たりの発熱量は一定である。そして、時刻ｔ３でヒューズ部の温度がＩｒの融点Ｔ２（約２５００℃）に達し、ヒューズ部が切断される。 If the fuse part is composed of a single layer of Ir as in the comparative example, the amount of heat generated per unit volume is constant from when the current flows through the fuse part until the heat is generated and then cut. is there. At time t 3 , the temperature of the fuse portion reaches the melting point T 2 of Ir (about 2500 ° C.), and the fuse portion is cut.

一方で、本実施形態のような積層構成であるヒューズ部１１２は、ヒューズ部１１２に電流が流れて発熱が開始した後、ヒューズ部１１２の温度はＴａの酸化温度Ｔ１（本実施形態では例えば約６００℃）に到達する。すると、Ｔａの酸化が急激に加速し、電気抵抗率１３１ｎΩ・ｍであったＴａが絶縁体となるため、Ｔａで構成された導電層１０５ａのヒューズ部１１２ａおよび導電層１０５ｃのヒューズ部１１２ｃには電流が流れにくくなる。そして、電気抵抗率４７ｎΩ・ｍであるＩｒで構成された導電層１０５ｂのヒューズ部１１２ｂに電流が集中する。そのため、三層の合計の厚みが１５０ｎｍであるヒューズ部１１２のうち、電流が流れる実効膜厚が導電層１０５ｂの厚みである５０ｎｍと小さくなるため、ヒューズ部１１２の単位体積当たりの発熱量が上昇する。すなわち、ヒューズ部１１２の温度がＴ１となった時刻ｔ１以降は、ヒューズ部１１２の温度が急激に上昇する。その後、時刻ｔ２でＩｒの融点Ｔ２に達し、ヒューズ部１１２ｂが切断され、この影響でヒューズ部１１２ａ、１１２ｃも切断され、複数の導電層１０５が積層されたヒューズ部１１２が切断される。したがって、比較例のヒューズ部の切断までの時刻ｔ３と比較し、酸化されやすい層と酸化されにくい層とが積層された本実施形態のヒューズ部１１２の切断までの時刻ｔ２は短くなる。 On the other hand, in the fuse portion 112 having a stacked configuration as in the present embodiment, after the current flows through the fuse portion 112 and heat generation starts, the temperature of the fuse portion 112 is Ta oxidation temperature T 1 (in this embodiment, for example, (About 600 ° C.). Then, the oxidation of Ta rapidly accelerates, and Ta having an electrical resistivity of 131 nΩ · m becomes an insulator. Therefore, the fuse portion 112a of the conductive layer 105a and the fuse portion 112c of the conductive layer 105c made of Ta It becomes difficult for current to flow. The current concentrates on the fuse portion 112b of the conductive layer 105b made of Ir having an electrical resistivity of 47 nΩ · m. Therefore, in the fuse portion 112 having a total thickness of 150 nm of the three layers, the effective film thickness through which the current flows is as small as 50 nm, which is the thickness of the conductive layer 105b, and thus the heat generation amount per unit volume of the fuse portion 112 is increased. To do. That is, after time t 1 when the temperature of the fuse portion 112 reaches T 1 , the temperature of the fuse portion 112 rapidly increases. Then, at time t 2 reaches the melting point T 2 of the Ir, the fuse portion 112b is cut and the fuse portion 112a in this effect, 112c are also cut, fuse portion 112 in which a plurality of conductive layers 105 are stacked is cut. Therefore, compared with the time t 3 until the cutting of the fuse portion of the comparative example, the time t 2 until the cutting of the fuse portion 112 of the present embodiment and is not easily oxidized and readily oxidized layer layers are laminated is shortened.

なお、ヒューズ部１１２の切断の過程で、酸化されやすい導電層１０５ａのヒューズ部１１２ａおよび導電層１０５ｃのヒューズ部１１２ｃの全体が絶縁体とならずに部分的に酸化される場合でも、上述のような効果を得ることができる。すなわち、ヒューズ部１１２ａ、１１２ｃの部分的な酸化によって酸化されにくいヒューズ部１１２ｂに流れる電流が増えてその発熱量が上昇するため、ヒューズ部１１２を切断されやすくすることができる。しかし、ヒューズ部１１２ａ、１１２ｃの厚みが厚すぎると酸化される部分の割合が小さくなってヒューズ部１１２の切断性向上の効果が小さくなる恐れがある。そのため、切断性向上の十分な効果を得るためには、酸化されやすい導電層１０５ａ、１０５ｃの厚みはそれぞれ１０〜８００ｎｍ程度であることが好ましい。   Even when the fuse part 112a of the conductive layer 105a that is easily oxidized and the fuse part 112c of the conductive layer 105c are partially oxidized without being an insulator in the process of cutting the fuse part 112, as described above. Effects can be obtained. That is, since the current flowing through the fuse portion 112b that is not easily oxidized due to partial oxidation of the fuse portions 112a and 112c increases and the amount of generated heat increases, the fuse portion 112 can be easily cut. However, if the fuse portions 112a and 112c are too thick, the ratio of the oxidized portion is reduced, and the effect of improving the cutability of the fuse portion 112 may be reduced. Therefore, in order to obtain a sufficient effect of improving the cutting property, the thickness of the conductive layers 105a and 105c that are easily oxidized is preferably about 10 to 800 nm.

このように、本実施形態では、共通配線１１４の厚さを厚くしてその配線抵抗を抑えつつ、ヒューズ部１１２の一部の層を酸化させて実効膜厚を小さくしてその切断性を向上することができる。   As described above, in the present embodiment, while increasing the thickness of the common wiring 114 to suppress the wiring resistance, a part of the layer of the fuse portion 112 is oxidized to reduce the effective film thickness and improve the cutting performance. can do.

次に、ヒューズ部１１２を構成する複数の導電層１０５の材料について説明する。酸化されにくい導電層（本実施形態では第２導電層１０５ｂ）は、他の導電層１０５（本実施形態では第１導電層１０５ａおよび第３導電層１０５ｃ）を構成する材料よりも酸化されにくい導電性材料を用いて構成すればよい。なお、酸化されにくい導電層を構成する材料としては、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔといった白金族金属を用いることが好ましい。また、酸化されやすい導電層を構成する材料としては白金族金属以外の導電材料を用いればよい。例えば、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗといった金属やそれらを含む合金材料、もしくはＳｉ、Ｃといった非金属やそれらを含む有機・無機材料を用いることが好ましい。   Next, materials for the plurality of conductive layers 105 constituting the fuse portion 112 will be described. The conductive layer that is difficult to oxidize (second conductive layer 105b in this embodiment) is a conductive material that is harder to oxidize than the materials constituting the other conductive layers 105 (first conductive layer 105a and third conductive layer 105c in this embodiment). What is necessary is just to comprise using a property material. Note that it is preferable to use a platinum group metal such as Ru, Rh, Pd, Os, Ir, and Pt as a material constituting the conductive layer that is not easily oxidized. In addition, a conductive material other than the platinum group metal may be used as a material constituting the conductive layer that is easily oxidized. For example, it is preferable to use metals such as Ta, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and W, alloy materials containing them, or nonmetals such as Si and C, and organic / inorganic materials containing them.

また、酸化されにくい導電層１０５ｂの融点は、酸化されやすい導電層１０５ａ、１０５ｃの酸化温度よりも高くなっている。また、酸化されすい導電層１０５ａ、１０５ｃが酸化された後に酸化されにくい導電層１０５ｂに電流を集中させるために、酸化されにくい導電層１０５ｂの電気抵抗は、導電層１０５ａ、１０５ｃの酸化後の電気抵抗よりも低くなっている。   In addition, the melting point of the conductive layer 105b which is not easily oxidized is higher than the oxidation temperature of the conductive layers 105a and 105c which are easily oxidized. In addition, since the current is concentrated on the conductive layer 105b that is less likely to be oxidized after the oxidized conductive layers 105a and 105c are oxidized, the electric resistance of the conductive layer 105b that is less likely to be oxidized is the electric resistance after the oxidation of the conductive layers 105a and 105c. It is lower than the resistance.

さらに、ヒューズ部１１２の切断性を高めるためにはヒューズ部１１２の膜厚は薄い方が好ましく、保護層１０７の耐久性を向上するためには保護層１０７の膜厚は厚い方が好ましい。ヒューズ部１１２と保護層１０７とが共通の積層構成である場合は、ヒューズ部１１２の膜厚合計と保護層１０７の膜厚合計がそれぞれ１０ｎｍ〜１．０μｍであることが好ましい。   Further, in order to improve the cutting property of the fuse part 112, the film thickness of the fuse part 112 is preferably thinner, and in order to improve the durability of the protective layer 107, the film thickness of the protective layer 107 is preferably thicker. When the fuse portion 112 and the protective layer 107 have a common laminated structure, it is preferable that the total film thickness of the fuse portion 112 and the total film thickness of the protective layer 107 are 10 nm to 1.0 μm, respectively.

次に、ヒューズ部１１２の好ましい積層順について説明する。本実施形態のように、流路形成部材１２０側の導電層１０５ａをＩｒよりも酸化されやすいＴａを用いて構成することで、流路形成部材１２０中に含まれる酸素と導電層１０５ａとの反応が促進されて導電層１０５ａの酸化が促進される。したがって、このように流路形成部材１２０側の導電層１０５ａを導電層１０５ｂよりも酸化されやすい材料で構成することが好ましい。また、基材１０１側の導電層１０５ｃにＩｒよりも酸化されやすいＴａを用いて構成することで、導電層１０５ｃが絶縁層１０６や基材１０１中に含まれる酸素を取り込みやすくなり、導電層１０５ｃの酸化が促進される。したがって、このように基材１０１側の導電層１０５ｃを導電層１０５ｂよりも酸化されやすい材料で構成することが好ましい。また、酸化されやすい導電層１０５が流路形成部材１２０や絶縁層１０６といった酸素を含む層と接していることがより好ましい。これにより、ヒューズ部１１２が発熱して酸素を含む層の中の酸素がヒューズ部１１２を構成する酸化されやすい導電層１０５中に取り込まれ、導電層１０５の酸化が促進されるためである。なお、酸素を含む層の例としては、流路形成部材１２０を構成する有機材料や絶縁層１０６を構成するＳｉＮやＳｉＣＮ、基材１０１の表面に設けられたＳｉＯなどで構成された層が挙げられる。   Next, a preferable stacking order of the fuse portion 112 will be described. As in the present embodiment, the conductive layer 105a on the flow path forming member 120 side is made of Ta that is more easily oxidized than Ir, so that the reaction between oxygen contained in the flow path forming member 120 and the conductive layer 105a. Is promoted and oxidation of the conductive layer 105a is promoted. Therefore, it is preferable that the conductive layer 105a on the flow path forming member 120 side be made of a material that is more easily oxidized than the conductive layer 105b. In addition, when the conductive layer 105c on the substrate 101 side is configured using Ta that is more easily oxidized than Ir, the conductive layer 105c can easily take in oxygen contained in the insulating layer 106 and the substrate 101, and the conductive layer 105c. The oxidation of is promoted. Therefore, it is preferable that the conductive layer 105c on the base 101 side be made of a material that is more easily oxidized than the conductive layer 105b. It is more preferable that the conductive layer 105 that is easily oxidized is in contact with a layer containing oxygen, such as the flow path forming member 120 and the insulating layer 106. This is because the fuse portion 112 generates heat, and oxygen in the oxygen-containing layer is taken into the conductive layer 105 that forms the fuse portion 112 and is easily oxidized, and the oxidation of the conductive layer 105 is promoted. Note that examples of the layer containing oxygen include a layer made of an organic material constituting the flow path forming member 120, SiN or SiCN constituting the insulating layer 106, SiO provided on the surface of the substrate 101, or the like. It is done.

なお、材料や厚み、積層順などの導電層１０５の構成は、上述した構成に限定されるものではない。ヒューズ部１１２の切断性を向上するために、ヒューズ部１１２が相対的に酸化されやすい材料で構成された導電層と相対的に酸化されにくい材料で構成された導電層とを含んでいればよいことは上述した通りである。   Note that the configuration of the conductive layer 105, such as the material, thickness, and stacking order, is not limited to the above-described configuration. In order to improve the cutting performance of the fuse portion 112, the fuse portion 112 only needs to include a conductive layer made of a material that is relatively easily oxidized and a conductive layer made of a material that is relatively less likely to be oxidized. This is as described above.

（液体吐出ヘッドの製造方法）
次に、本実施形態の液体吐出ヘッド１の製造工程について説明する。図６は本実施形態の液体吐出ヘッド１の製造工程を模式的に示す断面図である。 (Liquid discharge head manufacturing method)
Next, the manufacturing process of the liquid discharge head 1 of this embodiment will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the manufacturing process of the liquid ejection head 1 of the present embodiment.

図６（ａ）は発熱抵抗素子１０８が形成された基材１０１上にＣＶＤ法を用いて厚さ１５０ｎｍの絶縁層１０６を成膜した状態である。本実施形態では、後の工程で形成されるヒューズ部１１２、個別配線１１５、共通配線１１４、および保護層１０７のいずれの部分に対しても下地として絶縁層１０６が設けられている。なお、発熱抵抗素子１０８の機能を損なわない限り、これらの配線や層の下地としての絶縁層１０６が部分的に除去された構成であってもよい。   FIG. 6A shows a state in which an insulating layer 106 having a thickness of 150 nm is formed on the base material 101 on which the heating resistor element 108 is formed by using a CVD method. In this embodiment, the insulating layer 106 is provided as a base for any portion of the fuse portion 112, the individual wiring 115, the common wiring 114, and the protective layer 107 formed in a later process. Note that the insulating layer 106 as a base of these wirings and layers may be partially removed as long as the function of the heating resistor element 108 is not impaired.

次に、図６（ｂ）のように、ヒューズ部１１２、個別配線１１５、共通配線１１４、および発熱抵抗素子１０８を覆う保護層１０７を構成するための３層の導電層１０５ａ〜１０５ｃをスパッタリング法によって成膜する。上述のように本実施形態では、第１導電層１０５ａおよび第３導電層１０５ｃをＴａで形成し、第２導電層１０５ｂをＩｒで形成する。また、各導電層１０５ａ〜１０５ｃの膜厚はいずれも同じ厚み５０ｎｍとする。この３層の導電層１０５に対して一括してドライエッチングを行うことで、図３（ａ）に示すような平面形状である、ヒューズ部１１２、個別配線１１５、共通配線１１４および保護層１０７を形成する。ヒューズ部１１２、個別配線１１５、共通配線１１４、および保護層１０７の積層構成は同じであるため、このような導電層１０５の成膜工程や平面形状を形成するためのエッチング工程を共通の工程で行うことができる。   Next, as shown in FIG. 6B, three conductive layers 105a to 105c for forming the protective layer 107 covering the fuse portion 112, the individual wiring 115, the common wiring 114, and the heating resistor element 108 are sputtered. To form a film. As described above, in the present embodiment, the first conductive layer 105a and the third conductive layer 105c are formed of Ta, and the second conductive layer 105b is formed of Ir. The conductive layers 105a to 105c all have the same thickness of 50 nm. By performing dry etching on the three conductive layers 105 at once, the fuse portion 112, the individual wiring 115, the common wiring 114, and the protective layer 107 having a planar shape as shown in FIG. Form. Since the laminated structure of the fuse part 112, the individual wiring 115, the common wiring 114, and the protective layer 107 is the same, the film forming process of the conductive layer 105 and the etching process for forming a planar shape are common processes. It can be carried out.

その後、図６（ｃ）のように、発熱抵抗素子１０８に対応する熱作用部１１７に液体を導入するための流路１１６を形成するための流路形成部材１２０を液体吐出ヘッド用基板１００の上側に設ける。液体吐出ヘッド用基板１００と流路形成部材１２０とを接合することでこれらの間に流路１１６が形成される。なお、この流路形成部材１２０は有機材料であっても無機材料であってもこれらの組み合わせであってもよい。例えば、スピンコート法とフォトリソグラフィ法を用いて、感光性有機材料を５．０μｍの厚さで成膜した後に露光し、次に感光性有機材料を５．０μｍの厚さで成膜した後に露光する。その後２つの感光性有機材料を一括で現像して熱硬化させることで中空構造を有する流路が形成される。   After that, as shown in FIG. 6C, the flow path forming member 120 for forming the flow path 116 for introducing the liquid into the heat acting portion 117 corresponding to the heating resistor element 108 is formed on the liquid discharge head substrate 100. Provide on the upper side. By joining the liquid discharge head substrate 100 and the flow path forming member 120, a flow path 116 is formed between them. The flow path forming member 120 may be an organic material, an inorganic material, or a combination thereof. For example, using a spin coating method and a photolithography method, a photosensitive organic material is formed to a thickness of 5.0 μm and then exposed, and then a photosensitive organic material is formed to a thickness of 5.0 μm. Exposure. Thereafter, the two photosensitive organic materials are collectively developed and thermally cured to form a flow path having a hollow structure.

上述の通り、本実施形態は、ヒューズ部１１２と共通配線１１４の積層構成が共通化されている。このため、スパッタリングで複数の導電層１０５を成膜した後に一括のエッチングでパターン形成を行うといった共通の工程でヒューズ部１１２と共通配線１１４とを形成することができる。これにより、製造工程の負荷の増大を抑制しつつ、上述したような切断性が向上されたヒューズ部１１２を提供することができる。   As described above, in the present embodiment, the stacked configuration of the fuse portion 112 and the common wiring 114 is shared. Therefore, the fuse portion 112 and the common wiring 114 can be formed in a common process in which a plurality of conductive layers 105 are formed by sputtering and then pattern formation is performed by batch etching. As a result, it is possible to provide the fuse portion 112 with improved cutability as described above while suppressing an increase in the load of the manufacturing process.

なお、共通配線１１４がヒューズ部１１２の積層構成と共通化された部分（本実施形態では導電層１０５ａ〜１０５ｃ）を少なくとも含んで構成されていればよい。すなわち、マスクパターンを修正するためのプロセスを増加させない範囲であれば、共通配線１１４を他の導電層と電気的に接続させるなど、共通配線１１４の配線抵抗を小さくするといった工夫は当然行ってもよい。   In addition, the common wiring 114 should just be comprised including at least the part (in this embodiment, conductive layers 105a-105c) shared with the laminated structure of the fuse part 112. FIG. In other words, as long as the process for correcting the mask pattern does not increase, it is natural to devise a method for reducing the wiring resistance of the common wiring 114, such as electrically connecting the common wiring 114 to another conductive layer. Good.

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、上述の実施形態と異なる点について主に説明する。 <Second Embodiment>
In the second embodiment, differences from the above-described embodiment will be mainly described.

（液体吐出ヘッドの構成）
図７（ａ）は、本実施形態の液体吐出ヘッド１の部分断面図である。図７（ａ）は発熱抵抗素子１０８とヒューズ部１１２とを含む周辺の液体吐出ヘッド１の積層構成を模式的に示している。なお、図７では回路や配線等を省略しているが、発熱抵抗素子１０８やヒューズ部１１２はそれぞれ発熱や切断に必要な電力を得るための配線に接続されている。 (Configuration of liquid discharge head)
FIG. 7A is a partial cross-sectional view of the liquid ejection head 1 of the present embodiment. FIG. 7A schematically shows a laminated configuration of the peripheral liquid discharge head 1 including the heating resistor element 108 and the fuse portion 112. In FIG. 7, circuits, wirings, and the like are omitted, but the heating resistor element 108 and the fuse portion 112 are connected to wirings for obtaining power necessary for heat generation and cutting, respectively.

本実施形態における液体吐出ヘッド１の基本的な構成は上述の実施形態と同様である。すなわち、本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、ヒューズ部１１２は、導電層１０５ａで構成されたヒューズ部１１２ａ、導電層１０５ｂで構成されたヒューズ部１１２ｂ、導電層１０５ｃで構成されたヒューズ部１１２ｃが積層されている。また、共通配線１１４は、導電層１０５ａで構成された共通配線１１４ａ、導電層１０５ｂで構成された共通配線１１４ｂ、導電層１０５ｃで構成された共通配線１１４ｃが積層されている。すなわち、共通配線１１４は、ヒューズ部１１２の積層構成を少なくとも含むように構成されている。   The basic configuration of the liquid ejection head 1 in this embodiment is the same as that in the above-described embodiment. That is, also in the present embodiment, as in the above-described embodiment, the fuse portion 112 is configured by the fuse portion 112a configured by the conductive layer 105a, the fuse portion 112b configured by the conductive layer 105b, and the conductive layer 105c. A fuse portion 112c is stacked. The common wiring 114 is formed by stacking a common wiring 114a composed of the conductive layer 105a, a common wiring 114b composed of the conductive layer 105b, and a common wiring 114c composed of the conductive layer 105c. That is, the common wiring 114 is configured to include at least the stacked configuration of the fuse portion 112.

しかし、発熱抵抗素子１０８を覆う保護層１０７は上述の実施形態と異なっており、導電層１０５ａのうちの発熱抵抗素子１０８を覆う部分が除去され、導電層１０５ｂと導電層１０５ｃの２つの層で保護層１０７が構成されている。すなわち、保護層１０７は、導電層１０５ｂで構成された保護層１０７ｂと導電層１０５ｃで構成された保護層１０７ｃとが積層されている。導電層１０５ｃを構成するＴａと比べ、液体との化学的な変化が生じにくい材料であるＩｒで構成された導電層１０５ｂが流路１１６に露出した構成となっている。これにより、上述の実施形態と比べて保護層１０７の耐液性を高めて発熱抵抗素子１０８の耐久性を向上することができる。   However, the protective layer 107 covering the heating resistance element 108 is different from the above-described embodiment, and a portion of the conductive layer 105a covering the heating resistance element 108 is removed, and the conductive layer 105b and the conductive layer 105c are two layers. A protective layer 107 is formed. That is, the protective layer 107 is formed by laminating the protective layer 107b formed of the conductive layer 105b and the protective layer 107c formed of the conductive layer 105c. Compared with Ta constituting the conductive layer 105 c, the conductive layer 105 b made of Ir, which is a material that hardly changes chemically with the liquid, is exposed to the flow path 116. Thereby, compared with the above-mentioned embodiment, the liquid resistance of the protective layer 107 can be improved and the durability of the heating resistor element 108 can be improved.

また、上述の実施形態と異なり、ヒューズ部１１２と積層方向において重複する流路形成部材１２０の部分に凹部１２２が設けられており、ヒューズ部１１２ａが空気と接している。すなわち、基材１０１の表面に直交する方向から見て、ヒューズ部１１２の少なくとも一部と凹部１２２とが重複している。この凹部１２２はヒューズ部１１２の側から凹んだ形状となっている。   Further, unlike the above-described embodiment, a recess 122 is provided in a portion of the flow path forming member 120 that overlaps the fuse portion 112 in the stacking direction, and the fuse portion 112a is in contact with air. That is, when viewed from the direction orthogonal to the surface of the substrate 101, at least a part of the fuse portion 112 and the recess 122 overlap. The concave portion 122 has a shape recessed from the fuse portion 112 side.

図８は、本実施形態の液体吐出ヘッド１のヒューズ部１１２、上述の実施形態の液体吐出ヘッド１のヒューズ部１１２、および比較例であるＩｒ単層の導電層１０５で構成されたヒューズ部のそれぞれの温度変化を示している。実線が本実施形態のヒューズ部１１２の温度変化を示しており、２つの破線がそれぞれ上述の実施形態のヒューズ部１１２の温度変化と比較例のヒューズ部の温度変化とを示している。   FIG. 8 shows a fuse portion 112 composed of the fuse portion 112 of the liquid discharge head 1 of the present embodiment, the fuse portion 112 of the liquid discharge head 1 of the above-described embodiment, and the Ir single-layer conductive layer 105 as a comparative example. Each temperature change is shown. A solid line indicates a temperature change of the fuse portion 112 of the present embodiment, and two broken lines indicate a temperature change of the fuse portion 112 of the above-described embodiment and a temperature change of the fuse portion of the comparative example, respectively.

本実施形態においても上述の実施形態と同様に、ヒューズ部１１２に電流が流れることで、酸化されやすい材料であるＴａで構成されたヒューズ部１１２ａ、１１２ｃが酸化される。これにより、酸化されにくい材料であるＩｒで構成されたヒューズ部１１２ｂに電流が集中し、ヒューズ部１１２の切断性が向上される。   Also in the present embodiment, as in the above-described embodiment, when a current flows through the fuse portion 112, the fuse portions 112a and 112c made of Ta, which is a material that is easily oxidized, are oxidized. As a result, current concentrates on the fuse portion 112b made of Ir, which is a material that is difficult to oxidize, and the cutability of the fuse portion 112 is improved.

また、本実施形態では、ヒューズ部１１２上の流路形成部材１２０が取り除かれており、ヒューズ部１１２から流路形成部材１２０への放熱が抑えられるため、ヒューズ部１１２の温度が上昇しやすい。また、酸化されやすい材料であるＴａで構成されたヒューズ部１１２ａが空気と接するため、その酸化が一層促進される。すなわち、上述の実施形態の酸化温度Ｔ１よりも本実施形態の酸化温度Ｔ３の方が低くなる。これにより、Ｉｒで構成された導電層１０５ｂのヒューズ部１１２ｂへの電流集中が開始される時刻ｔ４は、上述の実施形態の時刻ｔ１よりも早くなる。したがって、ヒューズ部１１２ｂの単位体積当たりの発熱量の増加の開始が早まるため、本実施形態のヒューズ部１１２は、上述の実施形態の切断までの時刻ｔ２よりも早い時刻ｔ５で溶断される。 In the present embodiment, the flow path forming member 120 on the fuse portion 112 is removed, and heat dissipation from the fuse portion 112 to the flow path forming member 120 is suppressed, so that the temperature of the fuse portion 112 is likely to rise. Further, since the fuse portion 112a made of Ta, which is a material that is easily oxidized, is in contact with air, the oxidation is further promoted. In other words, towards the oxidation temperature T 3 of the present embodiment than the oxidation temperature T 1 of the embodiment described above it is low. Thus, the time t 4 when the current concentration on the fuse portion 112b of the conductive layer 105b comprised of Ir is started is earlier than the time t 1 of the embodiment described above. Therefore, since the start of the increase in heating value per unit volume of the fuse portion 112b is accelerated, the fuse unit 112 of the present embodiment is blown at an earlier time t 5 than the time t 2 until the cutting of the above-described embodiments .

図７（ｂ）、（ｃ）は本実施形態の変形例を示す断面図である。凹部１２２の代わりに図７（ｂ）のように流路形成部材１２０に貫通口１２３を設け、ヒューズ部１１２ａ上の流路形成部材１２０が取り除かれている構成としてもよい。   7B and 7C are cross-sectional views showing modifications of the present embodiment. Instead of the recess 122, a through hole 123 may be provided in the flow path forming member 120 as shown in FIG. 7B, and the flow path forming member 120 on the fuse portion 112a may be removed.

また、図７（ｃ）のように、液体によって腐食されにくい耐液性の高いＳｉＣやＳｉＣＮなどＳｉおよびＣを含む材料でヒューズ部１１２を覆うように形成された、ヒューズ部１１２を液体から保護するための被覆膜１１８を設けてもよい。特に、流路形成部材１２０の吐出口１２１が形成された吐出口面に貫通口１２３が設けられていると、吐出口面から貫通口１２３を通ってヒューズ部１１２に液体が付着する恐れがある。そのため、このような被覆膜１１８を設けることが好ましい。ヒューズ部１１２上に薄い被覆膜１１８（例えば１５０ｎｍ程度）を設けてあっても、ヒューズ部１１２上の、被覆膜１１８よりも厚い流路形成部材１２０（例えば数十μｍ程度）の部分が取り除かれていることで、ヒューズ部１１２からの放熱が抑えられる。これにより、ヒューズ部１１２の温度が上昇しやすくなり、ヒューズ部１１２が切断されやすくなる。   Further, as shown in FIG. 7C, the fuse part 112 formed to cover the fuse part 112 with a material containing Si and C, such as SiC and SiCN, which is not easily corroded by the liquid, is protected from the liquid. A covering film 118 may be provided. In particular, when the through-hole 123 is provided on the discharge port surface where the discharge port 121 of the flow path forming member 120 is formed, there is a risk that liquid may adhere to the fuse portion 112 from the discharge port surface through the through-hole 123. . Therefore, it is preferable to provide such a coating film 118. Even if a thin coating film 118 (for example, about 150 nm) is provided on the fuse portion 112, a portion of the flow path forming member 120 (for example, about several tens of μm) thicker than the coating film 118 on the fuse portion 112 is present. By being removed, heat dissipation from the fuse portion 112 is suppressed. As a result, the temperature of the fuse portion 112 is likely to rise, and the fuse portion 112 is likely to be cut.

なお、図７（ａ）の凹部１２２や図７（ｂ）、（ｃ）の貫通口は、基材１０１の表面に直交する方向から見て、ヒューズ部１１２と少なくとも一部が互いに重複するように設けられていればよい。ただし、図７（ａ）のように、基材１０１の表面に直交する方向から見て、凹部１２２の範囲内にヒューズ部１１２の全体が含まれるように配置されていることが好ましい。また、図７（ｂ）、（ｃ）のように、基材１０１の表面に直交する方向から見て、貫通口１２３の範囲内にヒューズ部１１２の全体が含まれるように配置されていることが好ましい。このような配置により、ヒューズ部１１２からの放熱効果を高め、ヒューズ部１１２の切断性を向上することができる。   7A and the through holes in FIGS. 7B and 7C are at least partially overlapped with the fuse portion 112 when viewed from the direction orthogonal to the surface of the substrate 101. As long as it is provided. However, as shown in FIG. 7A, it is preferable that the fuse portion 112 is disposed so as to be included in the range of the concave portion 122 when viewed from the direction orthogonal to the surface of the substrate 101. Further, as shown in FIGS. 7B and 7C, the fuse portion 112 is entirely included in the range of the through-hole 123 when viewed from the direction orthogonal to the surface of the substrate 101. Is preferred. With such an arrangement, the heat dissipation effect from the fuse portion 112 can be enhanced, and the cutability of the fuse portion 112 can be improved.

（液体吐出ヘッドの製造方法）
次に、本実施形態の液体吐出ヘッド１の製造工程について説明する。図９は本実施形態の液体吐出ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図である。 (Liquid discharge head manufacturing method)
Next, the manufacturing process of the liquid discharge head 1 of this embodiment will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the manufacturing process of the liquid ejection head of this embodiment.

図９（ａ）、図９（ｂ）は、それぞれ図６（ａ）、図６（ｂ）と同様の工程である。   FIG. 9A and FIG. 9B are the same steps as FIG. 6A and FIG. 6B, respectively.

その後、図９（ｃ）では、フォトリソグラフィ法を用い、Ｔａで構成された導電層１０５ａのうちの発熱抵抗素子１０８を被覆する部分をドライエッチングによって除去し、導電層１０５ａに開口１０５ｄを形成する。これにより、発熱抵抗素子１０８を被覆する保護層１０７が導電層１０５ｂと導電層１０５ｃとの２つの導電層１０５で構成される。また、保護層１０７のうちのＩｒで構成された導電層１０５ｂが開口１０５ｄから露出して流路１１６側に面する構成となる。   Thereafter, in FIG. 9C, using photolithography, the portion of the conductive layer 105a made of Ta that covers the heating resistor element 108 is removed by dry etching to form an opening 105d in the conductive layer 105a. . As a result, the protective layer 107 covering the heating resistor element 108 is constituted by the two conductive layers 105 of the conductive layer 105b and the conductive layer 105c. In addition, the conductive layer 105b made of Ir in the protective layer 107 is exposed from the opening 105d and faces the channel 116 side.

その後、図９（ｄ）のように、発熱抵抗素子１０８に対応する熱作用部１１７に液体を導入するための流路１１６を形成するための流路形成部材１２０を液体吐出ヘッド用基板１００の上側に設ける。この工程は上述の実施形態と基本的には同様であるが、上述の実施形態に加えて凹部１２２を流路形成部材１２０に設けている。流路１１６を形成する工程において凹部１２２を合わせて設けることで、製造負荷を抑えることができる。   Thereafter, as shown in FIG. 9D, the flow path forming member 120 for forming the flow path 116 for introducing the liquid into the heat acting portion 117 corresponding to the heating resistor element 108 is formed on the liquid discharge head substrate 100. Provide on the upper side. This step is basically the same as that in the above-described embodiment, but in addition to the above-described embodiment, a recess 122 is provided in the flow path forming member 120. The manufacturing load can be suppressed by providing the recesses 122 together in the step of forming the flow path 116.

なお、図９（ｃ）の工程で導電層１０５ａを部分的に除去するのではなく、図９（ｂ）の工程で導電層１０５ａを成膜せずに、導電層１０５を導電層１０５ｂ、１０５ｃの２層構成として成膜してもよい。すなわち、保護層１０７以外のヒューズ部１１２や共通配線１１４なども導電層１０５ｂ、１０５ｃの２層構成としてもよい。しかし、ヒューズ部１１２上の流路形成部材１２０が取り除かれているため、Ｔａのような酸化されやすい層を流路形成部材１２０の側に設けることで、ヒューズ部１１２ａの酸化がより促進されやすくなる。したがって、流路形成部材１２０側に導電層１０５ａを設け、この導電層１０５ａによりヒューズ部１１２ａを構成させることで、ヒューズ部１１２の切断性がより向上される。そのため、本実施形態では、ヒューズ部１１２は、流路１１６の側から、Ｔａ導電層１０５ａのヒューズ部１１２ａ、Ｉｒ導電層１０５ｂのヒューズ部１１２ｂ、Ｔａ導電層１０５ｃのヒューズ部１１２ｃの３層構成としている。また、上述のように保護層１０７の耐液性を高めるために、保護層１０７は、流路１１６の側からＩｒ導電層１０５ｂ、Ｔａ導電層１０５ｃの２層構成としている。   Note that the conductive layer 105a is not partially removed in the step of FIG. 9C, but the conductive layer 105a is not formed in the step of FIG. 9B, and the conductive layer 105 is replaced with the conductive layers 105b and 105c. The film may be formed as a two-layer structure. That is, the fuse portion 112 and the common wiring 114 other than the protective layer 107 may have a two-layer structure of the conductive layers 105b and 105c. However, since the flow path forming member 120 on the fuse portion 112 is removed, the oxidation of the fuse portion 112a is more easily promoted by providing a layer that is easily oxidized such as Ta on the flow path forming member 120 side. Become. Therefore, by providing the conductive layer 105a on the flow path forming member 120 side and forming the fuse portion 112a by this conductive layer 105a, the cutability of the fuse portion 112 is further improved. Therefore, in this embodiment, the fuse portion 112 has a three-layer configuration from the flow path 116 side, that is, the fuse portion 112a of the Ta conductive layer 105a, the fuse portion 112b of the Ir conductive layer 105b, and the fuse portion 112c of the Ta conductive layer 105c. Yes. Further, as described above, in order to improve the liquid resistance of the protective layer 107, the protective layer 107 has a two-layer structure of an Ir conductive layer 105b and a Ta conductive layer 105c from the flow path 116 side.

１００ 液体吐出ヘッド用基板
１０１ 基材
１０５ａ 第１導電層
１０５ｂ 第２導電層
１０６ 絶縁層
１０７ 保護層（被覆部）
１０８ 発熱抵抗素子
１１２ ヒューズ部
１１４ 共通配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Substrate for liquid discharge head 101 Base material 105a First conductive layer 105b Second conductive layer 106 Insulating layer 107 Protective layer (covering portion)
108 Heating resistance element 112 Fuse part 114 Common wiring

Claims (19)

液体を吐出するために発熱する第１発熱抵抗素子および第２発熱抵抗素子を備える基材と、
前記第１発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第１被覆部と、
前記第２発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第２被覆部と、
前記第１発熱抵抗素子と前記第１被覆部との間および前記第２発熱抵抗素子と前記第２被覆部との間に配された絶縁層と、
ヒューズ部と、
前記ヒューズ部を介して前記第１被覆部と電気的に接続され、前記第１被覆部と前記第２被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、
を有する液体吐出ヘッド用基板において、
前記共通配線と前記ヒューズ部とは、第１導電層と、前記第１導電層よりも酸化されにくい第２導電層と、を含む複数の導電層が積層されて構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。 A substrate comprising a first heating resistor element and a second heating resistor element that generate heat to discharge liquid;
A first covering portion covering the first heating resistance element and having conductivity;
A second covering portion covering the second heating resistance element and having conductivity;
An insulating layer disposed between the first heating resistor element and the first covering portion and between the second heating resistor element and the second covering portion;
A fuse part;
A common wiring electrically connected to the first covering portion via the fuse portion, and electrically connecting the first covering portion and the second covering portion;
In a liquid discharge head substrate having
The common wiring and the fuse portion are configured by laminating a plurality of conductive layers including a first conductive layer and a second conductive layer that is less oxidized than the first conductive layer. A substrate for a liquid discharge head. 前記第２導電層の電気抵抗は、酸化された前記第１導電層の電気抵抗よりも低い、請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。   2. The liquid discharge head substrate according to claim 1, wherein an electrical resistance of the second conductive layer is lower than an electrical resistance of the oxidized first conductive layer. 前記第１被覆部は、前記第１導電層および前記第２導電層のうちの少なくともいずれかを含んで構成されている、請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッド用基板。   The liquid discharge head substrate according to claim 1, wherein the first covering portion includes at least one of the first conductive layer and the second conductive layer. 前記第１導電層は白金族金属とは別の導電材料で形成されており、前記第２導電層は白金族金属で形成されている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。   4. The first conductive layer is formed of a conductive material different from the platinum group metal, and the second conductive layer is formed of a platinum group metal. 5. Liquid discharge head substrate. 前記複数の導電層は、前記第２導電層よりも酸化されやすい第３導電層をさらに含み、
前記共通配線と前記ヒューズ部とは、積層方向において前記基材の側から、前記第３導電層、前記第２導電層、前記第１導電層の順に積層されて構成されている、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The plurality of conductive layers further include a third conductive layer that is more easily oxidized than the second conductive layer,
The common wiring and the fuse portion are configured by laminating the third conductive layer, the second conductive layer, and the first conductive layer in this order from the base in the stacking direction. The liquid discharge head substrate according to claim 4. 前記第２導電層は白金族金属を含み、前記第１導電層および前記第３導電層は、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくともいずれかを含む、請求項５に記載の液体吐出ヘッド用基板。   The second conductive layer includes a platinum group metal, and the first conductive layer and the third conductive layer include at least one of Ta, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, W, Si, and C. The liquid discharge head substrate according to claim 5, comprising any of them. 前記第１被覆部は、前記第２導電層と前記第３導電層とを含んで構成されており、
前記第２導電層のうちの前記第１発熱抵抗素子を覆う部分が前記第１導電層に設けられた開口から露出している、請求項５または請求項６に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The first covering portion includes the second conductive layer and the third conductive layer,
7. The liquid discharge head substrate according to claim 5, wherein a portion of the second conductive layer that covers the first heating resistor element is exposed from an opening provided in the first conductive layer. 8. 前記ヒューズ部を覆うＳｉおよびＣを含む被覆膜を有する、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。   The liquid discharge head substrate according to claim 1, further comprising a coating film containing Si and C that covers the fuse portion. 前記ヒューズ部に電流が流れて、前記第１導電層の少なくとも一部が酸化されて前記第１の導電層の電気抵抗が前記ヒューズ部に電流が流れる前よりも高くなり、前記ヒューズ部が切断される、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。   When a current flows through the fuse portion, at least a part of the first conductive layer is oxidized, and the electric resistance of the first conductive layer becomes higher than before the current flows through the fuse portion, and the fuse portion is cut. The liquid discharge head substrate according to claim 1, wherein the substrate is a liquid discharge head substrate. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板と、
前記液体吐出ヘッド用基板と接合されて流路を形成する流路形成部材と、
を有する液体吐出ヘッド。 A substrate for a liquid discharge head according to any one of claims 1 to 9,
A flow path forming member that is bonded to the liquid discharge head substrate to form a flow path;
A liquid discharge head. 前記第１導電層は前記第２導電層よりも前記流路形成部材の側に設けられている、請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 10, wherein the first conductive layer is provided closer to the flow path forming member than the second conductive layer. 前記基材の表面に直交する方向から見て、前記ヒューズ部の少なくとも一部と重複する前記流路形成部材の部分に、貫通口または前記ヒューズ部の側から凹んだ凹部が設けられている、請求項１０または請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。   When viewed from the direction orthogonal to the surface of the base material, a portion of the flow path forming member that overlaps at least a part of the fuse portion is provided with a recess that is recessed from the through-hole or the fuse portion side. The liquid discharge head according to claim 10. 前記ヒューズ部が前記流路形成部材で覆われている、請求項１０または請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 10, wherein the fuse portion is covered with the flow path forming member. 液体を吐出するために発熱する第１発熱抵抗素子および第２発熱抵抗素子を備える基材と、
前記第１発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第１被覆部と、
前記第２発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第２被覆部と、
前記第１発熱抵抗素子と前記第１被覆部との間および前記第２発熱抵抗素子と前記第２被覆部との間に配された絶縁層と、
ヒューズ部と、
前記ヒューズ部を介して前記第１被覆部と電気的に接続され、前記第１被覆部と前記第２被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、
を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法において、
第１導電層と、前記第１導電層よりも酸化されにくい第２導電層と、を含む複数の導電層を前記基材に積層する工程と、
前記第１導電層と前記第２導電層とをエッチングし、少なくとも前記第１導電層および前記第２導電層が積層されて構成された前記共通配線と前記ヒューズ部とを形成する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 A substrate comprising a first heating resistor element and a second heating resistor element that generate heat to discharge liquid;
A first covering portion covering the first heating resistance element and having conductivity;
A second covering portion covering the second heating resistance element and having conductivity;
An insulating layer disposed between the first heating resistor element and the first covering portion and between the second heating resistor element and the second covering portion;
A fuse part;
A common wiring electrically connected to the first covering portion via the fuse portion, and electrically connecting the first covering portion and the second covering portion;
In a method of manufacturing a substrate for a liquid discharge head having
Laminating a plurality of conductive layers including a first conductive layer and a second conductive layer that is less oxidized than the first conductive layer on the substrate;
Etching the first conductive layer and the second conductive layer to form at least the common wiring and the fuse portion configured by laminating the first conductive layer and the second conductive layer;
A method for manufacturing a substrate for a liquid discharge head, comprising: 前記共通配線と前記ヒューズ部とを形成する工程において、前記第１導電層および前記第２導電層のうちの少なくともいずれかを含む前記第１被覆部を形成する、請求項１４に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。   The liquid ejection according to claim 14, wherein in the step of forming the common wiring and the fuse portion, the first covering portion including at least one of the first conductive layer and the second conductive layer is formed. Manufacturing method of head substrate. 前記複数の導電層を積層する工程では、前記第１導電層を白金族金属とは別の導電材料で形成し、前記第２導電層を白金族金属で形成する、請求項１４または請求項１５に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。   16. In the step of laminating the plurality of conductive layers, the first conductive layer is formed of a conductive material different from a platinum group metal, and the second conductive layer is formed of a platinum group metal. A manufacturing method of a substrate for liquid discharge heads given in the above. 前記複数の導電層を積層する工程では、前記基材の側から順に、前記第２導電層よりも酸化されやすい第３導電層、前記第２導電層、および前記第１導電層を積層し、
前記共通配線と前記ヒューズ部とを形成する工程では、前記第１導電層、前記第２導電層および前記第３導電層が前記第１発熱抵抗素子を覆うように、前記第１導電層、前記第２導電層、および前記第３導電層をエッチングし、前記第１導電層、前記第２導電層、および前記第３導電層が積層されて構成された前記共通配線と前記ヒューズ部とを形成し、
前記第１導電層のうちの前記第１発熱抵抗素子を覆う部分を除去する工程をさらに有する、請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 In the step of laminating the plurality of conductive layers, the third conductive layer, the second conductive layer, and the first conductive layer, which are more easily oxidized than the second conductive layer, are sequentially laminated from the base material side.
In the step of forming the common wiring and the fuse portion, the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer cover the first heating resistor element, the first conductive layer, Etching the second conductive layer and the third conductive layer to form the common wiring and the fuse portion formed by stacking the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer And
17. The method for manufacturing a substrate for a liquid discharge head according to claim 14, further comprising a step of removing a portion of the first conductive layer that covers the first heating resistor element. 液体を吐出するために発熱する第１発熱抵抗素子および第２発熱抵抗素子を備える基材と、
前記第１発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第１被覆部と、
前記第２発熱抵抗素子を覆い、導電性を備える第２被覆部と、
前記第１発熱抵抗素子と前記第１被覆部との間および前記第２発熱抵抗素子と前記第２被覆部との間に配された絶縁層と、
ヒューズ部と、
前記ヒューズ部を介して前記第１被覆部と電気的に接続され、前記第１被覆部と前記第２被覆部とを電気的に接続するための共通配線と、
を有する液体吐出ヘッド用基板において、
前記共通配線と前記ヒューズ部とは、白金族金属とは別の導電材料で形成された第１導電層と、白金族金属を含んで形成された第２導電層と、を含む複数の導電層が積層されて構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。 A substrate comprising a first heating resistor element and a second heating resistor element that generate heat to discharge liquid;
A first covering portion covering the first heating resistance element and having conductivity;
A second covering portion covering the second heating resistance element and having conductivity;
An insulating layer disposed between the first heating resistor element and the first covering portion and between the second heating resistor element and the second covering portion;
A fuse part;
A common wiring electrically connected to the first covering portion via the fuse portion, and electrically connecting the first covering portion and the second covering portion;
In a liquid discharge head substrate having
The common wiring and the fuse portion include a plurality of conductive layers including a first conductive layer formed of a conductive material different from a platinum group metal and a second conductive layer formed of a platinum group metal. A substrate for a liquid discharge head, wherein the substrate is laminated. 前記第１導電層はＴａで形成されており、前記第２導電層はＩｒで形成されている請求項１８に記載の液体吐出ヘッド用基板。   19. The liquid discharge head substrate according to claim 18, wherein the first conductive layer is made of Ta, and the second conductive layer is made of Ir.
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