JP2023048840A - Substrate joining body and liquid discharge head - Google Patents

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Abstract

To provide a substrate joining body which can suppress protrusion of an adhesive agent to a channel or the like, and can be reduced in size.SOLUTION: A substrate joining body 14 comprises: a first substrate 1 having a first plane 17; and a second substrate 2 having a second plane 18 facing the first plane 17. By arranging an adhesive agent 3 between the first plane 17 and the second plane 18, the first substrate 1 and the second substrate 2 are joined. The first substrate 1 has; a first recess 10 formed from the first plane 17 to a rear face; and a second recess 12 which communicates with the first recess 10 and is formed from the first plane to the rear face. In view from a direction orthogonal to the first plane 17, the second recess 12 is formed at a corner part of the first recess 10, and in the second recess 12, the adhesive agent 3 is arranged.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、基板接合体および基板接合体を有する液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a substrate assembly and a liquid ejection head having the substrate assembly.

シリコンを微細加工した構造体は、MEMS分野や電気機械の機能デバイスに幅広く用いられている。その一例として、液体を吐出する液体吐出ヘッドが挙げられる。その使用例としては、吐出液滴を被記録媒体に着弾させて記録を行う液体吐出記録方式の液体吐出ヘッドがある。液体吐出ヘッドは、液体を吐出するために利用するエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられた基板と、基板に設けられた液体の供給口から供給されたインクを吐出する吐出口を備えている。液体吐出ヘッドの製造方法の一例として、複数の基板を接着剤により接合することで形成する方法が挙げられる。この場合、液体吐出ヘッドは、複数の基板が接合された基板接合体を有することになる。複数の基板の接合は、接着剤を塗布した状態で基板どうしを押圧することで行う。この押圧により、接着剤が接合面からはみ出て、例えば流路に侵入してしまうことがある。接着剤が流路に侵入すると、流路が接着剤により埋まり、液体吐出ヘッドの記録品位に影響が及ぶことがある。 Microfabricated structures of silicon are widely used in the field of MEMS and electromechanical functional devices. One example is a liquid ejection head that ejects liquid. As an example of its use, there is a liquid ejection head of a liquid ejection recording system that performs recording by causing ejection droplets to land on a recording medium. The liquid ejection head includes a substrate provided with an energy generating element that generates energy used for ejecting liquid, and an ejection port for ejecting ink supplied from a liquid supply port provided on the substrate. . As an example of a method of manufacturing a liquid ejection head, there is a method of forming by bonding a plurality of substrates with an adhesive. In this case, the liquid ejection head has a substrate assembly in which a plurality of substrates are bonded. Bonding of a plurality of substrates is performed by pressing the substrates together while applying an adhesive. Due to this pressing, the adhesive may protrude from the joint surface and enter, for example, the flow path. If the adhesive enters the flow path, the flow path is filled with the adhesive, which may affect the print quality of the liquid ejection head.

そこで、特許文献1は、複数の基板を接合する際に生じる、吐出口や流路への接着剤のはみ出しを抑え、インク目詰まりに対する信頼性や吐出特性を向上させた液体吐出ヘッドを提案している。この液体吐出ヘッドでは、複数の基板の接合面に、接合により押し出された接着剤が進入可能な接着剤進入領域(以下、接着剤の逃げ溝と称することもある)が設けられている。これにより、基板の接合により押し出された接着剤は接着剤進入領域に入り込むため、接着剤の流路等へのはみ出しが抑制される。 Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100002 proposes a liquid ejection head that suppresses the overflow of an adhesive agent into ejection ports and flow paths that occurs when a plurality of substrates are joined, and improves reliability and ejection characteristics against ink clogging. ing. In this liquid ejection head, an adhesive entry region (hereinafter also referred to as an adhesive escape groove) into which the adhesive pushed out by joining can enter is provided on the joint surfaces of the plurality of substrates. As a result, the adhesive pushed out by joining the substrates enters the adhesive entry region, so that the adhesive is prevented from overflowing into the flow path or the like.

特開2001-162802号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-162802

図6は、特許文献1に示すような接着剤の逃げ溝が基板に形成されている例を簡略化して示す概略図である。図6(a)は、第1の基板1の接合面となる接着剤塗布面の平面図である。図6(b)は、図6(a)のG-G’断面の断面図である。図6(c)は、第2の基板2における第1の基板1と接合される接合面の裏面を示す平面図である。図6(d)は、図6(c)のH-H’断面の断面図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing in simplified form an example in which relief grooves for the adhesive are formed in the substrate as shown in Patent Document 1. In FIG. FIG. 6(a) is a plan view of the adhesive-applied surface that serves as the bonding surface of the first substrate 1. FIG. FIG. 6(b) is a cross-sectional view taken along line G-G' in FIG. 6(a). FIG. 6C is a plan view showing the back surface of the bonding surface of the second substrate 2 to be bonded to the first substrate 1. FIG. FIG. 6(d) is a cross-sectional view taken along line H-H' in FIG. 6(c).

図6(a)に示すように、液体が流動する流路となる凹部10の近傍に逃げ溝13を設けると、基板の接合時に生じる接着剤のはみ出しを逃げ溝13で保持することができる。これにより、凹部10にはみ出す接着剤の量を低減させることが可能とある。 As shown in FIG. 6(a), if a relief groove 13 is provided in the vicinity of the recess 10 that serves as a flow path for the liquid, the protrusion of the adhesive that occurs when the substrates are joined can be held by the relief groove 13. Accordingly, it is possible to reduce the amount of adhesive protruding into the concave portion 10 .

図7は、図6に示した第1の基板1と第2の基板2を接合した後の形状を示す概略図である。図7(a)は、接合後の第1の基板1の接合面側の平面図である。図7(b)は、接合後の第2の基板2の接合面と反対側の面の平面図である。図7(c)は第1の基板1と第2の基板を接合した基板接合体14の図7(b)のI-I’断面の断面図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the shape after bonding the first substrate 1 and the second substrate 2 shown in FIG. FIG. 7A is a plan view of the bonding surface side of the first substrate 1 after bonding. FIG. 7B is a plan view of the surface opposite to the bonding surface of the second substrate 2 after bonding. FIG. 7(c) is a cross-sectional view of the substrate assembly 14 in which the first substrate 1 and the second substrate are bonded together, taken along line I-I' in FIG. 7(b).

図7に示すように、凹部10の近傍に逃げ溝13を形成することで、接合時の接着剤の流動で逃げ溝に接着剤が進入し、凹部10へと押し出される接着剤の量を減らすことができる。しかしながら、接合面に形成する逃げ溝13の領域が少ない場合には、図7(c)に示すように、接着剤は逃げ溝13だけでなく、凹部10にも一部流動してしまう。凹部10への接着剤のはみ出しをより抑制するためには、形成する逃げ溝13の数を増やせばよい。しかしながら、逃げ溝13の数を増やすと、その分のスペースが基板に必要になるため、基板の小型化をすることが困難となる。ひいては、基板接合体の小型化をすることが困難となる。 As shown in FIG. 7, by forming an escape groove 13 near the recess 10, the flow of the adhesive during bonding causes the adhesive to enter the escape groove and reduce the amount of adhesive pushed out into the recess 10. be able to. However, if the area of the escape groove 13 formed in the joint surface is small, the adhesive partly flows not only into the escape groove 13 but also into the concave portion 10 as shown in FIG. 7(c). In order to further suppress the overflow of the adhesive into the concave portion 10, the number of escape grooves 13 to be formed should be increased. However, increasing the number of relief grooves 13 requires a corresponding amount of space in the substrate, making it difficult to reduce the size of the substrate. As a result, it becomes difficult to miniaturize the substrate assembly.

本発明は、上記課題を鑑み、接着剤の流路等へのはみ出しを抑制しながらも、小型化できる基板接合体を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a substrate assembly that can be miniaturized while suppressing the protrusion of an adhesive into a flow path or the like.

上記課題を解決するため、本発明は、第1の面を有する第1の基板と、前記第1の面と対向する第2の面を有する第2の基板と、を有し、前記第1の面と前記第2の面との間に接着剤があることにより、前記第1の基板と前記第2の基板とが接合されている基板接合体において、前記第1の基板は、前記第1の面から該第1の面の裏面に向かって形成される第1の凹部と、該第1の凹部と連通している第2の凹部を有し、前記第1の面と直交する方向から見たときに、前記第2の凹部は、前記第1の凹部の角部に形成されており、前記第2の凹部には、前記接着剤が存在していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has a first substrate having a first surface and a second substrate having a second surface facing the first surface, and In the substrate bonded body in which the first substrate and the second substrate are bonded by an adhesive between the surface and the second surface, the first substrate It has a first concave portion formed from the first surface toward the back surface of the first surface, and a second concave portion communicating with the first concave portion, and is perpendicular to the first surface. When viewed from above, the second recess is formed at a corner of the first recess, and the adhesive is present in the second recess.

本発明によれば、接着剤の流路等へのはみ出しを抑制しながらも、小型化され得る基板接合体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate assembly that can be miniaturized while suppressing protrusion of an adhesive agent into a flow path or the like.

液体吐出ヘッドを示す概略図。Schematic diagram showing a liquid ejection head. 第1の基板及び第2の基板を示す概略図。Schematic diagram showing a first substrate and a second substrate. 第1の基板と第2の基板とを接合した後の概略図。Schematic diagram after bonding the first substrate and the second substrate. 第2の凹部の形状と配置の例を示す概略図。Schematic diagram showing an example of the shape and arrangement of the second recess. 第2の実施形態を示す概略図。Schematic which shows 2nd Embodiment. 従来例を示す概略図。Schematic diagram showing a conventional example. 従来例を示す概略図。Schematic diagram showing a conventional example.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における液体吐出ヘッド16を示す概略図である。図1は、第1の基板1と第2の基板2とを重ね合わさせている状態を示す図である。したがって、基板どうしを押圧はまだしていないため、第1の基板1と第2の基板2は完全には接合されていない状態のものである。図1液体吐出ヘッド16の断面図を示す概略図である。図1において、第1の基板1の表面には、吐出口4から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子5が形成されている。エネルギー発生素子5は、吐出口4の位置に対応するように第1の基板1に形成されている。図1に示すように、第1の基板1の接合面(第1の面)17と、第2の基板2の接合面(第2の面)18との間に接着剤3があることにより、第1の基板1と第2の基板2は接合されている。第2の面18は、第1の面と対向する面である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the liquid ejection head 16 according to the first embodiment. FIG. 1 is a diagram showing a state in which a first substrate 1 and a second substrate 2 are overlaid. Therefore, since the substrates have not yet been pressed against each other, the first substrate 1 and the second substrate 2 are not completely bonded. FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional view of the liquid ejection head 16. FIG. In FIG. 1, an energy generating element 5 is formed on the surface of a first substrate 1 to generate energy for ejecting liquid from an ejection port 4 . The energy generating element 5 is formed on the first substrate 1 so as to correspond to the position of the ejection port 4 . As shown in FIG. 1, the adhesive 3 is present between the bonding surface (first surface) 17 of the first substrate 1 and the bonding surface (second surface) 18 of the second substrate 2. , the first substrate 1 and the second substrate 2 are bonded together. The second surface 18 is a surface facing the first surface.

第1の基板1上には、流路形成部材6と吐出口形成部材7が形成されている。流路形成部材6と吐出口形成部材7は、吐出口4と連通する液体流路15を構成する。吐出口形成部材7の表面には、吐出性能を向上するために撥液層(不図示)が形成されている。液体流路15は、第1の基板1と吐出口形成部材7との間に形成される。 A flow path forming member 6 and a discharge port forming member 7 are formed on the first substrate 1 . The flow path forming member 6 and the ejection port forming member 7 constitute a liquid flow path 15 that communicates with the ejection port 4 . A liquid-repellent layer (not shown) is formed on the surface of the ejection port forming member 7 in order to improve the ejection performance. The liquid channel 15 is formed between the first substrate 1 and the ejection port forming member 7 .

液体は、第2の基板2に形成された第2の貫通流路(第3の凹部とも称す)9、第1の基板1に形成された第1の貫通流路(第1の凹部とも称す)10を通り、液体流路15へ供給される。そして、液体は、エネルギー発生素子5で吐出エネルギーを付与され、吐出口4より射出される。貫通流路の形成方法としては、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザー加工などが挙げられる。凹部10は、第1の面1から第1の面1の裏面19に向かって形成されている。 The liquid flows through a second through channel (also referred to as a third recess) 9 formed in the second substrate 2 and a first through channel (also referred to as a first recess) formed in the first substrate 1. ) 10 to the liquid flow path 15 . Then, the liquid is given ejection energy by the energy generating element 5 and is ejected from the ejection port 4 . Dry etching, wet etching, laser processing, and the like can be used as a method for forming the through flow path. Recess 10 is formed from first surface 1 toward back surface 19 of first surface 1 .

第1の基板1および第2の基板2の材料にはシリコンが好適だが、その他、炭化シリコン、窒化シリコン、石英ガラスやホウケイ酸ガラスなどの各種ガラス、アルミナ、ガリウム砒素などの各種セラミック、樹脂を用いてもよい。 Although silicon is suitable for the material of the first substrate 1 and the second substrate 2, silicon carbide, silicon nitride, various glasses such as quartz glass and borosilicate glass, various ceramics such as alumina and gallium arsenide, and resins may also be used. may be used.

接着剤3としては、基板に対して密着性が高い材料が好適に用いられる。また、気泡などの混入が少なく、塗布性の高い材料が好ましく、接着剤3の厚さを薄くしやすい低粘度な材料が好ましい。そのため、接着剤3の材料としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、およびウレタン樹脂からなる群より選択されるいずれかの樹脂を含むことが好ましい。 As the adhesive 3, a material having high adhesion to the substrate is preferably used. In addition, a material with little inclusion of air bubbles and the like and high applicability is preferable, and a low-viscosity material that makes it easy to reduce the thickness of the adhesive 3 is preferable. Therefore, the material of the adhesive 3 preferably contains any resin selected from the group consisting of epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, benzocyclobutene resin, polyamide resin, polyimide resin, and urethane resin.

接着剤3の硬化方式としては、熱硬化方式、および紫外線遅延硬化方式が挙げられる。なお、基板のいずれかに紫外線透過性がある場合は、紫外線硬化方式も使用できる。第1の基板1と第2の基板2の接合は、接合装置内で所定の温度まで基板を加温した後、所定の時間及び圧力で加圧することで行う。これらの接合パラメータは接着材料に応じて適切に設定される。また、接合部への気泡の混入を抑制することから真空中で接合することが好適である。また、基板接合体は、接合後、さらに加温することで十分に硬化を促進させることが好ましい。流路形成部材6、吐出口形成部材7は第1の基板上に接合するまえに形成してもよく、第1の基板と第2の基板を接合して基板接合体14となった後で形成してもよい。 As a curing method for the adhesive 3, there are a heat curing method and an ultraviolet delayed curing method. In addition, when any of the substrates has ultraviolet transmittance, an ultraviolet curing method can also be used. The bonding of the first substrate 1 and the second substrate 2 is performed by heating the substrates to a predetermined temperature in a bonding apparatus and then applying pressure for a predetermined period of time. These bonding parameters are appropriately set according to the adhesive material. Moreover, it is preferable to perform the bonding in a vacuum because it suppresses air bubbles from entering the bonding portion. In addition, it is preferable that the substrate bonded body is further heated after bonding to sufficiently promote curing. The flow path forming member 6 and the discharge port forming member 7 may be formed before joining on the first substrate, or after joining the first substrate and the second substrate to form the substrate assembly 14. may be formed.

図2は、第1の基板1と第2の基板2とを接合する前の状態における、第1の基板1及び第2の基板2を示す概略図である。図2(a)は、第1の基板1の吐出口4と反対側の接合面の平面図、図2(b)は図2(a)のB-B’断面の断面図、図2(c)は図2(a)の点線内の拡大図である。図2(d)は第2の基板2の平面図、図2(e)は図2(d)のC-C’断面の断面図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the first substrate 1 and the second substrate 2 before bonding the first substrate 1 and the second substrate 2 together. 2(a) is a plan view of the bonding surface on the side opposite to the discharge port 4 of the first substrate 1, FIG. 2(b) is a cross-sectional view of the BB' cross section of FIG. c) is an enlarged view within the dotted line in FIG. 2(a). FIG. 2(d) is a plan view of the second substrate 2, and FIG. 2(e) is a sectional view taken along the line C-C' of FIG. 2(d).

第1の基板1には、第1の面17から第1の面17の裏面19に向かって第1の凹部10および第2の凹部12が形成されている。第1の凹部10は、液体が流動する流路として機能する。 A first recess 10 and a second recess 12 are formed in the first substrate 1 from the first surface 17 toward the rear surface 19 of the first surface 17 . The first concave portion 10 functions as a channel through which liquid flows.

第2の凹部12は、第1の凹部10を形成する際に同時に加工される。加工されてできた第2の凹部12の空間は、基板の接合の際に接合面からはみ出る接着剤を保持して収容する収容部として機能する。第2の凹部12は、第1の凹部10と連通している。第1の面17と直交する方向から見たときに、第2の凹部12は、第1の凹部10の辺と辺が交差する角部のうち、少なくともいずれかひとつに形成されている。ここで、「角部」とは、厳密に辺(線分)が交差した角だけでなく、加工時に生じる丸みのある角(角R)を含んでいる。つまり、加工精度に起因する角からのずれは許容される。 The second recess 12 is processed at the same time as the first recess 10 is formed. The space of the second concave portion 12 formed by processing functions as an accommodating portion that holds and accommodates the adhesive protruding from the bonding surface when the substrates are bonded. The second recess 12 communicates with the first recess 10 . When viewed from a direction perpendicular to the first surface 17, the second recess 12 is formed at least one of the corners where the sides of the first recess 10 intersect. Here, the "corner" includes not only corners where sides (line segments) intersect, but also rounded corners (corners R) generated during processing. In other words, deviation from the corner due to processing accuracy is allowed.

第1の凹部10の角部に第2の凹部12を設けることで、接着剤が縦横から流れ込むようになる。これにより、第1の凹部10に接着剤が流れ込むことを抑制することができる。仮に、第1の凹部10の角部ではない箇所に第2の凹部12を形成する場合には、第2の凹部12には、縦か横かの一方からしか接着剤が流入せず、第2の凹部12に接着剤を流動させる効果が小さい。したがって、本発明においては、余分の接着剤をより多く第2の凹部12に保持させるため、第1の凹部10の角部に第2の凹部12を形成している。 By providing the second recesses 12 at the corners of the first recesses 10, the adhesive flows vertically and horizontally. Thereby, it is possible to suppress the adhesive from flowing into the first concave portion 10 . If the second recess 12 were to be formed at a location other than the corner of the first recess 10, the adhesive would flow into the second recess 12 only from either the vertical direction or the horizontal direction. 2, the effect of flowing the adhesive to the concave portion 12 is small. Therefore, in the present invention, the second recesses 12 are formed at the corners of the first recesses 10 in order to hold more excess adhesive in the second recesses 12 .

第1の凹部10は流路として機能するため、第1の基板1を第1の面17から第2の面に向かって貫通しているが、第2の凹部12は、第1の基板1を貫通しないように形成することが好ましい。第2の凹部12が第1の基板1を貫通していると、第2の凹部12に進入してきた接着剤が流路形成部材6側に流動してしまう可能性があり、記録品位に影響を及ぼしてしまう可能性があるためである。 Since the first recess 10 functions as a channel, it penetrates the first substrate 1 from the first surface 17 toward the second surface. is preferably formed so as not to penetrate the If the second concave portion 12 penetrates the first substrate 1, the adhesive entering the second concave portion 12 may flow toward the flow path forming member 6, which affects the recording quality. This is because there is a possibility that

図3(a)は、第1の基板1と第2の基板2とを接着剤3を使用して接合した後における、第1の基板の接合面(第1の面)17の平面図である。図3(b)は図3(a)のD-D’断面の断面図、図3(c)は図3(a)のE-E’断面の断面図である。 FIG. 3A is a plan view of a bonding surface (first surface) 17 of the first substrate after bonding the first substrate 1 and the second substrate 2 using the adhesive 3. FIG. be. 3(b) is a cross-sectional view taken along line D-D' in FIG. 3(a), and FIG. 3(c) is a cross-sectional view taken along line EE' in FIG. 3(a).

接着剤で基板を接合すると、接合する際の押圧で接着剤が流動する。図3(a)、(b)のように第1の凹部10の角部に第2の凹部12があることで、余剰の接着剤3aを第2の凹部12に集中して流入させて収容することができる。そのため、第1の凹部10へのはみ出しを低減させることができ、流路として機能する第1の凹部10が一部塞がれてしまうことを抑制することができる。第2の凹部12の深さは10μm以上あれば接着剤の収容部として機能するが、深いほど収容体積が増えるため好適である。また、第2の凹部12を形成すると、図3(a)に示す平面図で見たときに、第2の凹部12を形成する面積を小さくすることができるため、第1の基板1、ひいては、接合基板14を小型化することができる。 When the substrates are bonded with an adhesive, the adhesive flows due to pressure during bonding. As shown in FIGS. 3(a) and 3(b), the second recesses 12 are provided at the corners of the first recesses 10, so that the surplus adhesive 3a is concentrated into the second recesses 12 and accommodated. can do. Therefore, it is possible to reduce the protrusion into the first concave portion 10, and it is possible to prevent the first concave portion 10 functioning as a flow path from being partially blocked. If the depth of the second concave portion 12 is 10 μm or more, it functions as an adhesive containing portion, and the deeper the concave portion 12 is, the more the containing volume increases, which is preferable. Further, when the second recess 12 is formed, the area for forming the second recess 12 can be reduced when viewed from the plan view shown in FIG. , the bonding substrate 14 can be miniaturized.

図4(a)~(j)は、第2の凹部12の形状と配置の例を示す概略図である。第2の凹部12の形状は問わないが、第2の凹部12は90度以下の角度を有する頂点(角部)8を少なくとも一つ含む形状であることが好ましい。これにより、第2の凹部の角部8に接着剤がより集まりやすくなる。第2の凹部12の角部8は、第2の凹部12内では第1の凹部10から離れた位置にあるため、第2の凹部の角部8に接着剤を集めることで、第1の凹部10へ接着剤が流動してしまうことをより抑制することができる。また、図4(j)に示すように、第2の凹部は、少なくとも第1の凹部10の角部に形成されていれば、第1の凹部10の中央付近に形成されていてもよい。ただし、第2の凹部12を第1の凹部10の角部以外に場所にも形成すると、その分基板の小型化をしづらくなるため、第2の凹部12は、第1の凹部10の角部にのみ形成されていることが基板の小型化の観点から好ましい。 4A to 4J are schematic diagrams showing examples of the shape and arrangement of the second recess 12. FIG. The shape of the second recess 12 does not matter, but it is preferable that the second recess 12 has a shape including at least one vertex (corner) 8 having an angle of 90 degrees or less. This makes it easier for the adhesive to gather at the corner 8 of the second recess. Since the corner 8 of the second recess 12 is located away from the first recess 10 within the second recess 12, collecting the adhesive at the corner 8 of the second recess reduces the first It is possible to further suppress the adhesive from flowing into the recess 10 . Also, as shown in FIG. 4(j), the second recesses may be formed near the center of the first recesses 10 as long as they are formed at least at the corners of the first recesses 10 . However, if the second recess 12 is formed at a place other than the corner of the first recess 10, it becomes difficult to reduce the size of the substrate accordingly. From the standpoint of miniaturization of the substrate, it is preferable that it is formed only in the portion.

図4に示す上面図で見た際に、第2の凹部12の開口面積は50μm以上あることが好ましい。これにより、接着剤の収容効果が高めることができる。しかし、第2の凹部が隣接する第1の凹部と連通してしまうと、第1の凹部自体の形状が大きく変化するため、第2の凹部12は、隣接する第1の凹部とは接しない開口面積(大きさ)、配置とすることが好ましい。 When viewed from the top view shown in FIG. 4, the opening area of the second concave portion 12 is preferably 50 μm 2 or more. Thereby, the effect of accommodating the adhesive can be enhanced. However, if the second recess communicates with the adjacent first recess, the shape of the first recess itself will change significantly, so the second recess 12 will not contact the adjacent first recess. The opening area (size) and arrangement are preferable.

(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。ただし、第1の実施形態と同様の箇所については同様の符号を付し、説明は省略する。図5(a)は、第2の基板2に第4の凹部11を設けた場合を示す第2の基板2の平面図である。図5(b)は図5(a)のE-E’断面の断面図、図5(c)は接合後の基板接合体としてのE-E’断面の断面図である。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described. However, portions similar to those of the first embodiment are denoted by similar reference numerals, and descriptions thereof are omitted. FIG. 5(a) is a plan view of the second substrate 2 showing the case where the second substrate 2 is provided with the fourth concave portion 11. FIG. FIG. 5(b) is a cross-sectional view of the EE' cross section of FIG. 5(a), and FIG. 5(c) is a cross-sectional view of the EE' cross section of the substrate assembly after bonding.

図5に示すように、第1の基板1のみならず、第2の基板2にも凹部(第4の凹部)11を形成することで、接着剤が第1の凹部10に進入してしまうことをより抑制することができる。また、第3の凹部9に接着剤が進入してしまうことも抑制することができる。第4の凹部11も、90度以下の頂点(角部)を有することが好ましい。これにより、第4の凹部の頂点に接着剤をより集めることができ、第3の凹部9へ接着剤が流動してしまうことをより抑制することができる。また、第4の凹部11も、第3の凹部9の角部にのみ形成されていることが好ましい。 As shown in FIG. 5, by forming recesses (fourth recesses) 11 not only in the first substrate 1 but also in the second substrate 2, the adhesive enters the first recesses 10. can be further suppressed. In addition, it is possible to prevent the adhesive from entering the third concave portion 9 . The fourth concave portion 11 also preferably has a vertex (corner) of 90 degrees or less. As a result, the adhesive can be more collected at the apex of the fourth recess, and the flow of the adhesive to the third recess 9 can be further suppressed. Moreover, it is preferable that the fourth recess 11 is also formed only at the corner of the third recess 9 .

図5(d)は、第4の凹部11が第2の基板2を貫通していない場合を示す第2の基板2の上面図である。図5(e)は図5(d)のF-F’断面の断面図、図5(f)は接合後の基板接合体としてのF-F’断面の断面図である。第4の凹部11は、第2の基板2を貫通していないことが好ましい。第4の凹部11が第2の基板2を貫通していると、第4の凹部11を通って接着剤が反対側に流動してしまう。そのため、第4の凹部11内に接着剤を留めておくために、第4の凹部11は第2の基板2を貫通していないことが好ましい。 FIG. 5D is a top view of the second substrate 2 showing a case where the fourth recess 11 does not penetrate the second substrate 2. FIG. FIG. 5(e) is a cross-sectional view taken along the line FF' of FIG. 5(d), and FIG. 5(f) is a cross-sectional view taken along the FF' cross section of the substrate assembly after bonding. It is preferable that the fourth recess 11 does not penetrate the second substrate 2 . If the fourth recess 11 penetrates the second substrate 2 , the adhesive will flow through the fourth recess 11 to the opposite side. Therefore, it is preferable that the fourth recess 11 does not penetrate the second substrate 2 in order to retain the adhesive in the fourth recess 11 .

さらには、接合面と反対側の面は第3の凹部9だけの開口となっているため、実装面として利用される際にも実装接着剤の接着領域を十分に確保することができ、密着信頼性の低下を抑制できる。 Furthermore, since the surface on the opposite side of the bonding surface has only the opening of the third concave portion 9, it is possible to secure a sufficient bonding area for the mounting adhesive even when used as the mounting surface, thereby ensuring close contact. A decrease in reliability can be suppressed.

TaSiNからなるエネルギー発生素子5とそのエネルギー発生素子5を駆動する電気回路(不図示)と電気接続基板と電気的に接続される電気接続部(不図示)が形成された第1の基板1を用意する。基板はシリコンで構成され、研削装置によって基板厚さが625μmになるまで薄化した。 A first substrate 1 is provided with an energy generating element 5 made of TaSiN, an electric circuit (not shown) for driving the energy generating element 5, and an electric connection portion (not shown) electrically connected to the electric connection substrate. prepare. The substrate consisted of silicon and was thinned by a grinder to a substrate thickness of 625 μm.

第1の基板1に角部に第2の凹部12が形成された第1の貫通流路(第1の凹部)を形成する。図2(a)に示すような第1の凹部のパターンでポジ型レジストを用いてフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングを行った。第1の凹部10の寸法は短手方向が150μmで長手方向が20mmの長方形である。第2の凹部12の形状は10μmの正方形であり、第1の凹部10の角部に第2の凹部12の中心が一致するように第2の凹部12を形成した。第2の凹部12は、第1の凹部10のそれぞれの角部に形成されている。即ち、図2に示す形態においては4つ形成される(図2では2つの第2の凹部12のみ図示している)。形成された第2の凹部12の開口面積は75μmであった。パターニングされたポジ型レジストをマスクとしてボッシュプロセスを用いて第1の凹部10のハーフ形状を形成する。第1の凹部10の接合面からの深さが450μmとなるように所定の時間エッチング処理を実施した。このとき第2の凹部12の接合面からの最長深さは315μmであった。次に、第1の凹部10のみをエッチングし、第1の基板1を貫通するように第1の凹部10を形成した。 A first through channel (first recess) having a second recess 12 formed at a corner is formed in the first substrate 1 . Patterning was performed using a positive resist and a photolithographic technique in the pattern of the first concave portions as shown in FIG. 2(a). The dimension of the first recess 10 is a rectangle with a width of 150 μm and a length of 20 mm. The shape of the second recess 12 was a square of 10 μm, and the second recess 12 was formed so that the center of the second recess 12 coincided with the corner of the first recess 10 . A second recess 12 is formed at each corner of the first recess 10 . That is, four are formed in the form shown in FIG. 2 (only two second recesses 12 are shown in FIG. 2). The opening area of the formed second concave portion 12 was 75 μm 2 . Using the patterned positive resist as a mask, the Bosch process is used to form the half shape of the first concave portion 10 . Etching was performed for a predetermined time so that the depth of the first concave portion 10 from the bonding surface was 450 μm. At this time, the maximum depth from the bonding surface of the second recess 12 was 315 μm. Next, only the first concave portion 10 was etched to form the first concave portion 10 so as to penetrate the first substrate 1 .

第2の基板は厚さ300μmのシリコン基板を用意し、第1の基板形成と同様にして第2の貫通流路を形成した。 A silicon substrate having a thickness of 300 μm was prepared as the second substrate, and a second through flow path was formed in the same manner as the formation of the first substrate.

次に接着剤転写用基材を用意し、接着剤としてベンゾシクロブテン溶液を3μmとなるようにスピン塗布した。転写用基材としてPETフィルムを用いた。また、塗布後に溶媒を揮発させるため、100℃で5分間ベーク処理を行った。転写用基材に形成された接着剤を第1の基板1の接合面(第2の凹部形成面)に熱を加えながら接触させることで接着剤を第1の基板1に転写した。 Next, a substrate for adhesive transfer was prepared, and a benzocyclobutene solution as an adhesive was spin-coated to a thickness of 3 μm. A PET film was used as a substrate for transfer. In addition, in order to volatilize the solvent after coating, baking treatment was performed at 100° C. for 5 minutes. The adhesive was transferred to the first substrate 1 by bringing the adhesive formed on the transfer base material into contact with the bonding surface (second concave portion forming surface) of the first substrate 1 while applying heat.

次に、接合アライメント装置を用いて、第1の基板1と第2の基板2とを位置合わせしながら真空中で加熱して接合を行った。真空度は100Pa以下、温度は150℃で接合を行った。接合が完了し、冷却した後に装置から取出し、窒素雰囲気のオーブンで250℃1時間の熱処理を行い、接着剤を硬化させた。 Next, using a bonding alignment device, the first substrate 1 and the second substrate 2 were aligned and heated in a vacuum for bonding. Bonding was performed at a degree of vacuum of 100 Pa or less and a temperature of 150°C. After the bonding was completed and cooled, the assembly was removed from the device and heat treated at 250° C. for 1 hour in an oven in a nitrogen atmosphere to cure the adhesive.

次に、PETフィルム上にネガ型感光性樹脂をPGMEA溶媒に溶解したものをスピンコートし、オーブンによって100℃で乾燥させドライフィルム化したものを第1の基板1のエネルギー発生素子形成面に転写してPETフィルムを剥離した。ドライフィルム形成後に液体流路15を露光・PEBを行い潜像状態とした。続いて同様にドライフィルムを積層させ、吐出口4を露光・PEBを行い液体流路と吐出口を一括で現像することで液体吐出ヘッドを作製した。 Next, a negative photosensitive resin dissolved in a PGMEA solvent is spin-coated on a PET film, dried at 100° C. in an oven to form a dry film, and transferred to the surface of the first substrate 1 where the energy generating elements are formed. and peeled off the PET film. After the formation of the dry film, the liquid flow path 15 was exposed and PEB to form a latent image. Subsequently, a dry film was laminated in the same manner, and the ejection port 4 was subjected to exposure and PEB, and the liquid flow path and the ejection port were collectively developed to produce a liquid ejection head.

1 第1の基板
2 第2の基板
3 接着剤
10 第1の凹部
12 第2の凹部
14 基板接合体
17 第1の面
18 第2の面
REFERENCE SIGNS LIST 1 first substrate 2 second substrate 3 adhesive 10 first recess 12 second recess 14 substrate assembly 17 first surface 18 second surface

Claims (16)

第1の面を有する第1の基板と、
前記第1の面と対向する第2の面を有する第2の基板と、
を有し、
前記第1の面と前記第2の面との間に接着剤があることにより、前記第1の基板と前記第2の基板とが接合されている基板接合体において、
前記第1の基板は、前記第1の面から該第1の面の裏面に向かって形成される第1の凹部と、該第1の凹部と連通し前記第1の面から該第1の面の裏面に向かって形成される第2の凹部と、を有し、
前記第1の面と直交する方向から見たときに、前記第2の凹部は、前記第1の凹部の角部に形成されており、
前記第2の凹部には、前記接着剤が収容されていることを特徴とする基板接合体。
a first substrate having a first surface;
a second substrate having a second surface facing the first surface;
has
In a substrate assembly in which the first substrate and the second substrate are bonded by an adhesive between the first surface and the second surface,
The first substrate has a first concave portion formed from the first surface toward the back surface of the first surface, and a first concave portion communicating with the first concave portion and extending from the first surface to the first concave portion. a second recess formed toward the back surface of the surface,
When viewed from a direction orthogonal to the first surface, the second recess is formed at a corner of the first recess,
A substrate assembly, wherein the adhesive is accommodated in the second recess.
前記第1の面と直交する方向から見たときに、前記第2の凹部は、前記第1の凹部の角部にのみ形成されている請求項1に記載の基板接合体。 2. The substrate assembly according to claim 1, wherein said second recess is formed only at a corner of said first recess when viewed from a direction perpendicular to said first surface. 前記第1の凹部は、前記第1の基板を貫通しており、
前記第2の凹部は、前記第1の基板を貫通していない請求項1または2に記載の基板接合体。
The first recess penetrates the first substrate,
3. The substrate assembly according to claim 1, wherein said second recess does not penetrate said first substrate.
前記第2の凹部は、90度以下の頂点を有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の基板接合体。 4. The substrate assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein said second recess has a vertex of 90 degrees or less. 前記第2の基板は、前記第1の凹部と連通し前記第2の面から該第2の面の裏面に向かって形成される第3の凹部と、該第3の凹部と連通し前記第2の面から該第2の面の裏面に向かって形成される第4の凹部と、を有し、
前記第2の面と直交する方向から見たときに、前記第4の凹部は、前記第3の凹部の角部に形成されており、
前記第4の凹部には、前記接着剤が収容されている請求項1または4のいずれか1項に記載の基板接合体。
The second substrate includes: a third recess that communicates with the first recess and is formed from the second surface toward the back surface of the second surface; a fourth recess formed from the second surface toward the back surface of the second surface;
When viewed from a direction orthogonal to the second surface, the fourth recess is formed at a corner of the third recess,
5. The substrate assembly according to claim 1, wherein said fourth recess contains said adhesive.
前記第2の面と直交する方向から見たときに、前記第4の凹部は、前記第3の凹部の角部にのみ形成されている請求項5に記載の基板接合体。 6. The substrate assembly according to claim 5, wherein said fourth recess is formed only at a corner of said third recess when viewed from a direction perpendicular to said second surface. 前記第3の凹部は、前記第2の基板を貫通しており、
前記第4の凹部は、前記第2の基板を貫通していない請求項5または6に記載の基板接合体。
the third recess penetrates the second substrate,
7. The substrate assembly according to claim 5, wherein said fourth recess does not penetrate said second substrate.
前記第4の凹部は、90度以下の頂点を有する請求項5ないし7のいずれか1項に記載の基板接合体。 8. The substrate assembly according to any one of claims 5 to 7, wherein said fourth recess has a vertex of 90 degrees or less. 液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、
第1の面を有する第1の基板と、
前記第1の面と対向する第2の面を有する第2の基板と、
を有し、
前記第1の面と前記第2の面との間に接着剤があることにより、前記第1の基板と前記第2の基板とが接合されている液体吐出ヘッドにおいて、
前記第1の基板の前記第1の面の裏面に前記エネルギー発生素子が形成されており、
前記第1の基板は、前記第1の面から該第1の面の裏面に向かって形成される第1の凹部と、該第1の凹部と連通し前記第1の面から該第1の面の裏面に向かって形成される第2の凹部と、を有し、
前記第1の凹部は、前記吐出口に供給される液体が流動する流路であり、
前記第2の基板は、前記第1の凹部と連通し前記第2の面から該第2の面の裏面に向かって形成される第3の凹部を有し、
前記第3の凹部は、前記第1の凹部に供給される液体が流動する流路であり、
前記第1の面と直交する方向から見たときに、前記第2の凹部は、前記第1の凹部の角部に形成されており、
前記第2の凹部には、前記接着剤が収容されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
an ejection port for ejecting liquid;
an energy generating element that generates energy for ejecting liquid from the ejection port;
a first substrate having a first surface;
a second substrate having a second surface facing the first surface;
has
In a liquid ejection head in which the first substrate and the second substrate are bonded by an adhesive between the first surface and the second surface,
The energy generating element is formed on the back surface of the first surface of the first substrate,
The first substrate has a first concave portion formed from the first surface toward the back surface of the first surface, and a first concave portion communicating with the first concave portion and extending from the first surface to the first concave portion. a second recess formed toward the back surface of the surface,
the first recess is a flow path through which the liquid supplied to the ejection port flows;
the second substrate has a third recess that communicates with the first recess and is formed from the second surface toward the back surface of the second surface;
the third recess is a channel through which the liquid supplied to the first recess flows;
When viewed from a direction orthogonal to the first surface, the second recess is formed at a corner of the first recess,
The liquid ejection head, wherein the adhesive is accommodated in the second concave portion.
前記第1の面と直交する方向から見たときに、前記第2の凹部は、前記第1の凹部の角部にのみ形成されている請求項9に記載の液体吐出ヘッド。 10. The liquid ejection head according to claim 9, wherein the second recesses are formed only at corners of the first recesses when viewed from a direction perpendicular to the first surface. 前記第1の凹部は、前記第1の基板を貫通しており、
前記第2の凹部は、前記第1の基板を貫通していない請求項9または10に記載の液体吐出ヘッド。
The first recess penetrates the first substrate,
11. The liquid ejection head according to claim 9, wherein said second recess does not penetrate said first substrate.
前記第2の凹部は、90度以下の頂点を有する請求項9ないし11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 12. The liquid ejection head according to any one of claims 9 to 11, wherein the second recess has a vertex of 90 degrees or less. 前記第2の基板は、前記第3の凹部と連通し前記第2の面から該第2の面の裏面に向かって形成される第4の凹部をさらに有し、
前記第2の面と直交する方向から見たときに、前記第4の凹部は、前記第3の凹部の角部に形成されており、
前記第4の凹部には、前記接着剤が収容されている請求項9ないし12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
the second substrate further has a fourth recess that communicates with the third recess and is formed from the second surface toward the back surface of the second surface;
When viewed from a direction orthogonal to the second surface, the fourth recess is formed at a corner of the third recess,
13. The liquid ejection head according to any one of claims 9 to 12, wherein the adhesive is accommodated in the fourth recess.
前記第2の面と直交する方向から見たときに、前記第4の凹部は、前記第3の凹部の角部にのみ形成されている請求項13に記載の液体吐出ヘッド。 14. The liquid ejection head according to claim 13, wherein said fourth recess is formed only at a corner of said third recess when viewed from a direction perpendicular to said second surface. 前記第3の凹部は、前記第2の基板を貫通しており、
前記第4の凹部は、前記第2の基板を貫通していない請求項13または14に記載の液体吐出ヘッド。
the third recess penetrates the second substrate,
15. The liquid ejection head according to claim 13, wherein said fourth recess does not penetrate said second substrate.
前記第4の凹部は、90度以下の頂点を有する請求項13ないし15のいずれか1項に記載の基板接合体。 16. The substrate assembly according to any one of claims 13 to 15, wherein said fourth recess has a vertex of 90 degrees or less.
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