JP3459388B2 - 流体噴射装置の製造方法 - Google Patents
流体噴射装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流体噴射装置の製造
工程に係り、特にインクジェットプリンタやファクシミ
リなどの出力装置においてプリントヘッドに用いられる
流体噴射装置をポリイミドノズル方式を使用して製造す
る工程に関する。
工程に係り、特にインクジェットプリンタやファクシミ
リなどの出力装置においてプリントヘッドに用いられる
流体噴射装置をポリイミドノズル方式を使用して製造す
る工程に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリントヘッドとはプリンタにおいて出
力データの信号を媒体上に目に見える形態に変換するた
めの部品または部品の集合を指す。一般的に、インクジ
ェットプリンタ等に用いられるプリントヘッドは流体室
内部の流体に物理的な力を加えて所定量の流体がノズル
を介して外部に噴射される流体噴射装置を使用する。
力データの信号を媒体上に目に見える形態に変換するた
めの部品または部品の集合を指す。一般的に、インクジ
ェットプリンタ等に用いられるプリントヘッドは流体室
内部の流体に物理的な力を加えて所定量の流体がノズル
を介して外部に噴射される流体噴射装置を使用する。
【０００３】図１は一般の熱圧縮方式に伴う流体噴射装
置の垂直断面図であって、流体噴射装置は概略的に発熱
駆動部１０、メンブレイン２０及びノズル部３０とに区
分されている。ここで熱圧縮方式とは、駆動流体である
気化液体を瞬間的に加熱してメンブレイン２０を駆動さ
せることによってインキを噴射する方式である。発熱駆
動部１０はシリコン基板１１の上部に絶縁膜１２、電極
１３、発熱体１４及び駆動流体障壁層１５が順次に積層
されて形成される。この時、駆動流体障壁層１５の蝕刻
部には熱により膨脹される駆動流体の充填された駆動流
体室１６が形成されている。
置の垂直断面図であって、流体噴射装置は概略的に発熱
駆動部１０、メンブレイン２０及びノズル部３０とに区
分されている。ここで熱圧縮方式とは、駆動流体である
気化液体を瞬間的に加熱してメンブレイン２０を駆動さ
せることによってインキを噴射する方式である。発熱駆
動部１０はシリコン基板１１の上部に絶縁膜１２、電極
１３、発熱体１４及び駆動流体障壁層１５が順次に積層
されて形成される。この時、駆動流体障壁層１５の蝕刻
部には熱により膨脹される駆動流体の充填された駆動流
体室１６が形成されている。
【０００４】メンブレイン２０は薄い隔板を指し、発熱
体１４により加熱された駆動流体により噴射流体室３３
方向に駆動される。ノズル部３０は噴射流体障壁層３１
とノズルプレート３２を持つ。噴射流体障壁層３１の蝕
刻部には噴射される流体の充填された噴射流体室３３が
形成されており、ノズルプレート３２には噴射流体室３
３と疎通され流体を噴射するノズル３４が形成されてい
る。
体１４により加熱された駆動流体により噴射流体室３３
方向に駆動される。ノズル部３０は噴射流体障壁層３１
とノズルプレート３２を持つ。噴射流体障壁層３１の蝕
刻部には噴射される流体の充填された噴射流体室３３が
形成されており、ノズルプレート３２には噴射流体室３
３と疎通され流体を噴射するノズル３４が形成されてい
る。
【０００５】前述した図１の構成を参考にして、熱圧縮
方式に伴う流体噴射装置の動作を説明する。電極１３に
電源が印加されると、発熱体１４から熱が発生され、こ
のような熱により駆動流体室１６の駆動流体が熱膨張さ
れメンブレイン２０を図１に示されている通り上方に押
し上げる。メンブレイン２０が上方に押し上がるにつ
れ、噴射流体室３３の内部の流体がノズル３４を介して
外部に噴射される。このような方式が熱圧縮方式であ
り、その他流体に物理力を加える手段の種類によって、
流体噴射装置は熱圧縮方式の他にも加熱方式、圧電方式
等に分類される。
方式に伴う流体噴射装置の動作を説明する。電極１３に
電源が印加されると、発熱体１４から熱が発生され、こ
のような熱により駆動流体室１６の駆動流体が熱膨張さ
れメンブレイン２０を図１に示されている通り上方に押
し上げる。メンブレイン２０が上方に押し上がるにつ
れ、噴射流体室３３の内部の流体がノズル３４を介して
外部に噴射される。このような方式が熱圧縮方式であ
り、その他流体に物理力を加える手段の種類によって、
流体噴射装置は熱圧縮方式の他にも加熱方式、圧電方式
等に分類される。
【０００６】一方、従来はノズルプレート３２の材質と
してはニッケル金属が主に使われたが、最近はポリイミ
ドという合成樹脂材質の使用が増えつつある。ノズルプ
レート３２の材質としてポリイミドを使う場合、このよ
うなノズルプレート３２はリール形に供給される。リー
ル形に供給されるノズルプレート３２上にシリコン基板
から噴射流体障壁層３１まで積層された状態のチップが
ボンディングされることにより、流体噴射装置ができ上
がる。
してはニッケル金属が主に使われたが、最近はポリイミ
ドという合成樹脂材質の使用が増えつつある。ノズルプ
レート３２の材質としてポリイミドを使う場合、このよ
うなノズルプレート３２はリール形に供給される。リー
ル形に供給されるノズルプレート３２上にシリコン基板
から噴射流体障壁層３１まで積層された状態のチップが
ボンディングされることにより、流体噴射装置ができ上
がる。
【０００７】図２は従来のロール方式にともなう流体噴
射装置を加工する工程を示した図である。図２に示した
ように、ノズルプレート３２は供給リール５１、フィー
ディングリールから収納リール（テークアップリール）
５２に移送される。ノズルプレート３２が供給リール５
１から収納リール５２に移送される過程でレーザービー
ム加工機５３によりノズルプレート３２にノズル３４
（図１）が形成される。ノズル３４が形成されれば、空
気噴射器５４から噴射される空気がノズルプレート３２
に付いていた異物を除去する。その後、シリコン基板か
ら噴射流体障壁層３１まで積層された状態のアクチュエ
ータチップ４０がタブボンダ５５(TAB bonder)によりノ
ズルプレート３２にボンディングされることにより流体
噴射装置が出来上がる。出来上がった流体噴射装置は収
納リール５２に巻かれて保管され、以後のプリントヘッ
ド製造工程で一枚ずつ切断されてからプリンタ製造ライ
ンに投入される。
射装置を加工する工程を示した図である。図２に示した
ように、ノズルプレート３２は供給リール５１、フィー
ディングリールから収納リール（テークアップリール）
５２に移送される。ノズルプレート３２が供給リール５
１から収納リール５２に移送される過程でレーザービー
ム加工機５３によりノズルプレート３２にノズル３４
（図１）が形成される。ノズル３４が形成されれば、空
気噴射器５４から噴射される空気がノズルプレート３２
に付いていた異物を除去する。その後、シリコン基板か
ら噴射流体障壁層３１まで積層された状態のアクチュエ
ータチップ４０がタブボンダ５５(TAB bonder)によりノ
ズルプレート３２にボンディングされることにより流体
噴射装置が出来上がる。出来上がった流体噴射装置は収
納リール５２に巻かれて保管され、以後のプリントヘッ
ド製造工程で一枚ずつ切断されてからプリンタ製造ライ
ンに投入される。
【０００８】しかし、前述したような従来のロール方式
によって流体噴射装置を加工する工程ではシリコンウエ
ハー上に形成されたノズルプレートを除外した半製品状
態のチップが全て一枚ずつ分離された後、ノズルプレー
ト上に各々個別的にボンディングされるため、作業が長
時間かかることによって生産性が低下される問題点があ
った。
によって流体噴射装置を加工する工程ではシリコンウエ
ハー上に形成されたノズルプレートを除外した半製品状
態のチップが全て一枚ずつ分離された後、ノズルプレー
ト上に各々個別的にボンディングされるため、作業が長
時間かかることによって生産性が低下される問題点があ
った。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前述
したような従来の問題点を解消するために案出されたも
ので、本発明の目的は、ノズル部をスピニング工程によ
り形成することによって同時に多数の流体噴射装置をウ
エハー状に完成できる流体噴射装置の製造工程を提供す
ることにある。
したような従来の問題点を解消するために案出されたも
ので、本発明の目的は、ノズル部をスピニング工程によ
り形成することによって同時に多数の流体噴射装置をウ
エハー状に完成できる流体噴射装置の製造工程を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための手段として、本発明に係る流体噴射装置の製造工
程は、発熱駆動部、メンブレイン及びノズル部を各々形
成し、これらを順次に接着して形成する流体噴射装置の
製造工程において、前記ノズル部をスピニング工程によ
り形成し、前記発熱駆動部及びメンブレインと順次に接
着させることによって一体式ウエハー単位に多数の流体
噴射装置を同時に完成することを特徴とする。従って、
ウエハー単位に出来上がった流体噴射装置はウエハー状
を持つ。
ための手段として、本発明に係る流体噴射装置の製造工
程は、発熱駆動部、メンブレイン及びノズル部を各々形
成し、これらを順次に接着して形成する流体噴射装置の
製造工程において、前記ノズル部をスピニング工程によ
り形成し、前記発熱駆動部及びメンブレインと順次に接
着させることによって一体式ウエハー単位に多数の流体
噴射装置を同時に完成することを特徴とする。従って、
ウエハー単位に出来上がった流体噴射装置はウエハー状
を持つ。
【００１１】前記発熱駆動部は、ウエハー上に多数の電
極と多数の発熱体を形成する第１の段階と、前記多数の
電極及び発熱体上に多数の駆動流体障壁層を形成する第
２の段階と、前記多数の駆動流体障壁層間に多数の駆動
流体室を形成する第３の段階を含む方法により形成され
る。前記メンブレインは、ウエハー上にポリイミドをコ
ーティングしてポリイミドコーティング層を形成する第
１の段階と、前記ポリイミドコーティング層から前記ウ
エハーを分離する第２の段階を含む方法により形成され
る。前記第１の段階後、前記ポリイミドコーティング層
の上面に接着性ポリイミドをコーティングする段階をさ
らに含めてなされる。この時前記第１の段階はスピニン
グ工程によりなされることが望ましい。また、ポリイミ
ドコーティング層の上面に補強リングを取り付ける段階
がさらに追加され、この補強リングはメンブレインとノ
ズル部が接着された後、コーティング層から分離される
ことが望ましい。
極と多数の発熱体を形成する第１の段階と、前記多数の
電極及び発熱体上に多数の駆動流体障壁層を形成する第
２の段階と、前記多数の駆動流体障壁層間に多数の駆動
流体室を形成する第３の段階を含む方法により形成され
る。前記メンブレインは、ウエハー上にポリイミドをコ
ーティングしてポリイミドコーティング層を形成する第
１の段階と、前記ポリイミドコーティング層から前記ウ
エハーを分離する第２の段階を含む方法により形成され
る。前記第１の段階後、前記ポリイミドコーティング層
の上面に接着性ポリイミドをコーティングする段階をさ
らに含めてなされる。この時前記第１の段階はスピニン
グ工程によりなされることが望ましい。また、ポリイミ
ドコーティング層の上面に補強リングを取り付ける段階
がさらに追加され、この補強リングはメンブレインとノ
ズル部が接着された後、コーティング層から分離される
ことが望ましい。
【００１２】前記ノズル部は、ウエハー上にスピニング
工程を通じてノズルプレートを形成する第１の段階と、
前記ノズルプレートの上面にスピニング工程により多数
の噴射流体障壁層を形成する第２の段階と、前記多数の
噴射流体障壁層に多数の噴射流体室を形成する第３の段
階と、前記ノズルプレートに多数のノズルを形成する第
４の段階と、前記ノズルプレートから前記ウエハーを分
離する第５の段階とを含む方法により形成される。前記
第５の段階は、前記ノズル部とメンブレインが接着され
た後施されることが望ましい。前記第１の段階前に前記
ウエハーの下面に補強リングを取り付ける段階が追加さ
れ、前記補強リングは前記ノズル部とメンブレインが接
着された後、前記ウエハーと共に分離されることが望ま
しい。前記第３の段階は湿式蝕刻工程によりなされ、前
記第４の段階はレーザービーム加工または反応性イオン
蝕刻によりなされることが望ましい。
工程を通じてノズルプレートを形成する第１の段階と、
前記ノズルプレートの上面にスピニング工程により多数
の噴射流体障壁層を形成する第２の段階と、前記多数の
噴射流体障壁層に多数の噴射流体室を形成する第３の段
階と、前記ノズルプレートに多数のノズルを形成する第
４の段階と、前記ノズルプレートから前記ウエハーを分
離する第５の段階とを含む方法により形成される。前記
第５の段階は、前記ノズル部とメンブレインが接着され
た後施されることが望ましい。前記第１の段階前に前記
ウエハーの下面に補強リングを取り付ける段階が追加さ
れ、前記補強リングは前記ノズル部とメンブレインが接
着された後、前記ウエハーと共に分離されることが望ま
しい。前記第３の段階は湿式蝕刻工程によりなされ、前
記第４の段階はレーザービーム加工または反応性イオン
蝕刻によりなされることが望ましい。
【００１３】また前述した目的を達成するための手段と
して、本発明に係る流体噴射装置の製造工程は、第の１
シリコンウエハー上に多数の電極、発熱体及び駆動流体
障壁層を順次に積層し、前記多数の駆動流体障壁層に多
数の駆動流体室を形成して発熱駆動部を形成する第１の
段階と、第２のシリコンウエハー上にポリイミド及び接
着性ポリイミドを順次にコーティングし、前記接着性ポ
リイミドコーティング層の上面に第１の補強リングを取
り付けた後、前記第２のシリコンウエハーを分離してメ
ンブレインを形成する第２の段階と、下面に第２の補強
リングが取り付けられた第３のシリコンウエハーの上面
にスピニング工程を通じてノズルプレート及び多数の噴
射流体障壁層を順次に形成し、前記多数の噴射流体障壁
層に多数の噴射流体室を形成した後、前記ノズルプレー
トに多数のノズルを形成してノズル部を形成する第３の
段階と、前記ノズル部の多数の噴射流体障壁層の上面に
前記メンブレインのポリイミドコーティング層を接着
し、前記第１の補強リング及び前記第３のシリコンウエ
ハーを各々分離する第４の段階と、前記メンブレインの
接着性ポリイミドコーティング層を前記発熱駆動部の多
数の駆動流体障壁層に接着する第５の段階とを含めてな
される特徴がある。
して、本発明に係る流体噴射装置の製造工程は、第の１
シリコンウエハー上に多数の電極、発熱体及び駆動流体
障壁層を順次に積層し、前記多数の駆動流体障壁層に多
数の駆動流体室を形成して発熱駆動部を形成する第１の
段階と、第２のシリコンウエハー上にポリイミド及び接
着性ポリイミドを順次にコーティングし、前記接着性ポ
リイミドコーティング層の上面に第１の補強リングを取
り付けた後、前記第２のシリコンウエハーを分離してメ
ンブレインを形成する第２の段階と、下面に第２の補強
リングが取り付けられた第３のシリコンウエハーの上面
にスピニング工程を通じてノズルプレート及び多数の噴
射流体障壁層を順次に形成し、前記多数の噴射流体障壁
層に多数の噴射流体室を形成した後、前記ノズルプレー
トに多数のノズルを形成してノズル部を形成する第３の
段階と、前記ノズル部の多数の噴射流体障壁層の上面に
前記メンブレインのポリイミドコーティング層を接着
し、前記第１の補強リング及び前記第３のシリコンウエ
ハーを各々分離する第４の段階と、前記メンブレインの
接着性ポリイミドコーティング層を前記発熱駆動部の多
数の駆動流体障壁層に接着する第５の段階とを含めてな
される特徴がある。
【００１４】前記第２の段階のポリイミド及び接着性ポ
リイミドのコーティングはスピニング工程によりなされ
ることが望ましい。そして前記第３の段階のノズル形成
はレーザービーム加工または反応性イオン蝕刻によりな
されることが望ましい。従って、本発明に係る流体噴射
装置の製造工程では、ノズル部がスピニング工程を通じ
てシリコンウエハー上に形成され、このようなノズル部
をウエハー状にメンブレインに接着できるために流体噴
射装置がウエハー状に一度に出来上がる。つまり、流体
噴射装置を一つずつ製造する従来の製造工程とは違っ
て、本発明に係る製造工程は同時に多数の流体噴射装置
をウエハー状に製造する。従って、流体噴射装置の製造
時間が従来の製造工程に比べて遥かに短縮される。
リイミドのコーティングはスピニング工程によりなされ
ることが望ましい。そして前記第３の段階のノズル形成
はレーザービーム加工または反応性イオン蝕刻によりな
されることが望ましい。従って、本発明に係る流体噴射
装置の製造工程では、ノズル部がスピニング工程を通じ
てシリコンウエハー上に形成され、このようなノズル部
をウエハー状にメンブレインに接着できるために流体噴
射装置がウエハー状に一度に出来上がる。つまり、流体
噴射装置を一つずつ製造する従来の製造工程とは違っ
て、本発明に係る製造工程は同時に多数の流体噴射装置
をウエハー状に製造する。従って、流体噴射装置の製造
時間が従来の製造工程に比べて遥かに短縮される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明に係る流体噴射装置の製造工程の望ましい実施例を詳
細に説明する。図３（Ａ），（Ｂ）及び図４（Ａ），
（Ｂ）は本発明に係るウエハー一体型方式の流体噴射装
置を加工する工程を示した図であって、多数の流体噴射
装置は発熱駆動部、メンブレイン及びノズル部より各々
構成される。
明に係る流体噴射装置の製造工程の望ましい実施例を詳
細に説明する。図３（Ａ），（Ｂ）及び図４（Ａ），
（Ｂ）は本発明に係るウエハー一体型方式の流体噴射装
置を加工する工程を示した図であって、多数の流体噴射
装置は発熱駆動部、メンブレイン及びノズル部より各々
構成される。
【００１６】図３（Ａ）及び図４（Ａ）において、符号
５３はレーザービーム加工機、符号１３０はノズル部、
符号１３４はノズル、符号１３５は第３のシリコンウエ
ハー、そして符号１３６は第２の補強リングである。図
３（Ｂ）において、符号１２０はメンブレイン、符号１
２１は接着性ポリイミドコーティング層、符号１２２は
ポリイミドコーティング層、符号１２４は第１の補強リ
ングである。
５３はレーザービーム加工機、符号１３０はノズル部、
符号１３４はノズル、符号１３５は第３のシリコンウエ
ハー、そして符号１３６は第２の補強リングである。図
３（Ｂ）において、符号１２０はメンブレイン、符号１
２１は接着性ポリイミドコーティング層、符号１２２は
ポリイミドコーティング層、符号１２４は第１の補強リ
ングである。
【００１７】図４（Ｂ）は、符号１１０は発熱駆動部で
あって、発熱駆動部１１０の上部に前記メンブレイン１
２０とノズル部１３０が接着されて出来上がったウエハ
ー単位の多数の流体噴射装置を示している。図３（Ａ）
はスピニング工程を通じてレーザービーム加工機を使用
して多数のノズル１３４を形成することを示しており、
図３（Ｂ）は補強リング１２４を使用してメンブレイン
１２０を形成することを示している。図４（Ａ）は補強
リング１３６と結合してノズル部１３０を形成すること
を示しており、図４（Ｂ）は前記ノズル部１３０、メン
ブレイン１２０及び発熱駆動部１１０を接着して完成さ
せたウエハー単位の多数の流体噴射装置を示している。
あって、発熱駆動部１１０の上部に前記メンブレイン１
２０とノズル部１３０が接着されて出来上がったウエハ
ー単位の多数の流体噴射装置を示している。図３（Ａ）
はスピニング工程を通じてレーザービーム加工機を使用
して多数のノズル１３４を形成することを示しており、
図３（Ｂ）は補強リング１２４を使用してメンブレイン
１２０を形成することを示している。図４（Ａ）は補強
リング１３６と結合してノズル部１３０を形成すること
を示しており、図４（Ｂ）は前記ノズル部１３０、メン
ブレイン１２０及び発熱駆動部１１０を接着して完成さ
せたウエハー単位の多数の流体噴射装置を示している。
【００１８】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は本発明に係る
流体噴射装置の発熱駆動部を製造する工程を示した図で
あって、符号１１１は第１のシリコンウエハー、符号１
１２は絶縁膜、符号１１３は多数の電極、符号１１４は
多数の発熱体、符号１１５は多数の駆動流体障壁層、そ
して符号１１６は多数の駆動流体室である。図５（Ａ）
に示したように、発熱駆動部１１０（図４（Ｂ））は前
記第１のシリコンウエハー１１１の上部に形成された絶
縁膜１１２上に順次に多数の電極１１３と多数の発熱体
１１４を形成する。多数の電極１１３は露光(lithograp
hy）と湿式蝕刻工程を利用して形成することが望まし
い。多数の発熱体114 はタンタルアルミニウム(TaAl)ま
たはポリシリコン(H5B2)などの材質を使用し、露光とス
パッタリングまたはリフトオフ工程を利用して形成する
ことが望ましい。
流体噴射装置の発熱駆動部を製造する工程を示した図で
あって、符号１１１は第１のシリコンウエハー、符号１
１２は絶縁膜、符号１１３は多数の電極、符号１１４は
多数の発熱体、符号１１５は多数の駆動流体障壁層、そ
して符号１１６は多数の駆動流体室である。図５（Ａ）
に示したように、発熱駆動部１１０（図４（Ｂ））は前
記第１のシリコンウエハー１１１の上部に形成された絶
縁膜１１２上に順次に多数の電極１１３と多数の発熱体
１１４を形成する。多数の電極１１３は露光(lithograp
hy）と湿式蝕刻工程を利用して形成することが望まし
い。多数の発熱体114 はタンタルアルミニウム(TaAl)ま
たはポリシリコン(H5B2)などの材質を使用し、露光とス
パッタリングまたはリフトオフ工程を利用して形成する
ことが望ましい。
【００１９】そして、図５（Ｂ）に示したように、多数
の電極１１３及び多数の発熱体１１４の上部に多数の駆
動流体障壁層１１５を形成する。多数の駆動流体障壁層
１１５はポリイミドをスピニング工程を利用してコーテ
ィングした後、キュアリング(curing)処理して形成す
る。ここに金属マスクをパタニングし、乾式蝕刻(dry e
tching）工程を通じて多数の駆動流体室１１６を形成す
る。
の電極１１３及び多数の発熱体１１４の上部に多数の駆
動流体障壁層１１５を形成する。多数の駆動流体障壁層
１１５はポリイミドをスピニング工程を利用してコーテ
ィングした後、キュアリング(curing)処理して形成す
る。ここに金属マスクをパタニングし、乾式蝕刻(dry e
tching）工程を通じて多数の駆動流体室１１６を形成す
る。
【００２０】図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）は本発明に係る
流体噴射装置のメンブレインを製造する工程を示した図
である。ここで、符号１２３は第２のシリコンウエハー
である。図６（Ａ）に示したように、メンブレイン１２
０は第２のシリコンウエハー１２３上にポリイミド１２
２と接着性ポリイミド１２１を順次にスピニング工程を
通じてコーティングされる。そして図６（Ｂ）に示した
ように、接着性ポリイミドコーティング層１２１の上面
に第１の補強リング１２４を取り付け、次いで図６
（Ｃ）に示したようにポリイミドコーティング層１２２
から第２のシリコンウエハー１２３を分離する。従っ
て、第１の補強リング１２４の取付けられたメンブレイ
ン１２０が形成される。
流体噴射装置のメンブレインを製造する工程を示した図
である。ここで、符号１２３は第２のシリコンウエハー
である。図６（Ａ）に示したように、メンブレイン１２
０は第２のシリコンウエハー１２３上にポリイミド１２
２と接着性ポリイミド１２１を順次にスピニング工程を
通じてコーティングされる。そして図６（Ｂ）に示した
ように、接着性ポリイミドコーティング層１２１の上面
に第１の補強リング１２４を取り付け、次いで図６
（Ｃ）に示したようにポリイミドコーティング層１２２
から第２のシリコンウエハー１２３を分離する。従っ
て、第１の補強リング１２４の取付けられたメンブレイ
ン１２０が形成される。
【００２１】図７（Ａ）乃至図８（Ｂ）は本発明に係る
流体噴射装置のノズル部を製造する工程を示した図であ
って、符号１３１は多数の噴射流体障壁層、符号１３２
はノズルプレート、そして符号１３３は多数の噴射流体
室である。図７（Ａ）に示したように、ノズル部１３０
（図３，図４）は第３のシリコンウエハー１３５の下面
に第２の補強リング１３６を取り付ける。そして、図７
（Ｂ）に示したように、第３のシリコンウエハー１３５
の上面にノズルプレート１３２と多数の噴射流体障壁層
１３１を順次に形成する。前記ノズルプレート１３２は
ポリイミド材質であり、多数の噴射流体障壁層１３１は
接着性ポリイミド材質であって、各々スピニング工程及
びキュアリング処理を通じて形成される。
流体噴射装置のノズル部を製造する工程を示した図であ
って、符号１３１は多数の噴射流体障壁層、符号１３２
はノズルプレート、そして符号１３３は多数の噴射流体
室である。図７（Ａ）に示したように、ノズル部１３０
（図３，図４）は第３のシリコンウエハー１３５の下面
に第２の補強リング１３６を取り付ける。そして、図７
（Ｂ）に示したように、第３のシリコンウエハー１３５
の上面にノズルプレート１３２と多数の噴射流体障壁層
１３１を順次に形成する。前記ノズルプレート１３２は
ポリイミド材質であり、多数の噴射流体障壁層１３１は
接着性ポリイミド材質であって、各々スピニング工程及
びキュアリング処理を通じて形成される。
【００２２】引き続き、図８（Ａ）に示したように、パ
タニング及び乾式蝕刻工程を通じて多数の噴射流体障壁
層１３１に多数の噴射流体室１３３を形成する。次い
で、前述した図３（Ａ）を参考にして図８（Ｂ）に示し
たように、レーザービーム加工または反応性イオン蝕刻
(reactive ion etching)工程を通じノズルプレート１３
２に噴射して多数の流体室１３３と疎通される多数のノ
ズル１３４を形成するようになる。
タニング及び乾式蝕刻工程を通じて多数の噴射流体障壁
層１３１に多数の噴射流体室１３３を形成する。次い
で、前述した図３（Ａ）を参考にして図８（Ｂ）に示し
たように、レーザービーム加工または反応性イオン蝕刻
(reactive ion etching)工程を通じノズルプレート１３
２に噴射して多数の流体室１３３と疎通される多数のノ
ズル１３４を形成するようになる。
【００２３】以上のような過程を経て、それぞれの発熱
駆動部１１０、メンブレイン１２０及びノズル部１３０
を形成した後、これらを互いに接着するようになる。ま
ず、メンブレイン１２０とノズル部１３０を先に接着す
る。図９（Ａ）乃至図１０は本発明に係る流体噴射装置
のメンブレイン１２０とノズル部１３０を接着する工程
を示した図である。
駆動部１１０、メンブレイン１２０及びノズル部１３０
を形成した後、これらを互いに接着するようになる。ま
ず、メンブレイン１２０とノズル部１３０を先に接着す
る。図９（Ａ）乃至図１０は本発明に係る流体噴射装置
のメンブレイン１２０とノズル部１３０を接着する工程
を示した図である。
【００２４】図９（Ａ）に示したような状態のメンブレ
イン１２０及びノズル部１３０において、図９（Ｂ）に
示したように第３のシリコンウエハー１３５上に形成さ
れたノズル部１３０の噴射流体障壁層１３１の上側に前
記メンブレイン１２０のポリイミドコーティング層１２
２を取り付ける。それから、図１０に示したように、第
１の補強リング１２４と第３のシリコンウエハー１３５
を各々メンブレイン１２０とノズル部１３０から分離す
る。
イン１２０及びノズル部１３０において、図９（Ｂ）に
示したように第３のシリコンウエハー１３５上に形成さ
れたノズル部１３０の噴射流体障壁層１３１の上側に前
記メンブレイン１２０のポリイミドコーティング層１２
２を取り付ける。それから、図１０に示したように、第
１の補強リング１２４と第３のシリコンウエハー１３５
を各々メンブレイン１２０とノズル部１３０から分離す
る。
【００２５】次に、図１１（Ａ）乃至図１１（Ｂ）は本
発明に係る流体噴射装置のメンブレインを発熱駆動部に
接着する工程を示した図である。前述した通り接着され
たノズル部１３０及びメンブレイン１２０を図１１
（Ａ）に示したように裏返した後、図１１（Ｂ）に示し
たようにメンブレイン１２０の接着性ポリイミドコーテ
ィング層１２１を発熱駆動部１１０の多数の駆動流体障
壁層１１５の上面に接着することにより製造工程が完了
する。
発明に係る流体噴射装置のメンブレインを発熱駆動部に
接着する工程を示した図である。前述した通り接着され
たノズル部１３０及びメンブレイン１２０を図１１
（Ａ）に示したように裏返した後、図１１（Ｂ）に示し
たようにメンブレイン１２０の接着性ポリイミドコーテ
ィング層１２１を発熱駆動部１１０の多数の駆動流体障
壁層１１５の上面に接着することにより製造工程が完了
する。
【００２６】出来上がった流体噴射装置は前述した図４
（Ｂ）に示したように、一体式ウエハー状を持つ。従っ
て、流体噴射装置のダイシング及びパッケージングのた
め、このようなウエハーを切断してそれぞれの個別チッ
プに分離した後、残りプリントヘッドの製造工程に投入
するようになる。
（Ｂ）に示したように、一体式ウエハー状を持つ。従っ
て、流体噴射装置のダイシング及びパッケージングのた
め、このようなウエハーを切断してそれぞれの個別チッ
プに分離した後、残りプリントヘッドの製造工程に投入
するようになる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ノズ
ル部がスピニング工程を通じてシリコンウエハー上に形
成されるためノズル部をウエハー状態でメンブレインに
接着できる。従って、流体噴射装置がウエハー状に一度
に出来上がる。結局、従来に比べて作業時間が遥かに短
縮されるため生産性が大幅に向上される長所がある。
ル部がスピニング工程を通じてシリコンウエハー上に形
成されるためノズル部をウエハー状態でメンブレインに
接着できる。従って、流体噴射装置がウエハー状に一度
に出来上がる。結局、従来に比べて作業時間が遥かに短
縮されるため生産性が大幅に向上される長所がある。
【００２８】本発明は前述した特定の望ましい実施例に
限らず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当
該発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者な
らば誰でも多様な変形実施が可能なことは勿論であり、
そのような変更は記載された請求範囲内にある。
限らず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当
該発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者な
らば誰でも多様な変形実施が可能なことは勿論であり、
そのような変更は記載された請求範囲内にある。
【図１】一般の熱圧縮方式にともなう流体噴射装置の垂
直断面図である。
直断面図である。
【図２】従来のロール方式にともなう流体噴射装置を加
工する工程を示した図である。
工する工程を示した図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係るウエハー一体型
方式の流体噴射装置を加工する工程を示した図である。
方式の流体噴射装置を加工する工程を示した図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係るウエハー一体型
方式の流体噴射装置を加工する工程を示した図である。
方式の流体噴射装置を加工する工程を示した図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る流体噴射装置の
発熱駆動部を製造する工程を示した図である。
発熱駆動部を製造する工程を示した図である。
【図６】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明に係る流体噴射装置
のメンブレインを製造する工程を示した図である。
のメンブレインを製造する工程を示した図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る流体噴射装置の
ノズル部を製造する工程を示した図である。
ノズル部を製造する工程を示した図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る流体噴射装置の
ノズル部を製造する工程を示した図である。
ノズル部を製造する工程を示した図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る流体噴射装置の
メンブレインとノズル部を接着する工程を示した図であ
る。
メンブレインとノズル部を接着する工程を示した図であ
る。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る流体噴射装置
のメンブレインとノズル部を接着する工程を示した図で
ある。
のメンブレインとノズル部を接着する工程を示した図で
ある。
【図１１】 （Ａ），（Ｂ）は本発明に係る流体噴射装
置のメンブレインを発熱駆動部に接着する工程を示した
図である。
置のメンブレインを発熱駆動部に接着する工程を示した
図である。
５３ レーザービーム加工機
１１０ 発熱駆動部
１１１ 第１のシリコンウエハー
１１２ 絶縁膜
１１３ 電極
１１４ 発熱体
１１５ 駆動流体障壁層
１１６ 駆動流体室
１２０ メンブレイン
１２１ 接着性ポリイミドコーティング層
１２２ ポリイミドコーティング層
１２３ 第２のシリコンウエハー
１２４ 第１の補強リング
１３０ ノズル部
１３１ 噴射流体障壁層
１３２ ノズルプレート
１３３ 噴射流体室
１３４ ノズル
１３５ 第３のシリコンウエハー
１３６ 第２の補強リング
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(56)参考文献 特開 平10−226077（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−58691（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−26270（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−181029（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−198895（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B05B 1/14
B05B 1/24
B41J 2/16
B05C 11/08
Claims (23)
- 【請求項１】 ノズル部をウエハー単位でスピニングプ
ロセスにより製造し、発熱駆動部をウエハー単位で製造
し、メンブレインをウエハー単位で製造し、別々に製造
したノズル部と発熱駆動部とメンブレインとを順次に接
着させることにより一体式ウエハー単位に多数の流体噴
射装置を同時に完成させる流体噴射装置の製造方法であ
って、 前記ノズル部は、 ウエハー上にスピニングプロセスを通じてノズルプレー
トを形成する第１の段階と、 前記ノズルプレートの上面にスピニングプロセスにより
多数の噴射流体障壁層を形成する第２の段階と、 前記多数の噴射流体障壁層に多数の噴射流体室を形成す
る第３の段階と、 前記ノズルプレートに多数のノズルを形成する第４の段
階と、 前記ノズルプレートから前記ウエハーを分離する第５の
段階とより形成され、 前記発熱駆動部は、 ウエハー上に多数の電極と多数の発熱体を形成する第６
の段階と、 前記多数の電極及び発熱体上に多数の駆動流体障壁層を
形成する第７の段階と、 前記多数の駆動流体障壁層の間に多数の駆動流体室を形
成する第８の段階とより形成され、 前記メンブレインは、 ウエハー上にポリイミドをコーティングしてポリイミド
コーティング層を形成する第９の段階と、 前記ポリイミドコーティング層から前記ウエハーを分離
する第１０の段階とより形成されることを特徴とする流
体噴射装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第９の段階後は前記ポリイミドコー
ティング層の上面に接着性ポリイミドをコーティングす
る段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の
流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記第９の段階はスピニングプロセスに
よりなることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装
置の製造方法。 - 【請求項４】 前記メンブレインを前記ノズル部に接着
する前に前記ポリイミドコーティング層の上面に補強リ
ングを取り付ける段階と、 前記メンブレインを前記ノズル部に接着する段階と、 前記メンブレインを前記ノズル部に接着した後、前記補
強リングを前記ポリイミドコーティング層から分離する
段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の
流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記メンブレインを前記ノズルプレート
に接着させる段階をさらに含み、 前記第５の段階は前記ノズル部とメンブレインが接着さ
れてから施されることを特徴とする請求項１に記載の流
体噴射装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記第１の段階前に前記ウエハーの下面
に補強リングを取り付ける段階と、 前記メンブレインを前記ノズルプレートに接着する段階
と、 前記補強リングを前記ノズルプレートと前記メンブレイ
ンが接着された後、前記ノズルプレートから前記ウエハ
ーと共に分離される段階とをさらに含むことを特徴とす
る請求項１に記載の流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記第３の段階は湿式蝕刻プロセスによ
りなることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置
の製造方法。 - 【請求項８】 前記第４の段階はレーザービーム加工に
よりなることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装
置の製造方法。 - 【請求項９】 前記第４の段階は反応性イオン蝕刻によ
りなることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置
の製造方法。 - 【請求項１０】 第１のシリコンウエハー上に多数の電
極、多数の発熱体及び多数の駆動流体障壁層を順次に積
層し、前記多数の駆動流体障壁層に多数の駆動流体室を
形成して発熱駆動部を形成する第１の段階と、 第２のシリコンウエハー上にポリイミド及び接着性ポリ
イミドを順次にコーティングし、前記接着性ポリイミド
コーティング層の上面に第１の補強リングを取り付けた
後、前記第２のシリコンウエハーを分離してメンブレイ
ンを形成する第２の段階と、 下面に第２の補強リングが取り付けられた第３のシリコ
ンウエハーの上面にスピニングプロセスを通じてノズル
プレート及び多数の噴射流体障壁層を順次に形成し、前
記多数の噴射流体障壁層に多数の噴射流体室を形成した
後、前記ノズルプレートに多数のノズルを形成してノズ
ル部を形成する第３の段階と、 前記ノズル部の多数の噴射流体障壁層の上面に前記メン
ブレインのポリイミドコーティング層を接着し、前記第
１の補強リング及び前記第３のシリコンウエハーを各々
分離する第４の段階と、 前記メンブレインの接着性ポリイミドコーティング層を
前記発熱駆動部の多数の駆動流体障壁層に接着する第５
の段階とを含んで多数の流体噴射装置を同時に製造する
ことを特徴とする流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第２の段階のポリイミド及び接着
性ポリイミドのコーティングはスピニングプロセスによ
りなることを特徴とする請求項１０に記載の流体噴射装
置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第３の段階の多数のノズル形成は
レーザービーム加工によりなることを特徴とする請求項
１０に記載の流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項１３】 前記第３の段階の多数のノズル形成は
反応性イオン蝕刻によりなることを特徴とする請求項１
０に記載の流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項１４】 スピニングプロセスによりシリコンウ
エハー上にノズル部を形成する段階と、 前記シリコンウエハー上に形成された前記ノズル部にメ
ンブレインを接着する段階と、 前記ノズル部から前記シリコンウエハーを分離する段階
と、 前記メンブレインを発熱駆動部に接着する段階とで、 前記ノズル部形成段階は、 スピニングプロセスにより第１の基板上にノズルプレー
トを形成する段階と、 スピニングプロセスにより前記ノズルプレート上に多数
の噴射流体障壁層を形成する段階と、 前記第１のシリコンウエハー上に第１の補強部材を形成
する段階と、 前記噴射流体障壁層に多数の噴射流体室を形成する段階
と、 前記ノズルプレートに多数のノズルを形成する段階とよ
り形成され、 前記メンブレインは、 シリコンウエハー基板上にポリイミドコーティング層を
形成する段階と、 前記ポリイミドコーティング層に接着性ポリイミドコー
ティング層を形成する段階と、 前記接着性ポリイミドコーティング層に補強部材を形成
する段階と、 前記接着性ポリイミドコーティング層に前記補強部材を
形成した後、前記シリコンウエハー基板から前記ポリイ
ミドコーティング層を分離する段階とより形成され、 前記発熱駆動部を形成する段階は、 シリコンウエハー基板上に多数の電極と多数の発熱体を
形成する段階と、 前記多数の電極と前記多数の発熱体上に多数の駆動流体
障壁層を形成する段階と、 前記多数の駆動流体障壁層に多数の駆動流体室を形成す
る段階とより形成されることを特徴とする流体噴射装置
の製造方法。 - 【請求項１５】 前記発熱駆動部上の前記メンブレイン
の接着はスピニングプロセスによりなることを特徴とす
る請求項１４に記載の流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項１６】 第２のシリコンウエハー基板上にポリ
イミドコーティング層を形成する段階と、 前記ポリイミドコーティング層に接着性ポリイミドコー
ティング層を形成する段階と、 前記接着性ポリイミドコーティング層に第２の補強部材
を形成する段階と、 前記接着性ポリイミドコーティング層に前記第２の補強
部材を形成した後、前記第２のシリコンウエハー基板か
ら前記ポリイミドコーティング層を分離する段階を含む
前記メンブレインを形成する段階をさらに含むことを特
徴とする請求項１４に記載の噴射流体装置の製造方法。 - 【請求項１７】 前記メンブレインに前記ノズル部を取
り付ける段階は、前記第２のシリコンウエハー基板から
前記ポリイミドコーティング層を分離した後に前記ポリ
イミドコーティング層を前記噴射流体室に接着させる段
階を含むことを特徴とする請求項１６に記載の流体噴射
装置の製造方法。 - 【請求項１８】 前記発熱駆動部を形成する段階は、 第３のシリコンウエハー基板上に多数の電極と多数の発
熱体を形成する段階と、 前記多数の電極と前記多数の発熱体上に多数の駆動流体
障壁層を形成する段階と、 前記多数の駆動流体障壁層に多数の駆動流体室を形成す
る段階とを含むことを特徴とする請求項１６に記載の流
体噴射装置の製造方法。 - 【請求項１９】 前記発熱駆動部に前記メンブレインを
接着する段階は、 前記ノズルプレートから前記第１のシリコンウエハー基
板と前記第１の補強部材を分離して前記第２のシリコン
ウエハー基板から前記ポリイミドコーティング層を分離
した後、前記接着性ポリイミドコーティング層を前記駆
動流体障壁層に接着する段階を含むことを特徴とする請
求項１６に記載の流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項２０】 前記メンブレインを前記発熱駆動部に
接着する段階は、 前記ノズル部を前記メンブレインに接着してからなるこ
とを特徴とする請求項１９に記載の流体噴射装置の製造
方法。 - 【請求項２１】 スピニングプロセスにより第１のシリ
コンウエハー基板上にノズル部を形成する段階と、 スピニングプロセスにより第２のシリコンウエハー基板
上にメンブレインを形成する段階と、 第３のシリコンウエハー基板上に多数の電極と多数の発
熱体を形成することによって発熱駆動部を形成する段階
と、 前記ノズル部を前記メンブレインに接着し、前記メンブ
レインを前記発熱駆動部に接着する段階とを有し、 露光または湿式蝕刻プロセスにより前記第３のシリコン
ウエハー基板上に前記多数の電極が形成され、 露光、スパッタリングまたはリフトオフプロセスにより
前記第３のシリコンウエハー基板上に前記多数の発熱体
を同時に形成することを特徴とする流体噴射装置の製造
方法。 - 【請求項２２】 前記ノズル部を前記メンブレインに接
着する前に前記メンブレインを前記第２のシリコンウエ
ハー基板から分離する段階と、 前記メンブレインを前記発熱駆動部に接着する前に前記
ノズル部を前記第１のシリコンウエハー基板から分離す
る段階とをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記
載の流体噴射装置の製造方法。 - 【請求項２３】 前記第２のシリコンウエハー基板上に
前記メンブレインを形成した後、第１の補強部材を前記
メンブレインに接着する段階と、 前記ノズル部を前記第１のシリコンウエハー基板上に形
成した後、第２の補強部材を前記第１のシリコンウエハ
ー基板に接着する段階と、 前記ノズル部を前記メンブレインに接着した後、そして
前記メンブレインを前記発熱駆動部に接着する前に前記
第１の補強部材を前記メンブレインから分離する段階
と、 前記メンブレインを前記発熱駆動部に接着する前に前記
第２の補強部材が接着された状態に前記ノズル部を前記
第１のシリコンウエハー基板から分離する段階とをさら
に含むことを特徴とする請求項２１に記載の流体噴射装
置の製造方法。
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