JP3587078B2 - Method of manufacturing inkjet head - Google Patents

Method of manufacturing inkjet head Download PDF

Info

Publication number
JP3587078B2
JP3587078B2 JP9409599A JP9409599A JP3587078B2 JP 3587078 B2 JP3587078 B2 JP 3587078B2 JP 9409599 A JP9409599 A JP 9409599A JP 9409599 A JP9409599 A JP 9409599A JP 3587078 B2 JP3587078 B2 JP 3587078B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
etching
substrate
layer
diaphragm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP9409599A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11342619A (en
Inventor
克治 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9409599A priority Critical patent/JP3587078B2/en
Publication of JPH11342619A publication Critical patent/JPH11342619A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3587078B2 publication Critical patent/JP3587078B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録を必要とする時にのみインク液滴を吐出して記録紙面に付着させるインクジェット記録装置にインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど多くの利点を有する。この中でも記録が必要な時にのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため、現在主流となっている。
【0003】
このインク・オン・デマンド方式の記録にインクジェットヘッド記録装置には、インクを吐出させる方法として、駆動手段に静電気力を利用したインクジェットヘッド記録装置(特開平6−71882号公報)があり、この方式は小型高密度・高印字品質及び長寿命とあるという利点を有している。
【0004】
このインクジェット記録装置においては、Si基板のエッチングを行ってインクジェットヘッドの振動板を形成しているが、特開平9−234873号公報第7頁には、 Si基板の一方の面に所定厚さの高濃度p型不純物層を形成し、前記Si基板の他方の面からSiのエッチングを行って前記高濃度p型不純物層を残留せしめてエッチングストップを行うことによって前記振動板を高精度に形成する工程を含むインクジェットヘッドの製造方法が開示されている。このエッチングストップ技術は、P型不純物層のエッチング速度が極端に遅いことを利用したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のインクジェットヘッドの振動板の製造方法において高精度に振動板を形成することが可能となったが、さらに、インクジェットヘッドの小型化、高精度化の要求が高まり、より一段と高い振動板厚み精度が必要となってきた。
【0006】
そこで、本発明は上記した課題を解決するためのもので、その目的とするところは、インクジェットヘッドの小型化、高精度化の要求に対応して、より一段と高い精度をもった振動板が得られるインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1のインクジェットヘッドの製造方法は、インク液滴を吐出する複数のノズル孔と、Si 基板からなり、該ノズル孔の各々に連結する吐出室と、該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備えたインクジェットヘッドを製造する際に、前記Si基板の一方の面に所定厚さの高濃度p型不純物層を形成し、前記Si基板の他方の面から前記Si基板のエッチングを行って前記高濃度p型不純物層を残留せしめてエッチングストップを行うことによって前記振動板を高精度に形成する工程を含むインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動板を形成する工程で、前記高濃度 p 型不純物層の前記他方の面とは反対の面に酸化膜をパターニングし、前記酸化膜を挟んで前記高濃度 p 型不純物層に接するように Au 層を形成し、電気化学エッチング停止法を併用してエッチングストップを行うことを特徴とする。このため、高濃度p型不純物のエッチングレートをさらに低下することができ、より一段と高い精度をもった振動板を形成することができ、ひいては、印字品質の優れたインクジェットヘッドを製造することができるという効果がある。この電気化学エッチング停止法とは、Si表面が陽極酸化される電位はp型Siのほうがn型Siよりも大きいことを利用してエッチングを抑制する技術であって、p型Si側に端子を取り付ける等によってp型Si層のみ陽極酸化される電位を与えると、その表面には酸化膜ができてp型層はエッチングから保護され、 p型Si層がSi薄膜として残る現象を利用したエッチングストップ技術である。
【0008】
請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法においては、前記高濃度p型不純物層に接するようにAu層を形成した後、電気化学エッチング停止法を併用してエッチングストップを行うことが好ましい。前記高濃度p型不純物層に接するようにAu層を形成した後、電気化学エッチング停止法を併用してエッチングストップを行うようにすれば、外部電源により電位を与えなくても電気化学的にエッチングストップすることができる。このAu層を用いた電気化学エッチング停止技術そのものは、TRANSDUCERS'97703頁に開示されている。
【0009】
請求項に記載のインクジェットヘッドの製造方法においては、前記振動板を形成する工程で、低濃度水酸化カリウム水溶液を用いてSiのエッチングを行うこと(請求項)、または、高濃度p型不純物層の近傍までのSiのエッチングを高濃度水酸化カリウム水溶液を用いて行い、該高濃度p型不純物層の近傍から該高濃度p型不純物層までのエッチングを低濃度水酸化カリウム水溶液で行うこと(請求項)が好ましい。前者の場合は、低濃度水酸化カリウム水溶液を用いたエッチングにより、高濃度p型不純物層でのエッチングストップ効果を確実なものとして、さらに高精度に振動板を形成することができる。後者の場合には、高濃度水酸化カリウムを用いたエッチングを併用することにより、振動板表面の面荒れを低減することができる。また、高濃度水酸化カリウムを用いたエッチングにより、全体としてのエッチングレートを高めながらも、その後の低濃度水酸化カリウム水溶液を用いたエッチングにより、高濃度p型不純物層でのエッチングストップ効果を確実なものとして、さらに高精度に振動板を形成することができる。
【0010】
請求項に記載のインクジェットヘッドの製造方法においては、前記低濃度水酸化カリウム水溶液の濃度が、0.5〜20wt%であることが好ましい(請求項)。この濃度範囲であれば、高濃度p型不純物でのエッチングレートの低下という効果を得ることができる。
【0011】
請求項に記載のインクジェットヘッドの製造方法においては、前記高濃度水酸化カリウム水溶液の濃度が、30〜55wt%であることが好ましい(請求項)。 この濃度範囲であれば、十分なエッチング面の面荒れ低減効果が選られる
【0012】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例に関わるインクジェットヘッドの分解斜視図で、一部断面図で示してある。本実施例はインク液滴を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるフェイスインクジェットヘッドの例を示すものである。図2は組み立てられた全体装置の側面の断面図、図3は図2のA−A‘線矢視図である。本実施例のインクジェットヘッドは、下記に詳記する構造を持つ3枚の基板1・基板2・基板3を重ねて接合した積層構造となっている。
【0013】
中間の第1の基板1は、Si基板であり、底壁を振動板5とする吐出室6を構成することになる凹部7と、凹部7の後部に設けられたオリフィス8を構成することになるインク流入口のための細溝9と、各々の吐出室6にインクを供給するための共通のインクキャビティ10を構成することになる凹部11を有する。そして、隔壁部18と振動板5の接続部19に斜面20を儲けている。第1の基板の全面に、熱酸化により酸化膜を0.1ミクロン形成し絶縁膜としている。これは、インクジェット駆動時の絶縁破壊、ショートを防止するためである。
【0014】
第1の基板1の下面に接合される第2の基板2は、ホウケイ酸ガラスを使用し、この第一の基板1に電極15を装着するための凹部14を0.3ミクロンエッチングすることにより、振動板5とこれに対向して配置させる電極15との対向間隔、すなわちギャップGを形成している。この凹部14はその内部に電極15、リード部16及び端子17を装着できるように電極部形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成している。電極は凹部14内にITOを0.1ミクロンスパッタし、ITOパターンを形成することで作製する。したがって、本実施例における第1の基板1と第2の基板2を陽極接合した後のギャップGは、0.2ミクロンとなっている。
【0015】
また、第1の基板の上面に接合される第3の基板3には、厚さ100ミクロンのSi基板を用い、基板3の面部に、吐出室6用の凹部7と連通するようにそれぞれノズル孔12を設け、またインクキャビティ10用の凹部11と連通するようにインク供給口13を設ける。
【0016】
上記のように構成されたインクジェットヘッドの動作を説明する。電極15に発信回路23により0Vから35Vのパルス電極を印加し、電極15の表面がプラスに帯電すると、対応する振動板5の下面はマイナス電位に帯電する。したがって、振動板5は静電気の吸引作用により下方へたわむ。次に、電極15をOFFにすると、振動板5は復元する。そのため、吐出室6内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔12よりインク液滴21を記録紙22に向けて吐出する。次に、振動板5が再び下方へたわむことにより、インクがインクキャビティ10よりオリフィス8を通じて吐出室6内に補給される。なお、基板1と発信回路23との接続は、ドライエッチングにより基板1の1部に開けた酸化膜の窓(図示せず)において行う。また、インクジェットヘッドへのインクの供給は、インクキャビティ10の端部のインク供給口13により行う。
【0017】
本発明第一の実施例におけるインクジェットヘッドの製造方法について、第1の基板1の製造方法を図4の第1の基板の拡散工程図、図5,6のAu層の成膜工程及び図7の第1の基板のエッチング工程図において、Bを不純物拡散源として、厚さ2ミクロンの振動板を形成する場合について詳細に説明する。
【0018】
本実施例のインクジェットヘッドにおける振動板は、高濃度にp型不純物を拡散したSi薄膜である。このSi薄膜は、アルカリ水溶液によるSiエッチングにおけるエッチングレートが、ドーパントがボロンの場合、高濃度(約5×1019cm−3以上)の領域において、エッチングレートが非常に小さくなることを利用して作製される。すなわち、振動板形成領域を高濃度ボロンドープ層とし、アルカリ異方性エッチングにより、吐出室、インクキャビティを形成する際に、ボロンドープ層が露出した時点でエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチストップ技術によって、振動板は所望の板厚に作製される。
【0019】
先ず、(110)を面方位とするSi基板41の両面を鏡面研磨し、140ミクロンの厚みの基板を作製する(図4(a))。Si基板41を、熱酸化炉にセットし、酸素および水蒸気雰囲気中で摂氏1100度、4時間で熱酸化処理を施し、Si基板41表面に酸化膜42を1.2ミクロン成膜する(図4(b))。次いで、ボロンドープ層を形成する面43の酸化膜42を剥離するため、Si基板41のボロンドープ層を形成する面43の反対の面44にレジストをコートし、レジストを保護膜としてボロンドープ層を形成する面43の酸化膜42をふっ酸水溶液にてエッチング除去し、レジストを剥離する(図4(c))。拡散源となるBを有機溶剤中に3.15wt%を分散した拡散剤45を、酸化膜を除去したボロンドープ層を形成する面43に2000rpm、1分間の条件でスピンコーティングし、クリーンオーブン中で摂氏140度の温度で30分間ベークする(図4(d))。このとき拡散剤45の厚みは1.2ミクロンとなる。
【0020】
拡散剤45をコーティングしたSi基板41を熱酸化炉にセットし、酸素雰囲気中、摂氏600度の条件で加熱し、拡散剤45中の有機バインダーを酸化除去しBを焼成する。引き続き炉内を窒素雰囲気にし、温度を摂氏1100度に上昇させ、そのまま温度を12時間保持し、ボロンをSi基板中に拡散させ、ボロンドープ層46を形成する。このとき、拡散剤45(B)とSi基板41表面ボロンドープ層46の界面にボロン化合物47が形成されている(図4(e))。
【0021】
ボロンドープ層46を形成した面の反対側にレジストをコートし、拡散剤45をふっ酸水溶液によりエッチング除去する(図4(f))。Si基板41表面に現れたボロン化合物47は耐エッチング性が高く、ウェットエッチングによる除去が不可能なため、次のような手段をとる。まず、Si基板41のレジストを剥離した後、Si基板41を酸化炉にセットし、酸素および水蒸気雰囲気、摂氏600度の条件でボロン化合物47を1時間酸化し、ふっ酸水溶液によるエッチングが可能なB+SiOに化学変化させる。なお、酸化の温度が低いため、拡散が進行することはなく、ボロン化合物47を酸化せずドライエッチングで除去することも可能である。拡散面のボロン化合物47を酸化してB+SiOに化学変化させて、さらに熱酸化して、ボロンドープ層側に1.2ミクロンの酸化膜48を形成する(図4(g))。
【0022】
以上が、高濃度ボロンドープ層46の形成を塗布法で実施した場合であり、他の高濃度のドープ層を形成する手段として、ボロン拡散板をSi基板に対向させて熱拡散を行う方法がある。
【0023】
次に、上記のSi基板41表面にAu層を成膜する方法として、図5においてSi基板41のボロンドープ層46側全面にAu層を成膜する場合、および図6のSi基板41のボロンドープ層46側表面一部にAu層が接触するようにAu層を成膜する場合について詳細に説明する。
【0024】
先ず、ボロンドープ層46側全面にAu層を成膜する場合、前記の拡散工程で両面に酸化膜を形成したSi基板41(図5(a))のボロンドープ層を形成した面の反対の面44に、吐出室6、インクキャビティ10を作り込むためのレジストコートおよびレジストパターニングを施す。そして、バッファードふっ酸水溶液でエッチングし、酸化膜42をパターニングする(図5(b))。このとき、Si基板41のボロンドープ層46側の酸化膜44は完全に除去され、ボロンドープ層46面が露出することになる。このSi基板41をRCA洗浄液(アンモニア:過酸化水素:水=1:4:20)で洗浄し、よく水洗してからIPA乾燥装置で乾燥した後、スパッタ装置にSi基板41をセットする。Au層51の成膜はスパッタにより行ない、Au層51とSi基板41の密着性を高めるため、Cr層(図示せず)を100オングストロームの膜厚でスパッタしてから、Au層51を1ミクロンの膜厚でスパッタする(図5(c))。
【0025】
次に、Au層がSi基板41のボロンドープ層46に接触するようにAu層を成膜する場合についてであるが、前記の拡散工程で両面に酸化膜を形成したSi基板41(図6(a))のボロンドープ層を形成した面の反対の面44に、吐出室6、インクキャビティ10のパターニングを作り込むためのレジストコートおよぶレジストパターニングを施す。同時に吐出室6、インクキャビティ10となる部分に位置する反対側の酸化膜61が残るように、レジストパターニングを行ない、バッファードふっ酸水溶液でエッチングし、酸化膜42をパターニングする(図6(b))。このSi基板41を、 RCA洗浄液で洗浄し、よく水洗してからIPA乾燥装置で乾燥した後、 Cr層(図示せず)を100オングストロームの膜厚でスパッタし、Au層62を1000オングストロームの膜厚で成膜する(図6(c))。
【0026】
ここで、Au層の膜厚はあまり重要ではなく、Au層がボロンドープ層に接していることが重要である。しかし、Au層のスパッタ膜は厚みが薄いとピンホールができやすく、水酸化カリウム水溶液でSi基板41をエッチングしているときに、Au層のピンホールを介して下地のSi基板がエッチングされてしまうため、ボロンドープ層の全面にAu層51を成膜する場合では、Au層の厚みを厚くしている。一方、ボロンドープ層の一部に接するようにAu層62を成膜する場合では、Au層62にピンホールがあったとしても中間の酸化膜によって、後述のエッチング工程において形成される振動板となる部分のボロンドープ層表面は保護される 。したがって、Au層62によるエッチング時のSi基板41表面の保護を考えなくても良いため、Au層62は1000オングストロームでも良い。
【0027】
続いて図7において、3wt%の低濃度水酸化カリウム水溶液でSi基板をエッチングして1ミクロンの厚みの振動板を形成する場合について説明する。酸化膜がパターニングされ、なおかつAu層62が成膜されたSi基板41(図7(a))を3wt%の水酸化カリウム水溶液に浸漬する。Siが露出している部分71からエッチングが始まり、エッチングがボロンドープ層に達する直前では、エッチングによるエッチング面72の表面荒れは10μmになる(図7(b))。そして、エッチングがボロンドープ層に達すると、ボロンドープ層でのエッチングストップの働きにより振動板5の表面荒れは 0.02ミクロン以下になる。したがって、振動板の厚み精度は、仮に初期基板厚みばらつきが5ミクロンあったとしても、1±0.015ミクロンとなり、高精度振動板を形成できる。最後に、水酸化カリウム水溶液によるSi基板41のエッチング終了後、Au層62をヨウ化カリウム水溶液、Cr層を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチング除去した後、酸化膜42をフッ酸水溶液にてエッチング除去して第1の基板が完成する(図7(d))。
【0028】
(実施例2)
本発明の第2の実施例であるSi基板のエッチングを、35wt%濃度の水酸化カリウム水溶液、及び3wt%濃度の水酸化カリウム水溶液によって行う場合ついて、図8の第1の基板のエッチング工程図において説明する。
【0029】
酸化膜42をパターニングし、Au層を成膜したSi基板41(図8(a))を35wt%水酸化カリウム水溶液でエッチングし、エッチングをボロンドープ層に達する直前(残り10μm程度)まで行う(図8(b))。35wt%水溶液でのエッチングでは、Siが露出している部分81からエッチングが進み、エッチング面82の面荒れは1μm以下に抑えられる。次にエッチング液を3wt%水酸化カリウム水溶液に変え、エッチングを継続してエッチングストップさせる(図8(c))。本実施例の場合、ボロンドープ層46に達するまでのエッチング面82の面荒れが、3wt%水酸化カリウム水溶液単独でエッチングしてきた時に比べ10分の1以下に抑えられるため、エッチングストップ時のエッチング面83の面荒れは理論上0.002ミクロン以下となる。しかし、ボロンドープ層46内の結晶欠陥等の影響により実際は0.01ミクロン程度になる。したがって、上記の35wt%、3wt%の水酸化カリウム水溶液を使用することによって振動板の厚み精度を確実に高めることができる。また、35wt%の水酸化カリウム水溶液でのエッチングにおいては、Si基板に対して水平方向へのサイドエッチングが小さく水平方向のエッチング寸法精度が高いこと、および3wt%水酸化カリウム水溶液よりバルクのSiのエッチングレートが速く、エッチング時間を短縮できることの2点で、35wt%、3wt%水酸化カリウム水溶液を使用してエッチングを行う意味は大きい。
【0030】
最後に、水酸化カリウム水溶液によるSi基板41のエッチング終了後、Au層62をヨウ化カリウム水溶液、Cr層を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチング除去した後、酸化膜42をフッ酸水溶液にてエッチング除去して第1の基板が完成する(図8(d))。
【0031】
(実施例3)
ボロンドープ層に接するようにAu層を成膜したことの効果、および低濃度水酸化カリウム水溶液の濃度について、Au層を成膜した場合(Au接触状態)としない場合(Au非接触状態)でのエッチング液濃度とエッチングストップ選択比(ボロンドープされたSiのエッチングレートに対するドープされていないSiのエッチングレートの比)の関係を示す図9において説明する。
【0032】
エッチングストップ選択比は高いことが望ましく、選択比が高いほどエッチングストップに至るまでに発生する面荒れ、及びSi基板の初期厚みのばらつきをエッチングストップの働きにより小さくできる。図9より濃度が低くなるほど選択比が大きくなる傾向があり、Au成膜時にはさらに選択比が高くなることが解る。例えば、3wt%の水酸化カリウム水溶液では、Au非接触状態で選択比が60であるのに対し、Au接触状態では選択比が500に達し、Au比接触状態の8倍を超える。高濃度ボロン拡散層にAuを接触させて水酸化カリウム水溶液に浸けてエッチングすることによって、すでに知られている電気化学エッチングストップと同様な効果が得られていることが解る。
【0033】
低濃度エッチング液単独で振動板を形成する場合、ボロンドープ層に達するまでのエッチング面の面荒れが10ミクロン程度であることを考慮すると、振動板の厚み精度を0.3ミクロン以内に抑えようとした場合、選択比は最低でも16必要である。つまり、Au層をボロンドープ層表面に成膜した(Au接触状態)場合、水酸化カリウム濃度は20wt%以下であれば良いと言える。さて、ここでいう振動板厚み精度0.3ミクロンは最悪の場合で、これ以上に精度が向上すれば、インクジェットヘッドの小型化、高精度化が容易になり、印字品質が安定することは言うまでもない。一方、水酸化カリウム水溶液は濃度が極端に低くなると、Siに対するエッチング能力が不安定になり易く、0.5wt%より低い濃度では実用的ではない。したがって、インクジェットヘッドの振動板形成においてAu層をボロンドープ層表面に成膜された状態で、エッチングストップを目的とした低濃度水酸化カリウム水溶液の最適な濃度は0.5〜10wt%であり、前記Au層成膜によるエッチングストップ選択比の向上、前記低濃度水酸化カリウムによって振動板の面荒れを抑制できたことにより、印字品質の安定したインクジェットを提供できた。
【0034】
(実施例4)
高濃度水酸化カリウム水溶液の濃度について、エッチング量と面荒れの関係を示した図10において説明する。
【0035】
高濃度水酸化カリウム水溶液をエッチング液として使用する大きな目的は、ボロンドープ層に達する直前までのエッチング面の面荒れを抑えることであり、濃度の選定においては、エッチングによって発生する面荒れのみに注目すれば良い。低濃度(0.5〜20wt%)の水酸化カリウム水溶液でのエッチング面の面荒れはボロンドープ層に達する直前170ミクロンエッチングした状態において6ミクロン以上発生し、高濃度化することによって面荒れは低減することが解る。高濃度化の効果を得るためには面荒れが低濃度エッチング時の2分の1程度になる30wt%以上が良いが、水酸化カリウム水溶液の調整可能な最高濃度は55wt%である。したがって、振動板の厚み精度を高め、より印字品質が優れたインクジェットヘッドを実現するためには、初期のエッチング工程において使用される高濃度水酸化カリウム水溶液の最適濃度は30〜55wt%である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1におけるインクジェットヘッドの構造を分解して示す斜視図。
【図2】実施例1におけるインクジェットヘッドの断面側面図。
【図3】図2のA−A‘線矢視図。
【図4】実施例1におけるインクジェットヘッドの第1の基板の製造工程を構成する拡散の工程図。
【図5】実施例1におけるインクジェットヘッドの第1の基板の製造工程を構成するAu成膜の第1例の工程図。
【図6】実施例1におけるインクジェットヘッドの第1の基板の製造工程を構成するAu成膜の第2例の工程図。
【図7】実施例1におけるインクジェットヘッドの第1の基板の製造工程を構成するエッチングの工程図。
【図8】実施例2におけるインクジェットヘッドの第1の基板の製造工程を構成するエッチングの工程図。
【図9】実施例3における水酸化カリウム水溶液濃度と選択比の関係図。
【図10】実施例4におけるエッチング量と面荒れの関係図。
【符号の説明】
1 第1の基板
2 第2の基板
3 第3の基板
5 振動板
6 吐出室
7 凹部
8 オリフィス
9 細溝
10 インクキャビティ
11 凹部
12 ノズル孔
13 インク供給口
14 凹部
15 電極
16 リード部
17 端子
21 インク液滴
22 記録紙
23 発信回路
41 Si基板
42 酸化膜
43 ボロンドープ層を形成する面
44 反対の面
45 拡散剤
46 ボロンドープ層
47 ボロン化合物
48 酸化膜
51 Au層
61 酸化膜
62 Au層
71 Siが露出している部分
72 エッチング面
81 Siが露出している部分
82 エッチング面
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head for an ink jet recording apparatus in which ink droplets are ejected only when recording is required and adheres to a recording paper surface.
[0002]
[Prior art]
The ink jet recording apparatus has many advantages such as extremely low noise at the time of recording, high-speed printing, and the use of inexpensive plain paper with high ink flexibility. Among them, the so-called ink-on-demand method, which discharges ink droplets only when printing is necessary, is currently the mainstream because it does not require collection of ink droplets unnecessary for printing.
[0003]
In the ink-on-demand type recording, the ink-jet head recording apparatus includes an ink-jet head recording apparatus (JP-A-6-71882) that uses electrostatic force as a driving unit as a method of ejecting ink. Has the advantages of small size, high density, high printing quality and long life.
[0004]
In this ink jet recording apparatus, the diaphragm of the ink jet head is formed by etching the Si substrate. Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-234873, page 7 discloses that one side of the Si substrate has a predetermined thickness. A high-concentration p-type impurity layer is formed, Si is etched from the other surface of the Si substrate to leave the high-concentration p-type impurity layer, and etching is stopped to form the diaphragm with high accuracy. A method for manufacturing an ink jet head including steps is disclosed. This etching stop technique utilizes the fact that the etching rate of the P-type impurity layer is extremely low.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, although it has become possible to form the diaphragm with high accuracy in the above-described method of manufacturing the diaphragm of the inkjet head, the demand for further downsizing and high accuracy of the inkjet head has increased, and a further higher diaphragm has been required. Thickness accuracy has become necessary.
[0006]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a diaphragm having higher accuracy in response to a demand for downsizing and higher accuracy of an inkjet head. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an inkjet head.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, the configuration and the plurality of nozzle holes for ejecting ink droplets, made of Si substrate, a discharge chamber connected to each of the nozzle holes, at least one wall of the discharge chamber When manufacturing an inkjet head having a vibrating plate and a driving unit that causes deformation of the vibrating plate, a high-concentration p-type impurity layer having a predetermined thickness is formed on one surface of the Si substrate. A method of manufacturing an ink jet head, comprising: forming the diaphragm with high precision by etching the Si substrate from the other surface of the Si substrate to leave the high-concentration p-type impurity layer and stop etching. Forming the vibration plate, patterning an oxide film on a surface of the high-concentration p- type impurity layer opposite to the other surface, and sandwiching the oxide film with the high-concentration p- type impurity. An Au layer is formed so as to be in contact with the layer, and the etching is stopped by using an electrochemical etching stop method. Therefore, the etching rate of the high-concentration p-type impurity can be further reduced, and a diaphragm with higher accuracy can be formed. As a result, an ink jet head having excellent print quality can be manufactured. This has the effect. The electrochemical etching stop method is a technique for suppressing etching by utilizing the fact that the potential at which the Si surface is anodized is higher in p-type Si than in n-type Si. When a potential is applied such that only the p-type Si layer is anodically oxidized by attachment or the like, an oxide film is formed on the surface, the p-type layer is protected from etching, and an etching stop utilizing the phenomenon that the p-type Si layer remains as a Si thin film. Technology.
[0008]
In the method of producing an ink jet head according to claim 1, after forming the Au layer in contact with the high-concentration p-type impurity layer, have preferably be etched stop in combination with electrochemical etch stop technique . If an Au layer is formed so as to be in contact with the high-concentration p-type impurity layer and then the etching is stopped by using an electrochemical etching stop method, the electrochemical etching can be performed without applying a potential from an external power supply. You can stop. The electrochemical etching stop technique itself using the Au layer is disclosed in TRANSDUCERS '97703.
[0009]
In the method of manufacturing an ink jet head according to claim 1 , in the step of forming the diaphragm, etching of Si is performed using a low-concentration aqueous solution of potassium hydroxide (claim 2 ), or high-concentration p-type. Etching of Si up to the vicinity of the impurity layer is performed using a high-concentration potassium hydroxide aqueous solution, and etching from the vicinity of the high-concentration p-type impurity layer to the high-concentration p-type impurity layer is performed with a low-concentration potassium hydroxide aqueous solution. (Claim 3 ) is preferred. In the former case, the etching using a low-concentration potassium hydroxide aqueous solution can ensure the etching stop effect in the high-concentration p-type impurity layer and form the diaphragm with higher precision. In the latter case, the roughness of the diaphragm surface can be reduced by using etching using high-concentration potassium hydroxide in combination. In addition, while etching with high-concentration potassium hydroxide increases the overall etching rate, subsequent etching with low-concentration potassium hydroxide aqueous solution ensures an etching stop effect in the high-concentration p-type impurity layer. In addition, the diaphragm can be formed with higher accuracy.
[0010]
In the method for manufacturing an ink jet head according to claim 3 , it is preferable that the concentration of the low-concentration aqueous potassium hydroxide solution is 0.5 to 20% by weight (claim 4 ). Within this concentration range, the effect of lowering the etching rate with high-concentration p-type impurities can be obtained.
[0011]
In the method of producing an ink jet head according to claim 4, the concentration of the high concentration aqueous solution of potassium hydroxide is preferably 30~55wt% (claim 5). Within this concentration range, a sufficient effect of reducing the roughness of the etched surface is selected.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention, which is partially shown in a sectional view. This embodiment shows an example of a face ink jet head for discharging ink droplets from nozzle holes provided on a surface portion of a substrate. FIG. 2 is a side sectional view of the assembled overall device, and FIG. 3 is a view taken along line AA ′ of FIG. The ink jet head of this embodiment has a laminated structure in which three substrates 1, 2, and 3 having a structure described in detail below are stacked and joined.
[0013]
The intermediate first substrate 1 is a Si substrate, and has a concave portion 7 for forming a discharge chamber 6 having a bottom wall as a vibration plate 5 and an orifice 8 provided at a rear portion of the concave portion 7. And a concave portion 11 which forms a common ink cavity 10 for supplying ink to each ejection chamber 6. In addition, a slope 20 is formed in the connecting portion 19 between the partition 18 and the diaphragm 5. An oxide film having a thickness of 0.1 μm is formed on the entire surface of the first substrate by thermal oxidation to form an insulating film. This is to prevent dielectric breakdown and short circuit during ink jet driving.
[0014]
The second substrate 2 bonded to the lower surface of the first substrate 1 is made of borosilicate glass, and a recess 14 for mounting the electrode 15 on the first substrate 1 is etched by 0.3 μm. A gap G is formed between the diaphragm 5 and the electrode 15 disposed opposite thereto, that is, a gap G. The concave portion 14 is formed in a slightly larger shape similar to the shape of the electrode portion so that the electrode 15, the lead portion 16 and the terminal 17 can be mounted therein. The electrodes are formed by sputtering ITO 0.1 μm in the recesses 14 to form an ITO pattern. Therefore, the gap G after the anodic bonding of the first substrate 1 and the second substrate 2 in this embodiment is 0.2 μm.
[0015]
Further, as the third substrate 3 bonded to the upper surface of the first substrate, an Si substrate having a thickness of 100 μm is used, and nozzles are formed on the surface of the substrate 3 so as to communicate with the recesses 7 for the discharge chambers 6. A hole 12 is provided, and an ink supply port 13 is provided so as to communicate with the concave portion 11 for the ink cavity 10.
[0016]
The operation of the inkjet head configured as described above will be described. When a pulse electrode of 0 V to 35 V is applied to the electrode 15 by the transmission circuit 23 and the surface of the electrode 15 is positively charged, the corresponding lower surface of the diaphragm 5 is charged to a negative potential. Therefore, the diaphragm 5 bends downward due to the electrostatic attraction. Next, when the electrode 15 is turned off, the diaphragm 5 is restored. Therefore, the pressure in the ejection chamber 6 rises sharply, and the ink droplets 21 are ejected from the nozzle holes 12 toward the recording paper 22. Next, the diaphragm 5 bends downward again, so that ink is supplied from the ink cavity 10 into the ejection chamber 6 through the orifice 8. The connection between the substrate 1 and the transmission circuit 23 is made in an oxide film window (not shown) opened in a part of the substrate 1 by dry etching. The ink is supplied to the ink jet head through an ink supply port 13 at the end of the ink cavity 10.
[0017]
As for the method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment of the present invention, the method of manufacturing the first substrate 1 will be described with reference to FIG. 4 showing the diffusion process of the first substrate, FIGS. The case of forming a 2-micron-thick diaphragm using B 2 O 3 as an impurity diffusion source in the first substrate etching process diagram will be described in detail.
[0018]
The diaphragm in the ink jet head of this embodiment is a Si thin film in which p-type impurities are diffused at a high concentration. This Si thin film utilizes the fact that the etching rate in the Si etching using an alkaline aqueous solution is extremely small in a high concentration (about 5 × 10 19 cm −3 or more) region when the dopant is boron. It is made. That is, when forming the discharge chamber and the ink cavity by the alkali anisotropic etching, the etching rate becomes extremely small when the boron-doped layer is exposed. Thereby, the diaphragm is manufactured to have a desired thickness.
[0019]
First, both surfaces of a Si substrate 41 having a plane orientation of (110) are mirror-polished to produce a substrate having a thickness of 140 microns (FIG. 4A). The Si substrate 41 is set in a thermal oxidation furnace, and subjected to a thermal oxidation treatment in an atmosphere of oxygen and water vapor at 1100 ° C. for 4 hours to form an oxide film 42 of 1.2 μm on the surface of the Si substrate 41 (FIG. 4). (B)). Next, in order to remove the oxide film 42 on the surface 43 on which the boron-doped layer is formed, a resist is coated on the surface 44 of the Si substrate 41 opposite to the surface 43 on which the boron-doped layer is formed, and a boron-doped layer is formed using the resist as a protective film. The oxide film 42 on the surface 43 is removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution, and the resist is stripped (FIG. 4C). A diffusion agent 45 in which 3.15 wt% of B 2 O 3 serving as a diffusion source is dispersed in an organic solvent is spin-coated on the surface 43 on which the boron-doped layer from which the oxide film has been removed at 2,000 rpm for 1 minute, and clean. Bake in an oven at a temperature of 140 degrees Celsius for 30 minutes (FIG. 4D). At this time, the thickness of the diffusing agent 45 is 1.2 microns.
[0020]
The Si substrate 41 coated with the diffusing agent 45 is set in a thermal oxidation furnace, and heated in an oxygen atmosphere at 600 ° C. to oxidize and remove the organic binder in the diffusing agent 45 and bake B 2 O 3 . Subsequently, the inside of the furnace is set to a nitrogen atmosphere, the temperature is increased to 1100 degrees Celsius, the temperature is maintained for 12 hours, and boron is diffused into the Si substrate to form a boron doped layer 46. At this time, a boron compound 47 is formed at the interface between the diffusing agent 45 (B 2 O 3 ) and the boron doped layer 46 on the surface of the Si substrate 41 (FIG. 4E).
[0021]
A resist is coated on the side opposite to the surface on which the boron doped layer 46 is formed, and the diffusing agent 45 is removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution (FIG. 4F). Since the boron compound 47 appearing on the surface of the Si substrate 41 has high etching resistance and cannot be removed by wet etching, the following means is employed. First, after the resist of the Si substrate 41 is stripped, the Si substrate 41 is set in an oxidation furnace, and the boron compound 47 is oxidized for 1 hour under the conditions of oxygen and water vapor at 600 degrees Celsius, and can be etched with a hydrofluoric acid aqueous solution. It is chemically changed to B 2 O 3 + SiO 2 . Since the oxidation temperature is low, the diffusion does not proceed, and the boron compound 47 can be removed by dry etching without being oxidized. The boron compound 47 on the diffusion surface is oxidized and chemically changed to B 2 O 3 + SiO 2 and further thermally oxidized to form an oxide film 48 of 1.2 μm on the boron doped layer side (FIG. 4 (g)). .
[0022]
The above is the case where the high-concentration boron-doped layer 46 is formed by the coating method. As another means for forming the high-concentration boron-doped layer, there is a method in which a boron diffusion plate is opposed to a Si substrate to perform thermal diffusion. .
[0023]
Next, as a method of forming an Au layer on the surface of the Si substrate 41, a method of forming an Au layer on the entire surface of the Si substrate 41 on the side of the boron doped layer 46 in FIG. The case where the Au layer is formed so that the Au layer contacts a part of the surface on the 46 side will be described in detail.
[0024]
First, when forming an Au layer on the entire surface of the boron-doped layer 46 side, the surface 44 of the Si substrate 41 (FIG. 5A) having an oxide film formed on both surfaces in the diffusion step is opposite to the surface on which the boron-doped layer is formed. Then, a resist coat and resist patterning for forming the ejection chamber 6 and the ink cavity 10 are performed. Then, the oxide film 42 is patterned by etching with a buffered hydrofluoric acid aqueous solution (FIG. 5B). At this time, the oxide film 44 on the side of the boron doped layer 46 of the Si substrate 41 is completely removed, and the surface of the boron doped layer 46 is exposed. The Si substrate 41 is washed with an RCA cleaning solution (ammonia: hydrogen peroxide: water = 1: 4: 20), washed well with water, dried with an IPA drier, and then set on a sputtering device. The Au layer 51 is formed by sputtering, and in order to enhance the adhesion between the Au layer 51 and the Si substrate 41, a Cr layer (not shown) is sputtered with a thickness of 100 Å, and then the Au layer 51 is formed by 1 μm. (FIG. 5C).
[0025]
Next, in the case where the Au layer is formed so that the Au layer contacts the boron doped layer 46 of the Si substrate 41, the Si substrate 41 (FIG. 6A On the surface 44 opposite to the surface on which the boron-doped layer is formed, a resist coat and a resist pattern for forming the patterning of the ejection chamber 6 and the ink cavity 10 are applied. At the same time, the resist patterning is performed so that the opposite side of the oxide film 61 located at the portion to become the ejection chamber 6 and the ink cavity 10 remains, and is etched with a buffered hydrofluoric acid aqueous solution to pattern the oxide film 42 (FIG. 6B )). The Si substrate 41 is washed with an RCA cleaning solution, washed well with water, dried with an IPA drier, and then a Cr layer (not shown) is sputtered with a thickness of 100 Å, and the Au layer 62 is formed with a 1000 Å film. A thick film is formed (FIG. 6C).
[0026]
Here, the thickness of the Au layer is not so important, and it is important that the Au layer is in contact with the boron-doped layer. However, if the sputtered film of the Au layer is thin, pinholes are likely to be formed, and when the Si substrate 41 is etched with an aqueous potassium hydroxide solution, the underlying Si substrate is etched through the pinholes of the Au layer. Therefore, when the Au layer 51 is formed on the entire surface of the boron-doped layer, the thickness of the Au layer is increased. On the other hand, in the case where the Au layer 62 is formed so as to be in contact with a part of the boron-doped layer, even if there is a pinhole in the Au layer 62, the diaphragm is formed by an intermediate oxide film in an etching step described later. The surface of the part of the boron doped layer is protected. Therefore, it is not necessary to consider protection of the surface of the Si substrate 41 at the time of etching by the Au layer 62, so that the Au layer 62 may be 1000 Å.
[0027]
Subsequently, in FIG. 7, a case where a 1-micron-thick diaphragm is formed by etching a Si substrate with a low-concentration aqueous solution of potassium hydroxide of 3 wt%. The Si substrate 41 (FIG. 7A) on which the oxide film is patterned and on which the Au layer 62 is formed is immersed in a 3 wt% potassium hydroxide aqueous solution. Etching starts from the portion 71 where Si is exposed, and immediately before the etching reaches the boron doped layer, the surface roughness of the etched surface 72 due to the etching becomes 10 μm (FIG. 7B). When the etching reaches the boron-doped layer, the surface roughness of the diaphragm 5 becomes 0.02 μm or less due to the function of the etching stop in the boron-doped layer. Therefore, even if the thickness variation of the initial substrate is 5 microns, the thickness accuracy of the diaphragm becomes 1 ± 0.015 microns, and a highly accurate diaphragm can be formed. Finally, after the etching of the Si substrate 41 with the aqueous potassium hydroxide solution, the Au layer 62 is removed by etching with a potassium iodide aqueous solution, the Cr layer is etched with a cerium ammonium nitrate aqueous solution, and then the oxide film 42 is removed with a hydrofluoric acid aqueous solution. Thus, the first substrate is completed (FIG. 7D).
[0028]
(Example 2)
FIG. 8 is a diagram showing the etching process of the first substrate in FIG. 8 in the case where the etching of the Si substrate according to the second embodiment of the present invention is performed using a 35 wt% aqueous solution of potassium hydroxide and a 3 wt% aqueous solution of potassium hydroxide. Will be described.
[0029]
The Si substrate 41 (FIG. 8A) on which the oxide film 42 is patterned and the Au layer is formed is etched with a 35 wt% aqueous solution of potassium hydroxide, and the etching is performed immediately before reaching the boron-doped layer (remaining about 10 μm). 8 (b)). In the etching with the 35 wt% aqueous solution, etching proceeds from the portion 81 where Si is exposed, and the roughness of the etched surface 82 is suppressed to 1 μm or less. Next, the etching solution is changed to a 3 wt% aqueous solution of potassium hydroxide, and the etching is continuously stopped (FIG. 8C). In the case of the present embodiment, the surface roughness of the etching surface 82 until reaching the boron doped layer 46 is suppressed to one tenth or less as compared with the case where the etching is performed by using only 3 wt% potassium hydroxide aqueous solution. The surface roughness of 83 is theoretically 0.002 μm or less. However, due to the influence of crystal defects in the boron-doped layer 46, the size is actually about 0.01 μm. Therefore, the thickness accuracy of the diaphragm can be reliably increased by using the 35 wt% and 3 wt% aqueous potassium hydroxide solution. Further, in etching with a 35 wt% aqueous solution of potassium hydroxide, side etching in the horizontal direction with respect to the Si substrate is small and the etching dimensional accuracy in the horizontal direction is high. Etching using a 35 wt% and 3 wt% aqueous solution of potassium hydroxide is significant in that the etching rate is high and the etching time can be reduced.
[0030]
Finally, after the etching of the Si substrate 41 with the aqueous potassium hydroxide solution, the Au layer 62 is removed by etching with a potassium iodide aqueous solution, the Cr layer is etched with a cerium ammonium nitrate aqueous solution, and then the oxide film 42 is removed with a hydrofluoric acid aqueous solution. Thus, the first substrate is completed (FIG. 8D).
[0031]
(Example 3)
Regarding the effect of forming the Au layer so as to be in contact with the boron doped layer and the concentration of the low-concentration potassium hydroxide aqueous solution, the case where the Au layer is formed (in the Au contact state) and the case where the Au layer is not (the Au non-contact state) are described. FIG. 9 shows the relationship between the etchant concentration and the etching stop selectivity (the ratio of the etching rate of undoped Si to the etching rate of boron-doped Si).
[0032]
It is desirable that the etching stop selectivity is high. The higher the selectivity, the smaller the surface roughness that occurs before reaching the etching stop and the variation in the initial thickness of the Si substrate can be reduced by the function of the etching stop. As can be seen from FIG. 9, the selectivity tends to increase as the concentration decreases, and the selectivity further increases during Au film formation. For example, in a 3 wt% potassium hydroxide aqueous solution, the selectivity is 60 in the Au non-contact state, whereas the selectivity reaches 500 in the Au contact state, which is more than eight times that in the Au specific contact state. It can be seen that by bringing Au into contact with the high-concentration boron diffusion layer and immersing it in a potassium hydroxide aqueous solution for etching, the same effect as that of a known electrochemical etching stop is obtained.
[0033]
When the diaphragm is formed using only the low-concentration etchant, considering that the surface roughness of the etched surface until reaching the boron doped layer is about 10 microns, the thickness accuracy of the diaphragm should be suppressed to within 0.3 microns. In this case, the selection ratio needs to be at least 16. That is, when the Au layer is formed on the surface of the boron-doped layer (in the Au contact state), it can be said that the concentration of potassium hydroxide should be 20 wt% or less. By the way, the diaphragm thickness accuracy of 0.3 micron here is the worst case. If the accuracy is further improved, the inkjet head can be easily reduced in size and accuracy, and the printing quality can be stabilized. No. On the other hand, when the concentration of the aqueous potassium hydroxide solution is extremely low, the etching ability with respect to Si tends to be unstable, and when the concentration is lower than 0.5 wt%, it is not practical. Therefore, in a state where the Au layer is formed on the surface of the boron-doped layer in the formation of the diaphragm of the inkjet head, the optimal concentration of the low-concentration aqueous potassium hydroxide solution for the purpose of stopping the etching is 0.5 to 10 wt%. By improving the etching stop selectivity by forming the Au layer and suppressing the surface roughness of the diaphragm by the low-concentration potassium hydroxide, an ink jet having stable printing quality could be provided.
[0034]
(Example 4)
The concentration of the high-concentration aqueous potassium hydroxide solution will be described with reference to FIG. 10 showing the relationship between the etching amount and the surface roughness.
[0035]
The major purpose of using a high-concentration aqueous solution of potassium hydroxide as an etching solution is to suppress the surface roughness of the etched surface immediately before reaching the boron doped layer.In selecting the concentration, pay attention to only the surface roughness caused by etching. Good. The surface roughness of the etched surface in a low concentration (0.5 to 20 wt%) aqueous potassium hydroxide solution is 6 μm or more when 170 μm is etched immediately before reaching the boron doped layer, and the surface roughness is reduced by increasing the concentration. I understand. In order to obtain the effect of increasing the concentration, the surface roughness is preferably 30 wt% or more, at which the surface roughness is about half that of the low concentration etching, but the adjustable maximum concentration of the aqueous potassium hydroxide solution is 55 wt%. Therefore, in order to increase the thickness accuracy of the diaphragm and to realize an ink jet head having better printing quality, the optimum concentration of the high-concentration aqueous potassium hydroxide solution used in the initial etching step is 30 to 55 wt%.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of an inkjet head according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional side view of the inkjet head according to the first embodiment.
FIG. 3 is a view taken along line AA ′ of FIG. 2;
FIG. 4 is a process chart of diffusion forming a manufacturing process of the first substrate of the inkjet head in the first embodiment.
FIG. 5 is a process diagram of a first example of the Au film forming the manufacturing process of the first substrate of the inkjet head in the first embodiment.
FIG. 6 is a process diagram of a second example of the Au film forming the manufacturing process of the first substrate of the inkjet head in the first embodiment.
FIG. 7 is a process diagram of an etching forming a manufacturing process of the first substrate of the inkjet head in the first embodiment.
FIG. 8 is a process diagram of an etching constituting a manufacturing process of a first substrate of an ink jet head in Embodiment 2.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the aqueous solution of potassium hydroxide and the selectivity in Example 3.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between an etching amount and surface roughness in Example 4.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st board | substrate 2 2nd board | substrate 3 3rd board | substrate 5 Vibration plate 6 Discharge chamber 7 Depression 8 Orifice 9 Narrow groove 10 Ink cavity 11 Depression 12 Nozzle hole 13 Ink supply port 14 Depression 15 Electrode 16 Lead part 17 Terminal 21 Ink droplets 22 Recording paper 23 Transmission circuit 41 Si substrate 42 Oxide film 43 Surface on which boron doped layer is formed 44 Opposite surface 45 Diffusing agent 46 Boron doped layer 47 Boron compound 48 Oxide film 51 Au layer 61 Oxide film 62 Au layer 71 Si Exposed portion 72 Etched surface 81 Si exposed portion 82 Etched surface

Claims (5)

インク液滴を吐出する複数のノズル孔と、Si 基板からなり、該ノズル孔の各々に連結する吐出室と、該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備えたインクジェットヘッドを製造する際に、前記Si基板の一方の面に所定厚さの高濃度p型不純物層を形成し、前記Si基板の他方の面から前記Si基板のエッチングを行って前記高濃度p型不純物層を残留せしめてエッチングストップを行うことによって前記振動板を高精度に形成する工程を含むインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動板を形成する工程で、前記高濃度 p 型不純物層の前記他方の面とは反対の面に酸化膜をパターニングし、前記酸化膜を挟んで前記高濃度 p 型不純物層に接するように Au 層を形成し、電気化学エッチング停止法を併用してエッチングストップを行うことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。A plurality of nozzle holes for discharging ink droplets, a discharge chamber made of a Si substrate and connected to each of the nozzle holes, a diaphragm constituting at least one wall of the discharge chamber, and a deformation of the diaphragm. When manufacturing an ink jet head having a driving means for generating the silicon substrate , a high-concentration p-type impurity layer having a predetermined thickness is formed on one surface of the Si substrate, and the Si substrate is removed from the other surface of the Si substrate. in the method for manufacturing an ink jet head including a step of forming the diaphragm with high precision by which etching is performed allowed residual said high concentration p-type impurity layer etched stop, the step of forming the vibrating plate, wherein high concentration and the other surface of the p-type impurity layer by patterning the oxide film on the opposite side, forming a Au layer in contact with the high-concentration p-type impurity layer across the oxide layer, an electrochemical etch Method of manufacturing an ink jet head and performing etching stop in combination with grayed termination method. 請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動板を形成する工程で、低濃度水酸化カリウム水溶液を用いてSiのエッチングを行うことを特徴とするインクジェットの製造方法。 2. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein in the step of forming the diaphragm, Si is etched using a low-concentration aqueous solution of potassium hydroxide . 請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動板を形成する工程で、高濃度p型不純物層の近傍までのSiのエッチングを高濃度水酸化カリウム水溶液を用いて行い、該高濃度 p 型不純物層の近傍から該高濃度p型不純物層までのエッチングを低濃度水酸化カリウム水溶液で行うことを特徴とするインクジェットの製造方法。 2. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein, in the step of forming the diaphragm, etching of the Si up to the vicinity of the high concentration p-type impurity layer is performed using a high concentration potassium hydroxide aqueous solution. A method for manufacturing an ink jet, wherein etching from the vicinity of a p- type impurity layer to the high-concentration p-type impurity layer is performed using a low-concentration potassium hydroxide aqueous solution . 請求項2又は3に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記低濃度水酸化カリウム水溶液の濃度が、0.5〜20 wt %であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 4. The method according to claim 2, wherein the concentration of the low-concentration aqueous potassium hydroxide solution is 0.5 to 20 wt % . 請求項3に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記高濃度水酸化カリウム水溶液の濃度が、30〜55 wt %であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 4. The method according to claim 3, wherein the concentration of the high-concentration aqueous potassium hydroxide solution is 30 to 55 wt % .
JP9409599A 1998-03-31 1999-03-31 Method of manufacturing inkjet head Expired - Fee Related JP3587078B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9409599A JP3587078B2 (en) 1998-03-31 1999-03-31 Method of manufacturing inkjet head

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8598998 1998-03-31
JP10-85989 1998-03-31
JP9409599A JP3587078B2 (en) 1998-03-31 1999-03-31 Method of manufacturing inkjet head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11342619A JPH11342619A (en) 1999-12-14
JP3587078B2 true JP3587078B2 (en) 2004-11-10

Family

ID=26427012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9409599A Expired - Fee Related JP3587078B2 (en) 1998-03-31 1999-03-31 Method of manufacturing inkjet head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3587078B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100368929B1 (en) * 2000-02-01 2003-01-24 한국과학기술원 Method for fabricating a heater and a thermal inkjet printhead

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11342619A (en) 1999-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3387486B2 (en) INK JET RECORDING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
JP3587078B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JP4256485B2 (en) Inkjet channel wafer and inkjet printhead
JP3740807B2 (en) Ink jet head and manufacturing method thereof
JP4082424B2 (en) Inkjet head
JP3539126B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JP3943158B2 (en) Ink jet head and manufacturing method thereof
JP2006263933A (en) Liquid droplet discharging head, its manufacturing method, and liquid droplet discharging device
US6315394B1 (en) Method of manufacturing a silicon substrate with a recess, an ink jet head manufacturing method, a silicon substrate with a recess, and an ink jet head
JP4306364B2 (en) Droplet discharge head manufacturing method, droplet discharge head, and printer including the discharge head
JP5476912B2 (en) Nozzle substrate, nozzle substrate manufacturing method, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus
JPH09234873A (en) Manufacture of ink jet head and ink jet printer using that head
JP3767370B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP4552615B2 (en) Method for manufacturing liquid jet head
JP4120317B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP2004136694A (en) Method for manufacturing inkjet head, and inkjet printer using the same
JP3633431B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP3642271B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JPH11277755A (en) Manufacture of silicon substrate with recessed part and ink-jet head and silicon substrate thereof and ink-jet head
JP2004249743A (en) Manufacturing method for inkjet head and inkjet printer
JP3942810B2 (en) Electrostatic ink jet head and manufacturing method thereof
JP4001453B2 (en) Droplet discharge head, method for manufacturing the same, image forming apparatus, and droplet discharge apparatus
JP3963341B2 (en) Droplet discharge head
JP2005053066A (en) Manufacturing method for nozzle plate, inkjet head, and inkjet recording device
JP2002240299A (en) Method for manufacturing ink jet head

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040406

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040607

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040802

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070820

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090820

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090820

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100820

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110820

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120820

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820

Year of fee payment: 9

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees