JP4150664B2 - インクジェットプリントヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
図7A及び図7Cを参照すれば,第1の実施の形態による硬化変形防止部を有するモノリシックバブルインクジェットプリントヘッド100が例示されている。本実施の形態のモノリシックバブルインクジェットプリントヘッド100は,インクを加熱するための抵抗発熱体である複数のヒータ106とインクカートリッジ(図示せず)からインクを供給するインク供給口を構成するインク供給路102を形成した基板101と,インク供給路102と連結された複数のリストリクタ103,リストリクタ103と連結された複数のインクチャンバ104などの流路構造を形成するよう基板101上に形成されたチャンバ壁またはチャンバプレート109aと複数のノズル107を形成するようチャンバプレート109a上に形成されたノズルプレート109bを備えるチャンバ/ノズルプレート109,及びUV及び/または熱硬化時チャンバ/ノズルプレート109の変形を防止するようチャンバ/ノズルプレート109の上面に形成された,例えば溝である硬化変形防止部120を含む。
図7A及び図7Cを参照すれば,第1の実施の形態による硬化工程時に変形を防止する少なくとも1つの溝を有するモノリシックバブルインクジェットプリントヘッド100が例示されている。本実施の形態のモノリシックバブルインクジェットプリントヘッド100は,インクを加熱するための抵抗発熱体である複数のヒータ106とインクカートリッジ(図示せず)からインクを供給するインク供給口を構成するインク供給路102を形成した基板101と,インク供給路102と連結された複数のリストリクタ103,リストリクタ103と連結された複数のインクチャンバ104などの流路構造を形成するよう基板101上に形成されたチャンバ壁またはチャンバプレート109aと複数のノズル107を形成するようチャンバプレート109a上に形成されたノズルプレート109bを備えるチャンバ/ノズルプレート109,及びUV及び/または熱硬化時チャンバ/ノズルプレート109の変形を防止するようチャンバ/ノズルプレート109の上面に形成された,溝(以降,硬化変形防止部120とする)を含む。
図10A〜図10Cを参照すれば,本発明の望ましい第2の実施の形態による硬化変形防止部を有するモノリシックバブルインクジェットプリントヘッド200が例示されている。本実施の形態のモノリシックバブルインクジェットプリントヘッド100は硬化変形防止部220がインクチャンバ204を構成するチャンバ/ノズルプレート209の下面に配置されることを除けば,第1の実施の形態のプリントヘッド100の構成と実質的に同一である。従って,これに対する詳細な説明は省略する。
101 基板
102 インク供給路
103 リストリクタ
103’ フォトレジストモールド
104 インクチャンバ
105 保護層
106 ヒータ
107 ノズル
108 接続パッド
109 チャンバ/ノズルプレート
109’ フォトレジスト
110 フォトレジスト
111 フォトマスク
112 フォトマスク
120 硬化変形防止部
Claims (30)
- 抵抗発熱体と保護層を形成した基板を用意する段階と,
前記保護層上にインクチャンバ及びリストリクタの流路構造が形成される犠牲フォトレジストモールドを形成する段階と,
前記犠牲フォトレジストモールド上に,チャンバ/ノズルプレートを形成し,前記チャンバ/ノズルプレート上面に,ノズル列の間に前記ノズル列方向に配置された少なくとも1つの溝を形成する段階と,
前記チャンバ/ノズルプレートが形成された前記基板から,前記犠牲フォトレジストモールドを除去する段階と,
前記犠牲フォトレジストモールドが除去された前記基板を硬化する段階と,
を含むことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記犠牲フォトレジストモールドを形成する段階は,
前記保護層上にポジ型フォトレジストを形成する段階と,
前記インクチャンバ及びリストリクタの流路構造のパターンを有するフォトマスクを用いて,前記ポジ型フォトレジストを露光及び現像する段階と,
を含むことを特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記ポジ型フォトレジストは,ノボラック系樹脂で構成された感光性ポリマを含むことを特徴とする請求項2に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ポジ型フォトレジストの厚さは,5〜50μm範囲の厚さで形成することを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ポジ型フォトレジストを露光及び現像する段階は,2〜4000mJ/cm3範囲のUV露光量をドーズして行うことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記チャンバ/ノズルプレートを形成する段階は,
前記犠牲フォトレジストモールドが形成された前記基板上に第1ネガ型フォトレジストを塗布する段階と,
ノズルのパターンを有するフォトマスクを用い,前記第1ネガ型フォトレジストを露光する段階と,
露光された前記第1ネガ型フォトレジスト上に第2ネガ型フォトレジストを塗布する段階と,
前記溝及び前記ノズルのパターンを有するフォトマスクを用い,前記第2ネガ型フォトレジストを露光する段階と,
露光された前記第2ネガ型フォトレジストと前記第1ネガ型フォトレジストとを順次に現像する段階と,
を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記第1ネガ型フォトレジストを塗布する段階において,前記第1ネガ型フォトレジストは,感光性エポキシ系樹脂,ポリイミド系樹脂,及びポリアクリレート系樹脂をからなる群のいずれか1つの感光性ポリマであることを特徴とする請求項6に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記第1ネガ型フォトレジストを露光する段階は,2〜2000mJ/cm3範囲のUV露光量をドーズして行うことを特徴とする請求項6または7に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記第2ネガ型フォトレジストを塗布する段階において,前記第2ネガ型フォトレジストは,エポキシ系樹脂,ポリイミド系樹脂,及びポリアクリレート系樹脂からなる群のいずれか1つを含む,液状感光性ネガ型フォトレジストまたはドライフィルムレジストのような固状感光性ネガ型フォトレジストであることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記第2ネガ型フォトレジストを露光する段階は,2〜2000mJ/cm3範囲のUV露光量をドーズして行うことを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記第1ネガ型フォトレジストと前記第2ネガ型フォトレジストとは,前記溝と前記ノズルを精密に形成するために,同一な物質で形成されることを特徴とする請求項6〜10のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記犠牲フォトレジストモールドを除去する段階は,前記ポジ型フォトレジストに対してエッチング選択性を有する溶媒を用い,前記犠牲フォトレジストモールドを溶解することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記基板を硬化する段階は,
前記基板をフラッド露光する段階と,
前記基板を硬く焼成する段階と,
を含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記基板をフラッド露光する段階は,前記基板について数百から数千mJ/cm3のドーズ量でUV露光を行うことを特徴とし,前記基板を硬く焼成する段階は,数十から数百℃の温度で,数分から数十分間焼成することを特徴とする請求項13に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記基板を用意する段階の後に,前記基板の下面に前記基板を完全には貫通しない予備インク供給口を形成する段階と,
前記チャンバ/ノズルプレートを形成する段階の後に,前記予備インク供給口をエッチングして完全なインク供給口を形成する段階と,
前記予備インク供給口のエッチング時に前記基板の表面に流入した有機物をクリーニングする段階と,
をさらに含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記予備インク供給口を形成する段階は,異方性乾式エッチングによって,基板の厚さが約20μm程度残るように行うことを特徴とする請求項15に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 抵抗発熱体と保護層を形成した基板を用意する段階と,
前記保護層上にインクチャンバ,リストリクタなどの流路構造を有する犠牲フォトレジストモールドを形成する段階と,
前記犠牲フォトレジストモールド上に,複数のノズル及び下面のノズル列の間にノズル列方向に配置された少なくとも1つの溝を有するチャンバ/ノズルプレートを形成する段階と,
前記チャンバ/ノズルプレートが形成された前記基板から前記犠牲フォトレジストモールドを除去する段階と,
前記犠牲フォトレジストモールドが除去された前記基板を硬化する段階と,
を含むことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記犠牲フォトレジストモールドを形成する段階は,
前記保護層上にポジ型フォトレジストを形成する段階と,
前記流路構造のパターンを有するフォトマスクを用い,前記ポジ型フォトレジストを露光及び現像する段階と,
を含むことを特徴とする請求項17に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記ポジ型フォトレジストは,ノボラック系樹脂で構成された感光性ポリマを含むことを特徴とする請求項18に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ポジ型フォトレジストの厚さは,5〜50μm範囲の厚さに形成することを特徴とする請求項18または19に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ポジ型フォトレジストを露光及び現像する段階は,2〜4000mJ/cm3範囲のUV露光量をドーズして行うことを特徴とする請求項18〜20のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記チャンバ/ノズルプレートを形成する段階は,
前記溝のパターンを有するフォトマスクを用い,前記犠牲フォトレジストモールドを露光及び現像して前記犠牲フォトレジストモールドの上部に犠牲溝パターンを形成する段階と,
前記犠牲フォトレジストモールドと前記犠牲溝パターン上にネガ型フォトレジストを塗布する段階と,
前記ノズルのパターンを有するフォトマスクを用い,前記ネガ型フォトレジストを露光する段階と,
露光された前記ネガ型フォトレジストを現像する段階と,
を含むことを特徴とする請求項17〜21のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記犠牲溝パターンを形成する段階において,前記露光は,2〜2000mJ/cm3範囲のUV露光量をドーズして行うことを特徴とする請求項22に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ネガ型フォトレジストを塗布する段階は,エポキシ系樹脂,ポリイミド系樹脂,及びポリアクリレート系樹脂からなる群のいずれか1つの感光性ポリマを用いて行なわれることを特徴とする請求項22または23に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ネガ型フォトレジストを露光する前記段階は,2〜4000mJ/cm3範囲のUV露光量をドーズして行うことを特徴とする請求項22〜24のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記犠牲フォトレジストモールドを除去する段階は,ポジ型フォトレジストに対してエッチング選択性を有する溶媒を用い,前記犠牲フォトレジストモールド及び前記犠牲溝パターンを溶解することを特徴とする請求項22〜25のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記基板を硬化する段階は,
前記基板をフラッド露光する段階と,
前記基板を硬く焼成する段階と,
を含むことを特徴とする請求項17〜26のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記基板をフラッド露光する段階は,前記基板について数百から数千mJ/cm3のドーズ量でUV露光を行うことを特徴とし,前記基板を硬く焼成する段階は,数十から数百℃の温度で,数分から数十分間焼成することを特徴とする請求項27に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記基板を用意する段階の後に,前記基板の下面に前記基板を完全には貫通しない予備インク供給口を形成する段階と,
前記チャンバ/ノズルプレートを形成する段階の後に,前記予備インク供給口をエッチングして完全なインク供給口を形成する段階と,
前記予備インク供給口のエッチング時に前記基板の表面に流入した有機物をクリーニングする段階と,
をさらに含むことを特徴とする請求項17〜28のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記予備インク供給口を形成する段階は,異方性乾式エッチングによって,基板厚さが約20μm程度残るように行うことを特徴とする請求項29に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
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