JP4687183B2 - Method for manufacturing droplet discharge head - Google Patents

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Description

本発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a droplet discharge head .

液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)においては、アクチュエータ基板を駆動する駆動回路と接続するために、封止基板表面にスパッタ等により金属配線を設けている。封止基板上への配線形成方法としては、まずNi−Cr合金を基板全面にスパッタし、続いて、AuをNi−Cr膜上にスパッタする。その後、レジストパターニングを行い、残ったレジストをマスクとしてAu及びNi−Crををエッチングする。最後に例えばOプラズマアッシング等の方法によりレジストを剥離除去することにより、基板上に配線パターン(膜パターン)が形成される。 In a droplet discharge head (inkjet head), a metal wiring is provided on the surface of a sealing substrate by sputtering or the like in order to connect to a drive circuit that drives an actuator substrate. As a wiring formation method on the sealing substrate, first, Ni—Cr alloy is sputtered on the entire surface of the substrate, and then Au is sputtered on the Ni—Cr film. Thereafter, resist patterning is performed, and Au and Ni—Cr are etched using the remaining resist as a mask. Finally, the resist is peeled off by a method such as O 2 plasma ashing to form a wiring pattern (film pattern) on the substrate.

上記のスパッタ配線は、スパッタ時の加熱により、積層されたスパッタ膜(Au/Ni−Cr)中の下地膜(Ni−Cr)の拡散が起こり、配線(Au)抵抗上昇や応力発生により基板(ウエハ)が反るという問題が生じる。
そこで、プロセス耐性があるスパッタ下地膜(Ni−Cr)を配線に用い、その上に低温成膜プロセスであるメッキによりAu配線を厚膜化することで低抵抗化及び応力低減を図っている。
In the above sputtered wiring, diffusion of the base film (Ni-Cr) in the laminated sputtered film (Au / Ni-Cr) occurs due to heating during sputtering, and the substrate (Au) increases in resistance of the wiring (Au) and generates stress. There arises a problem that the wafer is warped.
In view of this, a process-resistant sputtered base film (Ni—Cr) is used for wiring, and the Au wiring is thickened by plating, which is a low-temperature film forming process, to reduce resistance and reduce stress.

例えば、特許文献1には、パッド上に形成した金属層上に、置換メッキによりろう材層を形成する技術が開示されている。
また、この特許文献1には、メッキ前処理として、酸化膜をエッチング液で除去した後に、触媒を付与する技術が開示されている。
特開2003−142513号公報
For example, Patent Document 1 discloses a technique for forming a brazing filler metal layer on a metal layer formed on a pad by displacement plating.
Patent Document 1 discloses a technique for applying a catalyst after removing an oxide film with an etching solution as a pretreatment for plating.
JP 2003-142513 A

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
プロセス耐性があるスパッタ下地配線は強固な酸化膜を作りやすい性質があるため、この酸化膜に阻害されてメッキによる金属膜の積層が困難であった。特に、Oプラズマアッシングによるレジスト剥離工程を経ることにより、スパッタ下地配線にはさらに強固な酸化膜が形成される可能性が高い。
このように、下地配線に酸化膜が存在すると十分な触媒の付与が行えないため、メッキによる積層が困難であるという問題があった。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
Since the sputter ground wiring having process resistance has a property of easily forming a strong oxide film, it is difficult to form a metal film by plating because it is hindered by the oxide film. In particular, there is a high possibility that a stronger oxide film is formed on the sputter ground wiring by performing a resist stripping process by O 2 plasma ashing.
As described above, when an oxide film is present on the underlying wiring, a sufficient catalyst cannot be applied, so that there is a problem that lamination by plating is difficult.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、酸化膜を形成しやすい材料を用いて配線形成する場合でも、メッキによる金属膜を十分に積層できる膜パターン形成方法及びデバイス製造方法並びに液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and even when a wiring is formed using a material that is easy to form an oxide film, a film pattern forming method and a device manufacturing capable of sufficiently laminating a metal film by plating It is an object to provide a method and a manufacturing method of a droplet discharge head.

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴が吐出されるノズル開口を備えたノズル基板と、ノズル基板の一面に接続されて液体流路を形成する流路形成基板と、流路形成基板の一面に接続されて圧電素子の駆動によって変位する振動板と、振動板の一面に接続されてリザーバを形成するリザーバ形成基板とを備え、前記圧電素子は、前記振動板に順次積層された圧電体膜及び電極膜を有し、前記リザーバ形成基板には、前記圧電素子と段差をもって配置され前記圧電素子を駆動する駆動回路部と、該駆動回路部と段差をもって配置される配線パターンとが設けられ、前記駆動回路部と前記配線パターンとは第1ワイヤーにより接続され、前記駆動回路部と前記電極膜とは第2ワイヤーにより接続される液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記配線パターン、前記圧電体膜及び前記電極膜は、Ni、Cr、Cr含有合金、Ni含有合金のいずれかで形成される第1導電膜と、メッキにより前記第1導電膜上に成膜された第2導電膜とを有する膜パターンを基板上に形成する膜パターン形成方法で形成され、前記膜パターン形成方法は、前記第1導電膜が製膜された前記基板上に前記膜パターンに応じた開口部を有するマスク層をパターン形成する工程と、前記第2導電膜をメッキ形成する前に、前記第1導電膜に対して、メッキ処理の触媒を付与する工程と、前記開口部を介して前記第1導電膜上に前記第2導電膜をメッキ形成する工程と、前記第2導電膜が形成された基板から、O プラズマ処理により前記マスク層を剥離する工程とを有することを特徴とするものである。

In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
A method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes a nozzle substrate having a nozzle opening from which droplets are discharged, a channel formation substrate connected to one surface of the nozzle substrate to form a liquid channel, and a channel formation A vibration plate connected to one surface of the substrate and displaced by driving the piezoelectric element, and a reservoir forming substrate connected to one surface of the vibration plate to form a reservoir, wherein the piezoelectric elements are sequentially stacked on the vibration plate. A piezoelectric film and an electrode film, and the reservoir forming substrate includes a driving circuit unit disposed with a step with the piezoelectric element and driving the piezoelectric element, and a wiring pattern disposed with the step with the driving circuit unit. A method of manufacturing a droplet discharge head, wherein the drive circuit unit and the wiring pattern are connected by a first wire, and the drive circuit unit and the electrode film are connected by a second wire, Serial wiring pattern, the piezoelectric film and the electrode film was formed Ni, Cr, Cr-containing alloy, a first conductive film formed by any one of Ni-containing alloy, by plating on the first conductive film A film pattern having a second conductive film is formed on a substrate, and the film pattern forming method corresponds to the film pattern on the substrate on which the first conductive film is formed. Patterning a mask layer having an opening , applying a plating catalyst to the first conductive film before plating the second conductive film, and passing through the opening. A step of plating the second conductive film on the first conductive film, and a step of peeling the mask layer from the substrate on which the second conductive film is formed by O 2 plasma treatment. It is what.

従って、本発明の膜パターン形成方法では、第1導電膜に酸化膜が形成されるマスク層を剥離する工程、例えばOプラズマ処理を含む工程の前に、マスク層の開口部を介して第1導電膜に第2導電膜をメッキ形成するため、酸化膜のない状態、もしくは少ない状態でメッキ処理することができる。そのため、メッキ処理前に触媒を付与する場合でも、十分に付与することが可能になり、所望の厚さに第2導電膜を積層することができる。 Therefore, in the film pattern forming method of the present invention, before the step of peeling the mask layer in which the oxide film is formed on the first conductive film, for example, the step including the O 2 plasma treatment, the first through the opening of the mask layer. Since the second conductive film is formed by plating on one conductive film, the plating process can be performed with or without an oxide film. Therefore, even when the catalyst is applied before the plating treatment, it can be sufficiently applied, and the second conductive film can be laminated to a desired thickness.

また、前記マスク層を剥離した後に、前記第2導電膜上に第3導電膜をメッキ形成する工程を有することが好ましい。
従って、本発明では、マスク層が成膜されていた領域にも第3導電膜を形成することが可能になり、厚くて低抵抗の膜パターンを得ることができる。
また、本発明では、第1導電膜をパターニングする際に、前記第3導電膜をマスクとして除去する工程を好適に採用できる。
これにより、第1導電膜をパターニングする際に、別途マスクを設ける必要がなくなり、生産性の向上に寄与できる。
Preferably, the method further includes a step of plating a third conductive film on the second conductive film after removing the mask layer.
Therefore, in the present invention, the third conductive film can be formed also in the region where the mask layer has been formed, and a thick and low resistance film pattern can be obtained.
Moreover, in this invention, when patterning a 1st electrically conductive film, the process of removing using the said 3rd electrically conductive film as a mask can be employ | adopted suitably.
This eliminates the need for providing a separate mask when patterning the first conductive film, which can contribute to an improvement in productivity.

また、本発明の膜パターン形成方法では、前記第2導電膜をメッキ形成する前に、前記第1導電膜に対してエッチングするとともに、メッキ処理の触媒を付与する工程を有する手順を好適に採用できる。
従って、本発明の膜パターン形成方法では、第1導電膜に形成された酸化膜をエッチングにより除去できるため、メッキ処理のための触媒を効率的に付与できる。そのため、本発明では、所望の厚さに第2導電膜を積層することが可能になる。
In the film pattern forming method of the present invention, preferably, a procedure including a step of etching the first conductive film and providing a catalyst for the plating process before the second conductive film is formed by plating. it can.
Therefore, in the film pattern forming method of the present invention, the oxide film formed on the first conductive film can be removed by etching, so that a catalyst for plating can be efficiently applied. Therefore, in the present invention, the second conductive film can be laminated to a desired thickness.

この手順の場合、前記触媒は、前記第1導電膜に対するエッチング液に混合されることが好ましい。
従って、本発明では、エッチング処理後の工程で第1導電膜に酸化膜が形成されることなく、当該第1導電膜に触媒を付与することが可能になる。
また、触媒が混合されたエッチング液を用いる場合には、前記エッチング液と同一の液剤を溶液として溶解したものが用いられることが好ましい。
これにより、本発明では、エッチング用途に濃厚な溶液を用いる場合でも、触媒が分解することなく安定させることが可能になる。
In the case of this procedure, it is preferable that the catalyst is mixed in an etchant for the first conductive film.
Therefore, in the present invention, a catalyst can be applied to the first conductive film without forming an oxide film on the first conductive film in the step after the etching process.
Moreover, when using the etching liquid with which the catalyst was mixed, it is preferable to use what melt | dissolved the same liquid agent as the said etching liquid as a solution.
Accordingly, in the present invention, even when a concentrated solution is used for etching, the catalyst can be stabilized without being decomposed.

また、本発明では、メッキとして無電解メッキであることが、電解メッキで生じる温度上昇を防止する点から好ましい。
この場合、前記第2導電膜としては、Ni、Cu、Auのうちの少なくとも一つで形成されることが好ましい。また、第1導電膜としては、Ni、Cr、Cr含有合金、Ni含有合金のいずれかで形成されることが好ましい。
In the present invention, electroless plating is preferable as the plating from the viewpoint of preventing a temperature rise caused by electrolytic plating.
In this case, the second conductive film is preferably formed of at least one of Ni, Cu, and Au. The first conductive film is preferably formed of any one of Ni, Cr, a Cr-containing alloy, and a Ni-containing alloy.

また、本発明の膜パターン形成方法は、前記膜パターンを線状に形成することが好ましい。
これにより、本発明では、所望の厚さに積層した配線パターンを形成することが可能になる。
In the film pattern forming method of the present invention, the film pattern is preferably formed in a linear shape.
As a result, in the present invention, it is possible to form a wiring pattern laminated to a desired thickness.

一方、本発明のデバイス製造方法は、膜パターンが形成された基板を有するデバイスの製造方法であって、前記膜パターンを先に記載の膜パターン形成方法により形成することを特徴とするものである。
従って、本発明のデバイス製造方法では、酸化膜を形成しやすい材料を用いる場合でも、十分な厚さの膜パターンを有する基板を得ることができる。
On the other hand, the device manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a device having a substrate on which a film pattern is formed, wherein the film pattern is formed by the film pattern forming method described above. .
Therefore, in the device manufacturing method of the present invention, a substrate having a sufficiently thick film pattern can be obtained even when a material that is easy to form an oxide film is used.

また、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、膜パターンが形成された基板を有し、前記膜パターンを介して供給される信号により液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記膜パターンを先に記載の膜パターン形成方法により形成することを特徴とするものである。
従って、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、酸化膜を形成しやすい材料を用いる場合でも、十分な厚さの膜パターンを形成することができ、膜パターンを介して供給される信号に基づき、安定した液滴吐出動作を確保することが可能になる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is a method for manufacturing a droplet discharge head having a substrate on which a film pattern is formed and discharging droplets by a signal supplied through the film pattern. The film pattern is formed by the film pattern forming method described above.
Therefore, in the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, even when a material that easily forms an oxide film is used, a film pattern having a sufficient thickness can be formed, and a signal supplied through the film pattern can be obtained. Accordingly, it is possible to ensure a stable droplet discharge operation.

以下、本発明の膜パターン形成方法及びデバイス製造方法並びに液滴吐出ヘッドの製造方法の実施の形態を、図1ないし図4を参照して説明する。
(第1実施形態)
まず、本発明に係る膜パターン形成方法の第1実施形態について説明する。
図1(a)〜(f)は、膜パターン形成方法の工程を示す図である。
図1(a)に示すように、まず熱酸化したシリコン基板(基板)1の表面にNi−Cr合金(Cr20%)をスパッタ(または真空蒸着法等)してNiCr膜(第1導電膜)2を形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a film pattern forming method, a device manufacturing method, and a droplet discharge head manufacturing method of the present invention will be described below with reference to FIGS.
(First embodiment)
First, a first embodiment of a film pattern forming method according to the present invention will be described.
FIGS. 1A to 1F are diagrams showing steps of a film pattern forming method.
As shown in FIG. 1 (a), a Ni—Cr alloy (Cr 20%) is first sputtered (or vacuum deposited or the like) on the surface of a thermally oxidized silicon substrate (substrate) 1 to form a NiCr film (first conductive film). 2 is formed.

次に、図1(b)に示すように、メッキレジストを塗布し、このメッキレジストをフォトリソ等によりパターニングすることで、形成すべき膜パターンに応じた開口部3aを有するマスク層としてのメッキレジストパターン3を形成する。この場合、点状の開口部3aを形成することにより、例えばパッドとしての膜パターンを形成することが可能になり、線状の開口部3aを形成することにより、配線としての膜パターンを形成することが可能になる。   Next, as shown in FIG. 1B, a plating resist is applied, and the plating resist is patterned by photolithography or the like, so that the plating resist as a mask layer having an opening 3a corresponding to the film pattern to be formed is formed. Pattern 3 is formed. In this case, it is possible to form, for example, a film pattern as a pad by forming the dotted opening 3a, and a film pattern as a wiring is formed by forming the linear opening 3a. It becomes possible.

この後、レジストパターン3が成膜された状態でメッキ処理を行うが、その前にメッキを積層するための前処理を行う。
具体的には、Ni−Cr合金は放置しているだけで、強固な酸化膜を形成するため、Ni−Cr合金のエッチング効果が大きいエッチング液としての塩酸と、メッキ処理用のPd触媒を溶解した溶液とを混合した溶液に常温で1〜5分間浸漬した。混合液の濃度としては、塩酸15〜30%、Pd塩10〜100ppmである。
Thereafter, the plating process is performed in a state where the resist pattern 3 is formed, but before that, a pretreatment for laminating the plating is performed.
Specifically, Ni—Cr alloy is left alone, and a strong oxide film is formed. Therefore, hydrochloric acid as an etching solution having a large etching effect of Ni—Cr alloy and Pd catalyst for plating treatment are dissolved. It was immersed in the solution which mixed with the prepared solution for 1-5 minutes at normal temperature. The concentration of the mixed solution is 15 to 30% hydrochloric acid and 10 to 100 ppm of Pd salt.

このPd触媒としては、塩酸系の溶液に溶解しているものを使用することにより、濃厚な塩酸からなるエッチング液と混合してもPd触媒が分解することなく安定させることが可能になる。
この前処理を行うことで、開口部3aから露出するNiCr膜2の表面に形成された酸化膜を除去しつつ、当該NiCr膜2にPd触媒を付与することが可能になる。
By using a Pd catalyst that is dissolved in a hydrochloric acid-based solution, the Pd catalyst can be stabilized without being decomposed even when mixed with an etching solution made of concentrated hydrochloric acid.
By performing this pretreatment, it is possible to apply the Pd catalyst to the NiCr film 2 while removing the oxide film formed on the surface of the NiCr film 2 exposed from the opening 3a.

次に、80〜90℃に加温した無電解Niメッキ浴中に、シリコン基板1を浸漬し、図1(c)に示すように、レジストパターン3をマスクとして、開口部3aから露出するNiCr膜2に付与されたPd核上にニッケル膜(第2導電膜)4を約0.5〜1μmメッキ形成した。なお、Niメッキとしては、次亜リン酸浴を用いたため、Ni中にリン(P)が析出する。   Next, the silicon substrate 1 is immersed in an electroless Ni plating bath heated to 80 to 90 ° C., and as shown in FIG. 1C, the NiCr exposed from the opening 3a using the resist pattern 3 as a mask. A nickel film (second conductive film) 4 was formed on the Pd nucleus applied to the film 2 by about 0.5 to 1 μm. In addition, since the hypophosphorous acid bath was used as Ni plating, phosphorus (P) precipitates in Ni.

さらに、60〜80℃に加温した置換Auメッキ浴中に、シリコン基板1を10〜30分浸漬し、図1(d)に示すように、ニッケル膜4上にAu膜5を約0.05〜0.2μm積層した。さらに、45〜60℃に加温した無電解Auメッキ浴中に1〜2時間浸漬し、0.7〜1μmのAu膜6を積層して形成した。
なお、置換Auメッキ及び無電解Auメッキには、亜硫酸浴を用いた。また、上記の化学処理と化学処理との間では、純水による洗浄を3〜5分間行った。
Further, the silicon substrate 1 is immersed for 10 to 30 minutes in a replacement Au plating bath heated to 60 to 80 ° C., and as shown in FIG. 05 to 0.2 μm were laminated. Further, it was immersed in an electroless Au plating bath heated to 45 to 60 ° C. for 1 to 2 hours, and a 0.7 to 1 μm Au film 6 was laminated.
A sulfurous acid bath was used for the replacement Au plating and electroless Au plating. Further, between the chemical treatment and the chemical treatment, washing with pure water was performed for 3 to 5 minutes.

次に、Oプラズマアッシング等のプラズマ処理により、図1(e)に示すように、シリコン基板1上のメッキレジストパターン3を剥離する。これにより、シリコン基板1(NiCr膜2)上にメッキによりニッケル膜4、Au膜5、6が積層された膜パターンが露出する。 Next, as shown in FIG. 1E, the plating resist pattern 3 on the silicon substrate 1 is removed by plasma treatment such as O 2 plasma ashing. As a result, the film pattern in which the nickel film 4 and the Au films 5 and 6 are laminated on the silicon substrate 1 (NiCr film 2) by plating is exposed.

そして、これらニッケル膜4、Au膜5、6が積層された膜パターンをマスクとして、例えば硝酸を用いたウェットエッチングにより、膜パターン部にNiCr膜2aを残し、その他の領域のNiCr膜2を除去する。
これにより、シリコン基板1には、NiCr膜2a、ニッケル膜4、Au膜5、6からなる配線パターン(膜パターン)7が形成される。
この配線パターン7の電気特性は、スパッタで形成した配線に比べて厚膜化されているため抵抗値は小さく、また配線パターン7が形成されたシリコン基板(ウエハ)1においては、低温成膜プロセスを用いたためパターン形成後の反りが半減した。
Then, using the film pattern in which the nickel film 4 and the Au films 5 and 6 are laminated as a mask, the NiCr film 2a is left in the film pattern portion by, for example, wet etching using nitric acid, and the NiCr film 2 in other regions is removed. To do.
As a result, a wiring pattern (film pattern) 7 composed of the NiCr film 2a, the nickel film 4, and the Au films 5 and 6 is formed on the silicon substrate 1.
The electrical characteristics of the wiring pattern 7 are smaller than that of the wiring formed by sputtering, so that the resistance value is small. In addition, the silicon substrate (wafer) 1 on which the wiring pattern 7 is formed has a low temperature film formation process. Therefore, the warpage after pattern formation was halved.

このように、本実施の形態では、メッキレジストパターン3を除去するためのOプラズマアッシングの前に、ニッケル膜4、Au膜5、6をメッキにより積層形成するため、プロセス耐性があるが強固な酸化膜を形成しやすいNiCr膜を用いる場合でも、酸化膜形成前にメッキ処理を施すことができるため、十分な厚さの配線パターン7を積層形成することが可能になる。そのため、本実施の形態では、低抵抗の配線パターン7を得ることができるとともに、配線形成後のシリコン基板1の反りが小さいことから、配線パターン7に半導体素子等を接続する際にも、安定した接続が可能になり、品質の向上に寄与することになる。 As described above, in this embodiment, since the nickel film 4 and the Au films 5 and 6 are formed by plating before the O 2 plasma ashing for removing the plating resist pattern 3, the process resistance is strong but strong. Even in the case of using a NiCr film that is easy to form an oxide film, a plating process can be performed before the oxide film is formed, so that a wiring pattern 7 having a sufficient thickness can be laminated. Therefore, in the present embodiment, a low resistance wiring pattern 7 can be obtained, and since the warp of the silicon substrate 1 after the wiring is formed is small, it is stable even when a semiconductor element or the like is connected to the wiring pattern 7. Connection becomes possible, which contributes to the improvement of quality.

また、本実施の形態では、触媒が混合されたエッチング液により、メッキ処理前にNiCr膜2をエッチングしているので、既にNiCr膜2に酸化膜が形成されている場合でも、確実に酸化膜を除去できるとともに、新たな酸化膜が形成される前に触媒を付与することが可能であり、安定してメッキにより成膜することができる。特に、本実施の形態では、Pd触媒がエッチング液と同一の液剤の塩酸を溶液として溶解しているので、濃厚な塩酸を用いる場合でも、触媒が分解することなく安定させることが可能になり、より確実にメッキにより成膜することができる。   In this embodiment, since the NiCr film 2 is etched before the plating process by the etching solution mixed with the catalyst, the oxide film is surely formed even when the NiCr film 2 has already been formed. The catalyst can be applied before a new oxide film is formed, and the film can be stably formed by plating. In particular, in the present embodiment, since the Pd catalyst is dissolved in the same solution of hydrochloric acid as the etching solution, even when concentrated hydrochloric acid is used, the catalyst can be stabilized without being decomposed. A film can be more reliably formed by plating.

(第2実施形態)
続いて、本発明に係る膜パターン形成方法の第2実施形態について、図2を参照して説明する。この図において、図1に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the film pattern forming method according to the present invention will be described with reference to FIG. In this figure, the same reference numerals are given to the same elements as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the description thereof is simplified.

図2(a)に示すように、まずシリコン基板1の表面にスパッタにてNiCr膜2を形成した後に、図2(b)に示すように、形成すべき膜パターンに応じた開口部3aを有するメッキレジストパターン3を形成する。
次に、シリコン基板1をPd触媒が混合されたエッチング液に浸漬し、NiCr膜2の表面に形成された酸化膜を除去するとともに、Pd触媒を付与する前処理を実施した後に、無電解Niメッキ浴中にシリコン基板1を浸漬し、図2(c)に示すように、開口部3aから露出するNiCr膜2上にニッケル膜4を成膜する。
さらに、置換Auメッキ浴中に、シリコン基板1を浸漬し、ニッケル膜4上にAu膜5を積層形成した。
この工程までは、上記第1実施形態と同様である。
As shown in FIG. 2A, after the NiCr film 2 is first formed on the surface of the silicon substrate 1 by sputtering, as shown in FIG. 2B, the opening 3a corresponding to the film pattern to be formed is formed. A plating resist pattern 3 is formed.
Next, the silicon substrate 1 is immersed in an etching solution mixed with a Pd catalyst to remove the oxide film formed on the surface of the NiCr film 2, and after performing a pretreatment for applying a Pd catalyst, an electroless Ni The silicon substrate 1 is immersed in the plating bath, and a nickel film 4 is formed on the NiCr film 2 exposed from the opening 3a as shown in FIG.
Further, the silicon substrate 1 was immersed in a substitution Au plating bath, and an Au film 5 was laminated on the nickel film 4.
The process up to this step is the same as that in the first embodiment.

次に、Oプラズマアッシング等のプラズマ処理により、図2(d)に示すように、シリコン基板1上のメッキレジストパターン3を剥離する。これにより、シリコン基板1(NiCr膜2)上にメッキによりニッケル膜4及びAu膜5が積層された膜パターンが露出する。 Next, the plating resist pattern 3 on the silicon substrate 1 is peeled off by plasma treatment such as O 2 plasma ashing as shown in FIG. As a result, a film pattern in which the nickel film 4 and the Au film 5 are laminated on the silicon substrate 1 (NiCr film 2) by plating is exposed.

この後、45〜60℃に加温した無電解Auメッキ浴中にシリコン基板1を1〜2時間浸漬し、図2(e)に示されるように、0.7〜1μmのAu膜(第3導電膜)6を形成した。
ここで、予めレジストパターン3が除去されており、またメッキは等方成長するため、Au膜6はニッケル膜4及びAu膜5の側面を覆うように成膜される。この場合、ニッケル膜4及びAu膜5が第2導電膜に相当することになる。
Thereafter, the silicon substrate 1 is immersed for 1 to 2 hours in an electroless Au plating bath heated to 45 to 60 ° C., and as shown in FIG. 3 conductive film) 6 was formed.
Here, since the resist pattern 3 has been removed in advance and the plating is grown isotropically, the Au film 6 is formed so as to cover the side surfaces of the nickel film 4 and the Au film 5. In this case, the nickel film 4 and the Au film 5 correspond to the second conductive film.

そして、これらニッケル膜4、Au膜5をAu膜6がカバーしてなる膜パターンをマスクとして、例えば硝酸を用いたウェットエッチングにより、膜パターン部にNiCr膜2aを残し、その他の領域のNiCr膜2を除去する。
これにより、シリコン基板1には、NiCr膜2a、ニッケル膜4、Au膜5、6からなる配線パターン(膜パターン)7が形成される。
Then, with the film pattern formed by covering the nickel film 4 and the Au film 5 with the Au film 6 as a mask, the NiCr film 2a is left in the film pattern portion by wet etching using nitric acid, for example, and the NiCr film in other regions 2 is removed.
As a result, a wiring pattern (film pattern) 7 composed of the NiCr film 2a, the nickel film 4, and the Au films 5 and 6 is formed on the silicon substrate 1.

本実施形態の膜パターン形成方法では、上記第1実施形態と同様の効果が得られることに加えて、NiCr膜2に対するエッチング液により浸食されるニッケル膜4をAu膜6により被覆できるため、いわゆるサイドエッチを防止することが可能である。   In the film pattern forming method of the present embodiment, in addition to obtaining the same effects as those of the first embodiment, the nickel film 4 eroded by the etchant for the NiCr film 2 can be covered with the Au film 6, so-called It is possible to prevent side etching.

(液滴吐出ヘッド)
次に、上記膜パターン形成方法で配線パターンが形成された基板を有する液滴吐出ヘッドについて図3を参照して説明する。
図3は、液滴吐出ヘッドHの断面構成図である。
(Droplet ejection head)
Next, a liquid droplet ejection head having a substrate on which a wiring pattern is formed by the above film pattern forming method will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the droplet discharge head H.

本実施形態の液滴吐出ヘッドHは、インク(機能液)を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図3に示すように、液滴吐出ヘッド1は、液滴が吐出されるノズル開口15を備えたノズル基板16と、ノズル基板16の上面(+Z側)に接続されてインク流路を形成する流路形成基板10と、流路形成基板10の上面に接続されて圧電素子(駆動素子)300の駆動によって変位する振動板400と、振動板400の上面に接続されてリザーバ100を形成するリザーバ形成基板(保護基板)20と、リザーバ形成基板20上に設けられた前記圧電素子300を駆動するための駆動回路部(ドライバIC)200A〜200Bと、駆動回路部200A〜200Bと接続された複数の配線パターン(膜パターン)34とを備えて構成されている。   The droplet discharge head H of the present embodiment discharges ink (functional liquid) in the form of droplets from a nozzle. As shown in FIG. 3, the droplet discharge head 1 is connected to a nozzle substrate 16 having a nozzle opening 15 from which droplets are discharged and an upper surface (+ Z side) of the nozzle substrate 16 to form an ink flow path. The flow path forming substrate 10, the vibration plate 400 connected to the upper surface of the flow path forming substrate 10 and displaced by driving the piezoelectric element (driving element) 300, and the reservoir connected to the upper surface of the vibration plate 400 to form the reservoir 100. A formation substrate (protection substrate) 20, drive circuit units (driver ICs) 200 </ b> A to 200 </ b> B for driving the piezoelectric element 300 provided on the reservoir formation substrate 20, and a plurality connected to the drive circuit units 200 </ b> A to 200 </ b> B. Wiring pattern (film pattern) 34.

液滴吐出ヘッド1の動作は、各駆動回路部200A〜200Bに接続された図示略の外部コントローラによって制御される。流路形成基板10には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されており、これらの開口領域は、ノズル基板16と振動板400とにより囲まれて圧力発生室12を形成する。また、上記平面視略櫛歯状の開口領域のうち、リザーバ形成基板20と流路形成基板10とにより囲まれた部分がリザーバ100を形成している。   The operation of the droplet discharge head 1 is controlled by an external controller (not shown) connected to each of the drive circuit units 200A to 200B. The flow path forming substrate 10 is partitioned and formed with a plurality of substantially comb-shaped opening regions in plan view, and these opening regions are surrounded by the nozzle substrate 16 and the diaphragm 400 to form the pressure generating chamber 12. To do. Further, a portion surrounded by the reservoir forming substrate 20 and the flow path forming substrate 10 in the substantially comb-shaped opening region in the plan view forms the reservoir 100.

流路形成基板10の図示下面側(−Z側)は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板16が流路形成基板10の下面に接続されている。流路形成基板10の下面とノズル基板16とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。ノズル基板16には、液滴を吐出する複数のノズル開口15が設けられている。具体的には、ノズル基板16に設けられた複数(例えば720個程度)のノズル開口15はY軸方向(紙面と直交する方向)に配列されている。   The lower surface side (−Z side) of the flow path forming substrate 10 is opened, and the nozzle substrate 16 is connected to the lower surface of the flow path forming substrate 10 so as to cover the opening. The lower surface of the flow path forming substrate 10 and the nozzle substrate 16 are fixed via, for example, an adhesive or a heat welding film. The nozzle substrate 16 is provided with a plurality of nozzle openings 15 for discharging droplets. Specifically, a plurality of (for example, about 720) nozzle openings 15 provided in the nozzle substrate 16 are arranged in the Y-axis direction (direction perpendicular to the paper surface).

圧力発生室12とノズル開口15とは、各々対応して設けられている。すなわち、圧力発生室12は、複数のノズル開口15に対応するように、Y軸方向に複数並んで設けられている。圧力発生室12は、X軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁10Kが形成されている。   The pressure generating chamber 12 and the nozzle opening 15 are provided corresponding to each other. That is, a plurality of pressure generation chambers 12 are provided side by side in the Y-axis direction so as to correspond to the plurality of nozzle openings 15. The pressure generating chambers 12 are arranged so as to face each other in the X-axis direction, and a partition wall 10K is formed between them.

複数の圧力発生室12の基板中央部側の端部は上述した隔壁10Kによって閉塞されているが、基板外縁部側の端部は互いに接続するように集合され、リザーバ100と接続されている。リザーバ100は、機能液導入口25と圧力発生室12との間で機能液を一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板20にY軸方向に延びる平面視矩形状に形成されたリザーバ部21と、流路形成基板10に形成された連通部13とから構成されている。そして、連通部13において各圧力発生室12と接続され、複数の圧力発生室12の共通の機能液保持室(インク室)を形成している。図3に示す機能液の経路をみると、ヘッド外端上面に開口する機能液導入口25より導入された機能液が、導入路26を経てリザーバ100に流れ込み、供給路14を経て、複数の圧力発生室12のそれぞれに供給されるようになっている。   The ends of the plurality of pressure generating chambers 12 on the substrate center side are closed by the partition wall 10K described above, but the ends on the substrate outer edge side are assembled so as to be connected to each other and connected to the reservoir 100. The reservoir 100 temporarily holds the functional liquid between the functional liquid inlet 25 and the pressure generation chamber 12, and is a reservoir formed in a rectangular shape in plan view extending in the Y-axis direction on the reservoir forming substrate 20. It is comprised from the part 21 and the communication part 13 formed in the flow-path formation board | substrate 10. FIG. The communication section 13 is connected to each pressure generation chamber 12 to form a common functional liquid holding chamber (ink chamber) for the plurality of pressure generation chambers 12. Looking at the path of the functional liquid shown in FIG. 3, the functional liquid introduced from the functional liquid introduction port 25 opened on the upper surface of the outer end of the head flows into the reservoir 100 through the introduction path 26, and passes through the supply path 14 to form a plurality of It is supplied to each of the pressure generation chambers 12.

流路形成基板10とリザーバ形成基板20との間に配置された振動板400は、流路形成基板10側から順に弾性膜50と下電極膜60とを積層した構造を備えている。流路形成基板10側に配される弾性膜50は、例えば1〜2μm程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、弾性膜50上に形成される下電極膜60は、例えば0.2μm程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜60は、流路形成基板10とリザーバ形成基板20との間に配される複数の圧電素子300の共通電極としても機能するようになっている。   The vibration plate 400 disposed between the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 has a structure in which the elastic film 50 and the lower electrode film 60 are laminated in order from the flow path forming substrate 10 side. The elastic film 50 disposed on the flow path forming substrate 10 side is made of, for example, a silicon oxide film having a thickness of about 1 to 2 μm. The lower electrode film 60 formed on the elastic film 50 is, for example, 0. It consists of a metal film having a thickness of about 2 μm. In the present embodiment, the lower electrode film 60 also functions as a common electrode for a plurality of piezoelectric elements 300 disposed between the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20.

振動板400を変形させるための圧電素子300は、下電極膜60側から順に圧電体膜70と、上電極膜80とを積層した構造を備えている。圧電体膜70の厚さは例えば1μm程度、上電極膜80の厚さは例えば0.1μm程度である。
なお、圧電素子300の概念としては、圧電体膜70及び上電極膜80に加えて、下電極膜60を含むものであってもよい。下電極膜60は圧電素子300として機能する一方、振動板400としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜50及び下電極膜60が振動板400として機能する構成を採用しているが、弾性膜50を省略して下電極膜60が弾性膜(50)を兼ねる構成とすることもできる。
A piezoelectric element 300 for deforming the diaphragm 400 has a structure in which a piezoelectric film 70 and an upper electrode film 80 are laminated in order from the lower electrode film 60 side. The thickness of the piezoelectric film 70 is, for example, about 1 μm, and the thickness of the upper electrode film 80 is, for example, about 0.1 μm.
The concept of the piezoelectric element 300 may include the lower electrode film 60 in addition to the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80. This is because the lower electrode film 60 functions as the piezoelectric element 300 and also functions as the diaphragm 400. In the present embodiment, a configuration in which the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as the diaphragm 400 is employed, but the elastic film 50 is omitted and the lower electrode film 60 also serves as the elastic film (50). You can also.

圧電素子300(圧電体膜70及び上電極膜80)は、複数のノズル開口15及び圧力発生室12のそれぞれに対応するように複数設けられている。
圧電素子300を含む振動板400上の領域を覆って、リザーバ形成基板20が設けられており、リザーバ形成基板20の上面(流路形成基板10と反対側面)には、封止膜31と固定板32とを積層した構造のコンプライアンス基板30が接合されている。このコンプライアンス基板30において、内側に配される封止膜31は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さ6μm程度のポリフェニレンスルフィドフィルム)からなり、この封止膜31によってリザーバ部21の上部が封止されている。他方、外側に配される固定板32は、金属等の硬質の材料(例えば、厚さ30μm程度のステンレス鋼)からなる板状部材である。
この固定板32には、リザーバ100に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部33が形成されており、この構成によりリザーバ100の上部は、可撓性を有する封止膜31のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部22となっている。
A plurality of piezoelectric elements 300 (the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80) are provided so as to correspond to the plurality of nozzle openings 15 and the pressure generating chambers 12, respectively.
A reservoir forming substrate 20 is provided so as to cover a region on the vibration plate 400 including the piezoelectric element 300, and the sealing film 31 is fixed to the upper surface of the reservoir forming substrate 20 (the side opposite to the flow path forming substrate 10). A compliance substrate 30 having a structure in which a plate 32 is laminated is bonded. In the compliance substrate 30, the sealing film 31 disposed on the inner side is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide film having a thickness of about 6 μm). The upper part of is sealed. On the other hand, the fixed plate 32 disposed on the outside is a plate-like member made of a hard material such as metal (for example, stainless steel having a thickness of about 30 μm).
The fixing plate 32 has an opening 33 formed by cutting out a planar region corresponding to the reservoir 100. With this configuration, the upper portion of the reservoir 100 is sealed only by the flexible sealing film 31. The flexible portion 22 can be deformed by a change in internal pressure.

通常、機能液導入口25からリザーバ100に機能液が供給されると、例えば、圧電素子300の駆動時の機能液の流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ100内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ100の上部が封止膜31のみよって封止された可撓部22を有しているので、この可撓部22が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ100内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板32によって十分な強度に保持されている。そして、リザーバ100の外側のコンプライアンス基板30上には、リザーバ100に機能液を供給するための機能液導入口25が形成されており、リザーバ形成基板20には、機能液導入口25とリザーバ100の側壁とを連通する導入路26が設けられている。   Normally, when the functional liquid is supplied to the reservoir 100 from the functional liquid inlet 25, a pressure change occurs in the reservoir 100 due to, for example, the flow of the functional liquid when the piezoelectric element 300 is driven or the ambient heat. However, as described above, since the upper portion of the reservoir 100 has the flexible portion 22 sealed only by the sealing film 31, the flexible portion 22 bends and deforms to absorb the pressure change. Therefore, the inside of the reservoir 100 is always maintained at a constant pressure. The other parts are held at a sufficient strength by the fixing plate 32. A functional liquid introduction port 25 for supplying a functional liquid to the reservoir 100 is formed on the compliance substrate 30 outside the reservoir 100, and the functional liquid introduction port 25 and the reservoir 100 are formed on the reservoir forming substrate 20. There is provided an introduction path 26 that communicates with the side wall.

リザーバ形成基板20は、流路形成基板10とともに液滴吐出ヘッド1の基体を成す部材であるから剛体とすることが好ましく、リザーバ形成基板20を形成する材料として流路形成基板10と略同一の熱膨張率を有する材料を用いることがより好ましい。本実施形態の場合、流路形成基板10がシリコンからなるものであるから、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適である。シリコン単結晶基板を用いた場合、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、圧電素子保持部24や溝部700を容易に形成できるという利点が得られる。その他、流路形成基板10と同様、ガラス、セラミック材料等を用いてリザーバ形成基板20を作製することもできる。   Since the reservoir forming substrate 20 is a member that forms the base of the droplet discharge head 1 together with the flow path forming substrate 10, it is preferable that the reservoir forming substrate 20 be a rigid body, and the material forming the reservoir forming substrate 20 is substantially the same as the flow path forming substrate 10. It is more preferable to use a material having a thermal expansion coefficient. In the present embodiment, since the flow path forming substrate 10 is made of silicon, a silicon single crystal substrate made of the same material as that is suitable. When a silicon single crystal substrate is used, high-precision processing can be easily performed by anisotropic etching, so that an advantage that the piezoelectric element holding portion 24 and the groove portion 700 can be easily formed is obtained. In addition, similarly to the flow path forming substrate 10, the reservoir forming substrate 20 can be manufactured using glass, a ceramic material, or the like.

リザーバ形成基板20上には2個の駆動回路部200A〜200Bが配設されている。駆動回路部200A〜200Bは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路(IC)を含んで構成されている。各駆動回路部200A〜200Bは、複数の接続端子(図示せず)を備えており、一部の接続端子がリザーバ形成基板20上に形成された配線パターン34に対してワイヤーW1により接続されている。駆動回路部200A〜200Bの他の一部の接続端子は、リザーバ形成基板20の溝部700内に配置された上電極膜80に対してワイヤーW2により接続されている。   On the reservoir forming substrate 20, two drive circuit portions 200A to 200B are disposed. The drive circuit units 200A to 200B are configured to include, for example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) including a drive circuit. Each of the drive circuit units 200A to 200B includes a plurality of connection terminals (not shown), and some of the connection terminals are connected to the wiring pattern 34 formed on the reservoir forming substrate 20 by wires W1. Yes. Another part of the connection terminals of the drive circuit units 200A to 200B is connected to the upper electrode film 80 disposed in the groove 700 of the reservoir forming substrate 20 by the wire W2.

リザーバ形成基板20のうち、X軸方向に関して中央部には、Y軸方向に延びる溝部700が形成されている。
溝部700によってX軸方向に関し区画されるリザーバ形成基板20のうち、回路駆動部200Aと接続される複数の圧電素子300を封止している部分を第1封止部20Aとし、駆動回路部200Bと接続される複数の圧電素子300を封止ししている部分を第2封止部20Bとする。これらの第1封止部20A及び第2封止部20Bには、それぞれ圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する圧電素子保持部24が設けられている。圧電素子300のうち、少なくとも圧電体膜70は、この圧電素子保持部24内に密封されている。
A groove 700 extending in the Y-axis direction is formed in the central portion of the reservoir forming substrate 20 in the X-axis direction.
Of the reservoir forming substrate 20 partitioned in the X-axis direction by the groove 700, a portion sealing the plurality of piezoelectric elements 300 connected to the circuit driving unit 200A is defined as a first sealing unit 20A, and the driving circuit unit 200B. A portion sealing the plurality of piezoelectric elements 300 connected to the second sealing portion 20B is a second sealing portion 20B. Each of the first sealing portion 20A and the second sealing portion 20B secures a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 in a region facing the piezoelectric element 300, and also seals the space. An element holding unit 24 is provided. Of the piezoelectric element 300, at least the piezoelectric film 70 is sealed in the piezoelectric element holding portion 24.

第1封止部20Aの圧電素子保持部24によって封止されている圧電素子300のうち、上電極膜80の−X側の端部は、第1封止部20Aの外側まで延びて、溝部700の底面部に露出している。溝部700における流路形成基板10上に下電極膜60の一部が配置されている場合においては、上電極膜80と下電極膜60との短絡を防止するための絶縁膜600が、上電極膜80と下電極膜60との間に介挿されている。同様に、第2封止部20Bの圧電素子保持部24によって封止されている圧電素子300のうち、上電極膜80の+X側の端部が、第2封止部20Bの外側まで延びて、溝部700内に露出しており、この露出側の端部にも、上電極膜80と下電極膜60との間に絶縁膜600が介挿されている。   Of the piezoelectric element 300 sealed by the piezoelectric element holding part 24 of the first sealing part 20A, the end part on the −X side of the upper electrode film 80 extends to the outside of the first sealing part 20A, and is a groove part. The bottom surface of 700 is exposed. In the case where a part of the lower electrode film 60 is disposed on the flow path forming substrate 10 in the groove portion 700, the insulating film 600 for preventing a short circuit between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 is the upper electrode. It is interposed between the film 80 and the lower electrode film 60. Similarly, in the piezoelectric element 300 sealed by the piezoelectric element holding part 24 of the second sealing part 20B, the + X side end of the upper electrode film 80 extends to the outside of the second sealing part 20B. The insulating film 600 is interposed between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 at the exposed end portion.

本実施形態では、配線パターン34、駆動回路部200A、200B等が設けられたリザーバ形成基板20及び圧電素子300が設けられた流路形成基板10がそれぞれ本発明に係るデバイスの一部を構成し、これらのデバイスを組み立て、固定することにより、液滴吐出ヘッドHが製造される。   In the present embodiment, the reservoir forming substrate 20 provided with the wiring pattern 34, the drive circuit units 200A and 200B, and the flow path forming substrate 10 provided with the piezoelectric element 300 each constitute a part of the device according to the present invention. The droplet discharge head H is manufactured by assembling and fixing these devices.

上述した構成を有する液滴吐出ヘッド1により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド1に接続された外部コントローラ(図示略)によって機能液導入口25に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口25を介してリザーバ100に供給された後、ノズル開口15に至るまでの液滴吐出ヘッド1の内部流路を満たす。   In order to eject droplets of the functional liquid by the droplet discharge head 1 having the above-described configuration, an external controller (not shown) connected to the droplet discharge head 1 is connected to the functional liquid inlet 25 (not shown). The external functional liquid supply device is driven. The functional liquid delivered from the external functional liquid supply device fills the internal flow path of the droplet discharge head 1 from the functional liquid introduction port 25 to the reservoir 100 to the nozzle opening 15.

また外部コントローラは、リザーバ形成基板20上に実装された駆動回路部200A、200B等に例えば配線パターン34を介して駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部200A、200Bは、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、各圧電素子300に送信する。
すると、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧が印加される結果、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体膜70に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室12の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口15より液滴が吐出される。
Further, the external controller transmits drive power and a command signal to the drive circuit units 200A and 200B mounted on the reservoir forming substrate 20 via the wiring pattern 34, for example. The drive circuit units 200 </ b> A and 200 </ b> B that receive the command signal and the like transmit a drive signal based on the command from the external controller to each piezoelectric element 300.
Then, as a result of applying a voltage between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 70 are displaced. Due to the displacement, the volume of each pressure generating chamber 12 changes to increase the internal pressure, and a droplet is ejected from the nozzle opening 15.

本実施形態では、上記リザーバ形成基板20に形成された配線パターン34、及び流路形成基板10に形成された圧電体膜70、上電極膜80が、上述した膜パターン形成方法により形成されている。
そのため、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドHは、十分な厚さに積層され低抵抗の配線を介して信号が確実に伝達され、また反り等による駆動回路部200A、200Bの接合不良等が生じず、安定した液滴吐出動作を確保することが可能になる。
In the present embodiment, the wiring pattern 34 formed on the reservoir forming substrate 20, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 formed on the flow path forming substrate 10 are formed by the film pattern forming method described above. .
For this reason, the droplet discharge head H according to the present embodiment has a sufficient thickness and a signal is reliably transmitted through the low-resistance wiring, and there is a bonding failure of the drive circuit units 200A and 200B due to warpage or the like. It does not occur, and a stable droplet discharge operation can be ensured.

(液滴吐出装置)
次に、上述した液滴吐出ヘッドHを備えた液滴吐出装置の一例について図4を参照しながら説明する。本例では、その一例として、前述の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット式記録装置について説明する。
(Droplet discharge device)
Next, an example of a droplet discharge device including the above-described droplet discharge head H will be described with reference to FIG. In this example, an ink jet recording apparatus including the above-described droplet discharge head will be described as an example.

液滴吐出ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載されている。図4に示すように、液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット61A及び61Bには、インク供給手段を構成するカートリッジ62A及び62Bが着脱可能に設けられており、この記録ヘッドユニット61A及び61Bを搭載したキャリッジ63が、装置本体64に取り付けられたキャリッジ軸65に軸方向移動自在に取り付けられている。   The droplet discharge head constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 4, the recording head units 61A and 61B having the droplet discharge heads are detachably provided with cartridges 62A and 62B constituting the ink supply means, and the recording head units 61A and 61B are mounted. The carriage 63 is attached to a carriage shaft 65 attached to the apparatus main body 64 so as to be movable in the axial direction.

記録ヘッドユニット61A及び61Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ66の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト67を介してキャリッジ63に伝達されることで、記録ヘッドユニット61A及び61Bを搭載したキャリッジ63がキャリッジ軸65に沿って移動するようになっている。一方、装置本体64にはキャリッジ軸65に沿ってプラテン68が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン68上に搬送されるようになっている。上記構成を具備したインクジェット式記録装置は、前述の液滴吐出ヘッドHを備えているので、小型で信頼性が高く、更に低コストなインクジェット式記録装置となっている。   The recording head units 61A and 61B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively. Then, the driving force of the driving motor 66 is transmitted to the carriage 63 via a plurality of gears and a timing belt 67 (not shown), so that the carriage 63 on which the recording head units 61A and 61B are mounted moves along the carriage shaft 65. It is like that. On the other hand, the apparatus main body 64 is provided with a platen 68 along the carriage shaft 65, and a recording sheet S which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown) is conveyed onto the platen 68. It is like that. Since the ink jet recording apparatus having the above configuration includes the above-described droplet discharge head H, the ink jet recording apparatus is small, highly reliable, and low in cost.

なお、図4では、本発明の液滴吐出装置の一例としてプリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明はこれに限らず、係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。   In FIG. 4, an ink jet recording apparatus as a single printer is shown as an example of the liquid droplet ejection apparatus of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and a printer realized by incorporating such a liquid droplet ejection head. It can also be applied to units. Such a printer unit is attached to a display device such as a television or an input device such as a whiteboard, and is used to print an image displayed or input by the display device or the input device.

また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機EL装置、回路基板等を安価に製造することができる。   The droplet discharge head can also be applied to a droplet discharge apparatus for forming various devices by a liquid phase method. In this embodiment, as the functional liquid discharged from the droplet discharge head, a liquid crystal display device forming material for forming a liquid crystal display device, an organic EL forming material for forming an organic EL display device, an electronic circuit A material including a wiring pattern forming material for forming a wiring pattern is used. According to the manufacturing process in which these functional liquids are selectively arranged on a substrate by a droplet discharge device, the pattern arrangement of the functional material is possible without going through a photolithography process, so a liquid crystal display device, an organic EL device, a circuit board Etc. can be manufactured at low cost.

また、上記実施形態では、本発明に係る膜パターン形成方法を液滴吐出ヘッドHに用いられる基板に適用する構成としたが、これ以外にも、半導体配線形成や、非接触型カード媒体におけるアンテナ回路、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用する表面伝導型電子放出素子の薄膜形成等にも適用可能である。   In the above embodiment, the film pattern forming method according to the present invention is applied to the substrate used for the droplet discharge head H. However, in addition to this, semiconductor wiring formation and an antenna in a non-contact card medium are used. The present invention can also be applied to the formation of a thin film of a surface conduction electron-emitting device utilizing a phenomenon in which electrons are emitted by flowing a current through a small-area thin film formed on a circuit or a substrate in parallel with the film surface.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、下地金属の第1導電膜としてNi−Cr合金を一例として示したが、これに限定されるものではなく、Ni、Cr、Cr含有合金、Ni含有合金にも適用可能である。
また、メッキ形成する第2導電膜としてニッケル膜を成膜する例を示したが、これに限定されるものではなく、CuやAu、さらには、これらを2種類以上組み合わせることも可能である。
For example, in the above embodiment, the Ni—Cr alloy is shown as an example of the first conductive film of the base metal, but the present invention is not limited to this, and can be applied to Ni, Cr, Cr-containing alloys, and Ni-containing alloys. It is.
Moreover, although the example which forms a nickel film as a 2nd electrically conductive film formed by plating was shown, it is not limited to this, Cu, Au, Furthermore, it is also possible to combine these 2 or more types.

本発明の実施の形態を示す図であって、膜パターン形成方法の工程を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention, Comprising: It is a figure which shows the process of the film | membrane pattern formation method. 膜パターン形成方法の第2実施形態の工程を示す図である。It is a figure which shows the process of 2nd Embodiment of the film | membrane pattern formation method. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the droplet discharge head which concerns on this invention. 液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図である。It is a perspective block diagram which shows an example of a droplet discharge device.

符号の説明Explanation of symbols

H…液滴吐出ヘッド、 1…シリコン基板(基板)、 2…NiCr膜(第1導電膜)、 3…メッキレジストパターン(マスク層)、 4…ニッケル膜(第2導電膜)、 5…Au膜(第2導電膜)、 6…Au膜(第3導電膜)、 7、34…配線パターン(膜パターン)、 20…リザーバ形成基板(基板)
H: Droplet discharge head, 1 ... Silicon substrate (substrate), 2 ... NiCr film (first conductive film), 3 ... Plating resist pattern (mask layer), 4 ... Nickel film (second conductive film), 5 ... Au Film (second conductive film), 6 ... Au film (third conductive film), 7, 34 ... wiring pattern (film pattern), 20 ... reservoir forming substrate (substrate)

Claims (8)

液滴が吐出されるノズル開口を備えたノズル基板と、ノズル基板の一面に接続されて液体流路を形成する流路形成基板と、流路形成基板の一面に接続されて圧電素子の駆動によって変位する振動板と、振動板の一面に接続されてリザーバを形成するリザーバ形成基板とを備え、前記圧電素子は、前記振動板に順次積層された圧電体膜及び電極膜を有し、前記リザーバ形成基板には、前記圧電素子と段差をもって配置され前記圧電素子を駆動する駆動回路部と、該駆動回路部と段差をもって配置される配線パターンとが設けられ、前記駆動回路部と前記配線パターンとは第1ワイヤーにより接続され、前記駆動回路部と前記電極膜とは第2ワイヤーにより接続される液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記配線パターン、前記圧電体膜及び前記電極膜は、Ni、Cr、Cr含有合金、Ni含有合金のいずれかで形成される第1導電膜と、メッキにより前記第1導電膜上に成膜された第2導電膜とを有する膜パターンを基板上に形成する膜パターン形成方法で形成され、
前記膜パターン形成方法は、前記第1導電膜が製膜された前記基板上に前記膜パターンに応じた開口部を有するマスク層をパターン形成する工程と、
前記第2導電膜をメッキ形成する前に、前記第1導電膜に対して、メッキ処理の触媒を付与する工程と、
前記開口部を介して前記第1導電膜上に前記第2導電膜をメッキ形成する工程と、
前記第2導電膜が形成された基板から、O プラズマ処理により前記マスク層を剥離する工程とを有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
A nozzle substrate having a nozzle opening through which droplets are discharged, a flow path forming substrate connected to one surface of the nozzle substrate to form a liquid flow path, and a piezoelectric element connected to one surface of the flow path forming substrate and driven by a piezoelectric element A diaphragm that is displaced, and a reservoir forming substrate that is connected to one surface of the diaphragm to form a reservoir, and the piezoelectric element includes a piezoelectric film and an electrode film that are sequentially stacked on the diaphragm, and the reservoir The formation substrate is provided with a drive circuit unit that is arranged with a step from the piezoelectric element and drives the piezoelectric element, and a wiring pattern that is arranged with the drive circuit unit and a step, and the drive circuit unit and the wiring pattern Is connected by a first wire, and the driving circuit unit and the electrode film are manufacturing methods of a droplet discharge head connected by a second wire,
The wiring pattern, the piezoelectric film, and the electrode film are formed on the first conductive film by plating and a first conductive film formed of any one of Ni, Cr, Cr-containing alloy, and Ni-containing alloy. Formed by a film pattern forming method of forming a film pattern having a second conductive film on a substrate ,
The film pattern forming method includes a step of patterning a mask layer having an opening corresponding to the film pattern on the substrate on which the first conductive film is formed;
Applying a plating catalyst to the first conductive film before plating the second conductive film;
Plating the second conductive film on the first conductive film through the opening;
Wherein the second substrate a conductive film is formed, the manufacturing method of the droplet discharge head is characterized in that a step of removing the mask layer by O 2 plasma treatment.
請求項1記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記マスク層を剥離した後に、前記第2導電膜上に第3導電膜をメッキ形成する工程を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
In the manufacturing method of the droplet discharge head according to claim 1,
A method for manufacturing a droplet discharge head , comprising: a step of plating a third conductive film on the second conductive film after peeling the mask layer.
請求項2記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記第3導電膜をマスクとして前記第1導電膜を除去する工程を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
In the manufacturing method of the droplet discharge head according to claim 2,
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising the step of removing the first conductive film using the third conductive film as a mask.
請求項1から3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記触媒は、前記第1導電膜に対するエッチング液に混合されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
In the manufacturing method of the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 3 ,
The method for manufacturing a droplet discharge head , wherein the catalyst is mixed with an etchant for the first conductive film.
請求項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記触媒は、前記エッチング液と同一の液剤を溶液として溶解したものが用いられることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
In the manufacturing method of the droplet discharge head according to claim 4 ,
The method for manufacturing a droplet discharge head, wherein the catalyst is a solution in which the same liquid agent as the etching solution is dissolved.
請求項1から5のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記メッキは、無電解メッキであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
In the manufacturing method of the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 5 ,
The method of manufacturing a droplet discharge head , wherein the plating is electroless plating.
請求項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記第2導電膜は、Ni、Cu、Auのうちの少なくとも一つで形成されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
In the manufacturing method of the droplet discharge head according to claim 6 ,
The method of manufacturing a droplet discharge head, wherein the second conductive film is formed of at least one of Ni, Cu, and Au.
請求項1から7のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記膜パターンを線状に形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法
In the manufacturing method of the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 7 ,
A method of manufacturing a droplet discharge head, wherein the film pattern is formed in a linear shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100987754B1 (en) 2008-05-16 2010-10-13 삼성전기주식회사 Printed circuit board and manufacturing method thereof
KR100975084B1 (en) * 2008-05-22 2010-08-11 성균관대학교산학협력단 Method for forming metal line pattern by using selective electroless plating on flexible substrate
JP6049321B2 (en) * 2012-06-22 2016-12-21 キヤノン株式会社 Method for manufacturing liquid discharge head
JP2015159197A (en) * 2014-02-24 2015-09-03 新光電気工業株式会社 Wiring board and method for manufacturing the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03208347A (en) * 1990-01-10 1991-09-11 Mitsubishi Electric Corp Formation of bump
JPH0555727A (en) * 1991-08-23 1993-03-05 Hitachi Ltd Manufacture of printed circuit board
JPH05156457A (en) * 1991-12-06 1993-06-22 Hitachi Chem Co Ltd Palladium catalyst solution for electroless nickel plating and electroless nickel plating method using the same
JP2002240278A (en) * 2001-02-19 2002-08-28 Brother Ind Ltd Ink jet printer head
JP2004087862A (en) * 2002-08-28 2004-03-18 Hitachi Cable Ltd Tape carrier for semiconductor device
JP2004087597A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Murata Mfg Co Ltd Method for manufacturing wiring board
JP2004095983A (en) * 2002-09-03 2004-03-25 Toppan Printing Co Ltd Manufacturing method of printed wiring board

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03208347A (en) * 1990-01-10 1991-09-11 Mitsubishi Electric Corp Formation of bump
JPH0555727A (en) * 1991-08-23 1993-03-05 Hitachi Ltd Manufacture of printed circuit board
JPH05156457A (en) * 1991-12-06 1993-06-22 Hitachi Chem Co Ltd Palladium catalyst solution for electroless nickel plating and electroless nickel plating method using the same
JP2002240278A (en) * 2001-02-19 2002-08-28 Brother Ind Ltd Ink jet printer head
JP2004087597A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Murata Mfg Co Ltd Method for manufacturing wiring board
JP2004087862A (en) * 2002-08-28 2004-03-18 Hitachi Cable Ltd Tape carrier for semiconductor device
JP2004095983A (en) * 2002-09-03 2004-03-25 Toppan Printing Co Ltd Manufacturing method of printed wiring board

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