JP4967777B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
1.
シリコン基板をエッチング処理してノズル穴加工を行ったシリコンノズルプレートをヘッドチップに接着してインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基板の表面に該シリコン基板をエッチングするためのエッチングマスクとなる膜を設けるための膜形成工程と、
ノズル穴加工パターンと外形加工パターンおよび外形加工パターンに接する耳部に対応して前記膜を部分的に除去するパターン膜形成工程と、
前記パターン膜をエッチングマスクとして前記シリコン基板をエッチング処理してノズル穴を形成すると共に前記外形加工パターンのうち少なくとも一部に相当する第1のハーフエッチング部および、該外形加工パターンと耳部との境界部に沿った第2のハーフエッチング部を形成するエッチング処理工程と、
前記シリコン基板を前記第1のハーフエッチング部に沿って割ることにより分離する分離工程と、
分離されたシリコンノズルプレートをヘッドチップに接合した後に、前記第2のハーフエッチング部に沿って耳部を折り取る工程と、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
2.
前記エッチング処理工程後であって、前記分離工程前に実行される、
前記パターン膜を除去するパターン膜除去工程と、
前記シリコン基板の表面に撥インク膜を形成する工程と、
を更に有することを特徴とする前記1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
<第1の実施の形態>
図1はシリコン基板の加工パターンを示す平面図であり、図2は、シリコンノズルプレートの製造工程の第1の実施の形態を示す断面図である。
<第2の実施の形態>
第2の実施形態においては、シリコン基板の片面からパターニングしてエッチング処理を行う以外は、第1の実施形態と同様である。
図6に示す小径部の直径(ノズル径)23μm、ノズル小径部の長さを40μm、大径部の直径を40μm、ノズル大径部の長さを160μm、ノズル穴の長さ(小径部+大径部)が200μmの穴を141μm間隔で1列に128個とするノズル穴13を有する厚さ200μm、大きさ3mm幅×41mm長の複数個のシリコン基板10cを、直径6インチのシリコン基板(以降、シリコン基板と称する。)10を用いて作製した。
(1)熱酸化法でシリコン基板10を水蒸気雰囲気で1000〜1100℃に加熱・維持した状態で、膜厚1.5μmのエッチングマスクとなる熱酸化膜12を設けた。
(2)熱酸化膜12を設けたシリコン基板10のインク吐出側面にフォトレジストを塗布後、フォトマスクを用いてマスクアライナーで露光した後、現像及びエッチング処理を行って直径23μmの穴を141μm間隔で1列に128個の小径部のノズル穴加工パターン19a及びハーフエッチング部を形成するための前記ノズル径よりも狭い5μmのパターン幅を有する外形加工パターン21a、前記ノズル径より大きい40μmのパターン幅を有する外形加工パターン22aをパターンニングした。
(3)パターニングされたフォトレジストをエッチングマスクとして熱酸化膜をエッチングして部分的に熱酸化膜を除去してパターン膜12aを形成した。
(4)熱酸化膜12を設けたシリコン基板10のインク導入側面にフォトレジストを塗布後、フォトマスクを用いてマスクアライナーで露光した後、現像及びエッチング処理を行って直径40μmの穴を141μm間隔で1列に128個の大径部のノズル穴加工パターン19b及びハーフエッチング部を形成するための前記ノズル径よりも狭い5μmのパターン幅を有する外形加工パターン21b、前記大径部の直径と同じ40μmのパターン幅を有する外形加工パターン22bをパターンニングした。
(5)パターニングされたフォトレジストをエッチングマスクとして熱酸化膜をエッチングして部分的に熱酸化膜を除去してパターン膜12bを形成した。
(6)シリコン基板10をダミーのシリコンウエハー上にクールグリースを用いて貼り付け固定した後、(5)で作製したパターン膜12bをエッチングマスクとしてシリコン基板10をボッシュプロセスによりドライエッチング処理することにより深さ160μmの大径部13b、外形加工の溝部23b、24bを形成した。
(7)シリコン基板10を反転させて、ダミーのシリコンウエハー上にクールグリースを用いて貼り付け固定した後、(3)で作製したパターン膜12aをエッチングマスクとしてシリコン基板10をボッシュプロセスによりドライエッチング処理することにより深さ40μmの小径部13a、外形加工の溝部23a、24aを形成した。ノズル穴13が貫通して完成した時点で、(6)で設けた外形加工の溝24bが貫通する。一方、(6)で設けた外形加工の溝23bは貫通せず、ハーフエッチング部が形成さる。
(8)シリコン基板10を熱酸化膜用エッチング液であるフッ酸に浸けてパターン膜12a,12bを完全に除去した後、洗浄した。
(9)シリコン基板10のインク吐出側の面にパーフルオロアルキルシランからなる膜厚0.1μmの撥インク膜26を蒸着により成膜した。
(10)ハーフエッチング部に沿って割ることにより、個々のシリコン基板10c(シリコンノズルプレート)に分離した。
(11)次に、図4に示すように、これまでに用意したシリコン基板10c(シリコンノズルプレート)とヘッドチップ100とをエポキシ系の接着剤を用いて貼り合わせ、100℃に加熱して硬化させて、インクジェットヘッド20とした。
図7に示すように耳部10dが形成されるように、貫通する外形加工パターン22a、22bの形状を変更し、また、耳部10dを分離するためのハーフエッチング部となる外形加工パターン21a、21bを追加した(追加した部分は点線で表示)以外は実施例1と同様に加工し、耳部10dを有した状態でヘッドチップ100に接着し、その後ハーフエッチング部(点線)に沿って折ることにより耳部10dを分離した。
10c 外形加工されたシリコン基板(シリコンノズルプレート)
12 エッチングマスクとなる膜
12a、12b パターン膜
13 ノズル穴
13a 小径部
13b 大径部
19、19a、19b ノズル穴加工パターン
21,21a、21b 外形加工パターン(ハーフエッチング部に対応)
22、22a、22b 外形加工パターン(貫通部に対応)
Claims (2)
- シリコン基板をエッチング処理してノズル穴加工を行ったシリコンノズルプレートをヘッドチップに接着してインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基板の表面に該シリコン基板をエッチングするためのエッチングマスクとなる膜を設けるための膜形成工程と、
ノズル穴加工パターンと外形加工パターンおよび外形加工パターンに接する耳部に対応して前記膜を部分的に除去するパターン膜形成工程と、
前記パターン膜をエッチングマスクとして前記シリコン基板をエッチング処理してノズル穴を形成すると共に前記外形加工パターンのうち少なくとも一部に相当する第1のハーフエッチング部および、該外形加工パターンと耳部との境界部に沿った第2のハーフエッチング部を形成するエッチング処理工程と、
前記シリコン基板を前記第1のハーフエッチング部に沿って割ることにより分離する分離工程と、
分離されたシリコンノズルプレートをヘッドチップに接合した後に、前記第2のハーフエッチング部に沿って耳部を折り取る工程と、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記エッチング処理工程後であって、前記分離工程前に実行される、
前記パターン膜を除去するパターン膜除去工程と、
前記シリコン基板の表面に撥インク膜を形成する工程と、
を更に有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
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