JP5218164B2 - ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5218164B2 JP5218164B2 JP2009056036A JP2009056036A JP5218164B2 JP 5218164 B2 JP5218164 B2 JP 5218164B2 JP 2009056036 A JP2009056036 A JP 2009056036A JP 2009056036 A JP2009056036 A JP 2009056036A JP 5218164 B2 JP5218164 B2 JP 5218164B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- nozzle
- recess
- manufacturing
- silicon substrate
- 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
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 326
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 69
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 92
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 92
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 22
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 12
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims description 11
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 29
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 29
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 16
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- VCZQFJFZMMALHB-UHFFFAOYSA-N tetraethylsilane Chemical compound CC[Si](CC)(CC)CC VCZQFJFZMMALHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1628—Manufacturing processes etching dry etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1629—Manufacturing processes etching wet etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
- B41J2/1634—Manufacturing processes machining laser machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1635—Manufacturing processes dividing the wafer into individual chips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1642—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1646—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by sputtering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2002/043—Electrostatic transducer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49401—Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet
Description
このように、シリコン基板とガラス基板とを陽極接合し、2層構造として形成しているため、従来の実質4層構造のノズル基板に比べて製造工程を簡略化できる。また、接着剤を用いず陽極接合で接合しているため、吐出液として多様な液体を使用可能なノズル基板1を製造できる。
また、液滴吐出側となる第1ノズル孔をシリコン基板に形成しているので、ノズル孔を精度良く形成することが可能である。
これにより、製造工程中にシリコン基板が割れるのを防止できる。
これにより、シリコン基板を薄板化する際に支持基板が不要となり、製造工程を単純化できる。また、支持基板を貼り付けるための両面テープや接着シートが不要となり、テープの粘着剤や接着剤の糊が固着して異物化することを完全に防止することが可能となる。
これにより、インクに対する耐久性及び吐出面(シリコン基板の他方の面)上の液滴残留防止効果を有するノズル基板を製造できる。吐出面の液滴残留防止効果により、飛行曲がりのない良好な吐出特性を提供できるノズル基板を得ることができる。
これにより、安定した液滴吐出特性を発揮できるノズル基板を得ることができる。
このように、シリコン基板の薄板化には研削加工を用いることができる。
このように、シリコン基板の薄板化にはウェットエッチングを用いることができる。
これにより、接着剤レスで液滴吐出ヘッドを製造することができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。図2は、図1のインクジェットヘッドの長手方向断面図である。なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下とし、ノズルが並んでいる方向を短手方向、短手方向と垂直な方向を長手方向として説明する。
ノズル基板1は、シリコン基板1aとガラス基板1bとを陽極接合してなる2層構造を有しており、例えば約50μmの厚みで構成されている。また、ノズル基板1には、インク滴を吐出する複数のノズル孔11が所定のピッチで設けられており、ここでは、2列のノズル列を形成している。各ノズル孔11は、吐出方向の先端側(インク吐出側)の円筒状の第1ノズル孔11aと、第1ノズル孔11aよりも径の大きい円筒状の第2ノズル孔11bとから構成され、第1ノズル孔11aと第2ノズル孔11bとは同軸上に設けられている。かかる構成により、インク滴の吐出方向をノズル孔11の中心軸方向に揃えることができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができるようになっている。すなわち、インク滴の飛翔方向のばらつきがなくなり、またインク滴の飛び散りがなく、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することが可能となっている。
凹部27は、インク等の液状材料を貯留するためのものであり、各圧力室21に共通のリザーバー(共通インク室)24を構成する。そして、リザーバー24(凹部27)はそれぞれオリフィス23を介して全ての圧力室21に連通しており、圧力室21、リザーバー24及びオリフィス23によりインク流路が形成されている。なお、オリフィス23(凹部26)はノズル基板1の裏面(キャビティー基板2との接合側の面)に設けることもできる。また、リザーバー24の底部にはインク供給孔28が設けられている。
駆動制御回路35は例えば24kHzで発振し、キャビティー基板1の共通電極端子29と個別電極31の間にパルス電圧を印加して個別電極31に電荷供給を行う。個別電極31に電荷を供給して正に帯電させると、振動板22は負に帯電し、振動板22と個別電極31との間に静電気力が発生する。この静電気力の吸引作用により振動板22が個別電極31側に引き寄せられて撓み、圧力室21の容積が拡大する。これによりリザーバー24の内部に溜まっていたインク等の液滴がオリフィス23を通じて圧力室21に流れ込む。次に、個別電極31への電圧の印加を停止すると、静電吸引力が消滅して振動板22が復元し、圧力室21の容積が急激に収縮する。これにより、圧力室21内の圧力が急激に上昇し、この圧力室21に連通しているノズル孔11からインク等の液滴が吐出される。
まず最初に、本発明の特徴部分であるノズル基板1の製造方法を説明する。
(A)まず、図3(A)に示すように、厚み280μmのシリコン基板100を用意し、熱酸化装置(図示せず)にセットして酸化温度1075℃、酸化時間4時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基板100の表面に膜厚1μmの熱酸化膜(SiO2 膜)101を均一に成膜する。
(B)次に、図3(B)に示すように、シリコン基板100の接合面(ノズル基板1のガラス基板1bと接合されることとなる面)100aの熱酸化膜101上に、レジスト102をコーティングし、レジスト102に、第1ノズル孔となる部分102aをパターニングする。
(E)次に、図3(E)に示すように、シリコン基板100の表面に残る熱酸化膜101をフッ酸水溶液で除去した後、シリコン基板100を熱酸化装置(図示せず)にセットして酸化温度1000℃、酸化時間2時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基板100の表面に耐インク保護膜104としての膜厚0.1μmのSiO2 膜を均一に成膜する。この耐インク保護膜104は、第1ノズル孔となる凹部103の側面及び底面にも形成される。
(G)次に、図4(G)に示すように、図3(E)に示すシリコン基板100と、図3(F)のガラス基板110とを、穴加工を施した面同士で位置合わせを行い、チャンバー内で例えば300℃に加熱して200〜800Vの電圧を印加して陽極接合を行う。
(I)次に、図4(I)に示すように、ガラス基板110の表面に、両面接着シート50を介して、ガラス等の透明材料よりなる第1の支持基板としての支持基板120を貼り付ける。具体的には、支持基板120に貼り合わせた両面接着シート50の自己剥離層51の面と、ガラス基板110とを向かい合わせ、真空中で貼り合わせる。これにより接着界面に気泡が残らないきれいな接着が可能になる。この接着の際に接着界面に気泡が残ると、次の(J)の研削加工でシリコン基板100を薄板化する際に板厚がばらつく原因となる。
(M)次に、図5(M)に示すように、吐出面100aにサポートテープ130を貼り付け、その状態で支持基板120側からUV光を照射する。
(O)そして、図5(O)に示すように、ガラス基板110の表面110a側から酸素又はアルゴンのプラズマ処理を行い、ノズル孔11内壁の撥インク膜105を破壊して親水化する。
(P)最後に、所望のチップサイズに分離する。方法としては、ダイヤモンドホイルを使って切断する方法やレーザーを集光させて基板内部に改質層を形成し切断する方法などがある。そして、サポートテープ130を剥離した後、硫酸洗浄等により洗浄する。
以上により、ノズル基板1を作製することができる。
(2)キャビティー基板2及び電極基板3の製造方法
ここでは、電極基板3にシリコン基板200を接合した後、そのシリコン基板200からキャビティー基板2を製造する方法について図6、図7を参照して簡単に説明する。
(A)まず、硼珪酸ガラス等からなる板厚約1mmのガラス基板300に、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してフッ酸によってエッチングすることにより凹部32を形成する。なお、この凹部32は個別電極31の形状より少し大きめの溝状のものであり、個別電極31毎に複数形成される。
そして、凹部32の内部に、例えばスパッタによりITOからなる個別電極31を形成する。
その後、ドリル等によってインク供給孔33を形成することにより、電極基板3が作製される。
(D)シリコン基板200と電極基板3とを陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で接合状態のシリコン基板200をエッチングすることにより、シリコン基板200の厚さを例えば140μmになるまで薄板化する。
そして、このTEOS膜201に、圧力室21となる凹部25、オリフィス23となる凹部26及びリザーバー24となる凹部25を形成するためのレジストをパターニングし、これらの部分のTEOS膜201をエッチング除去する。
その後、シリコン基板200を水酸化カリウム水溶液等でエッチングすることにより、圧力室21となる凹部25、オリフィス23となる凹部26及びリザーバー24となる凹部27を形成する。このとき、配線のための電極取り出し部30となる部分もエッチングして薄板化しておく。なお、図7(E)のウェットエッチングの工程では、例えば初めに35重量%の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後3重量%の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。これにより、振動板22の面荒れを抑制することができる。
(G)次に、シリコン基板200の圧力室21となる凹部25等が形成された面に、プラズマCVDによりTEOS膜(絶縁膜2a)を例えば厚さ0.1μmで形成する。
(H)その後、RIE(Reactive Ion Etching)等によって電極取り出し部30を開放する。また、電極基板3のインク供給孔33からレーザー加工を施してシリコン基板200のリザーバー24となる凹部27の底部を貫通させ、インク供給孔28を形成する。また、振動板22と個別電極31との間のギャップの開放端部をエポキシ樹脂等の封止材34(図2参照)を充填することにより封止する。また、図1に示すように共通電極29がスパッタによりシリコン基板200の上面(ノズル基板1との接合側の面)の端部に形成される。
そして最後に、このキャビティー基板2に、前述のように作製されたノズル基板1のガラス基板1bを接合し、図1に示したインクジェットヘッド10が完成する。ノズル基板1とキャビティー基板2との接合には陽極接合を用いることができ、全体として接着剤レスでインクジェットヘッド10を製造することができる。
実施の形態2は、実施の形態1のノズル基板1の製造方法において支持基板120を不要とした製造方法に関する。以下では、実施の形態2が実施の形態1と異なる部分を中心に説明し、実施の形態1と重複する説明は省略する。
(A)図8(A)に示すように、ガラス基板110に第2ノズル孔となる凹部111aを形成する。この凹部111aの深さは例えば100μm〜200μmとする。
(B)次に、図8(B)に示すように、図3(E)に示すシリコン基板100と、図8(A)のガラス基板110とを、穴加工を施した面同士で位置合わせを行い、チャンバー内で例えば300℃に加熱して200〜800Vの電圧を印加して陽極接合を行う。
(D)次に、図8(D)に示すように、シリコン基板100の表面100a側からグラインダー(図示せず)で研削加工を行う。このとき、実施の形態1では支持基板120を用いていたが、実施の形態2では、ガラス基板110の厚みを上述したように例えば100μm〜200μmとすることにより、ガラス基板110そのものを支持基板とすることができる。よって、別途支持基板を用いる必要が無くなる。このため、支持基板を貼り付けるための両面テープや接着シートが不要となり、テープの粘着剤や接着剤の糊が固着して異物化することを完全に防止することが可能となる。
なお、研削工程では、所望の板厚近傍、例えば50μmまで薄板化する。これにより、第1ノズル孔となる凹部103の底面が削除され第1ノズル孔11aが形成される。薄板化後、さらに、ポリッシャー、CMP装置によってシリコン基板100の表面を研磨し、所定の板厚を例えば25μmにする。以上により、ノズル孔11が形成される。
これ以降の工程(耐インク保護膜104及び撥インク膜105の形成工程等)は実施の形態1と同様である。
Claims (8)
- シリコン基板の一方の面に液滴吐出側の第1ノズル孔となる第1凹部を形成する工程と、
前記第1凹部の内壁を含む前記シリコン基板の前記一方の面全体に耐液体性を有する耐液保護膜を形成する工程と、
ガラス基板の一方の面に液滴供給側の第2ノズル孔となる第2凹部を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記一方の面と前記ガラス基板の前記一方の面同士を、前記第1凹部と前記第2凹部とが対向するようにして陽極接合により接合する工程と、
前記ガラス基板の他方の面を前記第2凹部の底面が開口するまで薄板化し、前記第2ノズル孔を形成する工程と、
前記シリコン基板の他方の面を前記第1凹部の底面が開口するまで薄板化し、前記第1ノズル孔を形成する工程と
を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。 - 前記シリコン基板を薄板化する際には、前記ガラス基板の前記他方の面に支持基板を貼り合わせた状態で行うことを特徴とする請求項1記載のノズル基板の製造方法。
- 前記ガラス基板を薄板化する際には、前記シリコン基板を薄板化する際の支持基板と成り得る程度の厚みまで薄板化し、前記ガラス基板が前記支持基板として機能するようにしたことを特徴とする請求項1記載のノズル基板の製造方法。
- 前記薄板化された前記シリコン基板の前記他方の面に耐液保護膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の前記耐液保護膜の表面に撥液膜を形成する工程と
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載のノズル基板の製造方法。 - 前記第1凹部及び第2凹部は円筒状を成し、且つ前記第1凹部を前記第2凹部に比べて小径に形成し、前記第1ノズル孔及び前記第2ノズル孔で構成されるノズル孔を、液滴供給側から液滴吐出側に向けて断面積が段階的に小さくなる断面階段形状に形成することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載のノズル基板の製造方法。
- 前記シリコン基板の薄板化を研削加工により行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載のノズル基板の製造方法。
- 前記シリコン基板の薄板化をウェットエッチングにより行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載のノズル基板の製造方法。
- 液滴を吐出するための複数のノズル孔を有するノズル基板と、該ノズル基板の前記複数のノズルそれぞれに連通して液滴を収容する複数の圧力室を有するキャビティー基板と、該圧力室に液滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ノズル基板を、請求項1乃至請求項7の何れかに記載のノズル基板の製造方法により製造し、前記ノズル基板と前記キャビティー基板とを陽極接合により接合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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009056036A JP5218164B2 (ja) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 |
US12/706,286 US8205339B2 (en) | 2009-03-10 | 2010-02-16 | Method for manufacturing nozzle substrate, and method for manufacturing droplet discharge head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009056036A JP5218164B2 (ja) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010208122A JP2010208122A (ja) | 2010-09-24 |
JP5218164B2 true JP5218164B2 (ja) | 2013-06-26 |
Family
ID=42729498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009056036A Expired - Fee Related JP5218164B2 (ja) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8205339B2 (ja) |
JP (1) | JP5218164B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6186721B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2017-08-30 | セイコーエプソン株式会社 | ノズルプレートの製造方法、液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射装置の製造方法 |
JP6163752B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2017-07-19 | セイコーエプソン株式会社 | ノズルプレートの製造方法、液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射装置の製造方法 |
JP2014124879A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Seiko Epson Corp | ノズルプレート、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP6230279B2 (ja) * | 2013-06-06 | 2017-11-15 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
JP6184291B2 (ja) * | 2013-10-22 | 2017-08-23 | キヤノン株式会社 | シリコン基板の加工方法 |
WO2015163859A1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid flow structure |
US20200135898A1 (en) * | 2018-10-30 | 2020-04-30 | International Business Machines Corporation | Hard mask replenishment for etching processes |
US11200823B1 (en) * | 2020-06-11 | 2021-12-14 | Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. | Microarray adsorption substrate, driving circuit, and display device |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0994965A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Fuji Electric Co Ltd | インクジェット記録ヘッドの製造方法 |
JP4596612B2 (ja) * | 1999-07-02 | 2010-12-08 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
JP2006187934A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Seiko Epson Corp | 静電アクチュエータ及びその製造方法、液滴吐出ヘッド及びその製造方法、液滴吐出装置並びにデバイス |
JP2006269599A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Sony Corp | パターン形成方法、有機電界効果型トランジスタの製造方法、及び、フレキシブルプリント回路板の製造方法 |
JP2007253373A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法 |
JP2008062414A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Konica Minolta Holdings Inc | インクジェットヘッドの製造方法 |
JP2008100438A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法 |
WO2008072518A1 (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-19 | Konica Minolta Holdings, Inc. | インクジェット装置 |
JP4936880B2 (ja) | 2006-12-26 | 2012-05-23 | 株式会社東芝 | ノズルプレート、ノズルプレートの製造方法、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
JP2009029018A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Seiko Epson Corp | ノズル基板の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置 |
-
2009
- 2009-03-10 JP JP2009056036A patent/JP5218164B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-02-16 US US12/706,286 patent/US8205339B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8205339B2 (en) | 2012-06-26 |
JP2010208122A (ja) | 2010-09-24 |
US20100229390A1 (en) | 2010-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5728795B2 (ja) | ノズルプレートの製造方法、及び、液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP5218164B2 (ja) | ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP5145985B2 (ja) | ノズル基板及びノズル基板の製造方法 | |
JP4660683B2 (ja) | ノズルプレートの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2011121218A (ja) | ノズルプレート、吐出ヘッド及びそれらの製造方法並びに吐出装置 | |
JP4692534B2 (ja) | シリコン製ノズル基板、シリコン製ノズル基板を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置、及びシリコン製ノズル基板の製造方法 | |
JP2009113351A (ja) | シリコン製ノズル基板、シリコン製ノズル基板を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置、及びシリコン製ノズル基板の製造方法 | |
JP5332275B2 (ja) | シリコン製ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置の製造方法 | |
JP4670533B2 (ja) | ノズルプレートの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2008094018A (ja) | ノズルプレートの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP4983361B2 (ja) | ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2009107314A (ja) | ノズルプレート、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置並びにノズルプレートの製造方法 | |
JP5664157B2 (ja) | シリコンノズル基板及びその製造方法 | |
JP2010214923A (ja) | ノズル基板の製造方法、その製造方法で製造されたノズル基板、液滴吐出ヘッドの製造方法、その製造方法で製造された液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 | |
JP2009178948A (ja) | ノズル基板、ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 | |
JP5648262B2 (ja) | シリコン製ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置の製造方法 | |
JP5476912B2 (ja) | ノズル基板及びノズル基板の製造方法並びに液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 | |
JP2010158840A (ja) | シリコン製ノズル基板、シリコン製ノズル基板を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置、及びシリコン製ノズル基板の製造方法 | |
JP2010149375A (ja) | ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2011000893A (ja) | シリコン製ノズル基板、シリコン製ノズル基板を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置、及びシリコン製ノズル基板の製造方法 | |
JP2007320254A (ja) | ノズルプレートの製造方法、ノズルプレート、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置の製造方法及び液滴吐出装置 | |
JP2010125704A (ja) | ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法 | |
JP2009262414A (ja) | シリコン製ノズル基板、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、シリコン製ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置の製造方法 | |
JP2009029018A (ja) | ノズル基板の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置 | |
JP2008114462A (ja) | ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120120 |
|
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: 20130205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130218 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |