JP5256998B2

JP5256998B2 - Method for manufacturing actuator device and method for manufacturing liquid jet head

Info

Publication number: JP5256998B2
Application number: JP2008275249A
Authority: JP
Inventors: 昭仁津田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2010099986A

Description

本発明は、圧電素子を有するアクチュエータ装置の製造方法、及び液体を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an actuator device having a piezoelectric element, and a method for manufacturing a liquid ejecting head that discharges liquid.

インクジェット式記録ヘッドとして、ノズル開口に連通する圧力発生室の列を備えた流路形成基板と、この流路形成基板に設けられた圧電素子側に接合されて且つ圧電素子を駆動させる駆動ＩＣが実装される接合基板と、を有する構造が知られている。
圧電素子は、上電極、圧電体層、下電極から構成されている。ここで、圧電体層は数μｍと薄く形成されており、圧電体層の側面への水分の付着、あるいは圧電体層への水分の浸入により、上電極と下電極との短絡等の問題が生じ絶縁破壊の原因になることがある。
このため、圧電素子に水分の浸入を防止する保護膜を形成することによって圧電素子の絶縁破壊を防止し、且つ振動板の変位量の低下を抑えるために上電極部分の保護膜に凹部を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 As an ink jet recording head, a flow path forming substrate having a row of pressure generating chambers communicating with nozzle openings, and a driving IC that is bonded to the piezoelectric element side provided on the flow path forming substrate and drives the piezoelectric element are provided. A structure having a bonding substrate to be mounted is known.
The piezoelectric element is composed of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode. Here, the piezoelectric layer is formed as thin as several μm, and there is a problem such as a short circuit between the upper electrode and the lower electrode due to moisture adhering to the side surface of the piezoelectric layer or moisture entering the piezoelectric layer. This may cause dielectric breakdown.
For this reason, by forming a protective film that prevents moisture from entering the piezoelectric element, a dielectric film of the piezoelectric element is prevented from being broken down, and a recess is provided in the protective film of the upper electrode part in order to suppress a decrease in the displacement of the diaphragm. Are known (for example, see Patent Document 1).

特開２００７−２８１０３３号公報（５頁および６項、図３）JP 2007-281033 A (pages 5 and 6, FIG. 3)

しかしながら、圧電素子に上記の特許文献１のような保護膜を形成した場合、保護膜に凹部を設けたとしても圧電素子の駆動部分の重量が保護膜によって大きくなることから、振動板に十分な変位量が得られない問題が生じてしまう。
なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。 However, when the protective film as described in Patent Document 1 is formed on the piezoelectric element, the weight of the driving portion of the piezoelectric element is increased by the protective film even if the concave part is provided in the protective film. There arises a problem that the amount of displacement cannot be obtained.
Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink droplets but also in other liquid ejecting heads that eject droplets other than ink.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］
基板の一方面側に振動板を形成する工程と、前記振動板上に下電極を形成する工程と、前記下電極上にバンクを形成する工程と、前記バンクによって形成される凹部に圧電体層を形成する工程と、少なくとも前記圧電体層の上面を覆うように上電極を形成する工程と、を有することを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。 [Application Example 1]
Forming a diaphragm on one surface side of the substrate; forming a lower electrode on the diaphragm; forming a bank on the lower electrode; and a piezoelectric layer in a recess formed by the bank And a step of forming an upper electrode so as to cover at least the upper surface of the piezoelectric layer. A method for manufacturing an actuator device, comprising:

この適用例によれば、形成した下電極上にバンクを形成し、圧電体層をこのバンクによって形成される凹部に形成する。そして、上電極を少なくとも圧電体層の上面を覆うように形成する。これにより、圧電体層は、周りをバンクに囲まれて上面が上電極に覆われているので、圧電体層への水分の付着及び浸入を確実に防止でき、短絡等の不良が低減したアクチュエータ装置が得られる。
また、アクチュエータ装置は、水分の浸入を防止するための保護膜等を用いない構造であることから、保護膜等によって振動板の変位を阻害されることなく、圧電素子の変位特性の低下を抑制することができる。 According to this application example, a bank is formed on the formed lower electrode, and the piezoelectric layer is formed in a recess formed by the bank. Then, the upper electrode is formed so as to cover at least the upper surface of the piezoelectric layer. As a result, the piezoelectric layer is surrounded by banks and the upper surface is covered with the upper electrode, so that adhesion and intrusion of moisture to the piezoelectric layer can be surely prevented, and an actuator with reduced defects such as a short circuit A device is obtained.
In addition, since the actuator device has a structure that does not use a protective film to prevent moisture from entering, the displacement of the diaphragm is not inhibited by the protective film, etc., and the deterioration of the displacement characteristics of the piezoelectric element is suppressed. can do.

［適用例２］
上記アクチュエータ装置の製造方法であって、前記圧電体層を形成する工程において、液滴吐出法により前記凹部に圧電材料を塗布して圧電体前駆体膜を形成し、前記圧電体前駆体膜に乾燥と脱脂と焼成とを行うことにより前記圧電体層を形成することを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
この適用例では、液滴吐出法によって圧電材料を凹部に容易に且つ正確に塗布することができ、圧電体前駆体膜を乾燥・脱脂・焼成して精度の高い圧電体層を形成することができる。 [Application Example 2]
In the method of manufacturing the actuator device, in the step of forming the piezoelectric layer, a piezoelectric material is applied to the concave portion by a droplet discharge method to form a piezoelectric precursor film, and the piezoelectric precursor film is formed on the piezoelectric precursor film. A method for manufacturing an actuator device, wherein the piezoelectric layer is formed by drying, degreasing and firing.
In this application example, the piezoelectric material can be easily and accurately applied to the concave portion by the droplet discharge method, and the piezoelectric precursor film can be dried, degreased and fired to form a highly accurate piezoelectric layer. it can.

［適用例３］
上記アクチュエータ装置の製造方法であって、前記圧電体層を形成する前に前記凹部に撥水処理を施すことを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
この適用例では、凹部に撥水処理を施すことにより、圧電体層への水分の付着及び浸入をさらに確実に防止できる。 [Application Example 3]
The method for manufacturing an actuator device according to claim 1, wherein the recess is subjected to a water repellent treatment before the piezoelectric layer is formed.
In this application example, by applying a water repellent treatment to the concave portion, it is possible to more reliably prevent moisture from adhering to and entering the piezoelectric layer.

［適用例４］
上記アクチュエータ装置の製造方法であって、前記バンクは二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなることを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
この適用例では、耐湿性を有するＳｉＯ₂をバンクの材料とすることにより、圧電体層への水分の付着及び浸入をさらに確実に防止できる。 [Application Example 4]
The method for manufacturing an actuator device according to claim 1, wherein the bank is made of silicon dioxide (SiO ₂ ).
In this application example, by using moisture-resistant SiO ₂ as the bank material, it is possible to more reliably prevent moisture from adhering to and entering the piezoelectric layer.

［適用例５］
上記に記載の製造方法により、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面に前記アクチュエータ装置を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 [Application Example 5]
A manufacturing method of a liquid ejecting head, wherein the actuator device is formed on one surface of a flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid by the manufacturing method described above.

この適用例によれば、短絡等の不良が低減して、且つ変位特性の低下を抑制した圧電素子により、信頼性及び液体の噴射特性を向上した液体噴射ヘッドを実現できる。 According to this application example, a liquid ejecting head with improved reliability and liquid ejecting characteristics can be realized by a piezoelectric element in which defects such as a short circuit are reduced and a decrease in displacement characteristics is suppressed.

以下、実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１０００の一例を示す概略図である。同図に示すように、インクジェット式記録装置１０００は、記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂを備えている。この記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ，２Ｂが着脱可能に設けられ、記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an ink jet recording apparatus 1000 as a liquid ejecting apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the ink jet recording apparatus 1000 includes recording head units 1A and 1B. The recording head units 1A and 1B are detachably provided with cartridges 2A and 2B constituting ink supply means. A carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4. Are provided so as to be axially movable.

記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、例えば、それぞれがブラックインク組成物及びカラーインク組成物を噴射する。そして、駆動モータ６の駆動力が、図示しない複数の歯車及びタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂを搭載したキャリッジ３がキャリッジ軸５に沿って移動する。
一方、装置本体４には、キャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラ等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８上を搬送される。
また、記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド１を記録シートＳに対向する位置に備えている。 For example, each of the recording head units 1A and 1B ejects a black ink composition and a color ink composition. The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. To do.
On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S that is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown) is conveyed on the platen 8. The
The recording head units 1 </ b> A and 1 </ b> B include an ink jet recording head 1 as a liquid ejecting head at a position facing the recording sheet S.

図２は、インクジェット式記録ヘッド１を示す分解部分斜視図である。ここで、図２は、インクジェット式記録ヘッド１の長手方向（図中の白抜き矢印方向）に直交する面で切断した分解部分斜視図となっている。同図に示すように、インクジェット式記録ヘッド１の形状は略直方体となっている。図３（ａ）は、インクジェット式記録ヘッド１の部分平面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ’断面図である。 FIG. 2 is an exploded partial perspective view showing the ink jet recording head 1. Here, FIG. 2 is an exploded partial perspective view cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the ink jet recording head 1 (the direction of the white arrow in the figure). As shown in the figure, the shape of the ink jet recording head 1 is a substantially rectangular parallelepiped. 3A is a partial plan view of the ink jet recording head 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A-A '.

図２及び図３に示すように、インクジェット式記録ヘッド１は、流路形成基板１０と、ノズルプレート２０と、接合基板３０と、コンプライアンス基板４０と、図示しない駆動ＩＣとを備えている。流路形成基板１０とノズルプレート２０と接合基板３０とは、流路形成基板１０をノズルプレート２０と接合基板３０とで挟むように積み重ねられ、接合基板３０上に、コンプライアンス基板４０が形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the ink jet recording head 1 includes a flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20, a bonding substrate 30, a compliance substrate 40, and a drive IC (not shown). The flow path forming substrate 10, the nozzle plate 20, and the bonding substrate 30 are stacked so that the flow path forming substrate 10 is sandwiched between the nozzle plate 20 and the bonding substrate 30, and the compliance substrate 40 is formed on the bonding substrate 30. Yes.

流路形成基板１０は、面方位（１１０）のシリコン単結晶板からなる。流路形成基板１０には、異方性エッチングによって、複数の圧力発生室１２が、隔壁１１によって仕切られてインクジェット式記録ヘッド１の長手方向に列をなすように形成されている。圧力発生室１２の当該長手方向に直交する断面形状は台形状で、圧力発生室１２は、インクジェット式記録ヘッド１の幅方向に長く形成されている。 The flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal plate having a plane orientation (110). On the flow path forming substrate 10, a plurality of pressure generating chambers 12 are formed by anisotropic etching so as to be partitioned by the partition walls 11 so as to form a line in the longitudinal direction of the ink jet recording head 1. The cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12 is trapezoidal, and the pressure generating chamber 12 is formed long in the width direction of the ink jet recording head 1.

また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の幅方向の一方端にはインク供給路１３が形成され、インク供給路１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられた連通部１４を介して連通されている。連通部１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１４から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。 In addition, an ink supply path 13 is formed at one end in the width direction of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10, and the ink supply path 13 and each pressure generation chamber 12 are provided for each pressure generation chamber 12. The communication unit 14 communicates with each other. The communication portion 14 is formed with a narrower width than the pressure generation chamber 12, and maintains a constant flow path resistance of ink flowing into the pressure generation chamber 12 from the communication portion 14.

一方、ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１ｍｍ〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板または不錆鋼等からなる。
流路形成基板１０とノズルプレート２０とは、圧力発生室１２を異方性エッチングで形成する際のマスクとして用いられた絶縁保護膜５２を介して、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。 On the other hand, the nozzle plate 21 has a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end of each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 13. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.01 mm to 1 mm, a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to 4.5 [× 10 ⁻⁶ / ° C.], glass ceramics, silicon It consists of a single crystal substrate or non-rust steel.
The flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 are fixed by an adhesive, a heat welding film, or the like through an insulating protective film 52 used as a mask when the pressure generating chamber 12 is formed by anisotropic etching. Yes.

一方、流路形成基板１０のノズルプレート２０が固着された面と対向する面には、弾性膜５０が形成されている。弾性膜５０は、熱酸化により形成された酸化膜からなる。流路形成基板１０の弾性膜５０上には、酸化膜からなる絶縁体膜５５が形成されている。
絶縁体膜５５上には、図３（ｂ）に示すように、白金（Ｐｔ）等の金属やルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ）等の金属酸化物からなる下電極６０と、ペロブスカイト構造の圧電体層７０と、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、窒化シリコン（ＳｉＮ）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）等の酸化膜あるいは窒化膜からなるバンク７５と、例えばＡｕ、Ｉｒ等の金属からなる上電極８０とが形成され、圧電素子３００を構成している。 On the other hand, an elastic film 50 is formed on the surface of the flow path forming substrate 10 that faces the surface to which the nozzle plate 20 is fixed. The elastic film 50 is made of an oxide film formed by thermal oxidation. An insulator film 55 made of an oxide film is formed on the elastic film 50 of the flow path forming substrate 10.
On the insulator film 55, as shown in FIG. 3B, a lower electrode 60 made of a metal oxide such as platinum (Pt) or a metal oxide such as strontium ruthenate (SrRuO), and a piezoelectric layer having a perovskite structure 70, a bank 75 made of an oxide film or a nitride film such as silicon dioxide (SiO ₂ ), silicon nitride (SiN) or zirconium oxide (ZrO ₂ ), and an upper electrode 80 made of a metal such as Au or Ir, for example. Are formed to constitute the piezoelectric element 300.

圧電体層７０となる圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料の他に、例えば、強誘電性圧電性材料にニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマスまたはイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子３００の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよい。 Examples of the piezoelectric material used for the piezoelectric layer 70 include a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT), and, for example, a ferroelectric piezoelectric material such as niobium, nickel, magnesium, bismuth, or yttrium. A relaxor ferroelectric or the like to which any of the above metals is added is used. The composition may be appropriately selected in consideration of the characteristics, usage, etc. of the piezoelectric element 300.

バンク７５は、四角形状の枠体であり、圧電体層７０の外周側面に沿って形成されている。即ち、バンク７５の枠体の内側に圧電体層７０が形成されている。 The bank 75 is a rectangular frame and is formed along the outer peripheral side surface of the piezoelectric layer 70. That is, the piezoelectric layer 70 is formed inside the frame body of the bank 75.

下電極６０は、圧力発生室１２の長手方向では圧力発生室１２に対向する領域内に形成され、複数の圧力発生室１２に対応する領域に亘って連続的に設けられている。また、下電極６０は、圧力発生室１２の列の外側まで延設されている。 The lower electrode 60 is formed in a region facing the pressure generation chamber 12 in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12, and is continuously provided over a region corresponding to the plurality of pressure generation chambers 12. Further, the lower electrode 60 extends to the outside of the row of the pressure generating chambers 12.

上電極８０は、圧電体層７０の上面とバンク７５の枠体の上面を覆うように形成されている。また、上電極８０の一端部近傍には、例えば金（Ａｕ）等からなる上電極用リード電極９０が接続されている。そして、駆動ＩＣと各圧電素子３００から延設された上電極用リード電極９０とは、例えばボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる図示しない接続配線によってそれぞれ電気的に接続されている。また、同様に、駆動ＩＣと下電極６０とは、図示しない接続配線によって電気的に接続されている。 The upper electrode 80 is formed so as to cover the upper surface of the piezoelectric layer 70 and the upper surface of the frame body of the bank 75. Further, an upper electrode lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) or the like is connected in the vicinity of one end of the upper electrode 80. The drive IC and the upper electrode lead electrode 90 extending from each piezoelectric element 300 are electrically connected to each other by a connection wiring (not shown) made of a conductive wire such as a bonding wire. Similarly, the drive IC and the lower electrode 60 are electrically connected by a connection wiring (not shown).

一般的には、圧電素子３００のいずれか一方の電極を共通電極とし、他方の電極を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされたいずれか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。
なお、本実施形態では、下電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。いずれの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と、当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる弾性膜５０及び絶縁体膜５５（弾性膜５０と絶縁体膜５５とで振動板５６を構成する）とを合わせてアクチュエータ装置と称する。 In general, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode is patterned for each pressure generating chamber 12. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion.
In the present embodiment, the lower electrode 60 is a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode 80 is an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for the convenience of the drive circuit and wiring. In either case, a piezoelectric active part is formed for each pressure generating chamber 12. Further, here, the piezoelectric element 300 and the elastic film 50 and the insulator film 55 (the diaphragm 56 is constituted by the elastic film 50 and the insulator film 55) in which displacement occurs when the piezoelectric element 300 is driven are combined. It is called an actuator device.

一方、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣが実装される接合基板３０が接合されている。
接合基板３０は、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した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部３１を有する。圧電素子保持部３１は、圧力発生室１２の列に対応して設けられている。 On the other hand, a bonding substrate 30 on which a driving IC for driving the piezoelectric element 300 is mounted is bonded onto the flow path forming substrate 10 on which the piezoelectric element 300 is formed.
The bonding substrate 30 includes a piezoelectric element holding portion 31 that can seal the space in a region facing the piezoelectric element 300 in a state where a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is secured. The piezoelectric element holding portions 31 are provided corresponding to the rows of the pressure generating chambers 12.

なお、本実施形態では、圧電素子保持部３１は、圧力発生室１２の列に対応する領域に一体的に設けられているが、圧電素子３００毎に独立して設けられていてもよい。
接合基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成する。 In the present embodiment, the piezoelectric element holding portion 31 is integrally provided in a region corresponding to the row of the pressure generation chambers 12, but may be provided independently for each piezoelectric element 300.
Examples of the material of the bonding substrate 30 include glass, a ceramic material, a metal, a resin, and the like, but it is more preferable that the bonding substrate 30 is formed of substantially the same material as the thermal expansion coefficient of the flow path forming substrate 10. In the embodiment, it is formed using a silicon single crystal substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10.

また、接合基板３０には、流路形成基板１０のインク供給路１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、接合基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の列に沿って設けられており、流路形成基板１０のインク供給路１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。 In addition, a reservoir portion 32 is provided in the bonding substrate 30 in a region corresponding to the ink supply path 13 of the flow path forming substrate 10. In this embodiment, the reservoir portion 32 is provided along the row of the pressure generating chambers 12 through the bonding substrate 30 in the thickness direction, and is communicated with the ink supply path 13 of the flow path forming substrate 10. A reservoir 100 serving as an ink chamber common to the pressure generation chambers 12 is configured.

また、接合基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、接合基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に下電極６０の一部及び上電極用リード電極９０の先端部が露出され、この下電極６０及び上電極用リード電極９０には、駆動ＩＣから延設される図示しない接続配線の一端が接続される。 Further, a through hole 33 that penetrates the bonding substrate 30 in the thickness direction is provided in a region between the piezoelectric element holding portion 31 and the reservoir portion 32 of the bonding substrate 30, and the lower electrode 60 is formed in the through hole 33. A part and the tip of the upper electrode lead electrode 90 are exposed, and one end of a connection wiring (not shown) extending from the drive IC is connected to the lower electrode 60 and the upper electrode lead electrode 90.

また、接合基板３０上には、図示しない外部配線が接続されて駆動信号が供給される配線パターンが設けられている。そして、配線パターン上に、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣがそれぞれ実装されている。 In addition, on the bonding substrate 30, a wiring pattern to which a driving signal is supplied by connecting an external wiring (not shown) is provided. A driving IC for driving each piezoelectric element 300 is mounted on the wiring pattern.

駆動信号は、例えば、駆動電源信号等の駆動ＩＣを駆動させるための駆動系信号のほか、シリアル信号（ＳＩ）等の各種制御系信号を含み、配線パターンは、それぞれの信号が供給される複数の配線で構成される。 The drive signal includes, for example, a drive system signal for driving the drive IC such as a drive power supply signal, and various control system signals such as a serial signal (SI), and the wiring pattern includes a plurality of signals supplied with the respective signals. Consists of wiring.

一方、接合基板３０上には、封止膜４１と固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみである。 On the other hand, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the bonding substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm). The sealing film 41 seals one surface of the reservoir portion 32. It has been stopped. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, only one surface of the reservoir 100 is a flexible sealing film 41.

次に、インクジェット式記録ヘッド１の製造方法について述べる。
インクジェット式記録ヘッド１は、ウェハ状態で複数のインクジェット式記録ヘッド１を形成した後に、各インクジェット式記録ヘッド１を切り離すことによって得られる。
図４、図８及び図９は、インクジェット式記録ヘッド１の各製造工程を示す断面図である。図５及び図６は、圧電体層７０の各製造工程を示す断面図である。図７は、バンク７５を示す斜視図である。なお、各工程における断面図は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図に相当する。 Next, a method for manufacturing the ink jet recording head 1 will be described.
The ink jet recording head 1 is obtained by separating each ink jet recording head 1 after forming a plurality of ink jet recording heads 1 in a wafer state.
4, 8, and 9 are cross-sectional views showing each manufacturing process of the ink jet recording head 1. FIG. 5 and FIG. 6 are cross-sectional views showing each manufacturing process of the piezoelectric layer 70. FIG. 7 is a perspective view showing the bank 75. Note that the cross-sectional views in each step correspond to the AA ′ cross-sectional view in FIG.

まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０の表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、まず、弾性膜５０上に、例えば、ＤＣスパッタ法によりジルコニウム層を形成し、このジルコニウム層を熱酸化することによって酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とを絶縁体膜５５上に積層することによって下電極膜６１を形成後、この下電極膜６１を下電極６０の形状にパターニングする。 First, as shown in FIG. 4A, a silicon dioxide film 51 constituting an elastic film 50 is formed on the surface of a flow path forming substrate wafer 110 that is a silicon wafer. Next, as shown in FIG. 4B, an insulator film 55 made of zirconium oxide is formed on the elastic film 50. Specifically, first, a zirconium layer is formed on the elastic film 50 by, for example, DC sputtering, and the zirconium film is thermally oxidized to form an insulator film 55 made of zirconium oxide. Next, as shown in FIG. 4C, for example, after the lower electrode film 61 is formed by laminating platinum (Pt) and iridium (Ir) on the insulator film 55, the lower electrode film 61 is Patterning into the shape of the electrode 60.

次に、図４（ｄ）に示すように、下電極６０上及び絶縁体膜５５上にバンク７５を形成し、このバンク７５の内側の領域に圧電体層７０を形成する。 Next, as shown in FIG. 4D, a bank 75 is formed on the lower electrode 60 and the insulator film 55, and a piezoelectric layer 70 is formed in a region inside the bank 75.

バンク７５を形成して圧電体層７０を形成する手順について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、下電極６０上及び絶縁体膜５５上に、バンク７５となる例えばＳｉＯ₂からなるバンク膜７６を形成する。このバンク膜７６は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により形成する。 A procedure for forming the bank 75 to form the piezoelectric layer 70 will be described.
First, as shown in FIG. 5A, a bank film 76 made of, for example, SiO ₂ to be the bank 75 is formed on the lower electrode 60 and the insulator film 55. The bank film 76 is formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

次に、図５（ｂ）に示すように、バンク膜７６上にレジスト７７を塗布する。このレジスト７７は、例えばスピンコート法等により塗布する。次いで、図５（ｃ）に示すように、露光及び現像により、レジスト７７をバンク７５の枠形状となるようにパターニングする。 Next, as shown in FIG. 5B, a resist 77 is applied on the bank film 76. The resist 77 is applied by, for example, a spin coat method. Next, as shown in FIG. 5C, the resist 77 is patterned so as to have a frame shape of the bank 75 by exposure and development.

次に、図６（ａ）に示すように、バンク膜７６を四角形状の枠体を残すようにエッチングすることによってバンク７５を形成する。次いで、図６（ｂ）に示すように、バンク７５上のレジスト７７を剥離する。図７は、エッチングによって形成されたバンク７５を示す斜視図である。同図では、２つの四角形状の枠体となるバンク７５が示されており、それぞれのバンク７５の内側には凹部７８が形成されている。 Next, as shown in FIG. 6A, the bank 75 is formed by etching the bank film 76 so as to leave a rectangular frame. Next, as shown in FIG. 6B, the resist 77 on the bank 75 is removed. FIG. 7 is a perspective view showing the bank 75 formed by etching. In the figure, a bank 75 serving as two rectangular frames is shown, and a recess 78 is formed inside each bank 75.

次に、図６（ｃ）に示すように、バンク７５の内側の凹部７８にゾルゲル法によって圧電体層７０を形成する。
具体的には、圧電体層７０を形成するために、まず、例えば液滴吐出法（インクジェット法）等により、有機金属アルコキシド溶液からなるゾルを凹部７８内に塗布する。次いで、一定温度で一定時間乾燥させ、溶媒を蒸発させる。乾燥後、さらに大気雰囲気下において所定の温度で一定時間脱脂し、金属に配位している有機配位子を熱分解させ、金属酸化物とする。
この塗布、乾燥、脱脂の各工程を所定回数、例えば、２回繰り返して２層からなる圧電体前駆体膜を積層する。これらの乾燥と脱脂処理により、溶媒中の金属アルコキシドと酢酸塩とは配位子の熱分解を経て金属、酸素、金属のネットワークを形成する。なお、ここでの工程は、ゾルゲル法に限定されず、ＭＯＤ（Metal Organic Deposition）法等を用いてもよい。また、インクジェット法に限定されず、印刷によるパターニングを用いてもよい。 Next, as shown in FIG. 6C, the piezoelectric layer 70 is formed in the concave portion 78 inside the bank 75 by the sol-gel method.
Specifically, in order to form the piezoelectric layer 70, first, a sol made of an organometallic alkoxide solution is applied in the recess 78 by, for example, a droplet discharge method (inkjet method) or the like. Then, it is dried at a constant temperature for a certain time, and the solvent is evaporated. After drying, it is further degreased for a certain time at a predetermined temperature in an air atmosphere, and the organic ligand coordinated to the metal is thermally decomposed to obtain a metal oxide.
Each step of coating, drying and degreasing is repeated a predetermined number of times, for example, twice, and a piezoelectric precursor film composed of two layers is laminated. By these drying and degreasing treatments, the metal alkoxide and acetate in the solvent form a metal, oxygen, and metal network through thermal decomposition of the ligand. The process here is not limited to the sol-gel method, and a MOD (Metal Organic Deposition) method or the like may be used. Moreover, it is not limited to the inkjet method, and patterning by printing may be used.

次に、圧電体前駆体膜の形成後、焼成して圧電体前駆体膜を結晶化させる。この焼成により、圧電体前駆体膜は、アモルファス状態から結晶構造をとるようになり、電気機械変換作用を示す圧電体層７０へと変化する。 Next, after the formation of the piezoelectric precursor film, firing is performed to crystallize the piezoelectric precursor film. By this firing, the piezoelectric precursor film changes from an amorphous state to a crystal structure, and changes to a piezoelectric layer 70 that exhibits an electromechanical conversion action.

圧電体層７０を形成した後、図８（ａ）に示すように、例えばイリジウム（Ｉｒ）からなる上電極膜８１を流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成する。次いで、図８（ｂ）に示すように、上電極膜８１を、バンク７５及び圧電体層７０の上面を覆う領域のみとなるようにパターニングして上電極８０を形成する。
次に、上電極用リード電極９０を形成する。具体的には、図８（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成する。その後、例えばレジスト等からなる図示しないマスクパターンを介して金属層９１を圧電素子３００毎にパターニングすることで、上電極用リード電極９０が形成される。 After the piezoelectric layer 70 is formed, as shown in FIG. 8A, an upper electrode film 81 made of, for example, iridium (Ir) is formed on the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110. Next, as shown in FIG. 8B, the upper electrode film 81 is patterned so as to cover only the area covering the upper surfaces of the bank 75 and the piezoelectric layer 70, thereby forming the upper electrode 80.
Next, the upper electrode lead electrode 90 is formed. Specifically, as shown in FIG. 8C, a metal layer 91 made of, for example, gold (Au) or the like is formed over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110. Thereafter, the upper electrode lead electrode 90 is formed by patterning the metal layer 91 for each piezoelectric element 300 through a mask pattern (not shown) made of, for example, a resist.

次に、図８（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハであり複数の接合基板となる接合基板用ウェハ１３０を接合する。ここで、接合基板用ウェハ１３０には、圧電素子保持部３１、リザーバ部３２等が予め形成されている。 Next, as shown in FIG. 8D, a bonding substrate wafer 130 which is a silicon wafer and serves as a plurality of bonding substrates is bonded to the flow path forming substrate wafer 110 on the piezoelectric element 300 side. Here, a piezoelectric element holding portion 31, a reservoir portion 32, and the like are formed in advance on the bonding substrate wafer 130.

次いで、図９（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、更に弗化硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。次いで、図９（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる絶縁保護膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、この絶縁保護膜５２を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図９（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、インク供給路１３及び連通部１４等を形成する。 Next, as shown in FIG. 9A, after the flow path forming substrate wafer 110 is polished to a certain thickness, it is further wet-etched with fluorinated nitric acid so that the flow path forming substrate wafer 110 is fixed to a predetermined thickness. Make it thick. Next, as shown in FIG. 9B, an insulating protective film 52 made of, for example, silicon nitride (SiN) is newly formed on the flow path forming substrate wafer 110 and patterned into a predetermined shape. Then, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched through the insulating protective film 52, so that the pressure generating chamber 12 and the ink are formed in the flow path forming substrate wafer 110 as shown in FIG. 9C. The supply path 13 and the communication part 14 are formed.

なお、その後は、流路形成基板用ウェハ１１０及び接合基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の接合基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、接合基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図２に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１が製造される。 After that, unnecessary portions of the outer peripheral edge portions of the flow path forming substrate wafer 110 and the bonding substrate wafer 130 are removed by cutting, for example, by dicing. The nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 formed on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 opposite to the bonding substrate wafer 130 is bonded, and the compliance substrate 40 is bonded to the bonding substrate wafer 130. Then, the ink jet recording head 1 of the present embodiment is manufactured by dividing the flow path forming substrate wafer 110 and the like into a single chip size flow path forming substrate 10 and the like as shown in FIG.

上述した実施形態によれば、下電極６０上及び絶縁体膜５５上にバンク７５を形成し、このバンク７５の凹部７８内に圧電体層７０を形成する。そして、凹部７８内に形成された圧電体層７０の上面を上電極８０によって覆うようにする。これにより、圧電体層７０の全体が覆われることになり、圧電体層７０への水分（湿気）の浸入を確実に防止することができる。 According to the embodiment described above, the bank 75 is formed on the lower electrode 60 and the insulator film 55, and the piezoelectric layer 70 is formed in the recess 78 of the bank 75. Then, the upper surface of the piezoelectric layer 70 formed in the recess 78 is covered with the upper electrode 80. As a result, the entire piezoelectric layer 70 is covered, and moisture (humidity) can be reliably prevented from entering the piezoelectric layer 70.

また、圧電素子３００は、圧電体層７０の全周側面にバンク７５を設ける簡易な構造であることから、振動板５６の変位への影響を抑制することができ、圧電素子の変位特性の低下を抑制することができる。 In addition, since the piezoelectric element 300 has a simple structure in which the bank 75 is provided on the entire circumferential side surface of the piezoelectric layer 70, the influence on the displacement of the diaphragm 56 can be suppressed, and the displacement characteristics of the piezoelectric element are deteriorated. Can be suppressed.

また、凹部７８内に有機金属アルコキシド溶液からなるゾルを塗布して、乾燥・脱脂・焼成することによって圧電体層７０を形成している。このため、従来のように、下電極６０上及び絶縁体膜５５上の全面に圧電体層７０を形成してからエッチングによってパターニングする必要がなくなる。これにより、絶縁体膜５５の表面のオーバーエッチングにより、圧電素子の変位特性にばらつきが生じるのを避けることができる。
さらに、インクジェット法を用いることにより、凹部７８内にゾルを容易に且つ正確に塗布することができ、精度の高い圧電体層７０を形成することができる。 Also, the piezoelectric layer 70 is formed by applying a sol made of an organometallic alkoxide solution in the recess 78 and drying, degreasing, and baking. This eliminates the need for patterning by etching after forming the piezoelectric layer 70 on the entire surface of the lower electrode 60 and the insulator film 55 as in the prior art. Thereby, it is possible to avoid variations in the displacement characteristics of the piezoelectric elements due to over-etching of the surface of the insulator film 55.
Furthermore, by using the ink jet method, the sol can be easily and accurately applied in the recess 78, and the piezoelectric layer 70 with high accuracy can be formed.

また、バンク７５の材料として耐湿性を有するＳｉＯ₂を用いることにより、バンク７５の厚さを薄くしても圧電体層７０への水分（湿気）の浸入を防止することができる。これにより、バンク７５の厚さを薄くして、振動板５６の変位への影響をさらに抑制することができ、圧電素子の変位特性の低下をさらに抑制することができる。 Further, by using moisture-resistant SiO ₂ as the material of the bank 75, it is possible to prevent moisture (humidity) from entering the piezoelectric layer 70 even if the bank 75 is thin. Thereby, the thickness of the bank 75 can be reduced, the influence on the displacement of the diaphragm 56 can be further suppressed, and the deterioration of the displacement characteristics of the piezoelectric element can be further suppressed.

以上、実施形態を説明したが、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド１では、圧電素子３００を構成する下電極６０は、複数の圧力発生室１２に対応する領域に亘って連続的に設けられている。しかし、これに限定されず、例えば、図１０に示す圧電素子３００ａのように、下電極６０ａが、複数の圧力発生室１２に対応する領域に櫛歯状に設けられていてもよい。 Although the embodiment has been described above, it is not limited to the above-described embodiment.
For example, in the ink jet recording head 1 according to the above-described embodiment, the lower electrode 60 constituting the piezoelectric element 300 is continuously provided over a region corresponding to the plurality of pressure generating chambers 12. However, the present invention is not limited to this. For example, the lower electrode 60a may be provided in a comb-like shape in a region corresponding to the plurality of pressure generating chambers 12 as in the piezoelectric element 300a illustrated in FIG.

この場合、上記した図４（ｃ）の製造工程において、下電極膜６１を櫛歯形状にパターニングすることになる。また、図６（ａ），（ｂ）の製造工程におけるバンク膜７６のエッチング及びレジスト７７の剥離により、図１１の斜視図に示すようなバンク７５が形成されることになる。 In this case, in the manufacturing process of FIG. 4C described above, the lower electrode film 61 is patterned into a comb shape. Moreover, the bank 75 as shown in the perspective view of FIG. 11 is formed by the etching of the bank film 76 and the peeling of the resist 77 in the manufacturing process of FIGS. 6A and 6B.

また、上述した実施形態では、バンク７５を形成し、その内側となる凹部７８に圧電体層７０を形成したが、圧電体層７０を形成する前に凹部７８に対して、例えば、フッ素樹脂コーティングや撥水処理剤等によって撥水処理を施してもよい。この撥水処理を施すことで、圧電体層７０への水分（湿気）の浸入をさらに防止することができる。 In the above-described embodiment, the bank 75 is formed and the piezoelectric layer 70 is formed in the concave portion 78 that is inside thereof. However, before the piezoelectric layer 70 is formed, the concave portion 78 is coated with, for example, a fluorine resin coating. Water repellent treatment may be performed with water repellent treatment agent or the like. By performing this water repellent treatment, it is possible to further prevent moisture (humidity) from entering the piezoelectric layer 70.

また、上述した実施形態では、圧電素子３００が接合基板３０の圧電素子保持部３１内に形成されているが、これに限定されず、圧電素子３００は露出されていてもよい。この場合でも、圧電体層７０は、下電極６０、絶縁体膜５５、バンク７５及び上電極８０によって囲まれているので、水分（湿気）に起因する圧電体層７０の破壊は、確実に防止される。 In the above-described embodiment, the piezoelectric element 300 is formed in the piezoelectric element holding portion 31 of the bonding substrate 30. However, the present invention is not limited to this, and the piezoelectric element 300 may be exposed. Even in this case, since the piezoelectric layer 70 is surrounded by the lower electrode 60, the insulator film 55, the bank 75, and the upper electrode 80, destruction of the piezoelectric layer 70 due to moisture (humidity) is surely prevented. Is done.

また、圧力発生室１２の列が２列設けられ、実施形態のインクジェット式記録ヘッド１の上電極用リード電極９０を内側にして対称になるように圧電素子３００等が二組設けられている構造であってもよい。
また、上述した実施形態では、接合基板として圧電素子保持部３１を有する接合基板３０を例示したが、接合基板は、駆動ＩＣが実装される基板であれば特に限定されるものではない。 Further, two rows of pressure generation chambers 12 are provided, and two sets of piezoelectric elements 300 and the like are provided so as to be symmetrical with the upper electrode lead electrode 90 inside the ink jet recording head 1 of the embodiment. It may be.
In the above-described embodiment, the bonding substrate 30 having the piezoelectric element holding unit 31 is exemplified as the bonding substrate. However, the bonding substrate is not particularly limited as long as the driving IC is mounted thereon.

また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録へッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head of the present invention. However, the basic configuration of the liquid ejecting head is not limited to the above-described configuration. The present invention covers a wide range of liquid ejecting heads, and can naturally be applied to those ejecting liquids other than ink. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting devices). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation such as a display, and a bioorganic matter ejection head used for biochip production.

本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図。1 is a schematic diagram illustrating an example of an ink jet recording apparatus as a liquid ejecting apparatus according to an embodiment. インクジェット式記録ヘッドを示す分解部分斜視図。FIG. 3 is an exploded partial perspective view showing an ink jet recording head. （ａ）は、インクジェット式記録ヘッドの部分平面図、（ｂ）は、その断面図。FIG. 4A is a partial plan view of an ink jet recording head, and FIG. インクジェット式記録ヘッドの各製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows each manufacturing process of an inkjet recording head. 圧電体層の各製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows each manufacturing process of a piezoelectric material layer. 圧電体層の各製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows each manufacturing process of a piezoelectric material layer. バンクを示す斜視図。The perspective view which shows a bank. インクジェット式記録ヘッドの各製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows each manufacturing process of an inkjet recording head. インクジェット式記録ヘッドの各製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows each manufacturing process of an inkjet recording head. 他の実施形態における圧電素子の斜視図。The perspective view of the piezoelectric element in other embodiment. 他の実施形態におけるバンクを示す斜視図。The perspective view which shows the bank in other embodiment.

Explanation of symbols

１…インクジェット式記録ヘッド、１Ａ，１Ｂ…記録ヘッドユニット、２Ａ，２Ｂ…カートリッジ、１０…流路形成基板、１１…隔壁、１２…圧力発生室、１３…インク供給路、１４…連通部、２０…ノズルプレート、２１…ノズル開口、３０…接合基板、３１…圧電素子保持部、３２…リザーバ部、３３…貫通孔、４０…コンプライアンス基板、４１…封止膜、４２…固定板、４３…開口部、５０…弾性膜、５１…二酸化シリコン膜、５２…絶縁保護膜、５５…絶縁体膜、５６…振動板、６０，６０ａ…下電極、６１…下電極膜、７０…圧電体層、７５…バンク、７６…バンク膜、７７…レジスト、７８…凹部、８０…上電極、８１…上電極膜、９０…上電極用リード電極、９１…金属層、１００…リザーバ、１１０…流路形成基板用ウェハ、１３０…接合基板用ウェハ、３００，３００ａ…圧電素子、１０００…インクジェット式記録装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet recording head, 1A, 1B ... Recording head unit, 2A, 2B ... Cartridge, 10 ... Flow path forming substrate, 11 ... Partition wall, 12 ... Pressure generating chamber, 13 ... Ink supply path, 14 ... Communication part, 20 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Nozzle plate, 21 ... Nozzle opening, 30 ... Bonding substrate, 31 ... Piezoelectric element holding part, 32 ... Reservoir part, 33 ... Through-hole, 40 ... Compliance substrate, 41 ... Sealing film, 42 ... Fixed plate, 43 ... Opening 50, elastic film, 51 ... silicon dioxide film, 52 ... insulating protective film, 55 ... insulator film, 56 ... diaphragm, 60, 60a ... lower electrode, 61 ... lower electrode film, 70 ... piezoelectric layer, 75 ... Bank, 76 ... Bank film, 77 ... Resist, 78 ... Recess, 80 ... Upper electrode, 81 ... Upper electrode film, 90 ... Lead electrode for upper electrode, 91 ... Metal layer, 100 ... Reservoir, 110 ... Flow path forming substrate For , 130 ... bonding substrate wafer, 300 and 300a ... piezoelectric elements, 1000 ... ink jet recording apparatus.

Claims

A method of manufacturing an actuator device in which piezoelectric elements each having a piezoelectric body sandwiched between an upper electrode and a lower electrode are provided side by side on a substrate and are connected in one direction in which the lower electrodes of adjacent piezoelectric elements are drawn out Because
Forming a diaphragm on one surface of the substrate,
Forming individual lower electrodes on the diaphragm corresponding to the adjacent piezoelectric elements ; and
Forming a bank made of silicon dioxide (SiO ₂ ) on the lower electrode and on the outer side of the extracted lower electrode on the diaphragm ;
Forming a piezoelectric layer in a recess formed by the bank;
Forming an upper electrode so as to cover at least the upper surface of the piezoelectric layer;
Forming a lead electrode connected to the upper electrode and supplying a drive signal ,
The method of manufacturing an actuator device, wherein the lead electrode extends from above the diaphragm, exceeds the bank outside the lower electrode, and is connected to an end of the upper electrode .

In the step of forming the piezoelectric layer, a piezoelectric material is applied to the concave portion by a droplet discharge method to form a piezoelectric precursor film, and the piezoelectric precursor film is dried, degreased, and fired. The method for manufacturing an actuator device according to claim 1, wherein the piezoelectric layer is formed.

3. The method of manufacturing an actuator device according to claim 1, wherein the recess is subjected to a water repellent treatment before the piezoelectric layer is formed. 4.

4. The manufacturing method according to claim 1, wherein the actuator device is formed on one surface of a flow path forming substrate provided with a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid. A method for manufacturing a liquid jet head.