JP5664157B2 - Silicon nozzle substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、液滴を吐出するためのノズル孔を有するシリコンノズル基板及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a silicon nozzle substrate having nozzle holes for discharging droplets and a method for manufacturing the same.

近年、紙等の媒体上にインク（液体材料）の液滴を吐出して画像等を形成する装置として、液滴吐出装置が注目されている。一般に液滴吐出装置は、複数のノズルを備える液滴吐出ヘッドと媒体とを相対的に移動させつつ、ノズルから液滴を吐出して画像等を形成する。液滴吐出ヘッドは、一般に、液滴を吐出するための複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、このノズル基板に接着されノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する圧力室、リザーバー等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部により圧力室に圧力を加えることによりインクを選択されたノズル孔から、液滴として吐出するように構成されている。   In recent years, a droplet discharge device has attracted attention as a device for forming an image or the like by discharging droplets of ink (liquid material) onto a medium such as paper. In general, a droplet discharge device forms an image or the like by discharging droplets from nozzles while relatively moving a droplet discharge head including a plurality of nozzles and a medium. A droplet discharge head generally includes a nozzle substrate in which a plurality of nozzle holes for discharging droplets are formed, and a pressure chamber, a reservoir, and the like that are bonded to the nozzle substrate and communicate with the nozzle substrate. And a cavity substrate on which the ink flow path is formed, and by applying pressure to the pressure chamber by the drive unit, the ink is ejected as droplets from the selected nozzle holes.

このような液滴吐出ヘッドにおいては、液滴の吐出時に、ノズル基板のノズルが形成されている側の面（以下、「吐出面」と称する。）にインクが残留し、後続する液滴の吐出時に悪影響を及ぼす可能性がある。そのような現象を低減する手法として、吐出面にインク保護膜（下地膜）及び撥水膜（撥インク膜）を形成し、上記のインク残留を抑制する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。   In such a droplet discharge head, ink remains on the surface of the nozzle substrate where the nozzles are formed (hereinafter referred to as “discharge surface”) during the discharge of the droplet, and the subsequent droplets There is a possibility of adverse effects during discharge. As a technique for reducing such a phenomenon, a technique is known in which an ink protective film (undercoat film) and a water-repellent film (ink-repellent film) are formed on the ejection surface to suppress the ink residue (for example, patents). Reference 1).

特開２００８−２３８５７６号公報JP 2008-238576 A

しかし、上述のノズル基板がシリコン基板に異方性エッチングを用いてノズル孔を形成したシリコンノズル基板である場合、インク保護膜の密着性が問題となる。シリコンノズル基板の場合、ノズル孔の形成後に薄板化されるため、以降の工程はサポート基板に貼付した状態で実施される。そのため、インク保護膜の形成に熱酸化法を用いることが困難であり、低温で成膜可能なプラズマＣＶＤ法が用いられることが多い。   However, when the nozzle substrate described above is a silicon nozzle substrate in which nozzle holes are formed on the silicon substrate using anisotropic etching, the adhesion of the ink protective film becomes a problem. In the case of a silicon nozzle substrate, since it is thinned after forming the nozzle holes, the subsequent steps are performed in a state of being attached to the support substrate. For this reason, it is difficult to use a thermal oxidation method for forming an ink protective film, and a plasma CVD method capable of forming a film at a low temperature is often used.

しかし、プラズマＣＶＤ法で形成された膜は、熱酸化膜に比べて密着性が劣る。そのため、インク保護膜の形成後にシリコンノズル基板をキャビティ基板に接着するまでの間に、該インク保護膜の一部が剥離して異物化する可能性がある。かかる現象はシリコンノズル基板のエッジや端面（側面部）では特に生じやすい。かかる異物は、シリコンノズル基板とキャビティ基板との接着面に付着した場合、接着不良の原因となり得るという課題がある。   However, the film formed by the plasma CVD method is inferior in adhesion as compared with the thermal oxide film. Therefore, there is a possibility that a part of the ink protective film is peeled off and formed into a foreign substance before the silicon nozzle substrate is bonded to the cavity substrate after the ink protective film is formed. Such a phenomenon is particularly likely to occur at the edge or end surface (side surface portion) of the silicon nozzle substrate. There is a problem that such foreign matter may cause adhesion failure when adhering to the adhesion surface between the silicon nozzle substrate and the cavity substrate.

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］本適用例にかかるシリコンノズル基板は、シリコン基板を貫通させて形成したノズル孔を有し、吐出面側から該ノズル孔を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板であって、上記吐出面は平面視で上記ノズル孔を含み表面に撥水膜が形成されている撥水領域と上記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画されており、上記撥水領域には上記撥水膜と上記シリコン基板との間にインク保護膜が形成されており、上記非撥水領域にはインク保護膜が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、上記シリコン基板の端面にはインク保護膜が全く形成されていないことを特徴とする。   Application Example 1 A silicon nozzle substrate according to this application example is a silicon nozzle substrate that has nozzle holes formed through the silicon substrate and ejects ink droplets from the ejection surface side through the nozzle holes. The discharge surface is partitioned into a water-repellent region that includes the nozzle hole in a plan view and has a water-repellent film formed on the surface, and a non-water-repellent region that is an annular region surrounding the water-repellent region. In the water-repellent region, an ink protective film is formed between the water-repellent film and the silicon substrate, and in the non-water-repellent region, an ink protective film is thinly formed or not formed at all. First, the ink protective film is not formed at all on the end face of the silicon substrate.

このような構成のシリコンノズル基板であれば、シリコンノズル基板端面のインク保護膜の一部が剥離して異物化する現象を低減できる。そのため、シリコンノズル基板をキャビティ基板に接着するまでの間の検査及び異物除去工程を合理化できる。そして、液滴吐出ヘッドの不良率を低減でき、製造コストを低減できる。   With the silicon nozzle substrate having such a configuration, it is possible to reduce a phenomenon that a part of the ink protective film on the end surface of the silicon nozzle substrate is peeled off and becomes a foreign substance. Therefore, it is possible to rationalize the inspection and foreign matter removing process until the silicon nozzle substrate is bonded to the cavity substrate. And the defect rate of a droplet discharge head can be reduced and manufacturing cost can be reduced.

［適用例２］上述のシリコンノズル基板であって、上記インク保護膜はシロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成された膜であることを特徴とするシリコンノズル基板。   Application Example 2 The silicon nozzle substrate described above, wherein the ink protective film is a film formed by a plasma CVD method using siloxane as a raw material.

プラズマＣＶＤ法によれば、シリコン基板の端面における成膜速度を吐出面における成膜速度の６割から８割の範囲に制御できる。したがって、インク保護膜の一部を除去する工程において端面のみにシリコン基板を露出させることも可能になる。   According to the plasma CVD method, the film formation rate on the end face of the silicon substrate can be controlled in the range of 60% to 80% of the film formation rate on the discharge surface. Therefore, the silicon substrate can be exposed only at the end face in the step of removing a part of the ink protective film.

［適用例３］上述のシリコンノズル基板であって、上記撥水領域における上記インク保護膜の膜厚は０．５μｍから１．５μｍの範囲であり、上記非撥水領域における上記インク保護膜の膜厚は上記撥水領域における該膜厚の３割以下であることを特徴とするシリコンノズル基板。   Application Example 3 In the silicon nozzle substrate described above, the thickness of the ink protective film in the water repellent region is in the range of 0.5 μm to 1.5 μm, and the thickness of the ink protective film in the non-water repellent region is A silicon nozzle substrate having a film thickness of 30% or less of the film thickness in the water-repellent region.

上述の液滴吐出ヘッドは、シリコンノズル基板とキャビティ基板とを接着した後に、該シリコンノズル基板を覆うカバーヘッドをさらに装着する場合がある。かかる装着は非撥水領域に配置した接着剤で行われる。しかし、シリコン基板は接着剤の密着性が悪いため、非撥水領域にシリコン基板が露出していると上述の装着がうまくいかない可能性がある。かかる場合において、上述の構成のシリコンノズル基板であれば、シリコンノズル基板上に表面が酸化シリコンからなるインク保護膜を介してカバーヘッドを接着できるため、より強固な接着が可能となる。したがって、信頼性等が向上した液滴吐出ヘッドを得ることができる。   In some cases, the above-described droplet discharge head is further equipped with a cover head that covers the silicon nozzle substrate after the silicon nozzle substrate and the cavity substrate are bonded together. Such mounting is performed with an adhesive disposed in the non-water-repellent region. However, since the adhesiveness of the silicon substrate is poor, the above-described mounting may not be successful if the silicon substrate is exposed in the non-water-repellent region. In such a case, if the silicon nozzle substrate has the above-described configuration, the cover head can be bonded onto the silicon nozzle substrate via an ink protective film whose surface is made of silicon oxide, so that stronger bonding is possible. Therefore, a droplet discharge head with improved reliability and the like can be obtained.

［適用例４］上述のシリコンノズル基板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。   Application Example 4 A droplet discharge head including the above-described silicon nozzle substrate.

このような液滴吐出ヘッドであれば、異物、すなわちインク保護膜の剥離による影響を低減できるため、低コストで信頼性が高い液滴吐出ヘッドを提供できる。   Such a droplet discharge head can reduce the influence of the foreign matter, that is, the peeling of the ink protective film, and thus can provide a low-cost and highly reliable droplet discharge head.

［適用例５］上述の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。   Application Example 5 A droplet discharge apparatus including the droplet discharge head described above.

このような液滴吐出装置であれば、異物、すなわちインク保護膜の剥離による影響を低減できるため、低コストで信頼性が高い液滴吐出装置を提供できる。   Such a droplet discharge device can reduce the influence of the foreign matter, that is, the peeling of the ink protective film, and thus can provide a low-cost and highly reliable droplet discharge device.

［適用例６］本適用例にかかるシリコンノズル基板の製造方法は、シリコン基板を貫通させてノズル孔を形成する第１の工程と、上記シリコン基板の一方の面である吐出面及び上記シリコン基板の端面にインク保護膜を形成する第２の工程と、上記インク保護膜の表面に撥水膜を形成する第３の工程と、上記吐出面を、平面視で上記ノズル孔を含む領域である撥水領域と上記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画して、上記撥水領域にマスク部材を被せる第４の工程と、上記シリコン基板にエッチングを施して、上記マスク部材で覆われていない領域の上記撥水膜を除去し、さらに上記インク保護膜を、上記端面では完全に除去し、上記非撥水領域では除去するか又は元の膜厚よりも薄くする第５の工程と、を記載の順に実施することを特徴とする。   Application Example 6 A silicon nozzle substrate manufacturing method according to this application example includes a first step of forming a nozzle hole through a silicon substrate, a discharge surface that is one surface of the silicon substrate, and the silicon substrate. A second step of forming an ink protective film on the end surface of the ink, a third step of forming a water-repellent film on the surface of the ink protective film, and the discharge surface is a region including the nozzle holes in a plan view. Partitioning into a water-repellent region and a non-water-repellent region, which is an annular region surrounding the water-repellent region, and covering the water-repellent region with a mask member, etching the silicon substrate, The water-repellent film in the area not covered with the mask member is removed, and the ink protective film is completely removed at the end face, or removed in the non-water-repellent area or made thinner than the original film thickness. Implement the fifth step in the order listed And wherein the Rukoto.

このような製造方法であれば、必要な領域に充分な厚さのインク保護膜を形成できるとともに、インク保護膜が剥離しやすい領域である端面において、インク保護膜を完全に除去することができる。したがって、異物が生じにくいシリコンノズル基板を得ることができる。   With such a manufacturing method, an ink protective film having a sufficient thickness can be formed in a necessary region, and the ink protective film can be completely removed from the end surface where the ink protective film is easily peeled off. . Accordingly, it is possible to obtain a silicon nozzle substrate in which foreign matter is hardly generated.

［適用例７］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第２の工程は、シロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法により上記インク保護膜を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。   Application Example 7 In the silicon nozzle substrate manufacturing method described above, the second step is a step of forming the ink protective film by a plasma CVD method using siloxane as a raw material. A method for manufacturing a substrate.

プラズマＣＶＤ法は低温で成膜可能であるため、このような製造方法であれば薄板化されたシリコン基板を支持体で保持しつつ成膜する場合において、該支持体の変質や変形等を抑制できる。   Since the plasma CVD method can form a film at a low temperature, in the case of such a manufacturing method, when the film is formed while the thin silicon substrate is held by the support, the deterioration or deformation of the support is suppressed. it can.

［適用例８］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第２の工程は、上記吐出面に膜厚が０．５μｍから１．５μｍの範囲の上記インク保護膜を形成する工程であり、上記第５の工程は、上記インク保護膜を膜厚が３割以下となるまでエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。   Application Example 8 In the above-described silicon nozzle substrate manufacturing method, the second step is a step of forming the ink protective film having a thickness in the range of 0.5 μm to 1.5 μm on the ejection surface. And the fifth step is a step of etching the ink protective film until the film thickness becomes 30% or less.

このような製造方法であれば、非撥水領域に、上述のカバーヘッドを装着する場合において接着剤の密着性を充分に向上できる厚さのインク保護膜を残すことができる。したがって、このような製造方法であれば、より一層品質の向上した発塵性の低いシリコンノズル基板、及び該シリコンノズル基板を構成要素とする組み立て信頼性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。   With such a manufacturing method, an ink protective film having a thickness that can sufficiently improve the adhesiveness of the adhesive when the above-described cover head is mounted can be left in the non-water-repellent region. Therefore, with such a manufacturing method, it is possible to obtain a silicon nozzle substrate with further improved quality and low dust generation, and a droplet ejection head with high assembly reliability using the silicon nozzle substrate as a component. .

［適用例９］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第５の工程は、ＣＦ系ガスを用いてドライエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。   Application Example 9 A method for manufacturing a silicon nozzle substrate as set forth above, wherein the fifth step is a step of dry etching using a CF-based gas.

このような製造方法であれば、第５の工程を第２の工程で用いるプラズマＣＶＤ装置のエッチバック機構を用いて実施できる。したがって、製造コストを低減しつつ品質の向上したシリコンノズル基板、及び該シリコンノズル基板を構成要素とする液滴吐出ヘッドを得ることができる。   If it is such a manufacturing method, it can implement using the etch-back mechanism of the plasma CVD apparatus which uses a 5th process at a 2nd process. Accordingly, it is possible to obtain a silicon nozzle substrate with improved quality while reducing manufacturing costs, and a droplet discharge head including the silicon nozzle substrate as a constituent element.

液滴吐出ヘッドの斜視展開図。FIG. 3 is a perspective development view of a droplet discharge head. 液滴吐出ヘッドの要部の縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of a droplet discharge head. 第１の実施形態のシリコンノズル基板の要部の拡大断面図。The expanded sectional view of the important section of the silicon nozzle substrate of a 1st embodiment. シリコンノズル基板の吐出面側の平面図。The top view by the side of the discharge surface of a silicon nozzle substrate. 第２の実施形態のシリコンノズル基板の要部の拡大断面図。The expanded sectional view of the principal part of the silicon nozzle substrate of 2nd Embodiment. ヘッドユニットの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of a head unit. 第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the silicon nozzle substrate of 3rd Embodiment. 第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the silicon nozzle substrate of 3rd Embodiment. 第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the silicon nozzle substrate of 3rd Embodiment. 第４の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the silicon nozzle substrate of 4th Embodiment. 液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図。The perspective view which shows the inkjet printer as a droplet discharge apparatus.

以下、本発明の実施形態にかかるシリコンノズル基板及びその製造方法について、図面を参照しつつ述べる。上述したようにシリコンノズル基板は液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を構成する要素であるため、該液滴吐出ヘッドの構成当も含めて説明する。なお、本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではない。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせてある。また、特に断りのない限り、以下の記載においては図の上側を上とし、下側を下として説明する。   Hereinafter, a silicon nozzle substrate and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As described above, since the silicon nozzle substrate is an element constituting a droplet discharge head (inkjet head), the configuration including the configuration of the droplet discharge head will be described. The present invention is not limited to the structure and shape shown in the following figures. In each of the following drawings, the scale of each layer and each part is different from the actual scale so that each layer and each part can be recognized on the drawing. Unless otherwise specified, the following description will be made with the upper side of the figure as the upper side and the lower side as the lower side.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１を構成要素とする液滴吐出ヘッド８の斜視展開図である。図２は、液滴吐出ヘッド８の要部の縦断面図である。図１及び後述する図４に示すように、ノズル孔２１は吐出面１５において長手方向に２列に並ぶように形成されている。図２は、該長手方向に直交する線における断面図であり、図１の右半分の概略構成を示す断面図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a droplet discharge head 8 including the silicon nozzle substrate 1 according to the first embodiment of the present invention as a constituent element. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of the droplet discharge head 8. As shown in FIG. 1 and FIG. 4 described later, the nozzle holes 21 are formed so as to be arranged in two rows in the longitudinal direction on the ejection surface 15. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line perpendicular to the longitudinal direction, and is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the right half of FIG.

本実施の形態に係る液滴吐出ヘッド８は、図１に示すように、所定のピッチで形成された複数のノズル孔２１が形成されたシリコンノズル基板１と、各ノズル孔２１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティ基板３と、キャビティ基板３の振動板２２に対応する個別電極３１が形成された電極基板４とを接着して構成されている。なお後述するように、液滴吐出ヘッド８は、複数個がまとめられてヘッドユニット７（図６参照）を構成している。   As shown in FIG. 1, the droplet discharge head 8 according to the present embodiment is independent of the silicon nozzle substrate 1 having a plurality of nozzle holes 21 formed at a predetermined pitch and the nozzle holes 21. The cavity substrate 3 provided with the ink supply path and the electrode substrate 4 on which the individual electrode 31 corresponding to the vibration plate 22 of the cavity substrate 3 is formed are bonded to each other. As will be described later, a plurality of droplet discharge heads 8 are combined to form a head unit 7 (see FIG. 6).

シリコンノズル基板１は、単結晶シリコン基板４４（図３参照）に所定の加工を施して形成された板状部材であり、インク等の液滴を吐出するためのノズル孔２１が２列に形成されている。ノズル孔２１は単結晶シリコン基板４４を貫通する孔であり、液滴を吐出する第１のノズル孔２１ａと、液滴を導入する第２のノズル孔２１ｂとから構成されている。なお、シリコンノズル基板１の構成材料は単結晶シリコン基板に限定されず、多結晶シリコン（ポリシリコン）基板を用いることもできる。   The silicon nozzle substrate 1 is a plate-like member formed by subjecting a single crystal silicon substrate 44 (see FIG. 3) to predetermined processing, and nozzle holes 21 for discharging droplets of ink or the like are formed in two rows. Has been. The nozzle hole 21 is a hole that penetrates the single crystal silicon substrate 44, and includes a first nozzle hole 21a that discharges droplets and a second nozzle hole 21b that introduces droplets. The constituent material of the silicon nozzle substrate 1 is not limited to a single crystal silicon substrate, and a polycrystalline silicon (polysilicon) substrate can also be used.

シリコンノズル基板１の表裏の２面のうち、液滴吐出ヘッド８の外側を向く面すなわち液滴を吐出する側の面が吐出面１５である。一方、キャビティ基板３と接着される側の面が接着面１６である。吐出面１５には、一部の領域を除きインク保護膜４１が形成されている。一般的にインクはアルカリ性であり、単結晶シリコン基板４４を侵食（エッチング）等する可能性がある。そのため、酸化シリコン等からなるインク保護膜４１を形成して、シリコンノズル基板１の表面を保護している。そして、本実施形態のシリコンノズル基板１は、インク保護膜４１が撥水領域１１にのみ形成され、該撥水領域を平面視で囲む環状の領域（図４参照）である非撥水領域１２と吐出面１５に直交する面（厚さ方向の面）である端面１３とには形成されていない点に特徴がある。かかる特徴とその効果については後述する。   Of the two front and back surfaces of the silicon nozzle substrate 1, the surface facing the outside of the droplet discharge head 8, that is, the surface on the droplet discharge side is the discharge surface 15. On the other hand, the surface to be bonded to the cavity substrate 3 is the bonding surface 16. An ink protective film 41 is formed on the ejection surface 15 except for some areas. In general, ink is alkaline and may erode (etch) the single crystal silicon substrate 44. Therefore, an ink protection film 41 made of silicon oxide or the like is formed to protect the surface of the silicon nozzle substrate 1. In the silicon nozzle substrate 1 of this embodiment, the ink protection film 41 is formed only in the water-repellent region 11, and the non-water-repellent region 12 is an annular region (see FIG. 4) surrounding the water-repellent region in plan view. And the end surface 13 which is a surface (surface in the thickness direction) orthogonal to the discharge surface 15 is characterized. Such characteristics and effects will be described later.

キャビティ基板３も、シリコンノズル基板１と同様に単結晶シリコン基板からなり、接着領域６１、６２において、シリコンノズル基板１と接着されている。そして、キャビティ基板３には、シリコンノズル基板１のノズル孔２１の各々に連通するインク流路が異方性ウェットエッチングにより形成されている。インク流路は、底壁を振動板２２とし吐出室２５となる吐出凹部２５０と、共通のインク室であるリザーバー２３となるリザーバー凹部２３０と、リザーバー凹部２３０と各吐出凹部２５０とを連通するオリフィス２４となるオリフィス凹部２４０と、で構成されている。リザーバー２３は各吐出室２５に共通の共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２４を介してそれぞれの吐出室２５に連通している。   The cavity substrate 3 is also made of a single crystal silicon substrate similarly to the silicon nozzle substrate 1, and is bonded to the silicon nozzle substrate 1 in the bonding regions 61 and 62. In the cavity substrate 3, an ink flow path communicating with each of the nozzle holes 21 of the silicon nozzle substrate 1 is formed by anisotropic wet etching. The ink flow path includes a discharge recess 250 serving as the discharge chamber 25 with the bottom wall serving as the diaphragm 22, a reservoir recess 230 serving as the reservoir 23 serving as a common ink chamber, and an orifice communicating the reservoir recess 230 and each discharge recess 250. 24 and an orifice recess 240. The reservoir 23 constitutes a common ink chamber common to the discharge chambers 25, and communicates with the discharge chambers 25 through the orifices 24.

キャビティ基板３の全面若しくは少なくとも電極基板４との対向する領域には、絶縁性材料である酸化シリコンからなる絶縁膜２９が形成されている。かかる絶縁膜２９は、液滴吐出ヘッド８を駆動させたときに、絶縁破壊やショートの発生を防止する機能を果たしている。   An insulating film 29 made of silicon oxide, which is an insulating material, is formed on the entire surface of the cavity substrate 3 or at least a region facing the electrode substrate 4. The insulating film 29 functions to prevent dielectric breakdown and occurrence of short circuit when the droplet discharge head 8 is driven.

電極基板４はガラス基材からからなり、キャビティ基板３の各振動板２２に対向する位置には、夫々凹部３１０が形成されている。そして、各凹部３１０内には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１がスパッタにより形成されている。   The electrode substrate 4 is made of a glass base material, and concave portions 310 are formed at positions facing the respective vibration plates 22 of the cavity substrate 3. In each recess 310, individual electrodes 31 made of ITO (Indium Tin Oxide) are formed by sputtering.

個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを備えており、端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板３の末端部が開口された電極取出し部３６内に露出している。そして、ＩＣドライバー等の駆動回路５を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板３上の共通電極２７とが接続されている。また、電極基板４には、インクを供給するためにリザーバー２３と連通するインク供給口３５が形成されている。そして、該インク供給口は図示しないインクタンクに接続されている。振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ３４の開放端部は、内部に水分や塵埃などが入らないようにエポキシ等の樹脂による封止材３３により封止されている。   The individual electrode 31 includes a lead portion 31a and a terminal portion 31b connected to a flexible wiring board (not shown). The terminal portion 31b has an end portion of the cavity substrate 3 opened for wiring. It is exposed in the electrode extraction part 36. And the terminal part 31b of each individual electrode 31 and the common electrode 27 on the cavity substrate 3 are connected via the drive circuit 5 such as an IC driver. The electrode substrate 4 is formed with an ink supply port 35 that communicates with the reservoir 23 for supplying ink. The ink supply port is connected to an ink tank (not shown). The open end portion of the gap 34 formed between the diaphragm 22 and the individual electrode 31 is sealed with a sealing material 33 made of resin such as epoxy so that moisture and dust do not enter inside.

電極基板４と上述のキャビティ基板３とは、個別電極３１と振動板２２とが所定（例えば、０．１μｍ）のギャップ３４を介して対向配置するように陽極接合されている。これにより、ギャップ３４を介して対峙する個別電極３１と絶縁膜２９を有する振動板２２とで、吐出室２５に所要の圧力を加えることができる静電アクチュエーターが構成される。   The electrode substrate 4 and the above-described cavity substrate 3 are anodically bonded so that the individual electrode 31 and the diaphragm 22 are disposed to face each other with a predetermined (for example, 0.1 μm) gap 34. Thus, an electrostatic actuator that can apply a required pressure to the discharge chamber 25 is configured by the individual electrode 31 facing the gap 34 and the diaphragm 22 having the insulating film 29.

液滴吐出ヘッド８は、以下に記載する動作により、インクを液滴として吐出する。まず、駆動回路５が駆動し、個別電極３１に電荷を供給してこれを正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、個別電極３１と振動板２２の間に静電引力が発生する。この静電引力によって、振動板２２は個別電極３１に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室２５の容積が増大する。個別電極３１への電荷の供給を止めると静電引力が消滅し、振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室２５の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２５内のインクの一部がインクの液滴としてノズル孔２１から吐出面１５側に吐出される。そして、かかるインクによる単結晶シリコンの侵食を防ぐために、撥水領域１１にはインク保護膜４１が形成されている。   The droplet discharge head 8 discharges ink as droplets by the operation described below. First, when the drive circuit 5 is driven and charges are supplied to the individual electrodes 31 to charge them positively, the diaphragm 22 is charged negatively, and an electrostatic attractive force is generated between the individual electrodes 31 and the diaphragm 22. To do. Due to the electrostatic attractive force, the diaphragm 22 is attracted to the individual electrode 31 and bent. As a result, the volume of the discharge chamber 25 increases. When the supply of electric charges to the individual electrode 31 is stopped, the electrostatic attractive force disappears, and the diaphragm 22 returns to its original state due to its elastic force. At this time, the volume of the discharge chamber 25 decreases rapidly, and the pressure at that time causes Part of the ink in the ejection chamber 25 is ejected from the nozzle hole 21 toward the ejection surface 15 as ink droplets. An ink protective film 41 is formed in the water repellent region 11 in order to prevent the single crystal silicon from being eroded by such ink.

図３は、シリコンノズル基板１の、図２に示すノズル孔２１の近傍の部分６３と端面１３の近傍の部分６４とを継ぎ合わせて示す、要部の拡大断面図である。なお、本図及び後述する同様の図においては、上記２つの部分を継いだ部分の破断線を省略している。図４は、シリコンノズル基板１の吐出面１５側の平面図である。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the silicon nozzle substrate 1, in which a portion 63 near the nozzle hole 21 shown in FIG. 2 and a portion 64 near the end face 13 are joined together. In addition, in this figure and the similar figure mentioned later, the broken line of the part which connected the said 2 part is abbreviate | omitted. FIG. 4 is a plan view of the discharge surface 15 side of the silicon nozzle substrate 1.

図４に示すように、シリコンノズル基板１の吐出面１５は、中央部の撥水領域１１と非撥水領域１２とに区画されている。図示するように、撥水領域１１はノズル孔２１が形成されている領域である。そして非撥水領域１２は、該撥水領域を囲む環状の領域である。   As shown in FIG. 4, the discharge surface 15 of the silicon nozzle substrate 1 is partitioned into a water repellent region 11 and a non-water repellent region 12 at the center. As shown in the figure, the water-repellent region 11 is a region in which the nozzle holes 21 are formed. The non-water repellent area 12 is an annular area surrounding the water repellent area.

図３に示すように、シリコンノズル基板１は、単結晶シリコン基板４４と、該単結晶シリコン基板の表面に形成された薄膜等で構成されている。まず、吐出面１５以外の面、すなわち接着面１６、端面１３及びノズル孔２１の内壁面には単結晶シリコン基板４４を酸素含有雰囲気中で加熱して形成された熱酸化シリコン膜４２が連続して形成されている。膜厚は略０．１μｍである。   As shown in FIG. 3, the silicon nozzle substrate 1 includes a single crystal silicon substrate 44 and a thin film formed on the surface of the single crystal silicon substrate. First, a thermally oxidized silicon film 42 formed by heating the single crystal silicon substrate 44 in an oxygen-containing atmosphere is continuously formed on a surface other than the discharge surface 15, that is, the inner surface of the bonding surface 16, the end surface 13, and the nozzle hole 21. Is formed. The film thickness is approximately 0.1 μm.

そして吐出面１５の撥水領域１１及びノズル孔２１の内壁面には、インク保護膜４１が形成されている。インク保護膜４１は、シリコン重合膜をシロキサン原料のプラズマＣＶＤ法で形成した後、該シリコン重合膜にＵＶ（紫外線）を照射して脱水縮合させ、表面をＳｉＯ2化して得られた膜である。膜厚は、撥水領域１１においては略１．５μｍ、ノズル孔２１の内壁面においては略１．０μｍである。
上述の２層の薄膜は、熱酸化シリコン膜４２の方が先に形成されている。したがって、ノズル孔２１の内壁面には、下層の熱酸化シリコン膜４２と上層のインク保護膜４１との２層の薄膜が積層されている。 An ink protective film 41 is formed on the water repellent area 11 on the ejection surface 15 and the inner wall surface of the nozzle hole 21. The ink protective film 41 is a film obtained by forming a silicon polymer film by a plasma CVD method using a siloxane raw material, and then irradiating the silicon polymer film with UV (ultraviolet rays) to dehydrate and condense it, thereby converting the surface into SiO 2. . The film thickness is about 1.5 μm in the water repellent region 11 and about 1.0 μm on the inner wall surface of the nozzle hole 21.
In the two-layered thin film, the thermally oxidized silicon film 42 is formed first. Accordingly, a thin film of two layers of a lower thermal silicon oxide film 42 and an upper ink protection film 41 is laminated on the inner wall surface of the nozzle hole 21.

インク保護膜４１及び熱酸化シリコン膜４２は、シリコンノズル基板１の基材である単結晶シリコン基板４４をインクから保護する機能を果たしている。上述したようにインクは一般的にアルカリ性であり、単結晶シリコン基板４４を侵食し得る。そのためシリコンノズル基板１においては、単結晶シリコン基板４４の非撥水領域１２を除く表面、すなわちインク流路に面する接着面１６、ノズル孔２１の内壁面、及び撥水領域１１に、インク保護膜４１と熱酸化シリコン膜４２の少なくとも一方を形成して、該表面が露出することを防いでいる。   The ink protective film 41 and the thermally oxidized silicon film 42 serve to protect the single crystal silicon substrate 44 that is the base material of the silicon nozzle substrate 1 from ink. As described above, the ink is generally alkaline and can erode the single crystal silicon substrate 44. Therefore, in the silicon nozzle substrate 1, ink protection is provided on the surface of the single crystal silicon substrate 44 excluding the non-water-repellent region 12, that is, the adhesive surface 16 facing the ink flow path, the inner wall surface of the nozzle hole 21, and the water-repellent region 11. At least one of the film 41 and the thermally oxidized silicon film 42 is formed to prevent the surface from being exposed.

撥水領域１１におけるインク保護膜４１の上層には撥水膜４３が形成されている。撥水膜４３は撥水性を有するシランカップリング剤をディップコートして形成された膜であり、ノズル孔２１から吐出されたインク（の液滴）が吐出面１５に滞留することを抑制して吐出性を向上させている。また、接着面１６及びノズル孔２１の内壁面には親水膜４５が形成されている。親水膜４５は親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして形成された膜であり、シリコンノズル基板１とキャビティ基板３とを接着する際に供給される接着剤の密着性を向上させている。   A water repellent film 43 is formed on the ink protective film 41 in the water repellent area 11. The water-repellent film 43 is a film formed by dip-coating a silane coupling agent having water repellency, and prevents ink (droplets) ejected from the nozzle holes 21 from staying on the ejection surface 15. The discharge property is improved. A hydrophilic film 45 is formed on the adhesive surface 16 and the inner wall surface of the nozzle hole 21. The hydrophilic film 45 is a film formed by dip-coating a hydrophilic silane coupling agent, and improves the adhesion of the adhesive supplied when the silicon nozzle substrate 1 and the cavity substrate 3 are bonded. Yes.

上述したように、本実施形態のシリコンノズル基板１は、インク保護膜４１が吐出面１５の全域ではなく撥水領域１１にのみ形成されており、該撥水領域を囲む非撥水領域１２には形成されていない。また、端面１３にもインク保護膜４１は形成されていない。インク保護膜４１の前身であるシリコン重合膜はプラズマＣＶＤ法で形成されるため、成膜された時点では撥水領域１１以外の領域、すなわち非撥水領域１２及び端面１３にも形成されている。かかる膜を後述するようにパターニングして、撥水領域１１のみにインク保護膜４１を形成している。   As described above, in the silicon nozzle substrate 1 of the present embodiment, the ink protection film 41 is formed only in the water repellent area 11, not in the entire area of the ejection surface 15, and in the non-water repellent area 12 surrounding the water repellent area. Is not formed. Further, the ink protective film 41 is not formed on the end surface 13. Since the silicon polymer film that is the predecessor of the ink protective film 41 is formed by a plasma CVD method, it is also formed in a region other than the water-repellent region 11, that is, the non-water-repellent region 12 and the end face 13 at the time of film formation. . Such a film is patterned as described later to form an ink protective film 41 only in the water-repellent region 11.

段落（０００６）で述べたように、プラズマＣＶＤ法で形成された膜は熱酸化膜に比べて密着性が劣るため、剥離等が生じやすい。かかる現象は、シリコンノズル基板１の端部、すなわち吐出面１５の外縁部である非撥水領域１２及び端面１３において特に顕著である。本実施形態のシリコンノズル基板１は、かかる領域にはインク保護膜４１が形成されていないため、搬送時等において上述の剥離が発生しにくい。したがって、シリコンノズル基板１をキャビティ基板３に接着するまでの間の検査及び異物除去工程を合理化でき、製造コストを低減できる。   As described in paragraph (0006), since the film formed by the plasma CVD method is inferior to the thermal oxide film, peeling or the like is likely to occur. Such a phenomenon is particularly remarkable at the end portion of the silicon nozzle substrate 1, that is, the non-water-repellent region 12 and the end surface 13 which are the outer edge portions of the ejection surface 15. In the silicon nozzle substrate 1 of the present embodiment, since the ink protective film 41 is not formed in such a region, the above-described peeling is unlikely to occur during transportation. Therefore, it is possible to rationalize the inspection and the foreign matter removing process until the silicon nozzle substrate 1 is bonded to the cavity substrate 3, and the manufacturing cost can be reduced.

また、剥離して異物となったインク保護膜４１の断片が接着領域（６１、６２）に入り込むことによる接着不良、すなわち組み立て不良の発生も低減されている。そのため、シリコンノズル基板１とキャビティ基板３との接着時における不良の発生が低減されている。すなわち液滴吐出ヘッド８の組み立て工程における歩留まりが向上している。したがって、本実施形態のシリコンノズル基板１を構成要素として用いた場合、信頼性が向上した液滴吐出ヘッド８及びヘッドユニット７（後述する図６参照）を低コストで得ることができる。   In addition, the occurrence of defective adhesion, that is, defective assembly due to the fragments of the ink protective film 41 that has been peeled and becomes foreign matter entering the adhesion regions (61, 62) is also reduced. Therefore, the occurrence of defects when the silicon nozzle substrate 1 and the cavity substrate 3 are bonded is reduced. That is, the yield in the assembly process of the droplet discharge head 8 is improved. Therefore, when the silicon nozzle substrate 1 of the present embodiment is used as a component, the droplet discharge head 8 and the head unit 7 (see FIG. 6 described later) with improved reliability can be obtained at low cost.

なお、インク保護膜４１が形成されていない領域に対するインクの影響は殆んど問題とはならない。端面１３には熱酸化シリコン膜４２が形成されているため、インク保護膜４１が形成されていなくてもインクの侵食を抑制できる。また、吐出面１５においては撥水領域１１に撥水膜４３が形成されているため、吐出性が向上している。したがって、吐出されたインク（の液滴）が吐出面１５に滞留することが抑制されており非撥水領域１２における侵食も問題にはならない。   It should be noted that the influence of the ink on the region where the ink protective film 41 is not formed hardly poses a problem. Since the thermal silicon oxide film 42 is formed on the end face 13, ink erosion can be suppressed even if the ink protective film 41 is not formed. Further, since the water-repellent film 43 is formed in the water-repellent region 11 on the ejection surface 15, the ejection performance is improved. Accordingly, the ejected ink (droplet) is prevented from staying on the ejection surface 15, and erosion in the non-water-repellent region 12 is not a problem.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態にかわるシリコンノズル基板２を示す図であり、上記の図３に相当する要部断面図である。本実施形態のシリコンノズル基板２は、上述の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１と同様に、キャビティ基板３及び電極基板４と組み合されて液滴吐出ヘッド８を構成するものである。構成はシリコンノズル基板１と類似しており、相違点はインク保護膜４１の形成領域のみである。そこで、上述の図１、図２、及び図４に相当する図面は省略する。また、シリコンノズル基板１と共通する点については説明の記載を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a view showing a silicon nozzle substrate 2 according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of the main part corresponding to FIG. Similar to the silicon nozzle substrate 1 according to the first embodiment described above, the silicon nozzle substrate 2 of this embodiment is combined with the cavity substrate 3 and the electrode substrate 4 to form the droplet discharge head 8. . The configuration is similar to that of the silicon nozzle substrate 1, and the only difference is the area where the ink protection film 41 is formed. Therefore, the drawings corresponding to FIGS. 1, 2 and 4 are omitted. Further, description of the points common to the silicon nozzle substrate 1 is omitted.

本実施形態のシリコンノズル基板２は、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されている点で、シリコンノズル基板１と異なっている。ただし、非撥水領域１２のインク保護膜４１の厚さは、撥水領域１１の該厚さ（すなわち略１．５μｍ）に比べて薄く、本実施形態のシリコンノズル基板２においては、０．１５μｍないし０．３μｍの厚さで形成されている。ただし、非撥水領域１２のインク保護膜４１の厚さは上述の範囲に限定されるものではない。撥水領域１１における厚さより薄く形成されていればよい。端面１３には、（シリコンノズル基板１と同様に）インク保護膜４１は形成されていない。また、撥水膜４３は、シリコンノズル基板１と同様に、撥水領域１１にのみ形成されている。   The silicon nozzle substrate 2 of this embodiment is different from the silicon nozzle substrate 1 in that an ink protective film 41 is also formed in the non-water-repellent region 12. However, the thickness of the ink protective film 41 in the non-water-repellent region 12 is smaller than the thickness of the water-repellent region 11 (that is, approximately 1.5 μm). In the silicon nozzle substrate 2 of the present embodiment, the thickness is 0. It is formed with a thickness of 15 μm to 0.3 μm. However, the thickness of the ink protective film 41 in the non-water-repellent region 12 is not limited to the above range. What is necessary is just to form thinner than the thickness in the water repellent area | region 11. FIG. The ink protective film 41 is not formed on the end face 13 (similar to the silicon nozzle substrate 1). In addition, the water repellent film 43 is formed only in the water repellent region 11 as in the silicon nozzle substrate 1.

上述のインク保護膜４１の剥離は、特に端面１３において発生しやすい。理由としては、上述の剥離は主として該シリコンノズル基板の搬送時、取り扱い時等において該シリコンノズル基板とそれを収納するトレー等とが衝突する際に生じる物であり、その場合、衝突する箇所は端面１３が多いからである。本実施形態のシリコンノズル基板２は、インク保護膜４１が端面１３からは完全に除去されているため、キャビティ基板３との接着時における不良の発生が、上述の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１と殆んど変わりないレベルまで低減されている。   The above-described peeling of the ink protective film 41 is particularly likely to occur on the end surface 13. The reason is that the above-described peeling is mainly caused when the silicon nozzle substrate collides with a tray or the like that accommodates the silicon nozzle substrate during transportation or handling of the silicon nozzle substrate. This is because there are many end faces 13. In the silicon nozzle substrate 2 of the present embodiment, since the ink protective film 41 is completely removed from the end face 13, the occurrence of a defect when bonded to the cavity substrate 3 is caused by the silicon according to the first embodiment described above. The level is almost the same as that of the nozzle substrate 1.

本実施形態のシリコンノズル基板２が、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されている理由は、該非撥水領域における接着剤の密着性を向上させるためである。上述のシリコンノズル基板（１、２）を構成要素とする液滴吐出ヘッド８は、一般的に該液滴吐出ヘッドを複数個まとめて構成されたヘッドユニット７として用いられる。図６に、かかるヘッドユニット７の概略構成を示す。   The reason why the ink protective film 41 is also formed in the non-water-repellent region 12 of the silicon nozzle substrate 2 of the present embodiment is to improve the adhesiveness of the adhesive in the non-water-repellent region. The droplet discharge head 8 including the above-described silicon nozzle substrate (1, 2) as a constituent element is generally used as a head unit 7 configured by combining a plurality of droplet discharge heads. FIG. 6 shows a schematic configuration of the head unit 7.

図示するように、ヘッドユニット７は複数個の液滴吐出ヘッド８をカバーヘッド１０でカートリッジケース９に固定して形成される。カバーヘッド１０は、固定の対象となる液滴吐出ヘッド８の撥水領域１１に対応する領域が開口された薄板状の部材である。そして、カバーヘッド１０は、液滴吐出ヘッド８の非撥水領域１２に配置された接着剤により、該液滴吐出ヘッドと固定される。   As shown in the figure, the head unit 7 is formed by fixing a plurality of droplet discharge heads 8 to a cartridge case 9 with a cover head 10. The cover head 10 is a thin plate member in which a region corresponding to the water repellent region 11 of the droplet discharge head 8 to be fixed is opened. The cover head 10 is fixed to the droplet discharge head by an adhesive disposed in the non-water-repellent region 12 of the droplet discharge head 8.

そして単結晶シリコン、すなわちシリコンノズル基板の基材である単結晶シリコン基板４４は、接着剤との密着性が悪いことが判明している。本実施形態のシリコンノズル基板２は、膜厚は若干薄いものの、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されており、単結晶シリコン基板４４が露出していない。したがって、非撥水領域１２における接着剤の密着性が強化されている。そのため、本実施形態のシリコンノズル基板２を用いた場合、より一層強固に接着され、より一層信頼性等の向上したヘッドユニット７を得ることができる。   It has been found that the single crystal silicon, that is, the single crystal silicon substrate 44 which is the base material of the silicon nozzle substrate, has poor adhesion to the adhesive. Although the silicon nozzle substrate 2 of the present embodiment is slightly thin, the ink protection film 41 is also formed in the non-water-repellent region 12, and the single crystal silicon substrate 44 is not exposed. Therefore, the adhesiveness of the adhesive in the non-water repellent region 12 is enhanced. Therefore, when the silicon nozzle substrate 2 of the present embodiment is used, the head unit 7 that is more firmly bonded and further improved in reliability and the like can be obtained.

（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態として、上述のシリコンノズル基板１の製造方法について、図７（ａ）〜図９（ｍ）の工程断面図を用いて説明する。上記各図は、図３及び図５と同様の、図２に示すノズル孔２１の近傍の部分と端面１３の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す部分を示す要部の拡大断面図である。したがって、図３等と同様に破断線を省略している。以下、工程順に説明する。 (Third embodiment)
Next, as a third embodiment of the present invention, a method for manufacturing the above-described silicon nozzle substrate 1 will be described with reference to process cross-sectional views of FIGS. 7 (a) to 9 (m). Each of the above drawings is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a portion similar to FIGS. 3 and 5, in which a portion near the nozzle hole 21 shown in FIG. 2 and a portion near the end face 13 are joined together. Therefore, the broken line is omitted as in FIG. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

まず、図７（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を酸素含有雰囲気中で加熱して、全面に第２の熱酸化シリコン膜４６を形成する。そして、将来的に接着面１６となる側の面において、第２の熱酸化シリコン膜４６をフォトリソグラフィー法でパターニングして、将来的に第２のノズル孔２１ｂが形成される領域から第２の熱酸化シリコン膜４６を除去する。なお、本実施形態で用いる単結晶シリコン基板４４は厚さが略７２５μｍの物を用いているが、基板厚はかかる数値に限定されるものではない。   First, as shown in FIG. 7A, the single crystal silicon substrate 44 is heated in an oxygen-containing atmosphere to form a second thermally oxidized silicon film 46 on the entire surface. Then, the second thermal silicon oxide film 46 is patterned by a photolithography method on the surface that will become the bonding surface 16 in the future, and the second nozzle hole 21b is formed from the region where the second nozzle hole 21b will be formed in the future. The thermally oxidized silicon film 46 is removed. Although the single crystal silicon substrate 44 used in this embodiment has a thickness of about 725 μm, the substrate thickness is not limited to such a value.

次に、図７（ｂ）に示すように、将来的に接着面１６となる側の面にレジスト膜４７を形成する。そして該レジスト膜を露光現像工程によりパターニングして、将来的に第１のノズル孔２１ａが形成される領域から該レジスト膜を除去する。   Next, as shown in FIG. 7B, a resist film 47 is formed on the surface that will become the bonding surface 16 in the future. Then, the resist film is patterned by an exposure and development process, and the resist film is removed from a region where the first nozzle hole 21a is to be formed in the future.

次に、図７（ｃ）に示すように、レジスト膜４７をマスクとして、将来的に第１のノズル孔２１ａが形成される領域における単結晶シリコン基板４４を、接着面１６側から略４０μｍの深さまでエッチングする。   Next, as shown in FIG. 7C, using the resist film 47 as a mask, the single crystal silicon substrate 44 in the region where the first nozzle hole 21a is to be formed in the future is approximately 40 μm from the bonding surface 16 side. Etch to depth.

次に、レジスト膜４７を硫酸系の剥離液により除去する。そして、図７（ｄ）に示すように、第２の熱酸化シリコン膜４６をマスクとして、将来的に第２のノズル孔２１ｂが形成される領域における単結晶シリコン基板４４を、接着面１６側から略４０μｍの深さまでエッチングする。このエッチング時に、先に形成されていた穴（図７（ｃ）に示す穴）がさらに略４０μｍ深くなるようにエッチングされて、深さが略８０μｍの穴となる。そのため、図７（ｄ）に示すように、断面が凸型の凹部（穴）が形成される。   Next, the resist film 47 is removed with a sulfuric acid-based stripping solution. Then, as shown in FIG. 7D, with the second thermally oxidized silicon film 46 as a mask, the single crystal silicon substrate 44 in the region where the second nozzle hole 21b will be formed in the future is bonded to the bonding surface 16 side. To a depth of about 40 μm. At the time of this etching, the previously formed hole (the hole shown in FIG. 7C) is further etched to a depth of about 40 μm, resulting in a hole having a depth of about 80 μm. Therefore, as shown in FIG. 7D, a concave portion (hole) having a convex section is formed.

次に、単結晶シリコン基板４４をフッ酸系のエッチング液により全面的にエッチングして第２の熱酸化シリコン膜４６を除去する。そして、図７（ｅ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を、酸素含有雰囲気中で加熱して、上述の凸型の凹部内を含む単結晶シリコン基板４４の全面に、膜厚略０．１μｍの熱酸化シリコン膜４２を形成する。   Next, the single crystal silicon substrate 44 is entirely etched with a hydrofluoric acid-based etchant to remove the second thermally oxidized silicon film 46. Then, as shown in FIG. 7E, the single crystal silicon substrate 44 is heated in an oxygen-containing atmosphere so that the film thickness is approximately 0 over the entire surface of the single crystal silicon substrate 44 including the inside of the above-described convex recesses. A 1 μm thick thermal silicon oxide film 42 is formed.

次に、単結晶シリコン基板４４の接着面１６に、第１の支持基板５１を接着剤等の有機物を介して貼り合わせる。そして、図８（ｆ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を、接着面１６の反対側からバックグラインダー等により研削加工して、基板厚が６５μｍになるまで薄板化する。かかる研削加工により接着面１６の反対側に形成された面が吐出面１５である。   Next, the first support substrate 51 is bonded to the bonding surface 16 of the single crystal silicon substrate 44 through an organic material such as an adhesive. Then, as shown in FIG. 8 (f), the single crystal silicon substrate 44 is ground by a back grinder or the like from the opposite side of the bonding surface 16 and thinned until the substrate thickness becomes 65 μm. A surface formed on the opposite side of the adhesive surface 16 by the grinding is the discharge surface 15.

そして、かかる研削加工により深さが略８０μｍまでエッチングされていた上述の凹部の先端が開口する。かかる開口した部分が、第１のノズル孔２１ａである。そして、接着面１６側から深さが略４０μｍまでエッチングされていた部分が、第２のノズル孔２１ｂとなる。第１のノズル孔２１ａと第２のノズル孔２１ｂとで、ノズル孔２１が形成される。ここまでのノズル孔２１を形成するまでの工程が、第１の工程である。なお、上述の薄板化は、ポリッシャー、ＣＭＰ装置等による研磨加工により行ってもよいし、研削加工と研磨加工とを組み合せても良い。   And the front-end | tip of the above-mentioned recessed part by which the depth was etched to about 80 micrometers by this grinding process opens. The opened portion is the first nozzle hole 21a. The portion etched to a depth of about 40 μm from the bonding surface 16 side becomes the second nozzle hole 21b. A nozzle hole 21 is formed by the first nozzle hole 21a and the second nozzle hole 21b. The process up to the formation of the nozzle holes 21 so far is the first process. Note that the above-described thinning may be performed by polishing using a polisher, a CMP apparatus, or the like, or a combination of grinding and polishing.

次に、図８（ｇ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く表面に、シロキサン原料の低温プラズマＣＶＤ法によりシリコン重合膜（プラズマ重合膜）を形成する。そして、該シリコン重合膜に対して空気中でＵＶ（紫外線）を照射して水縮合させて、表面をＳｉＯ2化する。すなわち、表面に酸化シリコン膜（不図示）を形成する。かかる表面が酸化されたシリコン重合膜が、インク保護膜４１である。そしてインク保護膜４１を形成する工程が、第２の工程である。プラズマＣＶＤ法によれば、１００℃以下の温度でシリコン重合膜を形成できる。したがって、基板厚が６５μｍになるまで薄板化された単結晶シリコン基板４４及び第１の支持基板５１と接着剤等を変質等させることなく、インク保護膜４１を形成できる。シリコン重合膜（すなわちインク保護膜４１）は、吐出面１５における厚さが略１．５μｍとなるような条件（設定）で成膜する。その場合、端面１３及びノズル孔２１の内壁面等のプラズマの影響が弱まる領域には、略１．０μｍの厚さのシリコン重合膜が形成される。 Next, as shown in FIG. 8G, a silicon polymer film (plasma polymer film) is formed on the surface of the single crystal silicon substrate 44 excluding the adhesive surface 16 by a low temperature plasma CVD method using a siloxane raw material. Then, the silicon polymer film is irradiated with UV (ultraviolet rays) in the air to condense with water to change the surface to SiO 2 . That is, a silicon oxide film (not shown) is formed on the surface. The silicon polymer film whose surface is oxidized is the ink protective film 41. The step of forming the ink protective film 41 is the second step. According to the plasma CVD method, a silicon polymer film can be formed at a temperature of 100 ° C. or lower. Therefore, the ink protective film 41 can be formed without altering the adhesive or the like of the single crystal silicon substrate 44 and the first support substrate 51 that are thinned until the substrate thickness becomes 65 μm. The silicon polymer film (that is, the ink protective film 41) is formed under conditions (settings) such that the thickness on the ejection surface 15 is approximately 1.5 μm. In this case, a silicon polymer film having a thickness of approximately 1.0 μm is formed in a region where the influence of plasma is weakened such as the end surface 13 and the inner wall surface of the nozzle hole 21.

次に、図８（ｈ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にシランカップリング剤をディップコートして、インク保護膜４１の表面に撥水膜４３を形成する。この処理で、端面１３及びノズル孔２１の内壁面にも、撥水膜４３が形成される。撥水膜４３を形成する工程が第３の工程である。   Next, as shown in FIG. 8H, a silane coupling agent is dip coated on the entire surface of the single crystal silicon substrate 44 except for the adhesive surface 16 to form a water repellent film 43 on the surface of the ink protective film 41. . With this process, the water repellent film 43 is also formed on the end surface 13 and the inner wall surface of the nozzle hole 21. The step of forming the water repellent film 43 is the third step.

次に、図８（ｉ）に示すように、吐出面１５の撥水領域１１に、マスク部材としてのマスキングテープ４８を貼付する。かかる工程が第４の工程である。   Next, as shown in FIG. 8 (i), a masking tape 48 as a mask member is attached to the water repellent region 11 of the ejection surface 15. This process is the fourth process.

次に、図９（ｊ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にＣＦ4ガスを用いたプラズマエッチング処理を行い、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち端面１３及び非撥水領域１２におけるインク保護膜４１を、上面の撥水膜４３と共に除去する。かかる、インク保護膜４１をパターニングする工程が第５の工程である。 Next, as shown in FIG. 9 (j), a plasma etching process using CF 4 gas is performed on the entire surface of the single crystal silicon substrate 44 except for the bonding surface 16, and the region not covered with the masking tape 48, that is, the end surface. 13 and the ink protection film 41 in the non-water-repellent region 12 are removed together with the water-repellent film 43 on the upper surface. The step of patterning the ink protective film 41 is the fifth step.

次に、図９（ｋ）に示すように、マスキングテープ４８の上面に第２の支持基板５２を貼付する。そして次に、第１の支持基板５１を取り外して接着面１６を開放する。そして、接着面１６側から酸素若しくはアルゴンガスのプラズマ処理を行い、ノズル孔２１の内壁面に形成されていた撥水膜４３を除去する。   Next, as shown in FIG. 9 (k), a second support substrate 52 is attached to the upper surface of the masking tape 48. Next, the first support substrate 51 is removed and the bonding surface 16 is opened. Then, plasma treatment with oxygen or argon gas is performed from the bonding surface 16 side, and the water repellent film 43 formed on the inner wall surface of the nozzle hole 21 is removed.

次に、図９（ｌ）に示すように、親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち接着面１６、端面１３、ノズル孔２１の内壁面、及び非撥水領域１２に、親水膜４５を形成する。   Next, as shown in FIG. 9 (l), a silane coupling agent having hydrophilicity is dip-coated, so that the area not covered with the masking tape 48, that is, the adhesive surface 16, the end surface 13, and the nozzle hole 21 are covered. A hydrophilic film 45 is formed on the wall surface and the non-water-repellent region 12.

次に、図９（ｍ）に示すように、第２の支持基板５２及びマスキングテープ４８を取り除く。そして、単結晶シリコン基板４４に洗浄等の処理を施してシリコンノズル基板１を完成させる。以上の工程により、インク保護膜４１が端面１３及び非撥水領域１２には形成されておらず、撥水領域１１にのみ形成されているシリコンノズル基板１を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 9 (m), the second support substrate 52 and the masking tape 48 are removed. Then, the silicon nozzle substrate 1 is completed by performing a process such as cleaning on the single crystal silicon substrate 44. Through the above steps, it is possible to obtain the silicon nozzle substrate 1 in which the ink protective film 41 is not formed on the end face 13 and the non-water-repellent region 12 but is formed only on the water-repellent region 11.

（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態として、上述のシリコンノズル基板２の製造方法について、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）の工程断面図を用いて説明する。なお、上記各図は、図７等と同様のノズル孔２１の近傍の部分と端面１３の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す要部の拡大断面図であり、破断線を省略している。 (Fourth embodiment)
Next, as a fourth embodiment of the present invention, a method for manufacturing the above-described silicon nozzle substrate 2 will be described with reference to process cross-sectional views of FIGS. 10 (a) to 10 (e). In addition, each said figure is an expanded sectional view of the principal part which joins the part of the vicinity of the nozzle hole 21 similar to FIG. 7, etc., and the part of the vicinity of the end surface 13, and the broken line is abbreviate | omitted.

本実施形態のシリコンノズル基板２の製造方法は、上述の第３の実施形態にかかる製造方法と類似している。具体的には第３の工程すなわち撥水膜４３を形成した後、マスキングテープ４８を貼付する工程までは共通している。そこで本実施形態の説明は、撥水膜４３を形成する工程（第３の工程）までは省略して、撥水膜４３を形成後にマスキングテープ４８を貼付する工程から開始する。以下、工程順に説明する。   The manufacturing method of the silicon nozzle substrate 2 of this embodiment is similar to the manufacturing method according to the third embodiment described above. Specifically, the third process, that is, the process of applying the masking tape 48 after forming the water-repellent film 43 is common. Therefore, the description of this embodiment is omitted from the step of forming the water repellent film 43 (third step), and starts from the step of applying the masking tape 48 after the water repellent film 43 is formed. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

まず、図１０（ａ）に示すように、吐出面１５の撥水領域１１にインク保護膜４１及び撥水膜４３を介してマスク部材としてのマスキングテープ４８を貼付する。かかる工程が第４の工程である。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）においては、マスキングテープ４８とインク保護膜４１との界面の撥水膜４３の図示を省略している。   First, as shown in FIG. 10A, a masking tape 48 as a mask member is attached to the water repellent region 11 of the ejection surface 15 through the ink protective film 41 and the water repellent film 43. This process is the fourth process. 10A to 10D, the water-repellent film 43 at the interface between the masking tape 48 and the ink protective film 41 is not shown.

次に、図１０（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にＣＦ4ガスを用いたプラズマエッチング処理を行い、マスキングテープ４８で覆われていない領域のインク保護膜４１（及び撥水膜４３）をエッチングする。かかる工程が、第５の工程である。 Next, as shown in FIG. 10B, plasma etching using CF 4 gas is performed on the entire surface of the single crystal silicon substrate 44 except for the bonding surface 16 to protect the ink not covered with the masking tape 48. The film 41 (and the water repellent film 43) is etched. This step is the fifth step.

本実施形態の製造方法は、このエッチングを、端面１３におけるインク保護膜４１が完全に除去され、かつ、非撥水領域１２には若干の厚さのインク保護膜４１が残るように行う点に特徴がある。具体的には非撥水領域１２に０．１５μｍないし０．３μｍの厚さのインク保護膜４１が残るようにエッチングを行う。上述したように、第２の工程においてインク保護膜４１は非撥水領域１２を含む吐出面１５における厚さが略１．５μｍ、かつ、端面１３（及びノズル孔２１の内壁面）における厚さが略１．０μｍとなるように成膜されている。したがって、端面１３上のインク保護膜４１が完全に除去（エッチング）された時点でエッチングを停止させれば、非撥水領域１２には厚さが０．５μｍのインク保護膜４１が残ることとなる。そして、端面１３から完全にインク保護膜４１を除去するために若干のオーバーエッチングを行うことにより、上述の範囲の厚さのインク保護膜４１を非撥水領域１２に残すことができる。なお本工程により、端面１３には熱酸化シリコン膜４２が露出する。   The manufacturing method of this embodiment is such that this etching is performed so that the ink protective film 41 on the end face 13 is completely removed and the ink protective film 41 having a slight thickness remains in the non-water-repellent region 12. There are features. Specifically, the etching is performed so that the ink protective film 41 having a thickness of 0.15 μm to 0.3 μm remains in the non-water-repellent region 12. As described above, in the second step, the ink protective film 41 has a thickness of about 1.5 μm on the ejection surface 15 including the non-water-repellent region 12 and a thickness on the end surface 13 (and the inner wall surface of the nozzle hole 21). Is formed to be approximately 1.0 μm. Therefore, if the etching is stopped when the ink protective film 41 on the end face 13 is completely removed (etched), the ink protective film 41 having a thickness of 0.5 μm remains in the non-water-repellent region 12. Become. Then, by performing a slight over-etching in order to completely remove the ink protective film 41 from the end face 13, the ink protective film 41 having a thickness in the above range can be left in the non-water-repellent region 12. By this step, the thermally oxidized silicon film 42 is exposed on the end face 13.

次に、図１０（ｃ）に示すように、マスキングテープ４８の上面に第２の支持基板５２を貼付する。そして第１の支持基板５１を取り外して、接着面１６を開放する。そして、接着面１６側から酸素若しくはアルゴンガスのプラズマ処理を行い、ノズル孔２１の内壁面に形成されていた撥水膜４３を除去する。   Next, as shown in FIG. 10C, a second support substrate 52 is attached to the upper surface of the masking tape 48. Then, the first support substrate 51 is removed, and the bonding surface 16 is opened. Then, plasma treatment with oxygen or argon gas is performed from the bonding surface 16 side, and the water repellent film 43 formed on the inner wall surface of the nozzle hole 21 is removed.

次に、図１０（ｄ）に示すように、単結晶シリコン基板４４に親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち接着面１６、端面１３、ノズル孔２１の内壁面、及び非撥水領域１２に、親水膜４５を形成する。上述したように非撥水領域１２にはインク保護膜４１が薄く形成されている。したがって、非撥水領域１２においてはインク保護膜４１の表面にシランカップリング剤をディップコートされることとなる。インク保護膜４１は単結晶シリコン材料に比べて親水性が強いため、かかる処理により非撥水領域１２は密着性が非常に強化された領域となる。   Next, as shown in FIG. 10 (d), the single crystal silicon substrate 44 is dip-coated with a hydrophilic silane coupling agent, and the areas not covered with the masking tape 48, that is, the adhesive surface 16 and the end surface 13. A hydrophilic film 45 is formed on the inner wall surface of the nozzle hole 21 and the non-water-repellent region 12. As described above, the ink protection film 41 is thinly formed in the non-water-repellent region 12. Therefore, the silane coupling agent is dip coated on the surface of the ink protective film 41 in the non-water-repellent region 12. Since the ink protective film 41 is more hydrophilic than the single crystal silicon material, the non-water-repellent region 12 becomes a region whose adhesion is greatly enhanced by such treatment.

次に、図１０（ｅ）に示すように、単結晶シリコン基板４４から第２の支持基板５２及びマスキングテープ４８を取り除く。そして、該単結晶シリコン基板に洗浄等の処理を施してシリコンノズル基板２を完成させる。以上の工程により、インク保護膜４１が端面１３に形成されておらず、かつ、非撥水領域１２には薄いインク保護膜４１と親水膜４５との積層体が形成されているシリコンノズル基板２を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 10E, the second support substrate 52 and the masking tape 48 are removed from the single crystal silicon substrate 44. Then, the silicon nozzle substrate 2 is completed by performing a process such as cleaning on the single crystal silicon substrate. Through the above steps, the silicon nozzle substrate 2 in which the ink protective film 41 is not formed on the end face 13 and the laminated body of the thin ink protective film 41 and the hydrophilic film 45 is formed in the non-water-repellent region 12. Can be obtained.

（第５の実施形態）
次に第５の実施形態として、上述の各実施形態にかかるシリコンノズル基板（１、２）を構成要素とするヘッドユニット７を搭載した液滴吐出装置について説明する。図１１は、上述の液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図である。上述したように、シリコンノズル基板（１、２）はインク保護膜４１の剥離が生じにくいため、かかるシリコンノズル基板（１、２）を用いる液滴吐出ヘッド８及びヘッドユニット７は製造コストが低減されている。また、キャビティ基板３との接着領域に異物すなわち剥離したインク保護膜４１等が浸入している可能性が低減されているため、信頼性も向上している。したがって、本実施形態のインクジェットプリンターは信頼性が高く、かつ製造コストも低減されている。 (Fifth embodiment)
Next, as a fifth embodiment, a droplet discharge apparatus equipped with a head unit 7 having the silicon nozzle substrates (1, 2) according to the above-described embodiments as constituent elements will be described. FIG. 11 is a perspective view showing an ink jet printer as the above-described droplet discharge device. As described above, the silicon nozzle substrates (1, 2) are unlikely to peel off the ink protective film 41. Therefore, the manufacturing cost of the droplet discharge head 8 and the head unit 7 using the silicon nozzle substrates (1, 2) is reduced. Has been. In addition, since the possibility that a foreign substance, that is, the peeled ink protective film 41 or the like has entered the adhesion region with the cavity substrate 3 is reduced, the reliability is also improved. Therefore, the ink jet printer of the present embodiment has high reliability, and the manufacturing cost is also reduced.

１…第１の実施形態のシリコンノズル基板、２…第２の実施形態のシリコンノズル基板、３…キャビティ基板、４…電極基板、５…駆動回路、７…ヘッドユニット、８…液滴吐出ヘッド、９…カートリッジケース、１０…カバーヘッド、１１…撥水領域、１２…非撥水領域、１３…端面、１５…吐出面、１６…接着面、２１…ノズル孔、２１ａ…第１のノズル孔、２１ｂ…第２のノズル孔、２２…振動板、２３…リザーバー、２４…オリフィス、２５…吐出室、２７…共通電極、２９…絶縁膜、３１…個別電極、３１ａ…リード部、３１ｂ…端子部、３３…封止材、３４…ギャップ、３５…インク供給口、３６…電極取出し部、４１…インク保護膜、４２…熱酸化シリコン膜、４３…撥水膜、４４…単結晶シリコン基板、４５…親水膜、４６…第２の熱酸化シリコン膜、４７…レジスト膜、４８…マスク部材としてのマスキングテープ、５１…第１の支持基板、５２…第２の支持基板、６１…接着領域、６２…接着領域、６３…ノズル孔の近傍の部分、６４…端面の近傍の部分、２３０…リザーバー凹部、２４０…オリフィス凹部、２５０…吐出凹部、３１０…凹部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon nozzle substrate of 1st Embodiment, 2 ... Silicon nozzle substrate of 2nd Embodiment, 3 ... Cavity substrate, 4 ... Electrode substrate, 5 ... Drive circuit, 7 ... Head unit, 8 ... Droplet discharge head , 9 ... cartridge case, 10 ... cover head, 11 ... water repellent area, 12 ... non-water repellent area, 13 ... end face, 15 ... discharge surface, 16 ... adhesive face, 21 ... nozzle hole, 21a ... first nozzle hole 21b ... second nozzle hole, 22 ... vibrating plate, 23 ... reservoir, 24 ... orifice, 25 ... discharge chamber, 27 ... common electrode, 29 ... insulating film, 31 ... individual electrode, 31a ... lead portion, 31b ... terminal , 33... Sealing material, 34... Gap, 35. Ink supply port, 36... Electrode take-out part, 41. Ink protective film, 42... Thermal oxide film, 43. 45 ... hydrophilic membrane, 46 Second thermal silicon oxide film, 47 ... resist film, 48 ... masking tape as mask member, 51 ... first support substrate, 52 ... second support substrate, 61 ... adhesion region, 62 ... adhesion region, 63 ... A portion in the vicinity of the nozzle hole, 64 ... a portion in the vicinity of the end face, 230 ... a reservoir recess, 240 ... an orifice recess, 250 ... a discharge recess, 310 ... a recess.

Claims (9)

シリコン基板を貫通させて形成したノズル孔を有し、吐出面側から該ノズル孔を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板であって、
前記吐出面は平面視で前記ノズル孔を含み表面に撥水膜が形成されている撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画されており、
前記撥水領域には前記撥水膜と前記シリコン基板との間にインク保護膜が形成されており、前記非撥水領域にはインク保護膜が前記撥水領域に形成された前記インク保護膜より薄く形成されており、前記シリコン基板の端面にはインク保護膜が全く形成されていないことを特徴とするシリコンノズル基板。 A silicon nozzle substrate having a nozzle hole formed through a silicon substrate and ejecting ink droplets from the ejection surface side through the nozzle hole,
The discharge surface is partitioned into a water-repellent region that includes the nozzle holes in a plan view and a water-repellent film is formed on the surface, and a non-water-repellent region that is an annular region surrounding the water-repellent region,
An ink protective film is formed between the water-repellent film and the silicon substrate in the water-repellent area, and an ink protective film is formed in the water-repellent area in the non-water-repellent area. A silicon nozzle substrate characterized in that it is formed thinner and has no ink protective film formed on the end face of the silicon substrate. 請求項１に記載のシリコンノズル基板であって、
前記インク保護膜はシロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成された膜であることを特徴とするシリコンノズル基板。 The silicon nozzle substrate according to claim 1,
The silicon nozzle substrate, wherein the ink protective film is a film formed by a plasma CVD method using siloxane as a raw material. 請求項２に記載のシリコンノズル基板であって、
前記撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は０．５μｍから１．５μｍの範囲であり、
前記非撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は前記撥水領域における該膜厚の３割以下であることを特徴とするシリコンノズル基板。 The silicon nozzle substrate according to claim 2,
The thickness of the ink protective film in the water repellent region is in the range of 0.5 μm to 1.5 μm,
The silicon nozzle substrate, wherein the thickness of the ink protective film in the non-water-repellent region is 30% or less of the thickness in the water-repellent region. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコンノズル基板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。   A droplet discharge head comprising the silicon nozzle substrate according to claim 1. 請求項４に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。   A droplet discharge apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 4. シリコン基板を貫通させてノズル孔を形成する第１の工程と、
前記シリコン基板の一方の面である吐出面及び前記シリコン基板の端面にインク保護膜を形成する第２の工程と、
前記インク保護膜の表面に撥水膜を形成する第３の工程と、
前記吐出面を、平面視で前記ノズル孔を含む領域である撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画して、前記撥水領域にマスク部材を被せる第４の工程と、
前記シリコン基板にエッチングを施して、前記マスク部材で覆われていない領域の前記撥水膜を除去し、さらに前記インク保護膜を、前記端面では完全に除去し、前記非撥水領域では元の膜厚よりも薄くする第５の工程と、
を記載の順に実施することを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。 A first step of forming a nozzle hole through the silicon substrate;
A second step of forming an ink protective film on the ejection surface, which is one surface of the silicon substrate, and an end surface of the silicon substrate;
A third step of forming a water repellent film on the surface of the ink protective film;
The ejection surface is partitioned into a water-repellent region that is a region including the nozzle holes in a plan view and a non-water-repellent region that is an annular region surrounding the water-repellent region, and the water-repellent region is covered with a mask member. A fourth step;
Etching is performed on the silicon substrate to remove the water repellent film in a region not covered with the mask member, and the ink protection film is completely removed on the end face, and the original is formed in the non-water repellent region. A fifth step of making the film thickness thinner than
Are performed in the order of description, and the manufacturing method of the silicon nozzle substrate characterized by the above-mentioned. 請求項６に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第２の工程は、シロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法により前記インク保護膜を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。 A method for producing a silicon nozzle substrate according to claim 6,
The method of manufacturing a silicon nozzle substrate, wherein the second step is a step of forming the ink protective film by a plasma CVD method using siloxane as a raw material. 請求項７に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第２の工程は、前記吐出面に膜厚が０．５μｍから１．５μｍの範囲の前記インク保護膜を形成する工程であり、
前記第５の工程は、前記インク保護膜を膜厚が３割以下となるまでエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。 A method for producing a silicon nozzle substrate according to claim 7,
The second step is a step of forming the ink protective film having a thickness of 0.5 μm to 1.5 μm on the ejection surface.
The method of manufacturing a silicon nozzle substrate, wherein the fifth step is a step of etching the ink protective film until the film thickness becomes 30% or less. 請求項８に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第５の工程は、ＣＦ系ガスを用いてドライエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。 A method for producing a silicon nozzle substrate according to claim 8,
The method of manufacturing a silicon nozzle substrate, wherein the fifth step is a step of performing dry etching using a CF-based gas.
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