JP6576152B2 - 構造物の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

構造物の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6576152B2
JP6576152B2 JP2015155167A JP2015155167A JP6576152B2 JP 6576152 B2 JP6576152 B2 JP 6576152B2 JP 2015155167 A JP2015155167 A JP 2015155167A JP 2015155167 A JP2015155167 A JP 2015155167A JP 6576152 B2 JP6576152 B2 JP 6576152B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
manufacturing
substrate
discharge head
dry film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015155167A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017030302A (ja
Inventor
石川 哲史
哲史 石川
康亮 富永
康亮 富永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2015155167A priority Critical patent/JP6576152B2/ja
Priority to US15/218,263 priority patent/US10618286B2/en
Publication of JP2017030302A publication Critical patent/JP2017030302A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6576152B2 publication Critical patent/JP6576152B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1631Manufacturing processes photolithography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14145Structure of the manifold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1601Production of bubble jet print heads
    • B41J2/1603Production of bubble jet print heads of the front shooter type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1623Manufacturing processes bonding and adhesion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1626Manufacturing processes etching
    • B41J2/1628Manufacturing processes etching dry etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1637Manufacturing processes molding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/164Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1645Manufacturing processes thin film formation thin film formation by spincoating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B65B31/025Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for rigid or semi-rigid containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B65B31/025Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for rigid or semi-rigid containers
    • B65B31/028Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas specially adapted for rigid or semi-rigid containers closed by a lid sealed to the upper rim of the container, e.g. tray-like container
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/0038Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with sealing means or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0094Filling or covering plated through-holes or blind plated vias, e.g. for masking or for mechanical reinforcement
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/285Permanent coating compositions
    • H05K3/287Photosensitive compositions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49373Tube joint and tube plate structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49401Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Description

本発明は、構造物の製造方法、および液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
インクジェット方式を用いた記録装置(液体吐出装置)は、液体吐出ヘッドの吐出口からインク(記録液)滴を吐出させ、そのインク滴を記録媒体に付着させて記録を行う。一般に、インクジェット装置に用いられる液体吐出ヘッドには、電気配線、及びインクを吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子等が表面に設けられたシリコン基板が設けられている。シリコン基板上には、エネルギー発生素子により気泡を発生させる流路、インク滴を吐出するための微細な吐出口、および吐出口に連通する流路などにインクを供給するインク供給口が設けられている。
特許文献1には、上記のように吐出口からインクを吐出する液体吐出ヘッドが開示されている。この液体吐出ヘッドでは、インク供給導管と液体吐出ヘッドとの間に、レーザーで流路マニホールドを加工したポリマーフィルムが接着層を介して支持部材に接着されており、ポリマーフィルムで形成された流路部材を経由してインク供給口へとインクが供給される。
特表2008−526553号公報
特許文献1のように、ポリマーフィルムをレーザー加工し、支持部材に貼り付ける構造の場合、高精度化および高密度化が困難になる傾向がある。そこで、高精度および高密度化を容易に実現するために、シリコン基板の裏面側に形成された共通液室上に感光性のドライフィルムレジストをテンティングし、液体を導入するための液体導入口をフォトリソグラフィ技術で形成する手法が知られている。
しかしながら、ドライフィルムレジストを共通液室の開口部にテンティングする方式にあっては、ドライフィルムレジストの硬化収縮力によって流路隔壁が引っ張られ、基板に反りが生じたり、液体吐出ヘッド全体に反りが生じたりすることがある。
本発明は、液室の開口を覆う被覆材の硬化収縮作用によって生じる液体吐出ヘッドなどの構造物や、基板などの基体の反りを軽減することが可能な、構造物製造方法および液体吐出ヘッドの製造方法の提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、穴部が形成された基体と、該基体に貼着された被覆材とを有する構造物の製造方法であって、前記穴部の開口部を覆うように可撓性を有する前記被覆材を前記基体に貼着する第1工程と、前記基体に貼着された前記被覆材を硬化させる第2工程と、を有し 前記第1工程、前記基体に被覆材を貼着して前記穴部の内方に閉空間を形成すると共に、前記開口部を覆う非貼着部分の全体が前記開口部の内方に向けて落ち込むように弛ませた状態とし、且つ前記第1工程は前記第2工程よりも低い圧力環境で行うことを特徴とする。
また、本発明は、液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子、液体供給口、および液室を備えた基板を備えると共に、前記液体供給口に連通する流路、および該流路に連通する吐出口が形成された吐出口形成部材を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記液室の開口部を覆うように可撓性を有する前記被覆材を前記基体に貼着する第1工程と、前記基体に貼着された前記被覆材を硬化させる第2工程と、を含み、前記第1工程において、前記被覆材のうち前記基体の前記開口部を覆う非貼着部分を弛ませた状態で前記基体に貼着することを特徴とする。
本発明によれば、液室の開口を覆う被覆材の硬化収縮作用によって生じる液体吐出ヘッドなどの構造物や、基板などの基体の反りを軽減することが可能になる。
本実施形態により製造される液体吐出ヘッドの一部を模式的に示す図である。 図1に示す液体吐出ヘッドのA−A線断面図である。 第1の実施形態における液体吐出ヘッドの製造工程を示す模式的断面図である。 ドライレジストフィルムの硬化収縮による作用を示す模式的断面図である。 第1の実施形態におけるドライフィルムの挙動を示す模式的断面図である。 第2の実施形態説における液体吐出ヘッドの製造工程を示す模式的断面図である。 本発明の第2の実施形態における変形例を示す模式的断面図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、本発明に係る製造方法によって製造される構造物として、図1および図2に示す液体吐出ヘッドの製造方法を例に採り説明する。
ここで、本発明の実施形態における製造方法によって形成される液体吐出ヘッドの構成を図1および図2に基づいて説明する。図1は本実施形態により製造される液体吐出ヘッドの一部を模式的に示す図であり、液体吐出ヘッドの吐出口が形成された面(吐出面)から観察した状態を示している。また、図2は図1に示す液体吐出ヘッドのA−A’線断面図である。
図1および図2において、液体吐出ヘッド1は、シリコンなどにより形成された基板(基体)11と、基板11の一方の面である底面(図2では上面)に設けられた吐出口形成部材22と、基板11の他方の面に設けられた液室被覆材(被覆材)17とを備える。吐出口形成部材22には、液体を吐出するための複数の吐出口15が所定の方向(X方向)に沿って一定のピッチを介して配列されており、これによって吐出口列が構成されている。本実施形態では、互いに平行する複数の吐出口列がX方向と直交する方向(Y方向)において一定の間隔を介して形成されている。
吐出口形成部材22とこれに接合される基板11との間には、各吐出口15に対応して複数の流路19が形成されている。また、基板11には、吐出口15の配列方向(X方向)に延在する共通液室(液室)13が各吐出口列に対応して形成されている。本実施形態では、4本の吐出口列が形成されているため、これらに対応して4個の共通液室13が形成されている。各共通液室13は、基板11に形成された液体供給口16を介して流路19に連通している。
基板11の一方の面である底面(図2では上面)には、液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子12が、各吐出口15と対向するように、所定の間隔を介して複数形成されている。さらに、液室被覆材には、液体吐出ヘッド1の外部に設けられた不図示の液体貯留タンクなどに貯留された液体を、共通液室(液室)13に導入させるための液体導入口17aが形成されている。
以上のように構成された液体吐出ヘッド1において、液体貯留タンクから液体導入口17aを経て共通液室13に流入した液体は、液体供給口16を介して流路19に供給された後、吐出口15に充填される。ここで吐出エネルギー発生素子12の駆動によりエネルギーを発生させることにより、流路内に供給された液体内に気泡が発生し、その気泡の圧力によって吐出口15内の液体が液滴の形態で外部へ吐出される。吐出エネルギー発生素子12としては、ヒータ素子や圧電素子が挙げられる。
(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態として、上記構成を有する液体吐出ヘッド1の製造方法を、図3ないし図5を参照しつつ説明する。
まず、吐出エネルギー発生素子12が形成された基板11の底面(図3(a)では上面)に、ポジ型の感光性樹脂層を用いて、流路19を形成するための型(流路形成型)となるパターン21を形成する。次いで、ネガ型の感光性樹脂層を用いて、液体を吐出するための吐出口15を形成する吐出口形成部材22を形成する(図3(a))。次いで、フォトリソ技術、およびSi(シリコン)の深堀エッチング技術を用いて、基板11の表面側(図3(a)の下面側、図3(b)の上面側)より、複数の穴部13および液体供給口16を形成する(図3(b))。この複数の穴部13は、複数の吐出口列にそれぞれ液体を供給する前述の共通液室となる。なお、本発明において、穴部とは、基体(または基板)を貫通する空間に限らず、基板を貫通していない空間、例えば、窪みや凹部などを含むものとする。
次いで、共通液室13の開口部13aを覆うように、基板11の表面に液室被覆材17を貼着する。この液室被覆材の形成は、ベースフィルム18上に塗布されたドライフィルム17Fを、ラミネート装置を用いて、基板11の底面に貼着することにより行う。これにより、基板11に形成された穴部としての共通液室13の開口部13aがベースフィルム18およびドライフィルムレジスト(以下、ドライフィルムという)17Fによって被覆(テンティング)される(図3(c))。ドライフィルム17Fの材料としては、例えば光酸発生剤を含んだ化学増幅型のネガ型感光性樹脂が使用され、ベースフィルム18としては、例えばPET、ポリイミド、炭化水素系フィルムが使用されている。従って、いずれのフィルム17Fおよびベースフィルムも可撓性を有している。
次いで、ベースフィルム18を剥離し(図3(d))、遮光部と透光部とを有するマスク31を介して露光光40を照射した後(図3(e))、ポストベーク、現像を順次行う。これにより、ドライフィルム17Fのうち、露光光40が照射された部分が硬化して残留し、露光光40が遮断された部分が除去される(図3(f))。このドライフィルム17Fが除去された部分が、液室被覆材17の液体導入口17aとなる。この後、流路形成型21を除去して吐出口15に連通する流路19を形成し、キュア工程を行なう。これにより、図1に示す構成を有する液体吐出ヘッド1が製造される(図3(g))。
以上の製造工程のうち、図3(c)に示すテンティング(第1工程)は、ラミネート装置において、加温したステージに基板11を載せ、ドライフィルム17Fに対し加温したローラ(押圧部材)によって押圧しながら移動させることによって行なう。これにより、ドライフィルム17Fのうち、基板11上に位置している部分は、基板11上に貼着された状態となり、開口部13aを覆った部分、つまり基板11に接していない部分17F1は、基板11に貼着されていない非貼着部分となる。本実施形態では、図3(d)に示す露光前の時点では、ドライフィルム17Fのうち、非貼着部分17F1が共通液室13の内方に十分に落ち込んだ状態、すなわち、弛んだ状態となるようにテンティングしている。
共通液室13の上端部に設けられたドライフィルム17Fは、ドライフィルム17Fを硬化させる露光工程(第2工程)などによって図4(a)の(i)に示すような収縮が生じる。このドライフィルム17Fの収縮量に対して、ドライフィルム17Fの非貼着部分17F1の弛み量が少ない場合には、図4(a)の(ii)に示すように、各隔壁13bを引っ張る方向の応力が働き、各隔壁13bに曲げモーメントが加わる。この曲げモーメントの影響により、液体吐出ヘッド1の上部側は図4(a)の(iii)に示すように引っ張られる。その結果、吐出口15を下に向けた場合、液体吐出ヘッド1には下凸方向の反りが生じ、それに伴って吐出口形成部材22にも下凸方向へと反りが発生する。この吐出口形成部材22の反りは、吐出口から吐出される液滴の吐出方向に誤差を生じさせる。このため、インクジェット記録装置などにこの液体吐出ヘッド1を用いた場合、記録媒体などへの液滴の着弾位置にずれが発生し、画像品質が低下することがある。
これに対し、本実施形態では、図3(d)および図4(b)に示すように、露光前の時点で、テンティングしたドライフィルム17Fの非貼着部分17F1が共通液室13内へと十分に弛んだ状態となっている。なお、本明細書において、ドライフィルム17Fが弛んだ状態とは、応力が発生していない非平坦な状態を意味する。ドライフィルム17Fの非貼着部分17F1が十分に弛んだ状態としたことにより、露光によって非貼着部分17F1に(i)に示すような硬化収縮が生じた場合にも、その収縮は、(iv)に示すようにドライフィルム17Fの弛み量によって吸収される。このため、共通液室13の各隔壁13bに対する引っ張り力(ii)は軽減され、各隔壁13bに加わる曲げモーメントは減少する。その結果、液体吐出ヘッド1の反りは図4(b)の(iii)に示すように軽減され、吐出口形成部材22の反りも軽減される。
図5(a)は本実施形態においてテンティングされたドライフィルム17Fの硬化収縮前の状態の一例を示す模式的断面図、図5(b)はドライフィルム17Fの硬化収縮後の状態の一例を示す模式的断面図である。
上記の理由から、ドライフィルム17Fの非貼着部分17F1は、露光により硬化収縮するまでは、共通液室13内に弛んだ状態としている。そのため、各共通液室13の幅(Y方向における長さ)をW、テンティングされた露光前のドライフィルム17Fの、隔壁間の長さ(初期中立線長)をLi、ドライフィルム17Fの硬化収縮率をαとした場合、初期中立線長Liを液室幅Wより長く設定している。すなわち、初期中立線長Liを、
W<(1−α)×Li (式1)
の関係を満たすように設定している。
なお、露光、現像工程後の、液体吐出ヘッド1の支持部材との接着性を考慮すると、ドライフィルム17Fの硬化後に平坦な状態であることが望ましい。すなわち、初期中立線長Liを、
W=(1−α)×Li (式2)
の関係を満たすように定めることが好ましい。
但し、支持部材とドライフィルム17Fとを接着させる接着層の厚みは数十μmあるため、ドライフィルム17Fがある程度落ち込んでいても支持部材との接着性に問題が生じることはない。従って、初期中立線長Liの最大値はWの1.2倍程であっても問題はない。
また、テンティング時にドライフィルム17Fの非貼着部分17F1を共通液室13内に落ち込ませる手法としては、テンティング時の温度環境を設定する方法がある。例えば、ステージの温度およびローラの温度を、使用するドライフィルムを構成する材料の軟化温度より高く設定する方法がある。この場合、ローラの圧力は高く、ローラの移動速度は遅い方がよい。例えば、ローラの温度を40℃〜80℃の温度範囲、ローラの圧力を0.1MPa〜0.5MPa、ローラの移動速度を1mm/s〜10mm/sとしてテンティングを行う。
また、テンティングする際、共通液室13内の空間が閉空間であれば、テンティング時に加温された空気が空間内に閉じ込められ、室温へと冷却された際に、冷却収縮で空間内の容積が低下する。このため、ドライフィルム17Fの非貼着部分17Fを共通液室13内に落ち込ませることができる。従って、共通液室13の空間は閉空間であることが望ましい。閉空間は、流路形成型21を除去する前にドライフィルム17Fをテンティングすることで形成することができる。また、その他の手法としては、流路形成型21を除去し、流路が形成された後に、吐出口形成部材22の吐出口15が形成される面に保護テープなどによって層を形成し、吐出口15を閉塞することで閉空間を形成するようにしてもよい。
さらに、共通液室13内を閉空間とすることに加え、テンティングを大気圧より低い圧力環境下で実施するようにすれば、大気圧に戻した際の差圧で、ドライフィルム17Fを、より共通液室13内に落込ませる方向へと変化させることができる。
また本実施形態では、ドライフィルム17Fのテンティングの後、図3(d)に示すように、露光光40を照射する前にベースフィルム18をドライフィルム17Fから剥離している。このため、ドライフィルム17Fは、ベースフィルム18による支持がなくなり、共通液室13内に落ち込み易い状態となる。
以上のように第1の実施形態によれば、テンティング時に、ドライフィルム17Fの非貼着部分17F1を、基板11の液室13内に弛ませるようにしたため、露光工程によって硬化収縮が発生したとしても、基板や液体吐出ヘッドの反りを軽減することができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。この第2の実施形態においても、構造物として、図1および図2に示す液体吐出ヘッド1を製造する方法を例に採り説明する。
図6は、第2の実施形態における液体吐出ヘッド1の製造工程を示す模式的断面図である。この第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、流路形成型となるパターン21および吐出口形成部材22を基板11の底面に形成し、その後、液体供給口16および共通液室13を形成する。
次いで、共通液室13へ液体を導入するための液体導入口17aが設けられた液室被覆材の形成を行う。この第2の実施形態においても、液室被覆材の形成は、ベースフィルム18上に塗布されたドライフィルム17を、ラミネート装置を用いて基板11の底面に貼着することにより行う。これによって共通液室13の開口部がテンティングされる(図5(b))。なお、ドライフィルム17の材料は、第1の実施形態と同様である。
次いで、ベースフィルム18を剥離し、ドライフィルム17を各共通液室13内に押し込むプレス加工を、モールド33を用いて行う(図6(c))。モールド33は、基板11に形成されている各共通液室13に対応する位置に複数の凸部33aを有している。このモールド33の凸部33aをドライフィルム17に押し当てることにより、基板11に貼着されたドライフィルム17Fを各共通液室13内に強制的に落とし込む。凸部33aは、第1実施形態で記載したドライフィルム17Fの落込み量Wが、W<(1−α)×Liの関係、より好ましくはW=(1−α)×Liの関係を満たすような表面形状を有する。プレス加工時のモールド33の温度は、ドライフィルム17Fの軟化温度以上の温度(例えば40℃〜80℃)とし、プレス圧は、例えば、0.1MPa〜0.5MPaとする。このプレス加工により、ドライフィルム17Fを、共通液室13内に強制的に落ち込ませることができる(図6(d))。
次いで、第1の実施形態と同様に、マスク31を介して露光する露光工程(第2工程)を行った後(図6(e))、ポストベーク、現像を行い(図6(f))、流路形成型21を除去した後にキュア工程を行なう。これにより、図1に示す形状を有する液体吐出ヘッド1が製造される(図6(g))。
このように、この第2の実施形態によれば、テンティング(第1工程)を行ったドライフィルム17Fを、モールド33を用いて確実に共通液室13内に落とし込ませる(弛ませる)ようにしている。このため、より確実にドライフィルム17Fの非貼着部分17F1に十分な弛みを持たせることができ、液体吐出ヘッド1の反り、および基板11の反りをより確実に軽減することが可能になる。
また、図7は本発明の第2の実施形態における変形例を示す模式的断面図である。図6に示す実施形態では、ドライフィルム17Fに弛みを形成するプレス工程と、流路導入口71を形成するための露光工程とを別工程において行うようにした。これに対し図7に示す変形例では、遮光部を一部に設けた、マスク兼用のモールド(図7(a)参照)を用意し、プレスと同時に露光光40の照射を行うことにより、液体導入口17aの形成とドライフィルム17Fの非貼着部分17F1の弛みの形成とを同時に行う。このため、この変形例によれば、露光することによる硬化部の離型性が向上すると共に、プレス工程と露光工程とが同時に行われるため、製造工程が簡略化されると共に、装置の制御性も向上する。
以下に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法を、以下の実施例および比較例に基づき、より具体的に説明する。
(実施例1)
本実施例では、以下に示す工程に従って、図1および図2に示す液体吐出ヘッド1を作製した。
まず、吐出エネルギー発生素子12と、それを駆動・制御するための半導体素子が設けられた基板11の底面に対し、第1のポジ型感光性樹脂、例えばODUR−1010(東京応化工業(株)製)をスピンコートにより14μmの厚さに塗布した。その後、この第1のポジ型感光性樹脂を乾燥させて流路形成型を形成するための層を形成した。
次いで、基板11に形成した流路形成型を形成するための層に、Deep−UV光をパターン照射した後、CDS−8000にてメチルイソブチルケトンにより現像し、イソプロピルアルコールでリンスし、流路形成型となるパターン21を形成した。
次いで、パターン21を覆うように、基板11の底面に、ネガ型感光性樹脂をスピンコートにて10μm塗布し、乾燥して、吐出口形成部材22を形成した。ネガ型感光性樹脂には、EHPE−3150(ダイセル化学工業(株)製):100質量部、A−187(日本ユニカー(株)製):5質量部、SP−170(旭電化工業(株)製):2質量部、キシレン:80質量部からなるものを用いた。
次いで、ステッパを使用して紫外線露光を行った後、ポストベークと、メチルイソブチルケトン/キシレン=2/3の混合液にて現像を行い、吐出口形成部材22、および吐出口15となる空域パターンを形成した(図3(a))。その後、吐出口形成部材22を保護するため、基板表面および周囲にゴム樹脂をコーティングした。また、Si深堀エッチングにより、深さ400μm、幅200μmの共通液室13および液体供給口16の形成を行った(図3(b))。
次いで、ドライフィルム17Fとして硬化収縮率(α)=5%の材料、例えばTMMF(東京応化工業(株)を使用し、ラミネート装置により、ステージ温度、ローラ温度40℃、ローラ圧力0.1MPa、ローラ速度50mm/sでラミネートした(図3(c))。この際、初期中立線長Liは、210μmとした。
次いで、ベースフィルム18を剥離(図3(d))し、裏面アライメントが可能なi線露光機でパターン照射した(図3(e))。その後、ポストベークを行い、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタートにより現像し、液室被覆材17を形成した(図3(f))。次いで、Deep−UV光を照射して、乳酸メチルでインク流路の型を除去した後、200℃、1時間のキュア工程を実施し、液体吐出ヘッド1を製造した(図2(g))。
以上のようにして製造された液体吐出ヘッド1について、液体吐出ヘッド1の反り、共通液室13に対応したテンティング部(非貼着部分)17F1の凹凸を測定した。その結果、液体吐出ヘッド1の反りおよびテンティング部17F1の凹凸は、いずれも十分小さく良好であった。
(実施例2)
実施例1と同様に流路形成型であるパターン21、吐出口形成部材22、液体供給口16、および共通液室13を形成する工程を実施した(図3(b))。
次いで、ドライフィルム17Fとして硬化収縮率(α)=5%の材料、例えばTMMF(東京応化工業(株)を使用し、ラミネート装置により、ステージ温度、ローラ温度40℃、ローラ圧力0.1MPa,ローラ速度10mm/sでラミネートした(図2(c))。この際、初期中立線長Liは215μmとした。
次いで、ベースフィルム18を剥離(図3(d))し、裏面アライメントが可能なi線露光機でパターン照射した(図3(e))。その後、ポストベークを行い、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタートにより現像し、液室被覆材17を形成した(図3(f))。そして、Deep−UV光を照射して、乳酸メチルでインク流路の型を除去した後に、200℃、1時間のキュア工程を実施し、液体吐出ヘッド1を製造した(図2(g))。
以上のようにして製造された液体吐出ヘッド1について、液体吐出ヘッド1の反り、共通液室13に対応したテンティング部(非貼着部分)17F1の凹凸を測定した。その結果、テンティング部17F1の凹凸は若干大きいが、液体吐出ヘッド1の反りは十分小さく良好であった。
(比較例1)
実施例1と同様に流路形成型21、吐出口形成部材22、液体供給口16、および共通液室13を形成する工程を実施した(図3(b))。
次いで、ドライフィルムとして硬化収縮率(α)=5%の材料、例えばTMMF(東京応化工業(株)を使用し、ラミネート装置により、ステージ温度、ローラ温度30℃、ローラ圧力0.1MPa、ローラ速度50mm/sでラミネートした(図2(c))。この際、初期中立線長Liは205μmとした。
次いで、ベースフィルム18を剥離(図3(d))し、裏面アライメントが可能なi線露光機でパターン照射した(図3(e))。その後、ポストベークを行い、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタートにより現像し、液室被覆材17を形成した(図3(f))。そして、Deep−UV光を照射し、乳酸メチルでインク流路の型を除去し、200℃、1時間のキュア工程を行うことにより、液体吐出ヘッドを製造した図3(g))。
以上のようにして製造された液体吐出ヘッドについて、液体吐出ヘッド1の反り、液室流路上のドライフィルム17Fのテンティング部(非貼着部分)17F1の凹凸を測定した。その結果、テンティング部17F1の凹凸、液体吐出ヘッド1の反りは実施例1および2に比べ大きかった。
(他の実施形態)
以上の実施は形態および実施例では、本発明に係る製造方法によって製造される構造物として、図1および図2に示す液体吐出ヘッドの製造方法を例に採り説明した。しかし、本発明は液体吐出ヘッドの製造方法に限定されない。すなわち、本発明は、半導体基板などの基体に形成されたスルーホールや凹部などの穴部を、ドライフィルムレジストなどの被覆材によってテンティングする工程を含む全ての製造方法に有効であり、液体吐出ヘッドの製造方法に限定されるものではない。
また、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、あるいは各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に搭載される液体吐出ヘッドの製造方法にも適用可能である。より具体的には、電子回路印刷、薬物を噴霧状に吐出する装置の基板、あるいはバイオッチップの作成を行う液体吐出ヘッドの製造方法にも適用可能である。
1 液体吐出ヘッド(構造物)
11 基板(基体)
12 吐出エネルギー発生素子
13 共通液室(液室)
13a 開口部
16 液体供給口
17 ドライフィルムレジスト(被覆材、流路部材)
17a 液体導入口
17F1 非貼着部分
18 ベースフィルム
19 流路
22 吐出口形成部材
33 モールド(押圧部材)
W 開口部の幅
Li 非貼着部分の幅
α 前記被覆材の収縮率

Claims (9)

  1. 穴部が形成された基体と、該基体に貼着された被覆材とを有する構造物の製造方法であって、
    前記穴部の開口部を覆うように可撓性を有する前記被覆材を前記基体に貼着する第1工程と、
    前記基体に貼着された前記被覆材を硬化させる第2工程と、を有し
    前記第1工程、前記基体に被覆材を貼着して前記穴部の内方に閉空間を形成すると共に、前記開口部を覆う非貼着部分の全体が前記開口部の内方に向けて落ち込むように弛ませた状態とし、且つ前記第1工程は前記第2工程よりも低い圧力環境で行うことを特徴とする構造物の製造方法。
  2. 前記開口部の幅をW、前記第1工程における非貼着部分の幅をLi、前記第2工程において硬化した前記被覆材の収縮率をαとするとき、
    W≦(1−α)×Li
    の関係を満たす、請求項1に記載の構造物の製造方法。
  3. 前記第1工程は、前記基体に前記被覆材を重ねた後、前記開口部を覆う前記非貼着部分を押圧部材で押圧することにより、当該非貼着部分を前記穴部の内方へ押し込む、請求項1または2のいずれか一項に記載の構造物の製造方法。
  4. 液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子、液体供給口、および液室を備えた基板を備えると共に、前記液体供給口に連通する流路、および該流路に連通する吐出口が形成された吐出口形成部材を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記液室の開口部を覆うように可撓性を有する被覆材を前記基板に貼着する第1工程と、
    前記基板に貼着された前記被覆材を硬化させる第2工程と、を含み、
    前記第1工程において、前記被覆材のうち前記基板の前記開口部を覆う非貼着部分を弛ませた状態で前記基板に貼着することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
  5. 前記開口部の幅をW、前記第1工程における非貼着部分の幅をLi、前記第2工程において硬化した前記被覆材の収縮率をαとするとき、
    W≦(1−α)×Li
    の関係を満たす、請求項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  6. 前記被覆材は、ドライフィルムレジストであり、
    前記第2の工程によって前記基板に貼着された前記ドライフィルムレジストに対し、露光、現像を行うことによって前記ドライフィルムレジストの一部に前記液室に連通する液体導入口を形成する第3工程を、さらに備える、請求項またはに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  7. 前記第1工程は、前記基板に被覆材を貼着することにより、前記液室の内方に閉空間を形成する共に、第2工程よりも低い圧力環境で行う、請求項ないしのいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  8. 前記第1の工程において用いられる前記ドライフィルムレジストにはベースフィルムが貼着され、
    前記ベースフィルムは、前記第3工程における露光前に剥離される、請求項6または7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  9. 前記第1工程は、前記基板に前記被覆材を重ねた後、前記開口部を覆う前記非貼着部分を押圧部材によって前記液室の内方へ押し込む、請求項ないしのいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
JP2015155167A 2015-08-05 2015-08-05 構造物の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法 Active JP6576152B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015155167A JP6576152B2 (ja) 2015-08-05 2015-08-05 構造物の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法
US15/218,263 US10618286B2 (en) 2015-08-05 2016-07-25 Manufacturing method for structure and manufacturing method for liquid ejecting head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015155167A JP6576152B2 (ja) 2015-08-05 2015-08-05 構造物の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017030302A JP2017030302A (ja) 2017-02-09
JP6576152B2 true JP6576152B2 (ja) 2019-09-18

Family

ID=57986949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015155167A Active JP6576152B2 (ja) 2015-08-05 2015-08-05 構造物の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10618286B2 (ja)
JP (1) JP6576152B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7023644B2 (ja) 2017-09-13 2022-02-22 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの製造方法
JP7009225B2 (ja) * 2018-01-16 2022-01-25 キヤノン株式会社 構造体の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法、保護部材、保護基板及び保護基板の製造方法
JP7146412B2 (ja) * 2018-02-22 2022-10-04 キヤノン株式会社 樹脂膜の貼着方法及び液体吐出ヘッドの製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5453092A (en) 1977-10-03 1979-04-26 Asahi Chem Ind Co Ltd Shrink-wrapping method of tray
NZ195962A (en) * 1980-01-16 1984-11-09 Metal Box Co Ltd Vacuum packing a product in a rigid container so as to leave no headspace
GB8622089D0 (en) 1986-09-12 1986-10-22 Metal Box Plc Closing plastics containers
DE69030234T2 (de) * 1989-05-17 1997-10-09 Asahi Chemical Ind Lichtvernetzbares kunststofflaminat und verfahren zur herstellung einer gedruckten leiterplatte unter dessen verwendung
US5340956A (en) * 1993-02-10 1994-08-23 Silitek Corporation Key switch
US6049158A (en) * 1994-02-14 2000-04-11 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film element having convex diaphragm portions and method of producing the same
US6247232B1 (en) * 1999-03-10 2001-06-19 Transpro, Inc. Method of manufacturing a welded heat exchanger with grommet construction
US7497679B2 (en) * 2004-06-21 2009-03-03 Mamada Sangyo Injection mold having a switching valve
US7469987B2 (en) 2005-01-10 2008-12-30 Silverbrook Research Pty Ltd MST device for attachment to an adhesive surface
JP2006315271A (ja) 2005-05-12 2006-11-24 Canon Inc インクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッド
US8173030B2 (en) 2008-09-30 2012-05-08 Eastman Kodak Company Liquid drop ejector having self-aligned hole
JP5661293B2 (ja) * 2010-02-08 2015-01-28 太陽ホールディングス株式会社 光硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物及びプリント配線板
JP5760616B2 (ja) * 2011-04-06 2015-08-12 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170036447A1 (en) 2017-02-09
JP2017030302A (ja) 2017-02-09
US10618286B2 (en) 2020-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100929286B1 (ko) 잉크 제트 기록 헤드의 제조 방법
JP5814747B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
US10343406B2 (en) Liquid ejection head manufacturing method
US9090067B2 (en) Method for manufacturing liquid discharge head
US10894409B2 (en) Method of manufacturing a liquid ejection head
US9809027B2 (en) Method of manufacturing structure and method of manufacturing liquid ejection head
US20060134555A1 (en) Monolithic inkjet printhead and method of manufacturing the same
JP6008598B2 (ja) 吐出口形成部材及び液体吐出ヘッドの製造方法
JP6576152B2 (ja) 構造物の製造方法、および液体吐出ヘッドの製造方法
JP6478741B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
US8481249B2 (en) Method for manufacturing recording head
JP2016221866A (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
JP4942218B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
US10401730B2 (en) Method for producing microstructure and method for producing liquid ejection head
JP2009143228A (ja) インクジェット印刷ヘッド及びその製造方法
JP7134831B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
JP6929657B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
US10322584B2 (en) Method for manufacturing liquid ejection head
KR101376402B1 (ko) 액체 토출 헤드의 제조 방법
US10005283B2 (en) Method for manufacturing liquid ejection head
US10744771B2 (en) Method of manufacturing liquid ejection head and method of manufacturing structure
JP2014128923A (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
JP2014069354A (ja) インク吐出ヘッドの製造方法及びインク吐出ヘッド
KR20120056206A (ko) 액체 토출 헤드의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190320

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190606

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190723

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190820

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6576152

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151