JP6651751B2 - Manufacturing method of liquid ejection device and liquid ejection device - Google Patents
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本発明は、液体吐出装置の製造方法、及び液体吐出装置に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejection device and a liquid ejection device .
液体吐出装置として、特許文献1には、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドは、シリコンの流路形成基板と、この流路形成基板に、複数の圧力室に対応して設けられた複数の圧電素子と、複数の圧電素子を覆った状態で流路形成基板に接合されたリザーバ形成基板を有する。流路形成基板には、複数の圧力室の配列方向に延び、これら複数の圧力室と連通するマニホールド(連通部)が形成されている。一方、リザーバ形成基板には、上記マニホールドに連なるリザーバ部が形成されている。 Patent Document 1 discloses an ink jet head that discharges ink from nozzles as a liquid discharge device. The ink jet head includes a flow path forming substrate made of silicon, a plurality of piezoelectric elements provided in the flow path forming substrate corresponding to the plurality of pressure chambers, and a flow path forming substrate covering the plurality of piezoelectric elements. And a reservoir forming substrate joined to the substrate. A manifold (communication portion) extending in the direction in which the plurality of pressure chambers are arranged and communicating with the plurality of pressure chambers is formed on the flow path forming substrate. On the other hand, a reservoir portion connected to the manifold is formed on the reservoir forming substrate.
この特許文献1のインクジェットヘッドの製造は、以下のようにして行う。まず、シリコンの流路形成基板の表面に、二酸化シリコン及び酸化ジルコニウムからなる振動板を形成する。次に、この振動板の上に、複数の圧力室に対応した複数の圧電素子を形成する。複数の圧電素子の形成後、振動板の一部をエッチングで除去し、マニホールドとリザーバ部とを連通させる部分(振動板除去部)を形成する。さらに、振動板の上には窒化シリコンの絶縁膜を形成し、この絶縁膜の、上記振動板除去部に対応する領域内には、振動板除去部よりも開口面積の小さい貫通孔を形成する。 The manufacture of the ink jet head of Patent Document 1 is performed as follows. First, a diaphragm made of silicon dioxide and zirconium oxide is formed on the surface of a silicon channel forming substrate. Next, a plurality of piezoelectric elements corresponding to the plurality of pressure chambers are formed on the vibration plate. After the formation of the plurality of piezoelectric elements, a part of the vibration plate is removed by etching to form a part (diaphragm removal part) that allows the manifold to communicate with the reservoir part. Further, an insulating film of silicon nitride is formed on the diaphragm, and a through hole having a smaller opening area than the diaphragm removing portion is formed in a region of the insulating film corresponding to the diaphragm removing portion. .
次に、振動板の表面に全面にわたって密着層と金属層を形成した後、密着層と金属層をパターニングすることにより、圧電素子に対応したリード電極を形成する。尚、上記のパターニングの際には、振動板除去部を覆う密着層と金属層は除去されずに残され、絶縁膜の貫通孔は、密着層と金属層によって封止された状態となる。リード電極形成後、リザーバ形成基板を、密着層及び金属層を介して流路形成基板に接合する。 Next, after forming an adhesion layer and a metal layer over the entire surface of the vibration plate, a lead electrode corresponding to the piezoelectric element is formed by patterning the adhesion layer and the metal layer. At the time of the above-mentioned patterning, the adhesion layer and the metal layer covering the vibration plate removing portion are left without being removed, and the through-hole of the insulating film is sealed by the adhesion layer and the metal layer. After forming the lead electrodes, the reservoir forming substrate is joined to the flow path forming substrate via the adhesion layer and the metal layer.
次に、流路形成基板に、振動板と反対側からのウェットエッチングによって、複数の圧力室、及び、マニホールドを形成する。その際に、振動板除去部、及び、絶縁膜の貫通孔が、密着層及び金属層で塞がれているため、エッチング液のリザーバ形成基板側への漏れ出しが防止される。つまり、振動板除去部を覆っている密着層と金属層が、エッチングストップ膜として機能する。複数の圧力室及びマニホールドをウェットエッチングで形成した後は、流路形成基板側からのウェットエッチングにより、マニホールドを塞いでいる密着層と金属層をそれぞれ除去する。 Next, a plurality of pressure chambers and a manifold are formed on the flow path forming substrate by wet etching from the side opposite to the vibration plate. At this time, since the vibration plate removing portion and the through hole of the insulating film are closed by the adhesion layer and the metal layer, leakage of the etching solution to the reservoir forming substrate side is prevented. That is, the adhesion layer and the metal layer covering the diaphragm removal portion function as an etching stop film. After the plurality of pressure chambers and the manifold are formed by wet etching, the adhesion layer and the metal layer closing the manifold are removed by wet etching from the flow path forming substrate side.
特許文献2には、特許文献1と同様の流路形成基板とリザーバ形成基板を備えた、インクジェットヘッドが開示されている。但し、特許文献2のインクジェットヘッドの製造工程は、下記において特許文献1とは異なる。 Patent Literature 2 discloses an ink jet head including the same flow path forming substrate and reservoir forming substrate as in Patent Literature 1. However, the manufacturing process of the inkjet head of Patent Document 2 differs from that of Patent Document 1 in the following.
特許文献2では、まず、流路形成基板も表面に振動板を形成し、この振動板にリザーバ部とマニホールドとを連通させるための開口部を形成する。次に、流路形成基板の、振動板の開口部から露出した領域に、ボロンを拡散させることによりボロンドープ層を形成する。次に、流路形成基板の振動板にリザーバ形成基板を接合した後に、振動板と反対側からのウェットエッチングによって、流路形成基板に複数の圧力室及びマニホールドを形成する。その際に、ボロンドープ層がエッチングストップ膜として機能し、リザーバ形成基板側へのエッチング液の漏れ出しが防止される。複数の圧力室及びマニホールドをウェットエッチングで形成した後は、ボロンドープ層をドライエッチングにより除去する。 In Patent Literature 2, first, a vibration plate is formed on the surface of a flow path forming substrate, and an opening is formed in the vibration plate to allow the reservoir section and the manifold to communicate with each other. Next, a boron-doped layer is formed by diffusing boron in a region of the flow path forming substrate exposed from the opening of the diaphragm. Next, after joining the reservoir forming substrate to the diaphragm of the flow path forming substrate, a plurality of pressure chambers and manifolds are formed in the flow path forming substrate by wet etching from the side opposite to the diaphragm. At that time, the boron-doped layer functions as an etching stop film, and leakage of the etching solution to the reservoir forming substrate side is prevented. After forming the plurality of pressure chambers and the manifold by wet etching, the boron doped layer is removed by dry etching.
特許文献1では、振動板の開口部(振動板除去部)に、密着層と金属層からなるエッチングストップ膜を形成している。そして、流路形成基板に、ウェットエッチングで圧力室やマニホールドを形成した後に、上記エッチングストップ膜を、ウェットエッチングで除去している。ここで、ウェットエッチングは高精度のパターン制御が難しく、一般に、精密な加工は難しい。但し、特許文献1では、エッチングストップ膜が設けられているのが、面積の大きなマニホールドとリザーバ部との連通箇所であり、それほど高い形状精度は必要とされない。そのため、ウェットエッチングでエッチングストップ膜を除去したときに、連通部分の形状精度が多少悪くなっても、大きな問題にはならない。 In Patent Literature 1, an etching stop film including an adhesive layer and a metal layer is formed in an opening (a portion where a diaphragm is removed) of a diaphragm. After the pressure chamber and the manifold are formed on the flow path forming substrate by wet etching, the etching stop film is removed by wet etching. Here, it is difficult to perform high-precision pattern control in wet etching, and in general, precise processing is difficult. However, in Patent Literature 1, the etching stop film is provided at a communicating portion between the manifold having a large area and the reservoir portion, and so high shape accuracy is not required. For this reason, when the etching stop film is removed by wet etching, even if the accuracy of the shape of the communicating portion is slightly deteriorated, no serious problem occurs.
しかしながら、リザーバ形成基板から、複数の圧力室に対して、それぞれ個別の液体供給流路によってインクを供給する構成を採用したヘッドにおいては、上記のウェットエッチングの加工精度の悪さが問題となる。 However, in a head that adopts a configuration in which ink is supplied from a reservoir forming substrate to a plurality of pressure chambers through individual liquid supply channels, poor processing accuracy of the wet etching described above poses a problem.
上記構成のヘッドでは、振動板には、複数の圧力室にそれぞれ液体を供給するための複数の個別孔が形成されることになるが、この個別孔の開口面積は、上記特許文献1のマニホールドとの連通部と比べるとかなり小さくなる(例えば、50μm以下)。このような小さな個別孔を覆うエッチングストップ膜を、加工精度の悪いウェットエッチングで除去することは好ましくない。即ち、個別孔を覆っている膜部分だけでなく、上記個別孔の周囲部分まで除去してしまい、流路形成基板とリザーバ形成基板との間のシール性が悪くなってリークが生じる虞がある。また、複数の圧力室の間で、個別孔を覆う膜の除去程度が異なってしまい、複数の圧力室間で個別孔の流路抵抗がばらつくという問題もある。 In the head having the above configuration, the diaphragm has a plurality of individual holes for supplying the liquid to the plurality of pressure chambers, respectively. Is considerably smaller than that of the communicating part (for example, 50 μm or less). It is not preferable to remove the etching stop film covering such small individual holes by wet etching with low processing accuracy. That is, not only the film portion covering the individual hole but also the peripheral portion of the individual hole is removed, so that the sealing property between the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate is deteriorated, and there is a possibility that a leak may occur. . Further, the degree of removal of the film covering the individual holes differs between the plurality of pressure chambers, and there is a problem that the flow path resistance of the individual holes varies among the plurality of pressure chambers.
一方、特許文献2では、流路形成基板の、振動板の開口部から露出した領域にボロンを拡散させてボロンドープ層を形成している。そして、圧力室やマニホールドをウェットエッチングで形成した後に、上記のボロンドープ層をドライエッチングで除去している。ドライエッチングは、ウェットエッチングと比べて精密な形状パターンの制御が可能であるため、先に述べたような問題は生じにくい。しかし、上記のボロンドープ層は、開口部からのボロン拡散によって形成しているという理由から、開口部において振動板から露出した領域にのみ形成されている。つまり、振動板とボロンドープ層はほとんど重なっていない。そのため、流路形成基板に、ウェットエッチングで圧力室やマニホールドを形成する際に、エッチング液の液圧がかかるなどしてボロンドープ層に外力が作用したときに、ボロンドープ層が破損してエッチングストップの機能が失われる虞がある。 On the other hand, in Patent Literature 2, boron is diffused in a region of a flow path forming substrate exposed from an opening of a diaphragm to form a boron doped layer. Then, after the pressure chamber and the manifold are formed by wet etching, the boron doped layer is removed by dry etching. Dry etching allows more precise control of the shape pattern than wet etching, and thus does not easily cause the above-described problems. However, the above-mentioned boron-doped layer is formed only in a region exposed from the diaphragm in the opening, because it is formed by boron diffusion from the opening. That is, the diaphragm and the boron-doped layer hardly overlap. Therefore, when a pressure chamber or a manifold is formed by wet etching on the flow path forming substrate, when an external force acts on the boron dope layer by applying a liquid pressure of an etchant, the boron dope layer is damaged and an etching stop is caused. Function may be lost.
本発明の目的は、基板に圧力室をウェットエッチングで形成する際に、圧力室に繋がる液体供給孔からのエッチング液の漏れ出しを封止膜で確実に止めることである。また、本発明の別の目的は、圧力室の形成後に、上記孔を覆っている封止膜を精度よく除去することである。 An object of the present invention is to reliably prevent leakage of an etchant from a liquid supply hole connected to a pressure chamber when a pressure chamber is formed on a substrate by wet etching. Another object of the present invention is to precisely remove the sealing film covering the hole after forming the pressure chamber.
第1の発明の液体吐出装置の製造方法は、基板の表面に、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去して、前記絶縁膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記絶縁膜と前記貫通孔を覆う封止膜を成膜する封止膜成膜工程と、前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材を、前記基板に接着する接着工程と、前記基板の前記貫通孔と重なる位置に、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からのウェットエッチングにより、前記基板に圧力室を形成する圧力室形成工程と、前記封止膜の前記貫通孔を覆う部分を、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からドライエッチングで除去する、封止膜除去工程と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a first aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus manufacturing method, wherein an insulating film is formed on a surface of a substrate, and a part of the insulating film is removed by etching to form a through hole in the insulating film. Forming a through-hole forming step, forming a sealing film covering the insulating film and the through-hole, and forming a sealing film covering the through-hole; A pressure chamber for forming a pressure chamber in the substrate by wet bonding from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed, at a position overlapping with the through hole of the substrate, A forming film removing step of removing a portion of the sealing film covering the through hole by dry etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed, It is characterized by having.
本発明では、まず、基板に絶縁膜を形成し、この絶縁膜に貫通孔を形成する。次に、絶縁膜と貫通孔を覆うように封止膜を成膜する。尚、本発明において、「成膜する」とは、スパッタリングやCVD等の公知の方法により、ターゲットとなる基板の表面の広い領域にわたって膜構成材料を付着、あるいは、堆積させることにより、基板に薄膜を形成することを言う。成膜された封止膜は、貫通孔を封止するとともに、貫通孔からその外側まで連続的に形成される。つまり、封止膜は、絶縁膜の、貫通孔よりも外側の領域と十分な面積をもって重なって配置される。 In the present invention, first, an insulating film is formed on a substrate, and a through hole is formed in the insulating film. Next, a sealing film is formed to cover the insulating film and the through hole. In the present invention, the term “depositing a film” refers to attaching or depositing a film constituent material over a wide area of the surface of a target substrate by a known method such as sputtering or CVD, thereby forming a thin film on the substrate. To form. The formed sealing film seals the through hole and is formed continuously from the through hole to the outside. That is, the sealing film is arranged to overlap with a region of the insulating film outside the through hole with a sufficient area.
次に、基板に流路部材を接合した後に、基板の上記貫通孔と重なる位置に、絶縁膜と反対側からのウェットエッチングで圧力室を形成する。その際に、絶縁膜の貫通孔が封止膜で封止されているため、エッチング液が流路部材側へ漏れ出すことが防止される。また、封止膜は、貫通孔の外側の領域と十分な面積で重なっているため、封止膜に液圧などによる外力が作用しても封止膜が破損しにくい。また、ウェットエッチングで基板に圧力室を形成した後には、貫通孔を覆っている封止膜をドライエッチングで除去するため、封止膜を高い精度で除去することができる。 Next, after joining the flow path member to the substrate, a pressure chamber is formed at a position overlapping the through hole of the substrate by wet etching from the opposite side to the insulating film. At this time, since the through holes of the insulating film are sealed with the sealing film, the etchant is prevented from leaking to the flow path member side. Further, since the sealing film overlaps with a region outside the through hole with a sufficient area, the sealing film is not easily damaged even when an external force such as a liquid pressure acts on the sealing film. After the pressure chamber is formed in the substrate by wet etching, the sealing film covering the through hole is removed by dry etching, so that the sealing film can be removed with high accuracy.
第2の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第1の発明において、前記封止膜成膜工程において、前記封止膜除去工程でのドライエッチングに対するエッチング耐性が、前記絶縁膜のエッチング耐性よりも低い材料によって、前記封止膜を成膜することを特徴とするものである。 In the method for manufacturing a liquid discharge device according to a second aspect, in the first aspect, in the sealing film forming step, etching resistance to dry etching in the sealing film removing step is equal to etching resistance of the insulating film. The sealing film is formed of a lower material.
封止膜は、絶縁膜よりもドライエッチングに対するエッチング耐性が低い材料、つまり、ドライエッチングで除去されやすい材料で形成されている。そのため、ドライエッチングで封止膜が速やかに除去され、一方、絶縁膜はエッチングで除去されにくい。 The sealing film is formed of a material having lower etching resistance to dry etching than the insulating film, that is, a material that is easily removed by dry etching. Therefore, the sealing film is promptly removed by dry etching, while the insulating film is not easily removed by etching.
第3の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第2の発明において、前記絶縁膜の上に、圧電素子を形成する圧電素子形成工程を備え、前記圧電素子形成工程の後に、前記封止膜を成膜することを特徴とするものである。 A method for manufacturing a liquid ejection apparatus according to a third aspect is the method according to the second aspect, further comprising: a piezoelectric element forming step of forming a piezoelectric element on the insulating film; It is characterized in that a film is formed.
本発明では、絶縁膜の上に圧電素子を形成した後に、封止膜を成膜で形成する。圧電素子の形成時には基板に高温の熱が作用するが、圧電素子形成後に封止膜を成膜することで、封止膜への熱応力等の影響を抑えることができる。 In the present invention, after forming a piezoelectric element on an insulating film, a sealing film is formed by film formation. When forming the piezoelectric element, high-temperature heat acts on the substrate. However, by forming the sealing film after the formation of the piezoelectric element, the influence of thermal stress or the like on the sealing film can be suppressed.
第4の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第3の発明において、前記絶縁膜に、前記圧電素子に接続される配線を形成する配線形成工程を備え、前記封止膜成膜工程において、前記封止膜を、前記配線を覆うように成膜することにより、配線保護膜を形成することを特徴とするものである。 A method for manufacturing a liquid ejection apparatus according to a fourth aspect is the method according to the third aspect, further comprising a wiring forming step of forming a wiring connected to the piezoelectric element on the insulating film. And forming a wiring protection film by forming the sealing film so as to cover the wiring.
本発明では、封止膜と、配線を覆う配線保護膜とを、同じプロセスで成膜するため、工程数を削減できる。 In the present invention, the number of steps can be reduced because the sealing film and the wiring protection film covering the wiring are formed by the same process.
尚、上述した第2〜第4の何れかの発明において、絶縁膜は二酸化シリコンで形成することが好ましく、また、封止膜は、窒化シリコンで形成することが好ましい(第5の発明)。 In any of the second to fourth inventions described above, the insulating film is preferably formed of silicon dioxide, and the sealing film is preferably formed of silicon nitride (fifth invention).
第6の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第1の発明において、前記封止膜成膜工程において、前記封止膜を、前記絶縁膜よりも薄く形成することを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid ejection device according to the first aspect, the sealing film is formed to be thinner than the insulating film in the sealing film forming step. is there.
封止膜が絶縁膜よりも薄い膜であるため、ドライエッチングで封止膜を速やかに除去でき、絶縁膜が削られてしまうことを抑制できる。 Since the sealing film is thinner than the insulating film, the sealing film can be promptly removed by dry etching, and it is possible to prevent the insulating film from being scraped.
第7の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第6の発明において、前記絶縁膜の上に、圧電素子を形成する圧電素子形成工程を備え、前記圧電素子形成工程の後に、前記封止膜を成膜することを特徴とするものである。 A method for manufacturing a liquid ejection apparatus according to a seventh aspect is the method according to the sixth aspect, further comprising a piezoelectric element forming step of forming a piezoelectric element on the insulating film, wherein the sealing is performed after the piezoelectric element forming step. It is characterized in that a film is formed.
本発明では、絶縁膜の上に圧電素子を形成した後に、封止膜を成膜で形成する。 In the present invention, after forming a piezoelectric element on an insulating film, a sealing film is formed by film formation.
第8の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第7の発明において、前記封止膜成膜工程において、前記封止膜を、前記圧電素子の圧電膜を覆うように成膜することにより、圧電膜保護部を形成することを特徴とするものである。 The manufacturing method of a liquid ejection device according to an eighth aspect is the method according to the seventh aspect, wherein the sealing film is formed so as to cover a piezoelectric film of the piezoelectric element in the sealing film forming step. And forming a piezoelectric film protection portion.
本発明では、封止膜と、圧電素子の圧電膜を覆う圧電膜保護部とを、同じプロセスで成膜するため、工程数を削減できる。 In the present invention, the number of steps can be reduced because the sealing film and the piezoelectric film protection unit that covers the piezoelectric film of the piezoelectric element are formed by the same process.
尚、上述した第6〜第8の何れかの発明において、絶縁膜は二酸化シリコンで形成することが好ましく、また、封止膜は、酸化アルミニウムで形成することが好ましい(第9の発明)。 In any of the sixth to eighth inventions described above, the insulating film is preferably formed of silicon dioxide, and the sealing film is preferably formed of aluminum oxide (a ninth invention).
第10の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第6〜第9の何れかの発明において、前記封止膜の上の、前記貫通孔を覆う領域の少なくとも一部に前記封止膜よりも厚い厚膜を形成する厚膜形成工程と、前記圧力室形成工程の後に、前記厚膜を除去する厚膜除去工程と、を備えていることを特徴とするものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the method of any of the sixth to ninth aspects, at least a part of a region covering the through hole on the sealing film includes the sealing film. A thick film forming step of forming a thick thick film; and a thick film removing step of removing the thick film after the pressure chamber forming step.
封止膜が薄い場合は、圧力室のウェットエッチング時に、封止膜の貫通孔を覆う部分に液圧が作用したときに破損しやすくなる。本発明では、封止膜の貫通孔を覆う部分に厚膜が形成されて、封止膜が補強されているため、封止膜が破損しにくくなる。 When the sealing film is thin, it is easily damaged when liquid pressure acts on a portion of the sealing film that covers the through hole during wet etching of the pressure chamber. In the present invention, a thick film is formed in a portion of the sealing film that covers the through hole, and the sealing film is reinforced. Therefore, the sealing film is less likely to be damaged.
尚、上記の第10の発明において、前記厚膜は、樹脂材料で形成されたものであってよい(第11の発明)。さらに、前記厚膜は、前記接着工程で前記基板と前記流路部材とを接着する接着剤で形成されてもよい(第12の発明)。 In the tenth aspect, the thick film may be formed of a resin material (an eleventh aspect). Further, the thick film may be formed of an adhesive for bonding the substrate and the flow path member in the bonding step (a twelfth invention).
第13の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第1〜第12の何れかの発明において、前記貫通孔の径が50μm以下であることを特徴とするものである。 A method of manufacturing a liquid ejection device according to a thirteenth aspect is characterized in that, in any one of the first to twelfth aspects, the diameter of the through hole is 50 μm or less.
貫通孔の径が50μm以下と小さい場合には、エッチング加工精度の低さによって生じる、流路抵抗ばらつき等の問題を無視できなくなる。そのため、封止膜を、高精細の加工が可能なドライエッチングで除去することが特に有効である。 If the diameter of the through hole is as small as 50 μm or less, problems such as variations in flow path resistance caused by low etching accuracy cannot be ignored. Therefore, it is particularly effective to remove the sealing film by dry etching which enables high-definition processing.
次に、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。まず、図1を参照してインクジェットプリンタ1の概略構成について説明する。尚、図1に示す前後左右の各方向をプリンタの「前」「後」「左」「右」と定義する。また、紙面手前側を「上」、紙面向こう側を「下」とそれぞれ定義する。以下では、前後左右上下の各方向語を適宜使用して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic plan view of the printer according to the present embodiment. First, a schematic configuration of the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG. Note that the front, rear, left, and right directions shown in FIG. 1 are defined as “front”, “rear”, “left”, and “right” of the printer. The front side of the paper is defined as “upper”, and the other side of the paper is defined as “lower”. In the following, description will be made by using the front, rear, left, right, upper, and lower direction words as appropriate.
(プリンタの概略構成)
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、搬送機構5と、制御装置6等を備えている。
(Schematic configuration of printer)
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 includes a platen 2, a carriage 3, an
プラテン2の上面には、被記録媒体である記録用紙100が載置される。キャリッジ3は、プラテン2と対向する領域において2本のガイドレール10,11に沿って左右方向(以下、走査方向ともいう)に往復移動可能に構成されている。キャリッジ3には無端ベルト14が連結され、キャリッジ駆動モータ15によって無端ベルト14が駆動されることで、キャリッジ3は走査方向に移動する。
On the upper surface of the platen 2, a
インクジェットヘッド4は、キャリッジ3に取り付けられており、キャリッジ3とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド4は、走査方向に並ぶ4つのヘッドユニット16を備えている。4つのヘッドユニット16は、4色(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)のインクカートリッジ17が装着されるカートリッジホルダ7と、図示しないチューブによってそれぞれ接続されている。各ヘッドユニット16は、その下面(図1の紙面向こう側の面)に形成された複数のノズル24(図2、図3参照)を有する。各ヘッドユニット16のノズル24は、インクカートリッジ17から供給されたインクを、プラテン2に載置された記録用紙100に向けて吐出する。
The
搬送機構5は、前後方向にプラテン2を挟むように配置された2つの搬送ローラ18,19を有する。搬送機構5は、2つの搬送ローラ18,19によって、プラテン2に載置された記録用紙100を前方(以下、搬送方向ともいう)に搬送する。
The
制御装置6は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び、各種制御回路を含むASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を備える。 制御装置6は、ROMに格納されたプログラムに従い、ASICにより、記録用紙100への印刷等の各種処理を実行する。例えば、印刷処理においては、制御装置6は、PC等の外部装置から入力された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド4やキャリッジ駆動モータ15等を制御して、記録用紙100に画像等を印刷させる。具体的には、キャリッジ3とともにインクジェットヘッド4を走査方向に移動させながらインクを吐出させるインク吐出動作と、搬送ローラ18,19によって記録用紙100を搬送方向に所定量搬送する搬送動作とを、交互に行わせる。
The control device 6 includes a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), an application specific integrated circuit (ASIC) including various control circuits, and the like. The control device 6 executes various processes such as printing on the
(インクジェットヘッドの詳細)
次に、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16の構成について詳細に説明する。尚、4つのヘッドユニット16はそれぞれ同じ構成を有するものであるため、以下では、4つのヘッドユニット16のうちの1つについて説明する。
(Details of inkjet head)
Next, the configuration of the
図2は、ヘッドユニット16の平面図である。図3は、図2のIII-III線断面図である。図2、図3に示すように、ヘッドユニット16は、ノズルプレート20と、流路基板21と、複数の圧電素子31を含む圧電アクチュエータ22と、リザーバ形成部材23等を備えている。尚、図2では、図面の簡素化のため、流路基板21の上面に接合されるCOF50とリザーバ形成部材23は、二点鎖線で概略的に示されている。
FIG. 2 is a plan view of the
(ノズルプレート)
ノズルプレート20は、例えば、シリコン等で形成されたプレートである。このノズルプレート20には、複数のノズル24が形成されている。図2に示すように、複数のノズル24は、搬送方向に沿って千鳥状に配列され、走査方向に並ぶ2つのノズル列を構成している。即ち、1つのノズル列におけるノズル24の配列ピッチをPとしたときに、左右2つのノズル列の間で、ノズル24の位置が搬送方向にP/2だけずれている。
(Nozzle plate)
The
(流路基板)
流路基板21は、シリコン単結晶の基板である。流路基板21には、複数のノズル24とそれぞれ連通する複数の圧力室26が形成されている。各圧力室26は、走査方向に長い、矩形の平面形状を有する。複数の圧力室26は、上述した複数のノズル24の配列に応じて配列され、走査方向に並ぶ2つの圧力室列を構成している。この流路基板21の下面はノズルプレート20で覆われており、上下方向から見て、各圧力室26の走査方向における外側の端部がノズル24と重なっている。即ち、図2に示すように、右側の圧力室列においては、各圧力室26の右端部とノズル24とが重なり、左側の圧力室列においては、各圧力室26の左端部とノズル24とが重なっている。
(Channel substrate)
The
流路基板21の上面には、複数の圧力室26を覆うように絶縁膜30が設けられている。絶縁膜30は、例えば、シリコン基板の表面が酸化されることにより形成された、二酸化シリコンの膜である。絶縁膜30の厚みは、例えば、1.0〜1.5μmである。絶縁膜30の、各圧力室26の内側端部(ノズル24とは反対側の端部)を覆う部分には、貫通孔30aが形成されている。貫通孔30aは、後述するリザーバ形成部材23から、各圧力室26に対して個別にインクを供給する流路の一部を構成するものであり、その径はかなり小さく、例えば、50μm以下である。尚、本実施形態では、絶縁膜30は、二酸化シリコンで形成された膜として説明するが、絶縁膜30は、それぞれ異なる材質で形成された複数の層で形成された膜であってもよい。
An insulating
後述のリザーバ形成部材23内のリザーバ60から、インクが、貫通孔30aを通じて各圧力室26へと供給される。そして、次述の圧電素子31によって、圧力室26内のインクに吐出エネルギーが付与されると、圧力室26に連通するノズル24から、インクの液滴が吐出される。
Ink is supplied to each of the
(圧電アクチュエータ)
圧電アクチュエータ22は、上記の絶縁膜30と、複数の圧電素子31を有する。複数の圧電素子31は、複数の圧力室26内のインクに、それぞれノズル24から吐出するための吐出エネルギーを付与する。図2、図3に示すように、複数の圧電素子31は、圧力室26にそれぞれ対応して、絶縁膜30の上面に配置されている。
(Piezoelectric actuator)
The
圧電素子31の構成について説明する。圧電素子31は、下側からこの順に積層された、共通電極32、圧電体33、及び、個別電極34を含む。
The configuration of the
共通電極32は、絶縁膜30の上面に形成されている。尚、図2では、図面の簡略化のため、共通電極32の図示は省略されているが、図3に示されるように、共通電極32は、絶縁膜30の上面のほぼ全域に形成されている。共通電極32は、例えば、白金(Pt)で形成されている。また、共通電極32の厚みは、例えば、0.1μmである。
The
共通電極32の上には、2つの圧力室列にそれぞれ対応して、2つの圧電体33が配置されている。各圧電体33は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電材料で成膜された圧電膜37がパターニングされることによって形成されている。尚、圧電膜37は、PZTの他、鉛が含有されていない非鉛系の圧電材料で形成されていてもよい。圧電体33の厚みは、例えば、1.0〜2.0μmである。また、圧電体33は、搬送方向に長い平面形状を有し、対応する圧力室列を構成する複数の圧力室26を、搬送方向において跨ぐように配置されている。
On the
圧電体33の上面の、複数の圧力室26とそれぞれ対向する位置には、複数の個別電極34が形成されている。各個別電極34は、圧力室26よりも一回り小さい、矩形の平面形状を有し、対応する圧力室26の中央部と重なるように配置されている。個別電極34は、例えば、イリジウム(Ir)やプラチナ(Pt)で形成されている。また、個別電極34の厚みは、例えば、0.1μmである。
A plurality of
以上の構成において、1つの圧力室26に対して、個別電極34、共通電極32のうちの前記圧力室26と対向する部分、及び、圧電体33のうちの個別電極34と共通電極32に挟まれた部分によって、1つの圧電素子31が構成されている。尚、圧電体33の、共通電極32と1つの個別電極34とに挟まれた部分を、以下、活性部36と称する。各圧電素子31において、個別電極34と共通電極34の間に電界が作用すると、活性部36が面方向に変形する。この活性部36の変形に伴い、圧電素子31は全体的に撓むように変形し、圧力室26と対向する部分が、絶縁膜30の面方向と直交する上下方向に変位する。
In the above configuration, one
また、図3に示すように、圧電アクチュエータ22は、圧電体保護膜40、層間絶縁膜41、配線42、及び、配線保護膜43を有する。尚、図2では、図面の簡略化のため、圧電体保護膜40、層間絶縁膜41、及び、配線保護膜43の図示は省略されている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、圧電体保護膜40は、2つの圧電体33を覆うように配置されている。圧電体保護膜40は、空気中の水分が圧電体33へ浸入するのを防止するなど、圧電体33(圧電膜37)を保護するための膜である。尚、圧電体33の上面の個別電極34は、その周縁部のみが圧電体保護膜40によって覆われ、個別電極34の中央部は、圧電体保護膜40から露出している。これにより、圧電体33の上に圧電体保護膜40が設けられることによる、圧電体33の変形阻害が抑制されている。圧電体保護膜40は、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)、酸化シリコン(SiOx)、酸化タンタル(TaOx)等の酸化物、あるいは、窒化シリコン(SiN)等の窒化物など、透水性の低い材料で形成される。また、圧電体保護膜40は、これによる圧電体33の変形阻害を抑えるため、後で述べる層間絶縁膜41や配線保護膜43よりも薄くされており、例えば、30〜100nmである。
As shown in FIG. 3, the piezoelectric
圧電体保護膜40の上には、層間絶縁膜41が形成されている。層間絶縁膜41の材質は特に限定されないが、例えば、二酸化シリコン(SiO2)で形成される。また、層間絶縁膜41の厚みは、例えば、0.3〜0.5μmである。この層間絶縁膜41は、個別電極34に接続される次述の配線42と、共通電極32との間の、絶縁性を高めるために設けられている。
On the piezoelectric
層間絶縁膜41の上には、複数の圧電素子31の個別電極34にそれぞれ接続された、複数の配線42が形成されている。配線42の厚みは、例えば、1.0μmである。個別電極34と配線42は、圧電体保護膜40及び層間絶縁膜41を貫通する導通部48によって導通している。配線42は、アルミニウム(Al)や金(Au)などの電気抵抗率の低い材料で形成されている。各配線42は、対応する個別電極34から右方へ引き出され、リザーバ形成部材23から露出した流路基板21の右端部まで延びている。
A plurality of
各配線42は、層間絶縁膜41の表面に沿って流路基板21の右端部まで引き出されている。また、流路基板21の右端部の上面には、配線42よりも幅の大きい複数の駆動接点46が搬送方向に並べて配置されている。複数の配線42は、複数の駆動接点46とそれぞれ接続されている。また、流路基板21の右端部には、層間絶縁膜41の表面にグランド接点47も配置されている。このグランド接点47は、層間絶縁膜41と圧電体保護膜40の下側に位置する共通電極32と、層間絶縁膜41と圧電体保護膜40に形成されたコンタクトホール(図示省略)を介して導通している。尚、配線42、駆動接点46、及び、グランド接点47は、同じ成膜工程で形成することができる。
Each
尚、図2、図3に示すように、絶縁膜30の貫通孔30aは、配線42と同じ材料で形成された環状導電部44,45で取り囲まれている。左側の圧力室列に対応する貫通孔30aにおいては、環状導電部44は、左側の個別電極34から引き出された配線42と導通している。即ち、環状導電部44は、配線42の一部を構成している。一方、右側の圧力室列に対応する貫通孔30aにおいては、環状導電部45は、配線42と導通することなく独立している。各貫通孔30aが環状導電部44,45で取り囲まれることにより、後述するリザーバ形成部材23を流路基板21に接合したときの、貫通孔30aに対するシール性が高まる。尚、環状導電部44,45の、環状に延びる配線幅は、例えば、2.5〜10μmである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the through-
図3に示すように、配線保護膜43は、複数の配線42を覆うように配置されている。複数の配線42が配線保護膜43で覆われることにより、複数の配線42の間の絶縁性が高められている。配線保護膜43は、例えば、窒化シリコン(SiNx)等で形成されている。また、配線保護膜43の厚みは、例えば、0.1〜1μmである。尚、配線保護膜43は、流路基板21の右端部には設けられておらず、駆動接点46とグランド接点47は配線保護膜43に覆われていない。
As shown in FIG. 3, the
図2、図3に示すように、駆動接点46とグランド接点47が露出する、流路基板21の右端部の上面には、COF50の一端部が接合されている。COF50の途中部には、ドライバIC51が実装されている。また、各COF50の他端部は、プリンタ1の制御装置6(図1参照)に接続されている。COF50には、複数の駆動配線52と、グランド配線(図示略)とが形成されている。各駆動配線52は、それぞれドライバIC51の出力端子と接続している。COF50が流路基板21の右端部に接合されたときに、駆動配線52は対応する駆動接点46と電気的に接続され、グランド配線はグランド接点47と電気的に接続される。
As shown in FIGS. 2 and 3, one end of the
ドライバIC51は、制御装置6からの制御信号に基づいて駆動信号を生成し、各圧電素子31に出力する。駆動信号は、駆動配線52を介して駆動接点46に入力され、さらに、配線42を介して対応する個別電極34に供給される。このとき、個別電極34の電位が、所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。共通電極32の電位は、グランド電位に維持される。
The
ドライバIC51から駆動信号が供給されたときの、各圧電素子31の動作について説明する。駆動信号が入力されていない状態では、個別電極34の電位はグランド電位となっており、共通電極32と同電位である。この状態から、個別電極34に駆動信号が入力されると、共通電極32との電位差により、圧電体33の活性部36に厚み方向の電界が作用する。このとき、絶縁膜30の上にある活性部36が変形して、1つの圧電素子31全体が圧力室26側に凸となるように撓む。これにより、圧力室26の容積が減少して圧力室26内に圧力波が発生し、圧力室26に連通するノズル24からインクの液滴が吐出される。
The operation of each
(リザーバ形成部材)
図2に示すように、リザーバ形成部材23は、流路基板21(絶縁膜30)の上面に、複数の圧電素子31を覆うように配置され、熱硬化性接着剤で流路基板21に接着される。リザーバ形成部材23の材質は、特に限定されるものではないが、流路基板21と同じくシリコン基板であってもよいし、樹脂など別の材料で形成されたものであってもよい。また、リザーバ形成部材23は、材質の異なる複数のプレートが積層されて形成されてもよい。
(Reservoir forming member)
As shown in FIG. 2, the
リザーバ形成部材23の上部には、インクを貯留するリザーバ60が形成されている。このリザーバ60には、ホルダ5のインクカートリッジ17(図1参照)からインクが供給される。
Above the
リザーバ形成部材23の下部には、2つの圧電体33にそれぞれ対応した2つの凹部63が形成されている。リザーバ形成部材23が、流路基板21の上面に接合されたときに、2つの凹部63内に、2つの圧電体33がそれぞれ収容される。
In the lower part of the
図2、図3に示すように、流路基板21の上面のうちの、2つの圧電体33の間の領域には、先に説明した複数の貫通孔30aが開口している。一方、リザーバ形成部材23の、前記凹部63を区画する壁部65には、複数の流路孔64が形成されている。流路基板21の2つの圧電体33の間の領域に、リザーバ形成部材23の壁部65が接着されたときに、複数の流路孔64が複数の貫通孔30aにそれぞれ連通する。尚、リザーバ形成部材23の流路孔64は、絶縁膜30の貫通孔30aと比べて、孔径が小さくなっている。リザーバ60に貯留されているインクは、複数の流路孔64及び複数の貫通孔30aを介して、複数の圧力室26へそれぞれ供給される。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of through
(ヘッドユニットの製造工程)
次に、上述したインクジェットヘッド4の1つのヘッドユニット16の製造工程について、図4〜図6を参照して説明する。
(Manufacturing process of head unit)
Next, a manufacturing process of one
まず、流路基板21に圧電素子31を形成する。(a)は振動膜形成、(b)は共通電極成膜、(c)は圧電体成膜、(d)は個別電極成膜、(e)は個別電極パターニング、(f)は圧電体パターニング、(g)は共通電極パターニングを示す。
First, the
まず、図4(a)に示すように、シリコンの流路基板21の表面に、熱酸化等によって、二酸化シリコンの絶縁膜30を形成する。次に、図4(b)に示すように、絶縁膜30に、スパッタリングなどで白金(Pt)等の共通電極32となる導電膜70を成膜する。
First, as shown in FIG. 4A, an insulating
次に、図4(c)に示すように、導電膜70(共通電極32)の上に、ゾルゲル法、スパッタリングなどで、PZT等の圧電材料からなる圧電膜37を成膜する。また、図4(d)に示すように、圧電膜37の上面に、イリジウム(Ir)やプラチナ(Pt)等の複数の個別電極34となる導電膜71を、スパッタリング等で成膜する。
Next, as shown in FIG. 4C, a
次に、図4(e)に示すように、上記の導電膜71を、例えばドライエッチングでパターニングして個別電極34を形成する。また、図4(f)に示すように、圧電膜37を、例えばドライエッチングでパターニングして、圧電体33を形成する。さらに、図4(g)に示すように、圧電体33の下側の導電膜70もパターニングして、共通電極32を形成する。以上の工程で、絶縁膜30に圧電素子31が形成される。
Next, as shown in FIG. 4E, the
図5(a)は圧電体保護膜の成膜、(b)は圧電体保護膜のパターニング、(c)は層間絶縁膜の成膜、(d)は配線形成、(e)は振動膜の貫通孔形成、(f)は配線保護膜(封止膜)成膜、(g)は層間絶縁膜及び配線保護膜のパターニングを示す。 5A shows the formation of a piezoelectric protective film, FIG. 5B shows the patterning of the piezoelectric protective film, FIG. 5C shows the formation of an interlayer insulating film, FIG. 5D shows the formation of wiring, and FIG. (F) shows the formation of a wiring protection film (sealing film), and (g) shows the patterning of the interlayer insulating film and the wiring protection film.
流路基板21に圧電素子31を形成したら、図5(a)に示すように、スパッタリング等の成膜法により、絶縁膜30の上面全体に、圧電体33の全体を覆うように、アルミナ等の圧電体保護膜40を成膜する。また、図5(b)に示すように、圧電体保護膜40にエッチングでパターニングを行う。このパターニングによって、圧電体保護膜40の、個別電極34と重なる部分を除去して、孔40cを形成する。また、後で絶縁膜30に貫通孔30aが形成される領域においても、圧電体保護膜40を除去して、孔40bを形成する。尚、孔40bと孔40cは、同じエッチング工程で形成してもよいし、異なるエッチング工程で形成してもよい。
After the
図5(c)に示すように、圧電体保護膜40の上に、プラズマCVD、スパッタリング等の成膜法により、二酸化シリコンの層間絶縁膜41を形成する。成膜後、エッチングにより、圧電体保護膜40を覆う部分に孔41aを形成する。その際に、同時に、圧電膜保護膜40に、層間絶縁膜41aの前記孔41aに連なる孔40aを形成する。
As shown in FIG. 5C, an
図5(d)に示すように、層間絶縁膜41の上に複数の配線42を形成する。まず、層間絶縁膜41の上面のほぼ全域にスパッタリングなどでアルミニウムの導電膜を形成する。このとき、孔40a,41a内にも導電材料が充填されて導通部48が形成される。次に、エッチングで導電膜のパターニングを行って不要部分を除去し、複数の配線42を形成する。尚、上記のパターニングの際に、絶縁膜30の、貫通孔30aが形成される領域(共通電極32と圧電体保護膜40が一部除去された領域)には、環状導電部44(45)を形成する。配線42の形成後、図5(e)に示すように、二酸化シリコンで形成された絶縁膜30及び層間絶縁膜41の、環状導電部44(45)の内側領域をエッチングで一度に除去し、それぞれの膜に貫通孔30a,41bを形成する。
As shown in FIG. 5D, a plurality of
次に、図5(f)に示すように、絶縁膜30のほぼ全面にわたって、窒化シリコン(SiNx)の配線保護膜43を、プラズマCVDの他、スパッタリング等の成膜法で成膜する。この配線保護膜43によって、複数の配線42が覆われる。また、貫通孔30aの周辺においては、配線保護膜43は、貫通孔30aから絶縁膜30にかけて連続的に覆うように形成され、貫通孔30aの外側において、絶縁膜30等の膜と十分な面積をもって重なる。
Next, as shown in FIG. 5F, a
先に、絶縁膜30に貫通孔30aを形成してから、配線保護膜43の成膜を行うことで、配線保護膜43は、絶縁膜30の貫通孔30aを上方から覆って貫通孔30aを封止するように配置される。また、配線保護膜43の貫通孔30aを覆う部分は、流路基板21の表面に直接接触する。つまり、配線保護膜43は、貫通孔30aを封止する封止膜72を兼ねており、後工程で流路基板21にウェットエッチングで圧力室26を形成する際に、エッチング液の漏れ出しを防止するエッチングストップの役割を有する。逆に言えば、貫通孔30aを覆う封止膜72を複数の配線42を覆うように形成することで、封止膜72と配線保護膜43とが同じプロセスで成膜されるとも言え、工程数を削減できる。
First, the through
また、本実施形態では、絶縁膜30の上に圧電素子31を形成した後に、封止膜72を成膜で形成する。圧電素子31の形成時には流路基板21には、600〜800℃の高温の熱が作用するが、圧電素子31の形成後に封止膜72を成膜することで、封止膜72への熱応力等の影響を抑えることができる。
In this embodiment, after the
配線保護膜43の成膜後、図5(g)に示すように、層間絶縁膜41及び配線保護膜43の、個別電極34を覆っている領域をエッチングで除去する。以上の工程によって、流路基板21上における、圧電アクチュエータ22の形成が完了する。
After the formation of the
図6(a)は、リザーバ形成部材の接着、(b)は圧力室形成、(c)封止膜除去を示す。 FIG. 6A shows the adhesion of the reservoir forming member, FIG. 6B shows the formation of the pressure chamber, and FIG. 6C shows the removal of the sealing film.
次に、図6(a)に示すように、リザーバ形成部材23を、流路基板21との間に圧電アクチュエータ22が介在する状態で、流路基板21に熱硬化性接着剤73を用いて接着する。このとき、絶縁膜30の貫通孔30aを封止する封止膜72の上にも、接着剤73を介してリザーバ形成部材23が配置される。
Next, as shown in FIG. 6A, the
リザーバ形成部材23の接着後は、流路基板21の、絶縁膜30と反対側の下面を研磨することよって、流路基板21の厚みを薄くする(例えば、100μm)。厚みが薄くなることで流路基板21自体の剛性は低下するが、研磨前にリザーバ形成部材23が流路基板21に接着されることによって、上記の剛性低下が補われる。
After the adhesion of the
流路基板21の研磨後、図6(b)に示すように、流路基板21の下面(絶縁膜30と反対側の面)から異方性ウェットエッチングを行って、流路基板21の、複数の貫通孔30aとそれぞれ重なる位置に複数の圧力室26を形成する。シリコン単結晶基板の異方性ウェットエッチング用のエッチング液としては、例えば、TMAH (テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液や、KOH水溶液が一般に用いられる。ここで、絶縁膜30の貫通孔30aは封止膜72によって封止されている。また、封止膜72(配線保護膜43)を構成する窒化シリコン(SiNx)は、シリコン単結晶の流路基板21よりも、上記のエッチング液に対する耐性が高い。即ち、封止膜72は、流路基板21よりもウェットエッチングで除去されにくい。そのため、封止膜72はエッチングストップ膜として機能し、エッチング液が、貫通孔30aからリザーバ形成部材23側へ漏れ出すことが防止される。
After the polishing of the
ここで、封止膜72(配線保護膜43)を絶縁膜30と貫通孔30aを覆うように成膜したときに、封止膜72は、貫通孔30aの全体を覆うのはもちろんのこと、貫通孔30aからその外側の領域まで連続的に広がるように形成されている。本実施形態では、封止膜72は、貫通孔30aを覆う部分72aと、貫通孔30aを取り巻く環状部分72bと、その他の部分72cを有する。封止膜72の環状部分72bは、共通電極32、圧電体保護膜40、層間絶縁膜41、配線42の環状導電部44(45)と重なっている。つまり、封止膜72は、絶縁膜30の、貫通孔30aの外側領域と十分な面積で重なっている。従って、ウェットエッチングで圧力室26を形成する際に、下側からのエッチング液の液圧がかかる場合など、封止膜72に外力が作用しても封止膜72が破損しにくい。尚、封止膜72の、貫通孔30aの周囲の環状部分72bの幅は、1.0μm以上であることが好ましい。
Here, when the sealing film 72 (wiring protection film 43) is formed so as to cover the insulating
圧力室26の形成後、封止膜72の貫通孔30aを覆う部分を除去する。本実施形態では、図6(c)に示すように、流路基板21の下側からのドライエッチングによって封止膜72を除去する。ドライエッチングのエッチングガスとしては、例えば、四フッ化炭素(CF4)や、これと酸素ガスなどを混合した混合ガスを用いる。
After the formation of the
ドライエッチングでは、ウェットエッチングと比べて高い精度でのパターン制御を行うことができ、精密な形状の加工が可能である。従って、貫通孔30aを覆う封止膜72をドライエッチングで除去することで、封止膜72を高い精度で除去することができる。また、貫通孔30aの径が小さい場合には、エッチング加工精度の低さによって生じる、流路抵抗ばらつき等の問題を無視できなくなる。特に、貫通孔30aが、50μm以下とかなり小さい場合には、封止膜72を、高精細の加工が可能なドライエッチングで除去することが特に有効である。
In dry etching, pattern control can be performed with higher precision than in wet etching, and precise shape processing is possible. Therefore, by removing the sealing
また、封止膜72(配線保護膜43)を構成する窒化シリコンは、二酸化シリコンの絶縁膜30よりも、CF4などのエッチングガスを用いたドライエッチングに対するエッチング耐性が低い。即ち、封止膜72は、絶縁膜30よりも、ドライエッチングで除去されやすい材料で形成されている。そのため、ドライエッチングによって封止膜72が速やかに除去され、一方で、絶縁膜30は除去されにくい。
Further, silicon nitride forming the sealing film 72 (wiring protection film 43) has lower etching resistance to dry etching using an etching gas such as CF 4 than the silicon
ドライエッチングで封止膜72を除去した後は、図示は省略するが、流路基板21の絶縁膜30と反対側の下面に、ノズルプレート20を接着する。これにより、ヘッドユニット16の製造が完了する。
After removing the sealing
以上説明した実施形態において、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16が、本発明の「液体吐出装置」に相当する。流路基板21が、本発明の「基板」に相当する。リザーバ形成部材23が、本発明の「流路部材」に相当する。
In the embodiment described above, the
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。 Next, modified embodiments in which various changes are made to the above-described embodiment will be described. However, the components having the same configuration as the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.
前記実施形態では、絶縁膜30の貫通孔30aを覆う封止膜72を、複数の配線42を覆うように形成することで、封止膜72と配線保護膜43とを同じプロセスで形成しているが、本発明は上記の形態には限られない。
In the embodiment, the sealing
1]封止膜と、圧電体33を覆う圧電体保護膜40とを同じプロセスで成膜してもよい。以下、図7、図8を参照して説明するが、圧電素子31を形成するまでの工程については、前記実施形態の図4と同じであるので、その説明は省略する。図7(a)は振動膜の貫通孔形成、(b)は圧電体保護膜の成膜、(c)は層間絶縁膜の成膜、(d)は配線形成、(e)は配線保護膜の成膜、(f)は絶縁膜及び配線保護膜のパターニングを示す。
1) The sealing film and the
流路基板21に設けられた絶縁膜30に圧電素子31を形成したら、図7(a)に示すように、二酸化シリコンの絶縁膜30の一部に、エッチングで貫通孔30aを形成する。次に、図7(b)に示すように、絶縁膜30と貫通孔30a、さらに、圧電体33を覆うように、アルミナ(Al2O3)等の圧電体保護膜40を成膜する。前記実施形態でも説明したが、圧電体保護膜40は、圧電体33の変形阻害を抑えるため、絶縁膜30と比べてかなり薄い膜にする。例えば、絶縁膜30の厚みが1.0〜1.5μm、圧電体保護膜40の厚みが30〜100nmである。
After the
また、この圧電体保護膜40は、絶縁膜30の貫通孔30aを封止する封止膜82としても機能する。別の言い方をすれば、封止膜82を、圧電体33を構成する圧電膜も覆うように成膜することで、封止膜82と圧電体保護膜40とが同じプロセスで成膜されることになり、工程数を削減できる。圧電体保護膜40の成膜後、図7(c)に示すように、二酸化シリコンの層間絶縁膜41を成膜する。
The piezoelectric
次に、図7(d)に示すように、層間絶縁膜41の上に、個別電極34に接続された配線42を形成する。配線42の形成後、図7(e)に示すように、配線42を覆うように、窒化シリコンの配線保護膜43を成膜する。さらに、図7(f)に示すように、層間絶縁膜41及び配線保護膜43をエッチングでパターニングする。これにより、層間絶縁膜41及び配線保護膜43の、個別電極34を覆っている部分を除去する。このとき、封止膜82の上の層間絶縁膜41及び配線保護膜43も除去し、貫通孔30aは封止膜82のみで封止された状態となる。
Next, as shown in FIG. 7D, a
図8(a)はリザーバ形成部材の接着、(b)は圧力室形成、(c)は封止膜82除去、(d)は厚膜除去を示す。
8A shows the adhesion of the reservoir forming member, FIG. 8B shows the formation of the pressure chamber, FIG. 8C shows the removal of the sealing
次に、図8(a)に示すように、流路基板21に、熱硬化性接着剤73を用いて、リザーバ形成部材23を接着する。ここで、絶縁膜30の貫通孔30aを覆う封止膜82は、薄い膜であり強度が弱いため、封止膜82に補強用の厚膜83が設けられることが好ましい。本形態では、封止膜82の貫通孔30aを覆っている部分の全面に、リザーバ形成部材23を接着するための接着剤73により、封止膜82よりも厚い厚膜83を形成する。接着剤73の厚膜83の厚みは、例えば、0.5〜2μmである。また、封止膜82を補強するための厚膜83を、リザーバ形成部材23を接着する接着剤73で形成するため、接着工程と一緒に厚膜83を形成することができ、工程数を減らすことができる。
Next, as shown in FIG. 8A, the
尚、厚膜83は、接着剤73で形成される必要は必ずしもなく、レジストなどの樹脂材料でもよい。あるいは、配線42を形成の際のパターニングにおいて、封止膜82の上に存在するアルミニウムの導電膜を除去せずに意図的に残し、この導電膜を、封止膜82を補強するための厚膜83として用いてもよい。
Note that the
また、厚膜83は、封止膜82の、貫通孔30aを覆っている領域の全体に形成される必要はなく、上記領域の一部にのみ形成されてもよい。例えば、貫通孔30aの周縁部と重なる領域にのみ、厚膜83が形成されてもよい。封止膜82上における厚膜83の形成領域が小さくなるほど、封止膜82の補強効果は薄れるものの、後工程で厚膜83を除去しやすくなる。
Further, the
次に、図8(b)に示すように、流路基板21の下側(絶縁膜30と反対側)からの異方性ウェットエッチングにより、流路基板21に複数の圧力室26を形成する。ここで、絶縁膜30の貫通孔30aは封止膜82によって封止されている。また、封止膜82を構成するアルミナ等の酸化物は、シリコン単結晶の流路基板21のエッチング液に対しては削られにくい材料である。そのため、封止膜82によって、エッチング液がリザーバ形成部材側へ漏れ出すことが防止される。
Next, as shown in FIG. 8B, a plurality of
また、封止膜82が薄いと、圧力室26のウェットエッチング時に、封止膜82の貫通孔30aを覆う部分に液圧が作用したときに破損しやすくなる。この点、封止膜82の貫通孔30aを覆う部分に、厚膜83が形成されて封止膜82が補強されているため、封止膜82に液圧が作用したときの破損が抑えられる。
Further, if the sealing
圧力室26を形成したら、図8(c)に示すように、流路基板21の、絶縁膜30と反対側の面からのドライエッチングにより、アルミナ等で形成された封止膜82を除去する。ここで、封止膜82は、絶縁膜30よりも薄い膜であるため、ドライエッチングで封止膜82を速やかに除去でき、絶縁膜30が削られてしまうことを抑制できる。
After forming the
尚、ドライエッチングのガスの種類を選ぶことによっても、封止膜82が、絶縁膜30よりもエッチングされやすい状況を作り出すことができる。例えば、塩素系ガスを用いた場合には、アルミナは、二酸化シリコンよりもかなり速い速度でエッチングされる(例えば、特開2009−81271号公報参照)。従って、封止膜82がアルミナで形成され、絶縁膜30が二酸化シリコンで形成されている場合に、塩素系ガスを用いることで、アルミナの封止膜82を速やかに除去できるようになる。
It should be noted that a situation in which the sealing
封止膜82の除去後、図8(d)に示すように、厚膜83を除去する。例えば、厚膜83が、接着剤やレジストなどの樹脂材料で形成されている場合には、酸素プラズマで厚膜83を除去する。また、厚膜83が、アルミニウム等の導電膜である場合は、塩素系ガス等によるドライエッチングで除去する。
After removing the sealing
2]封止膜を、他の機能を有する膜と同じプロセスで成膜することは必ずしも必要でない。即ち、封止膜のみを単独で成膜する工程が存在してもよい。この場合、封止膜は、絶縁膜30に貫通孔30aを形成した後であれば、どのタイミングで成膜してもよい。例えば、絶縁膜30に貫通孔30aを形成した後、絶縁膜30に圧電素子31を形成する前に、封止膜を成膜してもよい。
2) It is not always necessary to form the sealing film by the same process as a film having another function. That is, there may be a step of forming only the sealing film alone. In this case, the sealing film may be formed at any timing after forming the through-
3]前記実施形態の図3では、流路基板21の上に、絶縁膜30、下部電極31、圧電体保護膜40等の、圧電アクチュエータ22を構成する複数の膜が成膜で形成され、その上にリザーバ形成部材23が接着されている。つまり、リザーバ形成部材23は、上記複数の膜を介して流路基板21と接着されている。これに対して、上記複数の膜が、流路基板21の上面の一部領域にのみ形成される一方で、リザーバ形成部材23、流路基板21の上記複数の膜が形成されない領域に接着されてもよい。
3] In FIG. 3 of the embodiment, a plurality of films constituting the
以上説明した実施形態及びその変更形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を吐出して、基板表面に導電パターンを形成する、産業用の液体吐出装置などにも、本発明を適用することは可能である。 The embodiments described above and the modifications thereof apply the present invention to an ink jet head that prints an image or the like by discharging ink onto recording paper, but may be used in various applications other than printing of an image or the like. The present invention can be applied to a liquid ejecting apparatus that uses the present invention. For example, the present invention can be applied to an industrial liquid discharge device that discharges a conductive liquid to a substrate to form a conductive pattern on the substrate surface.
1 インクジェットプリンタ
4 インクジェットヘッド
16 ヘッドユニット
21 流路基板
23 リザーバ形成部材
24 ノズル
26 圧力室
30 振動膜
30a 貫通孔
31 圧電素子
33 圧電体
37 圧電膜
40 圧電体保護膜
41 層間絶縁膜
42 配線
43 配線保護膜
64 流路孔
72 封止膜
73 接着剤
82 封止膜
83 厚膜
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (15)
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去して、前記絶縁膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記絶縁膜と前記貫通孔を覆う封止膜を成膜する封止膜成膜工程と、
前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材を、前記基板に接着する接着工程と、
前記基板の前記貫通孔と重なる位置に、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からのウェットエッチングにより、前記基板に圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記封止膜の前記貫通孔を覆う部分を、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からドライエッチングで除去する、封止膜除去工程と、
前記絶縁膜の上に、圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、
前記絶縁膜に、前記圧電素子に接続される配線を形成する配線形成工程と、
を備え、
前記圧電素子形成工程の後に、前記封止膜を成膜し、且つ、
前記封止膜成膜工程において、前記封止膜除去工程でのドライエッチングに対するエッチング耐性が、前記絶縁膜のエッチング耐性よりも低い材料によって、前記封止膜を成膜し、且つ、前記封止膜を、前記配線を覆うように成膜することにより、配線保護膜を形成することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 An insulating film forming step of forming an insulating film on the surface of the substrate;
Removing a part of the insulating film by etching to form a through hole in the insulating film;
A sealing film forming step of forming a sealing film covering the insulating film and the through hole;
A bonding step of bonding a flow path member formed with a flow path communicating with the through hole to the substrate,
A pressure chamber forming step of forming a pressure chamber in the substrate at a position overlapping with the through hole of the substrate by wet etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed;
Removing the portion of the sealing film covering the through hole by dry etching from a surface of the substrate opposite to the surface on which the insulating film is formed, a sealing film removing step;
A piezoelectric element forming step of forming a piezoelectric element on the insulating film;
A wiring forming step of forming a wiring connected to the piezoelectric element on the insulating film;
With
After the piezoelectric element forming step, the sealing film is formed, and
In the sealing film forming step, the sealing film is formed using a material having an etching resistance to dry etching in the sealing film removing step lower than the etching resistance of the insulating film; A method for manufacturing a liquid ejecting apparatus , comprising forming a film so as to cover the wiring, thereby forming a wiring protection film .
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去して、前記絶縁膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記絶縁膜と前記貫通孔を覆う封止膜を成膜する封止膜成膜工程と、
前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材を、前記基板に接着する接着工程と、
前記基板の前記貫通孔と重なる位置に、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からのウェットエッチングにより、前記基板に圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記封止膜の前記貫通孔を覆う部分を、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からドライエッチングで除去する、封止膜除去工程と、
を備え、
前記絶縁膜形成工程において、前記絶縁膜を二酸化シリコンで形成し、
前記封止膜成膜工程において、前記封止膜除去工程でのドライエッチングに対するエッチング耐性が、前記絶縁膜のエッチング耐性よりも低い材料によって、前記封止膜を成膜し、且つ、前記封止膜を、窒化シリコンで形成することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 An insulating film forming step of forming an insulating film on the surface of the substrate;
Removing a part of the insulating film by etching to form a through hole in the insulating film;
A sealing film forming step of forming a sealing film covering the insulating film and the through hole;
A bonding step of bonding a flow path member formed with a flow path communicating with the through hole to the substrate,
A pressure chamber forming step of forming a pressure chamber in the substrate at a position overlapping with the through hole of the substrate by wet etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed;
Removing the portion of the sealing film covering the through hole by dry etching from a surface of the substrate opposite to the surface on which the insulating film is formed, a sealing film removing step;
Equipped with a,
In the insulating film forming step, the insulating film is formed of silicon dioxide,
In the sealing film forming step, the sealing film is formed of a material having an etching resistance to dry etching in the sealing film removing step lower than the etching resistance of the insulating film; A method for manufacturing a liquid discharge device, wherein a film is formed of silicon nitride .
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去して、前記絶縁膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記絶縁膜と前記貫通孔を覆う封止膜を成膜する封止膜成膜工程と、
前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材を、前記基板に接着する接着工程と、
前記基板の前記貫通孔と重なる位置に、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からのウェットエッチングにより、前記基板に圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記封止膜の前記貫通孔を覆う部分を、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からドライエッチングで除去する、封止膜除去工程と、
を備え、
前記封止膜成膜工程において、前記封止膜を、前記絶縁膜よりも薄く形成することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 An insulating film forming step of forming an insulating film on the surface of the substrate;
Removing a part of the insulating film by etching to form a through hole in the insulating film;
A sealing film forming step of forming a sealing film covering the insulating film and the through hole;
A bonding step of bonding a flow path member formed with a flow path communicating with the through hole to the substrate,
A pressure chamber forming step of forming a pressure chamber in the substrate at a position overlapping with the through hole of the substrate by wet etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed;
Removing the portion of the sealing film covering the through hole by dry etching from a surface of the substrate opposite to the surface on which the insulating film is formed, a sealing film removing step;
Equipped with a,
The method of manufacturing a liquid ejection device , wherein in the sealing film forming step, the sealing film is formed thinner than the insulating film .
前記圧電素子形成工程の後に、前記封止膜を成膜することを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置の製造方法。 A piezoelectric element forming step of forming a piezoelectric element on the insulating film,
The method according to claim 3 , wherein the sealing film is formed after the piezoelectric element forming step.
前記封止膜成膜工程において、前記封止膜を、酸化アルミニウムで形成することを特徴とする請求項3〜5の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。 In the insulating film forming step, the insulating film is formed of silicon dioxide,
The method according to claim 3 , wherein the sealing film is formed of aluminum oxide in the sealing film forming step.
前記圧力室形成工程の後に、前記厚膜を除去する厚膜除去工程と、を備えていることを特徴とする請求項3〜6の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。 A thick film forming step of forming a thick film thicker than the sealing film on at least a part of a region covering the through hole on the sealing film,
The method according to any one of claims 3 to 6 , further comprising a thick film removing step of removing the thick film after the pressure chamber forming step.
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去して、前記絶縁膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記絶縁膜と前記貫通孔を覆う、絶縁膜である封止膜を成膜する封止膜成膜工程と、
前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材を、前記基板に接着する接着工程と、
前記基板の前記貫通孔と重なる位置に、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からのウェットエッチングにより、前記基板に圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記封止膜の前記貫通孔を覆う部分を、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からドライエッチングで除去する、封止膜除去工程と、
を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 An insulating film forming step of forming an insulating film on the surface of the substrate;
Removing a part of the insulating film by etching to form a through hole in the insulating film;
A sealing film forming step of forming a sealing film, which is an insulating film, covering the insulating film and the through hole;
A bonding step of bonding a flow path member formed with a flow path communicating with the through hole to the substrate,
A pressure chamber forming step of forming a pressure chamber in the substrate at a position overlapping with the through hole of the substrate by wet etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed;
Removing the portion of the sealing film covering the through hole by dry etching from a surface of the substrate opposite to the surface on which the insulating film is formed, a sealing film removing step;
A method for manufacturing a liquid ejecting apparatus, comprising:
基板の表面に、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去して、前記絶縁膜に、前記所定方向に沿って配列された、前記複数のノズルに対応する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記絶縁膜と前記複数の貫通孔を覆う封止膜を成膜する封止膜成膜工程と、
前記複数の貫通孔と連通する流路が形成された流路部材を、前記基板に接着する接着工程と、
前記基板の前記複数の貫通孔のそれぞれと重なる位置に、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からのウェットエッチングにより、前記基板に複数の圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記封止膜の前記複数の貫通孔それぞれを覆う部分を、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からドライエッチングで除去する、封止膜除去工程と、
を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 A method for manufacturing a liquid ejection device having a plurality of nozzles arranged along a predetermined direction,
An insulating film forming step of forming an insulating film on the surface of the substrate;
Removing a part of the insulating film by etching, a through-hole forming step of forming a plurality of through-holes corresponding to the plurality of nozzles, arranged in the insulating film along the predetermined direction ;
A sealing film forming step of forming a sealing film covering the insulating film and the plurality of through holes ,
A bonding step of bonding a flow path member having a flow path communicating with the plurality of through holes to the substrate,
Forming a plurality of pressure chambers in the substrate by wet etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed, at a position overlapping with each of the plurality of through holes ; Process and
A portion of the sealing film covering each of the plurality of through holes is removed by dry etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed, a sealing film removing step,
A method for manufacturing a liquid ejecting apparatus, comprising:
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去して、前記絶縁膜に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記絶縁膜の上に、共通電極、圧電体、及び個別電極を含む圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、
前記絶縁膜と前記貫通孔を覆う封止膜を成膜する封止膜成膜工程と、
前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材を、前記基板に接着する接着工程と、
前記基板の前記貫通孔と重なる位置に、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からのウェットエッチングにより、前記基板に圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記封止膜の前記貫通孔を覆う部分を、前記基板の前記絶縁膜が形成された面と反対側の面からドライエッチングで除去する、封止膜除去工程と、
を備え、
前記封止膜成膜工程において、前記封止膜を、前記圧電体の厚み以下に形成することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 An insulating film forming step of forming an insulating film on the surface of the substrate;
Removing a part of the insulating film by etching to form a through hole in the insulating film;
A piezoelectric element forming step of forming a piezoelectric element including a common electrode, a piezoelectric body, and an individual electrode on the insulating film,
A sealing film forming step of forming a sealing film covering the insulating film and the through hole;
A bonding step of bonding a flow path member formed with a flow path communicating with the through hole to the substrate,
A pressure chamber forming step of forming a pressure chamber in the substrate at a position overlapping with the through hole of the substrate by wet etching from a surface of the substrate opposite to a surface on which the insulating film is formed;
Removing the portion of the sealing film covering the through hole by dry etching from a surface of the substrate opposite to the surface on which the insulating film is formed, a sealing film removing step;
Equipped with a,
The method of manufacturing a liquid discharge device , wherein in the sealing film forming step, the sealing film is formed to have a thickness equal to or less than a thickness of the piezoelectric body .
前記基板の表面に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成された貫通孔と、
前記絶縁膜を覆う、前記貫通孔を取り巻く環状部分を有する、絶縁膜である膜と、
前記基板に接着され、前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材と、
前記基板の前記貫通孔と重なる位置に形成され、前記貫通孔と連通する圧力室とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。 Board and
An insulating film formed on the surface of the substrate,
A through hole formed in the insulating film;
A film which is an insulating film, which has an annular portion surrounding the through-hole, which covers the insulating film,
A flow path member adhered to the substrate and formed with a flow path communicating with the through hole;
A liquid ejection device, comprising: a pressure chamber formed at a position overlapping the through hole of the substrate, and communicating with the through hole .
前記基板の表面に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成された貫通孔と、
前記絶縁膜を覆う、前記貫通孔を取り巻く環状部分を有する膜であって、前記絶縁膜よりも薄い膜と、
前記基板に接着され、前記貫通孔と連通する流路が形成された流路部材と、
前記基板の前記貫通孔と重なる位置に形成され、前記貫通孔と連通する圧力室とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。 Board and
An insulating film formed on the surface of the substrate,
A through hole formed in the insulating film;
A film that covers the insulating film and has an annular portion surrounding the through hole, and a film thinner than the insulating film.
A flow path member adhered to the substrate and formed with a flow path communicating with the through hole;
A liquid ejection device, comprising: a pressure chamber formed at a position overlapping the through hole of the substrate, and communicating with the through hole .
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