JPH04241955A - Preparation of ink jet recording head - Google Patents

Preparation of ink jet recording head

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JPH04241955A
JPH04241955A JP1391791A JP1391791A JPH04241955A JP H04241955 A JPH04241955 A JP H04241955A JP 1391791 A JP1391791 A JP 1391791A JP 1391791 A JP1391791 A JP 1391791A JP H04241955 A JPH04241955 A JP H04241955A
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JP
Japan
Prior art keywords
etching
channel
substrate
ink
recording head
Prior art date
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Pending
Application number
JP1391791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoshi Kotake
小竹 直志
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH04241955A publication Critical patent/JPH04241955A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the surface contamination of a head due to the emission of ink and to uniformize the length accuracy of a channel part and the shape of a communication part in an ink jet recording head. CONSTITUTION:In the preparation of an ink jet recording head constituted by bonding a heater substrate to a channel substrate 10 having the connection part connecting channel part 1 and an ink reservoir part 2, each of the channel parts 1 is formed by anisotropic etching using an etching mask 4 as shown by Fig (A) and not only the corner of the apex of each of the channel parts is removed as shown by Fig (B) but also each of the channel parts is processed so as to have a curved surface by isotropic etching.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録ヘ
ッドの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an ink jet recording head.

【0002】0002

【従来の技術】シリコンの異方性エッチング技術は、{
111}結晶面のエッチング速度が他の結晶面のエッチ
ング速度に比較して非常に遅いことを利用したもので、
(100)結晶面を表面に持つシリコン基板を用いた場
合、正方形もしくは長方形のパターンは非常に精度よく
形成できる。
[Prior art] Silicon anisotropic etching technology is
111} This method takes advantage of the fact that the etching rate of crystal planes is very slow compared to the etching rate of other crystal planes.
When using a silicon substrate having a (100) crystal plane on its surface, a square or rectangular pattern can be formed with great precision.

【0003】従来、インクジェット記録ヘッドのインク
流路部の形成に、このシリコンの異方性エッチングを応
用した例がある。
[0003] Conventionally, there is an example of applying this anisotropic etching of silicon to the formation of an ink flow path portion of an ink jet recording head.

【0004】例えば、特開昭61−230954号公報
にインクジェット記録ヘッドの製造方法が記載されてい
る。図9(A)は、チャンネル部1、インクリザーバ部
2を形成するためのエッチングマスク4が形成されたチ
ャンネル基板10の斜視図である。このエッチングマス
ク4により、シリコンの異方性エッチングを行なうこと
によって、図9(B)の平面図に示すように、チャンネ
ル部1、インクリザーバ部2が作製される。
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-230954 describes a method for manufacturing an ink jet recording head. FIG. 9A is a perspective view of a channel substrate 10 on which an etching mask 4 for forming a channel portion 1 and an ink reservoir portion 2 is formed. By performing anisotropic etching of silicon using this etching mask 4, a channel portion 1 and an ink reservoir portion 2 are manufactured as shown in the plan view of FIG. 9(B).

【0005】異方性エッチングでは、エッチングパター
ン形状が矩形の場合のみ、正しい形状にエッチングが進
行するから、チャンネル部1、インクリザーバ部2と分
離して形成するのである。したがって、両者を連結する
通路を形成する必要がある。この技術では、インク供給
口と、インク流路であるチャンネルとは、そのため、図
9(B)において、ハッチングで図示した部分に連結用
溝部3がダイシングにより形成される。図9(C)は、
その断面図であり、同様にハッチングで図示した部分、
すなわち、チャンネル部1とインクリザーバ部2との間
の部分に、ダイシングソーによって、連結用溝部3が形
成さる。
In anisotropic etching, etching progresses to the correct shape only when the etching pattern shape is rectangular, so the channel portion 1 and the ink reservoir portion 2 are formed separately. Therefore, it is necessary to form a passage connecting the two. In this technique, for the ink supply port and the channel serving as the ink flow path, the connecting groove 3 is formed by dicing in the hatched portion in FIG. 9(B). Figure 9(C) is
It is a cross-sectional view of the same, and the parts similarly shown by hatching,
That is, a connecting groove 3 is formed between the channel portion 1 and the ink reservoir portion 2 using a dicing saw.

【0006】このチャンネル基板10を、図10(A)
に示すように、ヒーターおよびそれに通電する電極を有
するヒーター基板11とを接着層12により貼り合わせ
、ダイシングソーで個々のヘッドに分割するという方法
によりインクジェット記録ヘッドが作製される。
This channel substrate 10 is shown in FIG. 10(A).
As shown in FIG. 2, an inkjet recording head is manufactured by bonding a heater and a heater substrate 11 having electrodes for energizing the heater with an adhesive layer 12, and dividing the heater into individual heads using a dicing saw.

【0007】また、特開平2−111696号公報には
、一方の面に複数のエッチング開口用パターンを設けて
、複数のエッチング工程により、インクリザーバ部とチ
ャンネル部を精度よく形成する方法が記載されている。
[0007] Furthermore, JP-A-2-111696 describes a method for forming an ink reservoir portion and a channel portion with high precision by providing a plurality of etching opening patterns on one surface and performing a plurality of etching steps. ing.

【0008】これら従来の方法によると、エッチングす
る際に、インクリザーバ部として基板を貫通させる工程
と、高精度が要求されるチャンネル部の工程とが、別々
の工程で行なわれるものである。
According to these conventional methods, during etching, the step of penetrating the substrate as the ink reservoir section and the step of forming the channel section, which requires high precision, are performed in separate steps.

【0009】しかしながら、(100)結晶面のシリコ
ン基板を異方性エッチングすると、チャンネル基板に形
成されるチャンネル部の断面はV字形に限られるから、
平面基板であるヒーター基板と張り合わせると、ノズル
の断面形状は、三角形に限定されている。
However, when a silicon substrate with a (100) crystal plane is anisotropically etched, the cross section of the channel portion formed in the channel substrate is limited to a V-shape.
When attached to the heater substrate, which is a flat substrate, the cross-sectional shape of the nozzle is limited to a triangle.

【0010】三角形断面のノズルを用いると、例えば、
図10(B)に示すように、インク吐出中に、インクが
三角形ノズルの頂点から、7として図示したように流出
しやすくなる。また、三角形の辺から、8として図示し
たように、細かいインクの飛び散りが起き、それが隣接
するノズルからの飛び散りと連結して、ヘッドの表面を
汚すという問題があった。
[0010] When a nozzle with a triangular cross section is used, for example,
As shown in FIG. 10B, during ink ejection, ink tends to flow out from the apex of the triangular nozzle as indicated by 7. In addition, there is a problem in that fine ink scatters from the sides of the triangle, as shown by 8, and this is combined with the scattering from adjacent nozzles to stain the surface of the head.

【0011】また、結晶方位によって形状が規定される
ため、ノズル断面積を大きくしたい場合には、底辺を広
げるしか方法はなく、高密度化の観点からは不利となる
Furthermore, since the shape is determined by the crystal orientation, if you want to increase the cross-sectional area of the nozzle, the only way is to widen the base, which is disadvantageous from the viewpoint of high density.

【0012】一方、三角形でないノズルを作るため、等
方性のエッチングを用いると、図11に示すように、チ
ャンネル基板10の表面のエッチングマスク4の開口か
らのエッチングにより形成されるチャンネル部1は、断
面が楕円に近い形状になるが、エッチングの終了を時間
を管理することでしか行なうことができず、エッチング
量も多いため、精度的に均一なものを得ることは困難で
ある。
On the other hand, when isotropic etching is used to make a non-triangular nozzle, the channel portion 1 formed by etching from the opening of the etching mask 4 on the surface of the channel substrate 10 is , the cross section becomes nearly elliptical, but the end of etching can only be done by controlling the time, and the amount of etching is large, making it difficult to obtain uniform precision.

【0013】上述したように、インクリザーバ部とチャ
ンネル部とは、エッチング時には連結させず、図9(B
),(C)に示すように、エッチング終了後に、ダイシ
ングソー等で連結用溝3を掘ることによって、インクリ
ザーバ部2とチャンネル部1とを連結させ、インクリザ
ーバ部2からチャンネル部1にインクを供給させるよう
にしている。
As mentioned above, the ink reservoir section and the channel section are not connected during etching, and are shown in FIG.
), (C), after the etching is completed, the ink reservoir part 2 and the channel part 1 are connected by digging a connecting groove 3 with a dicing saw, etc., and the ink is transferred from the ink reservoir part 2 to the channel part 1. We are trying to supply them with the following.

【0014】連結は、ダイシングソー等で連結用溝を掘
ることに限られるものではなく、エッチング時に、連結
部も同時にエッチングを行なって連結させることもでき
る。そのようにする場合は、図12(A)に示すような
、チャンネル部とインクリザーバ部に対応する部分が単
に連結されているパターンのエッチングマスク4を用い
てエッチングすると、{111}面で閉じられていない
ため、連結部ではエッチングが進み、図12(B)に示
すL1 とL2 の違いに見られるように、エッチング
時のわずかな条件の違いにより、チャンネル部の隔壁に
までエッチングが進み、隣接するチャンネル部が一部に
おいて連結され、チャンネル部の長さが変わるという問
題がある。そのため、エッチング液の温度や濃度、エッ
チング時間等の管理が非常に難しいという問題が存在し
ている。
[0014] Connection is not limited to digging a connection groove with a dicing saw or the like, but it is also possible to connect by etching the connecting portion at the same time as etching. In this case, if etching is performed using an etching mask 4 with a pattern in which the channel portion and the ink reservoir portion are simply connected, as shown in FIG. As a result, etching progresses at the connection part, and due to a slight difference in etching conditions, as seen in the difference between L1 and L2 shown in FIG. 12(B), etching progresses to the partition wall of the channel part. There is a problem in that adjacent channel portions are connected at some portions and the lengths of the channel portions change. Therefore, there is a problem in that it is very difficult to manage the temperature, concentration, etching time, etc. of the etching solution.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、インク吐出時の
インク流出およびインクの飛び散りによるヘッド表面の
汚れを防止し、インク吐出方向の安定性を向上する図る
ことを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to prevent staining of the head surface due to ink leakage and ink scattering during ink ejection, and to improve the direction of ink ejection. The purpose is to improve stability.

【0016】また、インクリザーバ部とチャンネル部と
の連結をエッチングにより形成する場合に、チャンネル
部の長さの精度、および、連結部の形状の均一化を図る
ことも目的とするものである。
Another object of the present invention is to improve the accuracy of the length of the channel portion and to make the shape of the connecting portion uniform when the connection between the ink reservoir portion and the channel portion is formed by etching.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、チャンネル部
とインクリザーバ部とを連結する連結部を有するチャン
ネル基板と、ヒーターと通電電極を有するヒーター基板
とを接合してなるインクジェット記録ヘッドの製造方法
において、請求項1の発明においては、前記チャンネル
部は、(100)結晶面が表面であるシリコン基板を用
い、異方性エッチングを行なった後、等方性エッチング
により、頂点の角を落とすとともに、チャンネル内を曲
面にすることにより形成することを特徴とするものであ
り、請求項2の発明においては、前記チャンネル部は、
隣接したチャンネル部が連結しないようにエッチングマ
スクの連結部に小突起を有するパターンによりエッチン
グされることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides an inkjet recording head manufactured by bonding a channel substrate having a connecting portion connecting a channel portion and an ink reservoir portion, and a heater substrate having a heater and a current-carrying electrode. In the method, in the invention of claim 1, the channel portion uses a silicon substrate whose surface is a (100) crystal plane, and after performing anisotropic etching, corners of the vertices are removed by isotropic etching. In addition, the channel portion is characterized in that it is formed by making the inside of the channel a curved surface.
This is characterized in that the etching mask is etched with a pattern having small protrusions at the connecting portions of the etching mask so that adjacent channel portions are not connected.

【0018】チャンネル部およびインクリザーバ部は、
それぞれ別々のエッチングマスクを使用し、複数回の異
方性エッチングを行なうことにより作製することができ
る。
[0018] The channel part and the ink reservoir part are
It can be manufactured by performing anisotropic etching multiple times using different etching masks.

【0019】[0019]

【作用】請求項1の発明は、チャンネル部とインクリザ
ーバ部とを連結する連結部を有するチャンネル基板と、
ヒーターと通電電極を有するヒーター基板とを接合して
なるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前
記チャンネル部は、(100)結晶面が表面であるシリ
コン基板を用い、異方性エッチングを行なう。異方性エ
ッチングは、断面がV字溝または時間で制御することで
台形溝を形成するよう{111}面で囲まれるまで行な
うが、このエッチングにおいては、エッチング量を精度
よく制御できる。その後、等方性エッチングにより、頂
点の角を落とすとともに、チャンネル部内を曲面にする
。等方性エッチングによるエッチング量は、少なくてよ
いので、チャンネル部の精度を十分に保証できる。
[Operation] The invention according to claim 1 provides a channel substrate having a connecting portion connecting the channel portion and the ink reservoir portion;
In a method for manufacturing an inkjet recording head in which a heater and a heater substrate having a current-carrying electrode are bonded together, the channel portion is formed by anisotropic etching using a silicon substrate whose surface is a (100) crystal plane. Anisotropic etching is performed until the cross section is surrounded by {111} planes to form a V-shaped groove or a trapezoidal groove by controlling time, and in this etching, the amount of etching can be controlled with high precision. Then, by isotropic etching, the corners of the vertices are cut down and the inside of the channel portion is made into a curved surface. Since the amount of etching by isotropic etching may be small, the accuracy of the channel portion can be sufficiently guaranteed.

【0020】チャンネル部とインクリザーバ部とを連結
する連結部を有するチャンネル基板と、ヒーターと通電
電極を有するヒーター基板とを接合してなるインクジェ
ット記録ヘッドの製造方法において、チャンネル部とイ
ンクリザーバ部との連結部を、チャンネル部とインクリ
ザーバ部に対応する部分が単に連結されているパターン
のエッチングマスクを用いてエッチングすると、{11
1}面で閉じられていないため、連結部ではエッチング
が進み、エッチング条件の僅かな違いにより、図12(
B)で説明したように、チャンネル部の長さを一定にで
きない。
[0020] In a method for manufacturing an inkjet recording head in which a channel substrate having a connecting portion connecting a channel portion and an ink reservoir portion and a heater substrate having a heater and a current-carrying electrode are bonded, the channel portion and the ink reservoir portion are connected to each other. When the connection part is etched using an etching mask with a pattern in which the parts corresponding to the channel part and the ink reservoir part are simply connected, {11
1} planes, etching progresses at the connecting part, and due to slight differences in etching conditions,
As explained in B), the length of the channel section cannot be made constant.

【0021】そこで、請求項2の発明は、エッチングマ
スクの連結部に小突起を有するパターンを用いる。そう
すると、インクリザーバ部をエッチングした後、チャン
ネル部をエッチングする際には、小突起の下の部分もエ
ッチングされるので、隣接したチャンネル部が連結する
ほど、エッチングが進行することはない。
Therefore, the invention according to claim 2 uses a pattern having small protrusions in the connecting portion of the etching mask. Then, when etching the channel portion after etching the ink reservoir portion, the portion under the small protrusion is also etched, so that the etching does not progress to the extent that adjacent channel portions are connected.

【0022】[0022]

【実施例】図1は、インクジェット記録ヘッドの製造方
法において、異方性エッチング法によりチャンネル部お
よびインクリザーバ部を形成する方法を説明するための
チャンネル部を横断した断面図である。図中、1はチャ
ンネル部、4はエッチングマスク、10はチャンネル基
板である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a cross-sectional view across a channel portion for explaining a method of forming a channel portion and an ink reservoir portion by an anisotropic etching method in a method of manufacturing an ink jet recording head. In the figure, 1 is a channel portion, 4 is an etching mask, and 10 is a channel substrate.

【0023】チャンネル基板10には、(100)結晶
面を表面に持つシリコン基板を用い、その上にCVD法
によりSi3 N4 膜を形成した後、フォトリソプロ
セスでパターニングし、ドライエッチング法によりSi
3 N4 膜をエッチングして、エッチングマスク4を
形成する。チャンネル基板10の裏面は、パターニング
されないSi3 N4 膜が全面に残った状態である。
For the channel substrate 10, a silicon substrate having a (100) crystal plane on the surface is used. After forming a Si3N4 film on the silicon substrate by CVD, patterning is performed by a photolithography process, and Si is etched by a dry etching method.
3 Etch the N4 film to form an etching mask 4. On the back surface of the channel substrate 10, an unpatterned Si3 N4 film remains on the entire surface.

【0024】次に、異方性エッチングの工程に移る。ま
ず、加熱したKOH水溶液を用い、Si3 N4 膜の
エッチングマスク4により、チャンネル部およびインク
リザーバ部を形成するための第1回のエッチングを行な
う。 このときエッチングは、インクリザーバ部がシリコン基
板を貫通する時点で終了とするが、チャンネル部は、{
111}面で囲まれているため、ほぼエッチングが停止
しており、精度よく形成することができる。この状態の
断面を図1(A)で示す。
Next, the process moves to anisotropic etching. First, a first etching process is performed using a heated KOH aqueous solution and an etching mask 4 of the Si3 N4 film to form a channel part and an ink reservoir part. At this time, the etching ends when the ink reservoir part penetrates the silicon substrate, but the etching ends at the point where the ink reservoir part penetrates the silicon substrate.
111} planes, etching is almost stopped and formation can be performed with high precision. A cross section in this state is shown in FIG. 1(A).

【0025】第2回のエッチング工程は、等方性エッチ
ングを行なう。図1(A)に見られるように、異方性エ
ッチングでチャンネル部1をV字形状の溝に形成した後
、エッチング液として、HF、HNO3 、CH3 C
OOHの混合液を用いて等方性のエッチングを行なう。 その結果、図1(B)に見られるように、V字形の形跡
は残るものの、曲面で囲まれた溝を形成できる。
In the second etching step, isotropic etching is performed. As shown in FIG. 1(A), after forming the channel portion 1 into a V-shaped groove by anisotropic etching, HF, HNO3, CH3C were used as the etching solution.
Isotropic etching is performed using an OOH mixture. As a result, as shown in FIG. 1(B), although V-shaped traces remain, a groove surrounded by a curved surface can be formed.

【0026】エッチング終了後、Si3 N4 膜は、
180℃に加熱したリン酸で除去する。その後、チャン
ネル部とインクリザーバ部との連結が行なわれる。
After the etching is completed, the Si3 N4 film is
Remove with phosphoric acid heated to 180°C. After that, the channel part and the ink reservoir part are connected.

【0027】以上のようにして、作製したチャンネル基
板10と発熱体がそれぞれのチャンネルに対応する位置
に形成されたヒーター基板11とを、図10(A)で説
明したように接着して、インク吐出口を形成したものが
図2である。図10(B)と比較してわかるように、印
字中に起こる三角形の頂点へのインク流出7は減少し、
また、インク吐出中に生じる細かいインク飛び散り8に
よるヘッド表面の汚れは、飛び散る量が減少する。した
がって、隣接するノズル間でのインク汚れが連結しにく
くなった。その結果ノズル周囲のインクによる汚れは減
少し、インク吐出時の方向安定性が極めて高くなった。
The channel substrate 10 produced as described above and the heater substrate 11 on which heating elements are formed at positions corresponding to the respective channels are bonded together as explained in FIG. FIG. 2 shows an example in which discharge ports are formed. As can be seen by comparing with FIG. 10(B), the ink outflow 7 to the apex of the triangle that occurs during printing is reduced;
Further, the amount of dirt on the head surface caused by fine ink scattering 8 generated during ink ejection is reduced. Therefore, ink stains between adjacent nozzles become difficult to connect. As a result, ink contamination around the nozzle was reduced, and directional stability during ink ejection was extremely high.

【0028】図3は、本発明の別の実施例を説明するた
めのチャンネル基板の断面図である。この実施例では、
異方性エッチングの工程を2度に分けて行なう方法に本
発明を適用したものである。図中、1はチャンネル部、
2はインクリザーバ部、5はSi3 N4 膜のエッチ
ングマスク、6はSiO2 膜のエッチングマスク、1
0はチャンネル基板である。異方性エッチングを2度に
分けて行なうことにより、チャンネル部の形成を必要最
小限の時間でエッチングでき、ばらつきの少ない精度の
高いチャンネル基板を作成することができる。
FIG. 3 is a sectional view of a channel substrate for explaining another embodiment of the present invention. In this example,
The present invention is applied to a method in which the anisotropic etching step is performed in two steps. In the figure, 1 is the channel part,
2 is an ink reservoir part, 5 is an etching mask for Si3N4 film, 6 is an etching mask for SiO2 film, 1
0 is a channel substrate. By performing the anisotropic etching in two steps, the channel portion can be etched in the minimum necessary time, and a highly accurate channel substrate with little variation can be created.

【0029】図3(A)に示すように、シリコン基板で
あるチャンネル基板10上に、熱酸化によりSiO2 
膜を形成し、フォトリソ工程によりチャンネル部1およ
びインクリザーバ部2を除くようパターニングしたエッ
チングマスク6を形成する。次に、CVD法によりSi
3 N4 膜を形成し、フォトリソ工程によりインクリ
ザーバ部2のみを除くようパターニングしたエッチング
マスク5を形成する。
As shown in FIG. 3A, SiO2 is deposited on the channel substrate 10, which is a silicon substrate, by thermal oxidation.
A film is formed, and an etching mask 6 is formed which is patterned to exclude the channel portion 1 and the ink reservoir portion 2 by a photolithography process. Next, by CVD method, Si
3N4 film is formed, and an etching mask 5 is formed which is patterned to exclude only the ink reservoir portion 2 by a photolithography process.

【0030】このように、Si3 N4 膜、SiO2
 膜の2層で形成されたエッチングマスク5,6を用い
て、まず、第1回の異方性エッチングを加熱したKOH
水溶液で行ない、インクリザーバ部2を形成する。次に
、180℃に加熱したリン酸を用いて、Si3 N4 
膜を除去した後、SiO2 膜のエッチングマスクを用
いて、図3(B)に示すように、第2回の異方性エッチ
ングによって、チャンネル部1をエッチングする。この
とき、シリコンの{111}結晶面が完全に出るまでエ
ッチングを行えば、先の実施例同様に、図1(A)のよ
うに、チャンネル部をV字溝として形成できる。
In this way, Si3 N4 film, SiO2
Using etching masks 5 and 6 formed of two layers of films, the first anisotropic etching is performed using heated KOH.
The ink reservoir portion 2 is formed by using an aqueous solution. Next, using phosphoric acid heated to 180°C, Si3N4
After removing the film, the channel portion 1 is etched by a second anisotropic etching using an etching mask of the SiO2 film, as shown in FIG. 3(B). At this time, if etching is performed until the {111} crystal plane of silicon is completely exposed, the channel portion can be formed as a V-shaped groove as shown in FIG. 1A, as in the previous embodiment.

【0031】さらに、この状態でHF、HNO3 、C
H3 COOHの混合液を用いて、上述したように等方
性エッチングを行なう。その結果、図1(B)に見られ
るように曲面で囲まれたチャンネル部1を形成すること
ができる。
Furthermore, in this state, HF, HNO3, C
Isotropic etching is performed as described above using a mixture of H3 COOH. As a result, a channel portion 1 surrounded by a curved surface can be formed as shown in FIG. 1(B).

【0032】図4は、本発明のさらに別の実施例を説明
するためのチャンネル部を横断した断面図である。図中
、図1と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略す
る。この実施例では、図3で説明した第2回の異方性エ
ッチングにおいて、エッチング時間を管理することによ
り、図4(A)のように台形形状でエッチングを止める
ようにする。その後、上述したと同様に、等方性エッチ
ングを行なうことにより、図4(B)に図示したように
、チャンネル部1の内面を曲面にすることができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a channel section for explaining still another embodiment of the present invention. In the figure, parts similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. In this embodiment, in the second anisotropic etching described with reference to FIG. 3, the etching time is controlled so that the etching is stopped at a trapezoidal shape as shown in FIG. 4(A). Thereafter, by performing isotropic etching in the same manner as described above, the inner surface of the channel portion 1 can be curved as shown in FIG. 4(B).

【0033】以上のようにして作製したチャンネル基板
10と、ヒーターがそれぞれのチャンネルに対応する位
置に形成されたヒーター基板11とを接着してインク吐
出口を形成したものが図5である。等方性エッチングの
前の段階が台形であるため、三角形の頂点に相当する鋭
角がなくチャンネル部1の断面が、より曲面に形成でき
るので、インク流出はほとんど見られず、インクの飛び
散り8は少なくなり、しかも、底辺と逆方向に発生する
から、隣接間のインク汚れの連結は見られなくなった。 この結果、先の実施例と同様に、ヘッド表面のインクに
よる汚れが防止でき、インク吐出方向性の安定性が向上
した。
FIG. 5 shows an ink discharge port formed by bonding the channel substrate 10 produced as described above to a heater substrate 11 on which heaters are formed at positions corresponding to the respective channels. Since the stage before isotropic etching is a trapezoid, there is no acute angle corresponding to the vertex of the triangle, and the cross section of the channel portion 1 can be formed into a more curved surface. Therefore, almost no ink leakage is observed, and ink splatter 8 is prevented. Moreover, since the ink stains are generated in the opposite direction to the bottom side, the connection of ink stains between adjacent areas is no longer observed. As a result, as in the previous example, staining of the head surface with ink could be prevented, and the stability of the ink ejection directionality was improved.

【0034】図6は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法において、チャンネル部とインクリザーバ
部との連結部を形成する方法の一実施例を説明するため
のもので、図6(A)は、斜視図であり、図6(B)は
断面図である。図中、図3と同様な部分には同じ符号を
付して説明を省略する。
FIG. 6 is for explaining an embodiment of a method for forming a connecting portion between a channel portion and an ink reservoir portion in the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention. , is a perspective view, and FIG. 6(B) is a sectional view. In the figure, parts similar to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0035】チャンネル基板10には、(100)結晶
面を表面に持つシリコン基板を用い、その上に、熱酸化
により、SiO2 膜を5000オングストロームの厚
さに形成し、フォトリソプロセスにより、チャンネル部
1およびインクリザーバ部2を除くようパターニングし
た後、SiO2 膜をドライエッチング法によりエッチ
ングして、エッチングマスク6を形成する。次に、CV
D法によりSi3 N4 膜を形成し、フォトリソ工程
によりインクリザーバ部2のみを開口するようパターニ
ングして、エッチングマスク5を形成する。基板の裏面
は、パターニングされないSiO2 膜、Si3 N4
 膜が残った状態である。
A silicon substrate having a (100) crystal plane on the surface is used as the channel substrate 10. A SiO2 film is formed thereon to a thickness of 5000 angstroms by thermal oxidation, and the channel portion 1 is formed by a photolithography process. After patterning to remove the ink reservoir portion 2, the SiO2 film is etched by dry etching to form an etching mask 6. Next, C.V.
A Si3 N4 film is formed by the D method, and patterned by a photolithography process so that only the ink reservoir portion 2 is opened, thereby forming an etching mask 5. The back side of the substrate is an unpatterned SiO2 film, Si3 N4
The film remains.

【0036】以上のように、2つのパターンを別々のエ
ッチングマスクで形成した後、異方性エッチングの工程
に移る。
After forming the two patterns using separate etching masks as described above, the process moves to anisotropic etching.

【0037】先ず、図6(B)に示すように、Si3 
N4 膜のエッチングマスク5を用いて、90℃に加熱
したKOH水溶液で、インクリザーバ部2を形成する第
1回のエッチング工程を行なう。次に、180℃に加熱
したリン酸でSi3 N4 膜を除去し、今度は、Si
O2 膜のエッチングマスク6を用いて、90℃に加熱
したKOH水溶液で、チャンネル部1を形成する第2回
のエッチング工程を行なう。最後に、フッ酸でSiO2
 膜を除去して、チャンネル部1およびインクリザーバ
部2が形成されたチャンネル基板10が完成する。
First, as shown in FIG. 6(B), Si3
Using the N4 film etching mask 5, a first etching process for forming the ink reservoir portion 2 is performed with a KOH aqueous solution heated to 90°C. Next, the Si3 N4 film was removed using phosphoric acid heated to 180°C, and this time the Si
A second etching step for forming the channel portion 1 is performed with a KOH aqueous solution heated to 90° C. using the O2 film etching mask 6. Finally, add SiO2 with hydrofluoric acid.
The film is removed to complete the channel substrate 10 on which the channel portion 1 and the ink reservoir portion 2 are formed.

【0038】この実施例では、上記エッチング工程にお
いて、SiO2 膜によるエッチングマスク6のパター
ンに特徴を持つ。すなわち、図7に示すように、チャン
ネル部の隔壁に相当する部分からインクリザーバ部に突
き出た位置に小突起部9が設けられたパターンを用いる
。 小突起の大きさは、この実施例では、一辺が10μmと
した。
This embodiment is characterized by the pattern of the etching mask 6 made of the SiO2 film in the above etching process. That is, as shown in FIG. 7, a pattern is used in which a small protrusion 9 is provided at a position protruding into the ink reservoir from a portion corresponding to the partition wall of the channel portion. In this example, the size of the small protrusions was 10 μm on one side.

【0039】小突起9を設けたことにより、第2回のエ
ッチング工程であるチャンネル部1を形成するための約
30分間のエッチング時間において、小突起部がエッチ
ングされ、図12(B)で説明したように、隣接したチ
ャンネルと連結するまでエッチングが進むことを防止で
きる。したがって、チャンネル部の長さL1 は、一定
に精度よく形成できる。
By providing the small protrusions 9, the small protrusions are etched during the second etching step, which takes approximately 30 minutes to form the channel portion 1, as shown in FIG. 12(B). As described above, etching can be prevented from progressing until it connects with adjacent channels. Therefore, the length L1 of the channel portion can be formed with constant precision.

【0040】図8は、上記エッチング工程における、S
iO2 膜によるエッチングマスク6の他の実施例を説
明するための平面図である。
FIG. 8 shows S in the above etching process.
FIG. 7 is a plan view for explaining another example of the etching mask 6 made of an iO2 film.

【0041】この実施例では、図7と異なり、エッチン
グマスク6の小突起部9をチャンネル部1の幅方向に設
けたものである。この実施例においても、第2回のエッ
チング工程の時間内で小突起部9の下に残った部分がエ
ッチングされ、隣接するチャンネル部との連結を防止で
きる。
In this embodiment, unlike FIG. 7, the small protrusions 9 of the etching mask 6 are provided in the width direction of the channel portion 1. Also in this embodiment, the portion remaining under the small protrusion 9 is etched within the time of the second etching process, thereby preventing connection with the adjacent channel portion.

【0042】上述した小突起部9の形状および大きさは
、エッチングの条件や隣接するチャンネル間の距離によ
り異なるが、隣接するチャンネル間が連結しない最低限
の大きさが必要である。
The shape and size of the small projections 9 described above vary depending on the etching conditions and the distance between adjacent channels, but they must have a minimum size that does not connect adjacent channels.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1の発明によれば、ノズルの頂点より生じるインク流出
が防止でき、隣接するノズル間で連結して広がる細かい
インクの飛び散りによる汚れの領域を狭くでき、汚れに
よるインク吐出方向に与える影響が小さく、インク滴の
吐出方向が安定したインクジェット記録ヘッドを得るこ
とができる。また、異方性エッチングで作られた三角形
ノズルに比較して、同じ長さの底辺でも、断面積を大き
くとれ、精度もよいので、高密度化に有利である。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the invention as claimed in claim 1, it is possible to prevent ink from flowing out from the apex of the nozzle, and to prevent contamination caused by fine ink scattering that connects and spreads between adjacent nozzles. It is possible to obtain an inkjet recording head in which the area can be narrowed, the influence of dirt on the ink ejection direction is small, and the ejection direction of ink droplets is stable. Furthermore, compared to a triangular nozzle made by anisotropic etching, even with the same length of the base, the cross-sectional area can be larger and the precision is better, which is advantageous for higher density.

【0044】請求項2の発明においては、チャンネル部
とインクリザーバ部との連結部をエッチングにより形成
できるので、ダイシングソー等で連結する工程を必要と
しない。また、エッチングマスクに小突起を設けたこと
により、隣接するチャンネル間が連結することがなく、
したがって、均一な長さのチャンネル部を精度よくエッ
チングで形成できる効果がある。
In the second aspect of the invention, since the connecting portion between the channel portion and the ink reservoir portion can be formed by etching, there is no need for a step of connecting the channel portion and the ink reservoir portion using a dicing saw or the like. In addition, by providing small protrusions on the etching mask, adjacent channels are not connected.
Therefore, there is an effect that a channel portion having a uniform length can be formed by etching with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法
の一実施例を説明するためのチャンネル部の断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a channel portion for explaining an embodiment of the method for manufacturing an inkjet recording head of the present invention.

【図2】図1のチャンネル基板にヒーター基板を接合し
た説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a heater substrate bonded to the channel substrate of FIG. 1;

【図3】本発明の別の実施例を説明するためのチャンネ
ル基板の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a channel substrate for explaining another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに別の実施例を説明するためのチ
ャンネル部の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a channel portion for explaining still another embodiment of the present invention.

【図5】図4のチャンネル基板にヒーター基板を接合し
た説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a heater substrate bonded to the channel substrate of FIG. 4;

【図6】本発明の一実施例における、チャンネル部とイ
ンクリザーバ部との連結部の形成方法の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of forming a connecting portion between a channel portion and an ink reservoir portion in an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例におけるエッチングマスクの
平面図である。
FIG. 7 is a plan view of an etching mask in one embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例におけるエッチングマスク
の平面図である。
FIG. 8 is a plan view of an etching mask in another embodiment of the present invention.

【図9】従来のインクジェット記録ヘッドにおけるチャ
ンネル基板の製造方法の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a channel substrate in a conventional inkjet recording head.

【図10】従来のインクジェット記録ヘッドの説明図で
ある。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional inkjet recording head.

【図11】等方性エッチングにより作成したチャンネル
基板の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a channel substrate created by isotropic etching.

【図12】従来のチャンネル部とインクリザーバ部との
連結部の形成方法の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional method of forming a connecting portion between a channel portion and an ink reservoir portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  チャンネル部 2  インクリザーバ部 4  エッチングマスク 5  Si3 N4 膜のエッチングマスク6  Si
O2 膜のエッチングマスク10  チャンネル基板
1 Channel part 2 Ink reservoir part 4 Etching mask 5 Si3 N4 film etching mask 6 Si
O2 film etching mask 10 Channel substrate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  チャンネル部とインクリザーバ部とを
連結する連結部を有するチャンネル基板と、ヒーターと
通電電極を有するヒーター基板とを接合してなるインク
ジェット記録ヘッドの製造方法において、前記チャンネ
ル部は、(100)結晶面が表面であるシリコン基板を
用い、異方性エッチングを行なった後、等方性エッチン
グにより、頂点の角を落とすとともに、チャンネル内を
曲面にすることにより形成することを特徴とするインク
ジェット記録ヘッドの製造方法。
1. A method for manufacturing an inkjet recording head in which a channel substrate having a connecting portion connecting a channel portion and an ink reservoir portion, and a heater substrate having a heater and a current-carrying electrode are bonded, wherein the channel portion comprises: (100) It is characterized by using a silicon substrate whose crystal plane is the surface, performing anisotropic etching, and then isotropic etching to reduce the corners of the vertices and to make the inside of the channel a curved surface. A method for manufacturing an inkjet recording head.
【請求項2】  チャンネル部とインクリザーバ部とを
連結する連結部を有するチャンネル基板と、ヒーターと
通電電極を有するヒーター基板とを接合してなるインク
ジェット記録ヘッドの製造方法において、前記チャンネ
ル部は、隣接したチャンネル部が連結しないようにエッ
チングマスクの連結部に小突起を有するパターンにより
エッチングされることを特徴とするインクジェット記録
ヘッドの製造方法。
2. A method for manufacturing an inkjet recording head in which a channel substrate having a connecting portion connecting a channel portion and an ink reservoir portion, and a heater substrate having a heater and a current-carrying electrode are bonded to each other, wherein the channel portion comprises: A method for manufacturing an inkjet recording head, characterized in that etching is performed using a pattern having small protrusions in connecting portions of an etching mask so that adjacent channel portions are not connected.
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Cited By (5)

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