JPH0478539A

JPH0478539A - サーマルインクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH0478539A
Application number: JP19361590A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Iwamori; 岩森　俊道; Takayuki Takeuchi; 孝行竹内; Akihiro Yokoyama; 横山　明弘; Takamaro Yamashita; 隆麿山下; Yasushi Sakata; 靖坂田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-07-21
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1992-03-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、サーマルインクジェットヘッド、特に、ピッ
ト層を有するにおけるサーマルインクジェットヘッドに
関するものである。

（従来の技術）従来、サーマル方式のインクジェットプリンタに用いら
れるヘッドは、ノズルに連通したインク流路を一体的に
形成したチャンネルプレートと、ヒーターを設けたヒー
ター基板とを接着して構成されたものである。

特開昭６２−３３６４８号公報に記載されたサーマルイ
ンクジェットヘッドは、チャンネルプレートとヒーター
基板との間にピット層を設けて、ヒーターに上部にピッ
ト（凹部）を形成したものである。

第３図は、ピットを設けた従来のサーマルインクジェッ
トヘッドのノズルの主要部を分解した斜視図である。図
中、３０はヒータープレート、３１はヒーター、３２は
ピット層、３３はピット、３４はチャンネルプレート、
３５はインク吐出口である。ピット層３２は、感光性ポ
リイミド等を用いてヒーター基板３０上に形成された後
、フォトリソ等により、ピット３３が設けられる。チャ
ンネルプレート３４が、ピットを形成したヒーター基板
上に接着されてヘッド部が構成される。ピットは、バブ
ルの発生時における成長過程において、成長領域を制限
して、バブルが横に拡がることなく、上方に集中させ易
くするために設けられたものである。それにより、気泡
の力を効率的にインク吐出力に変換することができる。

第４図は、ピット部の詳細を説明するための断面図であ
る。図中、１は基板、２は酸化膜、３はｐｏｌｙ−ｓｉ
のヒーター、４は層間絶縁膜、５はＡ１電極、６は５ｉ
ａＮ４膜、７はＴａ膜、８は保護膜、９はポリイミドの
ピット層、１０はピットである。

ピット層９により形成されるピット１０は、深さが通常
３０μｍ程度あり、かつ、対抗ウェハとの接着のための
平坦性の要求からポリイミドが用いられるのが普通であ
る。

一方、このポリイミドの下層の保護膜８としては、低温
形成酸化膜が用いられる。また、ピット１０の開口部の
中央は、インクへの熱伝達効率と、化学的安定性の観点
から、Ｔａ膜７が用いられている。

しかし、低温形成酸化膜およびＴａは、有機膜との付着
性が悪く、ヒーターからの熱による歪や、気泡発生によ
る機械的ストレスにより一剥離現象が生じやすく、ヘッ
ドの信頼性上問題があった。

さらに、ポリイミド層の下層の表面状態によっても、ポ
リイミド層の剥離現象が生じやすいことがわかった。

第５図は、ポリイミドの付着状況を説明するためのモデ
ル化した断面図である。図中、２１は下地材料で、例え
ば電極リード材料である。２２は保護（ｐａｓｓｉｖａ
ｔｉｏｎ　）層、２３は感光性ポリイミド層である。

同図（Ａ）は、保護層２２上に、感光性ポリイミド２３
を塗布した図である。保護層２２は、下地２１の表面構
造を反映しており、下地２１に微細な凹凸があれば、保
護層２２の表面も荒れており、数μｍオーダーのギャッ
プが多数生じた状態となっている。感光性ポリイミド２
３は、その粘度が高いため、保護層２２の表面に塗布し
た際、そのギャップにポリイミドが十分に入り込むこと
ができず、隙間が生じることになる。特に、ポリイミド
層のエツジ部には、ストレスが集中するから、このよう
な隙間がある場合、現像後にキユアリングを行なうと、
ポリイミドの体積収縮により、同図（Ｂ）に示すように
、ポリイミド層２３が保護層２２から剥離してしまい、
半導体装置の寿命を縮める結果を招くことになる。

（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、ピット底部における膜の剥離を防ぐこと、あるい
は、ポリイミド層を用いる場合の剥離を防止することを
目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、第１発明においては、サーマルインクジェッ
トヘッドにおいて、ヒータープレート側に設けられるピ
ット部の内面が、同一もしくは同種の材料で形成されて
いることを特徴とするものであり、第２発明においては
、サーマルインクジェットヘッドにおいて、ヒータープ
レート側に設けられるピット部を形成するピット層が、
粘度の低いポリイミドによって形成された下層と、粘度
の高いポリイミドによって形成された上層との２層より
なることを特徴とするものである。

第１発明におけるピット部を形成する材料として、ポリ
イミド、フォトレジスト、ドライフィルム等の有機系材
料、もしくは、これらを複合した材料を用いることがで
きる。

（作　用）本発明は、第１発明においては、サーマルインクジェッ
トヘッドにおいて、ヒータープレート側に設けられるピ
ット部の内面が、同一もしくは同種の材料で形成するこ
とにより、ピット部の内部に異種材料の接続部（接着部
）をなくし、剥離現象を防止できるものである。

また、第２発明は、ポリイミド層を設けるにあたって、
粘度の低いポリイミドによって形成された下層により、
ポリイミド層が被着される層との密着性をよくし、その
上に、粘度の高いポリイミドによって形成する。粘度の
高いポリイミドの被着は、その下層が同じポリイミド層
であるため、よくなじんで密着でき、また、粘度の低い
ポリイミド層が下地の表面状況を改善するから、剥離現
象を起こすことを防止できるものである。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例を説明するためのピット部
の断面図である。図中、第４図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、ピットの
底部がピットの側壁から延びたポリイミドの層によって
覆われている。

第２図に示した工程図に基づいて、第１図のサーマルイ
ンクジェットヘッドの製造方法を説明する。

■　基板１の上に酸化膜２を形成し、ｐｏｌｙ−３ｉヒ
ーター３をパターニング形成する。（同図（Ａ）） ■　層間絶縁膜４を形成する。（同図（Ｂ））■　フォ
トレジスト１１をパターニングし、電極を形成する部分
の層間絶縁膜４をエツチングする。

（同図（Ｃ）） ■　エツチングした部分に、Ａ１電極５を形成する。（
同図（Ｄ）） ■　ＰＣＶＤ法を用いて、１５００Ａ程度の厚みにＳｉ
Ｎ膜６を形成し、その上にＴａ膜７を約５０ＯＡスパツ
タリング法によって着膜する。（同図（Ｅ）） ■　フォトレジスト１２をパターニングした後、ＣＦ　
４０２ガス系の中で、プラズマエッチャントを用いて、
ＴａとＳｉＮ膜とを同時にエツチングする。（同図（Ｆ
）） ■　ＣＶＤ法を用いて、全面に燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）
膜を着膜した後、ピット対応部以外にフォトレジスト１
３を設け、エツチングによりピット１０を開口する。（
第３図（Ｇ）） ■　接着補助剤を回転塗布した後、粘度の低い感光性ポ
リイミド９ａを０．４〜０．５μｍ回転塗布する。さら
に、外部回路との接続部であるポンディングパッド部以
外を露光し、ポンディングパッド部のポリイミドを除去
後、キユアリングを施す。キユアリングを行なった後の
ポリイミドの厚みは０．２〜０．３μｍとなる。（第３
図（Ｈ））■　続いて、同種のポリイミドで粘度の高い
感光性ポリイミド９ｂを４０〜５０μｍ程度回転塗布し
、今回は、ピット部とポンディングパッド部以外を露光
し、これらの部位のポリイミドを除去した後、キユアリ
ングをする。（第３図（１））以上のようにして第１図
で説明したサーマルインクジェットヘッドが製作できる
が、形成されたピット１０の内部には、ポリイミド９ａ
とポリイミド９ｂとの接合面が存在するだけで、一体的
に同種の材料でピットの内面が形成できるから、剥離現
象を防ぐことができる。また、底部を構成するポリイミ
ド９ａ厚みの制御は容易であるから、インクへの熱伝達
効率のばらつきを従来型と比べ損ねることはない。

なお、本実施例においては、ピット部の形成材料として
、粘度の低い感光性ポリイミドと粘度の高い感光性ポリ
イミドを用いたが、これに限定されるものではなく、通
常のポリイミドや、フォトレジスト、ドライフィルム等
、一般有機系材料を用いることができる。また、底部の
材料とピット壁を形成する材料と必ずしも同一材料であ
る必要はなく、接着性のよい同種の材料を用いるように
してもよい。

上述した実施例のように、粘度の低い感光性ポリイミド
と粘度の高い感光性ポリイミドを用いると、ポリイミド
の接着性がよく、剥離現象を防止することができる。

第６図は、そのような材料を用いてピットを形成した実
施例を説明するための断面図である。

しかし、必ずしもピットの形成に限られるものではなく
、一般の半導体装置の製造にも用いることができるもの
である。

図中、２１は下地材料で、この場合は、電極リードが存
在している部分である。２２は保護層、２３ａは粘度の
低い感光性ポリイミド、２３ｂは粘度の高い感光性ポリ
イミドである。

■　まず、下地材料２１の上にリード線の保護層２２を
プラズマ気相成長（ＰＣＶＤ）法を用いて、１．５μｍ
厚に堆積する。（同図（Ａ））■　次に、粘度４０ｃｐ
ｓの感光性ポリイミド２３ａを１０μｍ塗布する。この
場合、ポリイミド膜はキユアリングにより厚さ方向に約
５０％収縮するため、リード線の保護層２２の表面の凹
凸が埋まる程度の膜厚に塗布をすることが必要である。

これをピット部とポンディングパット部以外を露光して
現像し、キユアリングする。この時点のポリイミド膜の
厚さは約５μｍとなる。（同図（Ｂ）） ■　その膜の上に粘度３０００ｃｐｓの感光性ポリイミ
ド２３ｂを５０μｍ塗布する。これに、同様にピット部
とポンディングバット部以外を露光して現像し、キユア
リングを施し、固化させる。

（同図（Ｃ））このように、粘度の低い感光性ポリイミドを塗布するこ
とにより下地材料を反映した凹凸をもったリード線保護
層の粗面の凹部にもポリイミドが進入し、キユアリング
による体積収縮が生じても、剥離が起こらず、良好な界
面が得られる。

上述した実施例では、サーマルインクジェットヘッドに
感光性ポリイミドを用いた例を説明したが、これに限ら
れるものではなく、ＬＳＩなどの半導体装置において保
護膜、層間絶縁膜としてポリイミドを使用する場合にも
、本発明を適用することができ、表面が荒れたものに対
して良好な界面を得ることができる。

また、１層目のポリイミドの粘度を４０ｃｐｓとしたが
、下地材料の表面の凹凸の度合いによりその粘度を決定
すれば良く、２層目のポリイミドの粘度も３０００ｃｐ
ｓに限られる理由はなく、これも半導体装置の用途によ
り適宜の粘度のものを選択できる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ピッ
ト層の剥離を防止できるので、長期にわたって安定した
サーマルインクジェットヘッドを提供できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するためのサーマル
インクジェットヘッドにおけるピット部付近の断面図、
第２図は、第１図のサーマルインクジェットヘッドの製
造方法を説明するための工程図、第３図は、ピットを設
けた従来のサーマルインクジェットヘッドのノズルの主
要部を分解した斜視図、第４図は、第３図におけるピッ
ト部の詳細を説明するための断面図、第５図は、ポリイ
ミドの付着状況を説明するためのモデル化した断面図、
第６図は、本発明の他の実施例を説明するための工程図
である。１・・・基板、２・・・酸化膜、３・・・ヒーター、４
・・・層間絶縁膜、５・・・電極、６・・・Ｓｉ３Ｎ４
膜、７・・・Ｔａ膜、８・・・保護膜、９ａ・・・粘度
の低いポリイミド層、９ｂ・・・粘度の高いポリイミド
層、１０・・・ピット。第２図特許出願人　富士ゼロックス株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サーマルインクジェットヘッドにおいて、ヒータ
ープレート側に設けられるピット部の内面が、同一もし
くは同種の材料で形成されていることを特徴とするサー
マルインクジェットヘッド。
（２）サーマルインクジェットヘッドにおいて、ヒータ
ープレート側に設けられるピット部を形成するピット層
が、粘度の低いポリイミドによって形成された下層と、
粘度の高いポリイミドによつて形成された上層との２層
よりなることを特徴とするサーマルインクジェットヘッ
ド。