JPH11277753A - Manufacture for thermal ink-jet head - Google Patents

Manufacture for thermal ink-jet head

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JPH11277753A
JPH11277753A JP8309098A JP8309098A JPH11277753A JP H11277753 A JPH11277753 A JP H11277753A JP 8309098 A JP8309098 A JP 8309098A JP 8309098 A JP8309098 A JP 8309098A JP H11277753 A JPH11277753 A JP H11277753A
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JP
Japan
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film
ink
resin film
metal
metal layer
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Withdrawn
Application number
JP8309098A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuzo Uenishi
勝三 上西
Satoshi Kanemitsu
聡 金光
Junji Shioda
純司 塩田
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11277753A publication Critical patent/JPH11277753A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a formation process when an orifice is processed by layering on a resin film a metallic layer formed on a film from which a metal can be released, bonding the metallic layer and the resin film and releasing the metal-releasable film from the metallic layer. SOLUTION: A resin film 4 having adhesive layers 3, 5 provided at both faces is formed on a silicon substrate 9. Moreover, a fluorine-based resin film 1 having a metallic film 2 is layered with the film 2 directed to the film 4. Heating and application of a predetermined pressure are carried out at not lower than a glass transition temperature of the layers 3, 5, thereby bonding an ink seal part diaphragm 6 with the film 4 by the layer 5 and the film 4 with the film 2 by the layer 3 at the same time. The film 1 present on the film 2 is released and removed. In this process, the film 4 is provided with a metallic mask to form an orifice without processing the substrate 9 in a vacuum environment, e.g. sputtering or vapor deposition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はサーマルインクジェ
ットヘッド(液体噴射記録ヘッド)の製造方法に関し、
特に、オリフィス加工を行う際の金属マスク形成工程を
簡略化する場合に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thermal ink jet head (liquid jet recording head).
In particular, the present invention is suitably applied to a case where the metal mask forming step for performing orifice processing is simplified.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のサーマルインクジェットヘッドに
は、シリコンLSIプロセス及び薄膜技術を利用して、
複数の発熱素子をシリコン基板上にアレイ状に形成し、
インク液流路及びインク液体吐出口(オリフィス)をシ
リコン基板上に積層させて、モノリシックに集積化した
ものがある。また、発熱素子が形成されたシリコン基板
上に駆動回路を組み込むことにより、よりいっそうの集
積化を行う方法もある。例えば、360dpi、720
dpiで128、256ノズルに個々に駆動回路を集積
化したサーマルインクジェットヘッドが製造されてい
る。
2. Description of the Related Art A conventional thermal ink jet head utilizes a silicon LSI process and a thin film technology,
Forming a plurality of heating elements in an array on a silicon substrate,
There is one in which an ink liquid flow path and an ink liquid discharge port (orifice) are stacked on a silicon substrate and monolithically integrated. In addition, there is a method for further integrating a drive circuit by incorporating a drive circuit on a silicon substrate on which a heating element is formed. For example, 360 dpi, 720
A thermal inkjet head in which drive circuits are individually integrated in 128 and 256 nozzles in dpi has been manufactured.

【0003】このサーマルインクジェットヘッドでは、
シリコン基板上に形成されている発熱素子の表面温度を
急激に上昇させることにより、発熱素子上で膜沸騰現象
を発生させ、発熱素子を浸しているインク液内に膜気泡
を生成させる。そして、この膜気泡の内圧によりインク
液体吐出口からインク液を外へ押し出して、紙面上に印
字を行う。
In this thermal ink jet head,
By rapidly increasing the surface temperature of the heating element formed on the silicon substrate, a film boiling phenomenon occurs on the heating element, and a film bubble is generated in the ink liquid immersing the heating element. Then, the ink liquid is pushed out from the ink liquid discharge port by the internal pressure of the film bubble, and printing is performed on the paper surface.

【0004】以下、従来のマルチアレイサーマルインク
ジェットヘッドの製造方法について説明する。図4(a
1)、図4(b1)及び図4(c1)は、従来のマルチ
アレイサーマルインクジェットヘッドの製造工程を示す
平面図、図4(a2)は、図4(a1)のA1−A1’
線で切断した断面図、図4(a3)は、図4(a1)の
B1−B1’線で切断した断面図、図4(b2)は、図
4(b1)のA2−A2’線で切断した断面図、図4
(b3)は、図4(b1)のB2−B2’線で切断した
断面図、図4(c2)は、図4(c1)のA3−A3’
線で切断した断面図、図4(c3)は、図4(c1)の
B3−B3’線で切断した断面図である。
Hereinafter, a method for manufacturing a conventional multi-array thermal inkjet head will be described. FIG.
1), 4 (b1) and 4 (c1) are plan views showing the steps of manufacturing a conventional multi-array thermal inkjet head, and FIG. 4 (a2) is A1-A1 ′ in FIG. 4 (a1).
4 (a3) is a cross-sectional view taken along line B1-B1 ′ of FIG. 4 (a1), and FIG. 4 (b2) is a cross-sectional view taken along line A2-A2 ′ of FIG. 4 (b1). FIG. 4 is a sectional view taken along a line.
(B3) is a sectional view taken along line B2-B2 'of FIG. 4 (b1), and FIG. 4 (c2) is A3-A3' of FIG. 4 (c1).
FIG. 4 (c3) is a cross-sectional view taken along line B3-B3 ′ of FIG. 4 (c1).

【0005】図4(a1)、(a2)及び(a3)にお
いて、LSIプロセスを用いることにより、発熱抵抗4
4を駆動するIC部45をシリコン基板42上に形成す
る。また、発熱抵抗44をアレイ状に形成するととも
に、給電共通電極41及び個別配線電極43を形成す
る。なお、給電共通電極41及び個別配線電極43の電
極材料として、Ni、Al、Cuなどを用いることがで
き、発熱抵抗44の抵抗材料として、Ta−Si−Si
Oなどを用いることができる。
[0005] In FIGS. 4 (a 1), (a 2) and (a 3), the heat generation resistance 4
An IC unit 45 for driving the LED 4 is formed on the silicon substrate 42. The heating resistors 44 are formed in an array, and the power supply common electrode 41 and the individual wiring electrodes 43 are formed. Note that Ni, Al, Cu, or the like can be used as an electrode material of the power supply common electrode 41 and the individual wiring electrode 43, and a Ta-Si-Si
O or the like can be used.

【0006】次に、図4(b1)、(b2)及び(b
3)において、薄膜技術を用いることにより、10μm
程度以上の厚みを有するポリイミドフィルムなどの有機
材料をシリコン基板42上に積層する。そして、フォト
リソグラフィー技術及びドライエッチング技術を用い
て、このポリイミドフィルムをパターニングすることに
より、インク供給路46のインクシールのためのインク
シール部隔壁41、インク溝52のインクシールのため
のインクシール部隔壁49及びインクガイドとなるイン
ク隔壁49’をシリコン基板42上に形成する。次に、
シリコン基板42のウェットエッチングまたはサンドブ
ラストなどの方法により、インク供給路46及びインク
供給穴47を形成する。
Next, FIGS. 4 (b1), (b2) and (b)
In 3), by using the thin film technology, 10 μm
An organic material such as a polyimide film having a thickness of about the same or more is laminated on the silicon substrate 42. The polyimide film is patterned using photolithography technology and dry etching technology to form an ink seal partition 41 for sealing the ink supply passage 46 and an ink seal for sealing the ink groove 52. A partition 49 and an ink partition 49 ′ serving as an ink guide are formed on the silicon substrate 42. next,
The ink supply path 46 and the ink supply hole 47 are formed by a method such as wet etching or sand blasting of the silicon substrate 42.

【0007】次に、図4(c1)、(c2)及び(c
3)において、20〜40μm程度の厚みのオリフィス
板50をインクシール部隔壁48、49及びインク隔壁
49’を介してシリコン基板42上に張り付ける。この
オリフィス板50をインクシール部隔壁48、49及び
インク隔壁49’を介してシリコン基板42上に張り付
けることにより、インク供給路46から供給されるイン
ク液を発熱抵抗44に導くインク溝52が形成される。
なお、オリフィス板50にはエポキシ樹脂接着剤などが
塗布されており、このエポキシ樹脂接着剤により、オリ
フィス板50をシリコン基板42上に固着することがで
きる。また、オリフィス板50として、ポリイミドフィ
ルムなどを用いることができる。
Next, FIGS. 4 (c1), (c2) and (c)
In 3), an orifice plate 50 having a thickness of about 20 to 40 μm is attached on the silicon substrate 42 via the ink seal part partitions 48 and 49 and the ink partition 49 ′. By sticking the orifice plate 50 onto the silicon substrate 42 via the ink seal partition walls 48 and 49 and the ink partition wall 49 ′, the ink groove 52 for guiding the ink liquid supplied from the ink supply path 46 to the heating resistor 44 is formed. It is formed.
The orifice plate 50 is coated with an epoxy resin adhesive or the like, and the orifice plate 50 can be fixed on the silicon substrate 42 with the epoxy resin adhesive. Further, as the orifice plate 50, a polyimide film or the like can be used.

【0008】次に、蒸着またはスパッタなどの方法によ
り、オリフィス板50上にA1やCuやNiなどの金属
薄膜を1〜2μm程度の厚みに形成する。次に、金属薄
膜が形成されたオリフィス板50上にフォトレジストを
塗布し、フォトリソグラフィー技術により、フォトレジ
ストをパターニングする。そして、パターニングされた
フォトレジストをマスクとして、RIE(リアクティブ
イオンエッチング)などの異方性エッチングを行うこと
により、金属薄膜をパターニングする。次に、パターニ
ングされた金属薄膜をマスクとして、ECR(電子サイ
クロトロン共鳴)などを利用したドライエッチングを行
うことにより、オリフィス板50に20〜40μmφの
穴あけ加工を行う。この結果、多数のオリフィス51が
オリフィス板50に一括形成される。
Next, a thin metal film such as Al, Cu or Ni is formed on the orifice plate 50 to a thickness of about 1 to 2 μm by a method such as vapor deposition or sputtering. Next, a photoresist is applied on the orifice plate 50 on which the metal thin film is formed, and the photoresist is patterned by photolithography. The metal thin film is patterned by performing anisotropic etching such as RIE (reactive ion etching) using the patterned photoresist as a mask. Next, by using the patterned metal thin film as a mask, dry etching using ECR (Electron Cyclotron Resonance) or the like is performed to form a hole of 20 to 40 μmφ in the orifice plate 50. As a result, a large number of orifices 51 are collectively formed on the orifice plate 50.

【0009】ここで、オリフィス51の形状は、印字特
性に大きな影響を及ぼすことから、ドライエッチングの
異方性を利用してオリフィス51の形成が行われる。一
方、オリフィス板50の穴開け加工を行う際のマスクと
してフォトレジストを用いたのでは、オリフィス板50
がポリイミドなどの有機材料で構成されている場合に
は、フォトレジストとオリフィス板50とが共に有機系
の材料となり、ドライエッチングに対する必要な選択比
を確保できなくなる。このため、オリフィス板50に金
属薄膜を積層し、この金属薄膜をマスクとして利用する
ことにより、オリフィス板50に穴開け加工を行う際の
必要な選択比を確保するようにしていた。例えば、ドラ
イエッチングの際のマスクとして、Ni,Cu,Alな
どの金属膜を使うことにより、樹脂と金属膜との選択比
を50〜100程度確保することが可能となる。この結
果、1μm〜2μm程度の厚みの金属膜をポリイミドフ
ィルム上に積層することにより、20〜40μm程度の
厚みのポリイミドフィルムに対する穴開け加工をドライ
エッチングで行うことが可能となる。
Here, since the shape of the orifice 51 greatly affects the printing characteristics, the orifice 51 is formed utilizing the anisotropy of dry etching. On the other hand, if a photoresist is used as a mask when the orifice plate 50 is perforated, the orifice plate 50 is not used.
Is made of an organic material such as polyimide, the photoresist and the orifice plate 50 are both organic materials, and a necessary selectivity for dry etching cannot be secured. For this reason, a metal thin film is laminated on the orifice plate 50, and this metal thin film is used as a mask, thereby ensuring a necessary selection ratio when performing a drilling process on the orifice plate 50. For example, by using a metal film of Ni, Cu, Al or the like as a mask at the time of dry etching, it is possible to secure a selectivity between the resin and the metal film of about 50 to 100. As a result, by laminating a metal film having a thickness of about 1 μm to 2 μm on the polyimide film, it becomes possible to perform a drilling process on the polyimide film having a thickness of about 20 to 40 μm by dry etching.

【0010】また、オリフィス板50をシリコン基板4
2に張り付けた後に、発熱抵抗44の位置に合わせてオ
リフィス板50にオリフィス51を形成する方法では、
シリコンLSIプロセスで使用されるフォトリソグラフ
ィー技術により、発熱抵抗44とオリフィス51との位
置合わせを行うことができる。このため、オリフィス5
1が予め形成されているオリフィス板50を発熱抵抗4
4の位置に合わせて張り合わせる方法に比べて、発熱抵
抗44とオリフィス51との間の位置精度を格段に向上
させることができ、印字性能を向上させることができ
る。
The orifice plate 50 is connected to the silicon substrate 4
In the method of forming the orifice 51 on the orifice plate 50 in accordance with the position of the heating resistor 44 after attaching the
The positioning of the heating resistor 44 and the orifice 51 can be performed by the photolithography technique used in the silicon LSI process. Therefore, the orifice 5
The orifice plate 50 is formed with a heating resistor 4 in advance.
Compared with the method of laminating in accordance with the position 4, the positional accuracy between the heating resistor 44 and the orifice 51 can be remarkably improved, and the printing performance can be improved.

【0011】なお、ここまでの工程では、ウェーハ状態
で処理を行い、その後は、ダイシングソーなどでシリコ
ンウェーハをカッテングして、チップ状に分割する。次
に、従来の1列サーマルインクジェットヘッドの製造方
法について説明する。図5(a1)、図5(b1)及び
図5(c1)は、従来の1列サーマルインクジェットヘ
ッドの製造工程を示す平面図、図5(a2)は、図5
(a1)のA4−A4’線で切断した断面図、図5(b
2)は、図5(b1)のA5−A5’線で切断した断面
図、図5(c2)は、図5(c1)のA6−A6’線で
切断した断面図である。
In the above steps, processing is performed in a wafer state, and thereafter, the silicon wafer is cut by a dicing saw or the like to be divided into chips. Next, a method for manufacturing a conventional one-row thermal inkjet head will be described. 5 (a1), 5 (b1), and 5 (c1) are plan views showing a manufacturing process of a conventional one-row thermal inkjet head, and FIG. 5 (a2) is a plan view of FIG.
FIG. 5B is a sectional view taken along line A4-A4 ′ of FIG.
2) is a sectional view taken along line A5-A5 ′ of FIG. 5 (b1), and FIG. 5 (c2) is a sectional view taken along line A6-A6 ′ of FIG. 5 (c1).

【0012】図5(a1)及び(a2)において、発熱
抵抗65を駆動するIC部66及び駆動回路端子63を
シリコン基板61に形成するとともに、共通電極端子6
2、給電共通電極64及び個別配線電極64’を形成
し、発熱抵抗65をアレイ状に形成する。
5 (a1) and 5 (a2), an IC section 66 for driving a heating resistor 65 and a drive circuit terminal 63 are formed on a silicon substrate 61, and a common electrode terminal 6 is formed.
2. The power supply common electrode 64 and the individual wiring electrode 64 'are formed, and the heating resistors 65 are formed in an array.

【0013】次に、図5(b1)及び(b2)におい
て、10μm程度以上の厚みを有するポリイミドフィル
ムなどの有機材料をシリコン基板61上に積層する。そ
して、フォトリソグラフィー技術及びドライエッチング
技術を用いて、ポリイミドフィルムをパターニングする
ことにより、インクシール部隔壁67をシリコン基板5
1上に形成する。次に、ウェットエッチングまたはサン
ドブラストなどの方法により、インク供給路68をシリ
コン基板61に形成する。
Next, in FIGS. 5 (b1) and 5 (b2), an organic material such as a polyimide film having a thickness of about 10 μm or more is laminated on the silicon substrate 61. Then, by patterning the polyimide film using a photolithography technique and a dry etching technique, the ink seal part partition walls 67 are formed on the silicon substrate 5.
1. Next, an ink supply path 68 is formed in the silicon substrate 61 by a method such as wet etching or sand blast.

【0014】次に、図5(c1)及び(c2)におい
て、20〜40μm程度の厚みのオリフィス板69を、
インクシール部隔壁67を介してシリコン基板61に張
り付けることにより、インク供給路68から供給される
インク液を発熱抵抗65に導くインク溝71を形成す
る。ここで、インク溝71の間隔は、インクシール部隔
壁67の厚みで決まり、通常は10μm程度に設定され
る。次に、オリフィス板69上のパターニングされた金
属膜をマスクとしてドライエッチングを行うことによ
り、オリフィス板69に20〜40μmφの穴あけ加工
を行い、多数のオリフィス70をオリフィス板69に一
括形成する。
Next, in FIGS. 5 (c1) and 5 (c2), an orifice plate 69 having a thickness of about 20 to 40 μm is provided.
An ink groove 71 for guiding the ink liquid supplied from the ink supply path 68 to the heating resistor 65 is formed by adhering the ink liquid to the silicon substrate 61 via the ink seal partition wall 67. Here, the interval between the ink grooves 71 is determined by the thickness of the ink seal portion partition wall 67, and is usually set to about 10 μm. Next, by performing dry etching using the patterned metal film on the orifice plate 69 as a mask, a hole of 20 to 40 μmφ is formed in the orifice plate 69, and a large number of orifices 70 are collectively formed in the orifice plate 69.

【0015】図5の工程により、1列分のサーマルイン
クジェットヘッドが製造されるが、通常のカラー印字に
おいては、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラッ
クBkの各色に対応した4列のノズルが用いられる。こ
のため、4列分のサーマルインクジェットヘッドをシリ
コン基板上にモノリシックに集積化したものも製造され
ている。
By the process shown in FIG. 5, a thermal ink jet head for one row is manufactured. In normal color printing, four rows of nozzles corresponding to each color of yellow Y, magenta M, cyan C, and black Bk are provided. Used. For this reason, a thermal inkjet head having four rows is monolithically integrated on a silicon substrate.

【0016】図6(a)は、従来の4列サーマルインク
ジェットヘッドの配線パターン形成後の構成を示す平面
図、図6(b)は、従来の4列サーマルインクジェット
ヘッドのオリフィス加工後の構成を示す平面図である。
図6(a)及び図6(b)において、マルチアレイサー
マルインクジェットヘッド80a〜80dがシリコン基
板83上に4列分設けられている。ここで、マルチアレ
イサーマルインクジェットヘッド80aは、イエローY
用として使用され、マルチアレイサーマルインクジェッ
トヘッド80bは、マゼンタM用として使用され、マル
チアレイサーマルインクジェットヘッド80cは、シア
ンC用として使用され、マルチアレイサーマルインクジ
ェットヘッド80dは、ブラックBk用として使用され
る。
FIG. 6A is a plan view showing the structure of a conventional four-row thermal ink jet head after forming a wiring pattern, and FIG. 6B is the structure of the conventional four-row thermal ink jet head after orifice processing. FIG.
6A and 6B, the multi-array thermal inkjet heads 80a to 80d are provided on the silicon substrate 83 in four rows. Here, the multi-array thermal inkjet head 80a is
The multi-array thermal inkjet head 80b is used for magenta M, the multi-array thermal inkjet head 80c is used for cyan C, and the multi-array thermal inkjet head 80d is used for black Bk. .

【0017】マルチアレイサーマルインクジェットヘッ
ド80a〜80dには、共通電極端子81a〜82d、
駆動回路端子82a〜82d、給電共通電極84a〜8
4d、発熱抵抗85a〜85d、IC部86a〜86d
がそれぞれ設けられている。また、これらのパターンが
形成されたシリコン基板83上には、オリフィス板87
が設けられ、オリフィス板87には、マルチアレイサー
マルインクジェットヘッド80a〜80dの各発熱抵抗
85a〜85dに対応して、オリフィス88a〜88d
が形成されている。4列分のサーマルインクジェットヘ
ッドを半導体プロセス技術を用いて集積化することによ
り、4列のノズルをマスク合わせの精度で正確に配置す
ることが可能となり、各列の位置関係の精度を向上させ
ることが可能となる。
The multi-array thermal inkjet heads 80a to 80d have common electrode terminals 81a to 82d,
Drive circuit terminals 82a-82d, power supply common electrodes 84a-8
4d, heating resistors 85a to 85d, IC units 86a to 86d
Are provided respectively. An orifice plate 87 is provided on the silicon substrate 83 on which these patterns are formed.
The orifice plate 87 has orifices 88a to 88d corresponding to the heating resistors 85a to 85d of the multi-array thermal inkjet heads 80a to 80d.
Are formed. By integrating four rows of thermal inkjet heads using semiconductor processing technology, it is possible to accurately arrange four rows of nozzles with the accuracy of mask alignment, and to improve the positional relationship of each row. Becomes possible.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オリフィス板50上の金属膜の形成方法では、オリフィ
ス板50をシリコン基板42に張り付けた状態で、スパ
ッタや蒸着などの方法により、オリフィス板50上に金
属膜を形成するようにしていた。このため、オリフィス
板50を貼り付けたシリコン基板42を高真空環境で維
持する必要があり、装置が大掛りなものとなるととも
に、工程が複雑になるという問題があった。また、スパ
ッタや蒸着などを用いた場合では、金属膜がシリコン基
板42上全面に形成され、例えば、図5の共通電極端子
62や駆動回路端子63上にも金属膜が形成されること
から、これらの領域に金属膜が形成されないように、こ
れらの領域を覆っておく必要があり、工程が煩雑になる
という問題もあった。
However, in the conventional method of forming a metal film on the orifice plate 50, the orifice plate 50 is adhered to the silicon substrate 42, and the orifice plate 50 is adhered to the orifice plate 50 by a method such as sputtering or vapor deposition. A metal film is formed on the substrate. For this reason, it is necessary to maintain the silicon substrate 42 to which the orifice plate 50 is attached in a high vacuum environment, which causes a problem that the apparatus becomes large-scale and the process becomes complicated. In the case where sputtering, vapor deposition, or the like is used, a metal film is formed on the entire surface of the silicon substrate 42 and, for example, the metal film is also formed on the common electrode terminal 62 and the drive circuit terminal 63 in FIG. It is necessary to cover these regions so that the metal film is not formed in these regions, and there is a problem that the process becomes complicated.

【0019】そこで、本発明の目的は、オリフィス加工
を行う際の製造工程を簡略化することが可能なサーマル
インクジェットヘッドの製造方法を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a thermal ink jet head which can simplify a manufacturing process for performing orifice processing.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明によれば、金属剥離可能なフィルム上に
形成された金属層を樹脂フィルム上に積層し、金属層と
樹脂フィルムとを接着してから、金属剥離可能なフィル
ムを前記金属層から剥がすようにしている。
According to the present invention, a metal layer formed on a metal-peelable film is laminated on a resin film, and the metal layer and the resin film are separated from each other. And then peeling off the metal-peelable film from the metal layer.

【0021】このことにより、真空蒸着などを用いるこ
となく、金属層が形成されたフィルムを樹脂フィルム上
に載せるだけで、樹脂フィルム上に金属層を積層するこ
とが可能となり、金属層を樹脂フィルム上に積層する際
の工程を簡略化することができる。また、金属層をフィ
ルム上に予め形成しておくことにより、金属層の厚みが
1〜2μm程度と薄い場合においても、金属層の保持や
搬送を効率的に行うことが可能となり、樹脂フィルム上
に金属層を積層する際の金属層の取り扱いが容易にな
る。さらに、金属層を形成するフィルムとして、金属剥
離可能なフィルムを用いることにより、樹脂フィルム上
に金属層を積層した後の不要となったフィルムを金属層
から容易に除去することが可能となり、製造工程のより
一層の効率化が可能となる。
This makes it possible to laminate the metal layer on the resin film only by placing the film on which the metal layer is formed on the resin film without using vacuum deposition or the like. The steps for laminating the layers on the top can be simplified. In addition, by forming the metal layer on the film in advance, even when the thickness of the metal layer is as thin as about 1 to 2 μm, the metal layer can be held and transported efficiently, and the The handling of the metal layer when laminating the metal layer is facilitated. Further, by using a metal-peelable film as a film for forming a metal layer, it becomes possible to easily remove an unnecessary film from the metal layer after laminating the metal layer on the resin film, thereby manufacturing The efficiency of the process can be further improved.

【0022】また、本発明の一態様によれば、樹脂フィ
ルムの両面に接着層が設けられている。このことによ
り、インク隔壁上に順次に積層された樹脂フィルム及び
金属層について、樹脂フィルムに対するインク隔壁及び
金属層の接着を一度に行うことが可能となることから、
製造工程のより一層の簡略化が可能となる。
Further, according to one aspect of the present invention, adhesive layers are provided on both surfaces of the resin film. Thereby, for the resin film and the metal layer sequentially laminated on the ink partition wall, it becomes possible to perform the bonding of the ink partition wall and the metal layer to the resin film at once,
The manufacturing process can be further simplified.

【0023】また、本発明の一態様によれば、金属剥離
可能なフィルムは、フッ素系樹脂である。このことによ
り、フィルム上に積層された金属層から、フィルムを容
易に剥がすことが可能となり、製造工程を簡単化するこ
とが可能となる。
According to one aspect of the present invention, the metal-peelable film is a fluororesin. Thus, the film can be easily peeled off from the metal layer laminated on the film, and the manufacturing process can be simplified.

【0024】また、本発明の一態様によれば、一方の面
に接着層が形成され、他方の面に金属層が形成された樹
脂フィルムを、前記接着層を介してインク隔壁上に積層
するようにしている。
According to one aspect of the present invention, a resin film having an adhesive layer formed on one surface and a metal layer formed on the other surface is laminated on the ink partition via the adhesive layer. Like that.

【0025】このことにより、金属層が形成された樹脂
フィルムをインク隔壁上に載せるだけで、オリフィス板
の形成及びそのオリフィス板にオリフィス加工する際の
マスクとなる金属層の形成を一度に行うことが可能とな
り、オリフィス板上に金属層を形成する際の真空蒸着を
不要として、製造工程を簡略化することができる。
By this, the orifice plate can be formed and the metal layer serving as a mask for orifice processing the orifice plate can be formed at a time only by placing the resin film on which the metal layer is formed on the ink partition. This makes it possible to eliminate the need for vacuum deposition when forming a metal layer on the orifice plate, thereby simplifying the manufacturing process.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係わるサ
ーマルインクジェットヘッドについて図面を参照しなが
ら説明する。図1(a)は、本発明の第1実施例に係わ
るフッ素系樹脂フィルム1の片面に金属層2を形成した
状態を示す断面図である。図1(a)において、100
μm程度の厚みのテフロン(商品名)等のフッ素系樹脂
フィルム1の片面には、蒸着、スパッタ、または無電解
メッキなどの方法により、Al,Ni,Cuなどの金属
膜2が1μm〜2μm程度以下の厚みで積層されてい
る。なお、金属膜2の厚さは、樹脂フィルム4の厚み及
びドライエッチング時の樹脂フィルム4と金属膜2との
選択比によって設定する。例えば、樹脂フィルム4の厚
みが40μmで、選択比が50の場合、金属膜2の厚さ
を0.8μm以上に設定する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A thermal ink jet head according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view showing a state in which a metal layer 2 is formed on one surface of a fluororesin film 1 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1A, 100
On one side of a fluororesin film 1 such as Teflon (trade name) having a thickness of about 1 μm, a metal film 2 of Al, Ni, Cu or the like is formed to a thickness of about 1 μm to 2 μm by a method such as vapor deposition, sputtering, or electroless plating. It is laminated with the following thickness. The thickness of the metal film 2 is set according to the thickness of the resin film 4 and the selectivity between the resin film 4 and the metal film 2 during dry etching. For example, when the thickness of the resin film 4 is 40 μm and the selectivity is 50, the thickness of the metal film 2 is set to 0.8 μm or more.

【0027】図1(b)は、樹脂フィルム4の両面に接
着層3、5を形成した状態を示す断面図である。図1
(b)において、オリフィス板となる樹脂フィルム4の
両面には、接着層3、5が設けられている。なお、樹脂
フィルム2の厚みは20〜40μm程度が望ましく、接
着層3、5の厚みは2〜10μm程度が望ましい。ま
た、樹脂フィルム4の材料として、ポリイミドなどを使
用することができ、接着層3、5の材料として、ポリイ
ミド系の熱可塑性樹脂やエポキシ系の接着材などを使用
することができる。ここで、ポリイミド系の熱可塑材料
は、ガラス転移温度(Tg)以上になると、急激に弾性
係数が低下し、粘着性が増加することから、接着効果を
持たせることができる。
FIG. 1B is a sectional view showing a state in which adhesive layers 3 and 5 are formed on both surfaces of the resin film 4. FIG.
In (b), adhesive layers 3 and 5 are provided on both surfaces of a resin film 4 serving as an orifice plate. The thickness of the resin film 2 is preferably about 20 to 40 μm, and the thickness of the adhesive layers 3 and 5 is preferably about 2 to 10 μm. In addition, polyimide or the like can be used as a material of the resin film 4, and a polyimide-based thermoplastic resin or an epoxy-based adhesive can be used as a material of the adhesive layers 3 and 5. Here, when the temperature of the polyimide-based thermoplastic material becomes equal to or higher than the glass transition temperature (Tg), the elastic coefficient rapidly decreases and the tackiness increases, so that the polyimide-based thermoplastic material can have an adhesive effect.

【0028】図1(c)は、樹脂フィルム4及び金属膜
2をシリコン基板上に貼り付けた状態を示す断面図であ
る。図1(c)において、シリコン基板9上には、不図
示の発熱素子を駆動する配線7が形成されるとともに、
インク溝8のインクシールのためのインクシール部隔壁
6が形成されている。これらのパターンが形成されたシ
リコン基板9に対し、図1(b)の両面に接着層3、5
が設けられている樹脂フィルム4を積層する。さらに、
樹脂フィルム4が積層されたシリコン基板9に対し、図
1(a)の金属膜2が形成されたフッ素系樹脂フィルム
1を、金属膜2を樹脂フィルム4の方向に向けて積層す
る。
FIG. 1C is a cross-sectional view showing a state in which the resin film 4 and the metal film 2 are attached on a silicon substrate. In FIG. 1C, a wiring 7 for driving a heating element (not shown) is formed on a silicon substrate 9, and
An ink seal part partition wall 6 for ink seal of the ink groove 8 is formed. With respect to the silicon substrate 9 on which these patterns are formed, the adhesive layers 3, 5
Are laminated. further,
On the silicon substrate 9 on which the resin film 4 is laminated, a fluorine-based resin film 1 on which the metal film 2 of FIG. 1A is formed is laminated with the metal film 2 facing the resin film 4.

【0029】シリコン基板9に対し、樹脂フィルム4及
びフッ素系樹脂フィルム1の積層が行われると、接着層
3、5のガラス転移温度以上(例えば、200〜250
℃程度)での加熱及び数kg/cm2 程度の加圧を数1
0分間程度行うことにより、接着層5によるインクシー
ル部隔壁6と樹脂フィルム4との接着及び接着層3によ
る樹脂フィルム4と金属膜2との接着を一度に行う。樹
脂フィルム4と金属膜2との接着が行われると、金属膜
2上に存在しているフッ素系樹脂フィルム1を除去す
る。ここで、フッ素系樹脂フィルム1に対する金属膜2
の密着性は弱いので、金属膜2を積層するフィルムとし
てフッ素系樹脂フィルム1を用いることにより、フッ素
系樹脂フィルム1を金属膜2から剥がすだけで、フッ素
系樹脂フィルム1を除去することができる。
When the resin film 4 and the fluorine-based resin film 1 are laminated on the silicon substrate 9, the glass transition temperature of the adhesive layers 3 and 5 or more (for example, 200 to 250)
℃) and pressurization of several kg / cm 2
By performing the process for about 0 minutes, the adhesion between the ink seal portion partition walls 6 and the resin film 4 by the adhesive layer 5 and the adhesion between the resin film 4 and the metal film 2 by the adhesive layer 3 are performed at one time. When the bonding between the resin film 4 and the metal film 2 is performed, the fluorine-based resin film 1 existing on the metal film 2 is removed. Here, the metal film 2 with respect to the fluororesin film 1
Since the adhesiveness of the film is weak, by using the fluororesin film 1 as a film for laminating the metal film 2, the fluororesin film 1 can be removed only by peeling the fluororesin film 1 from the metal film 2. .

【0030】以上の処理により、シリコン基板9に対し
スパッタや蒸着などの真空環境中での処理を行うことな
く、樹脂フィルム4にオリフィスを形成するための金属
マスクを形成することが可能となり、生産設備を削減す
ることが可能となるだけでなく、生産に要する工数も削
減することが可能となる。また、シリコン基板9と樹脂
フィルム4との間にインク溝8を形成する工程内で、樹
脂フィルム4上に金属膜2を形成することが可能とな
り、生産工程を簡略化することができる。
By the above processing, a metal mask for forming an orifice in the resin film 4 can be formed without performing processing in a vacuum environment such as sputtering or vapor deposition on the silicon substrate 9. Not only can the equipment be reduced, but also the man-hours required for production can be reduced. Further, the metal film 2 can be formed on the resin film 4 in the step of forming the ink grooves 8 between the silicon substrate 9 and the resin film 4, and the production process can be simplified.

【0031】なお、図1の実施例では、図1(b)の樹
脂フィルム4の両面に接着層3、5を設けた場合につい
て説明したが、樹脂フィルム4に接着層5だけを設け、
樹脂フィルム4に設けられていた接着層3を、図1
(a)の金属膜2の表面に設けておくようにしてもよ
い。
In the embodiment shown in FIG. 1, the case where the adhesive layers 3 and 5 are provided on both surfaces of the resin film 4 shown in FIG. 1B has been described, but only the adhesive layer 5 is provided on the resin film 4.
The adhesive layer 3 provided on the resin film 4 is
(A) may be provided on the surface of the metal film 2.

【0032】図2(a)は、本発明の第2実施例に係わ
るオリフィス板となる樹脂フィルムの一方の面に金属層
を予め形成した状態を示す断面図である。図2(a)に
おいて、オリフィス板となる樹脂フィルム13の両面に
は、接着層12、14が設けられている。なお、樹脂フ
ィルム13の厚みは20〜40μm程度が望ましく、接
着層12、14の厚みは2〜10μm程度が望ましい。
また、樹脂フィルム13の材料として、ポリイミドなど
を使用することができ、接着層12、14の材料とし
て、ポリイミド系の熱可塑性樹脂やエポキシ系の接着材
などを使用することができる。ここで、ポリイミド系の
熱可塑材料は、ガラス転移温度(Tg)以上になると急
激に弾性係数が低下し粘着性が増加するため、接着効果
を持たせることができる。
FIG. 2A is a sectional view showing a state in which a metal layer is formed on one surface of a resin film serving as an orifice plate according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2A, adhesive layers 12 and 14 are provided on both surfaces of a resin film 13 serving as an orifice plate. The thickness of the resin film 13 is desirably about 20 to 40 μm, and the thickness of the adhesive layers 12 and 14 is desirably about 2 to 10 μm.
In addition, polyimide or the like can be used as a material of the resin film 13, and a polyimide-based thermoplastic resin or an epoxy-based adhesive can be used as a material of the adhesive layers 12 and 14. Here, the polyimide-based thermoplastic material can have an adhesive effect because the elastic coefficient sharply decreases and the tackiness increases when the temperature exceeds the glass transition temperature (Tg).

【0033】この接着層12、14が設けられた樹脂フ
ィルム13の片面には、蒸着、スパッタ、または無電解
メッキなどの方法により、Al,Ni,Cuなどの金属
膜11が1μm〜2μm程度以下の厚みで積層されてい
る。なお、樹脂フィルム13として、接着層12を設け
ることなく、金属膜11を樹脂フィルム13に対して直
接積層したものを用いるようにしてもよい。なお、金属
膜11の厚さは、樹脂フィルム13の厚み及びドライエ
ッチング時の樹脂フィルム13と金属膜11との選択比
によって設定する。
On one surface of the resin film 13 on which the adhesive layers 12 and 14 are provided, a metal film 11 of Al, Ni, Cu or the like is about 1 μm to 2 μm or less by a method such as vapor deposition, sputtering, or electroless plating. It is laminated with the thickness of. Note that, as the resin film 13, a material in which the metal film 11 is directly laminated on the resin film 13 without providing the adhesive layer 12 may be used. The thickness of the metal film 11 is set according to the thickness of the resin film 13 and the selectivity between the resin film 13 and the metal film 11 during dry etching.

【0034】図2(b)は、金属膜11が形成された樹
脂フィルム13をシリコン基板18上に貼り付けた状態
を示す断面図である。図2(b)において、シリコン基
板18上には、不図示の発熱素子を駆動する配線16が
形成されるとともに、インク溝17のインクシールのた
めのインクシール部隔壁15が形成されている。これら
のパターンが形成されたシリコン基板18に対し、図2
(a)の一方の面に金属膜11が形成され、他方の面に
接着層14が形成されている樹脂フィルム13を、接着
層14をシリコン基板18の方向に向けて積層する。シ
リコン基板18に対し、樹脂フィルム13の積層が行わ
れると、200〜250℃程度の加熱及び数kg/cm
2 程度の加圧を数10分間程度行うことにより、インク
シール部隔壁15と樹脂フィルム13とを接着層14で
接着する。
FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state in which the resin film 13 on which the metal film 11 is formed is attached on a silicon substrate 18. In FIG. 2B, a wiring 16 for driving a heating element (not shown) is formed on a silicon substrate 18, and an ink seal portion partition wall 15 for sealing an ink in an ink groove 17 is formed. With respect to the silicon substrate 18 on which these patterns are formed, FIG.
(A) A resin film 13 having a metal film 11 formed on one surface and an adhesive layer 14 formed on the other surface is laminated with the adhesive layer 14 facing the silicon substrate 18. When the resin film 13 is laminated on the silicon substrate 18, it is heated to about 200 to 250 ° C. and several kg / cm
By applying a pressure of about 2 for several tens of minutes, the ink seal portion partition wall 15 and the resin film 13 are bonded with the adhesive layer 14.

【0035】以上の処理により、シリコン基板18に対
しスパッタや蒸着などの真空環境中での処理を行うこと
なく、インクシール部隔壁15と樹脂フィルム13との
間の接着処理を行うだけで、樹脂フィルム13にオリフ
ィスを形成するための金属マスクをシリコン基板18上
に形成することが可能となり、生産設備を削減すること
が可能となるだけでなく、生産に要する工数も削減する
ことが可能となる。
According to the above-described process, the bonding process between the ink seal portion partition wall 15 and the resin film 13 is performed without performing the process on the silicon substrate 18 in a vacuum environment such as sputtering or vapor deposition. A metal mask for forming an orifice in the film 13 can be formed on the silicon substrate 18, so that not only can production equipment be reduced, but also man-hours required for production can be reduced. .

【0036】図3は、本発明の一実施例に係わるサーマ
ルインクジェットヘッドのオリフィス加工工程を示す断
面図である。なお、以下の説明では、図1の方法により
オリフィス板29上に金属膜30を形成する場合につい
て述べる。図3(a)において、LSIプロセスを用い
ることにより、発熱抵抗26を駆動するIC部31をシ
リコン基板21に形成する。また、発熱抵抗26をシリ
コン基板21上にアレイ状に形成するとともに、個別配
線電極25及び給電共通電極24を形成する。ここで、
個別配線電極25及び給電共通電極24の電極材料とし
て、Ni、Alなどを用いることができ、発熱抵抗26
の抵抗材料として、窒化タンタルやTa−Si−SiO
などを用いることができる。なお、発熱抵抗26、個別
配線電極25及び給電共通電極24がインク液により腐
食されることを防止するするため、スパッタやプラズマ
CVD(化学的気相成長法)などにより、酸化シリコン
や窒化シリコンなどの保護膜を発熱抵抗26、個別配線
電極25及び給電共通電極24上に形成するようにして
もよい。
FIG. 3 is a sectional view showing an orifice processing step of the thermal ink jet head according to one embodiment of the present invention. In the following description, a case where the metal film 30 is formed on the orifice plate 29 by the method of FIG. 1 will be described. In FIG. 3A, an IC unit 31 for driving the heating resistor 26 is formed on the silicon substrate 21 by using an LSI process. Further, the heating resistors 26 are formed in an array on the silicon substrate 21, and the individual wiring electrodes 25 and the power supply common electrodes 24 are formed. here,
As the electrode material of the individual wiring electrode 25 and the power supply common electrode 24, Ni, Al, or the like can be used.
Tantalum nitride or Ta-Si-SiO
Etc. can be used. Note that, in order to prevent the heating resistor 26, the individual wiring electrode 25, and the power supply common electrode 24 from being corroded by the ink liquid, silicon oxide, silicon nitride, or the like is formed by sputtering, plasma CVD (chemical vapor deposition), or the like. May be formed on the heating resistor 26, the individual wiring electrode 25, and the power supply common electrode 24.

【0037】次に、薄膜技術を用いることにより、10
μm程度以上の厚みを有するポリイミドフィルムなどの
有機材料をシリコン基板21の表面に積層する。次に、
シリコン基板21上に積層されたポリイミドフィルム上
にフォトレジストを塗布する。そして、インクシール部
隔壁27、28及びインク隔壁に対応するパターンが形
成されているマスクを用いて、ポリイミドフィルム上に
塗布されたフォトレジストの露光を行う。次に、露光さ
れたフォトレジストの現像を行って、フォトレジストの
パターニングを行う。次に、このパターニングされたフ
ォトレジストをマスクとして、RIE(リアクティブイ
オンエッチング)などの異方性エッチングを行うことに
より、ポリイミドフィルムのパターニングを行い、イン
クシール部隔壁27、28及びインク隔壁をシリコン基
板21上に形成する。次に、アッシングなどにより、ポ
リイミドフィルム上に残っているフォトレジストを除去
する。
Next, by using thin film technology, 10
An organic material such as a polyimide film having a thickness of about μm or more is laminated on the surface of the silicon substrate 21. next,
A photoresist is applied on the polyimide film laminated on the silicon substrate 21. Then, the photoresist applied on the polyimide film is exposed using a mask in which the patterns corresponding to the ink seal portion partitions 27 and 28 and the ink partitions are formed. Next, the exposed photoresist is developed to pattern the photoresist. Next, using the patterned photoresist as a mask, the polyimide film is patterned by performing anisotropic etching such as RIE (reactive ion etching), and the ink seal portion partitions 27 and 28 and the ink partitions are formed of silicon. It is formed on a substrate 21. Next, the photoresist remaining on the polyimide film is removed by ashing or the like.

【0038】なお、インクシール部隔壁27、28及び
インク隔壁をポリイミドフィルムで形成する他に、感光
性ドライフィルムを用いて形成するようにしてもよい。
感光性ドライフィルムでインクシール部隔壁27、28
及びインク隔壁を形成する場合、ポリイミドフィルムで
インクシール部隔壁27、28及びインク隔壁を形成す
る場合に比べて、製造工程を簡略化できる。すなわち、
感光性ドライフィルムを用いた場合、感光性ドライフィ
ルムに対する露光及び現像を行うだけで、インクシール
部隔壁27、28及びインク隔壁を直接形成することが
でき、フォトレジストをマスクとした異方性エッチング
を省略することができる。
The ink seal partition walls 27 and 28 and the ink partition walls may be formed using a photosensitive dry film in addition to the polyimide film.
Ink seal partition walls 27 and 28 with photosensitive dry film
In the case where the ink partition is formed, the manufacturing process can be simplified as compared with the case where the ink seal portion partitions 27 and 28 and the ink partition are formed of a polyimide film. That is,
When a photosensitive dry film is used, the ink seal partition walls 27 and 28 and the ink partition walls can be directly formed only by performing exposure and development on the photosensitive dry film, and anisotropic etching using a photoresist as a mask. Can be omitted.

【0039】次に、シリコン基板21のウェットエッチ
ングまたはサンドブラストなどの方法により、インク供
給路23及びインク供給穴22を形成する。次に、20
〜40μm程度の厚みのオリフィス板29をインクシー
ル部隔壁27、28及びインク隔壁を介してシリコン基
板21上に積層する。なお、オリフィス板29の両面に
は、エポキシ樹脂接着剤などの2〜10μm程度の厚み
の接着層がコートされている。また、オリフィス板29
として、ポリイミドフィルムなどを用いることができ
る。
Next, an ink supply path 23 and an ink supply hole 22 are formed by a method such as wet etching or sand blasting of the silicon substrate 21. Next, 20
An orifice plate 29 having a thickness of about 40 μm is laminated on the silicon substrate 21 via the ink seal portion partitions 27 and 28 and the ink partition. Note that both surfaces of the orifice plate 29 are coated with an adhesive layer having a thickness of about 2 to 10 μm such as an epoxy resin adhesive. Also, the orifice plate 29
, A polyimide film or the like can be used.

【0040】次に、オリフィス板29と同一の形状を有
し、フッ素系樹脂フィルム上に形成されている金属膜3
0をオリフィス板29上に重ねる。ここで、フッ素系樹
脂フィルムは100μm程度の厚みとすることが望まし
く、金属膜30は1〜2μm程度以下の厚みとすること
が望ましい。次に、オリフィス板29の両面にコートさ
れている接着層のガラス転移温度以上(例えば、200
〜250℃程度)での加熱及び数kg/cm2 程度の加
圧を数10分間程度行う。この結果、インクシール部隔
壁27、28及びインク隔壁の樹脂フィルム29に対す
る接着が行われると同時に、金属膜30の樹脂フィルム
29に対する接着が行われる。樹脂フィルム29と金属
膜30との接着が行われると、金属膜30上に存在して
いるフッ素系樹脂フィルム1を剥がす。
Next, the metal film 3 having the same shape as the orifice plate 29 and formed on the fluororesin film is used.
0 is placed on the orifice plate 29. Here, the fluororesin film preferably has a thickness of about 100 μm, and the metal film 30 preferably has a thickness of about 1 to 2 μm or less. Next, the glass transition temperature of the adhesive layer coated on both surfaces of the orifice plate 29 or higher (for example, 200
(Approximately 250 ° C.) and pressurization of several kg / cm 2 for several tens of minutes. As a result, at the same time as the ink seal partition walls 27 and 28 and the ink partition wall are bonded to the resin film 29, the metal film 30 is bonded to the resin film 29. When the bonding between the resin film 29 and the metal film 30 is performed, the fluorine-based resin film 1 existing on the metal film 30 is peeled off.

【0041】以上の処理により、インク供給路23から
供給されるインク液を発熱抵抗26に導くインク溝31
がシリコン基板21上に形成されるとともに、スパッタ
や蒸着などの真空環境中でのシリコン基板21に対する
処理を行うことなく、オリフィス36を形成する際のマ
スクとなる金属膜30をオリフィス板29上に形成する
ことが可能となる。なお、オリフィス板29上の金属膜
30は、図2の方法を用いて形成するようにしてもよ
い。
By the above processing, the ink groove 31 for guiding the ink liquid supplied from the ink supply path 23 to the heating resistor 26 is formed.
Is formed on the silicon substrate 21, and the metal film 30 serving as a mask for forming the orifice 36 is formed on the orifice plate 29 without performing processing on the silicon substrate 21 in a vacuum environment such as sputtering or vapor deposition. It can be formed. The metal film 30 on the orifice plate 29 may be formed using the method shown in FIG.

【0042】次に、図3(b)において、金属膜30が
形成されているオリフィス板29上に、スピンコートな
どの方法でフォトレジスト31を塗布する。そして、フ
ォトリソグラフィー技術を用いてフォトレジスト31を
パターニングすることにより、フォトレジスト31の各
発熱抵抗26に対応する位置に、20〜40μmφ程度
の開口部32を形成する。次に、開口部32が形成され
たフォトレジスト31をマスクとして、RIE(リアク
ティブイオンエッチング)などの異方性エッチング33
を行うことにより、金属膜30に開口部34を形成す
る。
Next, in FIG. 3B, a photoresist 31 is applied on the orifice plate 29 on which the metal film 30 is formed by a method such as spin coating. Then, by patterning the photoresist 31 using the photolithography technique, an opening 32 having a diameter of about 20 to 40 μmφ is formed at a position of the photoresist 31 corresponding to each heating resistor 26. Next, anisotropic etching 33 such as RIE (reactive ion etching) is performed using the photoresist 31 in which the opening 32 is formed as a mask.
Is performed, an opening 34 is formed in the metal film 30.

【0043】次に、図3(c)において、アッシングな
どによりフォトレジスト31を除去した後、開口部34
が形成された金属膜30をマスクとして、ECR(電子
サイクロトロン共鳴)などを利用したドライエッチング
35を行うことにより、オリフィス板29に20〜40
μmφの穴あけ加工を行う。この結果、図3(d)に示
すように、多数のオリフィス36をオリフィス板29に
一括形成することができる。ここで、ドライエッチング
35を行う際に、不活性ガスによるイオンエッチングに
2 などのガスを導入すると、有機物を除いてエッチン
グ速度が減少することから、金属膜30とオリフィス板
29との選択比を確保して、オリフィス板29を効率的
にエッチングすることが可能となる。また、ドライエッ
チング35を行う際に、異方性を持たせることにより、
エッチング時のアンダカットを防止して、寸法変化を抑
制することが可能となるとともに、斜め方向からイオン
ビームを照射することにより、オリフィス36の形状を
制御することが可能となる。
Next, in FIG. 3C, after the photoresist 31 is removed by ashing or the like, the opening 34 is removed.
By performing dry etching 35 using ECR (Electron Cyclotron Resonance) or the like with the metal film 30 on which
Drilling of μmφ is performed. As a result, a large number of orifices 36 can be collectively formed on the orifice plate 29 as shown in FIG. Here, when a gas such as O 2 is introduced into the ion etching using an inert gas when performing the dry etching 35, the etching rate is reduced except for the organic matter, so that the selectivity between the metal film 30 and the orifice plate 29 is reduced. Thus, the orifice plate 29 can be efficiently etched. Also, by giving anisotropy when performing the dry etching 35,
The undercut during the etching can be prevented to suppress the dimensional change, and the shape of the orifice 36 can be controlled by irradiating the ion beam from an oblique direction.

【0044】また、酸化シリコンや窒化シリコンなどの
保護膜をIC部31上に形成しておくことにより、オリ
フィス板29に穴あけ加工を行う際のIC部31に対す
る損傷を軽減することができる。なお、マスクとして使
用された金属膜30は、オリフィス板29上に残したま
まにしてもよく、金属膜30を除去する工程を省略する
ようにしてもよい。
Further, by forming a protective film such as silicon oxide or silicon nitride on the IC section 31, damage to the IC section 31 when drilling the orifice plate 29 can be reduced. Note that the metal film 30 used as a mask may be left on the orifice plate 29, and the step of removing the metal film 30 may be omitted.

【0045】このように、本発明の第1実施例では、複
数の発熱素子をアレー状に配列した発熱ヘッドを複数設
け、発熱素子上に供給されるインク液を発熱素子にて加
熱し、インク液と発熱素子の界面に気泡を発生させるこ
とによりインク滴を吐出するインクジェットヘッドの製
造方法において、両面に接着剤が設けられたオリフィス
板29及びフッ素系樹脂フィルム上に形成された金属膜
30を、シリコン基板21上に順次に積層し、これらを
一括して加圧または加熱した後、フッ素系樹脂フィルム
を剥がすことにより、オリフィス板29上に金属膜30
を形成するようにしている。
As described above, in the first embodiment of the present invention, a plurality of heat generating heads in which a plurality of heat generating elements are arranged in an array are provided, and the ink liquid supplied onto the heat generating elements is heated by the heat generating elements. In a method of manufacturing an ink jet head for ejecting ink droplets by generating bubbles at an interface between a liquid and a heating element, an orifice plate 29 provided with an adhesive on both surfaces and a metal film 30 formed on a fluorine-based resin film are formed. Are sequentially laminated on the silicon substrate 21, and after these are collectively pressed or heated, the fluororesin film is peeled off, so that the metal film 30 is formed on the orifice plate 29.
Is formed.

【0046】この結果、オリフィス板29上に金属膜3
0を形成する際の蒸着やスパッタなどの真空環境での処
理が不要となり、生産設備が削減されるだけでなく、生
産に要する工数も削減できる。また、インクシール部隔
壁27、28及びインク隔壁にオリフィス板29を接着
する工程とは別個に、オリフィス板29に金属膜30を
接着する工程を独自に設けることなく、オリフィス板2
9に金属膜30を貼り付けることが可能となり、製造工
程を簡略化することが可能となる。さらに、オリフィス
板29に金属膜30を貼り付けた後にフッ素系樹脂フィ
ルムの剥離が行われることから、金属膜30の厚みが1
〜2μm程度以下と薄い場合においても、オリフィス板
29上に金属膜30を積層する際の取り扱いを容易にし
て、製造工程を効率化することが可能となる。
As a result, the metal film 3 is placed on the orifice plate 29.
This eliminates the need for processing in a vacuum environment such as vapor deposition or sputtering when forming 0, which not only reduces production equipment, but also reduces man-hours required for production. Also, separately from the step of bonding the orifice plate 29 to the ink seal partition walls 27 and 28 and the ink partition wall, the step of bonding the metal film 30 to the orifice plate 29 is not provided.
9, the metal film 30 can be attached to the substrate 9, and the manufacturing process can be simplified. Furthermore, since the fluororesin film is peeled off after the metal film 30 is attached to the orifice plate 29, the thickness of the metal film 30 becomes 1
Even in the case where the thickness is as small as about 2 μm or less, the handling when laminating the metal film 30 on the orifice plate 29 is facilitated, and the manufacturing process can be made more efficient.

【0047】また、本発明の第2実施例では、複数の発
熱素子をアレー状に配列した発熱ヘッドを複数設け、発
熱素子上に供給されるインクを発熱素子にて加熱し、イ
ンクと発熱素子の界面に気泡を発生させることによりイ
ンク滴を吐出するインクジェットヘッドの製造方法にお
いて、一方の面に金属膜が形成され、他方の面に接着層
が設けられたオリフィス板29を、前記接着層を介して
シリコン基板21上に接着するようにしている。
In the second embodiment of the present invention, a plurality of heating heads in which a plurality of heating elements are arranged in an array are provided, and the ink supplied onto the heating elements is heated by the heating elements, and the ink and the heating elements are heated. In a method for manufacturing an ink jet head that ejects ink droplets by generating air bubbles at the interface of the above, an orifice plate 29 in which a metal film is formed on one surface and an adhesive layer is It adheres to the silicon substrate 21 through the intermediary.

【0048】この結果、オリフィス板29をシリコン基
板21上に積層するだけで、オリフィス36を形成する
際の金属膜30が生成されることから、インクジェット
ヘッドの製造工程内でのオリフィス板29上に金属膜3
0を形成する工程が不要となり、真空蒸着などの生産設
備が削減されるだけでなく、生産に要する工数も削減す
ることが可能となる。また、第2実施例では、オリフィ
ス板29をシリコン基板21上に積層する前に、オリフ
ィス板29に金属膜30を予め成膜しておくことが新た
に必要となるが、オリフィス板29に対してはフィルム
状の状態で金属膜30の成膜が可能となり、ウェーハ状
態のシリコン基板21上に金属膜30を成膜する場合に
比べて効率が上がることから、トータルでの生産コスト
も軽減することが可能となる。
As a result, the metal film 30 is formed when the orifice 36 is formed only by laminating the orifice plate 29 on the silicon substrate 21. Therefore, the metal film 30 is formed on the orifice plate 29 in the manufacturing process of the ink jet head. Metal film 3
The step of forming 0 is not required, so that not only the production equipment such as vacuum evaporation can be reduced, but also the man-hour required for the production can be reduced. Further, in the second embodiment, it is necessary to previously form a metal film 30 on the orifice plate 29 before laminating the orifice plate 29 on the silicon substrate 21. In this case, the metal film 30 can be formed in a film state, and the efficiency is increased as compared with the case where the metal film 30 is formed on the silicon substrate 21 in a wafer state, so that the total production cost is also reduced. It becomes possible.

【0049】なお、上述した実施例では、サーマルイン
クジェットヘッドを駆動回路と一体的にシリコン基板上
に構成する方法を示したが、サーマルインクジェットヘ
ッドの部分だけをシリコン基板、ガラス基板、またはア
ルミナ基板などの基板に形成する場合でも、同様に適用
することが可能である。また、上述した実施例では、シ
リコン基板上にインク隔壁を積層してインク溝を形成す
る場合について説明したが、シリコン基板自体をエッチ
ングしてインク溝を形成する場合にも適用するができ
る。
In the above-described embodiment, the method in which the thermal ink jet head is formed integrally with the drive circuit on the silicon substrate has been described. However, only the thermal ink jet head is formed of a silicon substrate, a glass substrate, an alumina substrate, or the like. The same can be applied to the case where it is formed on a substrate. In the above-described embodiment, the case where the ink groove is formed by laminating the ink partition on the silicon substrate has been described. However, the present invention can be applied to the case where the ink groove is formed by etching the silicon substrate itself.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィルム上に形成された金属層を樹脂フィルム上に積層
することにより、真空蒸着などを用いることなく、樹脂
フィルム上に金属層を積層することが可能となるととも
に、金属層の厚みが1〜2μm程度と薄い場合において
も、金属層の保持や搬送を効率的に行うことが可能とな
り、金属層を樹脂フィルム上に積層する際の工程を簡略
化することができる。
As described above, according to the present invention,
By laminating the metal layer formed on the film on the resin film, it is possible to laminate the metal layer on the resin film without using vacuum evaporation or the like, and the thickness of the metal layer is 1 to 2 μm. Even when the metal layer is as thin as possible, the holding and transport of the metal layer can be performed efficiently, and the process of laminating the metal layer on the resin film can be simplified.

【0051】さらに、金属層を形成するフィルムとし
て、金属剥離可能なフィルムを用いることにより、樹脂
フィルム上に金属層を積層した後に不要となったフィル
ムを、金属層から容易に除去することが可能となり、製
造工程のより一層の効率化が可能となる。
Further, by using a metal-peelable film as the film for forming the metal layer, it becomes possible to easily remove the unnecessary film from the metal layer after laminating the metal layer on the resin film. And the efficiency of the manufacturing process can be further improved.

【0052】また、本発明の一態様によれば、樹脂フィ
ルムの両面に接着層を設けることにより、インク隔壁上
に樹脂フィルムを積層し、その樹脂フィルム上に金属層
を積層した後に、樹脂フィルムに対するインク隔壁及び
金属層の接着を一度に行うことが可能となることから、
製造工程のより一層の簡略化が可能となる。
Further, according to one aspect of the present invention, by providing an adhesive layer on both sides of a resin film, a resin film is laminated on the ink partition, and a metal layer is laminated on the resin film. Since it becomes possible to perform the adhesion of the ink partition wall and the metal layer at once,
The manufacturing process can be further simplified.

【0053】また、本発明の一態様によれば、フッ素系
樹脂をフィルムとして用いることにより、フィルム上に
積層された金属層から、フィルムを容易に剥がすことが
可能となり、製造工程を簡単化することが可能となる。
Further, according to one aspect of the present invention, by using a fluorine-based resin as a film, the film can be easily peeled off from the metal layer laminated on the film, thereby simplifying the manufacturing process. It becomes possible.

【0054】また、本発明の一態様によれば、予め金属
層が形成された樹脂フィルムをインク隔壁上に載せるこ
とにより、オリフィス板の形成及びそのオリフィス板に
オリフィス加工する際のマスクとなる金属層の形成を一
度に行うことが可能となり、オリフィス板上に金属層を
形成する際の真空蒸着を不要として、製造工程を簡略化
することができる。
According to one aspect of the present invention, a resin film on which a metal layer is formed in advance is placed on an ink partition to form an orifice plate and to serve as a mask for orifice processing the orifice plate. The layers can be formed at one time, and the vacuum deposition for forming the metal layer on the orifice plate is not required, so that the manufacturing process can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は、本発明の第1実施例に係わるフッ素
系樹脂フィルムの片面に金属層を形成した状態を示す断
面図、(b)は、樹脂フィルムの両面に接着層を形成し
た状態を示す断面図、(c)は、樹脂フィルム及び金属
層をシリコン基板上に貼り付けた状態を示す断面図であ
る。
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a state in which a metal layer is formed on one surface of a fluororesin film according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing adhesive layers formed on both surfaces of the resin film. FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating a state in which the resin film and the metal layer are attached to a silicon substrate.

【図2】(a)は、本発明の第2実施例に係わる両面に
接着層を有する樹脂フィルムの一方の面に金属層を形成
した状態を示す断面図、(b)は、金属層が形成された
樹脂フィルムをシリコン基板上に貼り付けた状態を示す
断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a state in which a metal layer is formed on one surface of a resin film having an adhesive layer on both surfaces according to a second embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing which shows the state which stuck the formed resin film on the silicon substrate.

【図3】本発明の一実施例に係わるサーマルインクジェ
ットヘッドのオリフィス加工工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an orifice processing step of the thermal inkjet head according to one embodiment of the present invention.

【図4】(a1)、(b1)及び(c1)は、従来のサ
ーマルインクジェットの製造工程を示す平面図、(a
2)は、図3(a1)のA1−A1’線で切断した断面
図、(a3)は、図3(a1)のB1−B1’線で切断
した断面図、(b2)は、図3(b1)のA2−A2’
線で切断した断面図、(b3)は、図3(b1)のB2
−B2’線で切断した断面図、(c2)は、図3(c
1)のA3−A3’線で切断した断面図、(c3)は、
図3(c1)のB3−B3’線で切断した断面図であ
る。
FIGS. 4 (a1), (b1) and (c1) are plan views showing the steps of manufacturing a conventional thermal inkjet, and FIGS.
2) is a sectional view taken along line A1-A1 'in FIG. 3 (a1), (a3) is a sectional view taken along line B1-B1' in FIG. 3 (a1), and (b2) is A2-A2 ′ of (b1)
A cross-sectional view taken along a line, (b3) is B2 in FIG. 3 (b1).
FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line −B2 ′.
1) A cross-sectional view taken along the line A3-A3 ′, (c3)
It is sectional drawing cut | disconnected by the B3-B3 'line of FIG.3 (c1).

【図5】(a1)、(b1)及び(c1)は、従来の1
列サーマルインクジェットヘッドの製造工程を示す平面
図、(a2)は、図4(a1)のA7−A7’線で切断
した断面図、(b2)は、図4(b1)のA8−A8’
線で切断した断面図、(c2)は、図4(c1)のA9
−A9’線で切断した断面図である。
FIG. 5 (a1), (b1) and (c1) show conventional 1
FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line A7-A7 ′ of FIG. 4A, and FIG. 4B2 is a cross-sectional view taken along line A7-A7 ′ of FIG.
A cross-sectional view taken along a line, (c2) is A9 in FIG. 4 (c1).
It is sectional drawing cut | disconnected by the -A9 'line.

【図6】(a)は、従来の4列サーマルインクジェット
ヘッドの配線パターン形成後の構成を示す平面図、
(b)は、従来の4列サーマルインクジェットヘッドの
オリフィス加工後の構成を示す平面図である。
FIG. 6A is a plan view showing a configuration after a wiring pattern of a conventional four-row thermal inkjet head is formed,
(B) is a plan view showing the configuration of the conventional four-row thermal inkjet head after orifice processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フッ素系樹脂フィルム 2、11、30 金属層 3、5、12、14 接着層 4、13 樹脂フィルム 6、15、27、28 インクシール部隔壁 7、16 電極 8、17 インク溝 9、18、21 シリコン基板 22 インク供給穴 23 インク供給路 24 給電共通電極 25 個別配線電極 26 発熱抵抗 29 オリフィス板 31 IC部 32 開口部 33 オリフィス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluorine resin film 2, 11, 30 Metal layer 3, 5, 12, 14 Adhesive layer 4, 13 Resin film 6, 15, 27, 28 Ink seal part partition 7, 16 Electrode 8, 17 Ink groove 9, 18, DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Silicon substrate 22 Ink supply hole 23 Ink supply path 24 Power supply common electrode 25 Individual wiring electrode 26 Heating resistance 29 Orifice plate 31 IC part 32 Opening 33 Orifice

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に複数の発熱素子をアレイ状に形
成する工程と、 前記基板上のインク液を前記発熱素子に導くインク隔壁
を形成する工程と、 両面に接着層が形成された樹脂フィルムを前記インク隔
壁を介して前記基板上に積層する工程と、 金属剥離可能なフィルム上に形成された金属層を、前記
樹脂フィルム上に積層する工程と、 前記接着層により、前記インク隔壁及び前記金属層を前
記樹脂フィルムに接着する工程と、 前記金属剥離可能なフィルムを前記金属層から剥がす工
程と、 前記金属層をパターニングすることにより、前記金属層
の前記発熱素子に対応する位置に開口部を形成する工程
と、 前記パターニングされた金属層をマスクとしてエッチン
グを行うことにより、前記樹脂フィルムに開口部を形成
する工程とを備えることを特徴とするサーマルインクジ
ェットヘッドの製造方法。
A step of forming a plurality of heating elements on a substrate in an array; a step of forming ink partitions for guiding ink liquid on the substrate to the heating elements; and a resin having an adhesive layer formed on both surfaces. A step of laminating a film on the substrate via the ink partition; a step of laminating a metal layer formed on a metal-peelable film on the resin film; Bonding the metal layer to the resin film; removing the metal-peelable film from the metal layer; patterning the metal layer to form an opening at a position corresponding to the heating element in the metal layer. Forming a portion, and performing an etching using the patterned metal layer as a mask, thereby forming an opening in the resin film. Method of manufacturing a thermal ink jet head is characterized and.
【請求項2】 前記金属剥離可能なフィルムは、フッ素
系樹脂であることを特徴とする請求項1記載のサーマル
インクジェットヘッドの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the metal-peelable film is a fluororesin.
【請求項3】 基板上に複数の発熱素子をアレイ状に形
成する工程と、 前記基板上のインク液を前記発熱素子に導くインク隔壁
を形成する工程と、 一方の面に接着層が形成され、他方の面に金属層が形成
された樹脂フィルムを、前記接着層を介して前記インク
隔壁上に積層する工程と、 前記接着層により前記インク隔壁と前記樹脂フィルムと
を接着する工程と、 前記金属層をパターニングすることにより、前記金属層
の前記発熱素子に対応する位置に開口部を形成する工程
と、 前記パターニングされた金属層をマスクとしてエッチン
グを行うことにより、前記樹脂フィルムに開口部を形成
する工程とを備えることを特徴とするサーマルインクジ
ェットヘッドの製造方法。
A step of forming a plurality of heating elements in an array on the substrate; a step of forming an ink partition for guiding the ink liquid on the substrate to the heating elements; and an adhesive layer formed on one surface. Laminating a resin film having a metal layer formed on the other surface on the ink partition via the adhesive layer; and bonding the ink partition and the resin film by the adhesive layer; A step of forming an opening at a position corresponding to the heating element of the metal layer by patterning the metal layer, and performing an etching using the patterned metal layer as a mask to form an opening in the resin film. Forming a thermal inkjet head.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078695A (en) * 2006-10-18 2007-03-29 Casio Comput Co Ltd Operation check system
JP2007313701A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Konica Minolta Holdings Inc Method for manufacturing nozzle plate

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