JPH1178029A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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Abstract
口形成のための歩留りが向上し、インク供給口幅のバラ
ッキが低減し、インクの吐出周波数が向上し、サイドシ
ューター型IJヘッドのインク供給口が精度良く、且つ
容易に得られる方法の提供。 【解決手段】 面方位<100>を有するSi基板上
に、インク吐出圧力発生素子、インク液滴吐出のための
ノズル、およびインク供給のためのSi異方性エッチン
グにより形成された貫通口、を少なくとも有するインク
ジェット記録ヘッドにおいて、前記面方位<100>を
有するSi基板の酸素濃度が、1.3E18(atoms/c
m3)以下であることを特徴とするインクジェット記録
ヘッド。
Description
録に用いるインク液滴を発生するためのインクジェット
記録ヘッドに関する。より詳しくは、インク供給のため
のSi異方性エッチングによる貫通口を安定的に形成す
る方法により得られるインクジェット記録ヘッド関す
る。
成された基板面に対して垂直方向にインク液滴を吐出さ
せる、いわゆるサイドシューター型のインクジェット
(以下、IJと略記)ヘッドにおいては、インク供給の
ための貫通口を基板に設けることが一般的である。
械的な基板の加工方法、Siのケミカルエッチングによ
る方法が公知である。特に、インク供給のための貫通口
をSiの異方性エッチングによって形成する方法は、貫
通口を精度良く形成可能なため最適である。
ンク供給口からインク吐出圧力発生素子までの距離を短
くすることができ、インクの吐出周波数を飛躍的に向上
させることができる(USP4789425,EP06
09911A2参照)。
通口の形成においては、Siの結晶欠陥に起因するエッ
チング異常(結晶欠陥を起点として<100>面以外の
面がエッチングされ、結果的に貫通口の形成幅が大きく
ばらつく)を生じることがあり、歩留り低下の一因であ
った。
は、エッチング開始面の状態、およびエッチング条件
(エッチング液濃度/温度等)により微妙にエッチング
開始の時間がばらつくことがあるため、インク供給口を
確実に貫通させようとするとオーバーエッチをかける必
要がある。
とによりSiウエハーの水平方向にサイドエッチが生
じ、結果的に貫通口幅が微妙に異なる(インク供給口か
らインク吐出圧力発生素子までの距離がばらつく)とい
う不具合があった。
なされたものであって、その目的とするところはSiの
異方性エッチングにより、インク供給口形成のための歩
留りが向上し、インク供給口幅のバラッキを低減させる
ことが可能で、インクの吐出周波数を向上させることが
でき、サイドシューター型IJヘッドのインク供給口を
精度良く、且つ容易に達成できる方法を提供することに
ある。
す本発明によって達成される。すなわち本発明は、面方
位<100>を有するSi基板上に、インク吐出圧力発
生素子、インク液滴吐出のためのノズル、およびインク
供給のためのSi異方性エッチングにより形成された貫
通口、を少なくとも有するIJヘッドにおいて、前記面
方位<100>を有するSi基板の酸素濃度が、1.3E
18(atoms/cm3)以下であることを特徴とするIJ
ヘッドを開示するものである。
に説明する。以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説
明する。図1は、インク供給口をSiの異方性エッチン
グにより形成したIJヘッドを示す断面図であり、面方
位<100>のSi基板1を用いインク供給のための貫
通口2を異方性エッチングにより形成し、インク吐出圧
力発生素子3によりインク液滴4がノズル5を介して矢
印の方向に吐出される。なお、ノズル5は、インク供給
口をはさんで両側に半ピッチずらしで配置されている。
基板1の異方性エッチングにおいては、<100>面
(つまり基板裏面)に対して54.7゜の角度をもって
インク供給口壁面6(面方位<111>)が形成され
る。そのため異方性エッチングの裏面開口部を距離X2
で設定すると、基板表画側開口部X1は、下記一般式 X1=X2−2t/tan54.7゜(t=ウエハー厚
み) で規定される。
(ヘッド上面図、ノズル部は不図示)に示すような貫通
口がX1の幅を持って形成され、インク吐出圧力発生素
子との距離を正確に規定することが可能である。しかし
ながら、Si基板に結晶欠陥が存在する場合、図3に示
すように貫通口が部分的に大きく設計から外れる(エッ
チング異常)ことがあり(図中7)、歩留り低下の大き
な要因となる。
するものであるが、本発明者らは鋭意検討の結果Si基
板中の酸素濃度が、異方性エッチングによる<111>
面の形成に大きく影響していることを見出し本発明を完
成するに到った。
18(atoms/cm3)以下の基板を用いた場合、前述の
エッチング異常が激減することが判明した。さらに本発
明者らは、前記Si基板中の酸素濃度が1.3E18(at
oms/cm3)以下である場合には、オーバーエッチング
によるサイドエッチが極めて少ないことを見出した。
が貫通した後にオーバーエッチをかけると「→方向」に
生じるサイドエッチX3が前記基板を用いた場合には極
めて小さくすることができる。
いては、エッチング開始面の状態、およびエッチング条
件(エッチング液濃度/温度等)により微妙にエッチン
グ開始の時間がばらつくこと(waf内/waf間にバ
ラツキが存在する)があるためインク供給口を確実に貫
通させるにはオーバーエッチが必須となる。
幅はX1+2X3でありX3の値を小さくすることができ
れば、結果的にインク供給口からインク吐出圧力発生素
子3までの距離を短く設定することができ、インクの吐
出周波数を向上させることができる。
により説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定
されるものではなく、本発明の目的が達成され得るもの
であればよい。
示す構成のIJヘッドを作成する。まず、酸素濃度1.
2〜1.3E18(atoms/cm3)、面方位<100〉
を有する5インチSi基板1(厚さ625μm)にイン
ク吐出圧力発生素子3、ノズル5および異方性エッチン
グによるインク供給口2を有するtipが適宜形成され
る。ここで、5インチ基板中250tip取りである。
は、窒化シリコン(Si3N4)をマスクとし、エッチン
グ液としてTMAH(テトラメチルアンモニュウムハイ
ドロオキサイド)22wt%水溶液を80℃で用いた。
は、0.50μm/minであり、625μm厚の基板
をjustで貫通するには、20.8時間必要である
が、前述の理由により24時間(15%オーバーエッ
チ)エッチングを行った。
るエッチング異常をカウントした結果を表1に示す。併
せて、酸素濃度が、1.45〜1.47E18(atoms/
cm3)のSi基板を用いた場合(比較例、基板No.6〜
7)の結果を示す。
の場合(基板No.1〜5)に不良率が激減することが理
解できる。
した結果を表2に示す。
の基板を用いた場合、形成されたインク供給口幅のバラ
ツキが極めて小さくできることが理解される。さらに、
前記基板No.1とNo.6について、特定tipに着目しj
ustで貫通してからのサイドエッチ量を測定したとこ
ろ、基板No.1は、2〜3μm/Hr、基板No.6につい
ては19μm/Hrであった。すなわち、サイドエッチ
量の差が供給口幅バラツキの支配的な要因であることが
わかる。
によるインク供給口形成のための歩留りを向上させるこ
とができる。またSiの異方性エッチングによるインク
供給口幅のバラッキを低減させることが可能で、インク
の吐出周波数を向上させることができる。
方性エッチングにより形成したIJヘッドを示す)模式
断面図。
は不図示)を示す模式平面図。
模式平面図。
後にオーバーエッチをかけると「→方向」に生じるサイ
ドエッチX3が基板を用いた場合には極めて小さくな
る)を示す模式断面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 面方位<100>を有するSi基板上
に、インク吐出圧力発生素子、インク液滴吐出のための
ノズル、およびインク供給のためのSi異方性エッチン
グにより形成された貫通口、を少なくとも有するインク
ジェット記録ヘッドにおいて、前記面方位<100>を
有するSi基板の酸素濃度が、1.3E18(atoms/c
m3)以下であることを特徴とするインクジェット記録
ヘッド。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9239526A JPH1178029A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | インクジェット記録ヘッド |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9239526A JPH1178029A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
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JPH1178029A true JPH1178029A (ja) | 1999-03-23 |
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ID=17046120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9239526A Pending JPH1178029A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (2)
Country | Link |
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JP (1) | JPH1178029A (ja) |
Cited By (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-09-04 JP JP9239526A patent/JPH1178029A/ja active Pending
-
1998
- 1998-09-02 US US09/146,338 patent/US6113222A/en not_active Expired - Lifetime
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US6113222A (en) | 2000-09-05 |
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