JPS61230954A - 感熱インクジエツト用印字ヘツドの製造方法 - Google Patents

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、感熱インクジェット印刷、より詳細には、感
熱インクジェット印字ヘッドの製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 一般に、ドロップオンデマンド・インク・ジェット印字
装置は、２つの型式、すなわち圧電トランスジユーサを
使用して圧力パルスを発生させ、それによりノズルから
液滴を噴出させる型式と、熱エネルギーを使用してイン
クの充満したチャンネル内で気泡を発生させることによ
り液滴を噴出させる型式とに分類することができる。こ
の後者の型式は、感熱インクジェット印刷またはバブル
インクジェット印刷と呼ばれ、これが本発明の主題であ
る。従来の感熱インクジェット印刷においては印字ヘッ
ドは、米国特許第４．４６３．３５９号に開示されてい
るように、一端が比較的小形のインク供給室に通じ、他
端にノズルと呼ばれる開口を有を有している。ノズルに
近いチャンネル内には、ノズルから所定の距離をおいて
熱エネルギー発生器、通常は抵抗体が配置されている。

抵抗体は、電流パルスで個別にアドレスされ、瞬時にイ
ンクを沸騰させ、インク滴を噴出させる気泡を発生させ
る。気泡が増大するにつれて、インクがノズルから膨れ
出て、インクの表面張力によって凸状になる。気泡が収
縮し始めると、ノズルと気泡間のチャンネル内にあるイ
ンクが収縮する気泡のほうに動き始めるため、ノズルの
所でインクの体積収縮が起り、その結果、膨れ出たイン
クが液滴として分離する。気泡が増大する間にノズルの
外に出たインクの加速度によって、はり直線方向に記録
媒体、たとえば紙へ向う運動量と速度が液滴に与えられ
る。

米国特許第４．４６３，３５９号には、毛管作用によっ
て補給される１個またはそれ以上のインク充満チャンネ
ルを有する感熱インクジェット式プリンタが開示されて
いる。各ノズルに形成されたメニスカス（表面張力によ
り凸状または凹状になること）によって、ノズルからイ
ンクが滲出するのが防止される。各チャンネル内に、ノ
ズルから所定の距離をおいて抵抗体すなわち発熱体が配
置されている。データー信号を表わす電流パルスが抵抗
体に加えられ、抵抗体に接触しているインクを瞬時に沸
騰させ、各電流パルスごとに気泡を発生させる。

気泡の増大によってノズルから一定量のインクが膨れ出
し、気泡の収縮が始まるとちぎれて液滴になり、各ノズ
ルからインク滴が噴出される。各液滴が噴出したあとメ
ニスカスが破れてチャンネルの中に後退し過ぎないよう
に、電流パルスが成形されている。ヒートシンク基板の
上面と下面に互い違いに配置された直線配列を有するも
のや、多色印刷のため異なるカラーインクを有するもの
など、感熱インクジェット装置の直線配列の種々の実施
例が記載されている。ある実施例では、両端にノズルを
有する比較的短かいチャンネルの中央に抵抗体が配置さ
れている。開端チャンネルに対し直角に接続されたもう
１つの流路がＴ形構造を形成しており、インクは、毛管
作用により前記流路から開端チャンネルへ供給される。

したがって、開端チャンネル内に生じた１つの気泡で、
２つの異なる記録媒体を同時に印字することができる。

米国特許第４．２７５．２９０号は、インク室の水平壁
に複数のオリフィスを有する、加熱活性インク液式印字
ヘッドを開示している。動作中、電流パルスが各オリフ
ィスを取り囲んでいる選択された抵抗体を発熱させて非
導電性インクを気化し、その蒸気がインク室の壁土に間
隔をおいて平行に置かれた記録媒体たとえば紙の上に凝
結し、画素、すなわちピクセルを表わす黒点または着色
点を生じさせる。上述の代りに、インクの部品蒸発によ
ってインクをオリフィスの上に押し出し、気泡が与える
圧力によってインクが運ばれるようにすることもできる
。インクを部分蒸発または完全蒸発させる代りに、イン
クの表面張力を低下させることにより、インクをオリフ
ィスから流出させることも可能である。インクをオリフ
ィス内で加熱することによって表面張力係数が減少し、
メニスカスの曲率が増大し、最後に紙面に達して、点が
印字される。インクに振動圧力を加えるために、インク
室内に振動装置を取り付けてもよい、抵抗体に対する電
流パルスは、振動で生じる最大圧力に一致している。

特許出願第５１１６０号、１９７４年５月１０日出願（
特公昭５６−００７８７４号、１９８１年、２月２０日
公告）は、１個またはそれ以上のノズル、すなわちオリ
フィスを有するインクジェットノズル板を製造する方法
を開示している。この方法は、低抵抗シリコン単結晶基
板の上に高抵抗シリコン単結晶層を成長させること、作
るべき円錐形オリフィスのホトエツチング・パターンを
もつ窒化珪素（５ｉＪａ　）で高抵抗シリコン結晶をマ
スクすること、高抵抗シリコン結晶を結晶軸依存性エツ
チング液でエツチングし、円錐形の孔を形成すること、
高抵抗シリコンの表面を酸化させること、および低抵抗
シリコンを除去すること、から成っている。

米国特許第４．３６２．５９９号は、高圧半導体素子を
製造する方法を開示している。半導体素子は、（１００
）結晶面の表面をもつ１導体形式のシリコン基板を作る
こと、（１００）結晶軸に平行な側面をもつ長方形の窓
をあけること、長方形窓の内部を異方性エツチング液で
エツチングしてシリコン基板に凹部を形成すること、酸
化膜を除去し、基板表面全体に基板のそれとは反対の導
体形式のシリコンのエピタキシャル層を成長させること
、′および凹部をマスクし、エピタキシャル層を異方性
エツチング液でエツチングし、エピタキシャル層の表面
を平滑化すること、によって製作される。

半導体素子の残った部分は、平滑化されたエピタキシャ
ル層の上に作られる。

米国特許第４．１０６．９７６号は、単結晶基板、たと
えばシリコンの平らな面の上に無機隔膜材の一様な層を
形成すること、隔膜のある表面の反対側の表面から基板
を優先エツチングし貫通孔配列を形成すること、および
隔膜をエツチングして基板の孔の同軸上にオリフィスを
形成すること、の諸ステップから成るノズル配列構造を
製作する方法を開示している。基板の両表面は、平行で
、（１００）結晶軸方向に並んでいる。

米国特許第４，１５７．９３５号は、平行な表面をもた
ないシリコン・ウエファからインクジェット・プリンタ
用のノズル配列を製作する方法を開示している。この方
法は、マスクを通してウェファを光源にさらすこと、（
光源から円柱光がウェファ構造に対し所定の角度でウェ
ファに向けられ、光源とウェファの間には相対運動が生
じる）、非露光領域だけが異方性エツチングを受けるよ
うにウェファを処理すること、およびウェファを異方性
エツチングしてマスクに対応する一様なオリフィスを形
成すること、から成っている。

ＩＢ？Ｉ　　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｄｉｓｃｌｏｓｕ
ｒｅ　　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　　％　　Ｖｏｌ。

２１、嵐６（１９７８年、１１月）は、シリコン・ウエ
ファ（１００）の両表面に、相互に垂直な溝をディファ
レンシャル・エツチングすることを開示している。溝の
深さがウェファの厚さの半分になったとき、ノズル配列
が形成される。

ＩＥＢＩ！　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ　ｏｎ　ＩＩ！１
ｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ、　Ｖｏｔ。

ＥＤ−２５、嵐１０　（１９７８年１０月）のアーネス
ト・バッサウス（Ｅｒｎｅｓｔ　Ｂａ５ｓｏｕｓ　）の
論文ｒ（１００）、（１１０）シリコンの異方性エツチ
ングによる新規な３次元ミクロ構造の製作」は、（１０
０）と（１１０）結晶方向の単結晶シリコンの異方性エ
ツチングと３種類のミクロ構造の製作、すなわち＋１）
インクジェット・ノズルとして使用する薄膜の超精密円
形オリフィス、（２）極低温利用に適する８面体空胴を
有するマルチソケット小型電気コネクタ、（３）　（１
００）　　（１１０）シリコンの複数チャンネル配列、
について論じている。

上記構造のいくつかを作るために、シリコン・ウエファ
と珪酸リン・ガラス膜とを融着する新規な接着技術を開
発している。また、円形オリフィスをもつ模膜型ノズル
は、孔の異方性エツチングと、エツチング剤中の高ドー
ピングされた＋Ｐシリコンの腐蝕耐性を利用する処理と
を組合せて、製作されている。

米国特許第４．４３８．１９１号は、多数部品組立を作
るために接着剤を使用する必要のない、がっしりした構
造のバブル駆動インクジェット印字ヘッドを製作する方
法を開示している。この方法によれば、普通の集積回路
やプリント回路の処理技術を用いて製造することが可能
な層構造が得られる。

基本的には、バブル発生抵抗体と個別アドレス電極を有
する基板に、普通の半導体処理によって、インク室とノ
ズルが一体構造で形成される。

（発明の目的） 本発明の第１の目的は、好ましいシリコン・ウエファの
２枚の基板から大量の印字ヘッドを同時に製造すること
により、製造コストが安い高解像度印刷用のインクジェ
ット印字ヘッドを提供することである。

本発明の第２の目的は、相互に正確に整合され、接合さ
れた２個の部品から成る印字ヘッドを提供することであ
る。

本発明の第３の目的は、一方の基板に複数組のバブル発
生用発熱体とそれらのアドレス電極を形成し、他方の基
板には異方性エツチングによって対応する複数組のイン
ク・チャンネルとそれらのインク供給マニホルドを形成
することである。

本発明の第４の目的は、２枚の基板を接合し、さいの目
に切って複数の個々の印字ヘッドを作ることができるよ
うに複数組のチャンネルと関連マニホルドのそれぞれと
、対応する複数組の発熱体とを正確に整合する手段を提
供することである。

本発明の第５の目的は、サイズおよび形状が高度に均一
であり、１インチ当り最大重０００個の点に対応するピ
ンチ、すなわち中心間距離を有するチャンネルと関連マ
ニホルドを複数組一括して製造する方法を提供すること
である。

（発明の構成） 本発明においては、２枚の（１００）シリコン・ウエフ
ァから多数のインクジェット印字ヘッドが作られる。好
ましい実施例の場合、印字ヘッドは感熱ドロップオン型
であり、キャリッジ式印字に適している。一方のウェフ
ァの表面には、複数組の発熱体とそれらを個別にアドレ
スする電極が形成され、他方のウェファの表面には、対
応する複数組の平行チャンネルが異方性エツチングされ
る。

各組のチャンネルは、マニホルドに通じている。

チャンネルを有するウェファの別の表面には、充てん孔
と整合開口がエツチングされる。発熱体を有するウェフ
ァ表面には、整合マークが所定の場所に形成される。こ
の整合開口と整合マークにより、チャンネルを有するウ
ェファ表面が発熱体を存するウェファ表面に整合され、
接着される。接着された２枚のウェファをさいの目に切
って複数の個々の印字ヘッドが得られる。各印字ヘッド
は、Ｌ形電極、すなわち娘基板の一方の緑に、マニホル
ドの充てん孔が見える状態で１．チャンネルのノズルが
その娘基板の緑に平行になるように固定して取り付けら
れる。印字ヘッドの電極が娘基板の対応する電極へワイ
ヤボンディングされたあと、印字ヘッド付き娘基板がイ
ンク供給カートリッジに取り付けられる。インク供給カ
ートリッジは、随意廃棄することができる０毛管作用で
充てんされるインクチャンネルに通じている印字ヘッド
のマニホルドをインクで満し、インクを補給することが
できるように、印字ヘッドの充てん孔は、カートリッジ
の開口に当てて密封して置かれ、その開口にぴったり合
っている。

印字ヘッドと娘基板とカートリッジの組立体は、たとえ
ば、紙などの記録媒体の表面を横切って往復するように
構成されたインクジェット・プリンタのキャリッジに取
り付けることができる。別の行を印字するため印字ヘッ
ドの往復運動の方向が逆になるたびに、所定の距離だけ
紙がステップ送りされる。この構成の印字ヘッド・ノズ
ル配列は、記録媒体の移動方向に平行であり、キャリッ
ジの横断方向に対し垂直である。プリンタ内の制御装置
がデジタルデータ信号を受は取ると、それに応じ、制御
装置から各チャンネルの発熱体へ電流パルスが選択的に
印加される。ページ幅配列構造の場合には、もちろん、
ノズル配列は、静止し、記録媒体の移動方向に対し垂直
な向きに配置され、印字動作中記録媒体が連続して一定
速度で動く。

この分野では周知のように、電流パルスにより、発熱体
は熱エネルギーをインクへ伝達し、その熱エネルギーに
より、インクが沸騰して瞬時に気泡を発生する。電流パ
ルスの通過後、発熱体が冷却し、気泡が収縮する。この
気泡の発生と膨張によってインク滴が形成され、記録媒
体に向けて噴射される。

〔実施例〕

第１図は、典型的なキャリッジ型多色感熱インクジェッ
ト印字装置１０を示す。随時破棄することができる各イ
ンク供給カートリッジ１２の各印字ヘッド１１の中にイ
ンク滴発生チャンネルの直線配列が入っている。ガイド
レール１５上を矢印１３の方向に前後に往復する往復動
キャリッジ装置１４の上に１個またはそれ以上のインク
供給カートリッジが、交換することができるように取り
付けられている。チャンネルは、キャリッジの往復方向
に対し垂直に、かつ記録媒体１６たとえば紙のステップ
送り方向に対し平行に並んでいるオリフィス、すなわち
ノズルで終っている。したがって、印字ヘッドは、−の
方向に移動するとき静上記録媒体に情報幅を印字する。

キャリッジと印字ヘッドが逆方向に動く前に、印字装置
によって記録媒体が、印字された列幅に等しい距離だけ
矢印１７の方向にステップ送りされ、そのあと印字ヘッ
ドが反対の方向に動いて別の情報幅を印字する。デジタ
ル・データ信号が印字装置の制御装置（図示せず）に受
は取られると、制御装置がノズルから所定の距離の印字
ヘッド・チャンネル内に置かれた個々の発熱体を電流パ
ルスで選択的にアドレスし、これにより液滴１８がノズ
ルから記録媒体へ噴射される。印字ヘッドの発熱体を通
過する電流パルスは、発熱体に接触しているインク番沸
騰させ、瞬時に気泡を発生させ、ノズルからインク滴を
噴出させる。上述の代りに、数個の印字ヘッドを正確に
並置してページ幅のノズル配列を作ってもよい、この構
成（図示せず）の場合には、ノズルが静止しており、紙
がノズルを通り過ぎる。

第１図には、数個のインク供給カートリッジ１２と固定
して取り付けられた電極基板、すなわち娘基板１９が図
示されている０両者の間にはさまれているのは、点線で
示した矢印ヘッド１１である。印字へラド１１は、娘基
板に永久的に接着され、それらのそれぞれの電極はワイ
ヤボンディングされている。印字ヘッドの充てん孔は、
あとで詳しく検討するように、カートリッジの開口（図
示せず）に当てて密封して置かれ、この開口にぴったり
合っているので、インクは、印字装置の使用中、カート
リッジからマニホルドを介してインクチャンネルへ連続
的に供給される。このカートリッジは、米国特許出願筒
６７７．４２６号（１９８４年１２月３日出１［ＪＩ）
に詳細に記載されているものに類似している。各娘基板
１９の下部２０には、キャリッジ装置１４にある雌リセ
プタクル（図示せず）に容易に差し込むことができるよ
うにカートリッジの底２２まで電極端子２１が延びてい
ることに留意されたい、好ましい実施例の場合には、３
００点／インチの解像度で印字するために、３ミルの中
心間距離で４８本のチャンネルが印字ヘッドの中に入っ
ている。各娘基板のこのような高密度のアドレス電極２
３は、一部の電極を両側面で終らせることによって都合
よく処理されてい。

第１図において、見えている側面２４は、印字ヘッドを
含む側面の反対側になる。全ての電極は、印字ヘッドを
含む側面から始まっているが、一部は娘基板を通り抜け
ている。全ての電極２３は、娘基板の下部２０で終って
いる。

第２図は、Ｌ形娘基板１９の平面図を示す、この図は、
印字ヘッド１１を含む側面である。娘基板の電極２３は
、印字ヘッドの電極と１対１の関係にあって、第３図に
示すようにワイヤボンディングされている。これについ
ては、あとで説明する。印字ヘッドの充てん孔２５は、
この第２図にはっきり見えている。娘基板の電極２３の
約半分が娘基板の長い脚部にあって、残りの半分が反対
側の側面にあるので、娘基板の下部２０の両側面は、は
ぼ同一の平行な端子配列２１をもっている。

娘基板の反対側の側面にある電極は、２６の所で娘基板
を通して電気的に連絡されている。第３図は、娘基板１
９に接着された第２図の印字ヘッド１１の拡大平面図で
あり、印字ヘッドの電極端子３２は娘ａ［の電極２３の
一端にワイヤボンディングされている。ワイヤボンド５
６は、共通のワイヤボンディング機で自動的に取り付け
られる。

第４図は、印字ヘッド１１の前面の拡大斜視図であり、
滴噴射ノズル２７の配列を示す、下部絶縁基板２８の表
面３０には、発熱体（図示せず）とアドレス電極３３の
パターンが形成されている。

他方、上部基板３１には、一方向に延び上部基板の前面
２９へ通り抜けている三角形断面の平行溝が設けられて
いる。溝の他端は、この図には示してないが、共通の内
部凹部に通じている。内部凹部の床には、インク充てん
孔２５として使用される貫通開口が設けられている。溝
を有する上部基板の表面は、あとで説明するように、溝
と下部基板で形成された各チャンネルの中に複数の発熱
体が１個づつ配置されるように、下部基板２８に整合さ
れたあと、接着される。インクは、凹部と下部基板で形
成されたマニホルドに入り、充てん孔を通って、毛管作
用によりチャンネルを満す、インクは、各ノズルの所で
メニスカスを形成し、その表面張力によってインクがノ
ズルから滲み出るのが防止される。下部基板２８上のア
ドレス電極３３は、端子３２で終っている。印字ヘッド
１１が永久的に取り付けられた娘基板の電極へワイヤボ
ンディングするとき役立つように電極端子３２を露出さ
せるために、上部基板、すなわちチャンネル板３１のサ
イズは下部基板すなわち発熱体板２８より小さい。

第５図は、片面研摩した（１００）シリコン・ウエファ
３６の研摩面にパターン形成された複数組のバブル発生
用発熱体３４とアドレス電極３３を示す。１個のインク
ジェット印字ヘッドに使用されるＩＭｉの発熱体３４と
アドレス電極３３を拡大して示す、複数組の印字ヘッド
電極３３と発熱体の作用をする抵抗体と、共通帰線３５
とをパターン形成する前に、発熱体とアドレス電極を受
は入れる研摩表面が厚さ５ｏｏｏ入〜１ミクロンの下被
覆層、たとえば５ｉＯ１で被覆される。抵抗体は、化学
気相蒸着（ｃＶＤ）によって蒸着することができるドー
ピングされた多結晶シリコンか、あるいは他の周知の抵
抗体たとえばＺｒＢ、であってもよい。

共通帰線とアドレス電極は、下被覆層および発熱体の縁
部に蒸着されたアルミニウムのリード線である。共通帰
線の端３７とアドレス電極の端子３２は、チャンネル板
３１を取り付けて印字ヘッドを作ったあと（第１０図参
照）、娘基板の電極２３ヘワイヤボンディングする余裕
空間のある所定の場所に置かれている。共通帰線３５お
よびアドレス電極３３は、０．５〜３．０ミクロンの厚
さで蒸着されるが、好ましい厚さは１．５ミクロンであ
ル、電極のパシベーシヨンのために、複数組の発熱体と
アドレス電極の全部に、厚さ２ミクロンの燐ドーピング
された５ｉＯ１膜（図示せず）がＣＶＤによって蒸着さ
れるが、ワイヤボンディングで娘基板の電極に接続する
ため共通帰線とアドレス電極の端子部分がエツチングで
除去される。このエツチングは、ウェットまたはドライ
エツチング法のいずれであってもよい、上述の代りに、
５ｉｓＮ＊をプラズマ蒸着して電極のパシベーシヨンを
実施してもよい。

ポリシリコンの発熱体を使用する場合には、ポリシリコ
ンのごく薄い部分をＳｉｎｇに転化させるために、アル
ミニウム・リード線の蒸着に先立って約１１００℃の比
較的高温で５０〜８０分間蒸気または酸素の中てポリシ
リコンを酸化させてもよい。この場合、発熱体が熱酸化
されて、実質上ピンホールのない完全な状態の約５００
人〜１ミクロンの５ｉＯ１の下被覆層（図示せず）が得
られる。

また、印字ヘッドの動作中収縮するインク気泡によって
生じるキャビテーション力に対する付加保護のために、
所望ならば、酸化ポリシリコン上被覆層またはバシベー
シッン層の上に厚さ約１ミクロンのタンタル（Ｔａ）層
（図示せず）を蒸着してもよい。そのあと、たとえば、
ＣＦ４１０□プラズマ・エツチングを使用して、発熱体
を除く全ての部分からＴａ層がエツチングで除去される
。ポリシリコン発熱体の場合は、共通帰線と電極の付着
のために酸化物が除去されたポリシリコン発熱体の両縁
部および酸化物上被覆層の上に共通帰線とアドレス電極
が蒸着される。

下被覆層を付着させたあとの都合のよい時点に、ウェフ
ァ３６を構成している個々の下部基板２８の所定の場所
に、少なくとも２つの整合マーク３８が写真印刷法で形
成される。これらの整合マーク３８は、ウェファ３９を
構成している複数のチャンネル付き上部基板３１を整合
するとき使われる。あとで説明するように、複数組の発
熱体とアドレス電極を有する片面ウェファ３６の表面は
、ウェファ間の整合のあと、ウェファ３９に接着される
。

第６Ａ図においては、両面研摩の（１００）シリコン・
ウエファ３９を使用して、印字ヘッド用の複数の上部基
板３１が作られる。ウェファを化学的に清浄化したあと
、両面に熱分解ＣＶＤシリコン窒化層４１が蒸着される
（第６Ｃ図参照）。通常の写真印刷法を用いて、第６Ａ
図に示した表面の反対側のウェファ表面４２の所定の場
所に、各上部基板３１の充てん孔２５のための非マスク
部分（Ｖｉａ）と、整合開口４０のための２個の非マス
ク部分（Ｖｉａ）がプリントされる。充てん孔および整
合開口を表わす非マスク部分からシリコン窒化層がプラ
ズマ・エツチングで除去される。充てん孔と整合開口の
エツチングには、水酸化カリウム（ＫＯＪＩ）の異方性
エツチング剤が使われる。この場合には、（１００）ウ
ェファの（ｅ）面は、ウェファの表面に対し５４．７°
の角度をなす。充てん孔は、−辺が約２０ミルの小さい
正方形の表面図形であり、位置合せ開口は、約６０〜８
０ミルの正方形である。この結果、整合開口は、厚さ２
０ミルのウェファを完全に貫通してエツチングされるが
、充てん孔のほうは、ウェファの約半分から３／４の所
で終っている頂点４３までエツチングされる。比較的小
さい正方形の充てん孔は、引き続くエツチングによる寸
法増加に対し変化しないので、整合開口と充てん孔のエ
ツチングは、はとんど時間を気にする必要がない。この
エツチングの所要時間は、約２時間であり、多数のウェ
ファを同時に処理することが可能である。

次に、最終的に印字ヘッドのインク・マニホルドになる
比較的大きな長方形の凹部４５を形成するために、ウェ
ファ３９の反対側の面４４に、前にエツチングされた整
合開口を基準として用い、写真印刷法によってパターン
が描かれる。そのほかにパターンが描かれるのは、各基
板３１のマニホルドの間にあって、マニホルド凹部の短
かいはうの各壁５１に隣接した２個の凹部４６である。

マニホルド凹部の長いほうの壁５２に平行に、それに隣
接している細長い平行溝５３は、ウェファの表面４４を
完全に横切り、かつ隣接する基板３１のマニホルド凹部
の間に延びている。この細長い溝５３は、あとで説明す
る理由により、ウェファの縁までは延びていない。マニ
ホルド凹部を　　　　−形成している壁の各上面４７は
、依然としてシリコン窒化層が付いている元のウェファ
面４４の部分であり、あとで２つのウェファ３６と３９
を接着するとき接着剤が塗付される表面４７を形成して
いる。細長い溝５３と凹部４６は、あとで検討するボン
ディング処理のとき、印字ヘッドの電極端子に対し余裕
空間を提供する。各マニホルドのマニホルド凹部壁５２
の１つには、あとで、第６図について検討するように、
インク・チャンネルの役目をする溝４８が設けられるが
、製造工程のこの段階では、溝４８はまだ形成されてい
ないので、第６Ａ図では、将来チャンネルが作られる場
所を理解する助けとして、それらの溝を長いマニホルド
凹部壁５２の１つの上面に点線で示しである。凹部の形
成には、ＫＯＨＯＨ液性方性エツチング剤われるが、表
面図形のサイズに合せて凹部の深さを中止するためエツ
チング工程を調時しなければならない。そうしなければ
、図形のサイズが大きいから、エツチング剤がウェファ
を完全に貫いてエツチングしてしまうことになろう。マ
ニホルド凹部４５の床４５ａは、エツチング工程を中止
したときの深さで決まる。この床４５ａは、充てん孔の
頂点４３の深さに一致するか、それを若干通り越した低
さにあるので、インク充てん孔２５として使用するのに
適当な開口が生じる。

平行溝４８は、この分野で周知のように、適当なグイサ
ーによって所定の凹部壁５２にフライス削りされる。第
６Ｂ図に示した谷溝４８は、長さが約２０ミル、幅が約
１ミルであり、溝の軸方向中心線の間隔は、約３ミルで
ある。ウェファの表面４４のシリコン窒化層４１は、前
に検討したように接着表面を形成している。接着剤、た
とえば熱硬化性エポキシの被膜は、溝４８その他の凹部
に流れ込まないように塗付される。

チャンネル・ウェファ３９と発熱体ウェファ３６は、真
空チャック・マスク整合装置を用いて、それらの整合マ
ーク３８と整合開口を介して整合される。２つのウェフ
ァは、正確に整合されたあと、接着剤が部分硬化して粘
着される。上述の代りに、発熱体ウェファ３６とチャン
ネル・ウェファ３９に精密にダイシングした縁を付け、
精密治具の中で手動または自動的に整合することができ
る。谷溝４８がチャンネル板の縁２９にあるノズル、す
なわちオリフィスから所定の距離に配置された１個の発
熱体をもつように、溝４８は、整合工程によって自動的
に位置決めされる（第４図参照）。２つのウェファがオ
ープンまたは貼合せ装置の中で硬化され永久的に接着さ
れたあと、チャンネル・ウェファがフライス削りされて
、第１０図に示すようなマニホルドとインク・チャンネ
ルを有する個々の上部基板が出来上る。ノズルを有しな
いマニホルドの３つの辺を取り囲んでいる露出した印字
ヘッド電極端子３２を切削しないよう注意しなければな
らない。凹部４６と細長い溝は、印字ヘッド電極３３端
子３２と上部基板の間に間隔をあけることにより、それ
らが損傷するのを防止する上で非常に役立っている。

次に、発熱体ウェファ３６がダイシングされ複数の個々
の印字ヘッドに分割される。印字ヘッドが娘基板に接着
されたあと、印字ヘッドの電極端子が娘基板の電極へワ
イヤボンディングされる。

第７図は、第２の製造実施例を示す。この方法では、印
字ヘッドの電極と端子に対し余裕空間を提供する凹部４
５、凹部４６、および細長い溝５３と同時に、チャンネ
ル溝４８がエツチングされる。この実施例では、同じ部
品に同じ参照番号が使用されており、また個々のチャン
ネルをダイシングする必要はない。しかし、この方法は
、マニホルド凹部４５に隣接するチャンネル溝の端に平
行なフライス削りを施す必要がある。フライス削り、す
なわちダイシング・カットは、チャンネル溝に対し垂直
である。必然的に、マニホルド凹部の内部側面に対する
カットは、マニホルド凹部の壁にギャップ４９をも切削
する。これらの非常に狭いカットは、あとで、印字ヘッ
ドを娘基板に装着し、ワイヤボンディングしたあと実施
されるパシベーション層の塗付のときふさがれる。チャ
ンネル溝がフライス削りに代ってエツチングされること
を除き、この実施例は第６Ａ図から第６Ｄ図について説
明したものと実質上同じである。チャンネル溝の外部側
面に対するカットは、両ウェファを接着したあと、個々
の印字ヘッドをダイシングする工程のとき実施すること
が好ましい。したがって、個々の印字ヘッドがウェファ
から切り離されるとき、チャンネルが開かれ上部基板の
垂直面２９にノズルが生じる。

第７Ａ図は、第７図の線Ａ−Ａに沿った拡大断面図であ
る１点線で示したフライス削りカットは、エツチングさ
れた溝４８をマニホルド凹部４５に対し開くため幅“ｔ
″を有する。第７図において、フライス削り、すなわち
ダイシングカットは、さらに、点線で示した幅“ｔ”を
もつギャップ４９も形成する。

（１００）シリコン・ウエファの異方性エツチングは、
エツチングが（ｅ）面に沿うように、必らず正方形また
は長方形の非マスク部分を介して実施しなければならな
い。この結果、各凹部または開口は、ウェファの表面に
対し５４．７＠の角度をなす壁を有する。もし正方形ま
たは長方形の開口がウェファの厚さに対し小さければ、
凹部が形成される。たとえば、エツチングされる小さい
長方形の表面図形は、全ての壁がウェファの表面に対し
５４．７°の角度をなす細長いＶ形溝の凹部を形成する
。この分野でよく知られているように、内部隅のみを異
方性エツチングすることが可能である。外部、すなわち
凸形の隅は、エツチングを誘導する（ｅ）面を持ってい
ないので、エツチング剤は、そのような隅を非常に速く
除去する。

これが、チャンネルをその端の所で開くことができない
理由であるが、代りにフライス削りなどの別の工程によ
りチャンネルを開かなければならない。また、チャンネ
ル凹部は、短かい所定時間たとえば２分間等方性エツチ
ングを実施し、薄い窒化物マスクをアンダーカットし、
続いて短かい、たとえば５分間ＫＯＨ異方性エツチング
を実施することにより、開くこともできる。等方性エツ
チングは、同じ時間に全ての方向に等しく腐蝕するので
、異方性エツチングを計画するとき、このシリコン除去
を考慮に入れておかなければならない。

チャンネルが等方性エツチング、次に異方性エツチング
によって開かれるので、チャンネル壁は短かくなってい
るけれども、なお約２０ミルの望ましい長さの範囲内に
ある。

第８図の好ましい第３の製造実施例の場合は、全てのエ
ツチングがウェファ５８の片面より行なわれる。したが
って、発熱体ウェファ３６に必要であったように、片面
のみが研摩された（Ｉ　Ｑ　Ｏ）ウェファ５８が必要で
ある。化学的に清浄化された片面研摩シリコン表面に、
発熱体ＣＶＤによりシリコン窒化層４１が蒸着される。

通常の写真印刷法を用いて、複数のマニホルド、電極の
余裕空間、チャンネル、整合開口のためのマスクがシリ
コン窒化層にプリントされる。ウェファ表面のマスクの
印刷領域から、シリコン窒化層４１がプラズマ・エツチ
ングされる。次に、ＫＯＩＩ異方性エツチング剤を使っ
て、ウェファが完全にエツチングされる。

これには約２時間かかるが、多数のウェファを同時に処
理することが可能である。エツチングの深さは、エツチ
ング剤にさらされたウェファの表面積によって決まる。

整合開口４０とマニホルド４５のための凹部のみは、エ
ツチング剤がウェファを腐蝕し貫通するように寸法が決
められる。チャンネル凹部４８と、電極余裕空間凹部５
４は、（ｅ）面に沿って収斂し、ウェファの厚さより短
かい深さで止っている。第７図の実施例と同様に、チャ
ンネルに垂直なフライス削りをしてギャップ４９を形成
することによって、チャンネル凹部４８をマニホルド凹
部に対し開くことができる。

ギャップ４９は、点線で示すようにウェファ５８を横切
って延びており、その幅は′ｔ”である。

フライス削りの深さは、マニホルド凹部に対しチャンネ
ルを開くのに十分であって、少なくともＶ形溝４８の深
さに等しい、フライス削り工程は、さらに、チャンネル
を有する凹部壁５７に垂直につながっているマニホルド
凹部壁５５をも薄く削るが、この狭い開口はあとで印字
ヘッドのパシベーション層でふさがれるので、２つのウ
ェファを接着することによってできたマニホルドは、充
てん孔２５とノズル２７を除き密封されている。

この好ましい実施例の場合は、第７図について検討した
ように、チャンネルは、短時間、たとえば２分間の等方
性エツチングによってマニホルドに対し開かれる０周知
の等方性エツチング剤は、たとえば、肝ハｌＮＯｓ／Ｃ
ＪｅＯ組の混合物である。前に触れたように、等方性エ
ツチングは、エツチング剤に接触している表面からシリ
コンを全方向に等しく除去する。したがって、もしこの
方法をチャンネルを開くためのダイシングの代りに使用
する場合には、チャンネルの内端（すなわち、マニホル
ド凹部に隣接する端）が他端よりも狭く作られるのが当
然であるから、異方性エツチング用のマスクを形成して
いるシリコン窒化層は、チャンネルの内端の所がアンダ
ーカットされる。そのあと、短時間のＫＯＨ異方性エツ
チングによって、チャンネルとマニホルド間の開口を部
分的にふさいでいるシリコンがあれば、除去される。各
エツチング処理のあと、ウェファは、たとえば脱イオン
水を使って常温で清浄化される。

シリコン窒化層を有するウェファの元の表面は、２つの
ウェファ、すなわち複数組のチャンネルと関連マニホル
ドを存するウェファと複数組の発熱体とアドレス電極を
有するウェファとを接着するための接着表面として使わ
れる。接着表面に熱硬化性エポキシ樹脂が塗付されたあ
と、チャンネル・ウェファを保持した赤外線整合・貼合
せ装置がチャンネル・ウェファを発熱体ウェファに整合
することにより、両ウェファが整合される。ウェファ５
８の整合開口４０を使用する代りに、このウェファ上の
整合マーク（図示せず）たとえば（ｅ）面の交差によっ
て形成される側面の角度のために赤外線顕微鏡の中で不
透明な図形として見える小さい腐蝕ピットを使用するこ
とができる。複数の発熱体３４を有するウェファ上の整
合マーク３８は、たとえば、同様に赤外線に不透明なア
ルミニウムの図形にすることができる。したがって、赤
外線顕微鏡と、整合される各ウェファ上の赤外線不透明
マークを使用する方法は、２つのウェファを整合する第
３の代替方法である。

２つのウェファの整合に先立って、チャンネル４８の中
に流入しないように注意して、マニホルド凹部壁の上面
４７に接着剤の膜が塗付される。

２つのウェファは、貼合せ装置の中で接着され、永久的
に硬化される。印字ヘッド電極端子は、第１Ｏ図に示す
ように、ウェファの部分をフライス削りすることによっ
て現われる０次に、発熱体ウェファが複数の個々の印字
ヘッドにダイシングされるが、この工程は、同時にマニ
ホルド凹部４５の反対側のチャンネル端を開くので、こ
の新しい切削面２９にノズル２７が生じる。第９Ａ図は
、Ｖ形チャンネル４８をより明確に示すため発熱体を有
する下部基板２８を除いた、完成した印字へラドの拡大
斜視図である。各印字ヘッドは、娘基板の上に永久的に
取り付けられ、それぞれの電極がワイヤボンディングさ
れる。ワイヤボンドとパッド、すなわち端子は、シリコ
ン封入コンパウンド、たとえば、ダウコーニング（Ｄｏ
ｎ　Ｃｏｒｎｉｎｇ）　　３−６５５ＯＲＴＶ　（商標
）のパシベーション層で被覆される。この層は、電極と
ワイヤボンドを電気的に絶縁する。

第９Ｂ図は、第８図のチャンネル凹部４８拡大部分平面
図であって、チャンネルの内端部の等方性・異方性エツ
チング領域６０を、エツチングの方向を表わす矢印付き
の点線で示す０等方性エツチング剤は、全ての表面領域
を侵蝕するけれども、図には、チャンネル凹部４８の内
端部を含む領域のみが描いである。異方性エツチングに
対するマスクを形成すると共に接着剤が塗付される面４
７の役目をするシリコン窒化層４１は、マニホルド凹部
４５に隣接するチャンネル凹部の端側か非常に狭い、こ
の距離“Ｘ”は、一般に０．２〜０．１ミルの範囲であ
る。最終的にノズルになる他端側の距離“Ｙ”は、距離
“Ｘ”の少なくとも２倍はある。それ故、等方性エツチ
ングはチャンネルの内端側のシリコン窒化層を除去し、
アンダーカットするけれども、それは広い幅の他端側は
どでない。

等方性エツチング次に異方性エツチングを用いてチャン
ネルをマニホルドに対し開く方法は、チャンネルの拡張
および短縮を前もって考慮しであるので、チャンネルを
開（ためその内端部をダイシングする必要がない。

上記処理工程のいろいろな組合せを用いて、完全な印字
ヘッドを製造することが可能である。それらの組合せの
うち、使用する主エツチング工程が２つの処理について
は表！に、使用する主エツチング工程が１つだけの処理
については、表■に示しである。各表の逐次処理工程に
は、順番が付しである。アルファベット文字が結合され
た同一番号を有する工程は、その製造処理の代替工程で
ある。同じ文字を有する次の各代替工程は、どれか１つ
の処理に使用しなければならない、たとえば表１にお゛
いて、６．ｂ、ｌまたは６．ｂ、２のどちらかの代りに
、工程４．ａを選択する場合には、工程６．ａを使わな
ければならない、工程６゜ｂ、１と６．ｂ、２は、工程
４．ｂを使用する処理に対し選択自由の工程であること
に留意されたい。もし、次の代替工程が工程４．ａまた
は４゜ｂのどちらかについて選択自由であれば、工程８
゜（ａ、１またはす、ｌ）や工程８．（８，２またはす
、２）のように、番号と文字の両方の組合せが使われる
。この番号付は方式は、いろいろな代替製造方法を表わ
すために、表１１表■を通じて使用されている。

■　主エッチングエ　が２つのプロセス１、　　（１０
０）ウェファの上にシリコン窒化層を蒸着する。

２、　マスクを作るため、たとえばプラズマ・エツチン
グによってウェファの表面に充てん孔と整合開口をパタ
ーニングする。

３、　充てん孔と整合開口を異方性エツチングする。

４、ａ、ウェファの他の表面にマニホルドと電極余裕空
間をパターニングする。

４、ｂ、　　ウェファの他の表面にマニホルド、チャン
ネル、および電極余裕空間をパターニングする。

５、　これらの構造を異方性エツチングする。

６、ａ０個々のチャンネルをダイシングする。

６、ｂ、１．　　マニホルド凹部に隣接するチャンネル
凹部の端をダイシングしてチャンネルをマニホルドに対
して開く。

６、ｂ、２．　　マニホルド凹部に隣接するチャンネル
の端の所で窒化物マスクをアンダーカットするため等方
性エツチングしたあと、各チャンネルの端を完全に開く
ために異方性エツチングする。

７、　チャンネル板に接着剤を塗付する。

８、（ａ、１．またはす、１．）エツチングで形成され
た整合開口を使用して、整合マークを有するウエフ。

アを発熱体とアドレス電極を含むウェファの上に整合し
、部分硬化接着剤で両ウェファを貼り合わせる。

８゜（ａ、２．またはす、２．）エツチングした構造を
有するウェファと、発熱体とアドレス電極を含むウェフ
ァの両方に精密な縁をダイシングし、治具を使って両ウ
ェファを整合し、部分硬化接着剤で貼り合わせる。

９、両ウェファを加熱加圧手段で永久的に接合する。

１０、ダイシングして個々の印字ヘッドに分割する。

この工程は同時にマニホルドの反対側のチャンネル端を
開くが、この開端がノズルになる。

１１、印字ヘッドを娘基板に取り付け、印字ヘッドの電
極を娘基板の電極へワイヤボンディングする。

１２、ワイヤボンドをシリコン封入コンパウンドでパシ
ベーションする。

■　主エッチングエ　が１つのプロセス１、　　（１０
０）ウェファの上にシリコン窒化層を蒸着する。

２、ａ、　　ウェファの片面の上に全ての構造（マニホ
ルド、チャンネル、位置合せ穴等）をパターニングする
。

２、ｂ、　　２面整合装置を使って、ウェファの表面に
充てん孔と整合開口を、そして他の表面に残りの構造（
マニホルド、チャンネル、および電極空間凹部）を同時
にパターニングする。

３、全ての構造を異方性エツチングする。

４、　（ａ、またはす、）マニホルドに隣接するチャン
ネルの端を等方性エツチングし、次に異方性エツチング
してチャンネルを関連マニホルドに対して開く。

４、　（ａ、またはす、）マニホルドに隣接するチャン
ネルの端をダイシングしチャンネルを関連マニホルドに
対して開く。

５、マニホルドとチャンネルを含む窒化表面に接着剤を
塗付する。

６、ａ、１．　　赤外線整合貼合せ装置を使用し、チャ
ンネルと関連マニホルドを有するウェファ上の整合ピッ
トと、発熱体とアドレス電極を有するウェファ上のアル
ミニウム整合マークを用いて、両ウェファを整合し、部
分硬化接着剤で貼り合わせる。

６、（ａ、２．またはす、２．）チャンネルと関連マニ
ホルドを有するウェファと発熱体とアドレス電極を有す
るウェファの縁をダイシングし、治具の中で整合し、両
ウェファを部分硬化接着剤で貼り合わせる。

６、ｂ、１．　　エツチングされたウェファ上の整合ピ
ットと、発熱体とアドレス電極を有するウェファ上の所
定の場所にある整合マークとを用いて両ウェファを整合
する。

７、両ウェファを加熱加圧手段で永久的に接合する。

８、ダイシングして個々の印字ヘッドに分割する。

これにより、マニホルドの反対側のチャンネルの端が開
かれ、ノズルが生じる。

９、各印字ヘッドを娘基板に取付け、印字ヘッドの電極
を娘基板の電極へワイヤボンディングする。

１０、ワイヤボンドをシリコン封入コンパウンドでパシ
ベーションする。

（発明の効果） 本製造方法には、いくつかの利点がある。化学的異方性
エツチングによるチャンネルウェファの一括ミクロ製造
は、費用が安く、チャンネルは、ウェファの厚さ、すな
わち厚さがさまざまのウェファに関係なく、一様な寸法
である。チャンネルの配置は、特に写真印刷の解像度で
描いであるので正確である。チャンネル・ウェファの整
合ピットと発熱体ウェファ上の整合マーク、あるいは代
りに赤外線不透明整合マークを使用してウェファとウェ
ファを整合するので、発熱体はチャンネル内に正確に整
列される。発熱体とアドレス電極は、シリコン・ウエフ
ァの上にパターン形成されるので相手側の異方性エツチ
ングされたチャンネルとマニホルドが印字ヘッドの動作
中の熱膨張差による電位誤差を除去する。重要な利点の
１つは、一括処理が実施可能なことである。すなわち１
００鰭径のウェファを１００個、ｌウェファについて約
２５０個の独立した印字ヘッド部品を同時にエツチング
することが可能であり、したがって１バツチにつき約５
０，０００個の部品が得られる。

以上の説明から本発明について多くの修正や変更がすぐ
思い浮ぶが、そのような修正や変更は全て、本発明の範
囲に含まれるべきものと考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を組み入れたキャリッジ式感熱インク
ジェット印字装置の略斜視図、第２図は、娘基板の電極
の一端にワイヤボンディングされた印字ヘッドの電極端
子を示す、娘基板に固定して取り付けられた印字ヘッド
の平面図、第３図は、第２図に示した娘基板に取り付け
られた印字ヘッドの拡大平面図、 第４図は、インク滴噴射ノズルを示す、娘基板に取り付
けられた印字ヘッドの拡大斜視図、第５図は、複数の発
熱体配列とアドレス電極を有するウェファの略平面図と
、１個の発熱体配列と１個の整合マークの拡大図、 第６Ａ図は、複数のインク・マニホルド凹部を有するウ
ェファの略平面図と、１個のマニホルド凹部と１個の整
合開口の拡大図、 第６Ｂ図は、第６Ａ図のマニホルド凹部壁の１つにあと
でグイシングされた１組のチャンネルの拡大斜視図、 第６Ｃ図は、あとで充てん孔を形成する開口と整合開口
を示す、第６Ａ図の線Ｃ−Ｃに沿ったウェファの拡大断
面図、 第６Ｄ図は、第６Ａ図の線Ｄ−Ｄに沿った拡大マニホル
ド凹部の断面図、 第７図は、複数のインク・マニホルド凹部とチャンネル
を同時にエツチングする別の製造プロセスによるウェフ
ァの略平面図と、１個の整合開口の拡大図と、１個のマ
ニホルド凹部と関連チャンネルの拡大図、 第７Ａ図は、第７図の線Ａ−Ａに沿ったチャンネル凹部
の拡大断面図、 第８図は、ウェファの片面から全部をエツチングする第
７図の代替実施例、 第８Ａ図は、第８図の線Ａ−Ａに沿ったチャンネル凹部
の拡大断面図、 第９Ａ図は、第７図または第８図からチャンネルをフラ
イス削りして開いたあとのチャンネルの斜視図、 第９Ｂ図は、第８図のチャンネル凹部の拡大部分平面図
、 第１０図は、チャンネル・ウェファの余分の材料を除去
したあとの、発熱体を有するウェファに接着されたチャ
ンネル・ウェファの拡大斜視図である。 １０・・・キャリッジ式多色感熱インク・ジェット印字
装置、１１・・・印字ヘッド、１２・・・インク供給カ
ートリッジ、１３・・・移動方向、１４・・・往復キャ
リッジ装置、１５・・・ガイドレール、１６・・・記録
媒体、１７・・・移動方向、１８・・・液滴、１９・・
・電極基板（娘基板）、２０・・・同下部、２１・・・
電極端子、２２・・・カートリッジ底部、２３・・・ア
ドレス電極、２４・・・側面、２５・・・印字ヘッド充
てん孔、２６・・・接続個所、２７・・・ノズル、２８
・・・下部基板（発熱体板）、２９・・・前縁、３０・
・・表面、３１・・・上部基板（チャンネル板）、３２
・・・電極端子、３３・・・アドレス電極、３４・・・
気泡発生用発熱体、３５・・・共通帰線、３６・・・片
面研摩（１００）シリコン・ウエファ、３７・・・共通
帰線の端、３８・・・整合マーク、３９・・・両面研摩
（１００）シリコン・ウエファ、４０・・・整合開口、
４１・・・シリコン窒化層、４２・・・ウェファの一面
、４３・・・頂点、４４・・・ウェファの他面、４５・
・・長方形凹部、４５ａ・・・床、４６・・・凹部、４
７・・・上面（道）４８・・・溝、４９・・・ギャップ
、５１・・・マニホルド凹部の短かい壁、５２・・・同
長い壁、５３・・・細長い平行溝、５４・・・電極端子
間隙凹部、５５・・・マニホルド凹部壁、５７・・・マ
ニホルド凹部壁、５８・・・片面研摩（１００）シリコ
ン・ウエファ、６０・・・等方性・異方性エツチング領
域。 Ｆｔｅｉ、≦６ Ｉ弘３６ご ７：／ｅｔ、乙Ｄ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）｛１００｝面である第１表面とそれに平行
   な第２表面を有する第１シリコン基板および第２シリコ
   ン基板を清浄化すること、 （ｂ）両基板の表面に絶縁材料層を付着させること、 （ｃ）第１基板の第１表面に発熱体として使用する抵抗
   材料の等間隔直線配列を形成することと、電流パルスで
   各発熱体を個別にアドレスすることができる電極のパタ
   ーンを同じ基板に形成すること、 （ｄ）第２基板の第１表面上の絶縁層を写真印刷法でパ
   ターニング（開孔）して、｛１１１｝面の側壁で囲まれ
   た少なくとも１個の凹部を第２基板に方向依存性エッチ
   ングするための少なくとも１個の非マスク部分（Ｖｉａ
   ）を生じさせること、 （ｅ）各溝の一端が前記凹部に通じ他端が開放されてい
   る複数の等間隔配置の平行溝を形成すること、 （ｆ）第２基板の第１表面上の絶縁層に、凹部や溝に流
   れ込まないよう注意して、接着剤を塗布すること、 （ｇ）各溝の開端から所定の距離だけ間隔をおき、溝の
   中に発熱体が配置されるように、第１および第２基板の
   第１表面を向い合わせて互いに接触した状態で両者を整
   合すること、 （ｈ）接着剤を硬化させ第１および第２基板を接合して
   、凹部がインク供給マニホルド、溝が毛管充てんチャン
   ネル、溝開端が印字ヘッドのノズルの作用をする印字ヘ
   ッドを作ること、の諸ステップから成ることを特徴とす
   る、インクジェット印字装置に使用される印字ヘッドを
   製造する方法。
2. （２）前記ステップ（ｄ）は、｛１１１｝面の側壁で囲
   まれた第２の凹部を前記第２基板に方向依存性エッチン
   グすることができるように、第２基板の第２表面上の絶
   縁層を写真印刷法でパターニングするステップを含んで
   おり、この第２の凹部は、十分に深くて第２基板の第１
   表面にある前記凹部の床を貫通し、前記マニホルドにイ
   ンクを充てんし、保有する充てん孔として使われる開口
   を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の方法。
3. （３）第１および第基板のそれぞれに、基板整合手段を
   設けるステップを含んでいることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
4. （４）前記整合手段を設けるステップは、２つの基板を
   治具の中で整合するとき使用する２つの隣接する隅を各
   基板に正確にダイシングすることであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の方法。
5. （５）前記整合手段は、発熱体とアドレス電極を有する
   第１基板の第１表面の所定の場所に配置された少なくと
   も２個のパターニングされた整合マークと、第２基板の
   第１表面上の絶縁層の所定の場所にパターニングされた
   少なくとも２個の非マスク部分を介して第２基板にエッ
   チングされた整合ピットとから成り、整合マークと整合
   ピットの助けをかり、赤外線整合装置を使用して、２つ
   の基板を整合することができることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の方法。
6. （６）前記ステップ（ｄ）でパターニングされた非マス
   ク部分は、方向依存性エッチングが第２基板を腐食して
   完全に貫通するように寸法決めされており、前記凹部の
   開いた底は、続いて形成されるマニホルドの充てん孔と
   して使用されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。
7. （７）前記ステップ（ｅ）の溝は、前記凹部の非マスク
   部分に対し垂直にかつそこから間隔をおき、狭い等間隔
   で配置された複数の細長い非マスク部分をパターニング
   することによつてステップ（ｄ）の凹部と同時に方向依
   存性エッチングして形成され、エッチングされた溝は、
   ｛１１１｝面の側壁で囲まれ、その長い側壁は収斂して
   Ｖ形断面の溝を形成しており、凹部に近い溝の一端が凹
   部に通じ、他端が開かれてノズルの役目を果すように、
   溝の両端がダイシングされ開いていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。
8. （８）前記ステップ（ｅ）の溝は、前記凹部の非マスク
   部分に対し垂直にかつ間隔をおき比較的狭い等間隔で配
   置された複数の細長い非マスク部分を絶縁層にパターニ
   ングすることによつてステップ（ｄ）の凹部と同時に方
   向依存性エッチングして形成され、凹部とそれに近い溝
   の一端との距離は溝の他端と第２基板の緑の１つとの距
   離より短かく、エッチングされた溝は、｛１１１｝面の
   側壁によつて囲まれており、凹部に隣接する溝の一端は
   、最初に、溝と凹部間の絶縁層をアンダーカットするこ
   とが可能な十分な時間第２基板を等方性エッチングし、
   次に第２基板を清浄して等方性エッチング工程を中止さ
   せ、そのあと、アンダーカットされた領域を方向依存性
   エッチング剤にさらして溝を凹部に対し開くため再び第
   ２基板を方向依存性エッチングすることによつて、凹部
   に対し開かれ、一方、溝の他端は、そのあとノズルを形
   成するためダイシングによつて開かれることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。
9. （９）印字ヘッドのアドレス電極の数に対応し、入力端
   と端子端をもつ複数の電極が設けられた絶縁性基板に印
   字ヘッドを取り付けること、各印字ヘッド電極を絶縁性
   基板電極の入力端へワイヤボンディングすること、 ワイヤボンドをシリコン封入コンパウンドでパシベーシ
   ョンすること、 の諸ステップを含んでいることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。
10. （１０）電極をワイヤボンディングし、パシベーション
    を施したあと、カートリッジ内のインクが所定の圧力で
    印字ヘッド内のインクを補充するように、絶縁性基板に
    取り付けられた印字ヘッドをインク供給カートリッジへ
    装着するステップを含んでおり、カートリッジと絶縁性
    基板と印字ヘッドの組立体は、インクジェット・プリン
    タに設置するのに適していることを特徴とする特許請求
    の範囲第９項記載の方法。
11. （１１）インク滴を記録媒体に向けて噴射するインクジ
    ェット印字装置に使用することができる印字ヘッドを複
    数個製造する方法であつて、 （ａ）それぞれが第１表面およびそれに平行な第２表面
    を有する第１および第２（１００）シリコン・ウエファ
    を清浄化すること、 （ｂ）両ウエファの表面に絶縁材料層を付着させること
    、 （ｃ）第１ウエファの第１表面上の絶縁層に、複数組の
    発熱体として使用する複数組の等間隔で配置された抵抗
    体の直線配列を形成し、電流パルスで各発熱体を個別に
    アドレスできるように同じウエファの表面に複数組のア
    ドレス電極を形成すること、 （ｄ）第２ウエファの第１表面上の絶縁層を写真印刷法
    でパターニングして、所定の場所に所定の寸法の複数組
    の非マスク部分を生じさせること、 （ｅ）第２ウエファを異方性エッチングして、その第１
    表面に｛１１１｝面の側壁によつて囲まれた複数組の凹
    部を生成させること、 （ｆ）各溝が所定の深さと、第１端と第２端とを有し、
    各組の溝の第１端が関連する凹部に通じ、第２端が別の
    凹部に対し開くように、第２ウエファの第１表面とその
    絶縁層を貫いて複数組の等間隔で配置された平行溝を形
    成すること、 （ｇ）接着剤が全ての溝または凹部に流れ込まないよう
    にして、第２ウエファの第１表面の残つている絶縁層に
    接着剤を塗布すること、 （ｈ）各溝の中に、開いている第２端から所定の距離を
    おき１個の発熱体が入るように、第１および第２ウエフ
    ァの第１表面を向い合わせ、接着剤をはさんで接触した
    状態で両ウエファを整合すること、 （ｉ）１組の溝に通じている１組の凹部のそれぞれがイ
    ンク供給マニホルドとして作用し、各組の溝が毛管充て
    んチャンネルとして作用し、溝の開いている第２端がノ
    ズルとして作用するように、接着剤を硬化させ第１およ
    び第２ウエファを接合すること、 （ｊ）接合されたウエファをダイシングして、マニホル
    ドと、一端がマニホルドに通じ他端にノズルを有しノズ
    ルから所定の距離の所に発熱体を有する１組のチャンネ
    ルと、発熱体を選択的にアドレスするためのアドレス電
    極とを有する複数の個々の印字ヘッドに分割すること、 の諸ステップから成ることを特徴とする方法。
12. （１２）第１および第２ウエファのそれぞれに両者を整
    合するための手段を設けるステップを含んでいることを
    特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の方法。
13. （１３）前記の整合手段を設けるステップは、各ウエフ
    ァが、２つのウエファを治具の中で整合するとき使用す
    る隅を作る交差した縁をもつように、両ウエファを正確
    にダイシングすることであることを特徴とする特許請求
    の範囲第１２項記載の方法。
14. （１４）前記整合手段を設けるステップは、前記ステッ
    プ（ｃ）のアドレス電極を形成するとき第１ウエファの
    第１表面の所定の場所に少なくとも２個の整合マークを
    設けることと、第２ウエファの第１表面の絶縁層の所定
    の場所に少なくとも２個の比較的小さい非マスク部分を
    パターニングし、ステップ（ｅ）のとき整合ピットを異
    方性エッチングすることによつて遂行され、第１ウエフ
    ァと第２ウエファの整合は、整合マークと整合ピットを
    不透明体として見るがそれらを取り囲むシリコン・ウエ
    ファを赤外線に対し透明体として見る赤外線整合装置に
    よつて行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１
    ２項記載の方法。
15. （１５）前記ステップ（ｄ）は、前記ステップ（ｅ）に
    おいて、第２ウエファの第１表面の非マスク部分と同時
    に第２ウエファの第２表面の非マスク部分が異方性エッ
    チングがなされるように、第２ウエファの第２表面の絶
    縁層を写真印刷法でパターニングして、所定の場所に複
    数の非マスク部分を生じさせるステップを含んでいるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の方法。
16. （１６）第２ウエファの第２表面の少なくとも２個の非
    マスク部分は、異方性エッチングがウエファを貫通して
    第１ウエファと第２ウエファの目視整合を可能にする整
    合開口が生じるように配置され、かつ寸法決めされてお
    り、また、第２ウエファの第２表面の残りの非マスク部
    分は、ステップ（ｅ）における異方性エッチングで第２
    ウエファの第１表面の選択された凹部のそれぞれに貫通
    孔が生じるように、第２ウエファの第１表面の各組の非
    マスク部分のうち選ばれた１つと一致するよう配置され
    、かつ寸法決めされており、この貫通孔はあとでインク
    充てん孔の役目を果すことを特徴とする特許請求の範囲
    第１５項記載の方法。
17. （１７）前記ステップ（ｃ）は、第２ウエファの整合開
    口といつしょに使用される少なくとも２個の整合マーク
    を、第１ウエファの第１表面の所定の場所に形成するス
    テップを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第
    １６項記載の方法。
18. （１８）複数組の溝を形成する前記ステップ（ｆ）は、
    ダイシングすることによつて遂行されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１２項記載の方法。
19. （１９）複数組の溝を形成する前記ステップ（ｆ）は、
    ステップ（ｄ）において複数組の非マスク部分をパター
    ニングすると同時に、第２ウエファの第１表面の絶縁層
    に複数組の細長い非マスク部分をパターニングすること
    によつて遂行され、各組の細長い非マスク部分は、ステ
    ップ（ｄ）の１組の非マスク部分のうち選択された１つ
    に隣接し、しかし間隔をおいて、かつ選択された非マス
    ク部分の最も近い緑に対し垂直に配置され、溝は、ステ
    ップ（ｅ）において、｛１１１｝面の側壁で囲まれた凹
    部を形成するため絶縁層で保護されていない全ての場所
    で第２ウエファを異方性エッチングすることによつて形
    成され、細長い非マスク部分は、収斂してＶ形断面の溝
    を作る長い側壁と閉じた両端とを有する溝が生じるよう
    に寸法決めされ、選択された凹部に隣接する溝の一方の
    閉端は、ステップ（ｇ）に先立つてダイシングによつて
    選択された凹部に対し開かれ、最終的にノズルの作用を
    する溝の他方の閉端は、ステップ（ｊ）において複数の
    個々の印字ヘッドに分割されるときに開かれることを特
    徴とする特許請求の範囲第１２項記載の方法。
20. （２０）選択された凹部に隣接する溝の閉端は、溝とそ
    の選択された凹部の間の絶縁層をアンダーカットする十
    分な時間第２ウエファを等方性エッチングし、次に第２
    ウエファを清浄して等方性エッチング剤を除去し、その
    あと再び第２ウエファを異方性エッチングして溝をその
    選択された凹部に対し開くことによつて、開かれること
    を特徴とする特許請求の範囲第１９項記載の方法。