TWI260276B - Liquid discharge head manufacturing method, and liquid discharge head obtained using this method - Google Patents

Description

1260276 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於液體排放頭之製法，及由此方法所得之 液體排放頭。明確地說，本發明係關於噴出液體並進行記 錄的液體排放（噴出）記錄頭之製法，及由此製法所得之 液體排放（噴出）記錄頭。 Φ 【先前技術】 大體上，使用液體噴出記錄系統（包括噴墨記錄系統 )的液體噴出記錄頭（包括噴墨記錄頭及噴墨頭）包含複 數個微小排放頭、複數個流道及沿著這些流道的.一部分提 供的複數個液體排放裝置。爲了自液體噴出記錄頭將墨水 噴到記錄紙上以獲得高品質影像，較佳爲在相同排放速度 下自個別排放部排放相同體積的墨水。再者，在各個排放 部與對應的連通流道之間的界面形成必須不會負面地影響 墨水的排放。 關於噴墨記錄頭之製法，日本專利公開公報編號H6-2 86 1 49中有說明一種方法，據彼墨水流道圖案係藉著使用 可溶性樹脂而形成，並藉由環氧樹脂加以塗覆，及之後據 彼形成排放部並移除可溶性樹脂。再者，日本專利公開公 報編號200 1 - 1 7 9990中有說明另一種方法，據彼使抑制排 放部形成材料光固化的物質與可移除性樹脂混合。 對於非常小液滴的排放，必須降低液體射出記錄頭的 排放部的液體流動阻抗，且必須維持液體噴出速度。日本 (2) 1260276 專利公開公報編號2 0 0 3 - 2 5 5 9 5中，揭示一種構想，據彼形 成兩層可溶性樹脂，並在基材流道與排放部末端之間提供 中間部（中間室），比基材流道更窄且比排放部末端更寬 〇 最近，由於噴墨（Π )列表機的影像品質已變成具高 度競爭性，所以降低欲排放的墨滴大小。且由於降低墨滴 大小，所以排放墨滴的孔口直徑（排放部的直徑）也變得 φ 更小。然而，在第1 3 A圖所示的傳統IJ頭的截面中，當排 放部909的直徑降低而不改變其厚度PH(OP厚度）時，排 放部9 0 9的流動阻抗將正比於排放部9 0 9的直徑平方而增加 。結果，開始墨水排放時，隨著脈衝之後，例如，等列表 機停下來之後，傾向於使第一次排放的墨滴排放特性變差 (此現象稱爲「不完整的排放現象」）。要注意在第1 3 A 、13B及13C圖中其他零件爲基材901、熱孳生電阻器902及 流道形成組件907，且MH表示流道高度。 φ 爲了穩定地發射小液滴，本發明者嘗試製造小液滴噴 嘴，其中如第13B及13C圖所示，排放部的直徑小且OP厚 a 度（P Η )降低（例如，約P H S 1 0微米）。然而，使用上 述專利公開公報中說明的方法製造此噴墨記錄頭時，會發 現新的技術問題。 明確地說，由於有一種現象，可移除性樹脂與用於形 成墨水排放部的排放部形成材料之間的界面發生渣滓’且 自排放部表面噴出的墨滴方法將會彎折，所以使列印影像 變差。此現象使用日本公開公報編號200卜1 799 90中揭示 (3) 1260276 的方法並無法解決。 本發明者徹底地硏究此現象並得到下列結論。該排放 部形成材料爲負型光阻劑，且在光微影方法期間形成排放 邰。也就是說’因爲使用負型光阻劑形成固化層，其包括 排放部，所以透過光罩（未圖示）進行U V光照射排放部 以外的區域。此時，照射單位面積的光量在存在可移除性 樹脂的區域大於樹脂不存在的區域。若排放部的直徑小， φ 在光照的期間，到達未曝光部分（排放部區域）的（每單 位面積）光量增加。 結果，對於流道高度延伸且PH ( OP厚度）薄的形狀 而言，照光量的差異增加得又更多。透過精細排放部的截 面分析，發現可在可移除性樹脂與用於形成墨水排放部的 排放部形成材料之間的界面處清楚地看到渣滓。 基於以上的新觀點，本發明者發覺在可移除性樹脂與 排放部形成材料（用於形成具有U頭的噴嘴形狀之墨水排 放部）之間的界面處發生的渣滓之完全移除會有問題，如 第13B及第13C圖所示，其中照光量的差異提高。 【發明內容】 〔發明總論〕 考慮到以上的缺點’所以本發明的目的在於提供液體 排放頭的製法’其中使用可溶性.且可移除層’其係定義流 道圖案的模子，及排放部形成材料層’其塗覆著該固體層 ，且其中在這些層直接接觸的界面之處並未發生渣滓’且 -7- 1260276 ⑷ 小液滴（包括非常小的液滴）可在由此製法所得的排放部 及液體射出頭準確地排放。 根據本發明，爲達到此目的，有一個液體排放頭的製 法，其包含下列步驟： 形成固體層以供基材上形成流道之用，而該基材上設 置有能量產生元件以產生用以排放液體的能量； 在裝設固體層的基材上形成供塗覆該固體層用之塗層 在形成於該固體層上的塗層中經由光微影方法形成用 於排放液體的排放部；以及 移除該固體層而形成連通該能量元件與該排放部的流 道， 如此用於該塗層的材料包含陽離子性可聚合的化學化 合物、陽離子光聚合起始劑及陽離子光聚合抑制劑，及 如此與該塗層的排放部的一部分一起形成邊界的固體 φ層之材料包含甲基丙烯酸與甲基丙烯酸酯的共聚物。 根據本發明的液體排放頭係使用上述製法製造而成， 且供形成此頭的排放部用之排放部形成材料含有陽離子性 可聚合的化學化合物、陽離子光聚合起始劑及陽離子光聚 合抑制劑。 由下列例示性具體例的說明來看（參照隨附的圖式） 本發明的進一步特徵及優點將變得顯而易見。 〔實施本發明之最佳模式〕 (5) 1260276 本發明將藉由使用，充當例示性液體排放頭，利用墨 水進行記錄的噴墨頭（I：[頭）加以說明。然而，本發明的 液體排放頭可爲亦可使用供各種不同表面用之不同液體種 類用的類型，以供記錄以外的目的之用。在本發明的說明 書中，離子化輻射爲會影響材料的離子化之輻射的總括性 用語，例如深-UV光、電子或X射線。 φ (渣滓產生機制的說明） 首先，將針對本發明者的新觀點予以說明，其關係到 在固體層，其係藉著使用可移除性樹脂而形成，與塗層， 其係藉著使用供形成墨水排放部用之排放部形成材料而形 成，之間的界面處發生渣滓的機制。關於該機制，本發明 者假設有兩個因素造成渣滓發生（參見第14A及14B圖）。 在第14A及14B圖中，參考編號801表示基材；802、熱孳生 電阻器；8 07、墨水流道形成組件；及809、排放部。渣滓 φ 820發生於排放部809下部8 09a。 (1 ):若光線投射到塗層上，其係使用屬於陽離子 性可聚合的噴嘴形成材料之光固化複合材料形成，光線將 沿著固體層與塗層之間的界面散佈到欲形成排放部的區域 內，受光罩阻礙，結果，產生微小的固化部分。 (2 ):在固體層與供形成墨水排放部的塗層之間的 界面處，由用於這些層的材料形成相容性層，且此層的存 在造成渣滓發生。 這兩個因素並不會個別地促成渣滓發生，而是當結合 -9- (6) !26〇276 時，可能與渣滓的發生有關。因此，本發明者的理解爲， 最重要的是消除渣滓就能同時解決由該二因素引起的問題 〇 本發明者細心地硏究沒有渣滓的1 J頭之噴嘴外形’並 採行下列手段以解決由上述假設的因素所引起的問題。 手段1 :將陽離子光聚合抑制劑加入含有陽離子性可 %聚合的化學化合物及陽離子光聚合起始劑的排放部形成 • #料。利用光線照射時，陽離子光聚合抑制劑使曝光部分 @未曝光部分之間的界面處之可光聚合的反應得以調節， &藉由達到未曝光部分的光線抑制陽離子性可聚合的反應 〇 手段2 :用於形成固體層的樹脂之阻抗和供形成排放 部形成材料構成的塗層用之塗佈液中所含的溶劑成比例地 提高。 藉著同時施行手段1及2，在形成不同類型且具不同形 Φ狀的噴嘴時，渣滓並不會發生於可移除性樹脂與用於形成 墨水排放部的噴嘴形成材料之間的界面處。 (光敏性材料的說明） 在本發明中，正型光敏性複合材料，其樹脂成分爲甲 基丙烯酸及甲基丙烯酸酯的共聚物，至少作爲供流道圖案 用之模子。此共聚物藉由甲基丙烯酸與甲基丙烯酸酯的自 由基聚合而得，且含有下列化學式中的單元（B)，由甲 基丙烯酸製得，及單元（A )，由甲基丙烯酸酯製得。單 -10- (7) 1260276 元（B )對共聚物的比例可選自較佳地5至3 0質量％的範圍 ，更佳地，8至1 2質量％。 (化學式1 )

R

T0H 一 C — CHj — C _ CHj 2 I 3 (A) (B) 成分甲基丙烯酸酯中的R2表示具有1至3個碳原子的烷 基，且R1表示具有1至3個碳原子的烷基。成分甲基丙烯酸 酯中的R3表示具有1至3個碳原子的烷基。R1至R3獨立地具 有以上個別單元的定義。也就是說，多個單元（A)可含 有相同的R1及相同的R2，或多個單元（A)中可包括下列 組合，其中R1或R2之中至少一者不同。這也可應用於單元 (B)。共聚物並沒有特別的限定，只要由單元（A )及（ φ B )組成即可，且聚合形式可爲不規則聚合或嵌段聚合， 且沒有特別限制，只要獲得想要的正型光阻劑特性即可。 再者，較佳爲共聚物的分子量爲50000至300000 (重量平 均）且分散度爲1 · 2至4.0。 較佳爲2 0 0至2 6 0奈米的區域爲此光敏性樹脂複合材料 的樹脂成分分解唯一的吸收波長。再者，在光照之後，可 使用二甘醇、嗎啉、單乙醇胺及純水的液體混合物顯影。 另一方面，關於多固體層的層疊結構，例如，具有階 梯形的步階部分之二固體層，上層係由含有甲基丙烯酸及 -11 - (8) 1260276 甲基丙嫌酸甲醋的共聚物之樹脂複合材料組成。下層係由 正型樹脂複合材料組成，其光敏性波長（吸收波長）和甲 基丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯之共聚物的光敏性波長不同， 且利用彼當F層曝光時上層所含的共聚物不會分解。舉例 來I兌’聚甲基異丙稀基酮較佳爲下層樹脂複合材料的樹脂 成分。 以含有陽離子性可聚合的化學化合物、陽離子光聚合 φ 起始劑及陽離子光聚合抑制劑之光固化複合材料作爲充當 排放部形成材料的負光敏性型固化複合材料。藉著利用陽 離子加成聚合反應而使用光固化複合材料所含的陽離子性 可聚合的化學化合物結合化合物。舉例來說，可適當地使 用日本專利編號3 1 4 3 3 07中說明在常溫下呈固態的環氧基 化合物。此環氧基化合物可，舉例來說，爲雙酚A與環氧 氯丙烷的反應物（其分子量爲至少約9 0 0 )、含溴的雙酚A 與環氧氯丙烷的反應物、酚型酚醛樹脂或鄰-甲酚型酚醛 φ樹脂與環氧氯丙烷的反應物或日本專利公開公報編號360-161973、S63-221121、S64-9216 及 H2-140219 中說明之具 有氧環己院骨幹的多反應性環氧樹脂，且可使用一或多種 這當中的兩型環氧基化合物。再者，關於這些環氧基化合 物，較佳地，環氧當量等於或小於2 0 0 0，更佳地，等於或 小於]000。這是因爲，當環氧當量超過2000時，固化反應 的結果造成架橋密度降低，且將會降低固化產物的Tg或熱 變形溫度，或將會使黏著性及墨水耐性衰退。 陽離子光聚合起始劑可爲，舉例來說，芳族鑛鹽或芳 -12- (9) 1260276 族銃鹽（參見J· POLYMER SCI:論文集第56卷第383至 395 頁（1976 年）），或 Asahi Denka Kogyo Kabushiki Kaisha販售的SP-150或SP-170。當陽離子光聚合起始劑與 還原劑一起加熱時，會加速陽離子加成聚合反應（與運用 單獨的陽離子光聚合相比，可改良架橋密度）。然而，當 陽離子光聚合起始劑與還原劑一起使用時，必須選擇還原 劑使得所得的起始劑爲所謂的氧化還原起始劑，其在常溫 φ 下不會起反應，而在特定的溫度或更高（較佳地，6(TC或 更高）下起反應。此還原劑爲銅化合物，且將環氧樹脂的 反應性及溶解度列入考慮時，三氟甲基磺酸銅（磺酸銅（ 11 )三氟甲院）尤其爲最適合的試劑。還原劑，例如抗壞 血酸酯，也有效。後文將說明，當噴嘴（高速列印用）的 數目或非中性墨水（改良著色劑的防水性）的使用增加而 需要較高的架橋密度（高Tg )時，在塗佈樹脂層顯影之後 以溶液的形態使用上述的還原劑，且塗佈樹脂層只須浸漬 Φ並在後加工步驟時加熱即可。依此方法，就可提高架橋密 度。 可視需要將添加劑加入光固化複合材料。舉例來說， 可添加撓性提供劑（flexibili ty-pro vi ding agent )以降低 環氧樹脂的彈性係數，或可添加矽烷偶合劑以獲得與基材 更大的黏合力。 陽離子光聚合抑制劑亦加入光固化複合材料。_ _ + 光聚合抑制劑調整光固化複合材料的固化以抑制，失^ M §兌 明之正型光阻劑層（固體層）及負型光阻劑層（噴嘴％ $ -13- (10) 1260276 材料層）之間的界面處，由於達到作爲排放部的未曝光部 分之光線造成固化層的形成。任意的陽離子光聚合抑制劑 皆可使用’只要能獲得光照部分想要的固化特性及渣滓發 生防止效應即可，且只要可降低酸觸媒的功能即可。大體 上，以鹼性材料作爲陽離子光聚合抑制劑，且適當的是可 作爲質子受體的化合物，即具有一對非共享電子的鹼性材 料。具有一對非共享電子的含氮化合物爲扮作相對於酸的 Φ 鹼且其可有效地防止渣滓發生。特定的含氮化合物爲含氮 原子、硫原子或磷原子的化合物，且典型實施例爲胺化合 物。明確地說，此胺化合物爲：受到具有1或更多到4或更 少的碳原子數之羥烷基取代的胺，例如二乙醇胺、三乙醇 胺或三異丙醇胺；嘧啶化合物，例如嘧啶、2 -胺基嘧啶或 4 -胺基嚼B定；吡啶化合物，例如吡D定或甲基吡啶；及胺基 酚，例如2-胺基酚或3-胺基酚。 相對於陽離子光聚合抑制劑，鹼性材料的含量較佳爲 Φ 0.0 1至1 〇 〇重量％，更佳爲〇 · 1至2 0重量％。二或多類型鹼性 材料可一起使用。 使負型光阻層透過遮斷欲作爲排放部部分的光罩曝光 ’並使遮斷部分以外的部分（未曝光部分）固化。然後， 藉著使用顯影液（顯影劑）使負型光阻層顯影而移除未曝 光部分，並形成排放部。任何類型的泛用曝光裝置都可用 於此圖案曝光；然而，較佳爲照射波長範圍與負型光阻層 的吸收波長範圍之光線一致且其不會重疊正型光阻層的吸 收波長範圍。同樣地較佳爲在已經進行圖案曝光之後，使 -14- 1260276

(ID 用芳族溶劑，例如二甲苯，使負型光阻層顯影。 【實施方式】 現在將參照隨附的圖式，詳細說明本發明的較佳具體 例。 (第一個具體例） 第1 A至1 E圖爲顯示根據本發明的第一個具體例的方法 製造液體排放頭的加工過程之槪略截面圖式。根據此具體 例的液體排放頭製法將參照第1 A至1 E圖而說明。 第1A圖中，在矽基材1上裝設，舉例來說，熱孳生裝 置2，其係液體排放能量產生元件，電晶體，其獨立地驅 動熱孳生裝置，及電路（未圖示），其處理數據訊號，並 藉配線以電力連結。以氮化物膜5作爲形成墨水供應部9的 光罩’而其將在後文說明。 接著，如第1 B圖所示，在矽基材1上塗覆充當可溶性 且可移除性固體層的正型光阻層3，並烘烤。此層的塗覆 可使用一般的溶液塗佈法，例如旋塗法或棒塗法。以含有 上述甲基丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的共聚物之正型光阻劑 複合材料作爲固體層形成材料。烘烤溫度爲1 2 0至1 5 0 °C， 且供烤時間爲3至10分鐘。膜厚度爲1〇至2〇微米。 接下來’使用短波紫外光（後文稱爲深UV )輻射裝 置（未圖示），使用波長爲2〇〇至3〇〇奈米的光線透過光罩 (未圖示）照射正型光阻劑。同時，如第2圖所示，因爲 -15- (12) 1260276 正型光阻劑的吸收波長爲2 0 0至2 5 0奈米，所以在光照部分 下的分解反應會受到照射光線的波長（能量分布）所加速 。然後’使正型光阻層3顯影。顯影液可爲二甘醇、嗎啉 、單乙醇肢及純水的液體混合物。透過顯影處理’可得到 預定的模子圖案，其對應於流道。 接著’以負型光阻層4，作爲排放部形成材料，塗覆 以覆蓋正型光阻層3。普通的溶劑塗佈法，例如旋塗法， φ 都可用於此塗覆。 以具有下列組成的樹脂複合材料1作爲屬於排放部形 成材料的負型光阻劑複合材料（在正型光阻層3上的膜厚 度1 〇微米：第1 B圖）。關於負型光阻劑複合材料之形成， 使樹肖㈢被合材料1在6 〇質量％的密度下溶於甲基異丁基酮與 —'甲本的丨谷^混合物中’並以所得的複合材料用於旋塗。 樹脂複合材料1 : 環氧樹脂（Daicel Chemical Industries有限公司的 φ EHPE-3158) : i00 重量份 砂院偶合劑（Nippon Unicar有限公司的A-187) : 1重 量份 1½離子光聚合起始劑（Asahi Denka Kogy〇有限公司的 S P · 1 7 0 ) : 1 · 5 重量份 陽離子光聚合抑制劑（三乙醇胺）：相對於sp_i7〇爲 1 3莫耳％ 任意的普通曝光裝置都可用於此圖案曝光方法。然而 ，如第3圖所示，較佳爲曝光裝置（E )照射波長範圍與負 -16- (13) 1260276 型光阻層（負型塗佈樹脂I )的吸收波長範圍（由第3圖中 的虛線（D )表示）一致且與正型光阻層3的吸收波長範圍 (在本具體例中2 0 0至2 5 0奈米）並不相符。同樣地較佳爲 在完成曝光圖案之後使用芳族溶劑’例如二甲苯，供負型 光阻層4的顯影之用。第1 C圖中顯示負型光阻層的固化層4 中形成排放部7，其達到正型光阻層3，的情況。 在此之後，爲了獲得第1 D圖所不的結構’利用塗覆在 ϋ 形成排放部7的面之樹脂6保護基材1之一側’並藉異方性 飩刻，使用鹼溶液，例如ΤΜΑΗ (氫化四甲基銨）’由 矽基材1的反面形成供應部9。之後，溶解並移除樹脂6， 並跨越負型光阻層的固化層4總括地投射300奈米或更低的 離子化輻射。此輻射的目的爲共聚物的分解’其由正型光 阻層3組成，及分子量的降低’所以可輕易地移除樹脂6 ° 最後，使用溶劑移除用於該模子的正型光阻層3 ’並獲得 第1 Ε圖所示的狀態。結果，形成自墨水供應部9沿著流道8 Φ延伸到排放部7的墨水通道。 因爲上述方法使用用於半導體製造技術的溶劑塗佈法 ，例如旋塗，所以可形成高度非常準確且安定的墨水流道 。此外，因爲以供半導體用的光微影技術運用於平行於基 材的二維外形，所以可達到次微米程度的準確度。再者， 因爲以自由基聚合抑制劑與負型光阻劑複合材料混合’且 因爲使用甲基丙烯酸與甲基丙烯酸酯的共聚物’其具有高 極性，供正型光阻層之用，所以相容性層的形成侷限於與 疊在上面的負型光阻層的界面。因此’可防止在上述界面 -17- (14) 1260276 處的渣滓發生。 (第二個具體例） 第4 A至4 F圖爲用於解釋可用於本發明的例示性固體層 形成過程的截面示意圖。本發明的第二個具體例與第一個 具體例不同，其中以層疊結構，使用多層材料，用於固體 層。 ϋ 首先，將參照第4A至4F圖說明可用於本發明的固體層 形成過程。 如第4Α圖所示，在基材11上沈積含有充當樹脂成分的 聚甲基異丙烯基酮（ΡΜΙΡΚ )之正型光阻層12。明確地說 ，ODUR正型光阻劑係藉旋塗施塗並在120 °C下預烘烤3分 鐘。然後，在150 t下烘烤該結構30分鐘。此時的膜厚度 爲15微米。之後，爲了防止晶圓外緣提高，使用Ushio股 份有限公司的UX-3 000SC，透過僅在晶圓外緣上的晶圓外 φ 緣曝光光罩（未圖示）投射深UV光，並顯影且移除晶圓 外緣處提高的正型光阻劑。接下來，如第4B圖所示，使用 旋塗在0DUR正型光阻層12上沈積含有充當樹脂成分的甲 基丙烯酸與甲基丙烯酸酯之共聚物（P ( MMA-MAA ))之 正型光阻層1 3。在此過程的期間，使用與第一個具體例所 用的相同正型光阻劑複合材料。膜厚度爲5微米。 在此之後，如第4C圖所示，使正型光阻層13曝光，同 時以光罩1 6，利用彼使曝光部分被移除，用於正型光阻層 13。同時，以23 0至2 60奈米的範圍標示爲曝光波長範圍時 -18· (15) 1260276 ，下方的正型光阻層幾乎不會曝光。這是因爲酮的吸收由 羰基引起，且幾乎所有在230至260奈米範圍的光線都會穿 過。 使用二甘醇、嗎啉、單乙醇胺及純水的鹼液混合物使 曝光的正型光阻層1 3顯影，並獲得預定的圖案。利用此鹼 顯影液，可大幅地降低未曝光部分的丙烯酸系光阻劑之分 解速度，且在上層顯影的期間，對於下層的影響較不明顯 •。 接下來，如第4D圖所示，在1 3 (TC下進行整個基材的 後烘烤3分鐘，而可在上方正型光阻層1 3上形成傾斜約1 0° 的側壁。之後，如第4E圖所示，使正型光阻層12曝光，同 時以光罩1 7，利用彼使曝光部分被移除，用於正型光阻層 12。同時，以270至3 3 0奈米的範圍標示爲曝光波長範圍時 ，可使下方的正型光阻層12曝光。因爲270至330奈米的曝 光波長穿過上方正型光阻層，進入光罩的光線或基材反射 φ的光線幾乎不會產生影響。 最後，如第4F圖所示，使經曝光的下方正型光阻層1 2 顯影’並獲得下方層與上方層以類似步驟層疊的預定圖案 。在此層疊結構中，上方層的下表面位於下方層的上表面 內’並使下方層之上表面的一部分10曝光。甲基異丁基酮 ’其係有機溶劑，適用於顯影液。因爲未曝光的P ( MM A-Μ AA )幾乎不會被此液體溶解，所以在下方光阻層顯影的 期間不會改變上方層圖案。 參照第5Α至5Η圖，現在將針對根據本具體例的液體 -19- (16) 1260276 排放頭製法予以說明，其使用第4 A至4 F圖所示的固體層。 第5 A至5 Η圖爲根據本發明的第二個具體例之墨水流道形 成方法的截面示意圖。 因爲藉一般半導體製法製造供控制排放能量產生裝置 1 1 a的驅動器及邏輯電路，所以適當的是，如第5 Α圖所示 ，以矽用於基材1 1。再者，可使用YAG雷射或例如噴砂等 技術在矽基材中形成墨水供應貫通孔。然而，較佳爲塗覆 φ 光阻劑時沒有貫通孔，關此方法，可使用利用鹼溶液的矽 異方性蝕刻技術。在此例中，只需在基材的反面上形成， 舉例來說，耐鹼氮化矽的光罩圖案15，且只需在基材的正 面上形成充當蝕刻阻擋物之相同材料的薄膜（未圖示）。 接著，如第5B圖所示，在基材1 1上沈積含PMIPK的正 型光阻層（ODUR層）12。此沈積可使用普通的旋塗進行 。膜厚度爲1 5微米。 然後，如第5C圖所示，使用旋塗在ODUR層12上形成5 Φ 微米厚的正型光阻層（P( MMA-MAA )層）1 3。在此之後 ，使P ( MMA-MAA )層1 3曝光以獲得第5D圖所示的結構 。如先前說明的，以曝光部分利用彼而移除的光罩用於P (MMA-MAA)層13。同時，以230至260奈米的範圍標示 爲曝光波長範圍時，下方的正型光阻層12幾乎不會曝光。 這是因爲酮的吸收由羰基引起，且幾乎所有在230至260奈 米範圍的光線都會穿過。使用二甘醇、嗎啉、單乙醇胺及 純水的鹼液混合物使曝光的P ( MMA-MAA )層1 3顯影，並 獲得預定的圖案。利用此鹼顯影液，可大幅地降低未曝光 -20- (17) 1260276 部分的丙烯酸系光阻劑之分解速度，且在上層顯影的期間 ，對於下層的影響較不明顯。 接下來，爲了獲得第5 E圖所示的結構，使正型光阻層 1 2曝光，同時以光罩，利用彼使曝光部分被移除，用於 ODUR層12。同時，以270至3 3 0奈米的範圍標示爲曝光波 長範圍時，可使下方的正型光阻層曝光。再者，因爲270 至330奈米的曝光波長穿過上方正型光阻層13，由光罩進 φ 入的光線或基材反射的光線幾乎不會產生影響。之後，使 下方正型光阻層12顯影，並獲得預定圖案。甲基異丁基酮 ，其係有機溶劑，適用於顯影液。因爲未曝光的p ( μμΑμα a ) 幾 乎不會 被此液 體溶解 ，所 以在下 方光阻 劑圖案 J 2 顯影的期間不會改變上方層13的圖案。 在此之後，如第5F圖所示，塗覆充當噴嘴形成材料的 固化複合材料以塗覆下方的ODUR層12及上方的P ( mma-M A A )層1 3，並作爲塗佈樹脂層〗4。可使用普通的溶劑塗 φ佈法，例如旋塗，作爲塗佈法。 使用於本發明第一個具體例中的樹脂複合材料1在6〇 質量％的密度下溶於甲基異丁基酮與二甲苯的溶劑混合物 中’並使用旋塗施塗所得的混合物。基材]丨上所得的膜厚 度爲25微米。接著，藉由canon有限公司的MPA-600FA進 行墨水排放部形成的圖案曝光。要注意使用2·5 J/cm2進行 曝光且在90 °C下進行PEB 4分鐘。接著，使用甲基異丁基 酮/ 一甲本進行顯影處理而形成墨水排放部。在此具體例 中’形成Φ 8微米的排放部圖案。當在排放部形成材料上 -21 - (18) 1260276 沈積撥水膜時’如日本專利公開公報編號2 000 -3 2 6 5 1 5中 說明的，只需沈積光敏性撥水層】4 a並共同地曝光且顯影 。同時’可藉層疊、旋塗、狹縫塗佈或噴塗沈積光敏性撥 水層14a。之後’使噴嘴形成材料14及光敏性撥水層〗43同 時曝光。因爲一般都使用具有負型特性的的噴嘴形成材料 1 4，所以使用防止排放部曝光的光罩〗8。並使排放部形成 材料1 4的層顯影並形成排放部丨5。較佳地以芳族溶劑，例 φ 如二甲苯，用於顯影。接下來，如第5 G圖所示，藉著使用 Tokyo Ohka Kogyo有限公司販售的〇bc，在排放部形成材 料層上塗覆環化的異戊二烯1 9以保護此材料層不受鹼溶液 影響。之後，將矽基材1 1浸在8 3。(：之具有2 2質量％的氫化 四甲基銨溶液（TMAH )中1 3小時，在矽基材1 1中形成墨 水供應用的貫通孔2 0。再者，預先使氮化砂1 5，其係用作 光罩及薄膜以形成墨水供應孔，在矽基材1 1中形成圖案。 接著，在進行異方性蝕刻之後，將矽基材裝設於乾式蝕刻 Φ 裝置上以反面朝上，並藉由5 %氧氣混合C F 4的蝕刻劑移除 該薄膜。然後，將矽基材1 1浸於二甲苯以移除OBC。 因此，藉著使整個結構曝光，而使正型光阻層（ ODUR層及p ( MMA-MAA )層），其係流道的模子，分解 。當波長3 3 0奈米或更低的光線投射時，上及下層的光阻 劑材料將分解成低分子量化合物，且容易藉由溶劑移除。 最後，藉溶劑移除正型光阻層，其係流道的模子。透過此 過程，形成與排放部1 5相連通的流道2 1，如第5 Η圖的截面 圖所示。本發明的流道2 1爲流道圖案的一部分，且係塑造 -22- (19) 1260276 成流道2 1的高度低到接近排放室的外形’該排放室爲接觸 到加熱器1 1 a (液體排放能量產生段）的氣泡產生室。當 超音波或百萬赫茲音波振動在使用溶劑移除模子的步驟施 用時，會降低溶解及移除時間。 將由此獲得的噴墨記錄頭裝設於記錄裝置’並使用純 粹由二甘醇/異丙醇/異丙醇/醋酸鋰/黑色染料f 0 0 d b 1 a c k 2 = 79.4/15/3/0.1/2.5組成的狀態之墨水進行記錄。與傳統 • 結構相比（下層：P ( MMA-MAA ) ’上層：PMIPK，無反 應抑制性材料），本具體例的墨水排放量增加約20% ’可 進行安定的列印’並可獲得局品質列印物品。拆解本具體 例的噴墨記錄頭時，透過SEM的觀察並未發現渣滓，而在 傳統的例子中，沿著流道見到數微米的渣滓。 如上所述，根據本具體例，可藉下列噴墨記錄頭的製 法解決上述的缺點，其至少包含下列步驟：在包括墨水排 放裝置、兩個用於形成墨水流道的可移除性樹脂層的基材 φ 上塗覆及圖案化；塗覆並圖案化用於形成墨水流道及墨水 排放部的排放部形成材料；移除可移除性樹脂；使用噴墨 記錄頭，而其噴嘴形成材料至少含有陽離子性可聚合的化 學化合物、陽離子光聚合起始劑及陽離子光聚合抑制劑。 明確地說，陽離子光聚合起始劑利用光線照射而產生 陽離子，陽離子產生環氧樹脂的環氧環之開環聚合，使得 固化隨著陽離子加成聚合反應而發生。然而，當陽離子光 聚合抑制劑，例如含氮化合物存在時，此抑制劑與產生的 陽離子形成強離子對，且在此例中，停止環氧環的開環聚 -23- (20) 1260276 合。藉此，當適當地混合陽離子光聚合抑制劑時，曝 分的固化速度可任意地控制，且可精確地得到想要的 狀態。再者，在曝光部分與未曝光部分之間的界面處 化情況被抑制或不足，端視達到界面的光量，或界面 生或由曝光部分散出來的陽離子量而定，且相容性層 生也得到抑制。因此，可防止上述的渣滓發生。 φ (第三個具體例） 第6A至6G圖爲顯示液體射出記錄頭的結構及根 發明的第三個具體例之製法的圖形。在此具體例中， 具有兩個孔口（排放部）的液體射出記錄頭。然而， 多個孔口的高密度多陣列液體射出記錄頭進行的是相 加工。在第三個具體例中，使用由，舉例來說，玻璃 瓷、塑膠或金屬構成的基材202，如第6A圖所示。第 爲形成光敏性材料層之前基材的槪略透視圖。 φ 只要基材202可扮做流道牆壁組件的一部分，並 由後文將作說明之光敏性材料層構成的流道結構之支 件即可，基材202的外形及材料並沒有特別的限定。 人所欲數目的液體排放能量產生裝置（液體排放能量 元件）2 0 1，例如電熱轉換裝置或壓電式裝置，設置 材2 02 (第6A圖上有兩個）上。陣列密度爲600 dpi或 dpi的間距。藉由液體排放能量產生裝置201對墨水施 排放小液滴用的排放能量，並進行記錄。以電熱轉換 當作液體排放能量產生裝置20 1時，這些裝置將加熱 光部 固化 ，固 處產 的發 據本 顯示 具有 同的 、陶 6 A圖 扮做 撐組 將吾 產生 於基 1200 加供 裝置 附近 -24- (21) 1260276 的記錄液並產生排放能量。或，使用壓電式裝置時， 些裝置的機械振動產生排放能量。要注意供驅動這些 手的控制訊號輸入電極（未圖示）係連到裝置2 0 1。 ，一般都形成不同的功能層，例如保護層，以延長這 放能量產生裝置2 0 1的預期壽命，同樣地在本發明中 些功能層可一模--樣地提供。 最普通地，以矽用於基材2 0 2。也就是說，因爲 φ 普通半導體製法提供控制排放能量產生裝置的驅動器 輯電路，所以以矽用於基材係適當的。再者，可使用 雷射或噴砂技術在矽基材中形成墨水供應貫通孔。然 若以熱橋（heat-bridge )型光阻劑作爲下層材料時， 劑的預烘烤溫度非常高，如上所述，且大幅地超過樹 玻璃轉移溫度，且在預烘烤的期間，樹脂塗覆膜將垂 通孔內。因此，較佳爲光阻劑塗覆加工的期間未形成 孔，關此方法，可使用利用鹼溶液的矽異方性蝕刻技 Φ 在此例中，只需在基材的反面上形成，舉例來說，耐 化矽構成的光罩圖案，且必需在基材的正面上形成充 刻阻擋物之相同材料的薄膜。 在此之後，如第6 B圖所示，在包括液體排放能量 裝置201的基材上形成正型光阻層203。此材料爲90: 例的甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸的共聚物且重量平 子量（Mw)爲100000，而分散度（Mw/Mn )爲2.00 MMA-MAA )的吸收光譜，其係供形成模子用的正型 劑材料，示於第2圖。如第2圖所示，因爲正型光阻劑 由這 裝置 再者 些排 ，這 使用 及邏 YAG 而， 光阻 脂的 到貫 貫通 術。 驗氮 當蝕 產生 10比 ‘均分 〇 P ( 光阻 1材料 -25- (22) 1260276 的吸收光譜存在於2 5 0奈米或更低的範圍，所以即使藉2 6 0 奈米或更局的波長照射’材料分子也不是在適當的能量範 圍內激發，因此，不會加速分解反應。也就是說，正型光 阻劑材料的分解反應只會被2 5 0奈米或更低的離子化輻射 加速，且在隨後的顯影步驟，可進行圖案形成。樹脂的粒 子以約3 0重量％的固體內容物密度溶於二甘醇二甲醚（ diglyme )，並以所得的液體作爲光阻液。此時塗佈溶液 φ 的黏度爲約600 cps。使用旋塗將光阻液施於基材，並在 120 °C下預烘烤整個基材3分鐘，然後在150 °C的烘箱主要 地固化6分鐘。由此製得的膜厚度爲15微米。 在此之後，如第6C圖所示，進行正型光阻層的圖案化 (曝光及顯影）。曝光製程利用210至3 3 0奈米的第一個波 長進行，示於第7圖。儘管有照射260奈米或更高的光線， 但此光線不會促成正型光阻層的分解反應。最適當爲使用 截止濾光片（cut filter )，其可阻斷260奈米或更高的光 #線。在曝光製程的期間，正型光阻層透過其上描繪想要圖 案的光罩在離子化輻射下曝光。若使用包括對繞射光沒有 影響的投射光學系統之曝光裝置，就不需要考量到收歛的 光罩設計。 接著，如第6D圖所示，使用用於第一個具體例的樹脂 複合材料沈積用於形成噴嘴的排放部形成層204，以便覆 蓋經圖案化的正型光阻層。 使用旋塗進行塗佈製程，且使用90 °C下的加熱板進行 預烘烤製程3分鐘。 -26- (23) 1260276 在此之後，如第6 D圖所示，使用光罩2 0 5爲排放部形 成層2 04進行墨水排放部的圖案曝光及顯影。任何曝光裝 置都可使用，只要其可照射一般的UV光，且對於照射光 線A的波長範圍上限沒有限制，只要波長範圍爲2 9 〇奈米或 更高且負型塗佈樹脂對光線有反應。在曝光製程的期間， 使用光罩以防止光線照射要成爲墨水排放部的部分。曝光 使用Can on有限公司的Mask對準器MPA-600 Super，以1000 φ mJ/cm2進行。如第3圖所示，上述的曝光裝置（E )照射 290至400奈米的UV光，且在此範圍內，負型塗佈樹脂具 有光敏性特性。當此曝光裝置使用時，如第6 D圖所示，第 6B圖中形成的正型光阻層的圖案透過負型塗佈樹脂，也會 在2 90至4 00奈米的UV光下曝光。因此，因爲用於本發明 的正型光阻劑材料只對2 5 0奈米或更低的深U V光有反應， 所以在此步驟不會加速該材料的分解反應。 之後，如第6E圖所示，爲了顯影，整個基材浸在二甲 參苯中60秒，然後在10(TC下烘烤！小時以提高流道結構中的 材料之間的黏著力。接著，儘管未圖示，在流道結構材料 層上塗佈環化的異戊二烯以防止該材料層受到鹼溶液影響 。關於此材料，使用Tokyo Ohka Kogyo有限公司販售的 Ο B C °接者’將砂基材浸在8 3 °C之具有2 2質量％的氯化四 甲基銨溶液（TMAH )中14.5小時，形成墨水供應用的貫 通孔（未圖示）。再者，預先使氮化矽，其係用作供形成 墨水供應孔用之光罩及薄膜，在矽基材中形成圖案。在此 異方性蝕刻完成之後，將矽基材裝設於乾式蝕刻裝置上以 - 27- (24) 1260276 反面朝上，並藉由5%氧氣混合CF4的蝕刻劑移除該薄膜。 然後，將矽基材浸於二甲苯以移除Ο B C。 接下來，如第6F圖所示，藉著使用低壓水銀燈，將波 長範圍2 1 0至3 3 0奈米內的離子化輻射B投射到整個流道結 構材料2 0 7上，並使正型光阻劑分解。之後，將矽基材浸 在乳酸甲酯中以全面地移除由正型光阻劑構成的模子圖案 ，如第6 G圖的垂直截面示意圖所示。同時，將矽基材置於 φ 200 MHz的百萬赫茲管中以降低洗提時間。透過此製程， 形成包括排放部的墨水流道2 1 1，藉此，獲得墨水排放元 件，其中墨水自墨水供應孔210導入墨水流道211並藉熱孳 生裝置202自排放部209排放出去。所得到的排放部209尺 寸爲Φ 8微米，OH高度爲20微米，且OP厚度爲5微米。再 者，沒有上述的渣滓發生。 當由此製得的排放元件裝設在第8圖所示的噴墨頭單 元上，並進行記錄評估時，可得到適當的影像記錄。關於 Φ 此噴墨頭單元之一模式，如第8圖所示，舉例來說，在支 撐可卸式墨水槽2 1 3的固定組件外面上提供與記錄裝置的 主體交換記錄訊號之TAB膜2 1 4，並將墨水排放元件2 1 2裝 在TAB膜2 14上且藉由電力連結導線21 5連到電力配線。 (第四個具體例） 第9 A至9 I圖爲顯示供形成根據本發明的第四個具體例 之液體射出記錄頭的結構之圖形，及其製法。在此具體例 中，顯示具有兩個孔口（排放部）的液體射出記錄頭；然 -28- (25) 1260276 而，具有多於兩個孔口的高密度多陣列液體射出記錄頭應 用的是相同的加工。 在第四個具體例中，使用由，舉例來說，玻璃、陶瓷 、塑膠或金屬構成的基材202，如第9A圖所示。第9A圖爲 形成光敏性材料層之前基材的槪略透視圖。只要基材2 0 2 可扮做流道牆壁組件的一部分，並扮做由後文將作說明之 光敏性材料層構成的流道結構之支撐組件即可，基材202 φ 的外形及材料並沒有特別的限定。將吾人所欲數目的液體 排放能量產生裝置（液體排放能量產生元件）20 1，例如 電熱轉換裝置或壓電式裝置，設置於基材202 (第9A圖上 有兩個）上。藉由液體排放能量產生裝置20 1對墨水施加 供排放小液滴用的排放能量，並進行記錄。以電熱轉換裝 置當作液體排放能量產生裝置2 0 1時，這些裝置將加熱附 近的記錄液並產生排放能量。或，使用壓電式裝置時，由 這些裝置的機械振動產生排放能量。 φ 要注意供驅動這些裝置手的控制訊號輸入電極（未圖 示）係連到裝置20 1。再者，一般都形成不同的功能層， 例如保護層’以延長這些排放能量產生裝置2 0 1的預期壽 命，同樣地在本發明中，這些功能層可一模一樣地提供。 最普通地，以矽用於基材2 0 2。也就是說，因爲使用普通 半導體製法製造控制排放能量產生裝置的驅動器及邏輯電 路，所以以矽用於基材係適當的。再者，可使用Y A G雷射 或噴砂技術在矽基材中形成墨水供應貫通孔。然而，較佳 爲光阻劑塗覆加工的期間未形成貫通孔，關此方法，可使 -29- (26) 1260276 用利用鹼溶液的矽異方性蝕刻技術。在此例中，只需在基 材的反面上形成’舉例來說，耐鹼氮化矽構成的光罩圖案 ’且必需在正面上形成充當蝕刻阻擋物之相同材料的薄膜 〇 在此之後’如第9B圖所示，在其上裝設液體排放能量 產生裝置201的基材202上塗覆PMIPK正型光阻層203。至 於PMIPK，由Tokyo Ohka Kogyo有限公司販售的ODUR-φ 1 〇 1 〇的樹脂密度係調整到2 0重量％。使用1 2 0 °c的加熱板進 行預烘烤製程3分鐘，之後，在氮氣環境下的烘箱中，在 150°C下進行熱處理30分鐘。沈積膜的厚度爲15微米。 在此之後，如第9C圖所示，將P ( MMA-MAA )的光 可降解正型光阻層221施塗於正型光阻層203。以下列正型 光阻劑用於P ( MMA-MAA )的光可降解正型光阻劑： 甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸的自由基聚合物（P( MM A-M A A ))，重量平均分子量（Mw:聚苯乙M轉換） _ = 1 7 000 0，分散度（Mw/Mn) =2·3 此樹脂的粒子以約25質量％的固體內容物密度溶於二 甘醇二甲醚，並以所得的液體作爲光阻液。此時塗佈溶液 的黏度爲約6 0 0 c p s。使用旋塗將光阻液施於基材’並在 1 0 0 °C下預烘烤整個基材3分鐘，並在氮氣環境下’在1 5 0 。〇的烘箱中加熱3 0分鐘。經熱處理之後，由此形成的光阻 層厚度爲5微米。 接下來，如第9D圖所示，進行P(MMA-MAA)之光 可降解的正型光阻層2 2 1的圖案化。以U s h i 〇有限公司的 -30- (27) 1260276

Mask對準器UX-3000 SC作爲曝光裝置’藉著使用截止濾 光片而選擇性地使用曝光波長230至2 60奈米的光線供照射 之用。然後，如第9E圖所示，藉著使用具下列組成的顯影 液使P ( MMA-MAA )構成之光可降解的正型光阻層221顯 影，並形成想要的圖案。 顯影液： 二甘醇單丁基醚：60體積％ ϋ 乙醇胺：5體積％ 嗎啉：20體積％ 離子交換水：1 5體積％ 接下來，如第9F圖所示，進行ΡΜΙΡΚ的下方正型光阻 層203之圖案化（曝光及顯影）。使用相同的曝光裝置， 藉著使用截止濾、光片而以曝光波長270至330奈米的光線用 於選選擇性地進行照射。顯影藉由甲基異丁基酮進行。然 後，如第9G圖所示，使用用於第一個具體例的樹脂複合材 ϋ料1排放部形成層204，以便覆蓋經圖案化的下方正型光阻 層203及上方正型光阻層221。 爲了形成此層2 0 4 ’將樹脂複合材料1溶在甲基異丁基 酮及6 0質量％密度的二甲苯的溶劑混合物中，使用旋塗將 所得的液體施於基材。藉著使用90 °C下的加熱板進行預烘 烤3分鐘。以Canon有限公司的Mask對準器MPA-600 Super 作爲曝光裝置，並進行3 J/cm2的曝光。之後將該結構浸在 二甲苯中6 0秒以供顯影，然後在1 〇 〇 °C下烘烤1小時以提高 排放部形成材料的黏著力。之後，爲排放部形成材料2〇4 -31 - (28) 1260276 進彳了墨水排放部2 0 9的圖案曝光及顯影。任何曝光裝置都 可用於圖案曝光，儘管未圖示，但曝光製程的期間仍使用 防止光線投射到要成爲墨水排放部的部分。 接著，儘管未圖示，在流道結構材料層上塗佈環化的 異戊二烯以防止該材料層受到鹼溶液影響。關於此材料， 使用Tokyo Ohka Kogyo有限公司販售的OBC。接著，將矽 基材浸在83 t之具有22質量％的氫化四甲基銨溶液（ φ TMAH )中13小時，並形成墨水供應用的貫通孔（未圖示 )。再者，預先使氮化矽，其係用作供形成墨水供應孔用 之光罩及薄膜，在矽基材中形成圖案。在此異方性蝕刻完 成之後，將矽基材裝設於乾式蝕刻裝置上以反面朝上，並 藉由5%氧氣混合CF4的蝕刻劑移除該薄膜。然後，將矽基 材浸於二甲苯以移除OBC。 接下來，如第9 Η圖所示，藉著使用低壓水銀燈，以波 長範圍3 0 0奈米或更低的離子化輻射2 0 8透過排放部形成材 Φ料2 0 4投射到整個基材上，並使Ρ Μ I Ρ Κ的上方正型光阻劑 及Ρ ( Μ M A - M A A )的下方正型光阻劑分解。離子化的量爲 50 J/cm2 〇 之後，將矽基材2 02浸在乳酸甲酯中以全面地移除模 子光阻劑，如第9 I圖的垂直截面示意圖所示。同時，將矽 基材202置於200 MHz的百萬赫茲管中以降低洗提時間。透 過此製程，形成包括排放部的墨水流道2 1 1 ’並藉此’獲 得墨水排放元件，其中來自各墨水流道2 1 I的墨水經由墨 水供應孔21 0導入各排放室，並藉加熱器自排放部209排放 -32- (29) 1260276 出去。所得到的排放部2 0 9尺寸爲φ 6微米，OH高度爲25微 米。因爲流道高度爲丨5微米，且形成於加熱器上的p ( MMA-MAA )膜厚度爲5微米，所以〇p厚度爲5微米。 (第五個具體例） 使用本發明的第四個具體例的方法製造具第〗〇圖所示 結構的噴墨頭。根據本發明第五個具體例，如第i 〇圖所示 d ’從墨水供應部3 1 0的開口邊緣3 1 0a到墨水供應部側的排 放室31 1末端3 lla之水平距離子（l )爲80微米。從墨水供 應部側的排放室3 1 1末端3 1 1 a朝向墨水供應部3 1 0側50微米 的距離（3 1 2a )處形成墨水流道牆壁3丨2，並分開個別的 排放元件。再者，墨水流道高度（Η )爲1 5微米，且從基 材3 0 1表面到排放部形成材料3 〇 7表面的距離（〇 η )爲2 6 微米。如第10圖所示，墨水排放部3 09a及3 09b，與它間之 間的墨水供應部設置在一起的尺寸分別地爲φ 6微米及φ 1 2 #微米’並配合排放的墨水量而設置加熱器。個別排放部排 放的墨水量爲0 · 5 p 1及2 · 〇 p 1。2 5 6個噴嘴依相對於第1 〇圖 的紙平面之垂直方向以4 2.3微米的間距呈Z字形的形式（ 未圖示）設置。要注意在第1〇圖中參考編號3〇2表示加熱 器且3 07 a表示排放部形成材料3〇7提供的橫樑。〇P厚度（ OP )爲5微米。 (第六個具體例） 使用本發明的第四個具體例的方法製造具第1 1圖所示 -33- (30) 1260276 結構的噴墨頭。根據本發明第六個具體例，如第11圖所示 ，從墨水供應部3 1 0的開口邊緣3 1 0 a到墨水供應部側的排 放室3 11末端3 1 1 a之水平距離子（L )爲80微米。從墨水供 應部側的排放室3 1 1末端3 1 1 a朝向墨水供應部3 1 0側50微米 的距離（3 1 2 a )處形成墨水流道牆壁3 1 2，並分開個別的 排放元件。再者’墨水流道高度（Η )爲1 5微米’且從基 材3 0 1表面到排放部形成材料3 0 7表面的距離（〇Η )爲2 5 微米。如第1 1圖所示，墨水排放部3 0 9 a及3 0 9 b，與它間之 間的墨水供應部設置在一起的尺寸分別地爲Φ 3微米及φ 1 6 微米，並配合排放的墨水量而設置加熱器。個別排放部排 放的墨水量爲〇·2 pi及5.0 pi。2 5 6個噴嘴依相對於第1 1圖 的紙平面之垂直方向以42 · 3微米的間距呈Z字形的形式（ 未圖示）設置。要注意在第11圖中參考編號3 02表示加熱 器且3 07 a表示排放部形成材料3 07提供的橫樑。〇P厚度（ OP )爲5微米。 (第七個具體例） 使用本發明的第四個具體例的方法製造具第1 2圖所示 結構的噴墨頭。根據本發明第七個具體例，如第1 2圖所示 ，從墨水供應部3 1 0的開口邊緣3 1 0a到墨水供應部側的排 放室31 1末端3 11a之水平距離子（L )爲80微米。從墨水供 應部側的排放室3 1 1末端3 1 1 a朝向墨水供應部3 1 0側5 0微米 的距離（3 1 2a )處形成墨水流道牆壁3 1 2，並分開個別的 排放元件。再者，墨水流道高度（Η )爲1 5微米，且從基 -34 - (31) 1260276 材3 0 1表面到排放部形成材料3 〇 7表面的距離（〇 H )爲2 6 微米。如第1 2圖所示，璺水排放部3 〇 9 a及3 〇 9 b，與它間之 間的墨水供應部設置在一起，的尺寸分別地爲φ 7微米及φ 1 1微米，並配/口排放的墨水量而設置加熱器。個別排放部 排放的墨水量爲〇 . 6 p 1及2 . 〇 p丨。2 5 6個噴嘴依相對於第i 2 圖的紙平面之垂直方向以42.3微米的間距呈Z字形的形式 (未圖示）設置。OP厚度（0P)爲5微米。 (本發明的功效之確認） 爲了確認本發明所得到的功效，在第一個具體例中， 將1J列表機（Canon有限公司的pixuS56〇i)的1：[頭製成（ 1)以含有充當樹脂成分的甲基丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯 之共聚物的正型光阻劑複合材料作爲固體層形成材料的模 式，（2)以聚甲基異丙烯基酮（〇UDR)作爲固體層形成 材料的模式；及（3 )以〇 · 1重量％的三乙醇胺加到聚甲基 _異丙稀基酮（0UDR)的正型光阻劑複合材料作爲固體層 I成材料的模式。固體層形成材料以外的配置與第一個具 體相同。製備的IJ頭之噴嘴外形如表1所述。 表1 固體層材料 流道局度(固體層厚度） ΟΡ厚度 排放部直徑 ΡΜΜΑ共聚物 15微米 6微米 Φ 8微米 比較1 ·~— ODUR 15微米 6微米 Φ8微米 比較2 ——-_ ODUR+三乙醇胺 15微米 6微米 Φ 8微米 -35- (32) 1260276 將這些頭裝設在U列表機上，並根據紙張上形成的點 陣列評估點失準（misalignment )。結果示於表2中。 表2 — 固體層材料 列印率 本發明的結構 Ρ Μ Μ A共聚物 9 6% 比較1 ODUR 4 0% 比較2 ODUR+三乙醇胺 5 5% *列印率··在使用列表機的列印檢查中，（m/n ) X 1 〇〇 的値，其中η表示頭組合當中頭的數目，且m表示其點失準 値爲s且在5微米以內的頭的數目。 參照表2，列印點失準似乎是受到具本發明以外的結 構之IJ頭中發生渣滓所影響。具本發明的結構之IJ頭中發 生的列印失效爲在頭組合製程（裝配製程）中進入的灰塵 造成點滴未從噴嘴的一部分飛行的現象（稱爲未排放現象 )° 如上所述，根據本發明，因爲陽離子光聚合抑制劑與 屬於透過陽離聚合而使用的排放部形成材料之可光固化複 合材料混合，並使用甲基丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯沈積成 爲排放部的部分及負責界面的固體層。因此，與傳統的步 驟相比製造步驟實質上並無改變，且可提供沒有渣滓的不 貴噴墨頭。再者，提供兩個固體層，且以乙烯基酮光可降 解的巨分子化合物或聚甲基異丙烯基酮用於下層，同時以 甲基丙烯酸與甲基丙烯酸酯的共聚物用於上層，且該排放 -36- (33) 1260276 部形成材料含有至少陽離子性可聚合的化學化合物、陽離 子光聚合起始劑及陽離子光聚合抑制劑。結果，可提供不 貴的液體射出頭，而其與傳統的步驟相比製造步驟實質上 並無改變且沒有渣滓發生，且其中沿著排放部下方的流道 準5産地形成可降低液體流動阻抗之比基材側上的流道部分 更小的中間室。 φ 【圖式簡單說明】 第ΙΑ、1B、1C、1D及1E圖爲顯示根據本發明的第一 個具體例形成墨水流道的方法之圖式； 第2圖爲顯示用於本發明的p(pmMA-MAA)的吸收光 譜之圖式； 第3圖爲顯示用於本發明的樹脂組成物1的吸收光譜之 圖式； 第4A、4B' 4C、4D、4E及4F圖爲用於解釋供形成本 φ發明可應用的固體層之例示性方法之圖式； 第5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G及5H圖爲顯示供形 成根據本發明的第二個具體例之墨水流道的方法之圖式； 第6A、6B、6C、6D、6E、6F及6G爲顯示供形成根據 本發明的第三個具體例之墨水流道的方法之圖式； 第7圖爲用於解釋曝光裝置的波長與其用於根據本發 明的液體排放頭製法的照度之間的相互關係； 第8圖爲顯示使用本發明的液體排放頭製法製造的噴 墨頭單元之說明性圖式； -37- (34) 1260276 第 9A、9B、9C、9D、9E' 9F、9G、9H 及 91 圖爲顯示 ί共M 1¾根據本發明的第四個具體例之墨水流道的方法之圖 式； 第1 〇圖爲根據本發明的第五個具體例之噴墨頭的說明 性截面示意圖； 第1 1圖爲根據本發明的第六個具體例之噴墨頭的說明 性截面示意圖； 第1 2圖爲根據本發明的第七個具體例之噴墨頭的說明 性截面示意圖； 第13A、13B及13C圖爲供排放小液滴用之傳統噴嘴外 形的槪略截面示意圖；及 第14A及14B爲明確地解釋渣滓發生現象的圖式。 【主要元件符號說明】 A 照射光線 D 吸收波長範圍 E 曝光裝置 L 水平距離 Η 墨水流道高度 ΟΗ 距離 ΟΡ ΟΡ厚度 ΜΗ流道高度 1 矽基材 2 熱孳生裝置 -38- (35) (35)1260276 3 正型光阻層 4 負型光阻層 5 氮化物膜 6 樹脂 7 排放部 8 流道 9 墨水供應部 I 〇 下方層之上表面的一部分 II 基材 1 1 a排放能量產生裝置 12 正型光阻層 13 正型光阻層 1 4 a光敏性撥水層 14 塗佈樹脂層 15 光罩圖案 16 光罩 17 光罩 18 光罩 19 環化的異戊二烯 20 貫通孔 2 1 流道 201液體排放能量產生裝置 2 0 2基材 2 0 3正型光阻層 -39- (36) 1260276 2 04排放部形成層 2 0 5 光罩

2 0 7流道結構材料 2 0 8離子化輻射 2 0 9排放部 2 1 0墨水供應孔 2 1 1墨水流道 2 1 2墨水排放元件 2 1 3可卸式墨水槽 214 TAB膜 2 1 5電力連結導線 221正型光阻層 301 基材 3 02加熱器

3 07排放部形成材料 3 0 7 a橫樑 3 09 a墨水排放部 3 0 9 b墨水排放部 310a開口邊緣 3 1 0墨水供應部 3 1 1排放室 3 11 a排放室末端 3 1 2墨水流道牆壁 3 1 2 a距離 -40- (37) (37)1260276 8 0 1 基材 8 02熱孳生電阻器 8 0 7墨水流道形成組件 8 〇 9排放部 8〇9a排放部8 0 9下部 8 2 0 渣滓 901 基材 902熱孳生電阻器 907流道形成組件 909排放部 -41 -

Claims (1)

1. (1) 1260276 十、申請專利範圍 1 · 一種液體排放頭之製法，其包括下列步驟： 形成固體層以供基材上形成流道之用，而該基材上設 置能量產生元件以產生用以排放液體的能量； 在裝設固體層的基材上形成供塗覆該固體層用之塗層 5 在形成於該固體層上的塗層中，經由光微影方法，形 Φ 成用於排放液體的排放部；以及 移除該固體層而形成與該能量元件及該排放部連通的 流道， 其中用於該塗層的材料包含陽離子性可聚合的化學化 合物、陽離子光聚合起始劑及陽離子光聚合抑制劑，且 其中與該塗層的排放部的一部分一起形成邊界的固體 層之材料包含甲基丙烯酸與甲基丙烯酸酯的共聚物。 2.如申請專利範圍第1項之製法，其中該固體層與該 φ 塗層之間的邊界係由甲基丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的共聚 物構成。 3 ·如申請專利範圍第1項之製法，其中該甲基丙烯酸 與甲基丙烯酸酯的共聚物的重量平均分子量爲50000至 3 000 00及甲基丙烯酸含量比爲5至30重量％。 4 .如申請專利範圍第1項之製法，其中該陽離子光聚 合抑制劑爲具有一對非共享電子的鹼性材料。 5 .如申請專利範圍第4項之製法，其中該陽離子光聚 合抑制劑爲具有一對非共享電子的含氮化合物。 -42- (2) 1260276 6 ·如申請專利範圍第5項之製法，其中該陽離子光聚 合抑制劑爲胺化合物。 7 ·如申請專利範圍第1項之製法，其中形成該固體層 的步驟包括下列步驟： 在該基材上，形成第一種正型光敏性材料層，而其係 暴露於第一個波長的離子化輻射底下， 在該第一種正型光敏性材料層上，形成第二個正型光 • 敏性材料層，而其係暴露於與該第一個波長不同之第二個 波長的離子化輻射底下， 令該第二個波長的離子化輻射照射在形成第一個與第 二個正型光敏性材料層的基材上，並在該第二個正型光敏 性材料層上形成想要的圖案，以及 令該第一個波長的離子化輻射照射在形成第一個與第 二個正型光敏性材料層的基材，並在該第一種正型光敏性 材料層上形成想要的圖案；其中該第二個正型光敏性材料 •層與該塗層一同形成邊界。 8 ·如申請專利範圍第7項之製法，其中供形成該第一 種正型光敏性材料層用之材料包含聚甲基異丙烯基酮。 9. 一種液體排放頭，其係藉由申請專利範圍第1至8 項中任一項之製法製造，其中用於形成供該液體排放頭用 之排放部的排放部形成材料包含陽離子性可聚合的化學化 合物、陽離子光聚合起始劑及陽離子光聚合抑制劑。 -43-