JP2007190776A

JP2007190776A - Method for manufacturing liquid jet head

Info

Publication number: JP2007190776A
Application number: JP2006010427A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsuzawa; 明松沢; Mutsuhiko Ota; 睦彦太田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】製造工程を簡略化してコストを低減した液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】シリコン基板からな流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面側に接合されたリザーバ形成基板３０とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、リザーバ形成基板３０の流路形成基板に接合される一方面とは反対側の他方面に、少なくともリザーバ部が開口する領域を覆う防壁膜１３１を形成する工程と、リザーバ形成基板３０にリザーバ部３１を形成する工程と、流路形成基板の一方面にリザーバ形成基板３０を接合する工程と、流路形成基板の他方面側からウェットエッチングすることにより、圧力発生室及び連通部を形成する工程と、防壁膜１３１を除去する工程とを具備する。
【選択図】図５A manufacturing method of a liquid ejecting head in which the manufacturing process is simplified and the cost is reduced is provided.
A method of manufacturing a liquid jet head comprising a flow path forming substrate made of a silicon substrate and a reservoir forming substrate 30 bonded to one side of the flow path forming substrate. Forming a barrier film 131 covering at least a region where the reservoir portion is open on the other surface opposite to the one surface bonded to the flow path forming substrate, and forming a reservoir portion 31 on the reservoir forming substrate 30; Bonding the reservoir forming substrate 30 to one surface of the flow path forming substrate, forming the pressure generating chamber and the communication portion by wet etching from the other surface side of the flow path forming substrate, and the barrier film 131 Removing.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid, and more particularly, to a method for manufacturing an ink jet recording head that ejects ink as a liquid.

液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合され連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。 As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening and a communication portion communicating with the pressure generation chamber are formed, and one of the flow path forming substrates is provided. Some include a piezoelectric element formed on the surface side, and a reservoir forming substrate having a reservoir portion that is joined to the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side and forms a part of the reservoir together with the communication portion (for example, Patent Document 1).

このようなリザーバ形成基板が接合されたインクジェット式記録ヘッドの製造方法としては、例えば、リザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を流路形成基板の一方面に接合後、流路形成基板を他方面側からウェットエッチングすることにより圧力発生室及び連通部を形成していた。このような製造方法では、流路形成基板に圧力発生室及び連通部を形成する際に、エッチング液が連通部及びリザーバ部を介してリザーバ形成基板側に流れ出て、リザーバ形成基板の接合面とは反対側の面に設けられた駆動回路を実装する駆動配線にエッチング液が付着して、駆動配線の断線等の不良が発生してしまう。 As a method of manufacturing an ink jet recording head having such a reservoir forming substrate bonded, for example, after the reservoir forming substrate on which the reservoir portion is formed is bonded to one surface of the flow channel forming substrate, the flow channel forming substrate is bonded to the other surface. The pressure generating chamber and the communication portion were formed by wet etching from the side. In such a manufacturing method, when the pressure generating chamber and the communication portion are formed on the flow path forming substrate, the etching solution flows out to the reservoir forming substrate side via the communication portion and the reservoir portion, and the bonding surface of the reservoir forming substrate The etching liquid adheres to the drive wiring for mounting the drive circuit provided on the opposite surface, and defects such as disconnection of the drive wiring occur.

このため、リザーバ部の形成されたリザーバ形成基板を流路形成基板に接合した後、リザーバ形成基板の他方面に保護シートを貼付してから、流路形成基板をウェットエッチングすることにより圧力発生室及び連通部を形成していた。 For this reason, after joining the reservoir forming substrate on which the reservoir portion is formed to the flow path forming substrate, a protective sheet is attached to the other surface of the reservoir forming substrate, and then the flow path forming substrate is wet-etched to thereby generate a pressure generating chamber. And the communication part was formed.

しかしながら、リザーバ形成基板に貼付した保護シートを除去する際に、駆動配線を保護する駆動配線用保護シートがさらに必要になり、製造工程が増大してコストが増大すると共に、駆動配線用保護シートを剥がした際に残留した異物などにより、駆動配線と駆動回路との接続不良が発生してしまうという問題がある。 However, when the protective sheet affixed to the reservoir forming substrate is removed, a driving wiring protective sheet for protecting the driving wiring is further required, which increases the manufacturing process and increases the cost. There is a problem that a connection failure between the drive wiring and the drive circuit occurs due to foreign matters remaining after peeling.

なお、このような問題はインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在する。 Such a problem exists not only in a manufacturing method of an ink jet recording head that discharges ink droplets but also in a manufacturing method of a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.

特開２０００−２９６６１６号公報（第７〜１０頁、第１〜２図）JP 2000-296616 A (pages 7 to 10 and FIGS. 1 and 2)

本発明はこのような事情に鑑み、製造工程を簡略化してコストを低減した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a liquid jet head in which the manufacturing process is simplified and the cost is reduced.

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、シリコン基板からなり液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室及び当該圧力発生室に連通する連通部が形成されると共に前記圧力発生室に液体を噴射させるための圧力変化を付与する圧力発生手段を有する流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面側に接合されて前記連通部に連通してリザーバの一部を構成する厚さ方向に貫通するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記リザーバ形成基板の前記流路形成基板に接合される一方面とは反対側の他方面に、少なくとも前記リザーバ部が開口する領域を覆う防壁膜を形成する工程と、前記リザーバ形成基板に前記リザーバ部を形成する工程と、前記流路形成基板の一方面に前記リザーバ形成基板を接合する工程と、前記流路形成基板の他方面側からウェットエッチングすることにより、前記圧力発生室及び前記連通部を形成する工程と、前記防壁膜を除去する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第１の態様では、流路形成基板をウェットエッチングして圧力発生室及び連通部を形成する際のエッチング液が、防壁膜によってリザーバ形成基板の表面に回り込むのを防止することができ、リザーバ形成基板の他方面側がエッチングされるのを防止することができる。また、リザーバ形成基板に保護シートを貼付する必要がなくなり、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems, a pressure generating chamber made of a silicon substrate and communicating with a nozzle opening for ejecting a liquid and a communicating portion communicating with the pressure generating chamber are formed, and the pressure generating chamber is formed in the pressure generating chamber. A flow path forming substrate having a pressure generating means for applying a pressure change for ejecting liquid, and a thickness that is bonded to one surface side of the flow path forming substrate and communicates with the communication portion to constitute a part of the reservoir. A liquid jet head manufacturing method comprising: a reservoir forming substrate having a reservoir portion penetrating in a vertical direction, wherein the other surface of the reservoir forming substrate is opposite to the one surface bonded to the flow path forming substrate. Forming a barrier film covering at least the region where the reservoir portion opens, forming the reservoir portion on the reservoir forming substrate, and forming the reservoir on one surface of the flow path forming substrate. A step of bonding a substrate forming substrate, a step of forming the pressure generating chamber and the communication portion by wet etching from the other surface side of the flow path forming substrate, and a step of removing the barrier film. The present invention is directed to a method of manufacturing a liquid jet head.
In the first aspect, it is possible to prevent the etchant used when wet-etching the flow path formation substrate to form the pressure generation chamber and the communication portion from flowing around the surface of the reservoir formation substrate by the barrier film. It is possible to prevent the other surface side of the formation substrate from being etched. Further, it is not necessary to attach a protective sheet to the reservoir forming substrate, and the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

本発明の第２の態様は、前記リザーバ形成基板に前記防壁膜を形成する工程では、前記リザーバ形成基板の他方面側に、前記圧力発生手段を駆動する駆動回路が実装される駆動配線を形成すると共に当該防壁膜を形成することを特徴とする第１の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第２の態様では、防壁膜によって、流路形成基板をエッチングする際に駆動配線がエッチング液にさらされるのを防止して、駆動配線の電気腐食による剥がれ及び断線を確実に防止することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the step of forming the barrier film on the reservoir forming substrate, a driving wiring on which a driving circuit for driving the pressure generating means is mounted is formed on the other surface side of the reservoir forming substrate. In addition, the present invention provides the liquid jet head manufacturing method according to the first aspect, wherein the barrier film is formed.
In the second aspect, the barrier film prevents the drive wiring from being exposed to the etching solution when the flow path forming substrate is etched, thereby reliably preventing the drive wiring from being peeled off and disconnected. it can.

本発明の第３の態様は、前記リザーバ形成基板に前記防壁膜を形成する工程では、前記駆動配線を形成した後に当該防壁膜を前記リザーバ形成基板の他方面側の全面に亘って形成することを特徴とする第２の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第３の態様では、防壁膜によってリザーバ形成基板にリザーバ部を形成した際のエッチング液に駆動配線がさらされるのを防止して、駆動配線の電気腐食による剥がれ及び断線を防止することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the step of forming the barrier film on the reservoir forming substrate, the barrier film is formed over the entire other surface of the reservoir forming substrate after the drive wiring is formed. The method of manufacturing the liquid jet head according to the second aspect characterized by the above.
In the third aspect, it is possible to prevent the drive wiring from being exposed to the etching solution when the reservoir portion is formed on the reservoir forming substrate by the barrier film, and to prevent the drive wiring from being peeled off and disconnected. .

本発明の第４の態様は、前記防壁膜を形成する工程では、金属、金属酸化膜、金属窒化膜又は有機化合物からなる当該防壁膜を形成することを特徴とする第１〜３の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第４の態様では、所定の防壁膜によってエッチング液の回り込みを確実に防止できる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the step of forming the barrier film, the barrier film made of a metal, a metal oxide film, a metal nitride film, or an organic compound is formed. The method of manufacturing a liquid jet head according to the above aspect.
In the fourth aspect, the predetermined barrier wall film can surely prevent the etchant from flowing around.

本発明の第５の態様は、前記リザーバ形成基板に前記防壁膜を形成する工程では、当該防壁膜と前記駆動配線とを同時に同一層で形成することを特徴とする第２の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第５の態様では、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the step of forming the barrier film on the reservoir forming substrate, the barrier film and the drive wiring are simultaneously formed in the same layer. There is a method for manufacturing a head.
In the fifth aspect, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

本発明の第６の態様は、前記防壁膜を形成する工程では、金からなる当該防壁膜を形成することを特徴とする第５の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第６の態様では、駆動配線の導電性を確保しつつ、防壁膜によるエッチング液の回り込みを防止することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid jet head manufacturing method according to the fifth aspect, in the step of forming the barrier film, the barrier film made of gold is formed.
In the sixth aspect, it is possible to prevent the etching solution from flowing around by the barrier film while ensuring the conductivity of the drive wiring.

本発明の第７の態様は、前記防壁膜を除去する工程では、ドライエッチングにより行うことを特徴とする第１〜６の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第７の態様では、防壁膜をドライエッチングにより選択的に除去することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to sixth aspects, the step of removing the barrier film is performed by dry etching.
In the seventh aspect, the barrier film can be selectively removed by dry etching.

本発明の第８の態様は、前記リザーバ形成基板を前記流路形成基板に接合する工程の前に、少なくとも前記リザーバ部の内面に前記流路形成基板をエッチングする際のエッチング液に対して耐エッチング性を有する耐エッチング膜を形成することを特徴とする第１〜７の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第８の態様では、耐エッチング膜によって、流路形成基板をエッチングした際にリザーバ部の内面がエッチングされるのを確実に防止することができる。 According to an eighth aspect of the present invention, before the step of joining the reservoir forming substrate to the flow path forming substrate, at least the inner surface of the reservoir section is resistant to an etching solution when etching the flow path forming substrate. The method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to seventh aspects is characterized in that an etching resistant film having etching properties is formed.
In the eighth aspect, the etching resistant film can surely prevent the inner surface of the reservoir portion from being etched when the flow path forming substrate is etched.

本発明の第９の態様は、前記防壁膜を形成する工程では、当該防壁膜をスパッタリング法により形成することを特徴とする第１〜８の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第９の態様では、防壁膜を容易に且つコストを低減して形成することができる。 According to a ninth aspect of the present invention, in the liquid jet head manufacturing method according to any one of the first to eighth aspects, the barrier film is formed by a sputtering method in the step of forming the barrier film. .
In the ninth aspect, the barrier film can be formed easily and at a reduced cost.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの要部平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of an essential part of the ink jet recording head and a sectional view taken along line AA ′. .

図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述するリザーバ形成基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。 As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment, and one surface thereof is made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation. An elastic film 50 of 5 to 2 μm is formed. In the flow path forming substrate 10, a plurality of pressure generating chambers 12 partitioned by a partition wall 11 are arranged in parallel in the width direction. In addition, a communication portion 13 is formed in a region outside the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10, and the communication portion 13 and each pressure generation chamber 12 are provided for each pressure generation chamber 12. Communication is made via a supply path 14. The communication portion 13 communicates with a reservoir portion of a reservoir forming substrate, which will be described later, and constitutes a part of a reservoir that serves as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12. The ink supply path 14 is formed with a narrower width than the pressure generation chamber 12, and maintains a constant flow path resistance of ink flowing into the pressure generation chamber 12 from the communication portion 13.

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２等を形成する際のマスク膜５１を介して各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、後述するマスク膜５１を介して接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。 Further, the opening surface side of the flow path forming substrate 10 communicates with the vicinity of the end of each pressure generating chamber 12 opposite to the ink supply path 14 via the mask film 51 when forming the pressure generating chamber 12 and the like. The nozzle plate 20 in which the nozzle openings 21 are formed is fixed by an adhesive, a heat welding film, or the like via a mask film 51 described later. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.01 to 1 mm, a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to 4.5 [× 10 ⁻⁶ / ° C.], glass ceramics, silicon It consists of a single crystal substrate or stainless steel.

一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）等からなり厚さが例えば、約０．３〜０．４μｍの絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．１〜０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約０．５〜５μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とからなる圧電素子３００が形成されている。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。 On the other hand, an elastic film 50 made of silicon dioxide and having a thickness of, for example, about 1.0 μm is formed on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10. For example, an insulator film 55 made of zirconium oxide (ZrO ₂ ) or the like and having a thickness of, for example, about 0.3 to 0.4 μm is laminated. Further, on the insulator film 55, the lower electrode film 60 with a thickness of, for example, about 0.1 to 0.2 μm, the piezoelectric layer 70 with a thickness of, for example, about 0.5 to 5 μm, and a thickness For example, the piezoelectric element 300 including the upper electrode film 80 of about 0.05 μm is formed. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one electrode of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In any case, a piezoelectric active part is formed for each pressure generating chamber 12.

また、本実施形態では、下電極膜６０の圧力発生室１２の長手方向の端部を圧力発生室１２に相対向する領域内に設けることで、圧電素子３００の実質的な駆動部となる圧電体能動部の長手方向の端部（長さ）を規定している。また、圧電体層７０及び上電極膜８０の圧力発生室１２の幅方向の端部を圧力発生室１２に相対向する領域内に設けることで、圧電体能動部の短手方向の端部（幅）を規定している。すなわち、圧電体能動部は、パターニングされた下電極膜６０及び上電極膜８０によって、圧力発生室１２に相対向する領域にのみ設けられていることになる。 In the present embodiment, the piezoelectric electrode 300 serving as a substantial driving unit of the piezoelectric element 300 is provided by providing the longitudinal end of the pressure generating chamber 12 of the lower electrode film 60 in a region opposite to the pressure generating chamber 12. The longitudinal end (length) of the body active part is defined. Further, by providing end portions in the width direction of the pressure generation chamber 12 of the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 in regions opposite to the pressure generation chamber 12, end portions in the short direction of the piezoelectric active portion ( Width). That is, the piezoelectric active part is provided only in a region facing the pressure generation chamber 12 by the patterned lower electrode film 60 and upper electrode film 80.

また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、本実施形態では、下電極膜６０を複数の圧電素子３００の並設方向に亘って設け、下電極膜６０の圧力発生室１２の長手方向の端部を、圧力発生室１２に相対向する位置となるように設けた。また、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。 In addition, here, the piezoelectric element 300 and the diaphragm that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as an actuator device. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is provided across the direction in which the plurality of piezoelectric elements 300 are arranged in parallel, and the end of the lower electrode film 60 in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 is opposed to the pressure generation chamber 12. It was provided so that it would be a position to do. In the above-described example, the elastic film 50, the insulator film 55, and the lower electrode film 60 function as a diaphragm. However, the present invention is not limited to this. For example, the elastic film 50 and the insulator film 55 are provided. Instead, only the lower electrode film 60 may act as a diaphragm.

さらに、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。 Further, each upper electrode film 80 that is an individual electrode of the piezoelectric element 300 is drawn from the vicinity of the end on the ink supply path 14 side and extended to the insulator film 55, for example, gold (Au) or the like. The lead electrode 90 which consists of is connected.

また、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３１が設けられたリザーバ形成基板３０が接着剤３４を介して接合されている。このリザーバ部３１は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。 On the flow path forming substrate 10 on which the piezoelectric element 300 is formed, a reservoir forming substrate 30 provided with a reservoir portion 31 in a region facing the communication portion 13 is bonded via an adhesive 34. As described above, the reservoir unit 31 communicates with the communication unit 13 of the flow path forming substrate 10 and constitutes the reservoir 100 serving as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12.

また、リザーバ形成基板３０には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。なお、圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。 In addition, the reservoir forming substrate 30 is provided with a piezoelectric element holding portion 32 having a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 in a region facing the piezoelectric element 300. In addition, the piezoelectric element holding part 32 should just have a space of the grade which does not inhibit the motion of the piezoelectric element 300, and the said space may be sealed or may not be sealed.

また、リザーバ形成基板３０には、また、リザーバ形成基板３０の圧電素子保持部３２とリザーバ部３１との間の領域には、リザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通する接続孔３３が設けられ、この接続孔３３内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出されている。 The reservoir forming substrate 30 is also provided with a connection hole 33 penetrating the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction in a region between the piezoelectric element holding portion 32 and the reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate 30. In this connection hole 33, a part of the lower electrode film 60 and the tip of the lead electrode 90 are exposed.

また、リザーバ形成基板３０上には、所定形状の駆動配線２１０が形成され、この駆動配線２１０上に圧電素子３００を駆動するための駆動回路２００が実装されている。この駆動回路２００としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路２００とリード電極９０とはボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線２２０を介して電気的に接続されている。 A drive wiring 210 having a predetermined shape is formed on the reservoir forming substrate 30, and a drive circuit 200 for driving the piezoelectric element 300 is mounted on the drive wiring 210. For example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) can be used as the drive circuit 200. The drive circuit 200 and the lead electrode 90 are electrically connected via a connection wiring 220 made of a conductive wire such as a bonding wire.

リザーバ形成基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。 As the reservoir forming substrate 30, it is preferable to use substantially the same material as the thermal expansion coefficient of the flow path forming substrate 10, for example, glass, ceramic material, etc. In this embodiment, silicon of the same material as the flow path forming substrate 10 It was formed using a single crystal substrate.

リザーバ形成基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。 A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the reservoir forming substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and the sealing film 41 seals one surface of the reservoir portion 31. It has been stopped. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。 In such an ink jet recording head of this embodiment, after taking ink from an external ink supply means (not shown) and filling the interior from the reservoir 100 to the nozzle opening 21, the pressure is applied according to the recording signal from the drive circuit. By applying a voltage between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the generation chamber 12 to bend and deform the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70, each pressure generation chamber. The pressure inside the nozzle 12 increases and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

ここで、インクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図７を参照して説明する。なお、図３〜図７は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。 Here, a manufacturing method of the ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views of the pressure generation chamber 12 in the longitudinal direction. First, as shown in FIG. 3A, a channel forming substrate wafer 110 which is a silicon wafer is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and a silicon dioxide film 52 constituting an elastic film 50 is formed on the surface thereof. To do. In this embodiment, a silicon wafer having a relatively thick film thickness of about 625 μm and a high rigidity is used as the flow path forming substrate wafer 110.

次に、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。 Next, as shown in FIG. 3B, an insulator film 55 made of zirconium oxide is formed on the elastic film 50 (silicon dioxide film 52). Specifically, after forming a zirconium (Zr) layer on the elastic film 50 (silicon dioxide film 52) by, for example, sputtering, the zirconium layer is thermally oxidized in a diffusion furnace at 500 to 1200 ° C., for example. Thus, the insulator film 55 made of zirconium oxide (ZrO ₂ ) is formed.

次に、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。 Next, as shown in FIG. 3C, for example, after the lower electrode film 60 is formed by laminating platinum and iridium on the insulator film 55, the lower electrode film 60 is patterned into a predetermined shape. .

次に、図４（ａ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、白金（Ｐｔ）又はイリジウム（Ｉｒ）等からなる上電極膜８０とを流路形成基板１０の全面に形成後、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。 Next, as shown in FIG. 4A, for example, a piezoelectric layer 70 made of lead zirconate titanate (PZT) or the like, and an upper electrode film 80 made of platinum (Pt) or iridium (Ir), for example. Are formed on the entire surface of the flow path forming substrate 10 and then patterned in a region facing each pressure generating chamber 12 to form the piezoelectric element 300. As a material of the piezoelectric layer 70 constituting the piezoelectric element 300, for example, a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT) or a metal such as niobium, nickel, magnesium, bismuth or yttrium is used. An added relaxor ferroelectric or the like is used. The method for forming the piezoelectric layer 70 is not particularly limited. For example, in this embodiment, a so-called sol in which a metal organic substance is dissolved and dispersed in a catalyst is applied, dried, gelled, and further fired at a high temperature. The piezoelectric layer 70 was formed by using a so-called sol-gel method for obtaining a piezoelectric layer 70 made of an oxide.

次に、図４（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０を形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して各圧電素子３００毎にパターニングする。 Next, as shown in FIG. 4B, after forming the lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110, for example, a mask pattern made of resist or the like. Patterning is performed for each piezoelectric element 300 via (not shown).

次に、リザーバ形成基板３０を形成する。具体的には、まず、図５（ａ）に示すように、シリコンウェハからなるリザーバ形成基板用ウェハ１３０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面にエッチングする際のマスクとなる二酸化シリコン膜３５を形成する。なお、本実施形態では、リザーバ形成基板用ウェハ１３０として厚さが約４００μｍ程度のものを用いた。 Next, the reservoir forming substrate 30 is formed. Specifically, first, as shown in FIG. 5A, a reservoir forming substrate wafer 130 made of a silicon wafer is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and is used as a mask when etching the surface thereof. A silicon film 35 is formed. In the present embodiment, the reservoir forming substrate wafer 130 having a thickness of about 400 μm is used.

次に、図５（ｂ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の一方面の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる駆動配線２１０を形成後、図示しないマスクパターンを介して所定形状にパターニングする。 Next, as shown in FIG. 5B, a drive wiring 210 made of, for example, gold (Au) or the like is formed over the entire surface of one surface of the reservoir forming substrate wafer 130, and then, through a mask pattern (not shown). To pattern into a predetermined shape.

次に、図５（ｃ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０が形成された一方面の全面に亘って、防壁膜１３１を形成する。防壁膜１３１としては、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）からなる貴金属やタンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）及びチタン（Ｔｉ）等の金属、金属酸化膜、金属窒化膜又は有機化合物等が挙げられる。また、防壁膜１３１は、例えば、スパッタリング法により高精度に形成することができる。 Next, as shown in FIG. 5C, a barrier film 131 is formed over the entire surface of one surface of the reservoir forming substrate wafer 130 on which the drive wiring 210 is formed. Examples of the barrier film 131 include noble metals such as platinum (Pt) and iridium (Ir), metals such as tantalum (Ta), nickel (Ni), chromium (Cr), and titanium (Ti), metal oxide films, and metal nitriding. Examples thereof include a film or an organic compound. Further, the barrier film 131 can be formed with high accuracy by, for example, a sputtering method.

次に、図５（ｄ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の他方面側の二酸化シリコン膜３５を所定形状にパターニングして、リザーバ形成基板用ウェハ１３０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、リザーバ部３１、圧電素子保持部３２及び接続孔３３等を形成する。このとき、リザーバ部３１は、防壁膜１３１に達するまでリザーバ形成基板用ウェハ１３０をウェットエッチングすることにより形成することにより、リザーバ部３１の一方の開口が防壁膜１３１により封止された状態となる。また、このリザーバ形成基板用ウェハ１３０のウェットエッチングでは、防壁膜１３１によって駆動配線２１０が封止されるため、駆動配線２１０がエッチング液にさらされることがなく、駆動配線２１０がエッチング液によって電気腐食することがなく剥離及び断線を防止することができると共に、駆動配線２１０を新たに保護シートで保護する必要がなく、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。 Next, as shown in FIG. 5D, the silicon dioxide film 35 on the other side of the reservoir forming substrate wafer 130 is patterned into a predetermined shape, and the reservoir forming substrate wafer 130 is used with an alkaline solution such as KOH. By performing anisotropic etching (wet etching), the reservoir portion 31, the piezoelectric element holding portion 32, the connection hole 33, and the like are formed. At this time, the reservoir 31 is formed by wet etching the reservoir forming substrate wafer 130 until it reaches the barrier film 131, so that one opening of the reservoir 31 is sealed with the barrier film 131. . Further, in the wet etching of the reservoir forming substrate wafer 130, the drive wiring 210 is sealed by the barrier film 131, so that the drive wiring 210 is not exposed to the etching solution, and the drive wiring 210 is electrically corroded by the etching solution. Thus, it is possible to prevent peeling and disconnection, and it is not necessary to newly protect the drive wiring 210 with a protective sheet, thereby simplifying the manufacturing process and reducing cost.

次に、図６（ａ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の防壁膜１３１が設けられた一方面とは反対側の他方面側を流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００側の面に接着剤３４を介して接合する。なお、このリザーバ形成基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、リザーバ形成基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。 Next, as shown in FIG. 6A, the other surface side of the reservoir forming substrate wafer 130 opposite to the one surface on which the barrier film 131 is provided is the piezoelectric element 300 side of the flow path forming substrate wafer 110. Are bonded to each other surface with an adhesive 34. Since the reservoir forming substrate wafer 130 has a thickness of, for example, about 400 μm, the rigidity of the flow path forming substrate wafer 110 is significantly improved by bonding the reservoir forming substrate wafer 130.

次に、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、さらにフッ硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハ１１０をエッチング加工した。 Next, as shown in FIG. 6B, after the flow path forming substrate wafer 110 is polished to a certain thickness, it is further wet-etched with hydrofluoric acid to thereby remove the flow path forming substrate wafer 110 to a predetermined level. Make it thick. For example, in this embodiment, the flow path forming substrate wafer 110 is etched so as to have a thickness of about 70 μm.

次いで、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５１を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図７（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をマスク膜５１を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。 Next, as shown in FIG. 6C, a mask film 51 made of, for example, silicon nitride (SiN) is newly formed on the flow path forming substrate wafer 110 and patterned into a predetermined shape. Then, as shown in FIG. 7A, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) using an alkaline solution such as KOH through the mask film 51, whereby the piezoelectric element 300 is formed. Corresponding pressure generation chambers 12, communication portions 13, ink supply paths 14 and the like are formed.

このとき、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の一方面には、防壁膜１３１が形成され、リザーバ部３１が防壁膜１３１によって封止されているため、流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングする際のエッチング液がリザーバ部３１を介してリザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０側に回り込むのを防止することができる。これにより、駆動配線２１０がエッチング液によって電気腐食することがなく、駆動配線２１０の剥がれ及び断線などの不具合を防止することができると共に、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０が設けられた面がエッチングされるのを防止することができる。 At this time, since the barrier film 131 is formed on one surface of the reservoir forming substrate wafer 130 and the reservoir portion 31 is sealed by the barrier film 131, etching for etching the flow path forming substrate wafer 110 is performed. It is possible to prevent the liquid from flowing into the drive wiring 210 side of the reservoir forming substrate wafer 130 via the reservoir portion 31. Thereby, the drive wiring 210 is not electrically corroded by the etching solution, and it is possible to prevent problems such as peeling and disconnection of the drive wiring 210 and the surface on which the drive wiring 210 of the reservoir forming substrate wafer 130 is provided. Can be prevented from being etched.

また、このとき、リザーバ部３１の内面もエッチング液にさらされるが、リザーバ部３１の内面がエッチング液にさらされる時間はとても短く、リザーバ部３１の内面はほとんどエッチングされることはない。 At this time, the inner surface of the reservoir unit 31 is also exposed to the etching solution, but the time during which the inner surface of the reservoir unit 31 is exposed to the etching solution is very short, and the inner surface of the reservoir unit 31 is hardly etched.

次に、図７（ｂ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０に形成された防壁膜１３１を除去する。本実施形態では、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の一方面側の全面をドライエッチングすることにより防壁膜１３１を除去した。なお、このドライエッチングでは、駆動配線２１０をエッチングすることなく防壁膜１３１のみを選択的にエッチングするエッチングガスを適宜選択して行う。 Next, as shown in FIG. 7B, the barrier film 131 formed on the reservoir forming substrate wafer 130 is removed. In this embodiment, the barrier film 131 is removed by dry-etching the entire surface on one side of the reservoir forming substrate wafer 130. This dry etching is performed by appropriately selecting an etching gas for selectively etching only the barrier film 131 without etching the drive wiring 210.

その後は、流路形成基板用ウェハ１１０及びリザーバ形成基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０のリザーバ形成基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、リザーバ形成基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。 Thereafter, unnecessary portions of the outer peripheral edge portions of the flow path forming substrate wafer 110 and the reservoir forming substrate wafer 130 are removed by cutting, for example, by dicing. The nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 is bonded to the surface of the flow path forming substrate wafer 110 opposite to the reservoir forming substrate wafer 130, and the compliance substrate 40 is attached to the reservoir forming substrate wafer 130. The ink jet recording head of this embodiment is obtained by bonding and dividing the flow path forming substrate wafer 110 and the like into the flow path forming substrate 10 and the like having one chip size as shown in FIG.

このように、本実施形態では、リザーバ形成基板用ウェハ１３０に防壁膜１３１を形成した後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０にリザーバ部３１等を形成し、その後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０と流路形成基板用ウェハ１１０とを接合して、流路形成基板用ウェハ１１０に連通部１３等を形成するようにしたため、リザーバ形成基板用ウェハ１３０にリザーバ部３１を形成する際に、防壁膜１３１がリザーバ部３１を封止して駆動配線２１０側にエッチング液が回り込むのを防止することができる。これにより、駆動配線２１０の電気腐食による剥がれ及び断線を防止することができると共に、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０側の面がエッチングされるのを防止することができる。 Thus, in this embodiment, after forming the barrier film 131 on the reservoir forming substrate wafer 130, the reservoir portion 31 and the like are formed on the reservoir forming substrate wafer 130, and then the reservoir forming substrate wafer 130 and the flow path are formed. Since the communicating portion 13 and the like are formed in the flow path forming substrate wafer 110 by bonding to the forming substrate wafer 110, the barrier film 131 is formed when the reservoir portion 31 is formed in the reservoir forming substrate wafer 130. The reservoir 31 can be sealed to prevent the etchant from flowing into the drive wiring 210 side. As a result, peeling and disconnection of the drive wiring 210 due to electric corrosion can be prevented, and etching of the surface on the drive wiring 210 side of the reservoir forming substrate wafer 130 can be prevented.

また、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２及び連通部１３等を形成する際に、リザーバ部３１が防壁膜１３１によって封止されているため、エッチング液がリザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０側に回り込むのを防止することができる。これにより、駆動配線２１０の電気腐食による剥がれ及び断線を防止することができると共に、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０側の面がエッチングされるのを防止することができる。このように、防壁膜１３１を設けることによって、リザーバ形成基板用ウェハ１３０及び流路形成基板用ウェハ１１０をウェットエッチングする際に駆動配線２１０等を保護する保護シートが不要となり製造工程を簡略化してコストを低減することができると共に、保護シートを剥がした際の異物による駆動配線２１０と駆動回路２００との接続不良等を防止して信頼性を向上することができる。 Further, when the pressure generating chamber 12 and the communication portion 13 are formed on the flow path forming substrate wafer 110, the reservoir portion 31 is sealed by the barrier film 131, so that the etching solution is added to the reservoir forming substrate wafer 130. It is possible to prevent wraparound to the drive wiring 210 side. As a result, peeling and disconnection of the drive wiring 210 due to electric corrosion can be prevented, and etching of the surface on the drive wiring 210 side of the reservoir forming substrate wafer 130 can be prevented. Thus, by providing the barrier film 131, a protective sheet for protecting the drive wiring 210 and the like is not required when the reservoir forming substrate wafer 130 and the flow path forming substrate wafer 110 are wet-etched, thereby simplifying the manufacturing process. The cost can be reduced and the reliability can be improved by preventing a connection failure between the drive wiring 210 and the drive circuit 200 due to the foreign matter when the protective sheet is peeled off.

（実施形態２）
図８は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

リザーバ形成基板３０の製造方法について説明する。まず、図８（ａ）に示すように、シリコンウェハからなるリザーバ形成基板用ウェハ１３０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面にエッチングする際のマスクとなる二酸化シリコン膜３５を形成する。 A method for manufacturing the reservoir forming substrate 30 will be described. First, as shown in FIG. 8A, a reservoir forming substrate wafer 130 made of a silicon wafer is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and a silicon dioxide film 35 is formed on the surface as a mask for etching. To do.

次に、図８（ｂ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の一方面の全面に亘って、金（Ａｕ）からなる金属膜１３２を形成後、所定形状にパターニングすることで、駆動配線２１０を形成する。また、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１が開口する領域に金属膜１３２を残留させることによって、リザーバ部３１の開口を覆う防壁膜１３１Ａを形成する。すなわち、防壁膜１３１Ａを、駆動配線２１０と同一層で且つ電気的に不連続となるように形成した。 Next, as shown in FIG. 8B, a metal film 132 made of gold (Au) is formed over the entire surface of one surface of the reservoir forming substrate wafer 130, and then patterned into a predetermined shape, thereby driving. A wiring 210 is formed. Further, by leaving the metal film 132 in a region where the reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate 30 is opened, a barrier film 131A that covers the opening of the reservoir portion 31 is formed. That is, the barrier film 131A is formed in the same layer as the drive wiring 210 and is electrically discontinuous.

次に、図８（ｃ）に示すように、二酸化シリコン膜３５を所定形状にパターニングして、リザーバ形成基板用ウェハ１３０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子保持部３２、リザーバ部３１及び接続孔３３等を形成した後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０と流路形成基板用ウェハ１１０とを接着剤３４を介して接合する。リザーバ形成基板用ウェハ１３０にリザーバ部３１等を形成する際に、リザーバ部３１が防壁膜１３１Ａによって封止されているため、リザーバ部３１を介してエッチング液が駆動配線２１０側に回り込むのを防止して、駆動配線２１０の電気腐食による剥離及び断線を防止することができる。 Next, as shown in FIG. 8C, the silicon dioxide film 35 is patterned into a predetermined shape, and the reservoir forming substrate wafer 130 is anisotropically etched (wet etching) using an alkaline solution such as KOH. Thus, after the piezoelectric element holding portion 32, the reservoir portion 31, the connection hole 33, and the like are formed, the reservoir forming substrate wafer 130 and the flow path forming substrate wafer 110 are bonded via the adhesive 34. When the reservoir portion 31 and the like are formed on the reservoir forming substrate wafer 130, the reservoir portion 31 is sealed by the barrier film 131A, so that the etching solution is prevented from flowing around the drive wiring 210 via the reservoir portion 31. Thus, peeling and disconnection due to electric corrosion of the drive wiring 210 can be prevented.

その後は、上述した実施形態１と同様に、図８（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０にマスク膜５１を形成し、流路形成基板用ウェハ１１０をマスク膜５１を介してウェットエッチングすることにより圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する。このとき、リザーバ形成基板用ウェハ１３０のリザーバ部３１は、防壁膜１３１Ａによって封止されているため、エッチング液がリザーバ部３１を介してリザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０側に回り込むのを防止することができる。これにより、駆動配線２１０の電気腐食による剥離及び断線するのを防止することができると共にリザーバ形成基板用ウェハ１３０の駆動配線２１０側がエッチングされるのを防止することができる。 Thereafter, as in the first embodiment described above, as shown in FIG. 8D, a mask film 51 is formed on the flow path forming substrate wafer 110, and the flow path forming substrate wafer 110 is interposed through the mask film 51. By performing wet etching, the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14 are formed. At this time, since the reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate wafer 130 is sealed with the barrier film 131A, the etching solution is prevented from flowing into the drive wiring 210 side of the reservoir forming substrate wafer 130 via the reservoir portion 31. Can be prevented. Thereby, it is possible to prevent the drive wiring 210 from being peeled off and disconnected due to electric corrosion, and to prevent the drive wiring 210 side of the reservoir forming substrate wafer 130 from being etched.

また、その後は、図示しないが、上述した実施形態１と同様に、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の防壁膜１３１Ａのみを選択的に除去する。防壁膜１３１Ａの除去は、例えば、ウェットエッチングにより選択的に行うことができる。 Thereafter, although not shown, only the barrier film 131A of the reservoir forming substrate wafer 130 is selectively removed as in the first embodiment. The removal of the barrier film 131A can be selectively performed by wet etching, for example.

なお、本実施形態では、リザーバ形成基板用ウェハ１３０に駆動配線２１０と防壁膜１３１Ａとを形成した後、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の全面に亘って金属膜１３２を形成した後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０と流路形成基板用ウェハ１１０とを接合して、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成した後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の金属膜１３２を所定形状にパターニングして駆動配線２１０を形成するようにしてもよい。これにより、さらに製造工程を簡略化してコストを低減することができる。 In this embodiment, after the drive wiring 210 and the barrier film 131A are formed on the reservoir forming substrate wafer 130, the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, the ink supply channel 14, and the like are provided on the flow path forming substrate wafer 110. However, the present invention is not limited to this. For example, after the metal film 132 is formed over the entire surface of the reservoir forming substrate wafer 130, the reservoir forming substrate wafer 130 and the flow path forming substrate wafer 110 are formed. After bonding, the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14 are formed on the flow path forming substrate wafer 110, and then the metal film 132 of the reservoir forming substrate wafer 130 is patterned into a predetermined shape to drive the wiring 210. May be formed. Thereby, the manufacturing process can be further simplified and the cost can be reduced.

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明は、上述の実施形態１に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１及び２では、リザーバ形成基板用ウェハ１３０にリザーバ部３１、圧電素子保持部３２及び接続孔３３等を形成した後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０と流路形成基板用ウェハ１１０とを接合し、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、リザーバ形成基板用ウェハ１３０にリザーバ部３１等を形成した後、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の少なくともリザーバ部３１が形成された内面に耐エッチング膜を形成するようにしてもよい。これにより、後の工程で、流路形成基板用ウェハ１１０をウェットエッチングして圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成した際に、エッチング液によってリザーバ形成基板用ウェハ１３０のリザーバ部３１の内面がエッチングされるのをさらに確実に防止することができる。なお、耐エッチング膜としては、例えば、二酸化シリコンや窒化シリコンなどを用いることができる。また、耐エッチング膜は、例えば、化学蒸着法（ＣＶＤ）によりリザーバ部３１の内面に形成することができる。 (Other embodiments)
The first embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the first embodiment described above. For example, in the first and second embodiments described above, after the reservoir portion 31, the piezoelectric element holding portion 32, the connection hole 33, and the like are formed in the reservoir forming substrate wafer 130, the reservoir forming substrate wafer 130 and the flow path forming substrate wafer are formed. 110, and the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14 and the like are formed in the flow path forming substrate wafer 110. However, the present invention is not particularly limited thereto. For example, the reservoir forming substrate wafer After forming the reservoir portion 31 and the like in 130, an etching resistant film may be formed on at least the inner surface of the reservoir forming substrate wafer 130 where the reservoir portion 31 is formed. Accordingly, when the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14 are formed by wet etching the flow path forming substrate wafer 110 in a later step, the reservoir of the reservoir forming substrate wafer 130 is etched by the etching solution. It is possible to more reliably prevent the inner surface of the portion 31 from being etched. For example, silicon dioxide or silicon nitride can be used as the etching resistant film. Further, the etching resistant film can be formed on the inner surface of the reservoir 31 by, for example, chemical vapor deposition (CVD).

また、例えば、上述した実施形態１及び２では、成膜及びリソグラフィ法を応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。 For example, in the first and second embodiments described above, the thin film type ink jet recording head manufactured by applying the film formation and the lithography method is taken as an example. However, the present invention is not limited to this. Also for thick film type ink jet recording heads formed by a method such as attaching a green sheet, or for longitudinal vibration type ink jet recording heads in which piezoelectric materials and electrode forming materials are alternately stacked to expand and contract in the axial direction. The present invention can be employed.

さらに、上述した実施形態１及び２では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 Further, in the first and second embodiments described above, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely intended for all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the invention can also be applied to a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

実施形態１に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of the recording head according to the first embodiment. 実施形態１に係る記録ヘッドの要部平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of main parts of the recording head according to the first embodiment. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG.

Explanation of symbols

１０流路形成基板、１２圧力発生室、１３連通部、１４インク供給路、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０リザーバ形成基板、３１リザーバ部、３２圧電素子保持部、４０コンプライアンス基板、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０リード電極、１００リザーバ、１１０流路形成基板用ウェハ、１３０リザーバ形成基板用ウェハ、１３１、１３１Ａ防壁膜、２００駆動回路、２１０駆動配線、３００圧電素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generation chamber, 13 Communication part, 14 Ink supply path, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 30 Reservoir formation board, 31 Reservoir part, 32 Piezoelectric element holding part, 40 Compliance board, 60 Lower electrode Film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 100 reservoir, 110 channel forming substrate wafer, 130 reservoir forming substrate wafer, 131, 131A barrier film, 200 driving circuit, 210 driving wiring, 300 piezoelectric element

Claims

A pressure generating chamber that is formed of a silicon substrate and communicates with a nozzle opening that ejects liquid, and a communication portion that communicates with the pressure generating chamber, and pressure generating means for applying a pressure change for ejecting liquid into the pressure generating chamber And a reservoir forming substrate that is joined to one surface side of the channel forming substrate and communicates with the communicating portion to form a part of the reservoir and penetrates in the thickness direction. A method of manufacturing a liquid jet head comprising:
Forming a barrier film covering at least the region where the reservoir portion opens on the other surface of the reservoir forming substrate opposite to the one surface bonded to the flow path forming substrate; and the reservoir forming substrate on the reservoir forming substrate A step of bonding the reservoir forming substrate to one surface of the flow path forming substrate, and wet etching from the other surface side of the flow path forming substrate, thereby forming the pressure generating chamber and the communication portion. And a step of removing the barrier film. A method of manufacturing a liquid jet head, comprising:

In the step of forming the barrier film on the reservoir forming substrate, on the other surface side of the reservoir forming substrate, a driving wiring for mounting a driving circuit for driving the pressure generating means is formed and the barrier film is formed. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1.

3. The step of forming the barrier film on the reservoir forming substrate includes forming the barrier film over the entire other surface of the reservoir forming substrate after forming the drive wiring. A method for manufacturing a liquid jet head.

4. The liquid ejecting head according to claim 1, wherein in the step of forming the barrier film, the barrier film made of a metal, a metal oxide film, a metal nitride film, or an organic compound is formed. Method.

The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 2, wherein in the step of forming the barrier film on the reservoir forming substrate, the barrier film and the drive wiring are simultaneously formed in the same layer.

6. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 5, wherein in the step of forming the barrier film, the barrier film made of gold is formed.

The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the step of removing the barrier film is performed by dry etching.

Before the step of bonding the reservoir forming substrate to the flow path forming substrate, an etching resistant film having an etching resistance to an etching solution when etching the flow path forming substrate is formed at least on the inner surface of the reservoir portion. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein:

The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein in the step of forming the barrier film, the barrier film is formed by a sputtering method.